录 .7. 四、T细胞介导的细胞免疫 (394) 五、肿密免疫 (400 五、联合抗感染免疫. (395) 第五节免疫学的实际应用 (401) 六、克隆选择和免疫耐受性 (395) 、抗体的制备及应用· (401) 第四节免疫病理 (396 免疫学技术 (405 超威反应 (396) 三、免疫预防. (408) 二、自身免疫病. (397) 小结. .(409 二免湾4(398} 思考题. (410 四、免疫缺陷 (399) 第十五章 微生物工业和产品 第一节工业发酵的菌种和发酵特征 四、酶制剂 44(439） (411 五、微生物农药、肥料和问料.(440 ,生产菌种的要求和来源 .(411 第四节 微生物在治金、能源等领域 二、大规模发酵的特征. (415) 的应用 +.(445) 第二节 工业发酵的方式 (421 微生物冶金 (445) 一，车续发肆， (422) 二、微生物在石油工业中的应用 二、固定化酶和固定化细胞发酵 (446) (423) 三、微生物传感器、燃料电池和 二、固态发酵 (426) DNA芯片 .(447 四、混合培养物发酵 (428 四、微生物塑料、功能材料和生物 第三节发酵的主要产品： (429) 计舞机 .(40 食品和饮料 (429) 五、海洋微生物和宇航中微生物 二、抗生素和其他微生物药物及 的开发利用 （451】 牛物用周品. (433) 小结 (452) 三、氨是酸、有机酸、醇、维生素、 思考题 (453) 孩苔酸，激表菩 (437 主要参考书目 (454) 附录 常见微生物名称索引 (457) 附录二常用微生物学名词素引· (460)
第一章 绪 论 一、微生物和你 当你清晨起床后，深深吸一口清新的空气，喝一杯可口的酸奶，品尝者美味的面包或馒头的时 候，你就已经开始享受到了微生物给你带来的恩惠；当你因患感目或其他某些疾病而躺在医院的病 床上，经受病痛的折磨时，那便是有害的微生物侵蚀了你的身体；但当白衣护士给你服用（或注射） 抗生素类药物，使你很快恢复了健康时，你得感谢微生物给你带来的福音，因为抗生素是微生物的 “奉献”。然而，如果高剂量的某种抗生素注入到你的体内后，效果甚微或者甚至毫无效果，你可曾 想到这也是徽生物的恶作剧一病原微生物对药物产生了抗性。这时医生只好尝试用其他药物、 这些药物又有待于微生物学家和其他科学家去研究、开发.。 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。在本书中你们将读到微生物在许多重要产品中所起的不可替代的作 用，例如面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产（见第十五章），同时也是人类 生存环境中必不可少的成员，有了它们才使得地球上的物质进行循环（见第十一章），否则地球上的 所有生命将无法繁衍下去。此外，你在第十章还将会看到以基因工程为代表的现代生物技术的发 展及其美妙的前景也是微生物对人类作出的又一重大贡献。 然而，这把双刃剑的另一面一微生物的“残忍”给人类带来的灾难有时甚至是毁灭性的 1347年的一场由鼠疫耶森氏菌(Yersinia pest)引起的癌疫几平摧毁了整个欧洲，有13的人（约 2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲 人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率 极高。今天，一种新的疫 一艾滋病(ADS)也正在全球蔓延；癌症也正威胁着人类的健康和生 命；许多已被征服的传染病（如肺结核，疟疾、猛乱等）也有“卷土重来”之势。据1999年8月世界工 生组织的统计，目前全世界有18.6亿人（相当于全球人口的32%）患结核病。随誉环境的污染日 趋严重，一些以前从未见过的新的疾病（如军团病、埃博拉病毒病、霍乱O139新菌型、大肠杆菌 O157新菌型以及疯牛病等)又给人类带来了新的威胁。因此，你 未来的微生物学家或其他科 学家任重道远。正确地使用微生物这把双刃剑，造福于人类是我们学习和应用微生物学的目的，也 是每一个微生物学工作者义不容辞的责任
·2. 第一章结论 二、微生物科学 1,研究对象及分类地位 微生物研究作为一门科学 做生物学，比动物学、植物学要晚得多，至今不过100多年的历 史。因为微生物太小，需借助显微镜才能看清它们，因此微生物学(Microbiology)一般定义为研究 肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学。这些微小生物包括：无细胞结构不能独立生活 的病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、阮病毒）、具原核细胞结构的真细菌、古生苗以及具真核细胞结构 的真菌（酵母，霉菌、華菌等）、单细胞藻类、原生动物等。但其中也有少数成员是肉眼可见的，例如 近年来发现有的细菌是肉眼可见的：1993年正式确定为细菌的Epulopiscium fishelsomni以及1998 年报道的Thiomargarita namibiensis(见第二章)，均为肉眼可见的细菌。所以上述做生物学的定 义是指一般的概念，是历史的沿革，也仍为今天所适用。 但也有的微生物学家提出不同的看法，例如著名的微生物学家Roger Stanier提出，确定微生 物学领城不应只是根据其大小，还应该根据有别于动、植物的研究技术。徽生物学家通常要首先从 群体中分离出特殊的微生物纯种，然后还要进行培养，因此研究微生物要使用特殊的技术，例如消 毒灭菌和培养基的应用等，这对成功地分离和生长微生物是必须的，也是有别于动、植物的。 由于微生物的极其多样性以及独特的生物学特性（个体小、繁殖快、分布广等），使其在整个生 命科学中占据者举足轻重的地位。无论是1969年Whittaker提出的五界系统，还是1977年Woe 提出的三域(domain)系统（见第十二章），微生物都占据了绝大多数的“席位”，分别为35和23强 这是微生物在整个生物界的分类地位。在本章的后部分我们还将讨论微生物及微生物学对整个生 命科学作出的巨大贡献及其生物学地位 2.研充内容及分科 那么微生物学具体的研究内容是什么呢？总的来说，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、生态等生命活动规律及其应用的一门学 科。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，又可分为许多不同的分支 学科，并还在不断地形成新的学科和研究领域。其主要的分科见图1-1。 在分子水平上研究微生物生命活动规律的“分子微生物学”，重点研究微生物与寄主细胞相互 关系的新型学科领域 一细胞微生物学(Cellular microbiology),以及伴随人类基因组计划兴起的 微生物基因组学等分支学科和新型领城的兴起，标志着微生物学的发展又迈上了一个新的台阶，正 以新的姿态迈人21世纪 三、微生物的发现和微生物学的发展 (一)徽生物的发现 在人们真正看到微生物之前，实际上已经猜想或感觉到它们的存在，甚至人们已经在不知不觉 中应用它们。我国劳动人民已很早就认识到微生物的存在和作用，也是最早应用徽生物的少数国 哀之一。据老古学推测.我国在800年以前已经出现了曲维酿酒了，4000多年前我国酿酒已十 分普遍，而且当时的埃及人也已学会烘制面包和酿制果酒，2500年前我国人民已发明酸酱、醋，知 道用曲治疗消化道疾病。公元6世纪（北魏时期），我国贾思勰的巨著（齐民要术）详细地记载了制 曲、酿酒、制苦和酿醋等工艺。公元9世纪到0世纪我国已发明用鼻苗法种痘，用细菌浸出法开采
第一章绪论 ·3. 微生物学 基础微生物学 应用微生物学 枝微生物种类分 装过程或功能分胺与疾病的关系分按生态环境分 花技术与工艺分按应用范墨分 细 领生物生理学 免疫半 土桌微生物学 分析测生物举 工业微生物半 生 真菌学 微生物遗传学 医学漫生物坐 海样微生物学 生物技术 农业微生物节 病学 嫩生物生态学 酸物学 分子测生物学 水生物号 传工 原生动物与 组隐敢生物 宙微生物学 类 微生物基因组学 图1-1微生物学的主要分支学科 铜。到了l6世纪，古罗巴医生G.Fracastoro才明确提出疾病是由肉眼看不见的生物(living crea turs)引起的。我国明末(1641年)医生吴又可也提出“戾气”学说，认为传染病的病因是一种看不 见的“戾气”，其传播途径以口、鼻为主。 但是真正看见并描述微生物的第一个人是荷兰商人安东·列文虎克(Antony van Leeuwen, hok,1632一1723)（图1-2），但他的最大贡献不是在商界而是他利用自制的显微镜发现了微生物 世界（当时被称之为礅小动物），他的显微镜放大倍数为50~300倍，构造很简单，仅有一个透镜安 装在两片金属薄片的中间，在透镜前面有一根金属短棒，在棒的尖端搁上需要观察的样品，通过调 焦螺旋调节焦距。利用这种显微镜，列文虎克清楚地看见了细菌和原生动物。首次揭示了一个崭 国1-2列文虎克(1632-1723)
4 第一意绪论 新的生物世界 微生物界。由于他的划时代贡献，1680年被选为英国皇家学会会员 (二)微生物学发展过程中的重大事件 由列文虎克揭示的多姿多彩的徽生物世界吸引着各国学者去研究、探索，推动着微生物学的建 立和发展，表1-1列出了发展过程中的重大事件。 表1一】微生物学发展中的蓝大事件 时间 重大事件 1857 巴斯德证明乳散发脖是由微生物引起的 1861 巴斯德用曲颈瓶实验证明徽生物非自然发生，推翻了争论已久的“自生说 1864 巴斯德建立巴氏消毒法 1867 Lsr创立了消毒外科，并首次成功地进行了石炭酸消毒试脸 1867一1877柯赫证明炭痘病由炭疸杆菌引起 1831 柯赫等首创用明胶固体培养基分离细菌，巴斯德制备了炭疽盖苗 182 柯赫·发现结核杆菌 1884 Kcch'氏法则首次发表；'阑述吞作用；建立高压装汽灭菌和草兰氏染色法 1885 巴斯德研究狂犬疫苗成功，开创了免疫学 1887 Richard Petri发明了双层培养且 1888 Be ijerinck时首次分离根箱菌 1890 von Behring'制备抗毒素治疗白喉和装伤风 1891 Stemberg与巴斯德同时发现了肺炎球菌 1892 【vanowsky提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；Winogradsky发现循环 1897 Bichner用无细胞存在的酵母菌抽提液对葡萄精进行酒精发酵成功 1899 RCss·证实疟疾病原菌由蚊子传播 1909-1910 Ricketts发现立克次氏体；Ehrlich'首次合成了治疗梅毒的化学治疗剂 1928 Griffith发现细蓝转化 1929 Fleming发现青每素 1935 Slew”首次提纯了烟草花叶病靠.并获得了它的“蛋白质结品” 1943 Luia和Detbruck”用被动试貌证明菌嘴菌体的抗性是基因自发突变所致 Chain~和F曰orey形成青悬素工业化生产的工艺 1944 Avery等证实转化过程中DNA是遣传信息的载体：Waksman'发现链霉素 1946一1947 Lederberg'和Tatum发现细蕾的接合现象，基因连黄现象 1949 上ndes”、Robbins和Weer'在非神经的组织培养中，培养将精灰质炎病毒成功