微生物學(xué)（microbiology）生物學(xué)的分支學(xué)科之一。它是在分子、細(xì)胞或群體水平上研究各類微小生物（細(xì)菌、放線菌、真菌、病毒、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體原生動(dòng)物以及單細(xì)胞藻類）的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)繁殖、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)的基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生和生物工程等領(lǐng)域的科學(xué)。

學(xué)科影響

微生物學(xué)是高等院校生物類專業(yè)必開的一門重要基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課，也是現(xiàn)代高新生物技術(shù)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。 基因工程、細(xì)胞工程、酶工程及發(fā)酵工程就是在微生物學(xué)原理與技術(shù)基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來的；《微生物學(xué)》也是高 等農(nóng)林院校生物類專業(yè)發(fā)展及農(nóng)林業(yè)現(xiàn)代化的重要基石之一。隨著生物技術(shù)廣泛應(yīng)用，微生物學(xué)對(duì)現(xiàn)代與未來人類的 生產(chǎn)活動(dòng)及生活必將產(chǎn)生巨大影響。

2、吸收多、轉(zhuǎn)化快 1、體積小、比表面積大 大小以u(píng)m計(jì)，但比表面積（表面積/體積）大，（插入表），必然有一個(gè)巨大的營(yíng)養(yǎng)吸收，代謝廢物排泄和環(huán)境信息接受面。這一特點(diǎn)也是微生物與一切大型生物相區(qū)別的關(guān)鍵所在。 舉例：乳酸桿菌：120，000；雞蛋：1.5；人（200磅）：0.3 2、吸收多、轉(zhuǎn)化快 這一特性為高速生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)生大量代謝物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。 舉例：3克地鼠每天消耗與體重等重的糧食；1克閃綠蜂鳥每天消耗兩倍于體重的糧食；大腸桿菌每小時(shí)消耗2000倍于體重的糖；發(fā)酵乳糖的細(xì)菌在1小時(shí)內(nèi)就可以分解相當(dāng)于其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，產(chǎn)生乳酸；1公斤酵母菌體，在一天內(nèi)可發(fā)酵幾千公斤的糖，生成酒精； 3、生長(zhǎng)旺、繁殖快 極高生長(zhǎng)繁殖速度，如E.coli20-30分鐘分裂一次，若不停分裂，48小時(shí)2.2×1043菌數(shù)增加，營(yíng)養(yǎng)消耗，代謝積累，限制生長(zhǎng)速度。這一特性可在短時(shí)間內(nèi)把大量基質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品，縮短科研周期。也有不利一面，如疾病、糧食霉變。 舉例：Escherichiacoli(大腸桿菌)在最適的生長(zhǎng)條件下，每12.5~20分鐘細(xì)胞就能分裂一次；在液體培養(yǎng)基中，細(xì)菌細(xì)胞的濃度一般為108~109個(gè)/ml；谷氨酸短桿菌：搖瓶種子→50噸發(fā)酵罐：52小時(shí)內(nèi)細(xì)胞數(shù)目可增加32億倍。利用微生物的這一特性就可以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工業(yè)的短周期、高效率生產(chǎn)。例如生產(chǎn)鮮酵母時(shí)，幾乎12小時(shí)就可以收獲一次，每年可以收獲數(shù)百次。 表 若干微生物的代時(shí)及每日增殖率 微生物名稱 代時(shí) 每日分裂次數(shù) 溫度 每日增殖率

乳酸菌 38分 38 25 2.7×1011

大腸桿菌 18分 80 37 1.2×1024

根瘤菌 110分 13 25 8.2×103

枯草桿菌 31分 46 30 7.0×1013

光合細(xì)菌 144分 10 30 1.0×103

釀酒酵母 120分 12 30 4.1×103

小球藻 7小時(shí) 3.4 25 10.6

念珠藻* 23小時(shí) 1.04 25 2.1

硅藻 17小時(shí) 1.4 20 2.64

草履蟲 10.4小時(shí) 2.3 26 4.92

*為念珠藍(lán)菌屬(Nostoc)的舊稱，與細(xì)菌同屬原核生物。 4、適應(yīng)強(qiáng)、易變異 極其靈活適應(yīng)性，對(duì)極端環(huán)境具有驚人的適應(yīng)力，遺傳物質(zhì)易變異。更重要的是在于微生物的生理代謝類型多、代謝產(chǎn)物種類多。 舉例：萬米深海、85公里高空、地層下128米和427米沉積巖中都發(fā)現(xiàn)有微生物存在。微生物的種數(shù)，據(jù)1972年： 類型 低限 傾向種數(shù) 高限

病毒與立克次氏體 1217 1217 1217

支原體 42 42 42

細(xì)菌與放線菌 >1000 1500 1500

藍(lán)細(xì)菌 1227 1500 1500

藻類 15051 23100 23100

真菌 37175 47300 68939

原生動(dòng)物 24068 24068 30000

總數(shù) 79780 98727 127298

5、分布廣、種類多 分布區(qū)域廣，分布環(huán)境廣。生理代謝類型多，代謝產(chǎn)物種類多，種數(shù)多。更重要的是在于微生物的生理代謝 青霉素

類型多、代謝產(chǎn)物種類多。任何有其它生物生存的環(huán)境中，都能找到微生物，而在其它生物不可能生存的極端環(huán)境中也有微生物存在。 舉例：青霉素生產(chǎn)菌Penicilliumchrysogenum(產(chǎn)黃青霉)的產(chǎn)量1943年為每毫升發(fā)酵液中含20單位青霉素，40多年來，經(jīng)過世界各國(guó)微生物遺傳育種工作者的不懈努力使該菌產(chǎn)量變異逐漸積累，加上發(fā)酵條件的改進(jìn)，目前世界上先進(jìn)國(guó)家的發(fā)酵水平每毫升已超過5萬單位，甚至接近10萬單位。微生物的數(shù)量性狀變異和育種使產(chǎn)量提高的幅度之大，是動(dòng)植物育種工作中絕對(duì)不可能達(dá)到的。正因?yàn)槿绱?，幾乎所有微生物發(fā)酵工廠都十分重視菌種選育工作。 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(dòng) 4、對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)

編輯本段分類與命名

微生物的分類單位：界、門、綱、目、科、屬、種 種是最基本的分類單位，每一分類單位之后可有亞門、亞綱、亞目、亞科... 以啤酒酵母為例，它在分類學(xué)上的地位是： 界(Kindom)：真菌界 門(Phyllum)：真菌門 綱(Class)：子囊菌綱 目(Order)：內(nèi)孢霉目 科(Family)：內(nèi)孢霉科 屬(Genus)：酵母屬 種(Species)：啤酒酵母 種（species）：是一個(gè)基本分類單位；是一大群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近，與同屬內(nèi)其他種有明顯差別的菌株的總稱。 ①菌株（strain）表示任何由一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)胞繁殖而成的純種群體及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一組純種后代菌群）。因此，一種微生物的不同來源的純培養(yǎng)物均可稱為該菌種的一個(gè)菌株。菌株強(qiáng)調(diào)的是遺傳型純的譜系。 例如：大腸埃希氏桿菌的兩個(gè)菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12 菌株的表示法：如果說種是分類學(xué)上的基本單位，那末菌株實(shí)際上是應(yīng)用的基本單位，因?yàn)橥痪N的不同菌株在產(chǎn)酶上種類或代謝物產(chǎn)量上會(huì)有很大的不同和差別！ ②亞種(subspecies）或變種(variety)：為種內(nèi)的再分類。 當(dāng)某一個(gè)種內(nèi)的不同菌株存在少數(shù)明顯而穩(wěn)定的變異特征或遺傳形狀，而又不足以區(qū)分成新種時(shí)，可以將這些菌株細(xì)分成兩個(gè)或更多的小的分類單元――亞種。 變種是亞種的同義詞，因“變種”一詞易引起詞義上的混淆，從1976年后，不在使用變種一詞。通常把實(shí)驗(yàn)室中所獲得的變異型菌株，稱之為亞種。 例如：E.colik12（野生型）是不需要特殊aa的，而實(shí)驗(yàn)室變異后，可從k12獲得某aa的缺陷型，此即稱為E.colik12的亞種。 ③型(form)：常指亞種以下的細(xì)分。當(dāng)同種或同亞種內(nèi)不同菌株之間的性狀差異不足以分為新的亞種時(shí)，可以細(xì)分為不同的型。 例如：按抗原特征的差異分為不同的血清型 微生物的命名：微生物的名字有俗名和學(xué)名兩種。如：紅色面包霉――粗糙脈孢霉；綠膿桿菌――銅綠假單胞菌。 學(xué)名―是微生物的科學(xué)名稱，它是按照有關(guān)微生物分類國(guó)際委員會(huì)擬定的法則命名的。學(xué)名由拉丁詞、或拉丁化的外來詞組成。學(xué)名的命名有雙名法和三名法兩種。 ①雙名法：學(xué)名=屬名+種名+（首次定名人）+現(xiàn)定名人+定名年份 屬名：拉丁文的名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù)，首字母大寫，表示微生物的主要特征，由微生物構(gòu)造，形狀或由科學(xué)家命名。種名：拉丁文形容詞，字首小寫，為微生物次要特征， 如微生物色素、形狀、來源或科學(xué)家姓名等。 例：大腸埃希氏桿菌 Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919 金黃色葡萄球菌 StaphylococcusaureusRosenbach1884 當(dāng)泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時(shí)，可在屬名后加sp.或ssp.（分別代表species縮寫的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式）。 例如：Saccharomycessp.表示酵母菌屬中的一個(gè)種。 菌株名稱：在種名后面自行加上數(shù)字、地名或符號(hào)等 例如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica BacillussubtilisBF7658BF=北紡 ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌

微生物的定義

現(xiàn)代定義：微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。 形體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通常要用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物，統(tǒng)稱為微生物。 （但有些微生物是可以看見的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。）

特點(diǎn)

個(gè)體微小,一般<0.1mm。 構(gòu)造簡(jiǎn)單,有單細(xì)胞的,簡(jiǎn)單多細(xì)胞的,非細(xì)胞的。進(jìn)化地位低,大多依靠有機(jī)物維持生命。

分類

原核類: 三菌,三體。 三菌：細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌 三體：支原體、衣原體、立克次氏體 真核類: 真菌,原生動(dòng)物,顯微藻類。 非細(xì)胞類: 病毒,亞病毒 ( 類病毒,擬病毒,朊病毒)。

五大共性：

體積小,面積大； 吸收多,轉(zhuǎn)化快 微生物

； 生長(zhǎng)旺,繁殖快； 適應(yīng)強(qiáng),易變異； 分布廣,種類多。

編輯本段類群

種類 原核：細(xì)菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。 真核：真菌

、藻類、原生動(dòng)物。 非細(xì)胞類：病毒和亞病毒。 一般地，在中國(guó)大陸地區(qū)的教科書中，均將微生物劃分為以下8大類： 細(xì)菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。

細(xì)菌

(1)定義:一類細(xì)胞細(xì)短,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,胞壁堅(jiān)韌,多以二分裂方式繁殖和水生性強(qiáng)的原核生物 (2)分布:溫暖,潮濕和富含有機(jī)質(zhì)的地方 (3)結(jié)構(gòu):主要是單細(xì)胞的原核生物,有球形,桿形,螺旋形 基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜 細(xì)胞壁 細(xì)胞質(zhì) 核質(zhì) 特殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞 (4)繁殖: 主要以二分裂方式進(jìn)行繁殖的 (5)菌落: 單個(gè)細(xì)菌用肉眼是看不見的,當(dāng)單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時(shí),便會(huì)形成一個(gè)肉眼可見的,具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群落. 菌落是菌種鑒定的重要依據(jù).不同種類的細(xì)菌菌落的大小,形狀光澤度顏色硬度透明度都不同.

放線菌

(1)定義:一類主要成菌絲狀生長(zhǎng)和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物

(2)分布:含水量較低,有機(jī)物較豐富的,呈微堿性的土壤中 (3)形態(tài)構(gòu)造:主要由菌絲組成,包括基內(nèi)菌絲和氣生菌絲(部分氣生菌絲可以成熟分化為孢子絲,產(chǎn)生孢子) (4)繁殖:通過形成無性孢子的形式進(jìn)行無性繁殖 無性繁殖 有性繁殖 (5)菌落:在固體培養(yǎng)基上:干燥,不透明,表面呈致密的絲絨狀,彩色干粉

病毒

(1) 定義:一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”,但是它的生存必須依賴于活細(xì)胞. (2)結(jié)構(gòu):[font class=Apple-style-span style=font-family: -webkit-monospace; font-size: 13px; line-height: normal; white-space: pre-wrap; ]蛋白質(zhì)衣殼以及核酸（核酸為DNA或RNA）[/font] (3)大小:一般直徑在100nm左右，最大的病毒直徑為200nm的牛痘病毒，最小的病毒直徑為28nm的脊髓灰質(zhì)炎病毒 (4)增殖:病毒的生命活動(dòng)中一個(gè)顯著的特點(diǎn)為寄生性。病毒只能寄生在某種特定的活細(xì)胞內(nèi)才能生活。并利用會(huì)宿主細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境及原料快速?gòu)?fù)制增值。在非寄生狀態(tài)時(shí)呈結(jié)晶狀，不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝活動(dòng)。以 噬菌體為例: 吸附→DNA注入→復(fù)制、合成→組裝→釋放 噬菌體侵染細(xì)菌過程示意圖

編輯本段微生物的特點(diǎn)

微生物的化學(xué)組成

C,H,O,N,P,S以及其他元素

微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

1 水和無機(jī)鹽 2 碳源:凡能為微生物提供生長(zhǎng)繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 來源 作用 3氮源:凡能為微生物提供所必需氮元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 來源 作用:主要用于合成蛋白質(zhì),核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物 4 能源:能為微生物生命活動(dòng)提供最初能源來源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或輻射能

根據(jù)碳源和能源分類

5生長(zhǎng)因子:微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物

能引起人和動(dòng)物致病的微生物叫病源微生物，有八大類： 1.真菌:引起皮膚病。深部組織上感染。 2放線菌：皮膚，傷口感染。 3螺旋體：皮膚病，血液感染 如梅毒，鉤端螺旋體病。 4細(xì)菌：皮膚病化膿，上呼吸道感染 ，泌尿道感染，食物中毒，敗血壓癥，急性傳染病等。 5立克次氏體：斑疹傷寒等。 6衣原體：沙眼，泌尿生殖道感染。 7病毒：肝炎，乙型腦炎，麻疹，艾滋病等。 8支原體：肺炎，尿路感染。 生物界的微生物達(dá)幾萬種，大多數(shù)對(duì)人類有益，只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病，在特定環(huán)境下能引起感染稱條件致病菌。 能引起食品變質(zhì)，腐敗，正因?yàn)樗鼈兎纸庾匀唤绲奈矬w，才能完成大自然的物質(zhì)循環(huán)。

微生物的作用

編輯本段貢獻(xiàn)

現(xiàn)代生物學(xué)的若干基礎(chǔ)性的重大發(fā)現(xiàn)與理論，是在研究微生物的過程中或以微生物為實(shí)驗(yàn)材料與工具取得的。這些理論包括：證明DNA（脫氧核糖核酸）是遺傳信息的載體（三大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、噬菌體實(shí)驗(yàn)、植物病毒的重組實(shí)驗(yàn)）。DNA的半保留復(fù)制方式（雙螺旋的每一條子鏈分別、都是復(fù)制模板）。遺傳密碼子的解讀（64個(gè)密碼子各對(duì)應(yīng)20種氨基酸及終止信號(hào)的哪一種）?；虻霓D(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)（operon, promoter, operator, repressor, activator的概念與調(diào)節(jié)方式）。信使RNA的翻譯調(diào)節(jié)（terminator）等等……。 現(xiàn)在，很多常用、通用的生物學(xué)研究技術(shù)依賴于微生物，比如：分子克隆重組蛋白在細(xì)菌或酵母中的表達(dá)。很多醫(yī)學(xué)技術(shù)也依賴于微生物，比如：以病毒為載體的基因治療。

編輯本段微生物在整個(gè)生命世界中的地位

當(dāng)人類在發(fā)現(xiàn)和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的兩大界－動(dòng)物界和植物界。隨著人們對(duì)微生物認(rèn)識(shí)的逐步深化，從兩界系統(tǒng)經(jīng)歷過三界系統(tǒng)、四界系統(tǒng)、五界系統(tǒng)甚至六界系統(tǒng)，直到20世紀(jì)70年代后期，美國(guó)人Woese等發(fā)現(xiàn)了地球上的第三生命形式－古菌，才導(dǎo)致了生命三域?qū)W說的誕生。該學(xué)說認(rèn)為生命是由古菌域（Archaea）、細(xì)菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所構(gòu)成。在圖示“生物的系統(tǒng)進(jìn)化樹”中，左側(cè)的黃色分枝是細(xì)菌域；中間的褐色和紫色分枝是古菌域；右側(cè)的綠色分枝是真核生物域。 古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、廣域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；細(xì)菌域包括細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌和各種除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、動(dòng)物和植物。除動(dòng)物和植物以外，其它絕大多數(shù)生物都屬微生物范疇。由此可見，微生物在生物界級(jí)分類中占有特殊重要的地位。 生命進(jìn)化一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。Brown等依據(jù)平行同源基因構(gòu)建的“Cenancestor”生命進(jìn)化樹，認(rèn)為生命的共同祖先Cenancestor是一個(gè)原生物。原生物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生兩個(gè)分支，一個(gè)是原核生物（細(xì)菌和古菌），一個(gè)是原真核生物，在之后的進(jìn)化過程中細(xì)菌和古菌首先向不同的方向進(jìn)化，然后原真核生物經(jīng)吞食一個(gè)古菌，并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產(chǎn)生真核生物。 從進(jìn)化的角度，微生物是一切生物的老前輩。如果把地球的年齡比喻為一年的話，則微生物約在3月20日誕生，而人類約在12月31日下午7時(shí)許出現(xiàn)在地球上。

綜述

微生物對(duì)人類最重要的影響之一是導(dǎo)致傳染病的流行。在人類疾病中有50％是由病毒引起。世界衛(wèi)生組織公布資料顯示：傳染病的發(fā)病率和病死率在所有疾病中占據(jù)第一位。微生物導(dǎo)致人類疾病 微生物的歷史，也就是人類與之不斷斗爭(zhēng)的歷史。在疾病的預(yù)防和治療方面，人類取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，但是新現(xiàn)和再現(xiàn)的微生物感染還是不斷發(fā)生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療藥物。一些疾病的致病機(jī)制并不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強(qiáng)大的選擇壓力，使許多菌株發(fā)生變異，導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生，人類健康受到新的威脅。一些分節(jié)段的病毒之間可以通過重組或重配發(fā)生變異，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導(dǎo)致感染的株型發(fā)生了變異，這種快速的變異給疫苗的設(shè)計(jì)和治療造成了很大的障礙。而耐藥性結(jié)核桿菌的出現(xiàn)使原本已近控制住的結(jié)核感染又在世界范圍內(nèi)猖獗起來。微生物千姿百態(tài)，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化。當(dāng)然有些微生物是有益的，它們可用來生產(chǎn)如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。 微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000倍才能看到。比如中等大小的細(xì)菌，1000個(gè)疊加在一起只有句號(hào)那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個(gè)細(xì)菌，或者講每夸脫牛奶中細(xì)菌總數(shù)約為50億。也就是一滴牛奶中可有含有50億個(gè)細(xì)菌。微生物能夠致病，能夠造成食品、布匹、皮革等發(fā)霉腐爛，但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青霉菌抑制其它細(xì)菌的生長(zhǎng)中發(fā)現(xiàn)了青霉素，這對(duì)醫(yī)藥界來講是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。后來大量的抗生素從放線菌等的代謝產(chǎn)物中篩選出來?？股氐氖褂迷诘诙问澜绱髴?zhàn)中挽救了無數(shù)人的生命。 一些微生物被廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵，生產(chǎn)乙醇、食品及各種酶制劑等；一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，并且可再生資源的潛力極大，稱為環(huán)保微生物；還有一些能在極端環(huán)境中生存的微生物，例如：高溫、低溫、高鹽、高堿以及高輻射等普通生命體不能生存的環(huán)境，依然存在著一部分微生物等等?？瓷先?，我們發(fā)現(xiàn)的微生物已經(jīng)很多，但實(shí)際上由于培養(yǎng)方式等技術(shù)手段的限制，人類現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的微生物還只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物因?yàn)槲⑸锖苄?，?gòu)造又簡(jiǎn)單，所以人們充分認(rèn)識(shí)它，并發(fā)展成為一門學(xué)科，與其他學(xué)科比起來，還是很晚的。盡管如此，人們已經(jīng)在廣泛的應(yīng)用微生物了。我國(guó)勞動(dòng)人民很早就認(rèn)識(shí)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(guó)家之一。據(jù)考古學(xué)推測(cè)，我國(guó)在8000年前已經(jīng)出現(xiàn)了曲蘗釀酒了，4000多年前我國(guó)釀酒已十分普遍，而且當(dāng)時(shí)埃及人也已學(xué)會(huì)烤制面包和釀制果酒。 2500年前中國(guó)人民發(fā)明釀醬、醋，知道用曲治療消化道疾病。公元6世紀(jì)（北魏時(shí)期）,我國(guó)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。在農(nóng)業(yè)上，雖然還不知道根瘤菌的固氮作用，但已經(jīng)在利用豆科植物輪作提高土壤肥力。這些事實(shí)說明，盡管人們還不知道微生物的存在，但是已經(jīng)在同微生物打交道了，在應(yīng)用有益微生物的同時(shí)，還對(duì)有害微生物進(jìn)行預(yù)防和治療。為防止食物變質(zhì)，采用鹽漬、糖漬、干燥、酸化等方法。在我國(guó)隆慶年間就開始用人痘預(yù)防天花。人痘預(yù)防天花是我國(guó)對(duì)世界醫(yī)學(xué)上的一大貢獻(xiàn)，這種方法先后傳到俄國(guó)、日本、朝鮮、土耳其及英國(guó)，1798年英國(guó)醫(yī)生琴納（Jenner）提出用牛痘預(yù)防天花。微生物學(xué)作為一門學(xué)科，是從有顯微鏡開始的，微生物學(xué)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：形態(tài)學(xué)時(shí)期、生理學(xué)時(shí)期和現(xiàn)代微生物學(xué)的發(fā)展。 形態(tài)學(xué)時(shí)期 微生物微生物的形態(tài)觀察是從安東?列文虎克（Antony Van Leeuwenhock 1632-1732）發(fā)明的顯微鏡開始的，它是真正看見并描述微生物的第一人，他的顯微鏡在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是最精巧、最優(yōu)良的單式顯微鏡，他利用能放大50～300倍的顯微鏡，清楚地看見了細(xì)菌和原生動(dòng)物，而且還把觀察結(jié)果報(bào)告給英國(guó)皇家學(xué)會(huì)，其中有詳細(xì)的描述，并配有準(zhǔn)確的插圖。1695年，安東?列文虎克把自己積累的大量結(jié)果匯集在《安東?列文虎克所發(fā)現(xiàn)的自然界秘密》一書里。他的發(fā)現(xiàn)和描述首次揭示了一個(gè)嶄新的生物世界――微生物世界。這在微生物學(xué)的發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義。

生理學(xué)時(shí)期

例如健康人腸道中即有大量細(xì)菌存在，稱正常菌群，其中包含的細(xì)菌種類高達(dá)上百種。在腸道環(huán)境中這些細(xì)菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物質(zhì)甚至藥物的分解與吸收，菌群在這些過程中發(fā)揮的作用，以及細(xì)菌之間的相互作用機(jī)制還不明了。一旦菌群失調(diào)，就會(huì)引起腹瀉。隨著醫(yī)學(xué)研究進(jìn)入分子水平，人們對(duì)基因、遺傳物質(zhì)等專業(yè)術(shù)語也日漸熟悉。人們認(rèn)識(shí)到，是遺傳信息決定了生物體具有的生命特征，包括外部形態(tài)以及從事的生命活動(dòng)等等，而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息，將大大有助于揭示生命的起源和奧秘。 在分子水平上研究微生物病原體的變異規(guī)律、毒力和致病性，對(duì)于傳統(tǒng)微生物學(xué)來說是一場(chǎng)革命。 微生物以人類基因組計(jì)劃為代表的生物體基因組研究成為整個(gè)生命科學(xué)研究的前沿，而微生物基因組，研究又是其中的重要分支。世界權(quán)威性雜志《科學(xué)》曾將微生物基因組研究評(píng)為世界重大科學(xué)進(jìn)展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機(jī)制，發(fā)現(xiàn)重要的功能基因并在此基礎(chǔ)上發(fā)展疫苗，開發(fā)新型抗病毒、抗細(xì)菌、真菌藥物，將對(duì)有效地控制新老傳染病的流行，促進(jìn)醫(yī)療健康事業(yè)的迅速發(fā)展和壯大! 從分子水平上對(duì)微生物進(jìn)行基因組研究為探索微生物個(gè)體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。 為了充分開發(fā)微生物（特別是細(xì)菌）資源，1994年美國(guó)發(fā)起了微生物基因組研究計(jì)劃（MGP）。通過研究完整的基因組信息開發(fā)和利用微生物重要的功能基因，不僅能夠加深對(duì)微生物的致病機(jī)制、重要代謝和調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，更能在此基礎(chǔ)上發(fā)展一系列與我們的生活密切相關(guān)的基因工程產(chǎn)品，包括：接種用的疫苗、治療用的新藥、診斷試劑和應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造，促進(jìn)新型菌株的構(gòu)建和傳統(tǒng)菌株的改造，全面促進(jìn)微生物工業(yè)時(shí)代的來臨。工業(yè)微生物涉及食品、制藥、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業(yè)。通過微生物發(fā)酵途徑生產(chǎn)抗生素、丁醇、維生素C以及一些風(fēng)味食品的制備等；某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、采油采礦等生產(chǎn)過程，甚至直接作為洗衣粉等的添加劑；另外還有一些微生物的代謝產(chǎn)物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。通過對(duì)枯草芽孢桿菌的基因組研究，發(fā)現(xiàn)了一系列與抗生素及重要工業(yè)用酶的產(chǎn)生相關(guān)的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態(tài)調(diào)節(jié)劑參與食品發(fā)酵過程。

編輯本段世界地位

當(dāng)人類在發(fā)現(xiàn)和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的兩大界－動(dòng)物界和植物界。隨著人們對(duì)微生物認(rèn)識(shí)的逐步深化，從兩界系統(tǒng)經(jīng)歷過三界系統(tǒng)、四界系統(tǒng)、五界系統(tǒng)甚至六界系統(tǒng)，直到70年代后期，美國(guó)人Woese等發(fā)現(xiàn)了地球上的第三生命形式－古菌，才導(dǎo)致了生命三域?qū)W說的誕生。該學(xué)說認(rèn)為生命是由古菌域（Archaea）、細(xì)菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所構(gòu)成。在圖示“生物的系統(tǒng)進(jìn)化樹”中，左側(cè)的黃色分枝是細(xì)菌域；中間的褐色和紫色分枝是古菌域；右側(cè)的綠色分枝是真核生物域。古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、廣域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；細(xì)菌域包括細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌和各種除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、動(dòng)物和植物。除動(dòng)物和植物以外，其它絕大多數(shù)生物都屬微生物范疇。由此可見，微生物在生物界級(jí)分類中占有特殊重要的地位。生命進(jìn)化一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。Brown等依據(jù)平行同源基因構(gòu)建的“Cenancestor”生命進(jìn)化樹，認(rèn)為生命的共同祖先Cenancestor是一個(gè)原生物。原生物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生兩個(gè)分支，一個(gè)是原核生物（細(xì)菌和古菌），一個(gè)是原真核生物，在之后的進(jìn)化過程中細(xì)菌和古菌首先向不同的方向進(jìn)化，然后原真核生物經(jīng)吞食一個(gè)古菌，并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產(chǎn)生真核生物。從進(jìn)化的角度，微生物是一切生物的老前輩。如果把地球的年齡比喻為一年的話，則微生物約在3月20日誕生，而人類約在12月31日下午7時(shí)許出現(xiàn)在地球上??！

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