微生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位和作用探討

齊玉璽 尹正 陳景運(yùn)

摘要：微生物學(xué)被稱為是生命科學(xué)最為重要的學(xué)科之一，微生物本身是一種簡(jiǎn)單的生命體，非常適合用來進(jìn)行各種生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，有不少關(guān)于生命的理論利用微生物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而獲得重大的突破。微生物學(xué)可以同信息類等多種學(xué)科進(jìn)行知識(shí)上的交流，具有特殊的應(yīng)用性。本文主要從微生物學(xué)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)、微生物學(xué)與人類的健康及微生物學(xué)未來發(fā)展等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：微生物學(xué)；微生物；發(fā)展；生命科學(xué)

引言：

微生物主要包括體積較小的單細(xì)胞、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的多細(xì)胞以及沒有完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)的無細(xì)胞結(jié)構(gòu)等微小生物。其中還包含細(xì)真菌、部分結(jié)構(gòu)較小的的原生生物、細(xì)菌、各種藻類以及個(gè)體微小的病毒等諸多的生物群體。微生物學(xué)是在分子或細(xì)胞水平上，研究自然界常見的微生物的生物學(xué)規(guī)律，其中有生長(zhǎng)繁殖等各個(gè)方面的內(nèi)容，并將其應(yīng)用于生物工程等領(lǐng)域的科學(xué)。微生物學(xué)不僅僅與人們的生命健康息息相關(guān)，而且是最活躍的研究領(lǐng)域之一，隨著微生物與人類關(guān)系日漸密切，微生物學(xué)的重要性也更加得到凸顯。

一、微生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位和作用

生物科學(xué)是系統(tǒng)的闡述與生命特征有關(guān)的重大課題的科學(xué)。微生物在分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等生物工程研究的模式生物，其存在奠定了微生物學(xué)在生命科學(xué)中基礎(chǔ)而又重要的地位。微生物學(xué)的發(fā)展對(duì)人類的健康與社會(huì)的進(jìn)步起了促進(jìn)的作用，為人類做出了巨大貢獻(xiàn)。如：為防止病原微生物感染建立了外科手術(shù)中的消毒技術(shù)；為杜絕傳染病的傳播，接種疫苗對(duì)人類進(jìn)行預(yù)防接種等。

（一）微生物學(xué)對(duì)生命科學(xué)與技術(shù)研究的貢獻(xiàn)

微生物學(xué)奠基人柯赫除了在病原體研究方面的偉大成就外，還發(fā)明了人工培養(yǎng)基，并利用固體培養(yǎng)基分離、培養(yǎng)和純化微生物。人們借助微生物的消毒滅菌、分離培養(yǎng)等技術(shù)可在平板或三角瓶中培養(yǎng)動(dòng)植物細(xì)胞，進(jìn)行組織再分化；轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和植物的基因工程技術(shù)源于微生物的理論和技術(shù)。基因克隆、技術(shù)等的出現(xiàn)導(dǎo)致了DNA重組技術(shù)和遺傳工程的發(fā)展，從根本上使生命科學(xué)發(fā)生改變，并為人類定向改變生物、根治疾病的目標(biāo)提供技術(shù)支持。

（二）微生物學(xué)與基因工程的發(fā)展

基因工程是在微生物學(xué)和分子生物學(xué)的基礎(chǔ)之上誕生并得以發(fā)展的一項(xiàng)嶄新的生物技術(shù)。基因工程是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行拼接和重組，是將外源目的基因通過體外與載體重組后導(dǎo)入微生物等受體細(xì)胞內(nèi)，使目的基因得以復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，表達(dá)人們所需要的產(chǎn)物。

微生物和微生物學(xué)是基因工程最初產(chǎn)生的理論契機(jī)，同時(shí)，也為基因工程的未來發(fā)展提供方向。所有的基因工程操作都離不開微生物：第一，基因工程所用克隆載體主要是用細(xì)菌質(zhì)粒或病毒；第二，基因工程所使用的千余種工具酶，有很大一部分是從微生物細(xì)胞中經(jīng)過分離再純化得到；第三，微生物細(xì)胞是基因工程中基因克隆的重要宿主，植物基因工程和動(dòng)物基因工程中外源基因的重組、拼接和改造也是在大腸桿菌中進(jìn)行；第四，外源目的基因產(chǎn)物的商業(yè)化生產(chǎn)，一般是利用外源基因進(jìn)行重新組合后，再進(jìn)行大腸桿菌或酵母菌中的導(dǎo)入，并且最后需要利用工廠發(fā)酵來實(shí)現(xiàn)。

三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)人類的健康與進(jìn)步

（一）微生物學(xué)與人類健康密切相關(guān)

人體體表皮膚與外界相通的部位寄宿著多種各個(gè)類型的微生物，這個(gè)部位包括人體的口腔、上呼吸道、腸道、泌尿生殖道等粘膜，這些聚集在人體各個(gè)部位的微生物，稱之為人體正常微生物菌群。人體正常菌群的主要生理作用為：

1.生物拈抗作用

正常菌群能夠憑借粘附和繁殖的方式，形成一層具有非特異性的自然菌保護(hù)膜，這層保護(hù)膜使得病原菌開始有了搶奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和空間位置的趨勢(shì)，也會(huì)隨著其代謝產(chǎn)物和抗生素、細(xì)菌素等的產(chǎn)生，避免有害微生物菌群的滋生。

2.刺激免疫應(yīng)答

正常的菌群所產(chǎn)生的的內(nèi)毒素等物質(zhì)，具有刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用，從而最終產(chǎn)生免疫反應(yīng)，使得人體免疫保持在平衡狀態(tài)下，產(chǎn)生的抗體除抵抗病原微生物致病外，某些誘發(fā)的自身免疫過程，具有抑制癌細(xì)胞出現(xiàn)的作用。

（二）微生物工業(yè)和產(chǎn)品

微生物工業(yè)主要是指是微生物發(fā)酵工業(yè)，包括醫(yī)藥行業(yè)、食品生產(chǎn)、能源獲取、農(nóng)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面。微生物工業(yè)是可以通過工業(yè)化、規(guī)模化的特定培養(yǎng)而誕生的，將原料經(jīng)過特定的代謝途徑轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程，其主要產(chǎn)品是微生物菌體本身或代謝產(chǎn)物，產(chǎn)品類型有食品及調(diào)味品、抗生素等。

四、微生物學(xué)未來的發(fā)展方向

（一）微生物學(xué)分支學(xué)科間的滲透、交叉和融合

微生物學(xué)分支學(xué)科間的滲透、交叉和融合產(chǎn)生了一系列新概念、新理論和新技術(shù)，形成了許多新的邊緣或交叉學(xué)科。如微生物進(jìn)化工程學(xué)和微生物生態(tài)工程學(xué)等；未來微生物學(xué)將與計(jì)算機(jī)、信息、能源和材料多方面結(jié)合，更大程度的使海洋、大氣和太空滲透、海洋微生物學(xué)、大氣微生物學(xué)和太空微生物學(xué)等邊緣學(xué)科向更好的方向發(fā)展；微生物學(xué)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、信息科學(xué)和技術(shù)等多個(gè)科學(xué)，能夠完成交叉、滲透和融合，為生命科學(xué)的研究開辟新的方向和應(yīng)用領(lǐng)域。

（二）微生物學(xué)發(fā)展促進(jìn)環(huán)境保護(hù)

利用微生物肥料、殺蟲劑等來取代化學(xué)肥料和化學(xué)農(nóng)藥，這可以維護(hù)環(huán)境生態(tài)平衡；還可以生產(chǎn)環(huán)境友好型物資如PHB、聚乳酸取代塑料和農(nóng)用薄膜以減少“白色污染”；利用微生物來凈化污水；利用微生物來檢測(cè)環(huán)境的污染程度等。

結(jié)束語：

隨著我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，以微生物學(xué)為主的生命科學(xué)將占據(jù)越來越重要的地位，其地位的發(fā)展將會(huì)越來越重要。因此，需要更多的研究人員去開拓微生物學(xué)的發(fā)展領(lǐng)域，為微生物學(xué)的未來發(fā)展指明方向，更好的造福于人類。

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