吉 林 农 业 科 技 学 院
能源微生物结课论文
论 文 题 目：寻找我们身边的微生物
年 级 专 业：农业建筑环境与能源工程
学 生 姓 名：
学 号：
指 导 教 师：刘超
评 阅 教 师：完 成 日 期：
寻找我们身边的微生物
学 生:
专 业:
指导教师:
摘 要
微生物是存在于自然界的一群体形微小、结构简单的单细胞或多细胞原核生物或真核生物，有的甚至无细胞结构（如病毒）。目前，微生物大致分类为细菌、真菌（包含酵母菌和微菌）、藻类和俗称为寄生虫的原虫和蠕虫。病毒是一种只能在活的生物细胞中复制的简单有机体，严格说来並不能视为一种生物，不过，也被归属于微生物。微小的微生物是无处不在的，与我们人类也有很大的关系。
关键词：微生物；人类；健康
，
Find microbes around us
Name: Hou Xiaoxu
Major: Agricultural architectural environment and energy engineering
Tutor: Liu Chao
Abstract
The microorganism ispresent in the natural shape of the group of small-sized,simple structureunicellular orprokaryotic or eukaryotic cell, or even a cell-structure(such as viruses).Currently, themicrobesare broadly classifiedasbacteria, fungi(includingyeasts andmicro-bacteria),commonly known as algae and protozoa parasites and worms.Anorganismis a simple virus can replicate in the cell sof living organisms,strictly speaking can not be considered a biological,however, also belong to the microorganisms.Tiny microbes are ubiquitous,and human shavea great relationship.
Keywords: microorganism; human；healthy
一 微生物与人类日常生活
1 人体中的微生物
正常情况下，人体体表及与外界相通的体腔中存在着一定种类和数量的微生物，被称为人体正常微生物群落。它们构成了人体内的微生态环境，和人体保持着一个平衡状态，相互依赖，相互影响。人体为微生物提供良好的生态环境，使微生物得以生长繁殖；微生物可为人体提供多种维生素，如、烟酸和生物素、各种氨基酸，同时也可抑制或排斥外来微生物的侵入和寄生，起到保护作用，保证人体各项生命活动的正常进行。一旦这种平衡被打破，如皮肤、粘膜受损，机体疲劳、受凉导致防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物，失去它正常的功能，导致人体出现异常，如腹膜炎、肾盂肾炎等炎症。如果长期服用广谱抗菌素如青霉素，可导致肠道内对药物敏感的细菌被抑制，而不敏感的细菌则大量繁殖，破坏了正常菌群内各种微生物之间的相互制约关系，从而引起疾病，如腹泻、消化不良、胃肠炎等。这通常被称为菌群失调症。因此在进行治疗时，除使用药物来抑制或杀灭致病菌外，还需要考虑调整菌群，恢复肠道正常菌群的生态平衡。同时，在使用抗菌素时，需要了解引起感染和炎症的主要原因，做到对症下药，不能滥用抗菌素。在维护人体健康方面，维持微生态环境的平衡与稳定具有非常重要的意义。
二 微生物带来的疾病
1 微生物带来的常见疾病
我们今天已经进入了21世纪，虽然我们能够制服引起一般传染病的微生物，但是，艾滋病和新出现的疾病依然严重威胁着人类，还有些一度被控制的传染病又开始死灰复燃。例如，世界各地一度似乎销声匿迹的结核病，近年来却死灰复燃，患病率节节上升。据世界卫生组织的资料，全世界每年死亡的5千2百万人中，有3分之一是由传染病造成的。
鼠疫,艾滋病(AIDS),癌症,肺结核、虐疾、霍乱“卷土重来”,伊波拉病毒、疯牛病、SARS、禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致，拿鼠疫来说吧，1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3 的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率极高。而且还证实，这些病毒还在变异，这就更加增加了对这些疾病研究的困难。而这些疾病的出现，又是跟人们的行为有关，由于发展的需要，人们对环境进行破坏，
造成生态的不平衡，生态环境越来越严重，造成病毒能够接触到人们的机会大大增加，而且加快了它们变异的能力。这些无不是人类自身所种的恶果。
2人类为消除疾病做出的努力
为了防除这些疾病，全世界虽然已经花费了无法统计的经费，但有些疾病的罪魁祸首却仍然没有被征服，甚至艾滋病的患者和感染者还在每年成倍增长。人类和病原微生物的斗争也许是一场永远看不到尽头的战争。因此有的学者认为微生物学甚至比别的学科重要得多，如果人类被病原微生物消灭了，其它科学又有什么意义呢？
每个人都有生病的经验，但不一定了解为什么会生病。人和动植物都会患病，但不是所有的疾病都是由微生物引发的。例如血吸虫病是较高等的软体动物引起的，肺癌多半由环境因素（如吸烟）造成，流血不止的血友病则是遗传性疾病。虽然今天不是由微生物引发的疾病，例如某些癌症、心血管疾病和中风等在人类死亡原因中的比例逐年在增加，然而大量致病微生物却仍然给我们的生活带来了极大的危害，还是人类死亡的头号杀手。
虽然呱呱落地的婴儿体内几乎是无菌的，但离开母体后，就同周围富含微生物的自然环境密切接触，因而我们无时不生活在“微生物的海洋”中。细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为10034×1012 吨；每张纸币带细菌900万个，人体体表及体内存在大量的微生物，皮肤表面平均10万个细菌/平方厘米，口腔细菌种类超过500种，肠道微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为1000 亿个；每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌。
三 微生物的益处
1 微生物在药物治疗方面的益处
1929年，弗莱明在研究培养葡萄球菌时，偶然发现了青霉素，这是人类历史上第一个抗菌素类药物的诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成，使菌体的新陈代谢失调，达到抑菌和杀菌的效用。之后又出现了很多抗菌素类药物，如头孢霉素、链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。一时间，人们就觉得在人类与微生物的斗争中，人类已经领先了，因为如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒、淋病和其他细菌性传染病慢慢被征服了。
但是，正是由于这些抗菌素类药物有抑菌和杀菌的效用，人们大多数认为，不管患了什么病，总是认为多吃点抗菌素药物好，这就导致了以下问题：在多数情况下，抗菌素的作用只是抑制或削弱病原菌的活动，人最终还得靠机体本身来彻底战胜病原菌。长期使用某种抗菌素，不但起不到应有的作用，相反，还会使病原菌产生"抗药性"变异品
种，从而使抗菌素失去它特有的效用。细菌的确很聪明的，一个细菌可在24小时内留下约l60多万个后代，然后成群地更有效地带着抗药性来危害人类。因此，人类和细菌这场无宵烟的战争又开始了，一场领先者不断变化的比赛就这样持续下去。
在人体肠道中有很多微生物，其中要有大肠杆菌，乳酸杆菌等，这些细菌生活在人的肠道中能合成核黄素，维生素k 等多种维生素以及氨基酸，以供人体吸收利用。
在医药方面，自1929 年英国细菌学家弗莱明偶然发现青霉素，这是人类历史上第一个抗菌类药物的诞生。之后又出现了很多抗菌类药物：如链霉素、氯霉素、庆大霉素、卡那霉素、红霉素、四环素等。这些药物都是从微生物中提取出来的。这些抗菌类药物的出现，挽救了无数人的生命，使得以前无法治愈的疾病得以有效治疗。
四 人类对微生物的应用
1 微生物工业与产品
微生物代谢产物及其本身的组成物质是微生物工业能生产出众多食品和饮料的根本机理。按出现的年代可以分为：传统产品、近代产品和现代产品。传统产品是以酿造业的产品如酒、醋、酱、豆腐、泡菜、乳酪、面包等为代表；近代产品是以发酵法生产的抗生素、氨基酸、有机酸等为代表；现代产品是以基因工程产品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等为代表。当前国内外的微生物产品，既有传统产品，又有现代产品，但大多数还是近代产品，三者并存，品种繁多，并且涉及各行各业。随着科学技术的发展和医学常识的普及，人们不仅对食品的色、香、味有了更高的要求，而且对食品营养、卫生的要求也更高了。
2 生物医药制品
人们在充分利用微生物造福人类的同时，微生物也给人类带来了各种疾病甚至是灾难。但人类并没有在疾病面前退缩，而是从微生物身上找到了抑制它的方法。抗生素作为治疗感染病的药物，其高药效和丰厚的经济价值使抗生素工业成为发酵工业的重要组成。抗生素不仅能治疗微生物感染人、畜、植物的疾病，而且还能抗肿瘤、防治害虫和杂草，除少数抗生素用化学合成外，绝大多数抗生素都是用微生物发酵生产的。青霉素是由英国科学家弗莱明偶然发现的，它是人类发现的第一个抗生素。如今人们从微生物中已筛选到了几千种天然抗生素，同时在天然抗生素的基础上，开创了半合成抗生素时代。不仅克服了天然抗生素的某些缺陷，而且也是抗生素工业经久不衰的重要因素，在人类医疗保健中起着不可替代的作用。生物制品种类繁多，一般可分为预防、治疗和诊断制品三大类。
为了预防一些由于感染某种微生物引起的疾病，生物学家们利用病毒制成病原疫苗，通过接种疫苗来控制人类的疾病。现在的很多传染病都可以通过接种疫苗，使这些传染病得到有效控制，而不能流行开来。如：乙脑、流脑、乙肝、脊髓灰质炎等。
科学家尝试利用病毒作为载体，对人类遗传病进行基因治疗。
但是，有些微生物会使人患病，而且大多是对人类危害较大的传染病。例如：解放前曾肆虐的鼠疫、霍乱、疟疾等，2 0 0 3 年引起人们恐慌的S A R S ，还有近期部分省份新出现的手足口病，都是由微生物引起的传染病。虽然微生物的个体小，但是威力却很大。1 3 4 7 年的一场由鼠疫杆菌引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有约2 5 0 0 万人死于这场灾难。我国在解放前曾多次流行鼠疫，死亡率极高。
随着科技、医疗条件的提高，我相信由这些微生物引起的疾病，将会得到有效的控制而不再肆虐。
3 微生物与农牧
植物生长需要大量的营养物质，腐生性微生物能将人、畜粪便、植物枯枝落叶分解，并能转换成植物能够吸收利用的养料。如果没有这些微生物，植物就会由于没有充足的营养物质而无法正常生长发育。有的微生物能将空气中的氮，转化成植物可以吸收的含氮物质。这样可以减少对农作物的施肥量。如根瘤菌。
有的微生物能杀死农林害虫。如：苏云金杆菌，可使菜青虫生病而死亡。有的病毒可以防治一些农林害虫。人们把有抗虫功能的微生物的基因转入到植物体上可以培育出来具有抗虫功能的农作物新品种。如：抗虫棉。利用这些微生物防治农林害虫，可以减少农药的使用量，可减轻对环境的污染。
但是，有的微生物会影响农作物的生长。如：烟草花叶病、水稻矮缩病都是病毒引起的。有些微生物会使动物患病。如：禽流感、疯牛病、口蹄疫等动物疾病都是由微生物引起的。
4 微生物与环境
近年来随着人口的剧增，工业的迅速发展，环境受到了严重的污染。其中水域的污染是非常严重的。以前清澈见底，鱼虾嬉戏的景象再也看不见了。很多河流都变成了臭气熏天的臭水河。有些水域会出现赤潮。这都是水域受到严重污染的结果。水域污染治理的方法很多，在众多的污水、废水处理方法中，生物学的处理方法具有经济方便，效果好的突出优点被广泛应用。有些微生物能将水中的含碳有机物分解成二氧化碳等气
体。将含氮有机物分解成氨，硝酸等物质。将汞、砷等对人体有毒的重金属盐在水体中进行转化，以便回收或除去。在以后的污水处理中，微生物将起到不可替代的作用。
政府提出建设社会主义新农村，倡导农民发展生态农业。生态农业既能够使农民增收，又可以保护农村环境。防止农村环境污染。什么是生态农业呢？实际上就是利用一些微生物将农作物的秸杆以及人、畜粪便等有机物进行发酵，获得沼气的过程。沼气的主要成分是甲烷，甲烷是一种清洁的能源，可用来做饭和照明的。沼渣是一种非常好的有机肥料。生态农业既充分利用了资源，又保护了环境，这里微生物甲烷菌是功不可没的。
五 微生物与人类进化
1. 微生物能介导自身基因和各种生物基因进入人类基因组
基因工程就是利用细菌的质粒和病毒为基因载体,采用基因重组,在体外将外源基因和载体连接起来,通过人工的方法导入靶细胞,开辟了短时间内改造生物遗传性能的新天地,填补了生物种属间不可逾越的鸿沟，使人类可按需要定向培育生物新品种及自然界从未有过的新生物
外毒素l4ll3l。以细菌的质粒和病毒为载体成功介导了生物间的基因重组。如(1)原核基因移入原核细胞并成功表达，如白喉杆菌基因组内必须整合进p噬菌体才能产生白喉 。( 2)原核基因移入真核细胞并成功表达。如各种逆转录病毒基因整合进人体基因组。( 3)真核基因移入原核细胞并成功表达，如已将人的胰岛素基因、生长激素基因、白蛋白基因、凝血因子基因等转移到大肠杆菌，已成功生产各种激素、蛋白质、药品等。( 4)真核基因移入真核细胞并成功表达，如将大鼠的生长激素基因与小鼠金属琉基组氨酸三甲内盐一I基因的启动子融合成重组体，把这个重组体转移到小鼠受精卵，再把受精卵植入雌鼠，生下来21只中有7只具有融合基因，其中有6只比它们同胎小鼠要大一倍，肝中有很高水平的融合mRNA,血中有高水平的GH。而且，其中一只小鼠已经把移植的基因遗传给下一代[5]。实践中，转基因动物，转基因植物就是采用实验方法导入外源基因，稳定地整合进基因组内，并能遗传给后代。自从1979年M intz将Sv40病毒导入小鼠，得到第一个承载有人工导入的外源基因的嵌合体小鼠以来，在十多年的时间里，转基因动物、转基因植物已获得了迅猛发展[6]。对人类而言，微生物能介导自身基因和各种生物基因进入人类基因组。
1. 1微生物基因直接整合进人体基因组。
( 1)用感染过大肠杆菌的噬菌体感染不能利用半乳糖的人体细胞(半乳糖血症)，使大肠杆菌代谢半乳糖的酶的基因转移给人体细胞，而使之能利用半乳糖[7] o ( 2)美国的一个科学研究组研究家兔由病毒引起的肿瘤病(皮疵)。这种病毒不仅引起家兔皮疵，还使家兔体内产生大量精氨酸酶，使家兔体内精氨酸大量减少。有趣的是，对与家兔接触
过的科研人员体检发现血液里精氨酸大量减少。这说明由于科研人员经常接触该病毒，这种病毒的精氨酸酶基因已转移给人体细胞，可治疗高精氨酸血症，又不引起皮肤肿瘤
[8] (3)细胞癌基因可能是病毒癌基因整合进人体基因组的结果。癌基因最先在病毒中发现，在肿瘤细胞也发现与病癌基因相似的DNA顺序，称细胞癌基因，以后发现正常细胞中存在与细胞癌基因同源的DNA顺序称原癌基因。病毒癌基因与细胞癌基因具有同源的DNA顺序，仅有少数核普酸差异。细胞癌基因在正常细胞中是以原癌基因的形式存在的，普遍存在于正常动物细胞中，它在生物进化过程中高度保守，从酵母、果蝇到人，同一种原癌基因DNA顺序十分相似。原癌基因的存在不但对细胞无害，可能与胚胎发育，细胞生长和分化明确相关。目前已发现20种病毒癌基因，并且其同源序列已经定位于人染色体上[9]。关于病毒癌基因与细胞癌基因的关系，目前普遍认同的观点是:细胞癌基因是病毒癌基因的祖先，在进化中，病毒在进出宿主细胞时摄取了细胞癌基因，经加工成为病毒癌基因。这种说法只是一种科学的推断。在进化上，先有微生物，再逐渐进化出现人类，因而，似乎更应该是另一种可能:先有病毒癌基因，由于基因重组发生物种进化而包含在高等动物的基因组中，成为细胞癌基因。
1. 2微生物可作为载体介导各种生物的基因流向人类基因组。 基因治疗技术就是以病毒为载体将外源的正常基因导入遗传病患者的组织细胞以纠正致病基因缺陷从而根治遗传病。首例遗传病基因治疗临床应用是在N IH进行的，由Blaeseculve:和A n-derson完成，两名患ADA缺陷的女孩，一名9岁，一名4岁，疗效显著yol。国内复旦大学薛京伦和第二军医大学用基因疗法治疗两名血友病患者，取得了阶段性疗效[11J。用反转录病毒已成功地将多种基因转移至造血细胞、皮肤细胞、肝细胞等组织细胞，在这些细胞和整体动物内得到表达。遗传病基因治疗范围的扩大，寄托在基因转移技术或基因表达调控研究的突破上。一般认为血友病、肺气肿、地中海贫血等遗传病可得到较早基因治疗[1zJo FrenchA n
综上所述，人类与微生物有着密不可分的关系，正确地认识和使用微生物这把双刃剑，保护环境、造福人类是我们的期望，也是我们每个人义不容辞的责任。
参考文献
1吴廷瑞.人类系统非优性的进化论侄释.医学与哲学.1999. 20: 22
2李晴炎.真核细胞起源研究的进展.见:细胞生物学进展.第1卷.北京:高等教育出版社.1989.185- 209
3谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994. 16 4陆德源主编.医学微生物学.北京:人民卫生出版社.1996.132
5 PahniterRD, BrinsterRL, Hammer L,, et al. Dramatic growth of mice develop from eggs microinjected with metallothionein一grow hormone fusion genes. N ature, 1982, 300: 611一615
6谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994. 1 7谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994.9- 13
8谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994. 73 9杜传书.刘祖洞主编.医学遗传学.第2版.北京:人民卫生出版社.1992.636- 637to彭朝晖主编.基因治疗—基础与临床.北京:中国科学技术出版社.1994.108一llo
11彭朝晖主编.基因治疗—基础与临床.北京:中国科学技术出版社.1994.113一115 12谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994.58- 59
13 Trench Anderson W . L ses and abuses of Human gene transfer(L,d- itorial).Human Gene 'f herapy, 1992, 3: 1一2
14 Herskowitz 1 H. Principles of Genetics. 2nd ed, Macmillan 1977 15 Novitski L,. Human Genetics. Macmillan, 1977
16杜传书.刘祖洞主编.医学遗传学.第2版.北京:人民卫生出版社.1992. 68
17国家自然科学基金委员会.生物化学与分子生物学.北京:科学出版社.1995.86 18陆德源主编.医学微生物学.北京:人民卫生出版社.1996. 51
19国家自然科学基金委员会.生物化学与分子生物学.北京:科学出版社.1995.92 20徐建国.新病原性细菌的世界性和来源问题.疾病控制杂志.1997, 1( 1):5一8 21李宝键主编.而向21世纪生命科学前沿.广州:广东科技出版社.1996. 19
22 G arcia一Perenandez and Holland. Nature, 1994, 374: 565
［1］沈萍.微生物学［Ｍ］北京高等教育出版社，２０００
［2］（美）巴里·齐格尔曼，戴维·齐格尔曼，微生物简史
［美］北京：文化艺术出版社，２００２
吉 林 农 业 科 技 学 院
能源微生物结课论文
论 文 题 目：寻找我们身边的微生物
年 级 专 业：农业建筑环境与能源工程
学 生 姓 名：
学 号：
指 导 教 师：刘超
评 阅 教 师：完 成 日 期：
寻找我们身边的微生物
学 生:
专 业:
指导教师:
摘 要
微生物是存在于自然界的一群体形微小、结构简单的单细胞或多细胞原核生物或真核生物，有的甚至无细胞结构（如病毒）。目前，微生物大致分类为细菌、真菌（包含酵母菌和微菌）、藻类和俗称为寄生虫的原虫和蠕虫。病毒是一种只能在活的生物细胞中复制的简单有机体，严格说来並不能视为一种生物，不过，也被归属于微生物。微小的微生物是无处不在的，与我们人类也有很大的关系。
关键词：微生物；人类；健康
，
Find microbes around us
Name: Hou Xiaoxu
Major: Agricultural architectural environment and energy engineering
Tutor: Liu Chao
Abstract
The microorganism ispresent in the natural shape of the group of small-sized,simple structureunicellular orprokaryotic or eukaryotic cell, or even a cell-structure(such as viruses).Currently, themicrobesare broadly classifiedasbacteria, fungi(includingyeasts andmicro-bacteria),commonly known as algae and protozoa parasites and worms.Anorganismis a simple virus can replicate in the cell sof living organisms,strictly speaking can not be considered a biological,however, also belong to the microorganisms.Tiny microbes are ubiquitous,and human shavea great relationship.
Keywords: microorganism; human；healthy
一 微生物与人类日常生活
1 人体中的微生物
正常情况下，人体体表及与外界相通的体腔中存在着一定种类和数量的微生物，被称为人体正常微生物群落。它们构成了人体内的微生态环境，和人体保持着一个平衡状态，相互依赖，相互影响。人体为微生物提供良好的生态环境，使微生物得以生长繁殖；微生物可为人体提供多种维生素，如、烟酸和生物素、各种氨基酸，同时也可抑制或排斥外来微生物的侵入和寄生，起到保护作用，保证人体各项生命活动的正常进行。一旦这种平衡被打破，如皮肤、粘膜受损，机体疲劳、受凉导致防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物，失去它正常的功能，导致人体出现异常，如腹膜炎、肾盂肾炎等炎症。如果长期服用广谱抗菌素如青霉素，可导致肠道内对药物敏感的细菌被抑制，而不敏感的细菌则大量繁殖，破坏了正常菌群内各种微生物之间的相互制约关系，从而引起疾病，如腹泻、消化不良、胃肠炎等。这通常被称为菌群失调症。因此在进行治疗时，除使用药物来抑制或杀灭致病菌外，还需要考虑调整菌群，恢复肠道正常菌群的生态平衡。同时，在使用抗菌素时，需要了解引起感染和炎症的主要原因，做到对症下药，不能滥用抗菌素。在维护人体健康方面，维持微生态环境的平衡与稳定具有非常重要的意义。
二 微生物带来的疾病
1 微生物带来的常见疾病
我们今天已经进入了21世纪，虽然我们能够制服引起一般传染病的微生物，但是，艾滋病和新出现的疾病依然严重威胁着人类，还有些一度被控制的传染病又开始死灰复燃。例如，世界各地一度似乎销声匿迹的结核病，近年来却死灰复燃，患病率节节上升。据世界卫生组织的资料，全世界每年死亡的5千2百万人中，有3分之一是由传染病造成的。
鼠疫,艾滋病(AIDS),癌症,肺结核、虐疾、霍乱“卷土重来”,伊波拉病毒、疯牛病、SARS、禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致，拿鼠疫来说吧，1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3 的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率极高。而且还证实，这些病毒还在变异，这就更加增加了对这些疾病研究的困难。而这些疾病的出现，又是跟人们的行为有关，由于发展的需要，人们对环境进行破坏，
造成生态的不平衡，生态环境越来越严重，造成病毒能够接触到人们的机会大大增加，而且加快了它们变异的能力。这些无不是人类自身所种的恶果。
2人类为消除疾病做出的努力
为了防除这些疾病，全世界虽然已经花费了无法统计的经费，但有些疾病的罪魁祸首却仍然没有被征服，甚至艾滋病的患者和感染者还在每年成倍增长。人类和病原微生物的斗争也许是一场永远看不到尽头的战争。因此有的学者认为微生物学甚至比别的学科重要得多，如果人类被病原微生物消灭了，其它科学又有什么意义呢？
每个人都有生病的经验，但不一定了解为什么会生病。人和动植物都会患病，但不是所有的疾病都是由微生物引发的。例如血吸虫病是较高等的软体动物引起的，肺癌多半由环境因素（如吸烟）造成，流血不止的血友病则是遗传性疾病。虽然今天不是由微生物引发的疾病，例如某些癌症、心血管疾病和中风等在人类死亡原因中的比例逐年在增加，然而大量致病微生物却仍然给我们的生活带来了极大的危害，还是人类死亡的头号杀手。
虽然呱呱落地的婴儿体内几乎是无菌的，但离开母体后，就同周围富含微生物的自然环境密切接触，因而我们无时不生活在“微生物的海洋”中。细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为10034×1012 吨；每张纸币带细菌900万个，人体体表及体内存在大量的微生物，皮肤表面平均10万个细菌/平方厘米，口腔细菌种类超过500种，肠道微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为1000 亿个；每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌。
三 微生物的益处
1 微生物在药物治疗方面的益处
1929年，弗莱明在研究培养葡萄球菌时，偶然发现了青霉素，这是人类历史上第一个抗菌素类药物的诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成，使菌体的新陈代谢失调，达到抑菌和杀菌的效用。之后又出现了很多抗菌素类药物，如头孢霉素、链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。一时间，人们就觉得在人类与微生物的斗争中，人类已经领先了，因为如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒、淋病和其他细菌性传染病慢慢被征服了。
但是，正是由于这些抗菌素类药物有抑菌和杀菌的效用，人们大多数认为，不管患了什么病，总是认为多吃点抗菌素药物好，这就导致了以下问题：在多数情况下，抗菌素的作用只是抑制或削弱病原菌的活动，人最终还得靠机体本身来彻底战胜病原菌。长期使用某种抗菌素，不但起不到应有的作用，相反，还会使病原菌产生"抗药性"变异品
种，从而使抗菌素失去它特有的效用。细菌的确很聪明的，一个细菌可在24小时内留下约l60多万个后代，然后成群地更有效地带着抗药性来危害人类。因此，人类和细菌这场无宵烟的战争又开始了，一场领先者不断变化的比赛就这样持续下去。
在人体肠道中有很多微生物，其中要有大肠杆菌，乳酸杆菌等，这些细菌生活在人的肠道中能合成核黄素，维生素k 等多种维生素以及氨基酸，以供人体吸收利用。
在医药方面，自1929 年英国细菌学家弗莱明偶然发现青霉素，这是人类历史上第一个抗菌类药物的诞生。之后又出现了很多抗菌类药物：如链霉素、氯霉素、庆大霉素、卡那霉素、红霉素、四环素等。这些药物都是从微生物中提取出来的。这些抗菌类药物的出现，挽救了无数人的生命，使得以前无法治愈的疾病得以有效治疗。
四 人类对微生物的应用
1 微生物工业与产品
微生物代谢产物及其本身的组成物质是微生物工业能生产出众多食品和饮料的根本机理。按出现的年代可以分为：传统产品、近代产品和现代产品。传统产品是以酿造业的产品如酒、醋、酱、豆腐、泡菜、乳酪、面包等为代表；近代产品是以发酵法生产的抗生素、氨基酸、有机酸等为代表；现代产品是以基因工程产品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等为代表。当前国内外的微生物产品，既有传统产品，又有现代产品，但大多数还是近代产品，三者并存，品种繁多，并且涉及各行各业。随着科学技术的发展和医学常识的普及，人们不仅对食品的色、香、味有了更高的要求，而且对食品营养、卫生的要求也更高了。
2 生物医药制品
人们在充分利用微生物造福人类的同时，微生物也给人类带来了各种疾病甚至是灾难。但人类并没有在疾病面前退缩，而是从微生物身上找到了抑制它的方法。抗生素作为治疗感染病的药物，其高药效和丰厚的经济价值使抗生素工业成为发酵工业的重要组成。抗生素不仅能治疗微生物感染人、畜、植物的疾病，而且还能抗肿瘤、防治害虫和杂草，除少数抗生素用化学合成外，绝大多数抗生素都是用微生物发酵生产的。青霉素是由英国科学家弗莱明偶然发现的，它是人类发现的第一个抗生素。如今人们从微生物中已筛选到了几千种天然抗生素，同时在天然抗生素的基础上，开创了半合成抗生素时代。不仅克服了天然抗生素的某些缺陷，而且也是抗生素工业经久不衰的重要因素，在人类医疗保健中起着不可替代的作用。生物制品种类繁多，一般可分为预防、治疗和诊断制品三大类。
为了预防一些由于感染某种微生物引起的疾病，生物学家们利用病毒制成病原疫苗，通过接种疫苗来控制人类的疾病。现在的很多传染病都可以通过接种疫苗，使这些传染病得到有效控制，而不能流行开来。如：乙脑、流脑、乙肝、脊髓灰质炎等。
科学家尝试利用病毒作为载体，对人类遗传病进行基因治疗。
但是，有些微生物会使人患病，而且大多是对人类危害较大的传染病。例如：解放前曾肆虐的鼠疫、霍乱、疟疾等，2 0 0 3 年引起人们恐慌的S A R S ，还有近期部分省份新出现的手足口病，都是由微生物引起的传染病。虽然微生物的个体小，但是威力却很大。1 3 4 7 年的一场由鼠疫杆菌引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有约2 5 0 0 万人死于这场灾难。我国在解放前曾多次流行鼠疫，死亡率极高。
随着科技、医疗条件的提高，我相信由这些微生物引起的疾病，将会得到有效的控制而不再肆虐。
3 微生物与农牧
植物生长需要大量的营养物质，腐生性微生物能将人、畜粪便、植物枯枝落叶分解，并能转换成植物能够吸收利用的养料。如果没有这些微生物，植物就会由于没有充足的营养物质而无法正常生长发育。有的微生物能将空气中的氮，转化成植物可以吸收的含氮物质。这样可以减少对农作物的施肥量。如根瘤菌。
有的微生物能杀死农林害虫。如：苏云金杆菌，可使菜青虫生病而死亡。有的病毒可以防治一些农林害虫。人们把有抗虫功能的微生物的基因转入到植物体上可以培育出来具有抗虫功能的农作物新品种。如：抗虫棉。利用这些微生物防治农林害虫，可以减少农药的使用量，可减轻对环境的污染。
但是，有的微生物会影响农作物的生长。如：烟草花叶病、水稻矮缩病都是病毒引起的。有些微生物会使动物患病。如：禽流感、疯牛病、口蹄疫等动物疾病都是由微生物引起的。
4 微生物与环境
近年来随着人口的剧增，工业的迅速发展，环境受到了严重的污染。其中水域的污染是非常严重的。以前清澈见底，鱼虾嬉戏的景象再也看不见了。很多河流都变成了臭气熏天的臭水河。有些水域会出现赤潮。这都是水域受到严重污染的结果。水域污染治理的方法很多，在众多的污水、废水处理方法中，生物学的处理方法具有经济方便，效果好的突出优点被广泛应用。有些微生物能将水中的含碳有机物分解成二氧化碳等气
体。将含氮有机物分解成氨，硝酸等物质。将汞、砷等对人体有毒的重金属盐在水体中进行转化，以便回收或除去。在以后的污水处理中，微生物将起到不可替代的作用。
政府提出建设社会主义新农村，倡导农民发展生态农业。生态农业既能够使农民增收，又可以保护农村环境。防止农村环境污染。什么是生态农业呢？实际上就是利用一些微生物将农作物的秸杆以及人、畜粪便等有机物进行发酵，获得沼气的过程。沼气的主要成分是甲烷，甲烷是一种清洁的能源，可用来做饭和照明的。沼渣是一种非常好的有机肥料。生态农业既充分利用了资源，又保护了环境，这里微生物甲烷菌是功不可没的。
五 微生物与人类进化
1. 微生物能介导自身基因和各种生物基因进入人类基因组
基因工程就是利用细菌的质粒和病毒为基因载体,采用基因重组,在体外将外源基因和载体连接起来,通过人工的方法导入靶细胞,开辟了短时间内改造生物遗传性能的新天地,填补了生物种属间不可逾越的鸿沟，使人类可按需要定向培育生物新品种及自然界从未有过的新生物
外毒素l4ll3l。以细菌的质粒和病毒为载体成功介导了生物间的基因重组。如(1)原核基因移入原核细胞并成功表达，如白喉杆菌基因组内必须整合进p噬菌体才能产生白喉 。( 2)原核基因移入真核细胞并成功表达。如各种逆转录病毒基因整合进人体基因组。( 3)真核基因移入原核细胞并成功表达，如已将人的胰岛素基因、生长激素基因、白蛋白基因、凝血因子基因等转移到大肠杆菌，已成功生产各种激素、蛋白质、药品等。( 4)真核基因移入真核细胞并成功表达，如将大鼠的生长激素基因与小鼠金属琉基组氨酸三甲内盐一I基因的启动子融合成重组体，把这个重组体转移到小鼠受精卵，再把受精卵植入雌鼠，生下来21只中有7只具有融合基因，其中有6只比它们同胎小鼠要大一倍，肝中有很高水平的融合mRNA,血中有高水平的GH。而且，其中一只小鼠已经把移植的基因遗传给下一代[5]。实践中，转基因动物，转基因植物就是采用实验方法导入外源基因，稳定地整合进基因组内，并能遗传给后代。自从1979年M intz将Sv40病毒导入小鼠，得到第一个承载有人工导入的外源基因的嵌合体小鼠以来，在十多年的时间里，转基因动物、转基因植物已获得了迅猛发展[6]。对人类而言，微生物能介导自身基因和各种生物基因进入人类基因组。
1. 1微生物基因直接整合进人体基因组。
( 1)用感染过大肠杆菌的噬菌体感染不能利用半乳糖的人体细胞(半乳糖血症)，使大肠杆菌代谢半乳糖的酶的基因转移给人体细胞，而使之能利用半乳糖[7] o ( 2)美国的一个科学研究组研究家兔由病毒引起的肿瘤病(皮疵)。这种病毒不仅引起家兔皮疵，还使家兔体内产生大量精氨酸酶，使家兔体内精氨酸大量减少。有趣的是，对与家兔接触
过的科研人员体检发现血液里精氨酸大量减少。这说明由于科研人员经常接触该病毒，这种病毒的精氨酸酶基因已转移给人体细胞，可治疗高精氨酸血症，又不引起皮肤肿瘤
[8] (3)细胞癌基因可能是病毒癌基因整合进人体基因组的结果。癌基因最先在病毒中发现，在肿瘤细胞也发现与病癌基因相似的DNA顺序，称细胞癌基因，以后发现正常细胞中存在与细胞癌基因同源的DNA顺序称原癌基因。病毒癌基因与细胞癌基因具有同源的DNA顺序，仅有少数核普酸差异。细胞癌基因在正常细胞中是以原癌基因的形式存在的，普遍存在于正常动物细胞中，它在生物进化过程中高度保守，从酵母、果蝇到人，同一种原癌基因DNA顺序十分相似。原癌基因的存在不但对细胞无害，可能与胚胎发育，细胞生长和分化明确相关。目前已发现20种病毒癌基因，并且其同源序列已经定位于人染色体上[9]。关于病毒癌基因与细胞癌基因的关系，目前普遍认同的观点是:细胞癌基因是病毒癌基因的祖先，在进化中，病毒在进出宿主细胞时摄取了细胞癌基因，经加工成为病毒癌基因。这种说法只是一种科学的推断。在进化上，先有微生物，再逐渐进化出现人类，因而，似乎更应该是另一种可能:先有病毒癌基因，由于基因重组发生物种进化而包含在高等动物的基因组中，成为细胞癌基因。
1. 2微生物可作为载体介导各种生物的基因流向人类基因组。 基因治疗技术就是以病毒为载体将外源的正常基因导入遗传病患者的组织细胞以纠正致病基因缺陷从而根治遗传病。首例遗传病基因治疗临床应用是在N IH进行的，由Blaeseculve:和A n-derson完成，两名患ADA缺陷的女孩，一名9岁，一名4岁，疗效显著yol。国内复旦大学薛京伦和第二军医大学用基因疗法治疗两名血友病患者，取得了阶段性疗效[11J。用反转录病毒已成功地将多种基因转移至造血细胞、皮肤细胞、肝细胞等组织细胞，在这些细胞和整体动物内得到表达。遗传病基因治疗范围的扩大，寄托在基因转移技术或基因表达调控研究的突破上。一般认为血友病、肺气肿、地中海贫血等遗传病可得到较早基因治疗[1zJo FrenchA n
综上所述，人类与微生物有着密不可分的关系，正确地认识和使用微生物这把双刃剑，保护环境、造福人类是我们的期望，也是我们每个人义不容辞的责任。
参考文献
1吴廷瑞.人类系统非优性的进化论侄释.医学与哲学.1999. 20: 22
2李晴炎.真核细胞起源研究的进展.见:细胞生物学进展.第1卷.北京:高等教育出版社.1989.185- 209
3谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994. 16 4陆德源主编.医学微生物学.北京:人民卫生出版社.1996.132
5 PahniterRD, BrinsterRL, Hammer L,, et al. Dramatic growth of mice develop from eggs microinjected with metallothionein一grow hormone fusion genes. N ature, 1982, 300: 611一615
6谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994. 1 7谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994.9- 13
8谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994. 73 9杜传书.刘祖洞主编.医学遗传学.第2版.北京:人民卫生出版社.1992.636- 637to彭朝晖主编.基因治疗—基础与临床.北京:中国科学技术出版社.1994.108一llo
11彭朝晖主编.基因治疗—基础与临床.北京:中国科学技术出版社.1994.113一115 12谭骏.刘铣主编.基因工程原理及实验操作技术.北京:科学技术文献出版社.1994.58- 59
13 Trench Anderson W . L ses and abuses of Human gene transfer(L,d- itorial).Human Gene 'f herapy, 1992, 3: 1一2
14 Herskowitz 1 H. Principles of Genetics. 2nd ed, Macmillan 1977 15 Novitski L,. Human Genetics. Macmillan, 1977
16杜传书.刘祖洞主编.医学遗传学.第2版.北京:人民卫生出版社.1992. 68
17国家自然科学基金委员会.生物化学与分子生物学.北京:科学出版社.1995.86 18陆德源主编.医学微生物学.北京:人民卫生出版社.1996. 51
19国家自然科学基金委员会.生物化学与分子生物学.北京:科学出版社.1995.92 20徐建国.新病原性细菌的世界性和来源问题.疾病控制杂志.1997, 1( 1):5一8 21李宝键主编.而向21世纪生命科学前沿.广州:广东科技出版社.1996. 19
22 G arcia一Perenandez and Holland. Nature, 1994, 374: 565
［1］沈萍.微生物学［Ｍ］北京高等教育出版社，２０００
［2］（美）巴里·齐格尔曼，戴维·齐格尔曼，微生物简史
［美］北京：文化艺术出版社，２００２