第一章 绪论
第二章 微生物类群与形态结构 第三章 微生物的纯培养和显微技术 第四章 微生物的营养 第五章 微生物的代谢
第六章 微生物的生长繁殖及其控制 第七章 病毒 第八章 微生物的遗传 第九章 微生物生态 第十章 感染与免疫
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第一章 绪论 一 、 微生物学
⒈定义: 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应用的一门科学。 2.研究对象——微生物 1）微生物与我们
微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。
细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 × 10 12 吨； 每张纸币带细菌：900万个
人体体表及体内存在大量的微生物： 皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米； 口腔：细菌种类超过500种； 肠道：微生物总量达100万亿，
粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个； 每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万 少数微生物也是人类的敌人！
鼠疫；天花；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒；
可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双 刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。 微生物的特点：
（1）体积小， 面积大：测量单位：微米或钠米
杆菌的平均长度：2 微米；1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度；10-100亿个细菌加起来重量 = 1毫克； 面积/体积比：人 = 1，大肠杆菌 = 30万；
这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。微生
物的其它很多属性都和这一特点密切相关。
对1cm3固体做10倍系列三维分割后的比面值变化
边长 立方体数 总表面积 比面值 近似对象
1.0cm 1 6cm2 6 豌豆
1.0mm 103 60cm2 60 细小药丸
6 2
0.1mm 10600cm600 滑石粉粒
0.01mm 109 6000cm2 6，000 变形虫 12
101.0μm 6㎡ 60，000 球菌
1015 0.1 μm 60 ㎡ 600，000 大胶粒
0.01 μm 1018 600 ㎡ 6，000，000 大分子
1.0nm 1021 6000 ㎡ 60，000，000 分子
（2）吸收多 ，转化快：
微生物获取营养的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！
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纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食一头500 kg的食用公牛，24小时生产 0.5 kg蛋白质, 而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质
（3）生长旺，繁殖快
大肠杆菌一个细胞重约10 –12 克，平均20分钟繁殖一代 24小时后： 4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2 × 10 43个后代，重量达到2.2 × 10 25 吨 相当于4000个地球的重量！ （4）适应强，易变异：
抗热：有的细菌能在265个大气压，250 ℃的条件下生长；自然界中细菌生长的最高温度可以达到113 ℃ ；有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死；
抗寒：有些微生物可以在―12℃ ~ ―30℃的低温生长； 抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH 0.5 ~ 13
耐渗透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl, 32%)中都有微生物生长； 抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长
个体小、结构简、且多与外界环境直接接触繁殖快、 数量多（突变率：10-5 – 10-10）短时间内产生大量的变异后代。 （5）分布广，种类多：
（6）起源早，发现晚：38亿年前，生命在海洋中出现300多年前人们才真正发现微生物的存在26亿年前，陆地上就可能存在微生物，虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1% 级界宽
（7）休眠长：世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年 3.在生物界中的地位
Wittaker(1969): 五界系统
Woes(1977，1990): 三原界分类系统，包括细菌，古生菌，真核生物 4.内容及分科
微生物学 基础微生物学 按微生物种类分
应用微生物学 按生态环境分 按技术与工艺分 按应用范围分
工业微生物学 农业微生物学 医学微生物学 药学微生物学 兽医微生物学 食品微生物学 预防微生物学
按过程或功能分按与疾病的关系分
微生物学分类
微生物生理学 免疫学
细菌学
微生物遗传学 真菌学
病毒学 微生物生态学 医学微生物学 菌物学
分子微生物学 藻类学
原生动物学 细胞微生物学
流行病学
微生物基因组学
土壤微生物学 海洋微生物学 水微生物学 宇宙微生物学
分析微生物学 微生物学技术学 发酵微生物学 遗传工程
环境微生物学
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二、微生物的发现和微生物学的建立和发展
（一）微生物的发现：我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒，；制酱，醋
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； 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著―齐民要术‖；
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年-212年间，华佗：―割腐肉以防传染‖； 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；
1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)； 16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(living
creatures)引起的；
1641年，明末医生吴又可也提出―戾气‖学说
显微镜的发明：列文虎克（荷兰）：1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察，
首次看见并描述微生物：1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antony van
leeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。列文虎克利用业余时间制造过400多架单式显微镜和放大镜，放大率一般为50~200倍。 （二）微生物学的建立和发展 史前期 初创期：列文虎克 、显微镜 1、发展过程 奠基期 发展期 2、微生物学的奠基 成熟期 法国人巴斯德（Louis Pasteur）（1822～1895） (1) 发现并证实发酵是由微生物引起的； (2) 彻底否定了―自然发生‖学说；
著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。 (3) 免疫学——预防接种 首次制成狂犬疫苗 (4)其他贡献
巴斯德消毒法：60～65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物
德国人柯赫（Robert Koch）（1843～1910） （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
（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
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3、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 Ivanovsky 提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据； 1928 Griffith发现细菌转化；
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；
1929 Fleming 发现青霉素；
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
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；
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
4、20世纪的微生物学
十九世纪末到二十世纪中期：
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。
普通生物学：细胞的构造及其在繁殖和发展中的作用、植物和动物的遗传和进化的机
制。
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 5、21世纪微生物学展望
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！ 微生物基因组的序列测定和分析； 微生物的快速检定；
微量热技术对生命过程的研究 计算机技术与微生物学的结合。 三、 微生物学对生命科学的促进
1. 多学科交叉促进微生物学的全面发展 2. 促进重大理论问题的突破 3. 对生命科学研究技术的贡献
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柯赫原则
1、 在每一相同病例中都出现这种微生物；
2 、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；
3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会 重复发生；
4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。