一、微生物学及其分支学科

（一）微生物学及其研究对象

微生物学（microbiology）是研究微生物及其生命活动规律的学科。包括研究微生物的形态结构、营养特点、生理生化、生长繁殖、遗传变异、分类鉴定、生态分布以及微生物在各方面的应用等。

（二）微生物学的主要分支学科

详见PPT图1-1，微生物学既是应用学科，又是基础学科，而且各分支学科是相互配合、相互促进的，其根本任务是利用和改善有益微生物，控制、消灭和改造有害微生物。

二、微生物学的发展简史

详见PPT图，

（一）史前期（8000年前-1676）——感性认识阶段

在人们真正看到微生物之前，实际上已经猜想或感觉到它们的存在，甚至人们已经在不知不觉中应用它们。我国劳动人民已很早就认识到微生物的存在和作用，也是最早应用微生物的少数国家之一。

¡  我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒（用发霉的谷芽（曲蘖）发酵酿酒）；

¡  4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；

¡  2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；

¡  公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”记载制曲、酿酒、制酱和酿醋工艺；

¡  公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；

¡  公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；

¡  公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；

¡  1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)；

¡  16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见

的生物(livingcreatures)引起的；

¡  1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；

（二）初创期（1676-1861）——形态学发展阶段

1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次用自制的显微镜观察到了细菌和原生动物。首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物世界。这在微生物学的发展史上具有划时代的意义。他的显微镜放大倍数为50～300倍，构造很简单，却在当时被认为是最精巧、最优良的单式显微镜，他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。

（三）奠基期（1661-1897）——生理学发展阶段

主要代表人物是法国的巴斯德（LouisPasteur,1822-1895）和德国的柯赫(Robert Koch,1843-1910)，他们将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段，建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，奠定了微生物学的基础，揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人，也是食品微生物学的奠基人。

1.巴斯德的主要贡献

(1) 彻底否定了“自然发生”学说；

在这之前一直认为生物是自然发生的，著名的曲颈瓶试验（详见PPT实验图）无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。

(2) 发现并证实发酵是由微生物引起的；

究竟发酵是一个由微生物引起的生物过程还是一个纯粹的化学反应过程，曾是化学家和微生物学家激烈争论的问题。巴斯德认为一切发酵作用都与微生物的生长繁殖有关，并证实酒精发酵是由酵母菌引起的，乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是不同细菌所引起的。

(3) 免疫学——预防接种

发现将病原菌减毒可诱发免疫性，又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，为人类防病、治病做出了重大贡献。

(4) 创立巴氏消毒法

他创立的巴斯德消毒法（60～65℃，30min）一直沿用至今天，仍然还是广泛采用的消毒法，解决了当时法国酒变质的实际问题。

 

2.柯赫的主要贡献

(1) 发明了固体培养基，提出了纯培养的概念和方法；

(2) 具体证实了炭疽杆菌（Bacillus anthracis）是炭疽病的病原菌；

(3) 发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）

(4) 提出了柯赫法则——判断某一微生物是否为相应疾病的病原菌的基本原则

1、在每一相同病例中都出现这种微生物；

2 、要从患病机体上分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；

3、用这种纯培养出来的微生物接种健康的寄主，同样的疾病会重复发生；

4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。

（四）发展期（1897-1953）——生化研究阶段

(1) 微生物研究进入生化水平：1897年德国科学家布赫纳（E. Buchner）对磨碎了的酵母菌的发酵作用进行了研究，用酵母菌压出液中的“酒化酶（zymase）”将葡萄糖发酵成酒精，这一结果首次将微生物的生命活动与酶的化学紧密结合起来，从而开创了微生物生化研究的新时代。

(2) 发现微生物的代谢统一性。

(3) 出现了寻找微生物有益代谢产物的热潮。抗生素（1929年Fleming发现青霉素，推动了微生物工业化培养技术的突飞猛进）、维生素、酶等。

(4) 普通微生物学的形成：研究微生物的基本生物学规律。

（五）成熟期（1953-至今）——分子生物学发展阶段

1953年，由华特生和克里克（J. D.Watson& F. H. Crick）发现了细菌染色体DNA的双螺旋结构，标志着微生物学发展的成熟。

1.微生物学从一门在生命科学中较为孤立的以应用为主的学科，迅速成为一门十分热门的前沿基础学科。

2. 在基础理论研究方面，逐步进入到分子水平研究领域，微生物迅速成为分子生物学研究的最主要对象。例如人类基因组计划（30亿美元），模式生物细菌和酵母。

3. 在应用研究方面，至70年代初，有关发酵工程的研究与遗传工程、细胞工程和酶工程等密切结合，微生物已成为新的生物工程中的主角。

微生物从发现到现在短短的300年间，特别是20世纪中叶，已在人类的生活和生产实践中得到广泛的应用，并形成了继动、植物两大生物产业后的第三大产业。在21世纪将出现一批崭新的微生物工业，为全世界的经济和社会发展做出更大贡献。

 

三、我国微生物学的发展

我国是具有5000年文明史的古国，我国劳动人民对微生物的认识和利用是最早的几个国家之一。特别是在制酒、酱油、醋等微生物产品以及用种痘、麦曲等进行防病治疗等方面具有卓越的贡献。但微生物作为一门科学进行研究，我国起步较晚。中国学者开始从事微生物学研究在20世纪之初，那时一批到西方留学的中国科学家开始较系统的介绍微生物知识，从事微生物学研究。

*1910－1921伍连德:建立中国最早的卫生防疫机构

*汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证具有国际领先水平

*陈华癸：对根瘤菌固氮作用的研究开创了我国农业微生物学

*高尚荫：创建了我国病毒学的基础理论研究和第一个微生物学专业

总的来说，在新中国成立之前，我国微生物学的力量较弱且分散，未形成我国自己的队伍和研究体系，也没有我国自己的现代微生物工业。

 

新中国成立以后，微生物学在我国有了划时代的发展，一批主要进行微生物学研究的单位建立起来了，一些重点大学创设了微生物学专业，培养了一大批微生物学人才。特别是改革开放以来，我国微生物学无论在应用和基础理论研究方面都取得了重要的成果。我国抗生素的总产量已跃居世界首位，我国的两步法生产维生素C的技术居世界先进水平。现已完成痘苗病毒天坛株的全基因组测序，1999年启动的泉生热孢菌全基因组测序目前取得可喜进展。

从总体来说，我国的微生物学发展水平除个别领域达到国际先进水平外，绝大多数领域与国外先进水平相比，尚有相当大的差距。因此如何发挥我国传统应用微生物技术的优势，紧跟国际发展前沿，赶超世界先进水平，还需作出艰苦的努力。