章節10
新型能源——微生物電池
煤炭、石油、天然氣，是當前人類生活中的主要能源。隨著人類社會的發展和生活水平的提高，需要消耗的能量日益增多。可是這些大自然恩賜的能源物質是通過千萬年的地殼變化而逐漸積累起來的，數量雖多，但畢竟有限。因此，人們終將麵臨能源危機的一天。
當然，人們可以從許多方麵獲取能源。例如太陽能就是一個巨大的能源。此外像地熱、水力、原子核裂變都可以放出大量的熱能。試驗研究表明，利用微生物發電，向人們展示出美好的前景。
電池有很多種類，燃料電池是這個家族中的後起之秀。一般電池是由正極、負極、電解質三部分構成，燃料電池也是這樣：讓燃料在負極的一頭發生化學反應，失去電子；讓氧化劑在正級的一頭發生反應，得到從負極經過導線跑過來的電子。同普通電池一樣，這時候導線裏就有電流通過。
燃料電池可以用氫、聯氨、甲醇、甲醛、甲烷、乙烷等作燃料，以氧氣、空氣、雙氧水等為氧化劑。現在我們可以利用微生物的生命活動產生的所謂“電極活性物質”作為電池燃料，然後通過類似於燃料電池的辦法，把化學能轉換成電能，成為微生物電池。
作為微生物電池的電極活性物質，主要是氫、甲酸、氨等等。例如，人們已經發現不少能夠產氫的細菌，其中屬於化能異養菌的有三十多種，它們能夠發酵糖類、醇類、有機酸等有機物，吸收其中的化學能來滿足自身生命活動的需要，同時把另一部分的能量以氫氣的形式釋放出來。有了這種氫作燃料，就可以製造出氫氧型的微生物電池來。
在密閉的宇宙飛船裏，宇航員排出的尿怎麼辦?美國宇航局設計了一種巧妙的方案：用微生物中的芽孢杆菌來處理尿，生產出氨氣，以氨作電極活性物質，就得到了微生物電池，這樣既處理了尿，又得到了電能。一般在宇航條件下，每人每天排出22克尿，能得到47瓦電力。同樣的道理，也可以讓微生物從廢水的有機物當中取得營養物質和能源，生產出電池所需要的燃料。
盡管微生物電池還處在試驗研究的階段，但它預示著不久的將來，將給人類提供更多的能源。去汙脫毛能手——蛋白酶
自從新穎洗滌劑——加酶洗衣粉問世，人們再也不用為衣服上沾有各種汙漬煩惱了，不論是血漬、汗漬或油漬、食漬，隻要使用這種洗滌劑，便可洗得幹幹淨淨。
加酶洗衣粉這種獨特的洗滌能力，來自它所含有的蛋白酶。
蛋白酶是至今發現的2000多種酶的一種。我們知道，酶是一種具有非凡功能的生物催化劑，它不需要什麼特殊的設備和條件，在常溫常壓下就能使許多複雜的化學反應迅速完成，效率比普通催化劑高出千萬倍。各種酶都有各自的催化對象，蛋白酶的專長則是能夠水解蛋白質。有人做過試驗，1克胃蛋白酶在2小時內，就能溶解50公斤煮熟的雞蛋白。
蛋白酶和其他許多酶一樣，人們首先是從動植物體內提取，然後再把它用到生產、生活中去。但是用這種方法不但成本高、產量低，而且還受到動植物來源的限製，使酶的應用大受影響。直到人們發現，動植物體內的許多酶種都可以在小小的微生物體內找到，比如加酶洗衣粉用的蛋白酶，便是一種短小芽孢杆菌產生的，這才打開了新局麵。因為微生物的特點是繁殖快，產量高，生產原料來源豐富，大量培養並不困難，當然也不受地區、季節、氣候的限製，這就為酶的大規模生產和應用創造了有利條件。
能夠生產蛋白酶的微生物是很多的。放線菌、細菌和黴菌等大家族中的許多成員，在生長繁殖和新陳代謝過程中都能產生蛋白酶，我們分別把它們稱為放線菌蛋白酶、細菌蛋白酶和黴菌蛋白酶。如按它們作用最適酸堿度，又可分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。
蛋白酶是用量最多的微生物酶之一。從工農業生產到日常生活，從醫學衛生到飲料食品，到處都有它們的蹤跡。比如豬、牛、羊皮製革時，首先要除去皮上的毛，然後才能進行加工鞣製成革。過去一直沿用灰堿法脫毛，工序複雜，操作繁重，是有名的髒、累、臭行業。自采用酶法脫毛，隻要用少量蛋白酶就能破壞毛囊，使毛脫落，大大簡化了工序，改善了勞動條件，還使原來汙染環境、對農作物有害的廢水，變成了很好的肥料。蛋白酶還可以除去皮纖維中的可溶性蛋白，使皮纖維進一步鬆散，給鞣製創造更為有利的條件。
現在，微生物為我們提供的酶已有好幾十種，在很多方麵取代了動植物酶製劑的生產，已成為生產酶製劑的寶庫。未來的采礦者——海洋微生物
廣袤無垠的海洋，是個巨大的寶庫。在那裏，不僅生活著為數眾多的名貴珍稀海洋生物，還蘊藏著豐富的金屬和非金屬礦藏。科學家查明，海水中含有將近80種金屬和非金屬元素，如鎂有2100萬億噸，鉀600萬億噸，溴100萬億噸，碘900多億噸，金550萬噸，銀4億噸。許多陸地上儲量少、分布散的稀有金屬，如鈾、鍶、銣、鋰等等，海水中的儲量也十分豐富。拿原子能燃料鈾來說，海水裏溶解有45億噸，比陸地上已探明的鈾礦儲量要多兩千倍!
然而，直到現在，我們還隻能從海水中提取氯、鈉、溴、鎂、碘、鉀等少數幾種，大多數元素還無法開發利用。這是因為它們在海水中的濃度實在太低，比如鈾，300噸海水中才含有1克，采集起來太困難了。現在，科學家發現：有些海洋生物具有富集某些元素的本領，如果我們發現和培養能夠富集某些化學元素的微生物，利用它們繁殖快、數量大的特點，把它們釋放到海水裏大量繁殖，讓它們從海水中“吃飽喝足”各種礦物元素，然後再想辦法把它們收集起來，便可以提取出各種有用物質來。
可以預見，不久的將來，海洋微生物將在海水采礦事業中，大顯身手。新物種的創造者——微生物
基因工程是人工創造新物種的有效途徑，在這個工程中，微生物有著很大的用途。
那麼，什麼是基因工程呢?我們知道，生物的遺傳性都是由遺傳物質——基因支配的。基因位於細胞核的染色體中，每個基因都有固定的職能，在個體發育過程中，許許多多基因無比協調地通力合作，才逐漸建立起美麗而對稱的生命大廈。但是，如果我們把一個基因摘下來，從甲生物轉移到乙生物，隻要處理得當，它將同樣能夠發揮原有的效應。所謂基因工程，就是根據人類的需要，將某種基因有計劃地移植到另一種生物中去的新技術。