緒 論

一、什么是微生物

微生物(microbe，microorganism)：通常是描述一切用肉眼看不見(jiàn)或看不清，需要借助顯微鏡觀察的微小生物的總稱。

微生物大?。何⑸锏膫€(gè)體非常微小，用微米(μm)級(jí)或納米(nm)級(jí)作計(jì)量單位。大小一般小于0.1mm。

表1  微生物形態(tài)、大小和細(xì)胞類型

 微生物特點(diǎn)：小、簡(jiǎn)、低。

（一）難以認(rèn)識(shí)的微生物世界

            2、外貌不顯；

            3、雜居混生；

            4、因果難聯(lián)。

      天花、鼠疫、霍亂、炭疽、麻風(fēng)、愛(ài)滋病···

      非典型性肺炎（2003年）、禽流感（2005年~）、豬鏈球菌感染（2006年）···

（二）微生物學(xué)發(fā)展史

五個(gè)時(shí)期：史前期、初創(chuàng)期、奠基期、發(fā)展期、成熟期。

跨越四個(gè)障礙：顯微鏡的發(fā)明、菌技術(shù)的應(yīng)用、純種分離、培養(yǎng)技術(shù)的建立。

1、史前期

      朦朧階段或感性認(rèn)識(shí)期(8000年前—1676年)。憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)利用微生物進(jìn)行有益活動(dòng)。

             釀酒制曲     醋     醬油等

2、初創(chuàng)期     

形態(tài)學(xué)發(fā)展階段（1676—1861）。  

列文虎克 —— 微生物學(xué)的先驅(qū)者

3、奠基期      

生理學(xué)研究階段(1861－1897)。 代表人物：巴斯德、科赫。

微生物不是從無(wú)生命物質(zhì)自發(fā)地產(chǎn)生，而是起因于另外的微生物。

      如何滅菌

巴斯德 —— 微生物學(xué)的奠基人

柯赫 —— 細(xì)菌學(xué)的奠基人

許多疾病是由病毒、細(xì)菌、真菌或原生動(dòng)物引起的，柯赫氏定律可以用來(lái)確定某種病與可疑微生物之間的因果關(guān)系。

柯赫氏定律的主要內(nèi)容：

（1）病原微生物一定存在于一切患病個(gè)體中，而在健康個(gè)體中不存在；

（2）一定能分離和純培養(yǎng)所懷疑的病原微生物；

（3）當(dāng)分離的病原微生物接種健康的宿主時(shí)，一定導(dǎo)致相同的疾??；

（4）相同的病原微生物一定再?gòu)倪@種發(fā)病的宿主中分離到。

奠基期（1861~1897）的一些重要事件：

•   1885      巴斯德研制出狂犬病疫苗
•   1886   Fraenkel 發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌—肺炎發(fā)生的原因
•   1887      Petri 制成培養(yǎng)基
•   1890   制備出白喉和破傷風(fēng)抗毒素
•   1892    提供病毒引起煙草花葉病的證據(jù)
•   1894   發(fā)現(xiàn)了鼠疫發(fā)生的原因

        ······

奠基期（1861~1897）的特點(diǎn)：

（1）微生物學(xué)開(kāi)始建立；

（2）創(chuàng)立了一整套獨(dú)特的微生物學(xué)基本研究方法；

（3）開(kāi)始運(yùn)用“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”的思想方法開(kāi)展研究；

（4）建立許多應(yīng)用性分支學(xué)科；

（5）進(jìn)入尋找人類和動(dòng)物病原菌的黃金時(shí)期。     

4、發(fā)展期     

生化水平研究階段（1897－1953）

     代表人物：Buchner——生物化學(xué)奠基人

     青霉素（1929）      鏈霉素（1944） 

     微生物工業(yè)化培養(yǎng)技術(shù)     

5、成熟期

      分子生物學(xué)水平發(fā)展階段（1953―）

     特點(diǎn)：

  代表人物：Watson和Crick——分子生物學(xué)奠基人

三、微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步

（一）在醫(yī)療保健戰(zhàn)線上的“六大戰(zhàn)役”

            1、外科消毒術(shù)的建立；

            2、人、畜病原菌被分離、鑒定；

            3、種痘；

            4、化學(xué)治療劑；

            5、抗生素；

            6、用“工程菌”生產(chǎn)生化藥物（如乙肝疫苗抗體，干擾素，胰島素等）。

（二）微生物與工業(yè)發(fā)展的關(guān)系

工業(yè)微生物學(xué)發(fā)展中的重大創(chuàng)新：

      1、用罐藏技術(shù)長(zhǎng)期保藏食品；

      2、用純種培養(yǎng)技術(shù)等技術(shù)改革傳統(tǒng)釀造工藝；

      3、用大規(guī)模厭氧發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)化工產(chǎn)品；

      4、深層液體厭氧發(fā)酵；

      5、代謝調(diào)控發(fā)酵技術(shù)；

      6、在發(fā)酵工業(yè)推廣基因工程菌；

      7、固定化細(xì)胞和生物反應(yīng)器的應(yīng)用。

（三）微生物促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的進(jìn)步

包括農(nóng)、林、牧、副、漁等。

       1、食用菌生產(chǎn)技術(shù)

       2、生物防治技術(shù)

       3、生物飼料技術(shù)

       4、微生物增產(chǎn)技術(shù)

       5、生物能源技術(shù)

（四）微生物與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

       1、微生物是生產(chǎn)者；

       2、污水和廢氣的生物處理；

       3、環(huán)境檢測(cè)、環(huán)境控制；

       4、生物修復(fù)

（五）微生物對(duì)生命科學(xué)基礎(chǔ)研究的貢獻(xiàn)

微生物與人類的關(guān)系

▲ 四、微生物的五大共性（區(qū)別于“微生物的特點(diǎn)”）

（一）體積小、比表面積大

         大小以微米或納米作單位。 比表面積大，即接觸面大。 

         營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收面    代謝廢物的排泄面      與環(huán)境信息的交換面

         由此產(chǎn)生其余四個(gè)特性。

（二）吸收多、轉(zhuǎn)化快

        例如，大腸桿菌（E. coli）在1 h內(nèi)可分解其自身重量1000~10000倍的乳糖。

（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快

        例如，E. coli 細(xì)胞分裂一次僅需12.5~20 min，經(jīng)一晝夜，1個(gè)細(xì)胞可產(chǎn)生4722366500萬(wàn)億個(gè)后代，總重可達(dá)4722 t。

         可使科學(xué)研究的周期大大縮短、費(fèi)用降低、效率提高。

（四）適應(yīng)性強(qiáng)，易變異

  極端環(huán)境：高溫、低溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高輻射、高鹽、高壓、高毒等。

     極端微生物 / 嗜極菌

     單細(xì)胞、簡(jiǎn)單多細(xì)胞甚至非細(xì)胞，加上數(shù)量多、繁殖速度快、與環(huán)境直接接觸等特點(diǎn)，可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量變異的后代。

（五）分布廣、種類多

      分布：無(wú)孔不入。

微生物種類繁多表現(xiàn)在以下五方面：

                  1、物種的多樣性

                  2、生理代謝類型的多樣性 

                  3、代謝產(chǎn)物的多樣性

                  4、遺傳基因的多樣性

                  5、生態(tài)類型的多樣性

五、微生物學(xué)及其分科

微生物學(xué)（Microbiology）：是研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。

1、按微生物的基本生命活動(dòng)規(guī)律分類       

        普通微生物學(xué)：如微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、分子微生物學(xué)等。

2、按微生物的應(yīng)用領(lǐng)域分類

        應(yīng)用微生物學(xué)：如工業(yè)微生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、藥學(xué)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、診斷微生物學(xué)等。

3、按研究對(duì)象分類

    如細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、原核生物學(xué)、自養(yǎng)菌生物學(xué)、厭氧菌生物學(xué)等。

4、按微生物所處的生態(tài)環(huán)境分類

5、學(xué)科間交叉融合分類

6、按實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)分類