随着人类对生命过程认识的加深，生物技术已成为实现社会可持续发展的最有潜力的技术手段。因为微生物种类繁多，易变异，繁殖快，它们可以在生物技术的各个领域中大显身手。微生物的生存环境和生命策略的多样性，使之成为人类寻求解决环境、能源和健康等问题的最佳材料。
一起“品尝”微生物
由于人口的剧增、产业化的高度发展，由此而带来的粮食危机、环境恶化、水资源的缺乏等一系列问题困扰着人类，如何才能解决这些危机已摆到人们的议事日程上来。微生物作为地球上最大的生物资源，开发前景很大，一旦微生物得到合理的开发应用，这项技术将最终帮助人类渡过难关。
如果地球无法供给
现在，全球人口已超过60亿。地球将如何养活这日益增长的人口？粮食问题是首先摆到人们面前的大问题。传统的农业将无法回答这个问题，不管人们如何改良品种，如何想办法提高作物单产。因为作物依靠的是光合作用、固定光能，而这最终是有极限的。但是，事实上地球可供利用的资源却是很大的。放眼望去，满山遍野杂草丛生，木林芊芊，这些植物每年自生自灭。
自然界暗藏的资源
自然界存在许多的微生物，它们可以分解纤维素、木质素等，分解的中间产物是糖类、醇及有机酸等，这些可以被人所利用。如果我们分离到这类微生物，加以控制，就可以让草、木头转化成为葡萄糖或者蛋白质，从而为我们提供食物来源。而植物资源是可以再生的，只要我们利用得当，便不会枯竭。
微生物——人类未来的好食源
微生物本身也是人类未来的一种好食源。单细胞蛋白不仅有我们人体所必需的各种成分，而且可供培养单细胞蛋白的条件很充分，广阔的海洋可以供自养的蓝细菌生长；工厂的有机废料、废水，生活的垃圾、污水可供培养许多微生物。这些微生物只要品种选择得当，不仅不会产生有毒的物质，反而可以为我们提供佳肴。
由于微生物惊人的繁殖速度，它们在很短的时间就可以产生极大量的食物，所以预计未来的人们将不再过分依赖传统的农业生产。
用微生物产油
随着世界人口的急剧增长，油脂产量供不应求。为了解决油脂的供求矛盾，科学家从微生物身上寻找到了方法，现在已初见端倪。
一位学者在加拿大多伦多大学举办的生物能量转化会上宣布，他从天然气井周围的土壤中，分离出一种能利用阳光和二氧化碳合成油脂的节杆菌。经人工培养出来的大量菌体的细胞中充满了油脂，含量高达85％以上。如果培养1吨菌体，就可收获850公斤的食油。经过化验，这种食油是单甘油酯和三甘油酯的不饱和脂肪酸，质量远胜猪油，味道可与花生油相媲美，证实是一种优质且可供食用的油脂。利用阳光、二氧化碳和糖类，就可以大量培养这种节杆菌，不需占用土地，也不需大量劳动力。工厂化生产只用几天时间，就可以收获一批油脂，它不仅产量大，而且价廉物美，有着诱人的前景。
用微生物生产高质量油脂，是生物工程的一大成就。赫尔大学的一位生物学家也宣称，他找到了一种产油脂极高的“假丝酵母”。找到了能生产油脂的微生物，就可以通过基因工程，把能生产油脂的基因“嫁接”到其他微生物身上。这样，能生产油脂的微生物品种就会愈来愈多。到那时，到处都是微生物油脂工厂，人类就不愁油脂短缺了。
微生物的利用与开发
微生物和动物、植物一样，是自然界三大物种之一。只是因为微生物个体过于微小，不像一般动物和植物那样易让人们感知它的存在和功能，这不仅影响了人们对微生物的正确认识，而且阻碍了对微生物技术开发的支持和投入。随着社会的发展和科学的进步，微生物在工业、农业、医药、食品、能源等领域中所发挥的作用愈来愈受到关注。尤其是循环经济的建设，将离不开微生物的参与及其应用技术的发展和创新。
微生物的出现与研究
微生物在自然界中的出现，早于动物和植物。但是人们对微生物的发现和研究，则始于显微镜被发明的1676年。300多年来，已发现和定名的微生物有10万种之多。迄今为止，人们不仅认识了引发各种疾病的微生物，掌握了抑制其传播疾病的各种技术，而且开发了大量微生物的机能，并在工农业生产和科学研究中进行广泛应用。影响极为深远的基因技术，也是由微生物学工作者在1973年发明之后，才得以在动植物领域推广。
微生物的应用
微生物在工农业生产中的应用，涵盖了医药制造、食品加工、化工生产、冶金采油、污水处理、创新能源等多个领域。特别值得重视的是，微生物在物质循环中的巨大作用，可以说自然界所有的物质循环都是靠微生物的作用来实现的，如果不是微生物的存在，自然界生物体的遗骸早已堆积如山。由微生物降解有机物向自然界提供的碳元素每年高达950亿吨。正是因为有微生物的存在，地球上的各种生物材料和元素才得以周而复始。
微生物不仅有适应各种环境和条件的特殊功能，而且有利用各种原料、制作各种产品的独特作用。一些极端微生物可以生活于高寒、高温、高压、高酸、高碱等多种其他生物难以承受的环境中。因此，微生物有着广阔的应用前景。
如何将生物转化为能源
目前，人类已知的细菌不足6000种，真菌不足80000种，人类所了解的数目约占总数的5％，仅有约1%的数量保存于世界各地菌种中心，并被开发利用。
大量的微生物种类只能在自然界中生存活动，而无法在实验室里分离、培养和研究。微生物代谢可塑性强，其次级代谢产物的化学结构和生物活性的多样性难以估计，是一般合成化合物和组合化学产物所不能比拟的，几乎所有种类的药物筛选模型都能从微生物中筛选到活性物质。微生物适应环境的广泛性和生命策略的多样性，为人类社会的可持续发展和科学进步提供了良好模式，也为人类社会发展和文明进步提供了无穷的物质源泉。
细菌的贡献——基因工程菌
20世纪80年代初，美国最高法院接到了一份不同寻常的诉讼状，其内容令法官们颇感棘手。
为“基因工程菌”打官司
在这场官司里，原告美国通用电力公司是一家著名的企业，被告专利局则是政府机构。诉讼的缘由是：通用电力公司用基因工程研制出一种细菌，这种细菌胃口奇大，能快速清除海面的石油污染，有较高的利用价值。通用电力公司为这种细菌向专利局申请专利。专利局认为这种细菌只是一种生物，没什么专利可言，而且也从来没有这方面的先例。通用电力公司则据理力争，说这种细菌是经过DNA重组后培养出来的基因工程菌，是一种彻头彻尾的新菌种，其商品价值应该获得专利保护，不容许别家企业随意使用。双方各执一词，相持不下，最终官司打到了最高法院。
最有深远意义的官司
这场官司持续了一年之久，最后以有利于原告的裁决告终。社会各界人士对这场官司的关注不在于谁家胜诉，因为官司本身的内容是意义深远的。它使人们确确实实地感受到，基因工程菌在各个生产领域都有用武之地，几乎无所不能。基因工程将对传统的生产方式、工艺流程和思想观念发起铺天盖地的冲击。
喜欢“吃蜡”的基因工程菌
拿石油开采来说，以前油井开采到一定程度就要报废，成为废井，废井里倒不是没有原油，而是剩下的原油含蜡比较多，很黏稠，不容易开采。针对这种情况，美国科学家研制出一种喜欢“吃”蜡的基因工程菌。把这种工程菌投放到废井里，它们就像“老鼠跳进米缸”一样，欢天喜地，一边大量吃蜡，把蜡分解掉；一边高速繁殖后代，前仆后继地完成吃蜡的任务。要不了多长时间，剩下的原油就变稀了，也容易开采了。这样，“废井”获得了新生，又会奉献出一批原油。这种基因工程菌不仅研制成功了，而且已经大量投入生产，每年都能创造出可观的经济效益。
培养喜欢“吃”金属的细菌
在冶炼工业方面，基因工程菌的表现令人欢欣鼓舞。大自然中存在着一些喜欢“吃”金属的细菌。例如，一种氧化亚铁硫杆菌就特别喜欢吃硫化物矿石，这些矿石的主要成分是硫和金属（包括铁、铜、锌等）的化合物。这种细菌把矿石小颗粒吃下肚以后会进行分解，硫被排出体外，金属则留在体内。
因此，人工进行细菌冶炼就是十分简单的事。把矿石放到细菌培养液里浸着，过一段时间收集细菌的尸体，略加处理就能得到纯度很高的金属了。像氧化亚铁硫杆菌那样喜欢吃金属的菌种为数不少，食性也多种多样，喜欢吃金的、吃铀的、吃镉的……各有所好。细菌冶炼的成本较低，原料利用率较高，产生的有毒废物很少，是一种很有潜力的冶炼方式。
“改造”细菌的DNA
大自然中这些喜欢吃金属的细菌，不同程度地存在一些缺陷，有的繁殖较慢，有的适应环境的能力较差等。单靠它们，要大面积推广细菌冶炼是有困难的。基因工程专家们着手对这些细菌进行了改造。改造有两条途径，一种是通过DNA重组来改造这些细菌的遗传特性，提高它们的繁殖能力和适应能力；另一种是干脆把吃金属的基因转移到大肠杆菌和某些酵母菌中去，让这些繁殖快、适应能力强的菌种来完成冶炼金属的任务。
有人预言，不到20年，冶炼工业将发生革命性的变化，那就是高温冶炼和化学提炼的设备将大批消失，基因工程菌将成为冶炼工业的主力军。
造福人类的特殊生命——极端微生物
极端微生物是最适合生活在极端环境中的微生物的总称，包括嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜压、嗜金、抗辐射、耐干燥和极端厌氧等多种类型。
小精灵，大前途
提到生命体，人们一般都会想到动物和植物。其实，微生物和动物、植物一样，是自然界最重要的生命形式之一，只是因为微生物个体过于微小，不像一般动物和植物那样易让人们感知它的存在和功能，从而阻碍了人们对其的感性认识。其实，早在显微镜被发明的1676年，人类就发现了微生物的存在，并开始了相关研究。微生物在地球上主要担负分解代谢功能，没有它们的活动，地球将成为一个巨大的垃圾场。并且，微生物在工农业生产中的应用非常广泛，生活中常见的食品发酵、抗生素的生产等都有微生物的贡献。