生物圈里的隱身人

前言

　　當(dāng)今世界，社會高速發(fā)展，生活瞬息萬變。人們正在從各種途徑汲取營 養(yǎng)，豐富自己，以求得多元的知識結(jié)構(gòu)。世界科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，一個國家 、一個民族在科學(xué)技術(shù)上不斷進(jìn)取。就可能實現(xiàn)社會經(jīng)濟跨越式發(fā)展。國人 ，尤其是背負(fù)著時代賦予重大責(zé)任的青年人，已清醒地意識到，科學(xué)技術(shù)知 識蘊含著恰能開發(fā)他們擔(dān)負(fù)起這種責(zé)任的巨大潛能，基礎(chǔ)科學(xué)和高新技術(shù)知 識便成為他們涉獵的熱點。 正是為了滿足人們對基礎(chǔ)科學(xué)和高新技術(shù)的這種急切需要。十多年前湖 北省科普作家協(xié)會即組織數(shù)十位專家、教授。撰寫了一套《基礎(chǔ)科學(xué)與高新 技術(shù)科普叢書》，并獲得了湖北省科普創(chuàng)作一等獎；在其影響下，有的在管 理崗位上健康發(fā)展，有的則成為科研之棟梁。隨著時間的推移和科學(xué)技術(shù)的 高速發(fā)展，廣大讀者迫切期望看到一套更及時更全面介紹新科學(xué)、新技術(shù)、 新知識的叢書。深入實施《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要》的需要及使命感， 特別是在讀者的感召下，我們重新修訂、出版了這套《基礎(chǔ)科學(xué)與高新技術(shù) 科普叢書》（修訂版）。 《叢書》（修訂版）力圖從科學(xué)發(fā)展觀的高度把握當(dāng)代科學(xué)的最新成就 和特點，通過精選、咀嚼、消化了的高新科技知識，使讀者在了解新知識的 同時，認(rèn)識世界科技發(fā)展的趨勢，激發(fā)全民的科技熱情，以及對祖國、對民 族的熱愛和使命感。還特別注重于科學(xué)精神、科學(xué)思想和科學(xué)方法的介紹， 企望以此引導(dǎo)人們改變傳統(tǒng)的、陳舊的思想觀念，確立新的科學(xué)理念，運用 科學(xué)方法，啟迪科學(xué)思維，激發(fā)創(chuàng)新活力。 全書文字表述力求通俗易懂、生動活潑，插圖力求準(zhǔn)確逼真，這一切都 基本保持來了原書科學(xué)性、通俗性、趣味性的傳統(tǒng)風(fēng)格。 《叢書》（修訂版）即將付梓印刷，我們倍感欣慰。與此同時，我們對 在《叢書》策劃、編寫、修訂、出版過程中，給予關(guān)心和支持的湖北省科學(xué) 技術(shù)協(xié)會、湖北省財政廳和湖北省科普作家協(xié)會的領(lǐng)導(dǎo)深表敬意；對應(yīng)邀擔(dān) 任《叢書》（修訂版）編輯委員會顧問和委員的各位領(lǐng)導(dǎo)、專家表示深深的 謝意；對付出辛苦勞動和智慧的各位作者表示衷心的感謝；對承擔(dān)該書編輯 、出版工作的出版社領(lǐng)導(dǎo)和編、印、發(fā)人員致以真切的慰問。    《基礎(chǔ)科學(xué)與高新技術(shù)科普叢書》（修訂版）編輯委員會     2011年12月18日

內(nèi)容概要

　　《生物圈里的隱身人：微生物學(xué)與高新技術(shù)（修訂版） 》力圖從科學(xué)發(fā)展觀的高度把握當(dāng)代微生物學(xué)的最新成就和特點，通過精選 、咀嚼、消化了的高新科技知識，使讀者在了解新知識的同時，認(rèn)識世界微 生物學(xué)科技發(fā)展的趨勢，激發(fā)全民的科技熱情，以及對祖國、對民族的熱愛 和使命感。還特別注重于科學(xué)精神、科學(xué)思想和科學(xué)方法的介紹，企望以此 引導(dǎo)人們改變傳統(tǒng)的、陳舊的思想觀念，確立新的科學(xué)理念，運用科學(xué)方法 ，啟迪科學(xué)思維，激發(fā)創(chuàng)新活力。 《生物圈里的隱身人：微生物學(xué)與高新技術(shù)（修訂版）》文字表述力 求通俗易懂、生動活潑，插圖力求準(zhǔn)確逼真，這一切都基本保持來了原書科 學(xué)性、通俗性、趣味性的傳統(tǒng)風(fēng)格。

書籍目錄

一、微生物——看不見的小生命1.“小人國”里冠軍多2.“小人國”與大世界3.“小人國”里五家族二、微生物與工業(yè)1.發(fā)端于微生物發(fā)酵的工業(yè)2.微生物工業(yè)創(chuàng)造的奇跡3.優(yōu)勢、問題與潛力三、微生物與農(nóng)業(yè)1.微型化肥廠——根瘤菌2.有機菌肥潛能大3.乳酸桿菌與飼料4.以毒攻毒——生物農(nóng)藥5.環(huán)境的清道夫6.未來人類的食物7.農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代生物技術(shù)四、微生物與畜牧業(yè)1.奇妙的微生態(tài)平衡2.化腐朽為神奇3.可怕兇殘的殺手4.魔高一尺，道高一丈五、微生物與林業(yè)1.植物怎么會生病2.植物最兇殘的敵人3.植物最難防的殺手4.樹木最陰險狡猾的殺手5.植物中的分子殺手六、微生物與食品工業(yè)1.可愛的多面手2.可怕的幽靈3.防患于未然七、微生物與環(huán)保1.桀驁不馴的小不點2.環(huán)境監(jiān)測的排頭兵3.環(huán)境的清潔工4.治理污染逞英豪八、微生物家族的“集團軍”——真菌1.食療滋補總相宜2.驅(qū)除病魔顯真功3.亦敵亦友真奇妙九、微生物家族的特殊成員——病毒1.病毒的特殊性2.病毒的多樣性3.病毒與人類的關(guān)系4.病毒的起源和進(jìn)化5.認(rèn)識我們身邊的病毒十、21世紀(jì)的生物技術(shù)1.并非上帝的饋贈2.打開生命的黑匣子3.半是天使，半是魔鬼4.群雄逐鹿5.世紀(jì)魔方

章節(jié)摘錄

　?。?）不污染環(huán)境的酶制劑洗衣粉 目前我們用的洗衣粉，絕大多數(shù)都是用各種化合物配制成的， 其中有一種化合物是三聚磷酸鈉，洗衣粉的去污力主要靠它，但 是它使排出的水中含有大量的磷，此水流入湖泊、塘堰、江河，嚴(yán) 重污染水質(zhì)，使水發(fā)臭。如何使洗衣粉和其他洗滌劑、洗凈液效 果好而又不污染環(huán)境？最佳選擇是用微生物產(chǎn)的酶配制。酶是 由各種氨基酸構(gòu)成的一種特殊蛋白質(zhì)，人們稱它為生物催化劑， 催化生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)，動物、植物和微生物都產(chǎn)生酶，已發(fā) 現(xiàn)的酶有2500多種，能由工業(yè)制備的僅50多種，大部分是由微 生物工業(yè)生產(chǎn)的。洗滌方面所用的酶主要是蛋白酶、脂肪酶和纖 維素酶。由于酶的特點是作用專一性強、速度快、效力高，所以蛋 白酶專“吃”蛋白質(zhì)污垢物，脂肪酶專“吃”油脂污垢物，纖維素酶 專“吃”纖維素污垢物，而且“吃”得快、“吃”得干凈。酶對人無毒 害，也不污染環(huán)境。不少發(fā)達(dá)國家已立法限制三聚磷酸鈉洗滌劑 的使用，用酶洗滌劑取代，有的國家酶洗滌劑已占總洗滌劑的90％ 以上，我國也在加速發(fā)展酶洗滌劑的生產(chǎn)。 用酶作催化劑合成各種各樣的化合物，是化學(xué)工業(yè)上的革命 性變革，是重要的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)移。例如，甜味素最初是用一般化學(xué) 合成法合成，手段繁瑣，設(shè)備昂貴，消耗大，成本高。后來發(fā)明了 用蛋白酶作催化劑進(jìn)行酶法合成生產(chǎn)，不僅工藝簡便，產(chǎn)品質(zhì)量 高，而且成本降低了一半。這也是現(xiàn)代微生物工業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng) 域之一。 微生物產(chǎn)品在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，使各行各業(yè)發(fā)展起了各 自的微生物工業(yè)，上述僅僅是幾個具有代表性的例子，另外還有 乳酸、檸檬酸、丙酮、甘油、丁醇、核酸、多糖、維生素、單細(xì)胞蛋白 和甲烷等許多微生物工業(yè)的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品除在食品、醫(yī)藥、農(nóng) 業(yè)、林業(yè)、飼料、環(huán)保、化工、輕工中應(yīng)用外，在能源、電子、國防等 方面也有重要的用途，而且隨著微生物學(xué)的進(jìn)展、分子生物學(xué)技 術(shù)的發(fā)展、各相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的進(jìn)步，許多新工藝、新產(chǎn)品正在不 斷地涌現(xiàn)。 優(yōu)勢、問題與潛力 微生物工業(yè)源遠(yuǎn)流長，歷史悠久，但其飛速發(fā)展和取得巨大 成就，主要是在20世紀(jì)，尤其是大規(guī)模的抗生素工業(yè)化的生產(chǎn)和 以微生物發(fā)酵生產(chǎn)為主導(dǎo)的氨基酸工業(yè)的誕生，帶動了整個微生 物工業(yè)的迅猛進(jìn)展，生產(chǎn)技術(shù)由以傳統(tǒng)釀造技術(shù)為主，發(fā)展成以 近代發(fā)酵技術(shù)為主，生產(chǎn)規(guī)模大，品種多，產(chǎn)品系列化，生產(chǎn)設(shè)備 精良，機械化程度高，正逐步實現(xiàn)自動化。這些不僅為現(xiàn)代微生 物工業(yè)奠定了雄厚基礎(chǔ)，也為現(xiàn)代生物工程的發(fā)展積累了豐富經(jīng) 驗，起到了披荊斬棘的先驅(qū)作用。 微生物工業(yè)能如此迅速發(fā)展，究其根本原因，在于微生物產(chǎn) 品的自身優(yōu)勢和微生物工業(yè)固有的特色。微生物產(chǎn)品的優(yōu)勢可 以概括為種類多、用途廣、效果好、副作用少、成本低等。微生物 工業(yè)與其他工業(yè)相比較，尤其是與化學(xué)工業(yè)相比，具有明顯而突 出的特色。 （1）生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)通用性強。適用于生產(chǎn)多種產(chǎn)品 微生物工業(yè)生產(chǎn)過程大致是，：用于生產(chǎn)的菌種→擴大培養(yǎng)→ 將菌接種到原料中→在適宜條件下發(fā)酵→收集產(chǎn)物→產(chǎn)物后處 理→產(chǎn)品。生產(chǎn)設(shè)備大同小異、規(guī)范、通用。生產(chǎn)中所用的一些 獨特技術(shù)，如菌種的分離、觀察、培養(yǎng)、選育、鑒定、保藏技術(shù)，無菌 操作技術(shù)，消毒滅菌技術(shù)，固體發(fā)酵技術(shù)，深層液體發(fā)酵技術(shù)，半 固體發(fā)酵技術(shù)和固定化細(xì)胞或酶技術(shù)等，在各種產(chǎn)品的生產(chǎn)中都 被采用，其技術(shù)操作相同，不同的僅是溫度、壓力或所用材料等。 例如，生產(chǎn)抗生素的企業(yè)、設(shè)備、人員不變，僅改變發(fā)酵條件和產(chǎn) 物后處理，就能順利地生產(chǎn)出氨基酸、維生素、有機酸、酶制劑、細(xì) 菌殺蟲劑等多種產(chǎn)品。 （2）生產(chǎn)條件溫和，利于安全生產(chǎn) 微生物工業(yè)的生產(chǎn)都是在常溫、常壓條件下進(jìn)行，無需高溫、 高壓，不僅節(jié)約設(shè)備費用、能源消耗，更有利于安全生產(chǎn)，保證生 產(chǎn)持續(xù)順利進(jìn)行。 （3）生產(chǎn)原料來源廣、數(shù)量大。有利于發(fā)展生產(chǎn) 微生物工業(yè)所用主要原料，絕大多數(shù)為可再生的生物資源， 如淀粉可來源于玉米、小麥等糧食作物，也可來源于木薯、馬鈴薯 等作物，更可從野生植物中和農(nóng)產(chǎn)品加工后所剩下的腳料中獲得， 不僅來源廣、數(shù)量大、成本低廉，而且還能變廢為寶。 （4）生產(chǎn)中廢水、廢氣、廢渣少。有利于環(huán)保 微生物工業(yè)中強酸、強堿、有毒化合物用量很少，排放出的廢 物容易被控制和凈化。 微生物工業(yè)中存在的問題，最大的還是有害微生物的污染， 即非生產(chǎn)所需的微生物混入了生產(chǎn)過程或產(chǎn)品中。輕微的污染 使生產(chǎn)產(chǎn)量下降，質(zhì)量變差，重的污染則使整個產(chǎn)品報廢，企業(yè)損 失慘重。因此，微生物工業(yè)生產(chǎn)全過程都需嚴(yán)防污染，這樣才能 保障穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，取得好的效益。此外，生產(chǎn)菌種優(yōu)良性能的退 化，新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品更新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，市場的激烈競爭等， 也都是微生物工業(yè)中常遇到的難題，對此只有依靠得力的人才、 先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、一流的營銷和管理來解決。 微生物資源極其豐富，是一個有待人們?nèi)ネ诰虻奶卮笊镔Y 源寶庫，如果利用微生物某些優(yōu)良特性，采用基因重組技術(shù)，可以 獲得更多的超級細(xì)菌、超級微生物，以及具有微生物優(yōu)良性能的 動、植物新品種，也將涌現(xiàn)出大批治污“能手”。 國際上微生物工業(yè)的發(fā)展趨勢，一是大規(guī)?；?。最大的發(fā)酵 罐超過千噸，擴建、新建的許多廠年產(chǎn)量都在萬噸級以上。二是 系統(tǒng)化。工廠不僅產(chǎn)品系列化，而且原料、產(chǎn)品、深加工也系統(tǒng) 化。三是高新技術(shù)化。特別是現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和大力加 強開發(fā)、研究創(chuàng)新產(chǎn)品。四是高度自動化。尤其是計算機在微生 物工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。五是大集團化。許多大企業(yè)、大公司聯(lián)盟、 合并，組成大集團公司，搶占世界市場，他們在國際市場的激烈競 爭中顯示出雄厚的實力。 我國的微生物工業(yè)，在傳統(tǒng)微生物工業(yè)方面有一定的特色和 優(yōu)勢，近代微生物工業(yè)的某些產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第一；在國際上占 有一席之地，但整個微生物工業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)量、品種、檔次與 國際先進(jìn)水平比，還有較大差距。在微生物工業(yè)這片充滿希望的 田野里，我國微生物工業(yè)界的同仁，任重而道遠(yuǎn)，一定能抓住機 遇，勤奮耕耘，迎來豐收的大好時光?！　?hellip;…

編輯推薦

　　《生物圈里的隱身人：微生物學(xué)與高新技術(shù)（修訂版）》從有關(guān)現(xiàn)代微生物學(xué)和現(xiàn)代微生物學(xué)技術(shù)的基本知識入門，著重介紹了當(dāng)前世界微生物學(xué)上最新成果、最新動態(tài)、最新發(fā)展趨勢。內(nèi)容包括：、微生物與食品工業(yè)、微生物與環(huán)保、微生物家族的“集團軍”——真菌、微生物家族的特殊成員——病毒、21世紀(jì)的生物技術(shù)等十部分。

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