1.参与自然界的物质循环微生物在自然界物质循环中起着重要作用，整个生物圈显得生机勃勃，其主要能源依赖于太阳的光能，而组成机体的重要生命元素，如C、N、P、S、Fe等的来源则主要依赖于微生物所推动的物质循环。以碳素循环为例，绿色植物依靠太阳的能量吸收CO2和H2O进行光合作用，而大气中所含的CO2只够供应绿色植物约20年，是微生物将有机物质（如动植物的尸体）中的碳元素分解，产生CO2释放到大气中。据估计，地球上约90％的CO2是靠这种作用形成的，从而使生物界处于一种良好的碳平衡环境中。其他如氮素循环、硫素循环、磷的循环等都离不开微生物的作用。
2.在工农业生产上的用途在农业上，通过固氮微生物的生物固氮作用，将环境中游离氮转化为氨而增加了土壤的肥力，供植物生长所需。这是一种极其温和的生化反应，比人类发明利用铁作催化剂、在高温（300℃）、高压（300个大气压）下的化学固氮优越得多。在我国，种植豆科植物作绿肥有近二千年的历史。
在工业上，微生物可应用于食品、酿造、石油化工、皮革以及环境保护等方面。例如，传统上对植物秸秆的利用就是燃烧，能快速取得其中约10％的热能及一些肥效较差的草木灰肥料，而采用现代合理的梯级利用方式，即先将秸秆打碎作牲畜的饲料，再以畜粪进行沼气发酵，可利用90％的化学能，发酵后的残渣还可作为有机肥料，形成饲料.燃料一肥料的良性循环；而关键的沼气发酵则是一种由产甲烷菌形成甲烷的过程。
在医药工业上，可利用微生物生产抗生素、维生素、氨基酸、核苷酸、生物碱以及酶制剂等。如目前临床上广泛应用的青霉素，就是由英国人弗莱明（frleming）于1929年发现的首例抗生素，为人类抗细菌性感染做出了巨大贡献。近年来，随着分子生物学和基因重组技术的发展，很多药物，如胰岛素、干扰素、生长激素等都可通过基因工程这一现代生物技术，利用基因重组的菌株进行生产并应用于临床。
3.微生物的危害尽管大多数微生物对人类是有益无害的，但仍有一部分微生物能引起动植物病害。人类的许多传染病，如传染性很强的肺炎、痢疾、流感等；感染率较高的肝炎病毒；危害性大、死亡率高的艾滋病等，均由微生物感染引起。随着现代微生物学的发展，一些新的病原体不断被发现。例如羊瘙痒病，该病的病原经过近两个世纪的研究都未能解决，直到20世纪80年代初期才证实病原体是一种比病毒还小、不含任何核酸而只含有致病能力的蛋白质，称为朊病毒，能引起人及动物中枢神经系统疾病，近年来英国爆发的疯牛病也是它引起的。
此外，微生物还可引起工农业生产中的原料、产品、药材、木材、食品等的腐败霉变，造成经济损失和人体伤害。
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