第一篇：曲阜師范大學(xué) 微生物學(xué) 緒 論

緒 論

一．微生物的概念：是形體微小、單細(xì)胞或個體結(jié)構(gòu)簡單的多細(xì)胞、甚或無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的通稱。三界（域）系統(tǒng)：細(xì)菌、真細(xì)菌和真核生物。

1、微生物學(xué)研究基本技術(shù)（1）分離和純化細(xì)菌：劃線法，混合倒平板法。瓊脂、培養(yǎng)皿（2）設(shè)計了培養(yǎng)細(xì)菌用的肉汁胨培養(yǎng)液和營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基。始

二．物特點(diǎn)：體積小、比表面積大；吸收多、轉(zhuǎn)化快；生長旺、繁殖快；適應(yīng)強(qiáng)、易變異；分布廣、種類多

四、微生物作用：

1、在自然界物質(zhì)循環(huán)中作用

2、空氣與水凈化，污水處理

3、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：菌體，代謝產(chǎn)物，代謝活動

4、對生命科學(xué)的貢獻(xiàn)

第七章 微生物的遺傳變異和育種

微生物在遺傳上特點(diǎn)：

1、微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，營養(yǎng)體一般為單倍體，方便建立純系。

2、很多常見微生物都易于人工培養(yǎng)，快速、大量生長繁殖。

3、對環(huán)境因素的作用敏感，易于獲得各類突變株，操作性強(qiáng)。大多是無性生殖，變異易保留。

第一節(jié)：遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)

一、證明經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

（一）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1928，格林菲斯首次發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。1944艾弗里等在離體條件下重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)，并對轉(zhuǎn)化本質(zhì)進(jìn)行了研究。終于證明了DNA是遺傳物質(zhì)。

（二）噬菌體T2的感染實(shí)驗(yàn)

1952，Hershey & Chase 用E.coli, phage T2做材料，利用同位素示蹤法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。蛋白質(zhì)只含S不含P，DNA只含P不含S，分別用35S、32P標(biāo)記E.coli, 用T2感染，得到35ST2、32PT2。

質(zhì)粒—染色體外遺傳物質(zhì) 特點(diǎn)：染色體外，獨(dú)立存在的，能自主復(fù)制的遺傳物質(zhì)；雙股環(huán)狀DNA，可游離存在，也可整合到宿主DNA上；吖啶類染料、高溫、某些離子作用可消除質(zhì)粒。質(zhì)粒種類

1、F因子（致育因子）：大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)，含質(zhì)粒為F+（♂）；無質(zhì)粒為F-（♀）；質(zhì)粒DNA整合到染色體上為Hfr.2、R因子（耐藥性）：痢疾桿菌，多價耐藥性，耐藥信息攜帶在質(zhì)粒上。

3、Col因子（大腸桿菌素產(chǎn)生因子）

4、青霉素酶質(zhì)粒

5、Ti質(zhì)粒（誘癌質(zhì)粒）：植物根癌，植物基因工程重要載體。

6、降解質(zhì)粒。

第二節(jié) 基因突變和誘變育種

突變—遺傳物質(zhì)核酸中的核苷酸順序突然發(fā)生了可遺傳的變化。

等外源遺傳物質(zhì)的整合而引起的DNA改變，不屬突變范圍。

一、基因突變

（一）類型

1、形態(tài)突變型：

2、生化突變型：

3、致死突變型：基因突變導(dǎo)致個體死亡。

4、條件致死突變型：在某一條件下呈現(xiàn)致死效應(yīng)，如溫度敏感突變型。

如果從研究者能否從巨大群體中迅速檢測和分離出個別突變體的目的來看，則只有兩類突變：

選擇性突變——具有選擇性標(biāo)記，可通過某種環(huán)境條件使它們得到優(yōu)勢生長，從而取代原始菌株。非選擇性突變——無選擇性標(biāo)記，而只有一些性狀的數(shù)量差別，如菌落大小、顏色深淺、代謝物產(chǎn)量等。

（二）特點(diǎn)

1、不對應(yīng)性：突變的性狀與引起突變的原因間無直接的對應(yīng)關(guān)系。

相應(yīng)的環(huán)境僅起著淘汰原有非突變型個體的作用，如果說其有誘變作用，也可以誘發(fā)任何性狀的變異，而不是專一性地誘發(fā)一種變異。

2、自發(fā)性：各種突變可以在沒有人為的誘變因素下自發(fā)發(fā)生。

3、稀有性：自發(fā)突變頻率較低，一般10-6 ~10-9。

突變率— 每個細(xì)胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。或每單位群體在繁殖一代過程中形成的突變體的數(shù)目。一個細(xì)胞長大分裂成兩個細(xì)胞的過程稱為細(xì)胞世代。

非選擇性突變的突變率很難測定。

4、獨(dú)立性：突變的發(fā)生一般是獨(dú)立的，某一基因的突變，既不提高也不降低其他基因的突變率。突變不僅對某一細(xì)胞是隨機(jī)的，而且對某一基因也是隨機(jī)的。

5、誘變性：誘變劑作用可提高突變率。

6、穩(wěn)定性：遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生的穩(wěn)定變化，因而產(chǎn)生的新性狀也是穩(wěn)定的，可遺傳的。

7、可逆性

（四）突變機(jī)制

1、誘變機(jī)制1）堿基對置換2）移碼突變3）染色體畸變4）轉(zhuǎn)座因子

（五）紫外線對DNA的損傷及機(jī)體對損傷DNA的修復(fù)

紫外線作用：同鏈DNA的相鄰T間形成共價T二聚體，阻礙堿基間正常配對，從而引起突變或死亡。

（三）誘變育種

利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群，促進(jìn)其突變率大幅度提高，然后設(shè)法采用簡便、快速、高效的篩選方法，從中挑選少數(shù)符合目的的突變株，以供生產(chǎn)科研之用。

1、常用誘變劑：

誘變劑：能使突變率提高到自發(fā)突變水平以上的物理、化學(xué)和生物因子稱為誘變劑。常用的誘變劑有：（1）堿基類似物，如5-溴尿嘧啶（胸腺嘧啶結(jié)構(gòu)類似物）（2）插入染料，如溴化乙錠和吖啶橙（3）直接與DNA堿基起化學(xué)反應(yīng)的誘變劑，如亞硝酸和烷化劑，其中亞硝基胍被稱為“超誘變劑”（4）輻射，如紫外線和γ-射線（5）生物誘變因子，如轉(zhuǎn)座因子 第三節(jié) 基因重組和雜交育種

基因重組：兩個獨(dú)立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，形成新的穩(wěn)定基因組的過程，稱為基因重組或遺傳重組。

（一）轉(zhuǎn)化：受體菌直接吸收了來自供體菌的DNA片段，通過交換，把它組合到自己的基因組中，從而獲得供體菌部分遺傳性狀的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)化后的受體菌，稱轉(zhuǎn)化子DNA—轉(zhuǎn)化因子。轉(zhuǎn)化條件：

1、能進(jìn)行轉(zhuǎn)化的細(xì)胞必須是感受態(tài)的。即受體菌最易接收外源DNA片段并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài)。

2、DNA一般都是線狀雙鏈DNA，不小于5×105D，轉(zhuǎn)化的片段小于107D，平均含15個基因。

轉(zhuǎn)化頻率較低，一般0.1~1%。

（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)概念：通過缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞的DNA片段攜帶到受體細(xì)胞中，從而使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。

1、普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) 噬菌體可誤包裹供體菌中任何基因（包括染色體外遺傳物質(zhì)），并使受體菌實(shí)現(xiàn)各種性狀的轉(zhuǎn)導(dǎo)。

1）完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)：噬菌體誤包入供體菌DNA片段，形成完全不含本身DNA的假噬菌體（一種完全缺陷噬菌體），感染受體菌后，受體不會溶源化，也不會裂解。導(dǎo)入的DNA片段與同源區(qū)配對，通過兩次交換而重組到受體菌DNA上，形成穩(wěn)定轉(zhuǎn)導(dǎo)子。

2、局限轉(zhuǎn)導(dǎo)溫和噬菌體整合到細(xì)菌DNA特定位點(diǎn)上，誘導(dǎo)裂解時，在插入位點(diǎn)兩側(cè)的少數(shù)宿主基因會因偶爾發(fā)生的不正常切割而連在噬菌體DNA上，一起包入噬菌體中，形成部分缺陷噬菌體，無正常噬菌體的溶源性和增殖能力。

（1）低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)通過一般溶源菌釋放的噬菌體所進(jìn)行的轉(zhuǎn)導(dǎo)，只能形成極少數(shù)轉(zhuǎn)導(dǎo)子。

（2）高頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 在局限轉(zhuǎn)導(dǎo)中，若對雙重溶源菌進(jìn)行誘導(dǎo)，就會產(chǎn)生含50%左右的局限轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物，用這種裂解物去轉(zhuǎn)導(dǎo)受體菌，就可獲得高達(dá)50%左右的轉(zhuǎn)導(dǎo)子，故稱高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。

3、溶源轉(zhuǎn)變當(dāng)溫和噬菌體感染其宿主而使之發(fā)生溶源化時，因噬菌體基因整合到宿主基因上，而使后者獲得了除免疫性以外新性狀的現(xiàn)象，稱溶源轉(zhuǎn)變。

與轉(zhuǎn)導(dǎo)本質(zhì)上不同，噬菌體不攜帶任何供體菌基因，是完整的，而非缺陷的。

（四）原生質(zhì)體融合通過人為方法，使遺傳性狀不同的兩細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并產(chǎn)生重組子的過程，又稱細(xì)胞融合。主要步驟

1、原生質(zhì)體制備：

2、原生質(zhì)體融合：

3、再生成正常細(xì)胞：

4、檢出融合細(xì)胞。

二、真核微生物基因重組有性雜交

一般指性細(xì)胞間的接合和隨之發(fā)生染色體重組，并產(chǎn)生新遺傳型后代的一種方式。第五節(jié) 菌種保藏

一、菌種保藏首先挑選典型優(yōu)良純種，其次創(chuàng)造一個有利于休眠的環(huán)境條件，還要考慮方法的通用性與簡便性。

1、低溫保藏：冰箱、超低溫。

2、干燥保藏：土壤、細(xì)砂、硅膠等。

3、隔絕空氣保藏：石蠟油封。

4、凍干保藏：綜合低溫、干燥、真空。活體保藏：病原微生物、病毒。

第二篇：醫(yī)學(xué)微生物學(xué)緒論習(xí)題

緒 論

【知識要點(diǎn)】

1.掌握微生物、病原微生物的基本概念。2.熟悉微生物在自然界生物中的地位，三界八類的特點(diǎn)；醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的概念。3.了解微生物與人類和其他生物的關(guān)系；醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的研究范疇、發(fā)展簡史和現(xiàn)狀。

【課程內(nèi)容】

第一節(jié) 微生物與病原微生物

一、微生物的種類與分布

二、微生物與人類的關(guān)系

第二節(jié) 微生物學(xué)和醫(yī)學(xué)微生物學(xué)

一、微生物學(xué)

二、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)

第三節(jié) 醫(yī)學(xué)微生物學(xué)發(fā)展簡史

一、微生物學(xué)經(jīng)驗(yàn)時期

二、實(shí)驗(yàn)微生物學(xué)時期

三、現(xiàn)代微生物學(xué)時期

【應(yīng)試習(xí)題】

一、名詞解釋

1．微生物（microorganism）

2．醫(yī)學(xué)微生物學(xué)（medical microbiology）3．病毒界（非細(xì)胞型微生物）

4．原核生物界（原核細(xì)胞型微生物）5．真菌界（真核細(xì)胞型微生物）

6．條件致病菌（conditioned pathogen）

7．細(xì)菌

二、填空題

1．微生物按細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將其分為三種類型，即____________型微生物，屬___________界；____________型微生物，屬____________界；___________________型微生物，屬____________________界。2．屬于原核細(xì)胞型的微生物統(tǒng)稱為___________，包括________和__________。3.細(xì)菌又包括_______、_______、_______、_______、_______和_______。

三、單選題

（一）A型題：每題備有5個答案，請選出一個最佳答案。

1．下列描述的微生物特征中，不是．．

所有微生物共同具有的一條是

A．個體微小（肉眼看不見）B．結(jié)構(gòu)簡單（單細(xì)胞或非細(xì)胞）C．分布廣泛

D．具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能 E．只能在活細(xì)胞內(nèi)生長繁殖

2．不屬于．．．

原核生物界的微生物是 A．細(xì)菌

B．病毒

C．支原體

D．立克次體

E．衣原體 3．屬于真菌界的微生物是

A．螺旋體

B．放線菌

C．新生隱球菌

D．細(xì)菌

E．立克次體

4．屬于真菌界的微生物是

A．銅綠假單胞菌

B．衣氏放線菌

C．白假絲酵母菌

D．立克次體

E．肺炎支原體

5．屬于病毒界的微生物（非細(xì)胞型微生物）是

A．鉤端螺旋體

B．沙眼衣原體

C．霍亂弧菌

D.白假絲酵母菌

E．以上均不是

6．創(chuàng)用固體培養(yǎng)基分離培養(yǎng)細(xì)菌的科學(xué)家是

A．Jerney

B．Jenner

C．koch

D．pastuer

E．Fleming 7．下列哪種微生物不屬于．．．原核生物界微生物

A．細(xì)菌

B．放線菌

C．立克次體

D．螺旋體

E．病毒 8．屬于真菌界的微生物是

A．葡萄球菌

B．淋病奈瑟菌

C．腦膜炎奈瑟菌

D．紅色毛癬菌

E．肺炎鏈球菌

9．細(xì)菌屬于原核生物界微生物的主要依據(jù)是

A．含有RNA和DNA兩種核酸

B．僅有原始核質(zhì)，無核膜及核仁

C．二分裂方式繁殖

D．有細(xì)胞壁

E．對抗生素敏感 10．關(guān)于微生物的特征錯誤．．的一項(xiàng)是 A．體積微小

B．結(jié)構(gòu)簡單

C．肉眼看不見

D．須借助光鏡或電鏡放大后觀察

E．必須放大數(shù)萬倍才能觀察到 11．在人工培養(yǎng)基中能生長繁殖的微生物是

A．細(xì)菌

B．朊粒

C．梅毒螺旋體

D．衣原體

E．病毒 12．僅含有一種核酸的微生物是

A．細(xì)菌

B．朊粒

C．梅毒螺旋體

D．衣原體

E．病毒 13．古細(xì)菌以其____與其他原核細(xì)胞微生物和真核細(xì)胞微生物截然不同。

A．環(huán)狀裸DNA

B．5rSRNA序列 C．16rSRNA序列 D．18rSRNA序列

E．28rSR序列 14．1993年______等開創(chuàng)的核酸疫苗被譽(yù)為疫苗學(xué)的新紀(jì)元，具有廣闊的發(fā)展前景。

A．Walter Reed B．Alexander Fleming C．Montagnier D．Prusiner

E．Ulmer 15.首先觀察到微生物的學(xué)者是

A.呂文虎克

B.巴斯德

C.郭霍

D.李斯特

E.伊萬諾夫斯基 16.第一個發(fā)現(xiàn)病毒（煙草花葉病毒）的學(xué)者是

A.呂文虎克

B.巴斯德

C.郭霍

D.李斯特

E.伊萬諾夫斯基 17.第一個發(fā)現(xiàn)青霉素的學(xué)者是

A.Behring

B.Fleming

C.Domagk

D.Pasteur

E.Lister

（二）B型題：在以下每道試題中，為每個題選出一個最佳答案。每項(xiàng)備選答案可選用一次或幾次，或一次也不選用。

A．細(xì)菌

B．朊粒

C．梅毒螺旋體

D．衣原體

E．病毒 1．在人工培養(yǎng)基中能生長繁殖的微生物是

2．僅含有一種核酸的微生物是 3.尚未發(fā)現(xiàn)任何核酸成分的微生物

（三）C型題：每題備有4個答案，請選出一個正確答案。A．Leeuwenhoek B．Koch C.兩者均是 D.兩者均不是 1．首先觀察到微生物的是

2.創(chuàng)用了固體培養(yǎng)基和細(xì)菌染色技術(shù)的是

A．Jenner B．Pasture C.兩者均是 D.兩者均不是 3．發(fā)明牛痘苗預(yù)防天花的是

4．首先證實(shí)了有機(jī)物的發(fā)酵與腐敗是由微生物引起的是 A．Fleming B．Prusinere C.兩者均是 D.兩者均不是

5．首先從感染了羊瘙癢病的鼠腦中分離出傳染性蛋白分子朊粒的科學(xué)家是 6.發(fā)現(xiàn)第一個病毒（煙草花葉病病毒）的科學(xué)家是

四、多選題（X型題）：每題備有5個答案，請選出2～5個正確答案，錯選、多選、少選或不選均不得分。

1．下列屬于病毒界（非細(xì)胞型微生物）的有

A．支原體

B．立克次體

C．病毒

D．螺旋體

E．朊粒

2．古生菌代表一類細(xì)胞結(jié)構(gòu)更原始的微生物，下列屬于古生菌的有

A．產(chǎn)甲烷細(xì)菌

B．極端嗜鹽菌

C．嗜熱嗜酸菌

D．支原體

E．衣原體 3．________被公認(rèn)為微生物學(xué)的奠基人

A．琴納

B．巴斯德

C．弗萊明

D．郭霍

E．伊凡諾夫斯基

五、問答題 1．什么是微生物，分為幾類，各有何特點(diǎn)？

2.真菌界（真核細(xì)胞型）微生物、原核生物界（原核細(xì)胞型）微生物和病毒界（非細(xì)胞型）微生物有何區(qū)別？

第三篇：微生物學(xué)教案 第一章 緒論

第一章 緒論

一、微生物和你

當(dāng)你清晨起床后，深深吸一口清新的空氣，喝一杯可口的酸奶，品嘗著美味的面包或饅頭的時候，你就已經(jīng)開始享受到了微生物給你帶來的恩惠；當(dāng)你因患感冒或其他某些疾病而躺在醫(yī)院的病床上，經(jīng)受病痛的折磨時，那便是有害的微生物侵蝕了你的身體；但當(dāng)白衣護(hù)士給你服用(或注射)抗生素類藥物，使你很快恢復(fù)了健康時，你得感謝微生物給你帶來的福音，因?yàn)榭股厥俏⑸锏摹胺瞰I(xiàn)”。然而，如果高劑量的某種抗生素注入到你的體內(nèi)后，效果甚微或者甚至毫無效果，你可曾想到這也是微生物的惡作劇--病原微生物對藥物產(chǎn)生了抗性。這時醫(yī)生只好嘗試用其他藥物，這些藥物又有待于微生物學(xué)家和其它科學(xué)家去研究、開發(fā)……。

可以說，微生物與人類關(guān)系的重要性，你怎么強(qiáng)調(diào)都不過分，微生物是一把十分鋒利的雙刃劍，它們在給人類帶來巨大利益的同時也帶來“殘忍”的破壞。它給人類帶來的利益不僅是享受，而且實(shí)際上涉及到人類的生存。在這本書中你們將讀到微生物在許多重要產(chǎn)品中所起的不可替代的作用，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、維生素、酶等重要產(chǎn)品的生產(chǎn)(見第十五章)，同時也是人類生存環(huán)境中必不可少的成員，有了它們才使得地球上的物質(zhì)進(jìn)行循環(huán)(見第十一章)，否則地球上的所有生命將無法繁衍下去。此外，你在第十章還將會看到以基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展及其美妙的前景也是微生物對人類作出的又一重大貢獻(xiàn)。

然而，這把雙刃劍的另一面--微生物的“殘忍”性給人類帶來的災(zāi)難有時甚至是毀滅性的。1347年的一場由鼠疫桿菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫幾乎摧毀了整個歐洲，有1/3 的人(約2500萬人)死于這場災(zāi)難，在此后的80年間，這種疾病一再肆虐，實(shí)際上消滅了大約75%的歐洲人口，一些歷史學(xué)家認(rèn)為這場災(zāi)難甚至改變了歐洲文化。我國在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率極高。今天，一種新的瘟疫--艾滋病(AIDS)也正在全球蔓延；癌癥也正威脅著著人類的健康和生命；許多已被征服的傳染病(如肺結(jié)核、虐疾、霍亂等)也有“卷土重來 ”之勢。據(jù)1999年8月世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，目前全世界有18.6億人(相當(dāng)于全球人口的32 %)患結(jié)核病。隨著環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重，一些以前從未見過的新的疾病(如軍團(tuán)病、埃博拉病毒病、霍亂0139新菌型、0157以及瘋牛病等)又給人類帶來了新的威脅。因此，你--未來的微生物學(xué)家或其他科學(xué)家任重道遠(yuǎn)。正確地使用微生物這把雙刃劍，造福于人類是我們學(xué)習(xí)和應(yīng)用微生物學(xué)的目的，也是每一個微生物學(xué)工作者義不容辭的責(zé)任。

二、微生物科學(xué)

1.研究對象及分類地位

微生物研究作為一門科學(xué)--微生物學(xué)，比動物學(xué)、植物學(xué)要晚得多，至今不過100多年的 歷史。因?yàn)槲⑸锾。杞柚@微鏡才能看清他們，因此微生物學(xué)(Microbiology)一般定義為研究肉眼難以看清的稱之為微生物的生命活動的科學(xué)。這些微小生物包括：無細(xì)胞結(jié)構(gòu)不能獨(dú)立生活的病毒、亞病毒(類病毒、擬病毒、骯病毒)；具原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真細(xì)菌、古生菌以及具真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、單細(xì)胞藻類、原生動物等。但其中也有少數(shù)成員是肉眼可見的，例如近年來發(fā)現(xiàn)有的細(xì)菌是肉眼可見的：1993年正式確定為細(xì)菌的Epulopiscium fishelsoni以及1998年報道的Thiomargarita namibiensis(見第二章)，均為肉眼可見的細(xì)菌。所以上述微生物學(xué)的定義是指一般的概念，是歷史的沿革，也仍為今天所適用。

但也有的微生物學(xué)家提出不同的看法，例如著名的微生物學(xué)家Roger Stanier提出，確定微生物學(xué)領(lǐng)域不應(yīng)只是根據(jù)其大小，而且也應(yīng)該根據(jù)有別于動、植物的研究技術(shù)。微生物學(xué)家通常要首先從群體中分離出特殊的微生物純種，然后還要進(jìn)行培養(yǎng)，因此研究微生物要使用特殊的技術(shù)，例如消毒滅菌和培養(yǎng)基的應(yīng)用等，這對成功地分離和生長微生物是必須的，也是有別于動、植物的。由于微生物的極其多樣性以及獨(dú)特的生物學(xué)特性(個體小、繁殖快、分布廣等)使其在整個生命科學(xué)中占據(jù)著舉足輕重的地位。無論是1969年Whittaker提出的五界系統(tǒng)，還是1977年Woese提出的三域(domain)系統(tǒng)(見第12章)，微生物都占據(jù)了絕大多數(shù)的“席位”，分別為3/5 和2/3強(qiáng)。這是微生物在整個生物界的分類地位。在本章的后部分我們還將討論微生物及微生物學(xué)對整個生命科學(xué)作出的巨大貢獻(xiàn)及其生物學(xué)地位。

2.研究內(nèi)容及分科

那么微生物學(xué)具體的研究內(nèi)容是什么呢? 總的來說，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)等生命活動規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(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。其主要的分科見圖1-1。

在分子水平上研究微生物生命活動規(guī)律的“分子微生物學(xué)”；重點(diǎn)研究微生物與寄主細(xì)胞相互關(guān)系的新型學(xué)科領(lǐng)域--細(xì)胞微生物學(xué)(Cellular microbiology)以及伴隨人類基因組計劃興起的微生物基因組學(xué)等分支學(xué)科和新型領(lǐng)域的興起標(biāo)志著微生物學(xué)的發(fā)展又邁上了一個新的臺階，正以新的姿態(tài)邁入21世紀(jì)。

三、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的發(fā)展 1.微生物的發(fā)現(xiàn)

在人們真正看到微生物之前，實(shí)際上已經(jīng)猜想或感覺到它們的存在，甚至人們已經(jīng)在不知不覺中應(yīng)用它們。我國勞動人民已很早就認(rèn)識到微生物的存在和作用，也是最早應(yīng)用微生物的少數(shù)國家之一。據(jù)考古學(xué)推測，我國在8000年以前已經(jīng)出現(xiàn)了曲蘗釀酒了，4000多年前我國釀酒已十分普遍，而且當(dāng)時的埃及人也已學(xué)會烘制面包和釀制果酒，2500年前我國人民已發(fā)明釀醬、醋，知道用曲治消化道疾病。公元六世紀(jì)(北魏時期)，我國賈思勰的巨著“齊民要術(shù)”詳細(xì)地記載了制曲、釀酒、制醬和釀醋等工藝。公元九世紀(jì)到十世紀(jì)我國已發(fā)明用鼻苗法種痘，用細(xì)菌浸出法開采銅。到了16世紀(jì)，古羅巴醫(yī)生G.Fracastoro才明確提出疾病是由肉眼看不見的生物(living creatures)引起的。我國明末(1641年)醫(yī)生吳又可也提出“戾氣”學(xué)說，認(rèn)為傳染病的病因是一種看不見的“戾氣”，其傳播途徑以口、鼻為主。

但是真正看見并描述微生物的第一個人是荷蘭商人安東·列文虎克(Antony Van Leeuwenhoe k, 1632～1723)(圖1-2)，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)時被稱之為微小動物)，他的顯微鏡放大倍數(shù)為50～300倍，構(gòu)造很簡單，僅有一個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了細(xì)菌和原生動 物。首次揭示了一個嶄新的生物世界--微生物界。由于他的劃時代貢獻(xiàn)，1680年被選為英國皇家學(xué)會會員。

圖1-2 列文虎克(1632～1723)2.微生物學(xué)發(fā)展過程中的重大事件

由列文虎克揭示的多姿多彩的微生物世界吸引著各國學(xué)者去研究、探索，推動著微生物學(xué)的 建立和發(fā)展，表1-1列出了發(fā)展過程中的重大事件。

表1-1

微生物學(xué)發(fā)展中的重要事件 時 間

重 大 事 件

1857

巴斯德證明乳酸發(fā)酵是由微生物引起的

1861

巴斯德用曲頸瓶實(shí)驗(yàn)證明微生物非自然發(fā)生，推翻了爭論已久的“自生說” 1864

巴斯德建立巴氏消毒法

1867

Lister創(chuàng)立了消毒外科，并首次成功地進(jìn)行了石炭酸消毒試驗(yàn) 1867～1877 柯赫證明炭疽病由類疽桿菌引起

1881

柯赫等首創(chuàng)用明膠固體培養(yǎng)基分離細(xì)菌，巴斯德制備了炭疽菌苗 1882

柯赫*發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌 1884

Koch*氏法則首次發(fā)表；Metchnikoff*闡述吞噬作用；建立高壓蒸氣滅菌和革蘭氏染色法

1885

巴斯德研究狂犬疫苗成功，開創(chuàng)了免疫學(xué) 1887

Pichard Petri發(fā)明了雙層培養(yǎng)皿 1888

BeiJerinck首次分離根瘤菌

1890

Von Behring*制備抗毒素治療白喉和破傷風(fēng) 1891

Sternberg與巴斯德同時發(fā)現(xiàn)了肺炎球菌

1892

IVanowsky提供煙草花葉病毒是由病毒引起的證據(jù)；Winogradsky發(fā)現(xiàn)硫循環(huán) 1897

Buchner用無細(xì)胞存在的酵母菌抽提液對葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵成功 1899

Ross*證實(shí)瘧疾病原菌由蚊子傳播

1909～1910 Ricketts發(fā)現(xiàn)立克次氏體；Ehrlich*首次合成了治療梅毒的化學(xué)治療劑 1928

Griffith發(fā)現(xiàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)化 1929

Fleming*發(fā)現(xiàn)青霉素

1935

Stanley*首次提純了煙草花葉病毒，并獲得了它的“蛋白質(zhì)結(jié)晶” 1943

Luria*和Delbrück*用波動試驗(yàn)證明細(xì)菌噬菌體的抗性是基因自發(fā)突變所致Chain*和Florey*形成青霉素工業(yè)化生產(chǎn)的工藝

1944

Avery*等證實(shí)轉(zhuǎn)化過程中DNA是遺傳信息的載體；Waksman發(fā)現(xiàn)鏈霉素 1946～1947 Lederberg*和Tatum發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的接合現(xiàn)象、基因連鎖現(xiàn)象

1949

Enders*、Robbins和Weller在非神經(jīng)的組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)脊髓灰質(zhì)炎病毒成功

1952

Hershey*和Chase發(fā)現(xiàn)噬菌體將DNA注入宿主細(xì)胞Lederberg*發(fā)明了影印培養(yǎng)法Zinder和Lederberg發(fā)現(xiàn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

1953

Watson*和Crick*提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 1956

Umbarger發(fā)現(xiàn)反饋?zhàn)瓒衄F(xiàn)象

1961

Jacob和Monod提出基因調(diào)節(jié)的操縱子模型

1961～1966 Holley*、Nirenberg*、Khorana*等闡明遺傳密碼 1969

Edelman*測定了抗體蛋白分子的一級結(jié)構(gòu)

1970～1972 Arber*、Smith*和Nathans*發(fā)現(xiàn)并提純了限制性內(nèi)切酶Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶

1973

Ames建立細(xì)菌測定法檢測致癌物Cohen等首次將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌成功

1975

Kohler和Milstein建立生產(chǎn)單克隆抗體技術(shù)

1977

Woese提出古生菌是不同于細(xì)菌和真核生物的特殊類群Sanger*首次對×174噬菌體DNA進(jìn)行了全序列分析

1982～1983 Cech*和Altman*發(fā)現(xiàn)具催化活性的RNA(ribozyme)McClintock*發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)座因子獲得公認(rèn)Prusiner*發(fā)現(xiàn)朊病毒(prion)1983～1984 Gallo和Montagnier分離和鑒定人免疫缺陷病毒Mullis*建立PCR技術(shù) 1988

Deisenhofer等發(fā)現(xiàn)并研究細(xì)菌的光合色素 1989

Bishop*和Varmus*發(fā)現(xiàn)癌基因

1995

第一個獨(dú)立生活的細(xì)菌(流感嗜血桿菌)全基團(tuán)組序列測定完成 1996

第一個自養(yǎng)生活的古生菌基因組測定完成 1997

第一個真核生物(啤酒酵母)基因組測序完成 *為諾貝爾獎獲得者

從表1-1列出的重大事件中，其發(fā)現(xiàn)或發(fā)明人就有30位獲得諾貝爾獎，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計表明，20世紀(jì)諾貝爾獎(生理和醫(yī)學(xué))獲得者中，從事微生物問題研究的就占了1/3，這從另一個側(cè)面看到了微生物學(xué)舉足輕重的地位。也可見微生物學(xué)的發(fā)展對整個科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)的重大作用和貢獻(xiàn)。

3.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)描述和分門別類的階段。直到19世紀(jì)中期，以法國的巴斯德(Louis Pasteur, 1822～1895)和德國的柯赫(Robert Koch, 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)，同時開辟了醫(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(圖1-3)原是化學(xué)家，曾在化學(xué)上作出過重要的貢獻(xiàn)，后來轉(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。

圖1-3 巴斯德(1822-1895)

(1)徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說

“自生說”是一個古老的學(xué)說，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物的生長發(fā)育和生活循環(huán)，使“自生說”逐漸軟弱，但是由于技術(shù)問題，如何證實(shí)微生物不是自然發(fā)生的仍然是一個難題，這不僅是“自生說”的一個頑固陣地，同時也是人們正確認(rèn)識微生物生命活動的一大屏障。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。巴斯德自制了一個具有細(xì)長而彎曲的頸的玻瓶，其中盛有有機(jī)物水浸液(圖1-4)，經(jīng)加熱滅菌后，瓶內(nèi)可一直保持無菌狀態(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，瓶內(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”，并從此建立了病原學(xué)說，推動了微生物學(xué)的發(fā)展。

圖1-4 曲頸瓶試驗(yàn)裝置

(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，但卻不了解這個免疫過程的基本機(jī)制，因此，這個發(fā)現(xiàn)沒能獲得繼續(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，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)酵是一個由微生物引起的生物過程還是一個純粹的化學(xué)反應(yīng)過程，曾是化學(xué)家和微生物學(xué)家激烈爭論的問題。巴斯德在否定“自生說”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℃)作短時間加熱處理，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)時法國酒變質(zhì)和家蠶軟化病的實(shí)際問題，而且也推動了微生物病原學(xué)說發(fā)展，并深刻影響醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

2).柯赫

柯赫(圖1-5)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)時死亡率極高的傳染性疾病，因此柯赫獲得了諾貝爾獎。

(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--柯赫原則。由于柯赫在病原菌研究方面的開創(chuàng)性工作，自19世紀(jì)70年代至20世紀(jì)20年代成了發(fā)現(xiàn)病原菌的黃金時代，所發(fā)現(xiàn)的各種病原微生物不下百余種，其中還包括植物病原細(xì)菌。

圖1-5 柯赫(1843-1910)

柯赫除了在病原菌研究方面的偉大成就外，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(見第四章)。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)今動植物細(xì)胞的培養(yǎng)作出了十分重要的貢獻(xiàn)。

巴斯德和柯赫的杰出工作，使微生物學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科開始形成，并出現(xiàn)以他們?yōu)榇矶⒌母鞣种W(xué)科，例如細(xì)菌學(xué)(巴斯德、柯赫等)、消毒外科技術(shù)(J.Lister)，免疫學(xué)(巴斯德、Metchnikoff, Behring, Ehrlich等)、土壤微生物學(xué)(Beijernck Winogradsky等)、病毒學(xué)(IVanowsky、Beijerinck等)、植物病理學(xué)和真菌學(xué)(Bary, Berkeley等)、釀造學(xué)(Hensen, Jorgensen等)以及化學(xué)治療法(Ehrlish等)等。微生物學(xué)的研究內(nèi)容日趨豐富，使微生物學(xué)發(fā)展更加迅速。

四、20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)時大多數(shù)生物學(xué)家的研究興趣是有關(guān)高等動植物細(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)問題十分突出，特別是遺傳學(xué)上的爭論問題，使得微生物這樣一種簡單而又具完整生命活動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.多學(xué)科交叉促進(jìn)微生物學(xué)全面發(fā)展

微生物學(xué)走出了獨(dú)自發(fā)展，以應(yīng)用為主的狹窄研究范圍，與生物學(xué)發(fā)展的主流匯合、交叉，獲得全面、深入的發(fā)展。而首先與之匯合的是遺傳學(xué)、生物化學(xué)。1941年Beadle和Tatum用 粗糙脈胞菌(Neurospora crasa)分離出一系列生化突變株，將遺傳學(xué)和生物化學(xué)緊密結(jié)合起來，不僅促進(jìn)微生物學(xué)本身向縱深發(fā)展，形成了新的基礎(chǔ)研究學(xué)科--微生物遺 傳學(xué)和微生物生理學(xué)，而且也推動了分子遺傳學(xué)的形成。與此同時，微生物的其他分支學(xué)科也得到迅速發(fā)展，如細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、微生物分類學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、土壤微生物學(xué)、植物病理學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)及免疫學(xué)等。還有60年代發(fā)展起來的微生物生態(tài)學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)等。這些都是原來獨(dú)立的學(xué)科相互交叉、滲透而形成的。微生物的一系列生命活動規(guī)律，包括遺傳變異、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，微生物的酶及生理生化等的研究逐漸發(fā)展起來，到了20世紀(jì)50年代微生物學(xué)全面進(jìn)入分子研究水平，并進(jìn)一步與迅速發(fā)展起來的分子生物學(xué)理論和技術(shù)以及其他學(xué)科匯合，使微生物學(xué)發(fā)展成為生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一門發(fā)展最快，影響最大、體現(xiàn)生命科學(xué)發(fā)展主流的前沿科學(xué)。

微生物學(xué)應(yīng)用性廣泛，進(jìn)入20世紀(jì)，特別是40年代后，微生物的應(yīng)用也獲得重大進(jìn)展。抗生素的生產(chǎn)已成為現(xiàn)代化的大企業(yè)；微生物酶制劑已廣泛用于農(nóng)、工、醫(yī)各方面；微生物的其它產(chǎn)物，如有機(jī)酸、氨基酸、維生素、核苷酸等，都利用微生物進(jìn)行大量生產(chǎn)。微生物的利用已組成一項(xiàng)新興的發(fā)酵工業(yè)，并逐步朝著人為有效控制的方面發(fā)展。80年代初，在基因工程的帶動下，傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工業(yè)已從多方面發(fā)生了質(zhì)的變化，成為現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。

2.微生物學(xué)推動生命科學(xué)的發(fā)展(1)促進(jìn)許多重大理論問題的突破

生命科學(xué)由整體或細(xì)胞研究水平進(jìn)入分子水平，取決于許多重大理論問題的突破，其中微生物學(xué)起了重要甚至關(guān)鍵的作用，特別是對分子遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的影響最大。我們知道“突變”是遺傳學(xué)研究的重要手段，但是只有在1941年Beadle和Tatum用粗糙脈胞霉進(jìn)行的突變實(shí)驗(yàn)，才使基因和酶的關(guān)系得以闡明，提出了“一個基因一個酶”的假說。有關(guān)突變的性質(zhì)和來源(自發(fā)突變)也是由于S.Luria和M.Delbruck(1943)利用細(xì)菌進(jìn)行的突變所證實(shí)。長期爭論而不能得到解決的“遺傳物 質(zhì)的基礎(chǔ)是什么?”的重大理論問題，只有在以微生物為材料進(jìn)行研究所獲得的結(jié)果才無可辯駁地證實(shí)：核酸是遺傳信息的攜帶者，是遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)(見第八章)。這一重大突破也為 1953年WotsonCrick DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出起了戰(zhàn)略性的決定作用，從而奠定了分子遺傳 學(xué)的基礎(chǔ)。此外，基因的概念--遺傳學(xué)發(fā)展的核心，也與微生物學(xué)的研究息息相關(guān)，例如，著名的“斷裂基因”的發(fā)現(xiàn)來源于對病毒的研究(第七章)；所謂“跳躍基因”(可轉(zhuǎn)座因子)的發(fā)現(xiàn)雖然首先來源于McClintock對玉米的研究，但最終得到證實(shí)和公認(rèn)是由于對大腸桿菌的研究。基因結(jié)構(gòu)的精細(xì)分析、重疊基因的發(fā)現(xiàn)，最先完成的基因組測序等都與微生物學(xué)發(fā)展密不可分。

以研究生命物質(zhì)的物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)及其功能為己任的分子生物學(xué)，如果沒有遺傳密碼的闡明，不知道基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制，那將是“無源之水，無本之本”。正是微生物學(xué)的研究和發(fā)展為之奠定了基礎(chǔ)。60年代Nirenberg等人通過研究大腸桿菌無細(xì)胞蛋白質(zhì)合成體系及多聚尿苷酶，發(fā)現(xiàn)了苯丙氨酸的遺傳密碼，繼而完成了全部密碼的破譯，為人類從分子水平上研究生命現(xiàn)象開辟了新的途徑。Jacob等人通過研究大腸桿菌誘導(dǎo)酶的形成機(jī)制而提出的操縱子學(xué)說，闡明了基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制，為分子生物學(xué)的形成奠定了基礎(chǔ)。此外，DNA、RNA、蛋白質(zhì)的合成機(jī)制以及遺傳信息傳遞的“中心法則”的提出等都涉及到微生物學(xué)家所作出的卓越貢獻(xiàn)。

(2)對生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻(xiàn)

微生物學(xué)的建立雖然比高等動、植物學(xué)晚，但發(fā)展卻十分迅速。動、植物由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及技術(shù)方法的限制而相對發(fā)展緩慢，特別是人類遺傳學(xué)的限制更大。20世紀(jì)中后期由于微生物學(xué)的消毒滅菌，分離培養(yǎng)等技術(shù)的滲透和應(yīng)用的拓寬及發(fā)展，動、植物細(xì)胞也可以像微生物一樣在平板或三角瓶中培養(yǎng)，可以在顯微鏡下進(jìn)行分離，甚至可以像微生物的工業(yè)發(fā)酵一樣，在發(fā)酵罐中進(jìn)行生產(chǎn)。今天的轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基團(tuán)植物的轉(zhuǎn)化技術(shù)也源于微生物轉(zhuǎn)化的理論和技術(shù)。70年代，由于微生物學(xué)的許多重大發(fā)現(xiàn)，包括質(zhì)粒載體，限制性內(nèi)切酶，連接酶，反轉(zhuǎn)錄酶等，才導(dǎo)致了DNA重組技術(shù)和遺傳工程的出現(xiàn)(見第十章)，使整個生命科學(xué)翻開了新的一頁，使人類定向改變生物、根治疾病、美化環(huán)境的的夢想將成為現(xiàn)實(shí)。

(3)微生物與“人類基因組計劃” “人類基因組計劃”的全稱為“人類基因組作圖和測序計劃”。這是一項(xiàng)當(dāng)今世界耗資巨大(30億美元)，其深遠(yuǎn)意義堪與阿波羅登月計劃媲美的最大的科學(xué)工程。要完成如此浩大的工程，除了需要多學(xué)科(數(shù)、理、化、信息、計算機(jī)等)的交叉外，模式生物的先行至關(guān)重要，因?yàn)槟Ｊ缴镆话惚尘扒宄蚪M小，便于測定和分析，可從中獲取經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)技術(shù)方法。而這些模式生物除極少數(shù)(例如果蠅、線蟲、擬南芥等)為非微生物外，絕大部分為細(xì)菌和酵母，目前已完成了近20多種獨(dú)立生活的微生物基因組的序列測定，在此過程中由于基因組作圖和測序方法的不斷改進(jìn)，大大加快了基因組計劃進(jìn)展，預(yù)計“人類基因組計劃”有可能提前2-3年完成(2003年左右)。

測序工作只是“計劃”的一部分，緊接著是更巨大的工程--后基因組研究，其主要任務(wù)是認(rèn)識基因與基因組的功能。目前微生物基因組序列分析表明，在某些微生物中存在一些與人類某些遺傳疾病相類似的基因，因此可以利用這些細(xì)菌的模型來研究這些基因的功能，為認(rèn)識龐大的人類基因組及其功能提供簡便的模式。

總之，20世紀(jì)的微生物學(xué)一方面在與其它學(xué)科的交叉和相互促進(jìn)中，獲得令人矚目的發(fā)展。另一方面也為整個生命科學(xué)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)，并在生命科學(xué)的發(fā)展中占有重要的地位。

(4)我國微生物學(xué)的發(fā)展

我國是具有五千年文明史的古國，我國勞動人民對微生物的認(rèn)識和利用是最早的幾個國家之一。特別是在制酒、醬油、醋等微生物產(chǎn)品以及用種痘、麥曲等進(jìn)行防病治療等方面具有卓越的貢獻(xiàn)。但微生物作為一門科學(xué)進(jìn)行研究，我國起步較晚。中國學(xué)者開始從事微生物學(xué)研究在 20世紀(jì)之初，那時一批到西方留學(xué)的中國科學(xué)家開始較系統(tǒng)地介紹微生物學(xué)知識，從事微生物學(xué)研究。1910～1921年間伍連德用近代微生物學(xué)知識對鼠疫和霍亂病原的探索和防治，在中國最早建立起衛(wèi)生防疫機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)了第一支預(yù)防鼠疫的專業(yè)隊(duì)伍，在當(dāng)時這項(xiàng)工作居于國際先進(jìn)地位。20～30年代，我國學(xué)者開始對醫(yī)學(xué)微生物學(xué)有了較多的實(shí)驗(yàn)研究，其中湯飛凡等在醫(yī)學(xué)細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)和免疫學(xué)等方面的某些領(lǐng)域做出過較高水平的成績，例如沙眼病原體的分離和確證是具有國際領(lǐng)先水平的開創(chuàng)性工作。30年代開始在高等學(xué)校設(shè)立釀造科目和農(nóng)產(chǎn)制造系，以釀 造為主要課程，創(chuàng)建了一批與應(yīng)用微生物學(xué)有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)，魏巖壽等在工業(yè)微生物方面做出了開拓性工作，戴芳瀾和俞大紱等是我國真菌學(xué)和植物病理學(xué)的奠基人；張憲武和陳華癸等對根瘤菌固氮作用的研究開創(chuàng)了我國農(nóng)業(yè)微生物學(xué)；高尚蔭創(chuàng)建了我國病毒學(xué)的基礎(chǔ)理論研究和第一個微生物學(xué)專業(yè)。但總的說來，在新中國成立之前，我國微生物學(xué)的力量較弱且分散，未形成我國自己的隊(duì)伍和研究體系，也沒有我國自己的現(xiàn)代微生物工業(yè)。

新中國成立以后，微生物學(xué)在我國有了劃時代的發(fā)展，一批主要進(jìn)行微生物學(xué)研究的單位建立起來了，一些重點(diǎn)大學(xué)創(chuàng)設(shè)了微生物學(xué)專業(yè)。現(xiàn)代化的發(fā)酵工業(yè)、抗生素工業(yè)、生物農(nóng)藥和菌肥工作已經(jīng)形成一定規(guī)模，特別是改革開放以來，我國微生物學(xué)無論在應(yīng)用和基礎(chǔ)理論研究方面都取得了重要的成果，例如我國抗生素的總產(chǎn)量已耀居世界首位，我國的兩步法生產(chǎn)維生素C的技術(shù)居世界先進(jìn)水平。培養(yǎng)了一大批微生物學(xué)人才。近年來，我國學(xué)者瞄準(zhǔn)世界微生物學(xué)科發(fā)展前沿，進(jìn)行微生物基因組學(xué)的研究，現(xiàn)已完成痘苗病毒天壇株的全基因組測序，最近又對我國的辛德畢斯毒株(變異株)進(jìn)行了全基因組測序。1999年又啟動了從我國云南省騰沖地區(qū)熱海沸泉中分離得到的泉生熱袍菌全基因組測序，目前取得可喜進(jìn)展。我國微生物進(jìn)入了一個全面發(fā)展的新時期。但從總體來說，我國的微生物學(xué)發(fā)展水平除個別領(lǐng)域 或研究課題達(dá)到國際先進(jìn)水平，為國外同行承認(rèn)外，絕大多數(shù)領(lǐng)域與國外先進(jìn)水平相比，尚有相當(dāng)大的差距。因此如何發(fā)揮我國傳統(tǒng)應(yīng)用微生物技術(shù)的優(yōu)勢，緊跟國際發(fā)展前沿，趕超世界先進(jìn)水平，還需作出艱苦的努力。

五、21世紀(jì)微生物學(xué)展望

20世紀(jì)的微生物學(xué)走過了輝煌的歷程，面對新的21世紀(jì)展望她的未來，將是一幅更加絢麗多彩的立體畫卷，在這畫卷上也可能會出現(xiàn)我們目前預(yù)想不到的閃光點(diǎn)。因此，我們在這里只能勾勒一下21世紀(jì)微生物學(xué)發(fā)展的趨勢。

1.微生物基因組學(xué)研究將全面展開 所謂“基因組學(xué)”是1986年由Thomas Roderick首創(chuàng)，至今已發(fā)展為一專門的學(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。

如果說20世紀(jì)剛剛興起的微生物基因組研究是給“長跑”中的“人類基因組計劃”助一臂之力的話，那么21世紀(jì)微生物基因組學(xué)將在繼續(xù)作為人類基因組計劃“的主要模式生物，在后基因組研究(認(rèn)識基因與基因組功能)中發(fā)揮不可取代的作用外，會進(jìn)一步擴(kuò)大到其他微生物，特別是與工農(nóng)業(yè)及與環(huán)境、資源有關(guān)的重要微生物。目前已經(jīng)完成基因組測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。并將帶動分子微生物學(xué)等基礎(chǔ)研究學(xué)科的發(fā)展。

2.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內(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)上獲得長足發(fā)展，為人類的生存和健康發(fā)揮積極的作用。

3.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、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：微生物個體小、結(jié)構(gòu)簡單、生長周期短，易大量培養(yǎng)，易變異，重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)勢，十分易于操作。

微生物具備生命現(xiàn)象的特性和共性，將是21世紀(jì)進(jìn)一步解決生物學(xué)重大理論問題，如生命起源與進(jìn)化，物質(zhì)運(yùn)動的基本規(guī)律等，和實(shí)際應(yīng)用問題，如新的微生物資源的開發(fā)利用，能源、糧食等的最理想的材料。

4.與其他學(xué)科實(shí)現(xiàn)更廣泛的交叉，獲得新的發(fā)展。

20世紀(jì)微生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)的交叉形成了分子生物學(xué)；而邁向21世紀(jì)的微生物基因組學(xué)則是數(shù)、理、化、信息、計算機(jī)等多種學(xué)科交叉的結(jié)果；隨著各學(xué)科的迅速發(fā)展和人類社會的實(shí)際需要，各學(xué)科之間的交叉和滲透將是必然的發(fā)展趨勢。21世紀(jì)的微生物學(xué)將進(jìn)一步向地質(zhì)、海洋、大氣、太空滲透，使更多的邊緣學(xué)科得到發(fā)展，如：微生物地球化學(xué)、海洋微生物學(xué)、大氣微生物學(xué)、太空(或宇 宙)微生物學(xué)以及極端環(huán)境微生物學(xué)等。微生物與能源、信息、材料、計算機(jī)的結(jié)合也將開辟新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域。此外，微生物學(xué)的研究技術(shù)和方法也將會在吸收其它學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，向自動化、定向化和定量化發(fā)展。

5.微生物產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)全新的局面

微生物從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在的短短的300年間，特別是20世紀(jì)中期以后，已在人類的生活和生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用，并形成了繼動、植物二大生物產(chǎn)業(yè)后的第三大產(chǎn)業(yè)。這是以微生物的代謝產(chǎn)物和菌體本身為生產(chǎn)對象的生物產(chǎn)業(yè)，所用的微生物主要是從自然界篩選或選育的自然菌種。21世紀(jì)，微生物產(chǎn)業(yè)除了更廣泛地利用和挖掘不同生境(包括極端環(huán)境)的自然資源微生物外，基因工程菌將形成一批強(qiáng)大的工業(yè)生產(chǎn)菌，生產(chǎn)外源基因表達(dá)的產(chǎn)物，特別是藥物的生產(chǎn)將出現(xiàn)前所未有的新局面，結(jié)合基因組學(xué)在藥物設(shè)計上的新策略將出現(xiàn)以核酸(DNA或RNA)10 為靶標(biāo)的新藥物(如反義寡核苷酸、肽核酸、DNA疫苗等)的大量生產(chǎn)，人類將完全征服癌癥、艾滋病以及其他疾病。

此外，微生物工業(yè)將生產(chǎn)各種各樣的新產(chǎn)品，例如，降解性塑料、DNA芯片、生物能源等，在21世紀(jì)將出現(xiàn)一批嶄新的微生物工業(yè)，為全世界的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

小結(jié)

1.微生物是由荷蘭商人列文虎克首先發(fā)現(xiàn)的，至今有300多年的歷史。微生物的主要特征是：個體小、結(jié)構(gòu)簡單、繁殖快、易培養(yǎng)、易變異、分布廣。它一方面具有其它生物不具備的生物學(xué)特性，另一方面它也具有其它生物共有的基本生命特征。

2.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)等生命活動規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科。誕生于19世紀(jì)中期，其奠基人是法國的巴斯德和德國的柯赫。20世紀(jì)獲得全面發(fā)展，形成了許多分支學(xué)科。特別是40年代以后微生物學(xué)促進(jìn)了整個生命科學(xué)的發(fā)展，躍居中心地位。

3.我國是最早知道利用微生物的少數(shù)國家之一。但作為一門學(xué)科發(fā)展起始于20世紀(jì)初，曾在某些病原菌的研究和防治以及微生物在工、農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用和研究等方面，作出具國際先進(jìn)水平的工作。近年來，在微生物基因組的研究工作方面與國際發(fā)展前沿接軌，在微生物應(yīng)用方面已取得可喜成績。

4.21世紀(jì)的微生物學(xué)將更加絢麗多彩。多學(xué)科的交叉、基因組研究的深入和擴(kuò)展將使微生物學(xué)的基礎(chǔ)研究及其應(yīng)用出現(xiàn)前所未有的局面。

思 考 題

1.用具體事例說明人類與微生物的關(guān)系。

2.為什么微生物學(xué)比動、植物學(xué)起步晚，但卻發(fā)展迅速?并成為生命科學(xué)研究的”明星"? 3.簡述微生物學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中的地位，并描繪其前景。4.為什么說巴斯德和柯赫是微生物學(xué)的奠基人?

第四篇：曲阜師范大學(xué)校徽

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第五篇：《微生物學(xué)》主要知識點(diǎn)-01 第一章 微生物學(xué)緒論

《微生物學(xué)》主要知識點(diǎn)-01 第一章 微生物學(xué)緒論

第一章 緒 論

1.1 我們周圍的微生物

在我們生存的地球上，我們時常看到的是各種各樣的動植物。由于肉眼分辨能力的原因，我們幾乎忽略了那些無所不在的微小生物。

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)等生命活動規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(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 1.4.1 微生物的發(fā)現(xiàn)

真正看見并描述微生物的第一個人是荷蘭商人安東·列文虎克(Antony Van Leeuwenhoe k, 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)時被稱之為微小動物)，他的顯微鏡放大倍數(shù)為50～300倍，構(gòu)造很簡單，僅有一個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了細(xì)菌和原生動物。首次揭示了一個嶄新的生物世界--微生物界。由于他的劃時代貢獻(xiàn)，1680年被選為英國皇家學(xué)會會員。

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)描述和分門別類的階段。直到19世紀(jì)中期，以法國的巴斯德(Louis Pasteur, 1822～1895)和德國的柯赫(Robert Koch, 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)，同時開辟了醫(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)上作出過重要的貢獻(xiàn)，后來轉(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

 “自生說”是一個古老的學(xué)說，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物的生長發(fā)育和生活循環(huán)，使“自生說”逐漸軟弱，但是由于技術(shù)問題，如何證實(shí)微生物不是自然發(fā)生的仍然是一個難題，這不僅是“自生說”的一個頑固陣地，同時也是人們正確認(rèn)識微生物生命活動的一大屏障。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。巴斯德自制了一個具有細(xì)長而彎曲的頸的玻瓶，其中盛有有機(jī)物水浸液，經(jīng)加熱滅菌后，瓶內(nèi)可一直保持無菌狀態(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，瓶內(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”，并從此建立了病原學(xué)說，推動了微生物學(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，但卻不了解這個免疫過程的基本機(jī)制，因此，這個發(fā)現(xiàn)沒能獲得繼續(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 《微生物學(xué)》主要知識點(diǎn)-01 第一章 微生物學(xué)緒論

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，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)酵是一個由微生物引起的生物過程還是一個純粹的化學(xué)反應(yīng)過程，曾是化學(xué)家和微生物學(xué)家激烈爭論的問題。巴斯德在否定“自生說”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℃）作短時間加熱處理，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)時法國酒變質(zhì)和家蠶軟化病的實(shí)際問題，而且也推動了微生物病原學(xué)說發(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)時死亡率極高的傳染性疾病，因此柯赫獲得了諾貝爾獎。(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。科赫建立了研究微生物的一系列重要方法，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物中發(fā)現(xiàn)而不存在于健康個體中；這一微生物可以離開動物體，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)動物體中重新分離出來，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。

柯赫除了在病原菌研究方面的偉大成就外，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)今動植物細(xì)胞的培養(yǎng)作出了十分重要的貢獻(xiàn)。1.5 20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)時大多數(shù)生物學(xué)家的研究興趣是有關(guān)高等動植物細(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)問題十分突出，特別是遺傳學(xué)上的爭論問題，使得微生物這樣一種簡單而又具完整生命活動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)。

1.6 21世紀(jì)微生物學(xué)展望

1.6.1 微生物基因組學(xué)研究將全面展開

所謂“基因組學(xué)”是1986年由Thomas Roderick首創(chuàng)，至今已發(fā)展為一專門的學(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。并將帶動分子微生物學(xué)等基礎(chǔ)研究學(xué)科的發(fā)展。

1.6.2 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內(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)上獲得長足發(fā)展，為人類的生存和健康發(fā)揮積極的作用。

1.6.3 微生物生命現(xiàn)象的特性和共性將更加受到重視。《微生物學(xué)》主要知識點(diǎn)-01 第一章 微生物學(xué)緒論

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、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：微生物個體小、結(jié)構(gòu)簡單、生長周期短，易大量培養(yǎng)，易變異，重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)勢，十分易于操作。

微生物具備生命現(xiàn)象的特性和共性，將是21世紀(jì)進(jìn)一步解決生物學(xué)重大理論問題，如生命起源與進(jìn)化，物質(zhì)運(yùn)動的基本規(guī)律等，和實(shí)際應(yīng)用問題，如新的微生物資源的開發(fā)利用，能源、糧食等的最理想的材料。

1.6.4 與其他學(xué)科實(shí)現(xiàn)更廣泛的交叉，獲得新的發(fā)展。1.6.5 微生物產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)全新的局面