絕大多數微生物對人類和動物、植物是有益的,而且有些是必需的。只有少數微生物引起人類和動植物的病害。
自然界中N、C、S等元素的循環要靠有關微生物的代謝活動來進行。例如土壤中的微生物能將死亡動植物的有機氮化合物轉化為無機氮化合物,以供植物生長的需要,而植物又為人類和動物所食用。空氣中大量的游離氮,也只有依靠固氮菌等作用后才能被植物吸收。據估計,由微生物降解有機物向自然界提供的碳每年高達950億噸。因此,沒有微生物,物質就不能運轉和循環,植物就不能進行代謝,人類和動物也將難以生存。


在農業方面,微生物可用于發展微生物飼料、微生物肥料、微生物農藥、微生物食品、微生物能源和微生物環保制劑等。


在工業方面,微生物在食品、制藥、皮革、紡織、石油、化工、冶金、采礦、創新能源等領域的應用日趨廣泛。

在環境保護上,微生物能降解塑料、甲苯等有機物,處理污水廢氣。垃圾在生命科學中,微生物被作為研究對象或模式生物,有關基因、遺傳密碼、轉錄、翻譯和基因調控等都是在微生物中發現和得到證實。近年來,隨著分子生物學 的發展,微生物在基因工程技術中的作用更顯輝煌,不僅提供了必不可少的多種工具酶和載體系統,更可人為地定向創建有益的工程菌新品種,能在無污染的自然環境中制造出多種多樣的人類必需品。


正常情況下,寄生在人類和動物口、鼻、咽部和消化道中的微生物是無害的,有的尚且能拮抗病原微生物的入侵。定植在腸道中的大腸埃希菌等還能向宿主提供必需的硫胺素、核黃素、煙酸、維生素B12、維生素K和多種氨基酸等營養物質。又如牛、羊等反芻動物,因有分解纖維素的微生物在胃中定植,才能利用草飼料作為營養物質。


少數微生物具有致病性,能引起人類和動植物的病害,這些微生物稱為病原微生物。它們可引起人類的傷寒、痢疾、結核、破傷風、麻疹、肝炎、艾滋病等;引起禽流感、雞霍亂、牛炭疽等;以及農作物的水稻白葉枯病、小麥赤霉病、大豆病毒病等。有些微生物在正常情況下不致病,只是在特定情況下導致疾病,這類微生物稱為條件致病菌。如一般大腸埃希菌在腸道不致病,在泌尿道或腹腔中就引起感染。此外,有些微生物的破壞性還表現在使工業產品、農副產品和生活用品的腐蝕和霉爛等。


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