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第12章 微生物的未来利用

1.未来的采矿者——海洋微生物

广袤无垠的海洋是个巨大的宝库,有为数众多的名贵珍稀海洋生物在那里生活着,另外它还蕴藏着丰富的金属和非金属矿藏。科学考察表明,海水中含有将近80种金属和非金属元素,如镁有2100万亿吨,钾600万亿吨,溴100万亿吨,碘900多亿吨,金550万吨,银4亿吨。许多陆地上储量少、分布散的稀有金属,如铀、锶、铷、锂等等,海水中的存储量也十分丰富。单说原子能燃料铀,海水里溶解就有45亿吨,比陆地上已探明的铀矿储量要多两千倍!

然而,直到现在,我们还只能从海水中提取少数几种元素,如氯、钠、溴、镁、碘、钾等,大多数元素还无法开发利用。这是因为它们在海水中的浓度实在太低,采集起来太困难了,比如铀,300吨海水中才含有1克。现在,科学家发现,有些海洋生物具有富集某些元素的本领,如果我们发现和培养能够富集某些化学元素的微生物,利用它们繁殖快、数量大的特点,把它们释放到海水里大量繁殖,让它们在海水中“吃饱喝足”各种矿物元素,然后再想办法把它们收集起来,便可以很快地提取出各种有用物质来了。

运用微生物来开发海水矿藏,我们可以预见,不久的将来,海洋微生物将在海水采矿事业中,大显身手。

2.新物种的创造者——微生物

人工创造新物种的一种有效途径是基因工程。在这个工程中,微生物扮演着很重要的角色。

通过基因工程我们可以把固氮微生物转移到禾本科作物上,那么,什么是基因工程呢?我们知道,遗传物质——基因支配着生物的遗传性。基因位于细胞核的染色体中,每个基因都有固定的职能。在个体发育过程中,许许多多基因无比协调地通力合作,才逐渐建立起美丽而对称的生命大厦。但是,如果我们把某一个基因摘下来,从甲生物转移到乙生物,只要处理得当,它将同样能够发挥原有的效应。其实,所谓基因工程,就是根据人类的需要,将某种基因有科学地移植到另一种生物中去的新技术。

科学家发现,微生物除了可以作为基因的供体,把它的优良性状提供给其他生物,也可以作为基因的载体,把一个生物的优良性状携带给另一个生物。另外,它还可以接受别的生物的基因,自己作为基因的受体,并在细胞内复制。

我们已经知道,微生物具有繁殖快、产量大、容易实现工厂化生产等优点,为了多快好省地生产生物制品,我们可以把植物或动物的基因移植到微生物中去。1978年,科学家把人体的“胰岛素基因”移入大肠杆菌,于是这些碌碌无为的食客——大肠杆菌,一跃之下竟成了生产人类重要激素的能手。1979年,通过基因工程手段,科学家已经组合成一种专门生产卵清蛋白的大肠杆菌。这种蛋白原先存在于鸡的输卵管中,是各种氨基酸含量比较均衡、十分适合人类需要的营养物质,现在居然可能由细菌直接生产,这是一个意义重大的事件!可以设想,有朝一日,它将可能取代养禽业。微生物具有许多独特的性状,例如固氮微生物能固定大气中的分子氮。如果将固氮微生物的基因转移到能感染多种植物的根瘤土壤杆菌中,或作物根际微生物中,这就扩大了肥源,使这些微生物也能固氮。如果将固氮基因直接移植到农作物中,培育出能自身固氮的作物新品种,那么,现在的许多氮肥工厂就可以转为其他工厂了。

3.人类利用微生物的前景

目前,工业、农业、生物医学、科学等领域的方方面面都涉及到微生物利用,人类正在积极利用微生物的某种特性来实现它的某种功能,从而使它更好地服务人类。另外,微生物在基因工程中也是大有作为。

微生物将为人类治愈一些不治之症,也将为农业生产展示光辉的前景,微生物的探索与研究将为人类创造许多新的财富。虽然,我们仍然受到微生物,比如病菌、病毒的侵害,但是随着科学技术的不断发展与进步,人类必将更好地发挥微生物对人类有利的方面,而最大限度地避免创造它们发生危害的条件。

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