第二节微生物学及其分支学科和发展史 一、徽生物学及其研究内容 crobiology 是研究微生物及其生活动件的科学即研究生物在一定条件下的形态结构生 理化因素之间的相 生物地球化学格环中的 间的程农业 既有独特的理论体系， 又有强实性相学的 还包括了有 微生物研究作为一门科学 微生物兴 当今的发展无疑是最为活跃、最为迅速、最为辉煌、影响最大的生命科学 之一 二、微生物学的分支学科 随着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，又可根据研究的侧重面和层次不同而分为许 多不同的分支学科，并还在不断地形成新的学科和研究领域。按研究对象分，可分为细菌学，放线菌学，真菌学，病 毒学， 原生动物学，藻类学等。按过程与功能分， 可分为成生物生生子， 微生物分类学， 微生物遗传学，微生物生态 生物基因组气 细胞微生 妆 上壤微生物学 境微生 安应用范 业 为发醇 学微4 生生物 食品得 分为流行病等 疫学等。 随着现代理论和技 的发展，新的微生物学分支学科正在不断形成和建立 细微生物学（ce11u1a 微生物分子生物学和微生物基因组学等在分子水平、基因水平和后是 因组水平上研究微生物生命活动规律及其生命本质的分支学科和新型研究领域的出现，表明微生物学的发展进入了 个崭新的阶段。 三、徽生物的发现与微生物学发展简史 微生物学发展简史 史前时期人类对微生物的认识与利用 院克(Anton enhook)用自制的简易显微镜亲眼观察到细南个体之 前， 际 中积累了不 于微生物作用的经验规律 并且应用这些规律 财液包为配制果酒技 早广泛应用的 古埃及 食品中控制和应用微生物活动规律的典 土压青、豆类作物与其它作物的间作轮作，是人类在农业生产实践中控制和应用微生物生命活动规律的生产技术。种 痘预防天花是人类控制和应用微生物生命活动规律在预防疾病保护健康方面的宝贵实践。尽管这些还没有上升为微生 物学理论，但都是控制和应用微生物生命活动规律的实践活动。 2、撤生物形态学发展阶段 17世纪80年代，吕文虎克用他自己制造的，可放大160倍的显微镜观察牙垢、用水、井水以及各种有机质的浸 出液发现到了许多可以活动的 的小动物 目然界的秘密 的祝歌：但是在其后 物作用 微生物生理学 法国的巴斯德( (D 立了在餐特贺生物册究方法，对微生物的生命活动及其对人类实我和 然界的 用作研杰出的科学家建 同时还建立起 许多微生物学分支学科，尤其是建立了解决当时实际问题的几门重要应用微生物学科，如医用细菌学、植物病理学 酿造学、土壤微生物学等。 在这个时期，巴斯德研究了酒变酸的微生物原理、探索了蚕病、牛羊炭疽病、鸡霍乱和人狂犬病等传染病的病因 有机质腐败和酿酒失败的起因，否定了生命起源的“自然发生说”，建立了巴氏消毒法等一系列微生物学实验技术。 技术和基商之后，改进了国体培养基的金方，发明了倾血法进行纯种分高，建立了细菌细随的染色技术显微 养法 找并 病和霍乱病等一系列严重传染疾病的病原体等。这些成就奠定了微 生物学成为时 科学 们是微生物学的基人7年 化学相联系起来，推动了微生 生理学的发展 同 学的发居大生物 俄四学者的发 接作 把酵母菌的生命活动和 k)首先发现 草花叶病毒(To 微生物分子生物学发展阶段 在上一时期的基础上，本世纪初至40年代末微生物学开始进入了酶学和生物化学研究时期，许多酶、辅酶、抗 生素以及许多反应的生物化学和生物遗传学都是在这一时期发现和创立的，并在40年代末形成了一门研究微生物基 本生命活动规律的综合学科 普通微生物学」 50年代初，随着电镜技术和其他高技术的出现，对微生物的研究进入到分子生物学的水平。1953年华特生(J.D. iatson）和克里克(E,H.Crick)发现了细菌基因体脱氧核糖核酸长链的双螺旋构造。1961年加古勃(,Jacab)和 莫诺德(J.Mood)提出了操纵子学说，指出了基因表达的调节机制和其局部变化与基因突变之间的关系，即阐明了第二节 微生物学及其分支学科和发展史 一、微生物学及其研究内容 微生物学 (Microbiology) 是研究微生物及其生命活动规律的科学。即研究微生物在一定条件下的形态结构、生 理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其与其他微生物之间，与动植物之间的相互关系， 与外界环境理化因素之间的相互关系，微生物在自然界各种元素的生物地球化学循环中的作用，微生物在工业、农业、 医疗卫生、环境保护、食品生产等各个领域中的应用，等等。实际上，微生物学除了相应的理论体系外，还包括了有 别于动植物研究的微生物学研究技术，是一门既有独特的理论体系，又有很强实践性的学科。 微生物研究作为一门科学 —-- 微生物学，当今的发展无疑是最为活跃、最为迅速、最为辉煌、影响最大的生命科学 之一。 二、微生物学的分支学科 随着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，又可根据研究的侧重面和层次不同而分为许 多不同的分支学科，并还在不断地形成新的学科和研究领域。按研究对象分，可分为细菌学，放线菌学，真菌学，病 毒学，原生动物学，藻类学等。按过程与功能分，可分为微生物生理学，微生物分类学，微生物遗传学，微生物生态 学，微生物分子生物学，微生物基因组学，细胞微生物学等。按生态环境分，可分为土壤微生物学，环境微生物学， 水域微生物学，海洋微生物学，宇宙微生物学等。按技术与工艺分，可分为发酵微生物学，分析微生物学，遗传工程 学，微生物技术学等。按应用范围分，可分为工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，兽医微生物学，食品微 生物学，预防微生物学等；按与人类疾病关系分，可分为流行病学，医学微生物学，免疫学等。随着现代理论和技术 的发展，新的微生物学分支学科正在不断形成和建立。 细胞微生物学 (cellular microbiology) 、微生物分子生物学和微生物基因组学等在分子水平、基因水平和后基 因组水平上研究微生物生命活动规律及其生命本质的分支学科和新型研究领域的出现，表明微生物学的发展进入了一 个崭新的阶段。 三、微生物的发现与微生物学发展简史 （一）、微生物学发展简史 1 、史前时期人类对微生物的认识与利用 在 17 世纪下半叶，荷兰学者吕文虎克（Antony van Leeuwenhook）用自制的简易显微镜亲眼观察到细菌个体之 前，对于一门学科来说尚没形成。这个时期称为微生物学史前时期。 在这个时期，实际上人们在生产与日常生活中积累了不少关于微生物作用的经验规律，并且应用这些规律，创造 财富，减少和消灭病害。民间早已广泛应用的酿酒、制醋、发面、腌制酸菜泡菜、盐渍、蜜饯等等。古埃及人也早已 掌握制作面包和配制果酒技术。这些都是人类在食品工艺中控制和应用微生物活动规律的典型例子。积肥、沤粪、翻 土压青、豆类作物与其它作物的间作轮作，是人类在农业生产实践中控制和应用微生物生命活动规律的生产技术。种 痘预防天花是人类控制和应用微生物生命活动规律在预防疾病保护健康方面的宝贵实践。尽管这些还没有上升为微生 物学理论，但都是控制和应用微生物生命活动规律的实践活动。 2 、微生物形态学发展阶段 17 世纪 80 年代，吕文虎克用他自己制造的，可放大 160 倍的显微镜观察牙垢、雨水、井水以及各种有机质的浸 出液，发现到了许多可以活动的“活的小动物”，并发表了这一“自然界的秘密”。这是首次对微生物形态和个体的 观察和记载。随后，其他研究者凭借显微镜对于其它微生物类群进行的观察和记载，充实和扩大了人类对微生物类群 形态的视野。但是在其后相当长的时间内，对于微生物作用的规律仍一无所知。这个时期也称为微生物学的创始时期。 3 、微生物生理学发展阶段 在 19 世纪 60 年代初，法国的巴斯德（Louis Pasteur）和德国的柯赫（Robert Koch）等一批杰出的科学家建 立了一套独特的微生物研究方法，对微生物的生命活动及其对人类实践和自然界的作用作了初步研究，同时还建立起 许多微生物学分支学科，尤其是建立了解决当时实际问题的几门重要应用微生物学科，如医用细菌学、植物病理学、 酿造学、土壤微生物学等。 在这个时期，巴斯德研究了酒变酸的微生物原理、探索了蚕病、牛羊炭疽病、鸡霍乱和人狂犬病等传染病的病因、 有机质腐败和酿酒失败的起因，否定了生命起源的“自然发生说”，建立了巴氏消毒法等一系列微生物学实验技术。 柯赫在继巴斯德之后，改进了固体培养基的配方，发明了倾皿法进行纯种分离，建立了细菌细胞的染色技术，显微摄 影技术和悬滴培养法，寻找并确证了炭疽病、结核病和霍乱病等一系列严重传染疾病的病原体等。这些成就奠定了微 生物学成为一门科学的基础。他们是微生物学的奠基人。 在这一时期，英国学者布赫纳（E. Buchner）在 1897 年研究了磨碎酵母菌的发酵作用，把酵母菌的生命活动和酶 化学相联系起来，推动了微生物生理学的发展。同时，其他学者例如俄国学者伊万诺夫斯基(Ivanovski)首先发现了烟 草花叶病毒(Tobacco mosaic virus，TMV)，扩大了微生物的类群范围。 4 、微生物分子生物学发展阶段 在上一时期的基础上，本世纪初至 40 年代末微生物学开始进入了酶学和生物化学研究时期，许多酶、辅酶、抗 生素以及许多反应的生物化学和生物遗传学都是在这一时期发现和创立的，并在 40 年代末形成了一门研究微生物基 本生命活动规律的综合学科 —— 普通微生物学。 50 年代初，随着电镜技术和其他高技术的出现，对微生物的研究进入到分子生物学的水平。1953 年华特生（J. D. Watson）和克里克（F. H. Crick）发现了细菌基因体脱氧核糖核酸长链的双螺旋构造。1961 年加古勃（F. Jacab）和 莫诺德（J. Monod）提出了操纵子学说，指出了基因表达的调节机制和其局部变化与基因突变之间的关系，即阐明了