绪 论 一、微生物学的研究对象 微生物（microorganism,microbe）是直径小于0.1mm肉眼看不见或看不清的微小生物总称。 原核类：细菌(真细菌，古细菌)，放线菌， 蓝细菌，支原体，立克次氏体，衣原体 真核类：真菌(酵母菌，霉菌，蕈菌) 微生物 原动动物： 显微藻类： 非细胞类：病毒，亚病毒(类病毒, 拟病毒, 朊病毒)

二、微生物的发展简史 1、 史前期（~1676） 2、初创期（1676~1861） 列文虎克(荷兰)：为微生物形态学发展做出重要贡献。 我国古代对微生物的认识和利用（制曲、酿酒技术） 2、初创期（1676~1861） 列文虎克(荷兰)：为微生物形态学发展做出重要贡献。 （1）利用单式显微镜观察了许多微小生物，并于1676年首次观察到形态微小、作用巨大的细菌，从而解决了认识微生物世界个体微小难以发现的障碍； （2） 一生制作了419架显微镜或放大镜，放大倍数最高达266倍； （3）约发表了400篇论文，其中375篇发表在英国皇家学会。

巴斯德（法国）：为微生物学奠基人。主要贡献有： 3、奠基期（1861~1897） 巴斯德（法国）：为微生物学奠基人。主要贡献有： （1）开始客观上以辨证唯物主义的“实践－理论－实践”的思想方法指导科学实验 （2）建立了一系列研究微生物所必要的独特方法和技术 （3）把微生物学的研究从形态描述推进到生理学研究的新水平 （4）借助于良好的研究方法,开创了寻找病原微生物的黄金时期,如人的狂犬病、家蚕微粒子病、牛羊的炭疽病等 （5）提出了生命只能来自生命的胚种学说 （6）微生物学开始建立

Where do the microorganisms come from? Spontaneous generation? Heat was used to kill the microorganisms in the liquid

When dust was prevented from reaching the sterilized liquid, nor microorganisms grew in the liquid

Contact with dust resulted in growth of microorganisms in the liquid -disproved spontaneous generation

科赫(德国):细菌学奠基人 科赫学派的重要贡献有: （1）建立了研究微生物的一系列重要方法，尤其在分离微生物纯种方面和观察细菌的多种染色方法、悬滴培养法、显微摄影技术等； （2）利用平板分离法寻找到多种传染病的病原，如炭疽病菌、结核杆菌、链球菌、霍乱弧菌等； （3）提出了证实病原微生物的科赫法则。

4、发展期（1897~1953） E.Buchner（德国）：生物化学奠基人 发展期的主要成果有 （1）进入了微生物生化水平的研究。 （2）应用微生物的分支学科更为广大,出现了抗生素等新学科。 （3）开始出现微生物学史上的第二个“淘金热”——寻找各种有益微生物代谢产物的热潮。 （4）在各微生物应用学科较深入发展的基础上，一门以研究微 生物基本生物学规律的综合学科——普通微生物开始形成，代表人物是美国加里福尼亚大学伯克利分校的M.Doudoroff。 （5）各相关学科和技术方法相互渗透，相互促进，加速了微生物学的发展。

5、成熟期（1953~） J.watson和F.Crick：分子生物学奠基人 （1）广泛运用分子生物学理论和现代研究方法，深刻揭示微生物的各种生命活动规律； （2）以基因工程为主导，把传统的工业发酵提高到发酵工程新水平； （3）大量理论性、交叉性、应用性和实验性分支学科飞速发展； （4）微生物学的基础理论和独特实验技术推动了生命科学各领域的飞速发展； （5）微生物基因组的研究促进了生物信息学时代的到来

三、微生物的五个特点 1、体积小，面积大 2、吸收多，转化快 3、生长旺，繁殖快 比表面积值＝面积/体积，1cm3豌豆比表面积值是6，球菌的是60000。 2、吸收多，转化快 发酵乳糖的细菌如E.coli在1小时内可分解其自重1000～10000倍的乳糖。 产朊假丝酵母Candida utilish合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。 3、生长旺，繁殖快 1个E.coli细胞在合适的条件下20分钟可分裂1次，24小时可分裂72次，后代数可达4722×106万亿 ，重约4722吨。

4、适应强，易变易 适应强，易变易的原因： （1）微生物多为单细胞； （2）单倍体； （3）与外界环境直接接触； （4）繁殖快，能在短时间内繁殖出大量后代，其变异频率在10－5～10－10时短时间内也可以产生大量变异的后代。

5、分布广，种类多 （1）物种的多样性 1995年已记载的种类约20万种：原核生物3500种 真菌9万种 病毒4000种 原生动物和藻类10万种 估计微生物的总数在50~600万种 （2）生理代谢类型的多样性 （3）代谢产物的多样性 （4）遗传基因的多样性 （5）生态类型的多样性

四、微生物学及其分科 1、微生物学（Microbiology）：是在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学。 2、微生物学的任务：发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。

3、微生物学的分科： （1）按研究微生物的基本生命活动规律为目的分： 微生物分类学 微生物生理学 微生物遗传学 微生物生态学 分子微生物学等

（2）按微生物应用领域分： 工业微生物学 医学微生物学 农业微生物学 药用微生物学 食品微生物学等

（3）按研究的微生物对象分： 细菌学 真菌学 病毒学 原核微生物学 自养菌生物学 厌氧菌生物学等

（4）按微生物所处生态环境分： 土壤微生物学 微生态学 海洋微生物学 环境微生物学等

（5）按学科间的交叉、融合分： 化学微生物学 （6）按实验方法、技术分： 实验微生物学 分析微生物学 微生物信息学 微生物生物工程学等 微生物研究方法等

五、微生物学的未来 微生物学对于人类面临的新的和再现的传染病威 胁以及发展高效而不破坏环境的工业技术都是需要 的。 1．新传染病不断地出现，而老疾病又再一次广泛传播并具破坏性。爱滋病、出血热和结核病就是新的和再现的传染病的最好例证。微生物学家必须对这些威胁（其中还存在许多未知因素）提出应对措施。

2．微生物学家们必须寻找使已确定的传染病停止传播的途径。抗生素抗性的增加将是一个持续性问题，特别是多重抗药性的传播，它们能使现代医学治疗对病原体无效。微生物学家们不得不研制新药和发现减缓或阻止抗药性传播的途径。必须发展新疫苗，来预防像爱滋病这类的疾病。显然，这些问题的解决将需要利用分子生物学技术和DNA重组技术。 3．应该研究传染性因子与慢性病（如自身免疫和心血管病）之间的关系，这些慢性病可能部分由感染所引起。

4．我们现在对病原体与宿主细胞如何相互作用和致病途径的了解还只是开始，有关宿主是如何抗病原体入侵的，我们还有很多东西需要进一步认识。 5．微生物在工业和环境控制中的作用日益显得重要，我们必须学会如何以多种新的途径来利用微生物，例如，微生物能够：（a）用作高品质食物和其他实用产品（像工业用酶）的来源；（b）降解污染物和有毒废物；（c）用作治疗疾病和提高农业生产率的载体。此外，在防止微生物损害食品和农作物方面也一直显示其重要性。

6. 微生物的多样性是值得研究的另一个领域。实际上, 据估计已经培养的微生物种群还不到地球上的1%。我们必须研究开发新的分离技术和恰当的微生物分类方法,该分类包括在实验室不能培养的微生物。对生活在极端环境中的微生物也有大量的工作需要做，发现新的微生物将可能引导工业制造更加进步和增强环境控制。

7. 微生物群落常常呈生物膜状生活，这些生物膜对于医学微生物生态学都是非常重要的。生物膜研究刚刚起步，需要很多年我们才能较好地了解它们的本质，才能应用。总之，微生物与微生物的相互作用有待进一步探索。

8. 许多微生物的基因组已测序，在今后几年内，将会有更多的基因组序列被测定。这些序列对于了解基因组与细胞结构的关系以及什么是生命存在所必需的最低限度基因组合提供了重要信息。基因组及其功能的分析将伴随生物信息学领域和应用计算机研究生物学问题。