第0章绪论 重点、难点剖析 1.微生物给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存，例如：面包 奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产，在治金、石油、能源、材料及 信息等方面的应用，微生物起若不可替代的作用同时也是人类生存环境中必不可少的成员， 有了它矿们门才使得地球上的物质进行循环，否则地球上的所有生命将无法警衍下去。此外，以 基因工程为代表的现代生物技术的发展及其美妙的前景也是微生物对人类做出的又一重大 贡献 微生物的 “残忍”性给人类带来的灾难有时其至是毁灭性的。1347 年的鼠疫几乎抽 毁了整个欧洲，实际上消灭了大约75%的欧洲人口。今天，艾滋病正在全球蔓延：许多已 被征服的传染病（如肺结核、疟疾、霍乱等），也有“卷土重来”之势：随着环境的污染日趋 严重，一些以前从未见过的新的疾病，如：军团病、埃博拉病毒病、霍乱0139新菌型、0157、 疯牛病以及S人RS等，又给人类带来了新的威胁。因此，正确地使用微生物这把双刃剑，造 福于人类是我们学习和应用微生物学的日的，也是每 个制生物学 工作者义不容辞的责任 2.微生物学(microbiology)一般定义为研究肉眼难以看清的（也有少数成员是肉眼可见） 称之为微生物的生命活动的科学。但也有的微生物学家提出不同的看法，认为确定微生物号 领域不应只是根据生物的大小，而且也应该根据有别于动、植物的研究技术。例如：微生物 的分离、纯培养、消毒灭和无菌操作等，来定义微生物学，微生物学的不断发展。已形成 了基础微生物学和应用微生物学 它又可分为许多不同的分支学科（其主要的分科见教材图 (1一)，并还在不断地形成新的学科和研究领域，如：分子微生物学、细胞 生物学和微 生物基因组学。生物界分类无论是1969年Whittaker提出的五界系统，还是1977年Noese 提出的三域系统，微生物都占据了绝大多数的“席位”，分别为整个生物界的3/5和2/3， 充分体现出微生物的极其多样性以及独特的生物学特性，使微生物学在整个生命科学中占据 管举足经重的地位 我国8000年以前出现的曲集酿汇 几千年前就有了的酿酱、醋和用曲治病。古埃 及人的烘制面包和酿制果酒等，说明自古以来人们就在应用微生物，对它们有一定认识，但 是真正看见并描述微生物的第一个人是17世纪的安东·列文虎克，他利用自制的显微镜发 现了微生物世界.以后的200年间，微生物的研究基本上停留在形态描述和分门别类的阶段。 直到19世纪中期，以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学家才将微生物的研究从形态 描述推进到生理学研究阶段，揭 了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分 离、培养、接种和灭闲等 一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，同时开 了医学和工业微生物学等分支学料。19世纪中期到20世纪初，微生物研究作为一门独立的 学科已经形成：并进行着自身的发展，其研究的主要内容是感染疾病的因子、免疫、寻找新 的化学治疗药物以及微生物代谢等。20世纪40年代一直到现在，随若生物学的发展，许多 生物学难以解决的理论和技术问题十分突出，特别是遗传学上的争论问趣，使得微生物这样 ·种简单而又具完整生命活动的小生物成 生物学研究的 微生物学很快与生物 主流汇合、交叉，并进一步与迅速发展起来的分子生物学理论和技术以及其他学科汇合，使 微生物学发展成为生命科学领域中一门发展最快、影响最大、体现生命科学发展主流的前沿 学科。微生物的应用也获得重大进展，抗生素、有机酸、氨基酸、维生素及酶制剂等的生产 己成为现代化的大企业，微生物已广泛用于农、工、医各方面，传统的微生物发酵工业已从 多方面发生了
3第1章钻论 质的变化，成为现代生物技术的重要组成部分 4.微生物学在整个生命科学带领下飞速发展的同时，也为生命科学的发展做出了巨大的贡 献。例如 生命科学许多重大理论问题的突破，微生物学起了重要甚至关健的作用，特别 对分子遗传学和分子生物学的影响最大，如长期争论而不能得到解决的“遗传物质的基础是 什么？”的重大理论问题，只有在以微生物为材料进行研究所获得的结果才无可辩驳地证实： 所谓“跳跃基因”可转座因子)的发现，虽然首先来源于对玉米的研究，但最终得到证实和 公认是由于对大肠杆菌的研究：基因结构的精细分析、重叠基因的发现，最先完成的基因组 测序等都与微生物学发展密不可分：通过研究大肠杆菌诱导的形成机制而提出的操纵于学 说，阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。此外，DNA、RNA 蛋白质的合成机制以及遗传信息传递的“中心法则”的提出等都涉及到微生物学家所做出的 卓越贡献。由于微生物学的分离、培养、消毒灭菌及无菌操作等技术的渗透和应用的拓宽及 发展，动、捕物细胞也可以像微生物一样在平板或二角瓶中培养，可以讲行分离、培养，的 可以像微生物工业那样，在发酵罐中生产所需产品。今天的转基因动物、转基因植物的转化 技术也源于微生物转化的理论和技术。微生物学的许多重大发现，包括质粒载体，限制性内 切酶、连接酶、反转录酶等，才导致了DNA重组技术和遗传工程的出现，使整个生命科学 翻开了新的一页，使人类定向改变生物、根治疾病、美化环境的的梦想将成为现实。 5.21世纪微生物基因组学将在继续作为人类基因组计划的主要模式生物，在后基因组 研究（认识基因与基因组功能）中发挥不可取代的作用外 步扩大到其他微生物，特别 是与健康」 资源和工农y 有关的重要微 并且为从子 上认识微 生物自身 利用和改造微生物将产生质的飞跃，也将带动分子微生物学等基础研究学科的发展。微生物 具备生命现象的特性、共性、广泛的应用性，将是1世纪进一一步解决生物学重大理论问耍 如生命起源与进化，物质运动的基本规律等，以及实际应用问趣，如新的微生物资源的开发 利用，能源、粮食等的最理想的材料。微生物学将进一步向地质、海洋、大气、太空渗透， 使更多的边缘学科得到 微生物地球化学 ,海洋微生物 气微生 太空（或 字宙)微生物学以及极端环境微生物学等。微生物与能源、信息、材料、计算机的结合也将 开辟新的研究和应用领域。微生物学的研究技术和方法也将会在吸收其他学科的先进技术的 基础上，向更加准确、敏感、快速、简便和自动化高速发展。此外，微生物工业将生产各种 各样的新产品。倒如.降解性塑料、DNA芯片、牛物能源等，在21世纪将出现一批端新的 微生物工业，为全世界的经济和社会发展做出更大贡献 主要参考书目 ，Harley 译 2003 2.Talaro K P.Foundations in Microbiology.5th ed.Chapterl:The Main Themes Of Microbiology.New York:MeGraw-Hill Higher Education.2005 (沈萍)