论微生物与人类社会的进步.doc

论微生物的发展与人类的社会进步郑忠巧生物工程一班 生命科学学院 黑龙江大学 哈尔滨150080摘要：文章从微生物学的基本概念出发，通过回顾人类微生物学的历史，论证了微生物学的发展与人类社会相互作用，相互促进的辩证关系。关键词：微生物学；发展；人类社会；进步。Theory analysis and human social progress ZhengzongqiaoThe first class of Biotechnology, College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin, 150080Abstract : The article starting from the basic concepts of microbiology, demonstrated by reviewing the history of human microbiology, microbiology, development and human social interaction, the dialectical relationship of mutual promotion.Keywords: Microbiology;Developing;Human society; Progress.英国哲学家和教育家斯宾在其著名教育论中早就提出过“人类健康是一切幸福的要素”这个精辟的论点。在现代科学中，对人类健康关系最大，贡献最为突出的应该算是微生物学了。微生物学从建立之初就与人类的动物传染病的防治产生了不解之缘，接着与酿造学，植物生理学，土壤学，药物学和环境科学等密切结合，建立了一个有一个应用分支学科，为人类社会的进步和发展做出了自己的贡献。下面我们来简述一下微生物的发展与我们人类的社会进步。（1）微生物与人类工业发展上的关系。微生物与人类工业的发展密不可分，微生物工业起源很早，中国早在公元前22世纪就用发酵法酿酒，但直到1857年才由法国学者巴斯德证明酒类等的发酵由微生物引起。1894年日本的高峰让吉首先利用米曲霉生产酶制剂（高峰淀粉酶）作为消化药物，第二次世界大战期间青霉素投入生产，1956年日本的木下祝郎用发酵法代替盐酸水解面筋法生产谷氨酸，这些对微生物工业的发展起着重要作用。遗传工程的兴起，更使微生物工业进入了一个新的发展阶段。由于微生物具有繁殖迅速、代谢类型多种多样、不需高温高压、能在较短时期内生产出目前化学工业所无法生产的许多产品，所以微生物工业有着广阔的发展远景。微生物工业的经济效益很高。用大肠杆菌生产人的生长激素释放因子，从9升细菌培养液所得的激素数量等于大约从50万头羊脑中提取得到的数量。需要从1万头牛的胰脏才能提取1公斤结晶蛋白酶，而通过微生物发酵，只需几百公斤淀粉、麸皮、黄豆粉等，几天时间就可生产出这些数量的酶。中国微生物工业发展很快。1980年微生物工业的产值已达70亿元；1980年用发酵法生产抗生素900吨、维生素4000吨。微生物工业产品主要有酒类、有机酸、抗生素、酶制剂、氨基酸、核苷酸、维生素、有机溶剂、微生物杀虫剂、植物激素、单细胞蛋白等（2）微生物与人类农业的发展农业是人类赖以的最重要的客观基础。微生物学不仅与农业生产密切相关，而且与食品安全和品质改善密切相关。土壤的形成及其形成其肥力的提高有赖于微生物的作用。土壤中含氮物质的最初来源是微生物的固氮作用。土壤中含氮物质的积累、转化和损失，土壤中有机质尤其是腐植质的形成和转化、土壤团聚结构的形成、土壤中岩石矿物变为可溶性的植物可吸收态无机化合物等等过程都与微生物的生命活动相关：由于微生物的话动，使得土壤具有生物活性性能，推动着自然界中最重要的物质循环，并改善着土壤的持水、透气、供肥、保肥和冷热的调节能力，有助于农业生产。 随着人类对环境和食品安全质量的要求愈来愈高，易造成环境和食品污染的化学农药、化学化肥愈来愈不受欢迎，绿色农业或有机农业、绿色食品的呼声愈来愈高。而绿色农业或有机农业、绿色食品离不开微生物的作用。在农业生产过程中，农作物的防病、防虫害也与微生物密切相关。植物的许多病其病原就是各类微生物，而反过来也可以利用某些微生物来防治农作物的某些病虫危害。有机肥的积制过程实际上就是通过微生物的生命活动，把有机物质改造为腐殖质肥料的过程。有机和无机肥料施人土壤后，只有一部分可被植物直接吸收，其余部分都要经过微生物的分解、转化、吸收、固化，然后才能逐渐并较长时间地供给植物吸收利用。许多微生物能固定大气中的氮素，为植物提供氮素营养。农产品的加工、贮藏，实际上很多是利用有益的微生物作用或是抑制有害微生物的危害的技术。 微生物学是农业科学的重要基础理论的 部分。随着科学技术的发展，微生物学与农业科学之间的关系必将越来越密切，微生物学对现代农业科学的影响也必将越来越大。（3） 微生物与人类环境的发展保护环境、维护生态平衡以提高土壤、水域和大气的环境质量，创造一个适宜人类生存繁衍、并能生产安全食品的良好环境，是人类生存所面临的重大任务。随着工农业生产的发展和人民对生活环境质量要求的提高，对于进入环境的日益增多的有机废水污物和人工合成有毒化合物等所引起的污染问题，越来越受到关注。而微生物是这些有机废水污物和合成有毒化合物的强有力的分解者和转化者，起着环境 “ 清道夫 ” 的作用。而且由于微生物本身所具有繁衍迅速、代谢基质范围宽、分布广泛等特点，它们在清除环境 ( 土壤、水体 ) 污染物中的作用和优势是任何其他理化方法所不能比拟的。因此正广泛应用微生物来处理有机废水和污物，进行污染土壤的微生物修复。某些微生物也以其本身作为病原或其代谢毒物污染各类环境或食品，危害着人类健康。 利用微生物生产可生物降解塑料替代目前正在大规模使用的非生物降解塑料。目前人们正在大力发展利用微生物的方法解决环境污染问题，相信在不久的将来微生物在环境治理方面将起到无可替代的作用。 （4）微生物对生命科学基础理论研究的重大贡献。 微生物由于其“五大共性”加上培养条件简便，因此是生命科学工作者在研究基础理论问题时最乐于选用的研究对象。历史上自然发生说的否定，糖酵解机制的认识，基因与酶的关系的发现，突变本质的阐明，核酸是一切生物遗传变异的物质基础的证实，操纵子学说的提出，都是选用微生物作为研究对象而提出的结果。为此大量的研究者还获得了诺贝尔奖的殊荣。微生物学还是代表当代生物学最高峰的分子生物学三大来源之一。在经典遗传生物学的发展过程中，由于先驱者们意识到微生物具有繁殖周期短，培养条件简单，表型性状丰富和多数是单倍体等种种特别适合做遗传研究对象的优点，纷纷选用Neurospora crassa（粗糙脉孢菌，俗称“红色面包霉”）,Escherichia coli（大肠埃希氏菌，简称大肠杆菌）,Saccharomyces cerevisiae（酿酒酵母） 和E.coli的T系吞噬体做研究对象，很快揭示了许多遗传变异规律，并且使经典遗传学说迅速发展成为分子遗传学。微生物除了上面的介绍外，在微生物的发酵领域上也有很大的贡献。在医药方面，很多通过基因工程改造的细菌在发酵过程中产生的次级代谢产物都是医学方面很重要的药品，比如胰岛素的大量制取，抗生素的大量制取等。在食品方面，酵母菌发酵制酒,醋，黄色短杆菌发酵制味精，以及一些高蛋白含量的细菌的菌体就是很好的食物。在农业方面，转基因的农作物的目的基因一般用微生物体内的质粒作载体，豆科植物的根瘤菌，自生固氮的圆褐固氮菌等。在生物工程方面那就更多了基因工程，细胞工程，发酵工程基本上都离不开微生物。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。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。根据科学的技术的发展，微生物占据了相当重要的一个环节。比如植物的育种，用到诱变育种、原生质体融合技术，产生新的遗传基因的植物，加快植物进化，选取出更优良的植株。在工业发酵，依靠微生物的生命活动，生命活动依靠生物氧化提供的代谢能来支撑，因此工业发酵应该覆盖微生物生理学中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。随着科学技术的进步，发酵技术发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到，按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。微生物在人类生活中起着重要的作用，它的生息无处不在。虽然在一定的条件下对我们的生活带来了致命性的危害，但对人类的起步和发展提供了先进而重要的条件。更重要的是，当有致病性微生物入侵的时候，人体往往还得靠这些共生菌一起将它们驱除。因此，保持身体健