第一章緒論我們周圍的微生物在我們生存的地球上,我們時(shí)常看到的是各種各樣的動(dòng)植物。由于肉眼分辨能力的原因,我們幾乎忽略了那些無(wú)所不在的微小生物。1.2什么是微生物微生物（microorganism,microbe:是一切肉眼看不見(jiàn)或看不清楚的微小生物的總稱。非細(xì)胞類:病毒、亞病毒原核類:真細(xì)菌、古菌真核類:真菌、原生動(dòng)物、藻類。微生物的五大共性:體積小、面積大;吸收多、轉(zhuǎn)化快;生長(zhǎng)旺、繁殖快;適應(yīng)強(qiáng)、易變易;分布廣、種類多。1.3微生物學(xué)微生物學(xué)是研究微生物在一定條件下的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、遺傳變異以及微生物的進(jìn)化、分類、生態(tài)等生命活動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門(mén)學(xué)科。隨著微生物學(xué)的不斷發(fā)展,已形成了基礎(chǔ)微生物學(xué)和應(yīng)用微生物學(xué),又可分為許多不同的分支學(xué)科,并還在不斷地形成新的學(xué)科和研究領(lǐng)域。1.4微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的發(fā)展微生物的發(fā)現(xiàn)真正看見(jiàn)并描述微生物的第一個(gè)人是荷蘭商人安東?列文虎克（AntonyVanLeeuwenhoek,1632~1723,但他的最大貢獻(xiàn)不是在商界而是他利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了微生物世界（當(dāng)時(shí)被稱之為微小動(dòng)物,他的顯微鏡放大倍數(shù)為50~300倍,構(gòu)造很簡(jiǎn)單,僅有一個(gè)透鏡安裝在兩片金屬薄片的中間,在透鏡前面有一根金屬短棒,在棒的尖端擱上需要觀察的樣品,通過(guò)調(diào)焦螺旋調(diào)節(jié)焦距。利用這種顯微鏡,列文虎克清楚地看見(jiàn)了細(xì)菌和原生動(dòng)物。首次揭示了一個(gè)嶄新的生物世界--微生物界。由于他的劃時(shí)代貢獻(xiàn),1680年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1.4.2微生物學(xué)發(fā)展的奠基者繼列文虎克發(fā)現(xiàn)微生物世界以后的200年間,微生物學(xué)的研究基本上停留在形態(tài)描述和分門(mén)別類的階段。直到19世紀(jì)中期，以法國(guó)的巴斯德（LouisPasteur,1822?1895和德國(guó)的柯赫（RobertKoch,1843?1910為代表的科學(xué)家才將微生物的研究從形態(tài)描述推進(jìn)到生理學(xué)研究階段,揭露了微生物是造成腐敗發(fā)酵和人畜疾病的原因,并建立了分離、培養(yǎng)、接種和滅菌等一系列獨(dú)特的微生物技術(shù),從而奠定了微生物學(xué)的基礎(chǔ),同時(shí)開(kāi)辟了醫(yī)學(xué)和工業(yè)微生物等分支學(xué)科。巴期德和柯赫是微生物學(xué)的奠基人。1巴斯德巴斯德原是化學(xué)家,曾在化學(xué)上作出過(guò)重要的貢獻(xiàn),后來(lái)轉(zhuǎn)向微生物學(xué)研究領(lǐng)域,為微生物學(xué)的建立和發(fā)展作出了卓越的貢獻(xiàn)。主要集中在下列三方面。（1徹底否定了"自然發(fā)生"學(xué)說(shuō)“自生說(shuō)”是一個(gè)古老的學(xué)說(shuō),認(rèn)為一切生物是自然發(fā)生的。到了17世紀(jì),雖然由于研究植物和動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育和生活循環(huán),使"自生說(shuō)"逐漸軟弱,但是由于技術(shù)問(wèn)題,如何證實(shí)微生物不是自然發(fā)生的仍然是一個(gè)難題,這不僅是"自生說(shuō)"的一個(gè)頑固陣地,同時(shí)也是人們正確認(rèn)識(shí)微生物生命活動(dòng)的一大屏障。巴斯德在前人工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了許多試驗(yàn),其中著名的曲頸瓶試驗(yàn)無(wú)可辯駁地證實(shí),空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物,它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗。巴斯德自制了一個(gè)具有細(xì)長(zhǎng)而彎曲的頸的玻瓶,其中盛有有機(jī)物水浸液,經(jīng)加熱滅菌后,瓶?jī)?nèi)可一直保持無(wú)菌狀態(tài),有機(jī)物不發(fā)生腐敗,因?yàn)閺澢钠款i阻擋了外面空氣中微生物直達(dá)有機(jī)物浸液內(nèi),一旦將瓶頸打斷,瓶?jī)?nèi)浸液中才有了微生物,有機(jī)質(zhì)發(fā)生腐敗。巴斯德的實(shí)驗(yàn)徹底否定了“自生說(shuō)”,并從此建立了病原學(xué)說(shuō),推動(dòng)了微生物學(xué)的發(fā)展。(2免疫學(xué)-預(yù)防接種Jenner雖然早在1798年發(fā)明了種痘法可預(yù)防天花，但卻不了解這個(gè)免疫過(guò)程的基本機(jī)制,因此,這個(gè)發(fā)現(xiàn)沒(méi)能獲得繼續(xù)發(fā)展。1877年,巴斯德研究了雞霍亂,發(fā)現(xiàn)將病原菌減毒可誘發(fā)免疫性，以預(yù)防雞霍亂病。其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，證實(shí)其免疫學(xué)說(shuō)，為人類防病、治病作出了重大貢獻(xiàn)。(3證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的酒精發(fā)酵是一個(gè)由微生物引起的生物過(guò)程還是一個(gè)純粹的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，曾是化學(xué)家和微生物學(xué)家激烈爭(zhēng)論的問(wèn)題。巴斯德在否定"自生說(shuō)"的基礎(chǔ)上，認(rèn)為一切發(fā)酵作用都可能和微生物的生長(zhǎng)繁殖有關(guān)。經(jīng)不斷地努力，巴斯德終于分離到了許多引起發(fā)酵的微生物，并證實(shí)酒精發(fā)酵是由酵母菌引起的。此外，巴斯德還發(fā)現(xiàn)乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵和丁酸發(fā)酵都是不同細(xì)菌所引起的。為進(jìn)一步研究微生物的生理生化奠定了基礎(chǔ)。(4其他貢獻(xiàn)一直沿用至今天的巴斯德消毒法(60?65°C作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物的一種消毒法和家蠶軟化病問(wèn)題的解決也是巴斯德的重要貢獻(xiàn)，他不僅在實(shí)踐上解決了當(dāng)時(shí)法國(guó)酒變質(zhì)和家蠶軟化病的實(shí)際問(wèn)題，而且也推動(dòng)了微生物病原學(xué)說(shuō)發(fā)展，并深刻影響醫(yī)學(xué)的發(fā)展。2柯赫柯赫是著名的細(xì)菌學(xué)家,由于他曾經(jīng)是一名醫(yī)生,因此對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn):(1具體證實(shí)了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。(2發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌,這是當(dāng)時(shí)死亡率極高的傳染性疾病,因此柯赫獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。(3提出了證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則--柯赫法則?？坪战⒘搜芯课⑸锏囊幌盗兄匾椒?尤其在分離微生物純種方面,利用平板分離方法尋找并分離到多種傳染病的病原菌。1884年提出了科赫法則,其主要內(nèi)容為:病原微生物總是在患傳染病的動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)而不存在于健康個(gè)體中;這一微生物可以離開(kāi)動(dòng)物體,并被培養(yǎng)為純種微生物;這種純種培養(yǎng)物接種到敏感動(dòng)物體后,應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)特有的病癥;該微生物可以從患病的試驗(yàn)動(dòng)物體中重新分離出來(lái),并可在實(shí)驗(yàn)室中再次培養(yǎng),次后它仍然應(yīng)該與原始病原微生物相同?？潞粘嗽诓≡芯糠矫娴膫ゴ蟪删屯?在微生物基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)更是為微生物學(xué)的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ),這些技術(shù)包括:(1用固體培養(yǎng)基分離純化微生物的技術(shù),這是進(jìn)行微生物學(xué)研究的基本前體,這項(xiàng)技術(shù)一直沿用至今。(2配制培養(yǎng)基。也是當(dāng)今微生物學(xué)研究的基本技術(shù)之一。這二項(xiàng)技術(shù)不僅是具有微生物學(xué)研究特色的重要技術(shù),而且也為當(dāng)今動(dòng)植物細(xì)胞的培養(yǎng)作出了十分重要的貢獻(xiàn)。1.520世紀(jì)的微生物學(xué)19世紀(jì)中期到20世紀(jì)初,微生物研究作為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科已經(jīng)形成,并進(jìn)行著自身的發(fā)展。但在20世紀(jì)早期還未與生物學(xué)的主流相匯合。當(dāng)時(shí)大多數(shù)生物學(xué)家的研究興趣是有關(guān)高等動(dòng)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、生態(tài)學(xué)、繁殖和發(fā)育、遺傳以及進(jìn)化等;而微生物學(xué)家更關(guān)心的是感染疾病的因子、免疫、尋找新的化學(xué)治療藥物以及微生物代謝等。到了20世紀(jì)40年代,隨著生物學(xué)的發(fā)展,許多生物學(xué)難以解決的理論和技術(shù)問(wèn)題十分突出,特別是遺傳學(xué)上的爭(zhēng)論問(wèn)題,使得微生物這樣一種簡(jiǎn)單而又具完整生命活動(dòng)的小生物成了生物學(xué)研究的"明星",微生物學(xué)很快與生物學(xué)主流匯合,并被推到了整個(gè)生命科學(xué)發(fā)展的前沿,獲得了迅速的發(fā)展,在生命科學(xué)的發(fā)展中作出了巨大的貢獻(xiàn)。1.621世紀(jì)微生物學(xué)展望微生物基因組學(xué)研究將全面展開(kāi)所謂"基因組學(xué)"是1986年由ThomasRoderick首創(chuàng),至今已發(fā)展為一專門(mén)的學(xué)科領(lǐng)域,包括全基因組的序列分析、功能分析和比較分析,是結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化基因組學(xué)交織的學(xué)科。目前已經(jīng)完成基因組測(cè)序的微生物主要是模式微生物、特殊微生物及醫(yī)用微生物。而隨著基因組作圖測(cè)序方法的不斷進(jìn)步與完善,基因組研究將成為一種常規(guī)的研究方法,為從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)微生物自身以及利用和改造微生物將產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。并將帶動(dòng)分子微生物學(xué)等基礎(chǔ)研究學(xué)科的發(fā)展。以了解微生物之間、微生物與其他生物、微生物與環(huán)境的相互作用為研究?jī)?nèi)容的微生物生態(tài)學(xué)、環(huán)境微生物、細(xì)胞微生物學(xué)等,將在基因組信息的基礎(chǔ)上獲得長(zhǎng)足發(fā)展,為人類的生存和健康發(fā)揮積極的作用。微生物生命現(xiàn)象的特性和共性將更加受到重視。微生物生命現(xiàn)象的特性和共性可概括為:(1微生物具有其它生物不具備的生物學(xué)特性,例如可在其他生物無(wú)法生存的極端環(huán)境下生存和繁殖,具有其他生物不具備的代謝途徑和功能,如化能營(yíng)養(yǎng)、厭氧生活、生物固氮和不釋放氧的光合作用等,反映了微生物極其豐富的多樣性。(2微生物具有其他生物共有的基本生物學(xué)特性:生長(zhǎng)、繁殖、代謝、共用一套遺傳密碼等,甚至其基因組上含有與高等生物同源的基因,充分反映了生物高度的統(tǒng)一性。(3易操作性:微