微生物學(xué)是什么？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、螺旋體原生動物以及單細(xì)胞藻類）的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生長繁殖、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)對現(xiàn)代與未來人類的 生產(chǎn)活動及生活必將產(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um計，但比表面積（表面積/體積）大，（插入表），必然有一個巨大的營養(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；大腸桿菌每小時消耗2000倍于體重的糖；發(fā)酵乳糖的細(xì)菌在1小時內(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、生長旺、繁殖快 極高生長繁殖速度，如E.coli20-30分鐘分裂一次，若不停分裂，48小時2.2×1043菌數(shù)增加，營養(yǎng)消耗，代謝積累，限制生長速度。這一特性可在短時間內(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/ml；谷氨酸短桿菌：搖瓶種子→50噸發(fā)酵罐：52小時內(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，幾乎12小時就可以收獲一次，每年可以收獲數(shù)百次。 表 若干微生物的代時及每日增殖率 微生物名稱 代時 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 3.4 25 10.6
念珠藻* 23小時 1.04 25 2.1
硅藻 17小時 1.4 20 2.64
草履蟲 10.4小時 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，是動植物育種工作中絕對不可能達(dá)到的。正因為如此，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 4、對生命科學(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，因為同一菌種的不同菌株在產(chǎn)酶上種類或代謝物產(chǎn)量上會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，可以將這些菌株細(xì)分成兩個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，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)微生物分類國際委員會擬定的法則命名的。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，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種。 菌株名稱：在種名后面自行加上數(shù)字、地名或符號等 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)
個體微小,一般<0.1mm。 構(gòu)造簡單,有單細(xì)胞的,簡單多細(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、原生動物。 非細(xì)胞類：病毒和亞病毒。 一般地，在中國大陸地區(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)簡單,胞壁堅韌,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: 單個細(xì)菌用肉眼是看不見的,當(dāng)單個或少數(shù)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時,便會形成一個肉眼可見的,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 ]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:病毒的生命活動中一個顯著的特點(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。并利用會宿主細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境及原料快速復(fù)制增值。在非寄生狀態(tài)時呈結(jié)晶狀，不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝活動。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繁殖所需碳元素的營養(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提供最初能源來源的營養(yǎng)物質(zhì)或輻射能
根據(jù)碳源和能源分類
5生長因子:微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物
能引起人和動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，正因為它們分解自然界的物體，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：肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗、噬菌體實(shí)驗、植物病毒的重組實(shí)驗）。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個密碼子各對應(yīng)20種氨基酸及終止信號的哪一種）。基因的轉(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－動物界和植物界。隨著人們對微生物認(rèn)識的逐步深化，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、動物和植物。除動物和植物以外，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是一個原生物。原生物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生兩個分支，一個是原核生物（細(xì)菌和古菌），一個是原真核生物，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時許出現(xiàn)在地球上。
綜述
微生物對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的歷史。在疾病的預(yù)防和治療方面，人類取得了長足的進(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個疊加在一起只有句號那么大。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)菌的生長中發(fā)現(xiàn)了青霉素，這對醫(yī)藥界來講是一個劃時代的發(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?？瓷先ィ覀儼l(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。 微生物因為微生物很小，構(gòu)造又簡單，所以人們充分認(rèn)識它，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。我國勞動人民很早就認(rèn)識到微生物的存在和作用，也是最早應(yīng)用微生物的少數(shù)國家之一。據(jù)考古學(xué)推測，我國在8000年前已經(jīng)出現(xiàn)了曲蘗釀酒了，4000多年前我國釀酒已十分普遍，而且當(dāng)時埃及人也已學(xué)會烤制面包和釀制果酒。 2500年前中國人民發(fā)明釀醬、醋，知道用曲治療消化道疾病。公元6世紀(jì)（北魏時期）,我國賈思勰的巨著《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，還對有害微生物進(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)防天花是我國對世界醫(yī)學(xué)上的一大貢獻(xiàn)，這種方法先后傳到俄國、日本、朝鮮、土耳其及英國，1798年英國醫(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)歷了三個時期：形態(tài)學(xué)時期、生理學(xué)時期和現(xiàn)代微生物學(xué)的發(fā)展。 形態(tài)學(xué)時期 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)菌和原生動物，而且還把觀察結(jié)果報告給英國皇家學(xué)會，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)展史上具有劃時代的意義。
生理學(xué)時期
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)，就會引起腹瀉。隨著醫(yī)學(xué)研究進(jìn)入分子水平，人們對基因、遺傳物質(zhì)等專業(yè)術(shù)語也日漸熟悉。人們認(rèn)識到，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，對于傳統(tǒng)微生物學(xué)來說是一場革命。 微生物以人類基因組計劃為代表的生物體基因組研究成為整個生命科學(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! 從分子水平上對微生物進(jìn)行基因組研究為探索微生物個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年美國發(fā)起了微生物基因組研究計劃（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，不僅能夠加深對微生物的致病機(jī)制、重要代謝和調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識，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－動物界和植物界。隨著人們對微生物認(rèn)識的逐步深化，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、動物和植物。除動物和植物以外，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是一個原生物。原生物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生兩個分支，一個是原核生物（細(xì)菌和古菌），一個是原真核生物，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時許出現(xiàn)在地球上！！
有利有害??！什么是微生物學(xué)微生物學(xué)（Microbiology）是研究微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動規(guī)律，以及與其他生物和環(huán)境相互關(guān)系的學(xué)科。是生物學(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、螺旋體原生動物以及單細(xì)胞藻類）的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生長繁殖、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)。微生物學(xué)名詞解釋是什么？
微生物學(xué)名詞解釋是是生物學(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。
微生物學(xué)是應(yīng)用學(xué)科，也是基礎(chǔ)學(xué)科，是生物學(xué)的重要組成部分。在探討生命的本質(zhì)、生命活動規(guī)律、生物的起源與進(jìn)化等方面，與分子生物學(xué)有著密切聯(lián)系。由于微生物結(jié)構(gòu)簡單、生長繁殖迅速、易于培養(yǎng)以及突變體應(yīng)用方便，使它們成為研究生物學(xué)中許多基本問題的良好材料。
簡介
現(xiàn)代生物化學(xué)和生物工程學(xué)的許多概念都是從微生物代謝研究而獲得的。當(dāng)代生物技術(shù)的發(fā)展與微生物學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的發(fā)展息息相關(guān)。
根據(jù)研究任務(wù)不同，又可分出一些分支學(xué)科，其中著重于研究微生物學(xué)基本問題的有：普通微生物學(xué)、微生物分類學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)等；依研究對象的種類而分有：細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)等；按應(yīng)用可分為：土壤微生物學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、水生微生物學(xué)、空間微生物學(xué)、微生物和地球化學(xué)轉(zhuǎn)化等。各分支的相互配合、相互促進(jìn)，有利于微生物學(xué)全面深入的發(fā)展。
什么是微生物？什么是微生物學(xué)“微”是極小的意思。微生物就是小到肉眼看不見，必須借助于顯微鏡才能看見的生物。在空氣、陸地、河流和海洋里都有微生物分布，在人、畜和植物體內(nèi)也有許多種微生物存在，有些是致病的，對人類有害，但是也有許多微生物對人類有益，如制酒用的酒曲就是用某些微生物做的，整個發(fā)酵工業(yè)都離不開微生物。存在于土壤中的微生物叫作土壤微生物，它的種類也很多，大致可以分成細(xì)菌、真菌、放線菌等幾大類，還有一些藻類、線蟲等也可歸入土壤微生物中。微生物與土壤肥力有密切的關(guān)系，肥沃的土壤里微生物多，貧瘠的土壤里微生物少，沒有微生物的土壤就成了死土。這是因為土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解，植物所需各種營養(yǎng)成分的轉(zhuǎn)化都離不開微生物的活動。土壤微生物還能分泌出多種酶和生長刺激素，促進(jìn)植物根系的生長，把土壤微生物比作植物的胃，并不為過。土壤微生物另一個重要作用是通過其生命活動形成腐殖質(zhì)，從而把土壤無機(jī)顆粒粘結(jié)在一起成為團(tuán)粒，既能保肥保水，又能通氣和便于根系生長，改善土壤物理性狀，是土壤改良的重要目標(biāo)。微生物學(xué)知識點(diǎn)簡述致病菌引起全身感染后，常見的幾種類型？
答：①毒血癥②菌血癥③敗血癥④內(nèi)毒素血癥⑤膿毒血癥
試述構(gòu)成細(xì)菌侵襲力的物質(zhì)基礎(chǔ)。
答：①莢膜②黏附素③侵襲性物質(zhì)
簡述病原菌感染機(jī)體后，機(jī)體如何發(fā)揮抗菌免疫功能？
答：首先遇到機(jī)體的非特異性免疫包括皮膚與粘膜構(gòu)成的屏障結(jié)構(gòu)，血腦屏障，胎盤屏障及吞噬細(xì)胞對細(xì)菌的非特異性的吞噬和體液中殺菌抑菌物質(zhì)對細(xì)菌的攻擊。7-10天后，機(jī)體產(chǎn)生特異的細(xì)胞免疫和體液免疫與非特異性免疫一起殺滅病原菌
簡述細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生的主要機(jī)制。
答：①鈍化酶的產(chǎn)生②藥物作用靶位發(fā)生改變③胞壁通透性的改變和主動外排機(jī)制④抗菌藥物的不合理使用形成了抗菌藥物的選擇壓力，在這種壓力的作用下，原來只占很少比例的耐藥菌株被保留下來，并不斷擴(kuò)大。
舉例說明細(xì)菌命名的原則。
答：細(xì)菌的命名一般采用國際上通用的拉丁文雙命名法。一個細(xì)菌種的學(xué)名由兩個拉丁字組成，屬名在前，用名詞，首字母大寫；種名在后，用形容詞，首字母小寫；兩者均用斜體字。中文譯名種名在前，屬名在后。如Mycobaterium tuberculosis （結(jié)核分枝桿菌）。屬名亦可不將全文寫出，只用第一個大寫字母代表，如M. tuberculosis
如何確定從標(biāo)本中分離的細(xì)菌為葡萄球菌？并確定其有無致病性。
答：①直接鏡檢，經(jīng)革蘭染色后鏡檢發(fā)現(xiàn)革蘭染色陽性呈葡萄狀排列的球菌，可初步報告疑為葡萄球菌，需進(jìn)一步分離培養(yǎng)鑒定。②分離培養(yǎng)：血培養(yǎng)需經(jīng)增菌后轉(zhuǎn)種血平板進(jìn)一步鑒定，若無細(xì)菌生長，需連續(xù)觀察7天，并以血平板確定有無細(xì)菌的生長。膿液、尿道分泌物、腦脊液沉淀物可直接接種血平板，37℃過夜，可形成直徑約2-3mm、產(chǎn)生不同色素的菌落。金葡菌菌落周圍有透明溶血環(huán)。③試驗鑒定：血漿凝固酶試驗，甘露醇發(fā)酵試驗，耐熱核酸酶試驗，腸毒素測定，SPA檢測。致病性葡萄球菌菌落周圍有透明溶血環(huán)，血漿凝固酶試驗陽性，甘露醇發(fā)酵試驗陽性，耐熱核酸酶試驗陽性，SPA檢測有A蛋白的存在。
什么是不耐熱腸毒素（LT）？它的物理性質(zhì)、基本結(jié)構(gòu)、致病機(jī)理及與霍亂毒素（CT）的關(guān)系如何。
答：LT是腸產(chǎn)毒型大腸桿菌產(chǎn)生的致病物質(zhì)，因?qū)岵环€(wěn)定，故稱為不耐熱腸毒素。其65℃30min可被破壞。LT分為LT-Ⅰ和LT-Ⅱ，LT-Ⅱ與人類疾病無關(guān)，LT-Ⅰ是引起人來胃腸炎的致病物質(zhì)。其結(jié)構(gòu)包括1個A亞單位和5個B亞單位，其中A亞單位是毒素的活性部分。B亞單位與腸粘膜上皮細(xì)胞表面的GM1神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合后，使A亞單位穿越細(xì)胞膜與腺苷環(huán)化酶作用，令胞內(nèi)ATP轉(zhuǎn)變?yōu)閏AMP。胞質(zhì)內(nèi)cAMP水平增高后，導(dǎo)致腸粘膜細(xì)胞內(nèi)的水、氯和碳酸氫鉀等過度分泌到腸腔，同時鈉的吸收減少，導(dǎo)致可持續(xù)幾天的腹瀉。LT-Ⅰ與霍亂腸毒素兩者間的氨基酸的同源性達(dá)75%，他們的抗原高度交叉。