本站原创微生物包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体,它个体微小,分布广泛,与人类生活密切相关.它既能造福于人类也能给人类带来毁灭性的灾难.广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域.
1.微生物的作用
1.1微生物与物质循环
微生物是生物圈的重要成员,在自然界的物质循环过程中具有重要的作用.概括起来有以下两个方面的作用：第一,微生物是生物食物链中的生产者之一；第二,是有机物质的主要分解者.以光能自养的藻类、蓝细菌和光合细菌为代表的微生物可以直接利用空气中的CO2通过光合作用合成有机物,在无机物的有机质化过程中起着重要的作用；以异养型微生物为主的分解者,在有机质的矿化过程中起着主要作用.
1.2微生物与污水处理
工业迅速发展的同时也给人们带来了一定的环境污染.在众多的污水、废水处理方法中,生物学的处理方法因其具有经济方便、效果好的突出优点的突出优点而被广泛应用.在污水的生物学处理过程中,微生物起着特别重要的作用,它们能将水体中的含碳有机物分解为CO2、H2S、CH4等气体；将含氮有机物分解成氮、硝酸、亚硝酸和氨；能使汞、砷等对人类有毒的重金属盐在水体中进行转化,以便于回收或除去,使许多病原性寄生生物常因与环境不适而死去.
1.3微生物与人体健康
健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种.其中主要有大肠杆菌、产气杆菌、变形菌、产气荚膜梭菌、粪产碱菌、乳酸杆菌和螺旋体等.在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生.食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用.人体为这些微生物提供了良好的栖息场所,而这些细菌生活在肠道中能合成核黄素、维生素B12、维生素K等多种维生素以及氨基酸以供人体吸收利用.
1.4微生物与工业生产
工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业.通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产.乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程.国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升.对工业微生物开展的基因组研究,不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因,并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造,同时推动现代生物技术的迅速发展.
2.微生物污染
2.1工业产品中的微生物污染
各种工业器材,如金属、仪表、电讯器材、绝缘材料和纺织品等,它们或含有一些被微生物利用的成分,或因种种原因沾染了或多或少的有机物质,因此,都会受到微生物的侵蚀,使之老化变质.例如,曾发生过飞机的油槽因受到芽枝霉、铜绿色假单胞菌和弧菌等的腐蚀而漏油.电子设备、集成电路、绝缘材料等均可受到霉菌的侵蚀,由于霉菌的菌丝能导电,因此常常能引起有关设备失灵.
羊毛、面纱、尼龙、聚酯及其织品,也常受到微生物的侵蚀.例如,污染羊毛的微生物主要有铜绿色假单胞菌、微球菌、枯草杆菌、曲霉、青霉等.玻璃及其制品和显微镜、望远镜及照相机等器材的光学部分在温暖潮湿的条件下,都会由于曲霉、细霉、青霉等的生长繁殖而受腐蚀.
2.2农业产品中的微生物污染
粮、油原料及其制品,含有丰富的养分,它们是微生物的天然营养基地,如果其他条件适宜,霉菌、细菌、酵母菌等微生物类群就会迅速地繁殖起来.肉、蛋、奶、水果和蔬菜等食品的表面都生活着许多的微生物,如果保存不当,常引起食品的变质和腐败.
2.3人类健康中的微生物污染
微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行.在人类疾病中有50％是由病毒引起.例如,微球菌能使人的头部生白斑,铜绿色假单胞菌与支气管炎、咽炎和耳、鼻、眼的炎症有关.世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位.在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物.一些疾病的致病机制并不清楚.大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁.一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,最典型的例子就是流行性感冒病毒.每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍.
3.防止微生物污染的措施
防止粮食霉变和真菌毒素的污染,可以降低其含水量,置于干燥、低温和缺氧的环境中,使霉菌丧失生长繁殖的条件.工业器材的防腐,则可以采用对人和动物安全性高的高效杀菌剂,选用抗微生物腐蚀性的材料及用含抗菌物质的材料做成涂膜,使器材和微生物隔离,以防止微生物的危害.