微生物和人类有什么关系？
微生物简介
微生物是一大类生物，包括细菌、病毒、真菌和一些小型原生动物。虽小，却与人的生活息息相关。微生物一般分为以下八类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。微生物在自然界可谓“无处不在，无处不在”，涵盖有益有害的多种，广泛涉及卫生、医药、工农业、环保等诸多领域。下面从医疗保健、工业生产、农业生产、环境保护、生命科学基础研究等方面分析微生物与人类的关系。
(A)微生物和保健
首先，微生物学对医疗起到了很大的促进作用。受巴斯德胚胎理论的影响，英国医生发明了石炭酸手术消毒，对降低手术感染率起到了很大的作用。从20世纪70年代到20世纪初的三十年间，由于各种微生物学方法的出现，分离出了许多病原微生物，如炭疽杆菌、麻风杆菌、肺炎链球菌、伤寒杆菌、结核杆菌和鼠疫杆菌。经过十几年的努力，科学家发明了用减毒母牛分枝杆菌制成的卡介苗，让人类在面对致病菌时有了主动权。通过对微生物代谢的研究，发现一种碱性染料能抑制微生物四氢叶酸的产生，引起微生物死亡，并出现大量的化疗磺胺类药物。上世纪初青霉素的出现引发了探索抗生素宝库的热潮，链霉素和氯霉素相继出现。如今，基因工程菌药物的应用带来了巨大的医学和商业价值。
其次，作为21世纪的爱美女性，爱美是人生必修课，那么自然微生物学和医疗保健的重点就在微生物学和美容美容上。微生物酵素可调节血压、胃肠功能、免疫功能、保肝护肝、治疗糖尿病，并具有美白、抗衰老、祛痘、防腐美容的功效。微生物酵素是益生菌。益生菌是指在改善宿主微生态平衡中发挥有益作用，从而提高宿主健康水平和状态的活菌制剂及其代谢产物。益生菌存在于地球的每个角落，动物体内的有益菌或真菌主要有乳酸菌、双歧杆菌、放线菌、酵母菌等。目前世界上最强大的竹边活性益生菌包括由上述微生物组成的活性益生菌。
(B)微生物和工业生产
微生物具有种类多、分布广、生长快、繁殖快、代谢能力强、适应性强、易培养等特点。在工业生产中，可以根据微生物的特性选择合适的微生物。有些微生物从自然界分离出来就可以使用，有些需要人工突变获得突变菌株才能使用。目前发酵工业用菌种的总趋势是从野生菌到突变菌，从自然育种到代谢育种，从诱导基因突变到基因重组的定向育种。由于发酵工程本身的发展和基因工程的介入，藻类和病毒正逐渐成为工业生产的微生物。工业生产中常用的微生物
1 .细菌
细菌是自然界中分布最广、数量最多的微生物，属于单细胞原核生物，以典型的二分法繁殖。当细胞生长时，环状DNA染色体复制，细胞内的蛋白质和其他成分同时加倍，然后在细胞中间产生一个水平间隔，染色体分离，然后间隔分裂形成两个相同的子细胞。如果隔膜没有完全分开，就会形成链状细胞。
工业生产中常用的细菌有枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等。用于生产淀粉酶、乳酸、乙酸、氨基酸和肌苷酸等。
2.酵母。
酵母是一种单细胞真核生物，在自然界中普遍存在，主要分布在含糖量高的酸性环境中，如水果、蔬菜、花蜜和植物叶片，以及果园土壤中。石油酵母主要分布在油田周围的土壤中。酵母多为腐生，常以单细胞形式存在，以发芽的形式繁殖。当母细胞生长到一定程度，就开始萌发。花蕾长大后，母细胞收缩，在母细胞和子细胞之间形成隔膜，最终形成两个大小相同的细胞。如果芽不与母细胞分离，就会形成链状细胞，称为假菌丝。在发酵生产高峰期，常出现假菌丝。
工业上使用的酵母有:啤酒酵母、假丝酵母、酵母样酵母等。用于酿酒、制面包、生产脂肪酶和生产食用、药用和饲料酵母体蛋白等。
3.霉菌。
霉菌不是一个分类学术语。在营养基质上生长形成蓬松、网状或絮状菌丝的真菌统称为霉菌。霉菌在自然界分布广泛，存在于土壤、空气、水和生物体内外。它喜欢酸性环境，大部分是好氧的，腐生的，少数是寄生的。霉菌有很强的繁殖能力。它以无性孢子和有性孢子繁殖，多为无性孢子。它的生长方式是菌丝末端伸长，顶端分枝，相互交织成网状。菌丝体的长度不仅受遗传控制，还受环境影响，其分枝数取决于环境条件。菌丝要么分散生长，要么成簇生长。
工业上常用的霉菌有:藻类的根霉属、毛霉属和犁头霉属、子囊菌属的红曲霉属、曲霉属和青霉属。它们可用于生产各种酶制剂、抗生素、有机酸和类固醇激素。
放线菌
放线菌因其线形菌落而得名。它是一个原核生物类群，广泛分布于自然界，尤其是富含有机质的弱碱性土壤中。大多数是腐生的，少数是寄生的。放线菌主要靠无性孢子繁殖，也有靠菌丝体碎片繁殖的。后一种繁殖方式见于液体浸没培养。它的生长方式是菌丝末端拉长分支，交织成网状结构成为菌丝体。菌丝体的长度不仅受遗传控制，还与环境有关。在液体浸没培养中，由于搅拌器的剪切应力，往往形成分枝粗壮的短菌丝体，或分散生长，或以菌丝体丛的形式生长。它最大的经济价值是它能生产多种抗生素。微生物中发现的抗生素60%以上由放线菌产生，如链霉素、红霉素、金霉素、庆大霉素等。常用的放线菌主要来自以下几个属:链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属。
5.担子菌
所谓担子菌，就是人们通常所说的蘑菇微生物。担子菌资源的利用正引起人们的关注，如开发多糖、橡胶物质和抗癌药物等。近年来，日本和美国的一些科学家对香菇的抗癌作用进行了深入研究，发现香菇中的1，2-β-葡萄糖苷酶和两种糖类具有抗癌作用。
6.海藻
藻类是一种广泛分布于自然界的自养微生物资源，在许多国家被用作人类保健食品和动物饲料。螺旋藻养殖时，按干重计算每公顷可收获60t(1 ha = 104 m2)，而4t；种植大豆时每公顷可以收获。从蛋白质产量来说，螺旋藻是大豆的28倍。从蛋白质产量计算，每公顷香菇的蛋白质是小麦的20 ~ 35倍。此外，CO2可被藻类转化为油，培养单细胞藻类或其他藻类获得的油可占细胞干重的5% ~ 50%。合成油和重油一样，加工后可以转化为汽油、煤油等产品。一些国家建立农场培养单细胞藻类，以每年每公顷培养的单细胞藻类以碳水化合物(石油)计5%干物质计算，可获得60 t石油燃料。这项技术的应用还可以减少工业生产中大量排放二氧化碳造成的温室效应。国外也有报道称，人们从“藻类农场”获取氢能，这种农场培养大量藻类，利用它们的光合作用释放氢气来获取氢能。
作为规模化生产，对菌种有以下要求。
(1)原料便宜，目标产品增长快，收益率高；
⑵培养条件容易控制，酶活高，发酵周期短；
(3)抗杂菌和噬菌体能力强；
(4)菌株遗传性能稳定，不易变异和退化，不产生任何有害生物活性物质和毒素，确保安全生产。
(C)微生物和农业生产
微生物与农业生产的关系非常密切。例如，动物的养殖土壤和胃肠道是由许多微生物组成的复杂生态系统。这个系统中有有益微生物，也有一些有害微生物，如致病菌和腐败菌。这些微生物相互作用，相互影响。如果有益微生物的数量增加，就可以抑制有害微生物的生长和繁殖。根据这一现象，人们有目的地筛选出一些有益的微生物物种，并对其进行培养繁殖，制成有益的生物菌制剂。土壤施用有益生物菌剂可以提高土壤有效养分含量，减少病害发生，提高农产品品质。比如微生物肥料。目前，中国是世界上最大的化肥生产国和消费国，但化肥会削弱作物生产能力，加剧环境污染，浪费大量稀缺资源。微生物肥料在保持和提高土壤生产力、提高农产品品质、减少病虫害发生、保护农田生态环境、巩固国家粮食和食品安全等方面具有不可替代的作用，对发展“两高一优”农业、实现“绿色工程”、提高人民生活水平具有重要意义。成为未来肥料的绝佳选择。
(D)微生物和环境保护
环境保护和污染环境的生物修复是21世纪的全球性战略任务，其中微生物可以发挥不可替代的作用。如1使用微生物肥料、农药或农用抗生素，替代会严重污染环境且无法降解的化肥或农药；2利用微生物产生的PHB、PHB或聚乳酸制作可降解医用塑料、快餐盒等产品，减少“白色污染”；3利用微生物降解、氧化等生化活动净化生活污水；有毒工业污水和生活有机垃圾4利用微生物检测环境的污染程度，如Ames法检测“三致”物质，EMB培养基检测饮用水等样品中的肠道菌群，发光细菌检测水源的污染程度。
(5)微生物学和生命科学的基础研究
微生物学促进了许多重要理论问题的突破，为分子生物学和分子遗传学的发展奠定了基础。微生物学为生命科学的研究技术做出了巨大贡献。由于微生物学消毒、分离和培养的渗透和发展，动物和植物细胞可以在平板或三角瓶中重新培养，并在显微镜下分离。今天转基因动植物的转化技术也来源于微生物的理论和技术。微生物的伟大发现导致了DNA重组技术和基因工程的出现，这在整个生命科学中翻开了新的一页，也将使人类改变生物、根除疾病、美化环境的梦想成为现实。一方面，微生物在与其他学科的交叉和相互促进方面取得了显著进展。另一方面，它对整个生命科学的发展做出了巨大贡献，在生命科学的发展中占有重要地位。