遗传信息的传递与表达的关系。1977年，C.Wose等在分析原核生物16 S FRNA和真核生物18 S FRNA序列的基础上 期 古菌和真核生物三域，domain） 各生 间的系统发 使生物 究来 的 子水平上研究不同生理类型微生物的各种， 谢途径和调控、能量产生和转 以及严格厌氧和其他极端条件下的 微生物的形态构建和 因和分 “尤其是近年来 应田用代公子生物转王段，将且右其轴特动能的其因作山 组成序列图谱，以大肠杆菌等细菌细胞为工具和对象进行了各种各样的基因转移、克隆等等开拓性研究。在应用方面， 开发南种资源 发酵原料和代谢产物，利用代谢调控机制和周定化细胞、固定化酶发展发酵生产和提高发酵经济的效 益，应用遗传工程组建具有特殊功能的 工程莉 把研究微生物的各种方法和手段应用于动、植物和人类研究 的某些领域。这些研究使微生物学研究进入到一个崭新的时期。 四、我国微生物学的发展与贡献 我国是认识和利用微生 最为悠久 在应用成果获得最为优秀的围家 酒、酱油、醋等微生物饮料和调 是物 生物 。应用现代微生物兰 抗在基 界上有影响的研究成果正不断出现， 手生物字手夏在四保水有阿究空 个新的时期。然 而若距十分明显 第三节徽生物与人类可持续发展 一、当代微生物学的发展趋势 当代微生物字的发展趋势 万面是由于分子生物学新技术不断出现，便得微生物学研究得以迅速问纵深发展 己从细胞其他 字水平逐渐进 型因水 分水平和后 究领域 他学科交 形成许多新的字 ,近20 技术与万法的运用 使微生物字理 丰富着新理论、新发现并新 和新成 理 细菌在生物系统发育中的地位 上进行 平 定的理论 生理生化与当宝的生 进 研究了微生物分化的基因调控，分子信号物质及其作用机制， 种生理生化反应的移的基因及其组成、表状和调控，细明子蛋白质生物合成机制，建立了称生物合成和话性调节模式 探查了许多核酸序列，构建了l00多种微生物的基因核酸序列图谱。如大肠杆菌(Escheriachia coli)的基因图 谱早已绘出，1/3多的基因产物已完成了生化研究，80%的代谢途径已有了解，染色体复制模式及调控方式已基本 闸明，对许多操纵子的主要特征已有描述，对大肠杆菌细胞高分子的合成己探明，并可以在试管中模拟，即进入了后 基因组时期对氨酶合成及其活性枸 调节式 在基因和分 水平上揭示了根榴圈 成 共建有效根及 新的生物技 。目前正有许 究利用的 术改良和创 微生物新品种 培并 存的为环境 了地 明了这些极端 性状，形成了一个生命科学中的崭新领域， 为生命的起源、进化和系统发有的探素和阐明提供了大量有用的证据， 极大的丰富了自然界微生物种的多样性。微生物作为环境污染物的 “清道夫 和污染受损环墙的牛物修复者，它 们对于部分污染物尤其是含芳香环的难降解物的分解和降解，也已从质粒、 降解酶基因水平上加以阐明： 微生物学的研究将日益重视微生物特有的生命现象。如极端环境中的生存能力，特异的代谢途径和功能，化能营 养、厌氧生活、生物固氮，不放氧光合作用等，对于这些生命过程中物质和能量运动基本规律的阐明将会给人们展示 诱人的 用前景。由 微生物具有独特和尚效形的 三物转化能力和 多种 样的有用的代严物 为人类的生有 王物投 等， 将是1 性的生物科学热点 ,会得到极大 的发 因此，根据21世纪生命科学的发展趋势和研究热点 在日前己对少数微生物构建遗传物理图进的基础上，将会 全面展开微生物基因组学和后基因组学的研究。微生物基因组的研究必将明显的促进生物信息学的发展和包括比较 物学、分子进化学和分子生态学在内的生物学研究新时代的到来。对具有某种意义的微生物种、菌株进行全基因组的 序列分析、功能分析和比较分析，明确其结构、表型、功能和进化等之间的相互关系。阐明微生物与微生物之间、微 生物与其他生物之间、微生物与环境因素之间相互作用的分子机理及其控制本质基因机制，将会极大发展微生物分子 生态学、环境微生物学、细胞微生物学、微生物资源学的发展。 微生物学的研究技术和方法也将会在吸收其他学科的先进技术的基础上，向自动化、计算机化、定向化和定量化 术上的重大突破， 促使生物科学获得前所未有的高速度发展，开辟斩新的研究复 神经分子生物学、分子细胞学、分子生理学、分子生态和进化等学科领 遗传信息的传递与表达的关系。1977 年，C. Weose 等在分析原核生物 16S rRNA 和真核生物 18S rRNA 序列的基础上， 提出了可将自然界的生命分为细菌、古菌和真核生物三域（domain），揭示了各生物之间的系统发育关系，使微生物 学进入到成熟时期。在这个成熟时期，从基础研究来讲，从三大方面深入到分子水平来研究微生物的生命活动规律： ① 研究微生物大分子的结构和功能，即研究核酸、蛋白质、生物合成、信息传递、膜结构与功能等。② 在基因和分 子水平上研究不同生理类型微生物的各种代谢途径和调控、能量产生和转换，以及严格厌氧和其他极端条件下的代谢 活动等。③ 分子水平上研究微生物的形态构建和分化，病毒的装配以及微生物的进化、分类和鉴定等，在基因和分子 水平上揭示微生物的系统发育关系。尤其是近年来，应用现代分子生物技术手段，将具有某种特殊功能的基因作出了 组成序列图谱，以大肠杆菌等细菌细胞为工具和对象进行了各种各样的基因转移、克隆等等开拓性研究。在应用方面， 开发菌种资源、发酵原料和代谢产物，利用代谢调控机制和固定化细胞、固定化酶发展发酵生产和提高发酵经济的效 益，应用遗传工程组建具有特殊功能的 “ 工程菌 ” ，把研究微生物的各种方法和手段应用于动、植物和人类研究 的某些领域。这些研究使微生物学研究进入到一个崭新的时期。 四、我国微生物学的发展与贡献 我国是认识和利用微生物历史最为悠久、在应用成果获得最为优秀的国家之一。酒、酱油、醋等微生物饮料和调 味品的制作，豆科植物与非豆科植物的轮作间作，种痘预防天花等方面都有卓越的实践与记载。现在我国的微生物学 事业得到了长足发展。现代化的发酵工业、抗生素工业、生物农药和菌肥的研究和应用以及微生物学基础研究逐步形 成一定规模。应用现代微生物学分子生物学手段在基因水平、分子水平和后基因组水平尚的研究业已广泛展开。在世 界上有影响的研究成果正不断出现，在某些领域进入了国际先进水平。我国微生物学的发展进入了一个新的时期。然 而差距仍十分明显。 第三节 微生物与人类可持续发展 一、当代微生物学的发展趋势 当代微生物学的发展趋势，一方面是由于分子生物学新技术不断出现，使得微生物学研究得以迅速向纵深发展， 已从细胞水平、酶学水平逐渐进入到基因水平、分子水平和后基因组水平。另一方面是大大拓宽了微生物学的宏观研 究领域，与其他生命科学和技术、其他学科交叉、综合形成许多新的学科发展点甚至孕育新的分支学科。近 20 ～ 30 年来，微生物学研究中分子生物技术与方法的运用，已使微生物学迅速丰富着新理论、新发现、新技术和新成果。 C. Woese 1977 年提出并建立了细菌（ bacteria ）、古菌 (archaea) 和真核生物（ eucarya ）并列的生命三域的理论， 揭示了古细菌在生物系统发育中的地位，创立了利用分子生物学技术进行在分子和基因水平上进行分类鉴定的理论与 技术。微生物细胞结构与功能、生理生化与遗传学研究的结合，已经进入到基因和分子水平，即在基因和分子水平上 研究了微生物分化的基因调控，分子信号物质及其作用机制，生物大分子物质装配成细胞器过程的基因调控，催化各 种生理生化反应的酶的基因及其组成、表达和调控，阐明了蛋白质生物合成机制，建立了酶生物合成和活性调节模式， 探查了许多核酸序列，构建了 100 多种微生物的基因核酸序列图谱。如大肠杆菌（ Escheriachia coli ）的基因图 谱早已绘出， 1/3 多的基因产物已完成了生化研究， 80 ％的代谢途径已有了解，染色体复制模式及调控方式已基本 阐明，对许多操纵子的主要特征已有描述，对大肠杆菌细胞高分子的合成已探明，并可以在试管中模拟，即进入了后 基因组时期。对固氮酶合成基因及其活性已构建了调节模式，并在基因和分子水平上揭示了根瘤菌 — 豆科植物共生 固氮体系中根瘤菌和豆科植物相互识别、共建有效根瘤及其调节。 DNA 重组技术的出现为构建具有特殊功能的基因工 程菌提供了令人兴奋的成果和良好的前景，已实现了利用基因工程微生物大量生产人工胰岛素、干扰素和生长素等贵 重药物，形成了一个崭新的生物技术产业。目前正有许多研究利用 DNA 重组技术改良和创建微生物新品种。 微生物生态学的研究不仅拓宽了原有的土壤、污水、水域、地矿等环境并进入了宇宙空间和深入到微生物赖以生 存的为环境，而且极大地关注了极端环境下的微生物生命活动，阐明了这些极端环境微生物具备的其他生物所没有的 性状，形成了一个生命科学中的崭新领域，为生命的起源、进化和系统发育的探索和阐明提供了大量有用的证据，也 极大的丰富了自然界微生物种的多样性。微生物作为环境污染物的 “ 清道夫 ” 和污染受损环境的生物修复者，它 们对于部分污染物尤其是含芳香环的难降解物的分解和降解，也已从质粒、降解酶基因水平上加以阐明。 微生物学的研究将日益重视微生物特有的生命现象。如极端环境中的生存能力，特异的代谢途径和功能，化能营 养、厌氧生活、生物固氮，不放氧光合作用等，对于这些生命过程中物质和能量运动基本规律的阐明将会给人们展示 一个诱人的应用前景。由于微生物具有独特和高效的生物转化能力和产生多种多样的有用的代谢产物，为人类的生存 和社会的发展进步创造难以估量的财富，因此发展和促进微生物生物技术的应用即微生物产业化，如微生物疫苗、微 生物药品制剂、微生物食品、微生物保健品、可降解性微生物制品，等等，将是世界性的生物科学热点，会得到极大 的发展。 因此，根据 21 世纪生命科学的发展趋势和研究热点，在目前已对少数微生物构建遗传物理图谱的基础上，将会 全面展开微生物基因组学和后基因组学的研究。微生物基因组的研究必将明显的促进生物信息学的发展和包括比较生 物学、分子进化学和分子生态学在内的生物学研究新时代的到来。对具有某种意义的微生物种、菌株进行全基因组的 序列分析、功能分析和比较分析，明确其结构、表型、功能和进化等之间的相互关系。阐明微生物与微生物之间、微 生物与其他生物之间、微生物与环境因素之间相互作用的分子机理及其控制本质基因机制，将会极大发展微生物分子 生态学、环境微生物学、细胞微生物学、微生物资源学的发展。 微生物学的研究技术和方法也将会在吸收其他学科的先进技术的基础上，向自动化、计算机化、定向化和定量化 发展，微生物信息学正在孕育中。技术上的重大突破，促使生物科学获得前所未有的高速度发展，开辟斩新的研究领 域，进入新的研究深度。使发育分子生物学、神经分子生物学、分子细胞学、分子生理学、分子生态和进化等学科领