微生物虽然距离我们很近，甚至可以说它就存在于我们体内，但我们当中还是会有人常常感觉微生物很可怕，再加上某些西方科幻电影中对生化世界的展示，更容易让人产生恐惧的心理了。其实，我们之所以感到恐惧主要是是因为我们还不了解它，了解了自然就不觉得害怕，相反，或许你还会觉得有趣，觉得有的微生物对人类贡献还是蛮大的呢！那些对人类有益的微生物我们通常称为有益菌。
1.弗莱明爵士和青霉素
20世纪40年代，亚历山大·弗莱明爵士发明了青霉素。由于青霉素在抑制伤口感染方面的特殊疗效，它的发明者亚历山大·弗莱明爵士的名字和故事直到今天，都有人传唱。
20世纪40年代以前，人类一直未能掌握一种副作用小、能高效治疗细菌性感染的药物。当时如果有人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。由于一次幸运的过失，亚历山大·弗莱明意外地发现了青霉素。在1928年夏天，弗莱明外出度假，把实验室里在培养皿中正生长着细菌这件事给忘了。3周后当他回到实验室时，注意到一个与空气意外接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长出了一团青绿色霉菌。在用显微镜观察这只培养皿时弗莱明发现，霉菌周围的葡萄球菌菌落已被溶解。这意味着葡萄球菌可以被霉菌的某种分泌物所抑制。此后的鉴定表明，上述霉菌为点青霉菌，因此弗莱明将它分泌的抑菌物质称为青霉素。遗憾的是，虽然他发现了青霉素，但是弗莱明一直未能找到提取高纯度青霉素的方法，于是他一代代地培养点青霉菌菌株，并于1939年将菌种提供给准备系统研究青霉素的澳大利亚生物化学家钱恩和病理学家弗洛里（Howard Walter Florey）。
通过一段时间的紧张实验，弗洛里、钱恩终于用冷冻干燥法提取了青霉素晶体。之后，弗洛里在一种甜瓜上发现了一种霉菌，可供大量提取青霉素。他用玉米粉调制出了相应的培养液，用来培植这种霉菌。弗洛里和钱恩在1940年用青霉素重新做了实验。他们给8只小鼠注射了致死剂量的链球菌，然后给其中的4只用青霉素治疗。几个小时之内，只有用青霉素治疗过的那4只小鼠还健康地活着。“这真像一个奇迹！”弗洛里说道。此后一系列临床实验证实了青霉素对链球菌、白喉杆菌等多种细菌感染的疗效。其实，青霉素之所以在不损害人体细胞的情况下，能杀死病菌，原因在于青霉素所含的青霉烷能使病菌细胞壁的合成发生障碍，导致病菌溶解死亡，而人和动物的细胞则没有细胞壁。但是青霉素也有缺点，就是会使个别人发生过敏反应，所以在应用前必须做皮试。在这些研究成果的推动下，美国制药企业于1942年开始，对青霉素进行大批量生产。到了1943年，制药公司已经发现了批量生产青霉素的方法。当时英国和美国正在和纳粹德国交战，而这种新的药物对控制伤口感染非常有效。到1944年，药物的供应已经足够治疗第二次世界大战期间所有参战的盟军士兵。
1945年，弗莱明、弗洛里和钱恩因“发现青霉素及其临床效用”而共同荣获了诺贝尔生理学或医学奖。
2.酿造博士——曲霉
在真菌家族中有一位酿造高手叫曲霉，我们今天吃到的腐乳之所以味道鲜美就全靠它了。
你一定知道，豆腐是制腐乳的原料，由于豆腐中含有的蛋白质不易被水溶解，所以未加工的豆腐淡而无味。但是由于曲霉可以分解出一种能分解蛋白质的酶，把豆腐中丰富的蛋白质分解成各种氨基酸，氨基酸刺激人舌头上的味蕾，于是人就尝到了鲜味。
曲霉属于多细胞霉菌，它的菌丝有隔膜。它的菌落带有各种颜色，如黄曲霉、红曲霉、黑曲霉等曲霉菌，就是由菌落的颜色而命名的。由于曲霉具有能分解蛋白质等复杂有机物的绝招，从古至今，在酿造业和食品加工方面，它们可以说是大显身手。早在2000年以前，我国人民已懂得依靠曲霉来制酱，另外，我国特有的调味品豆豉，以及民间酿酒造醋，也是曲霉分解黄豆的杰作。现代工业则利用曲霉生产各种酶制剂、有机酸，以及农业上的糖化饲料。
3.发酵神手——酵母菌
松软可口的馒头、香喷喷的大面包是靠酵母菌的帮助才烤制出来的。假如你消化不良或是食欲不振，医生会给你开一些酵母片，让酵母菌帮你把胃里不容易消化的东西统统打扫干净。
酵母菌是微生物王国里的大个子，它们有的长得像柠檬，还有的呈现球形或卵形。绝大多数酵母菌的无性繁殖是以出芽方式进行的，样子很像盆栽仙人掌的出芽生长。
酵母菌本领非凡，它能使面粉中游离的糖类发酵，产生二氧化碳气体，在蒸煮过程中，二氧化碳受热膨胀，于是馒头变得松软，所以酵母菌被称为发酵之母。它可以把果汁或麦芽汁中的糖类（葡萄糖）在缺氧的情况下，分解成酒精和二氧化碳，使糖变成酒。
酵母菌的菌体中含有一半以上的蛋白质，浑身是“宝”。有人证明，每100千克干酵母所含的蛋白质，相当于500千克大米、217千克大豆或250千克猪肉的蛋白质含量。德国科学家在第一次世界大战期间，研究开发食用酵母，它的样子很像牛肉或猪肉，被称为“人造肉”。第二次世界大战爆发后，德国再次生产食用酵母，随后，英美和北欧很多国家群起仿效，也开始生产。这种新食品的开发和利用，被认为是第二次世界大战中继发明原子能和青霉素之后的第三个伟大成果。酵母菌还含有多种矿物质、维生素和核酸等。家禽、家畜吃了用酵母菌发酵的饲料，不但抗病力和成活率都有了很大的提高，而且肉也长得快。
酵母菌在自然界中分布很广，但它们既怕过冷又怕过热，所以市场上出售的鲜酵母一般都要保存在10℃～20℃之间。
4.制醋高手——醋酸梭菌
醋是家家必备的调味品。有些菜加醋后，风味更加好，还能增进食欲，帮助消化；烧鱼时放一点醋，可以除去腥味。镇江的香醋、山西的陈醋，都是驰名中外的调味佳品。
1856年，在法国立耳城的制酒作坊里，发生了一怪现象，就是淡酒在空气中自然变成醋了，这一现象引起了一场历史性的大争论。当时，有的科学家认为，这是由于酒吸收了空气中的氧气而发生的化学变化。而法国微生物学家、化学家巴斯德，却令人信服地证明酒变化醋是由于制醋巧手——醋酸梭菌的缘故。
原来，一般制醋有三个过程。第一步，曲霉先把大米、小米或高粱等淀粉类原料变成葡萄糖。第二步由酵母菌把糖类变成酒精。如果生产到这一步，人们就可以喝上美酒了。但是，由酒为醋，还需要第三步，这就要醋酸梭菌来完成了。醋酸梭菌是一种好气性细菌，它们可以从空气中落到低浓度的酒桶里，在空气流通和保持一定温度的条件下，迅速生长繁殖，进行呼吸，使酒精氧化，就这样它们一面“喝酒”，一面把酒精变成了味香色美的醋酸。
醋酸梭菌有个很大的特点，就是对酒精不能进行彻底地氧化，往往只氧化到生成有机酸的阶段，所以有机酸便积累起来。人们利用它的这个特点，不仅用来生产醋酸，而且还广泛用于葡萄糖酸、丙酸、丁酸的生产。
醋酸梭菌可以用来生产淀粉酶和果胶酶，还能将山梨中含有的山梨醇转化成山梨糖，这是自然界少有的，然而它却是合成维生素C的主要原料。
醋酸梭菌虽然本领非凡，是制醋巧手，但因为它们常常跑到酒桶里搞恶作剧，把一桶美酒搞得酸溜溜的，因此酿酒师傅可不欢迎它们。所以，酿酒师傅总是把酒桶盖得严严实实的，不让醋酸梭菌混入酒桶，即使有少量溜进桶里的醋酸梭菌也会因喘不过气来被闷死。最后，酿酒师傅还要给酒桶加温，这样，残存的醋酸梭菌和其他“捣乱”的微生物会一一被消灭掉，这时，酿酒师傅就放心地等着出美酒了。
5.肠道卫士——乳酸菌
乳酸菌具有肠道保健和健康提升功能，受到医学界的一致肯定，近几年在消费性市场中也吹起一股乳酸菌相关商品的流行风。从饮料类的优酪乳，零嘴类的优格、乳酸糖果与巧克力，到各种标榜含有乳酸菌的保健食品，无一不声称有益健康、保健肠道与提升免疫力。而国人也从大众媒体中懵懂得知，乳酸菌有A菌、B菌之分，但对这些媒体广告中所诉求的乳酸菌菌种的各种保健功效，恐怕仍是一知半解。
事实上，乳酸菌要能真正发挥肠道保健功效，必须有一定的条件，就是乳酸菌必须能通过胃酸与胆碱的作用区域，不受强酸及强碱的影响，保留它的活性并安全抵达肠道，才能发挥广告中所说的肠道保健功效。目前卫生署公告衡量肠道保健食品的标准，乃是以B菌，即比菲德氏菌存活在肠道中的数量为标准。肠道内的比菲德氏菌含量越高，代表其肠道保健效果越佳；反之，肠道内比菲德氏菌的消失或减少，即是人体不健康的表示。
一般食品中添加的A菌——嗜酸性乳酸杆菌，或B菌——比菲德氏菌等乳酸菌，生命力较脆弱，虽具有肠道保健功效，但它们很容易在产品加工过程中死亡，且在通过胃酸及胆碱的作用区域时，易受强酸强碱影响，使抵达肠道的活性菌数大量减少，肠道保健功能也因而大打折扣。针对此点，部分食品业人士以肠衣膜包裹乳酸菌以便于它通过胃酸及胆碱的作用区域，但它的膜衣已先行溶解，仍不免在抵达肠道的过程中，造成乳酸菌的死亡。
6.取氮能手——固氮菌
氮是合成蛋白质的主要来源，是植物生长不可缺少的元素之一。固氮菌擅长从空中取氮，它们能把空气中植物无法吸收的氮气转化成氮肥，源源不断地供植物享用。
在形形色色的固氮菌中，根瘤菌是名声最大的固氮菌。根瘤菌平常生活在土壤中，以动植物残体为养料，自由自在地过着腐生生活。根瘤菌与豆科植物是共生关系，因此人们也把根瘤菌叫做共生固氮菌。当土壤中有相应的豆科植物生长时，根瘤菌便迅速地向它的根部靠拢，并从根毛弯曲处进入根部。豆科植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下迅速分裂、膨大，形成了大大小小的“瘤子”，为根瘤菌供应丰富的养料，提供理想的活动场所，让根瘤菌生长繁殖。根瘤菌又会卖力地从空气中吸收氮气，为豆科植物提供氮元素，使它们枝繁叶茂，欣欣向荣。根瘤菌生产的氮肥除了可以满足豆科植物的需要外，还能分出一些来帮助“远亲近邻”，或者储存一部分留给“晚辈”，所以我国历来有种豆肥田的习惯。
还有一些固氮菌，比如圆褐固氮菌，它们并不住在植物体内，也能自己从空气中吸收氮气，繁殖后代，死后将遗体“捐赠”给植物，使植物得到大量氮肥。这类固氮菌叫自生固氮菌。
氮气占空气总量的5/4，是空气成分中的主要成分。由于固氮菌可以轻易地切断束缚氮分子的化学键，把氮分子变为能被植物消化、吸收的氮原子。
现在，人类生产氮肥使用的化学方法，既需要非常苛刻的条件如高温、高压等，而且还浪费了大量的原料，氮分子的有效利用率很低。固氮菌每年固定的氮肥是全世界生产氮肥总量的几倍，每年从空气中约固定1.5亿吨氮肥。我国科学家在20世纪70年代仿制出与固氮菌功能相似、能够固氮的分子。目前，人类已经逐渐掌握了利用固氮菌“巧施氮肥”的本领。
7.采油向导——烃氧化菌
石油是工业的“血液”。但寻找和开采石油却不容易，因为石油深深地埋藏在地下。那么，怎样才能找到它呢？原来，微生物王国中的烃氧化菌居然可以成为石油勘探队员的向导。
我们知道，石油是由名叫“烃”的各种碳氢有机化合物组成的。石油虽然被深埋在地下，但总有一些烃会透过岩层缝隙跑到地层浅处。而烃氧化菌有个怪癖，生性喜欢吃烃，过着以烃为“食”的生活，它们专门聚集在含烃的土壤中。虽然偷偷溜到地表层来的烃很少，但对烃氧化菌来说，很少量的烃足以维持生命并繁殖后代了。因此，勘探队员如果在某地区的土壤里发现大量的烃氧化菌，那么说明那里很可能有石油。于是，配合其他找矿手段，就可以确定石油矿藏的分布范围了。因此烃氧化菌无形中就成了采油向导。
另外，烃氧化菌还可以为人类除弊兴利，净化污水，保护环境。工业废水中常常含有能污染环境的有毒烃，人们利用烃氧化菌的食性，在废水池中“放养”少量烃氧化菌，它们边“吃”边繁殖，最后，有毒烃被吃光了，废水也就变成了有用的水。因此，烃氧化菌本身又是优质饲料。
8.吃蜡冠军——石油酵母
在石油化工公司的炼油厂中，寄宿了一批爱“吃蜡”的食客，它们就是被称为“石油酵母”的解脂假丝酵母和热带假丝酵母。
炼油厂为什么要供养这批食客呢？原来，蜡的含量多少与石油产品的质量有很大关系。在高空飞翔的飞机，如果使用含蜡量高的汽油，那么高空的低温会使蜡凝固起来，堵塞机内各条输油管，使飞机发生严重事故，因此，石油产品需要经过脱蜡处理。工业上有多种脱蜡的方法，但是消耗材料和能源多，设备复杂。于是，炼油厂的工程师从微生物实验中请来了这批专爱吃蜡的食客——石油酵母。在要脱蜡的石油产品中，石油酵母大吃特吃，如鱼得水，把石蜡一扫而光，同时自己也迅速繁殖起来。这样，人们既得到了高级航空汽油和柴油，又获得了大量的石油酵母，可以说是一本万利。
完成了脱蜡任务的石油酵母，个个含有丰富的维生素和蛋白质，白白胖胖，可以制成无毒高蛋白的精饲料，用于喂养家禽和家畜。据说加喂一吨石油酵母饲料，可多生产700千克猪肉。科学家预测，石油酵母将来还可以作为色香俱全的人类食物！
9.水底气源——甲烷菌
在泥泞的沼泽或水草茂密的池塘里，生活着无数专爱“吹”气泡的小生命，这就是甲烷菌。
甲烷菌是地球上最古老的生命体。在地球诞生初期，死寂而缺氧的环境造就了首批性情随和的“生灵”——甲烷菌，它们不需要氧气便能呼吸，仅靠现成简单的碳酸盐、甲酸盐等物质便可以维持生命，它们具有生命实体——细胞，并开始自然繁殖。这就是生物的鼻祖——甲烷菌。时至今日，地球几经沧桑，甲烷菌仍保持着厌氧本色，本性难移。当然，现代甲烷菌的“食物”来源更加广泛，杂草、树叶、秸秆，食堂里的残羹剩饭，动物粪尿，乃至垃圾等等都是甲烷菌的美味佳肴。沼泽和水草茂密的池塘底部极为缺氧，甲烷菌会躲在这里“饱餐”一顿之后，便舒心地呼出一口气来，这便是沼气泡。
沼气泡中充满沼气。沼气的主要成分是甲烷，另外还有氢气、二氧化碳、一氧化碳等。它是廉价的能源，清洁又方便，可用于点灯做饭；还是一种理想的气体燃料，可以代替汽油、柴油。
现在，开发利用新能源已成为世界性的紧迫问题，世界上大多数国家都在为燃料不足而发愁。而小小微生物却在解决能源危机的问题上作出了自己的贡献，为人类分忧。在国外，已有许多工厂使用沼气作为燃料来开动机器。我国也有不少地区特别是农村兴建了沼气池，人工培养微生物制取沼气。据估计，每立方米沼气池生产大约6000千卡左右的热量，可供一个马力的内燃机工作24小时；供一盏相当于60～100瓦电灯亮度的沼气灯照明5～6小时。还可以建成沼气发电站把生物能变成电能。
几乎所有的有机物都可以用作沼气发酵的原料，可以说，甲烷菌的食料非常广泛。沼气池则为甲烷菌提供了一个缺氧的环境。在这里，甲烷菌可以愉快地劳动，源源不断地产生沼气。一个年产2万吨酒精的工厂，如将全部酒精废液生产沼气，每年可得沼气1100万立方米，相当于9000吨煤。而且，被甲烷菌“吞嚼”过的残渣，肥效比一般农家肥还高，是庄稼的上等肥料。
10.灭虫勇士——苏云金杆菌
有一大批灭虫勇士生活在微生物王国中。千百年来，它们悄悄地帮助人类消灭害虫，保护庄稼。然而，直到近百年来，它们的功绩才逐渐被人们发现。
1911年，德国人贝尔奈在苏云金这个地方的一家面粉厂里，发现有一种寄生在昆虫体内的细菌，有很强的杀虫力。于是，人们称这种细菌为苏云金杆菌。
苏云金杆菌矮矮胖胖，长得像根棍棒，身高不到5‰毫米。当它长到一定阶段，身体一端会形成一个卵圆形的芽孢，这芽孢可以用来繁殖后代；另一端便产生一个菱形或近似正方形的结晶体，因为它与芽孢相伴而生，有很强的毒性，我们叫它伴孢晶体。当害虫咬嚼庄稼时，同时把苏云金杆菌吃进肚子，在害虫的肚子里大显威风，就像孙悟空钻进铁扇公主的肚子里去一样。它的伴孢晶体含有的内毒素可以破坏害虫的消化道，引起食欲减退、行动迟缓、呕吐、腹泻；而芽孢能通过破损的消化道进入血液，在血液中大量繁殖而造成败血症，最终使害虫丧命。
苏云金杆菌的发现，为人们利用微生物消灭植物病虫害提供了美好的前景。现在，人们已经用发酵罐大规模地生产苏云金杆菌，经过过滤、干燥等过程制成粉剂或可湿剂、液剂，喷洒到庄稼上，对棉铃虫、菜青虫、松毛虫、毒蛾，以及玉米螟、三化螟、高粱螟等100多种害虫有不同的致病和毒杀作用。
11.美味佳肴——食用真菌
在家庭餐桌上，我们经常可以吃到味美可口的食用菌如蘑菇、香菇等，这都是微生物对人类的奉献。
我国人民很早就懂得食用菌的栽培，早在两三千年前，就已把菇菌作为珍贵的食用菌了。食用菌类一般都是高等真菌的子实体，在我国发现的不下350多种中，常见的有蘑菇、草菇、香菇、平菇、凤尾菇、黑木耳、金针菇、松口蘑、竹荪、牛肝菌、羊肚菌等多种。这些食用菌味道鲜美，含有丰富的蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质等营养成分，营养极为丰富。而且某些食用菌能抑制肿瘤的发生和发展，对动植物病毒性疾病有免疫或抑制作用，并能溶解一定量的胆固醇，所以被人们称为“保健食品”。
以前，山林、草地、田野是这些食用真菌的野生地。在潮湿的林地上，随便拣起一块潮湿的朽木或几片腐叶，不用放大镜也能看见许多丝状物，这常常就是它们的菌丝体。发育良好的菌丝，能钻进木材、落叶的组织里，吸取养料。在蘑菇、香菇等的菌丝体上，会长出子实体，像一把漂亮的“小伞”。子实体上面是平整的，而下面密生着许多叫菌褶的薄膜，长着能繁殖后代的担子或担孢子，能随风飞散，到它们喜欢的地方去“安家”。现在，人们已经掌握了它们的生长发育习性，可以采用人工栽培的方法，大量地生产了。
高等真菌中的许多菌类可以作为药用。例如有补中、固肾、补肺、益脾、止血作用的灵芝，滋阴、补肾、强精、润肺、补血提神的银耳，滋补、退热、利尿、消肿、助消化的茯苓。还有对消化道肿瘤有较好疗效，又可治消化不良、神经衰弱等慢性疾病的猴头，可以做止血外敷药的马勃等等。
琳琅满目、奇妙诱人的真菌大家族中，蕴藏着丰富的资源，等待科学家去开发和利用。
12.新颖食品——单细胞蛋白
20世纪80～90年代，一种引人注目的新食品出现在中国的市场上。它们的样子很像鸡、鱼或猪肉，但却不是农家耕种收获的五谷杂粮，也不是饲养的畜禽制品，而是用微生物生产的微生物蛋白制成的，有人称它为“人造肉”。
我们知道，一切有生命的地方都有蛋白质，蛋白质是生命活动的基础，微生物当然也不例外。不过，到目前为止，能够担当生产微生物蛋白的菌种还不多，主要是一些不会引起疾病的细菌、酵母和微型藻类。因为它们的结构非常简单，一个个体就是一个细胞，所以这样的蛋白又叫单细胞蛋白。
在生产单细胞蛋白的工厂里，有一些大小不等的发酵罐，这是人们为微生物安排的最适宜的居住环境。这些罐里存放着适合不同种类微生物“胃口”的食料，保证它们在这里能吃饱喝足，迅速繁殖。当发酵罐里的微生物繁殖到足够数量时，便可收集起来加工利用了。
单细胞蛋白的营养价值很高，它的蛋白质含量可高达40%～80%，远远超过一般的动植物食品。而且单细胞蛋白质里有几种在一般粮食里缺少的氨基酸，它们的氨基酸种类比较齐全，粮食里缺少的氨基酸在单细胞蛋白里大量存在。另外，单细胞蛋白还含有多种维生素，这也是一般食物比不上的。现在人们用它加上相应的调味品做成鸡、鱼、猪肉的代用品，不仅外形相象，而且味道鲜美，营养也不亚于天然的鱼肉制品；用它掺和在饼干、饲料、奶制品中，则能提高这些传统食品的营养价值。在畜禽的饲料中，只要添加3%～10%的单细胞蛋白便能大大提高饲料的营养价值和利用率，用来养鸡能多产蛋；用来喂猪可增加瘦肉率；用来饲养奶牛还可以提高产奶量。在井冈霉素、肌苷、抗菌素等发酵工业生产中，它又可代替粮食原料。由此可见，单细胞蛋白用途广泛，前程远大。
目前，粮食和饲料不足的情况日益严重，因为世界人口不断地增长。面对这一严峻的现实，开发利用单细胞蛋白已成为许多国家增产粮食的新途径。如果以蛋白质含量计算，1千克单细胞蛋白相当于1～1.5千克的大豆。建立一座5～100吨发酵罐的工厂，可以年产5000吨单细胞蛋白，相当于5万亩耕地上种植大豆的产量。
相信吗？在现代科学技术培育下，也许用不了多久，用单细胞蛋白制成的饭菜，就会出现在你家的餐桌上了。单细胞蛋白的生产正在向人们展示美好的前景。
13.绿色能源——乙醇
我们通常说的酒精就是乙醇。纯乙醇很容易燃烧，它的沸点是78.5℃。在世界面临能源危机的今天，开发利用乙醇作为动力燃料，正受到人们越来越多的关注。有的国家把乙醇掺进汽油里混合使用，效率甚至比单用汽油还高，这种油称为醇汽油。产糖量居世界第一的巴西，完全用乙醇发动汽车，目前，这些使用乙醇作燃料动力的汽车，已经在圣保罗的大街上奔驰了。
大名鼎鼎的酵母菌是生产乙醇的主角。在缺氧的条件下，它能够开动体内的一套特殊装置——酶系统，把碳水化合物转变成乙醇。近些年来人们又陆续发现，微生物王国中能够制造乙醇的菌种还不少，比如有一种叫酵单孢菌的，它的本领比酵母菌还高，不仅发酵速度快，生产效率高，而且能更充分地利用原料，产出的乙醇要比酵母菌高出8倍多，成为更为理想的乙醇制造者。
在相当长的一段时间里，甘蔗、甜菜、甜高粱等糖料作物和木薯、马铃薯、玉米等淀粉作物是微生物用来生产乙醇的主要原料，现在人们找到了一种廉价的原料，这就是纤维素。
纤维素在自然界里大量存在，它也是碳水化合物，而且，许多绿色植物及其副产品，如树枝树叶、稻草糠壳等等，几乎有一半成分是纤维素，用它们作原料可以说是取之不尽，用之不竭。当然，用纤维素作原料对酵母菌来说，将产生极大的困难，也就是说很难施展它的发酵本领。不过，从牛、羊等牲畜所以能吸收纤维素的研究中，人们早就发现，微生物中的球菌、杆菌、粘菌和一些真菌、放线菌，会分泌出一种能催化纤维素分解的酶，叫纤维素酶。用这种纤维素酶先把纤维素分解成单个葡萄糖分子，然后酵母菌就能把葡萄糖发酵变成乙醇了。更令人赞叹不已的是，有一种叫嗜热梭菌的微生物，它们居然能一边“吃”纤维素，一边就“拉”出乙醇来，这样就更简单了。在日本和韩国等地，利用木霉和酵母菌协同作战，也成功地用纤维素生产出了乙醇。
微生物利用纤维素作原料生产乙醇，为乙醇登上新能源的宝座铺平了道路。有人把乙醇称为“绿色的汽油”，因为这些原料都来自绿色植物。
14.吃汞大亨——假单孢杆菌
20世纪50年代初，日本水俣地区发生了一种病，这种病非常奇怪。患者开始感到手脚发麻，接着听觉视觉逐渐衰退，最后神经失常，身体像弓一样弯曲变形，痛苦而死。人们按地名把它称为“水俣病”，因为当时谁也搞不清楚这是什么病。经过医学工作者几年的努力，这个怪病的谜底终于揭开了：原来当地工厂排出的含汞废水污染了水俣湾，使那里的鱼虾含汞量大大增加，人吃了这些鱼虾后，汞也随之进入人体，当汞在人体内的含量积累到一定程度时，就会严重地破坏人的大脑和神经系统，产生可怕的中毒症状，直到致人死亡。
人们曾试图用物理的方法和化学的方法来制服汞化物，但效果都不太理想，因为汞化合物是一种极难对付的污染物。最后还是请来了神通广大的微生物。
在微生物王国里生长着一批专吃汞的勇士，例如有一种名叫假单孢杆菌的，就是一员骁将。它们到了含汞的废水中，不但安然无恙，而且还能把汞吃到肚子里，经过体内的一套特殊的酶系统，把汞离子转化成金属汞，这样，既能达到污水净化的目的，人们还可以想办法把它们体内的金属汞回收利用，可谓一举两得。
随着工业的迅速发展，当今世界的城市人口的高度集中，大量的工业废水和生活污水便倾泻到了江河湖海中。各种各样的污染物，使美丽的自然环境受到了严重的损害。而微生物王国中有不少成员，如为数众多的细菌、酵母菌、霉菌和一些原生动物，事实上早已充当着净化污水的尖兵。它们“吃进”肚子里许许多多的污染物，通过各种酶系统的作用，有的污染物被氧化成简单的无机物，同时放出能量，供微生物生命活动的需要；有的污染物被转化、吸收，成为微生物生长繁殖所需要的营养物。正是经过它们的辛勤劳动，使得大量的有毒物质被清除了，又脏又臭的污水变清了。有的还能变废为宝，从污水中回收出贵重的工业原料；有的把有害的污水变成可以灌溉农田的肥料，化害为利。
15.药坛新秀——干扰素
你一定听说过干扰素吧？顾名思义，干扰素是一种能起干扰作用的物质。
美国的两位科学家艾萨克斯和林登曼在1957年首先发现，当病毒感染人体后，受到病毒入侵的细胞会产生和释放出一种蛋白质进行“自卫反击”，干扰和抑制病毒的“为非作歹”。这种蛋白质被称为干扰素。
这一发现使全世界的科学界受到极大地震动。许多国家的科研机构不惜将大笔资金投入研究。实验证明，用干扰素治疗病毒引起的感冒、水痘、角膜炎、肝炎、麻疹等都有很好的疗效。尤其令人震惊的是，干扰素对癌细胞也有抑制作用。有些科学工作者还发现，干扰素能唤起整个机体的防御系统，对人体的免疫能力有刺激作用，提高机体的机能和作用，警觉地进入“战备状态”，从而大大地增强身体的抵抗力。有人预言，干扰素可能将是未来时代药品的新秀。
虽然干扰素有如此神效，但是它的提取工作很困难，非常复杂。因为干扰素只有在受到病毒入侵的细胞中才能产生，而且数量极少。1979年芬兰红十字会和赫尔辛基卫生实验用了4.5万升（1升相当于一立方分米）人血，才煞费苦心地提炼到0.4克干扰素。据法国医疗单位计算，医治一位癌症病人需要花费5万多法郎，治疗一个感冒病患者需要花费1万法郎。这样看来，干扰素可以说是世界上最昂贵的药品之一了。
那么，干扰素可不可以从其他的动物血液中提取呢？实验表明不行。因为干扰素有很强的专一性，人体用的干扰素只能从人体细胞中取得，把从别的动物身上取得的干扰素用到人身上，数量再多也没有效果。人们正在积极寻找新的办法。前不久，美国和瑞士的科学工作者分别宣布，他们已经采用基因工程的办法，把人干扰素基因移植到大肠杆菌细胞里去，使大肠杆菌在新移植来的基因的指导下，合成我们所需要的物质——人干扰素。
我们知道，微生物的一个特点就是繁殖快，而大肠杆菌在这方面更是首屈一指。它一般20～30分钟就能繁殖一代，24小时可繁殖70多代。而且大肠杆菌的食料简单，来源丰富，培养并不困难。因此，用它们来生产干扰素，不仅产量高，而且价格低廉，一旦付诸实施，微生物又将为人类的健康事业作出新的贡献。
16.未来能源——微生物电池
现在，人类生活中的主要能源是煤炭、石油、天然气。随着人类社会的发展和生活水平的提高，需要消耗的能量日益增多。可是这些大自然恩赐的能源物质是通过千万年的地壳变化而逐渐积累起来的，数量虽多，但毕竟有限。因此，人们终将面临发生能源危机的一天。
当然，人们获取能源的途径有很多。例如太阳能就是一个巨大的能源，此外像地热、水力、原子核裂变都可以放出大量的热能。试验研究表明，利用微生物发电，向人们展示出美好的前景。
电池种类有很多，这个家族中的后起之秀是燃料电池。一般电池是由正极、负极、电解质三部分构成，燃料电池也是这样：让燃料在负极的一头发生化学反应，失去电子；让氧化剂在正极的一头发生反应，得到从负极经过导线跑过来的电子。同普通电池一样，这时候导线里就有电流通过。
燃料电池可以用氢、联氨、甲烷、甲醇、甲醛、乙烷等作燃料，以氧气、双氧水、空气等为氧化剂。现在我们可以利用微生物的生命活动产生的所谓“电极活性物质”作为电池燃料，然后通过类似于燃料电池的办法，把化学能转换成电能，成为微生物电池。
氢、甲酸、氨等等是作为微生物电池的主要电极活性物质。目前，人们已经发现了不少能够产氢的细菌，其中属于化能异养菌的有30多种，它们能够发酵糖类、醇类、有机酸等有机物，吸收其中的化学能来满足自身生命活动的需要，同时把另一部分的能量以氢气的形式释放出来。有了这种氢作燃料，就可以制造出氢氧型的微生物电池来。
随着宇宙飞船的升天，相信我们中的大部分人都想过这样一个问题：在密闭的宇宙飞船里，宇航员排出的尿怎么办？美国宇航局设计了一种巧妙的方案：用微生物中的芽孢杆菌来处理尿，产生出氨气，以氨作电极活性物质，就得到了微生物电池，这样既处理了尿，又得到了电能。一般在宇航条件下，每人每天排出22克尿，能得到47瓦电力。同样的道理，也可以让微生物从废水的有机物当中取得营养物质和能源，生产出电池所需要的燃料。
虽然微生物电池目前还处在试验研究的阶段，但它预示着不久的将来，通过科学家的努力，微生物电池将给人类提供更多的能源。
17.去污能手——蛋白酶
自从加酶洗衣粉这种新颖洗涤剂问世，人们再也不用为衣服上沾有各种污渍烦恼了，不论是血渍、汗渍或食渍、油渍，只要使用这种洗涤剂，便可洗得干干净净。
加酶洗衣粉这种独特的洗涤能力，来自它所含有的蛋白酶。
蛋白酶是至今发现的2000多种酶中的一种。我们知道，酶不需要什么特殊的设备和条件，在常温常压下就能使许多复杂的化学反应迅速完成，效率比普通催化剂高出千万倍，因此它是一种具有非凡功能的生物催化剂。当然，各种酶都有各自的催化对象，其中，蛋白酶的专长则是能够水解蛋白质。有人做过试验，1克胃蛋白酶在2小时内，就能溶解50千克煮熟的鸡蛋白。
和其他许多酶一样，人们首先是从动植物体内提取蛋白酶，然后再把它用到生产、生活中去。但是用这种方法不但成本高、产量低，而且还受到动植物来源的限制，使酶的应用大受影响。直到人们发现，动植物体内的许多酶种都可以在小小的微生物体内找到，比如加酶洗衣粉用的蛋白酶，便是一种短小芽孢杆菌产生的，这才打开了新局面。因为微生物的特点是繁殖快，产量高，生产原料来源丰富，大量培养并不困难，当然也不受地区、季节、气候的限制，这就为酶的大规模生产和应用创造了有利条件。
有很多微生物能够生产蛋白酶。大家族中的许多成员如放线菌、细菌和霉菌等，在生长繁殖和新陈代谢过程中都能产生蛋白酶，我们分别把它们称为放线菌蛋白酶、细菌蛋白酶和霉菌蛋白酶。如按它们作用的最适酸碱度，又可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。
用量最多的微生物酶之一是蛋白酶。从工农业生产到日常生活，从医学卫生到饮料食品，到处都有它们的踪迹。比如猪、牛、羊皮制革时，首先要除去皮上的毛，然后才能进行加工鞣制成革。过去一直沿用灰碱法脱毛，操作繁重，工序复杂，是有名的脏、累、臭行业。自采用酶法脱毛，只要用少量蛋白酶就能破坏毛囊，使毛脱落，大大简化了工序，改善了劳动条件，还使原来污染环境、对农作物有害的废水，变成了很好的肥料。蛋白酶还可以使皮纤维进一步松散，除去皮纤维中的可溶性蛋白，给鞣制创造更为有利的条件。
现在，微生物为我们提供的酶已有好几十种，已成为生产酶制剂的宝库，在很多方面取代了动植物酶制剂的生产。