微生物学概论

2、微生物学推动生命科学的发展
（1）促进许多重大理论问题的突破
基因和酶关系的阐明及“一个基因一个酶”的假说；
遗传的物质基础的阐明； 1941年Beadle和Tatum用粗糙脉胞霉进行的突变实验，使基因 基因概念的发展； 和酶的关系得以阐明，并提出了“一个基因一个酶”的假说。
遗传密码的破译；
目前已经完成了200多种微生物的序列测定。
2、与环境密切相关的微生物学研究将获得 长足发展
• 以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生 物与环境的相互作用为研究内容的微生物生态
学、环境微生物学、细胞微生物学等，将在基
因组信息的基础上获得长足发展，为人类的生
存和健康发挥积极的作用。
五、21世纪微生物学发展的趋势
（2）柯赫
2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献： a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；
b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）
c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 ——著名的柯赫原则
四、20世纪的微生物学
19世纪末到20世纪中期：
微生物学：鉴定病原菌、
研究免疫学及其在预防疾病中的作用、
寻找化学治疗药物、 分析微生物的化学活性。
四、20世纪的微生物学
1、多学科交叉促进微生物学全面发展 20世纪40年代后，微生物自身的特点使其成为生物
学研究的“明星”，微生物学很快与生物学主流汇合，
并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅速的发
展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。
微生物学与生物学发展的主流汇合、交叉， 获得了全面、深入的发展
微生物具备生命现象的特性和共性，将是
21世纪进一步解决生物学重大理论问题，如生
命起源与进化，物质运动的基本规律等，和实
际应用问题，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。
五、21世纪微生物学发展的趋势
4、与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展
学科交叉永远是科学创新的源泉！
微生物学、生物化学（遗传学）→分子生物学 微生物学、数理化、计算机、信息→微生物基因组学 微生物学、地质、海洋、大气、太空→微生物地球化 学、海洋微生物学、大气微生物学、太空（宇宙）微 生物学、极端环境微生物学 微生物学、能源、信息、材料、计算机→ 微生物的研究技术→自动化、定向化、定量化
1995第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列 测定完成；
1996 第一个自养生活的古生菌基因组测定完成； 1997 第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成；
三、微生物的发现和微生物学的发展
3、微生物学发展的奠基者
（2）柯赫 1）微生物学基本操作技术方面的贡献 a）细菌纯培养方法的建立 土豆切面 → 营养明胶 → 营养琼脂（平皿） b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养 c）流动蒸汽灭菌 d）染色观察和显微摄影
两步法生产维生素C的技术居世界先进水平 泉生热孢菌全基因组序列测定
五、21世纪微生物学发展的趋势
• 1、微生物基因组学研究将全面展开 21世纪微生物将继续作为“人类基因组计划” 的主要模式生物，在后基因组研究中发挥不可替 代的作用，其基因组研究正进一步扩大到其他微 生物，特别是与工农业及与环境、资源有关的重 要微生物。
“断裂基因”、 “跳跃基因”、“重叠基因”的 基因表达调控机制的研究； 发现，以及基因结构的精细分析、基因组测序等。
生物大分子合成的中心法则；
DNA → RNA → 蛋白质
（4）我国微生物学的发展
汤飞凡：沙眼病原体的分离和确证
陈华癸：根瘤菌固氮作用的研究
高尚荫：创建了我国病毒学的基础理论研究 和第一个微生物学专业 抗生素的总产量已耀居世界首位
3、微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视
特性：微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如可在 其他生物无法生存的极端环境下生存和繁殖，具有其 他生物不具备的代谢途径和功能，反映了微生物极其 丰富的多样性。 共性：微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：生长、 繁殖、代谢、共用一套遗传密码等，甚至其基因组 上含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高 度的统一性。
1929 Fleming 发现青霉素； 对其机理的研究导致DNA是遗传物质的确证； 外源遗传物质导入各种细胞的基因重组技术的建立； 1944 Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体； 1953 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构； 1970～1972 Arber、Smith和Nathans发现并提纯了 DNA限制性内切酶
5、微生物产业将呈现全新的局面
• 微生物从发现到现在300年。已在人类的生活和生 产实践中得到广泛的应用。并形成第三大产业
（微生物发酵产业）。
• 基因工程菌将形成一批强大的工业生产菌：基因 工程药物、药物设计、 DNA疫苗等。人类将完全 征服癌症、艾滋病以及其他疾病。 • 微生物自身特性的进一步开发、利用：例如降解
三、微生物的发现和微生物学的发展
1、微生物的发现
我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒； 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；
2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；
公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；
公元前112~212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；
公元9世纪痘浆法、痘衣法预防天花；
性塑料，DNA芯片、生物能源等。
16世纪，古罗马医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见
的生物(living creatures)引起的；
三、微生物的发现和微生物学的发展
2、微生物学发展过程中的重大事件
1890 Von Behring制备抗毒素治疗白喉和破伤风； 1892 1928 Ivanovsky提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据； Griffith发现细菌转化；
二、微生物学
1、研究对象及分类地位 微生物学（microbiology）：研究肉 眼难以看清的微生物的生命活动的
科学。100多年的历史。
研究技术：分离、培养、消毒灭菌、 培养及应用
2、研究内容及分科
微生物学是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
规律及其应用的一门科学。 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，其又可分为许多不同的分支学科， 并且还在不断地形成新的学科和研究领域。
三、微生物的发现和微生物学的发展
2、微生物学发展源自文库程中的重大事件
1977 Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群 Sanger首次对f×174噬菌体DNA进行了全序列分析； 1982～1983 Prusiner发现朊病毒(prion)； 1983～1984 Mullis 建立PCR技术；