微生物学专题研究

微生物学专题研究

在万千的世界中，有无数的生物在我们周围生活。有一些我们可以用肉眼看见，还有一些我们无法用肉眼看见，但它的数量之多且无时无刻的存在在我们周围，它就是——微生物。

微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它形体微小，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物（也包括真菌菇类），统称为微生物。微生物学是生命科学的一个重要学科，主要研究微生物的基本结构、代谢、遗传与变异，及其与人类、动植物、自然界相互关系的一门科学。 一．微生物学研究的发展史(1)

由于它的形态微小，长时间以来人们一直无法对其有所深刻了解；虽然自古以来，人类在日常生活和生产实践中，已经觉察到微生物的生命活动及其所发生的作用，但是更多的只是处在浅显的了解和一些基本的应用；一直到17世纪列文虎克发明显微镜，人们才真正的开始进入到微生物的世界，从而更深入的了解微生物。

微生物从应用到发现再到了解，人们用了相当长的时间之间跨度达8000多年；而在这悠久的发展史中根据人们对微生物的研究和应用大致可分为三个阶段。

第一阶段，微生物的史前时期。这个时期主要从远古时期的人们开始应用微生物到列文虎克发明显微镜。这段时间最明显的表现是，人们只是依据长时间的实验了解某一些微生物的习性从而达到服务人类的目的，并不是真正意义上的了解。例如：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。我国人民在距今8000年至4500年间，就发明了制曲酿酒工艺，在2500年前的春秋战国时期已经知道制酱制醋，利用微生物分解有机物质的作用，进行沤粪积肥。在古希腊留下来的石刻上，记有酿酒的操作过程。古埃及人也早已掌握制作面包和配制果酒技术。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。

第二阶段，微生物的认识时期。时间从此列文虎克发明显微镜到19世纪中期。这个阶段人们开始逐步了解微生物，但更多的是处于微生物的形态方面和基本生活习性。例如：1796年，英国人琴纳发明了牛痘苗，为免疫学的发展奠定了基础。1838年，德国动物学家埃伦贝格在《纤毛虫是真正的有机体》一书中，把纤毛虫纲分为22科，其中包括3个细菌的科(他将细菌看作动物) ，并且创用细菌一词。1854年，德国植物学家科恩发现杆状细菌的芽孢，他将细菌归属于植物界，确定了此后百年间细菌的分类地位。1840年库津发现酒变质是由一种生物引起的。

第三阶段，微生物的深入了解时期。该时期从19世纪中期一直到现在或之后更久。此时微生物的研究主要集中在微生物的生理学上面。例如：1857年，路易斯. 巴斯德用加热杀死培养基中生物的方法，证明发酵过程的本质是由微生物引起的化学过程。1861年，巴斯德又发现微生物在有氧和无氧情况下所发酵出的物质不同，切某一物质需经有氧和无氧两过程，从而把发酵分成有氧发酵和兼性发酵。1866年，沃罗宁发现豆科植物根瘤中有细菌。1888年，贝杰林克从根瘤中分离根瘤菌，1894年，维诺格拉德斯基分离出能固氮的巴氏梭菌。两

人的研究不仅推动了微生物生理学的发展，也为土壤微生物学奠定了基础。1929年，弗莱明发现青霉素。1931年，凡尼尔发现细菌光合作用的机制。

从20世纪40年代开始，由于微生物研究上的诸多难题得以解决，使微生物的研究进入一个高速发展时期；如：1952年，N.Zinder 等描述沙门氏菌的转导作用；1953年发现DNA 的双螺旋结构模型起整个生命科学进入到分子生物学的研究领域，也是微生物学发展史上成熟到来的标志。1967年，Goulian 等体外合成生物活性DNA 成功；1975年G.Kohler 和C.Milstein 建立淋巴细胞杂交瘤技术，生产大克隆抗体，引起免疫学的革命；1982年Okayama 建立高效克隆全长双链cDNA 的方法等。

二．微生物学国内外概况。

1. 微生物学在中国的发展。(2)

中国是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，中国起步较晚。

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年微生物间伍连德用近代微生物学知识对鼠疫和霍乱病原的探索和防治，在中国最早建立起卫生防疫机构，培养了第一支预防鼠疫的专业队伍，在当时这项工作居于国际先进地位。20世纪20-30年代，中国学者开始对医学微生物学有了较多的试验研究，其中汤飞凡等在医学细菌学、病毒学和免疫学等方面的某些领域做出过较高水平的成绩。20世纪30年代开始在高校设立酿造科目和农产品制造系，以酿造为主要课程，创建了一批与应用微生物学有关的研究机构，魏岩寿等在工业微生物方面做出了开拓性工作。在新中国成立之前，我国微生物学的力量较弱且分散，未形成中国自己的队伍和研究体系，也没有中国自己的现代微生物工业。 微生物新中国成立以后，微生物学在中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。

现代化的发酵工业、抗生素工业、生物农药和菌肥工作已经形成一定的规模，特别是改革开放以来，中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，例如中国抗生素的总产量已跃居世界首位，中国的两步法生产维生素C 的技术居世界先进水平。近年来，中国学者瞄准世界微生物学科发展前沿，进行微生物基因组学的研究。中国微生物学进入了一个全面发展的新时期。但从总体来说，中国的微生物学发展水平除个别领域或研究课题达到国际先进水平，为国外同行承认外，绝大多数领域与国外先进水平相比，尚有相当大的差距。因此如何发挥中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。

2. 微生物学在国外的发展。

微生物在国外的发展大大多余在中国的发展，特别是一些欧美先进的国家，他们的微生物发展处于世界先进水平。

如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，揭露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、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术。

从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物等分支学科。巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。青霉素的发现（Fleming,1929）和瓦克思曼对土壤中放线菌的研究成果导致了抗生素科学的出现，这是工业微生物学的一个重要领域。

总而言之，西方许多科学家在微生物上发现了许多，正也是他们刻苦的发现，促成了今天微生物学的繁荣发展及各种微生物在不同方面的应用。

三．微生物影响人类生活

1. 微生物与食品。

微生物在自然界广泛存在，在食品原料和大多数食品上都存在着微生物。但不同的食品或在不同的条件下，其微生物的种类、数量和作用亦不相同。微生物既可在食品制造中起有益作用，又可通过食品给人类带来危害。概括起来，微生物在食品中的应有三种方式：①微生物菌体的应用：食用菌就是受人们欢迎的食品；乳酸菌可用于蔬菜和乳类及其他多种食品的发酵，所以，人们在食用酸牛奶和酸泡菜时也食用了大量的乳酸菌；单细胞蛋白（SCP ）就是从微生物体中所获得的蛋白质，也是人们对微生物菌体的利用。②微生物代谢产物的应用：人们食用的食品是经过微生物发酵作用的代谢产物，如酒类、食醋、氨基酸、有机酸、维生素等。③微生物酶的应用：如豆腐乳、酱油。酱类是利用微生物产生的酶将原料中的成分分解而制成的食品。微生物酶制剂在食品及其他工业中的应用日益广泛。

微生物引起的食品有害因素主要是食品的腐败变质，因而使食品的营养价值降低或完全丧失。有些微生物是使人类致病的病原菌，有的微生物可产生毒素。如果人们食用含有大量病原菌或含有毒素的食物，则可引起食物中毒，影响人体健康，甚至危及生命。所以食品微生物学工作者应该设法控制或消除微生物对人类的这些有害作用，采用现代的检测手段，对食品中的微生物进行检测，以保证食品安全性，这也是食品微生物学的任务之一。

2. 微生物与医药。

微生物为医药及医学方面有重要影响。

从列文虎克发现微生物开始，巴斯德开创了微生物的生理学时代，发现发酵与腐败均由微生物引起；李斯特创建了外科无菌手术；郭霍在确认传染病的病原菌方面做出卓越贡献。还有现代医学中，抗生素的发现为人类延长了寿命，各种疫苗，如卡介苗，乙肝疫苗等，能防止人们受疾病的痛苦。微生物在医学方面的应用无所不再。

但一些微生物却造成了人们的各种疾病，如天花病毒等。病毒与人类关系非常密切：①人类传染病75%由病毒引起；②有些病毒传染性极强，可引起世界大流行；③有些病毒可引起持续性感染；④有些病毒与肿瘤和自身免疫性疾病的发生密切相关；⑤新的病毒还不断地被发现。因此病毒是非常重要的致病性微生物，病毒性疾病的防治已成为人类关注的热点。

对于微生物，人们应发掘出它有利一面，来造福人类；而对于它有害的地方要抑制，防止它破坏原有的和平，危害生命。

四．对微生物的了解和认识。

虽然我还没有系统完整的学习微生物学，但从高中的生物课本上，我也对微生物有了一定的了解。

例如一些细菌和真菌。细菌是属于原核生物，真菌是属于真核生物。细菌中绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。细菌通常只有拟核，核糖体，

细胞质，细胞壁，细胞膜和鞭毛。细菌多以二分裂方式进行繁殖的原核生物。细菌对环境，人类和动物既有用处又有危害。真菌有成型的细胞核，包括有核膜核仁，染色体；细胞质，包括核糖体和线粒体。常见的真菌有一些菇类，是食品和制药工业的重要资源。

我知道未来专业课会学习到许多各种细菌和真菌等微生物，学习这些微生物可以让我认识到它的优点及缺点，为进一步了解微生物有关知识打下基础。

参考文献：(1)《微生物学》（第五版中文版）作者：普雷斯科特 译：沈萍 彭珍荣 高等教育出版社 ISBN：7040121700

《微生物生理学》 主编：杨生玉 王刚 沈永红 化学工业出版社 ISBN ：978-7-122-00019-4

（2）百度百科“微生物”中国发展http://baike.baidu.com/view/3736.htm