巴斯德学振的主要贡献是提出了生命只能来自生命的胚种学说，并认为只有活的做生物 才是传染病、发酵和腐败的真正原因，再加上消毒灭菌等一系列方法的建立，就为微生物学 的发展奠定了坚实的基础，他在自己的工作中，自发地遵循着一条唯物主义的认识论一 实践出发，通过研究总结概括出 一般规律，并进一步以它来指导实践。 从而使他的新究工作 取得了前所未有的巨大成就。他从“酒病”(1857年)的实际出发，研究了一系列的实际可题 那“瘤败病”（指曲颈瓶实验中的肉汤变质，1861）、蚕病（蚕微粒千病，1865）、禽病（鸡 乱，1879).兽病（牛 羊的炭疽病 ,1881)和人病（狂犬病，885) 在其研究工作中，发 现各种传染病都有其共同原因一活的小生物，从而使人类对传染病本质的认识提高到-·个 巒新的水平上。在这种理论指导下，他提出了一系列行之有效的解决问题的方法。例阳，发 明了巴斯德消毒法来防治“酒病”，用消毒灭菌法来防止“腐败病”，用检出并淘汰病蛾的为 法来防治蚕病，发明用接种减意菌苗的办法来预防鸡霜乱和牛、羊的炭疽病，以及用狂犬鱼 化特苗来贴怡人卷的年犬贵，答等 科赫学派的重要业绩主要有三个方面：①建立了研究徽生物的一系列重要方法，尤其在 分离微生物纯种方面，他们把早年在马铃薯块上的固体培养技术改进为明胶Ψ板培养技术 (1881),并进而提高到球脂平板培养技术(1882)。在1881年前后，科赫及其助手们还创立 了许多显微镜技术，包括细菌鞭毛染色在内的许多染色方法、悬滴培养法以及显徽摄影技术 ②利用平板分离方法寻找并分离到多种传染病的病原南，例如炭疽病菌(1877)、结核杆菌 (1882)、链球菌(1882)和智乱弧菌(1883)等。③在理论上，科赫于1884年提出了科赫法 则(Koch's postulates),其主要内容为：病原微生物总是在患传染病的动物中发现而不存在于 健康个体中：这一微生物可以离开动物体，并被培莽为纯种培养物；这种纯培养物接种到敏 感动物体后， 应当出现特有的病症：该微生物可以从患病的实验动物中重新分离出来，并可 在实验室中再次培养，此后它仍然应该与原始病原微生物相同。 继巴斯德与科棒的研究工作后，就出现了其成果的横向扩散，结果，一系列微生物学的 分支学科就相继创立了。例如细菌学（巴斯德，科赫等），消毒外科术（小.1sc),免疫学 C巴斯德，H.L.MeuKsKoB(梅契尼科夫)，von Behring,P.Ehrlich等)，土襄微生物学 CC.H.Bopa过cKm(维诺格拉德斯基)，M.W.Beiierinck等]，病毒学CL.M.BAHORCK1(伊 凡诺夫斯基)，M.W.Beijerinck等)，植物病理学和真菌学(De Bary,M.J.Berkeley等)，酿造 学(E.C.Hensen,A.Jorgensen第)，以及化学治疗法(P.Ehrlich等)，等等。 4,发屦▣1897年德国人E,Buchner用无细胞醇母蘭压控汁中的“洒化德”(vmas)对 葡萄糖进行酒精发酵成功，从而开创了微生物生化研究的新时代。此后，微生物生理、代谢 研究就蓬勃开展了起来， 在发展期中，微生物学研究有以下几个特点： ()进入了微生物生化水平的研究。如果说上一时期的一些微生物学家主要是以寻找) 和动物的致病菌为目标的“微生物猎人”的话，则这一时期就以研究徽生物对维生素需要、酶 的特性、寻找和研究抗生素以及逐步深入到以研究它们的遗传变异和基因为主的新阶段。因 此，徽生物学家就从“微生物猎人”而发展为“维生素猎人”、“酶猎人”、“抗生素猎人”和 “基因猎人”了。 (2)应用微生物的分支学科更为扩大，出现了抗生素等新学科 (3)开始出现微生物学史上的第二个“海金热 一寻找各种有益微生物代谢产物的热
潮。 (4)在各微生物应用学科较深入发展的基础上，一门以研究薇生物基本生物学规律的综 合学科-一普通徽生物学开始形成，代表人物是美国加里福尼亚大学伯克利分校的M.Doudo roff. (⑤)各相关学科和技术方法相互渗透，相互促进，加速了徽生物学的发展， 5.成熟期从1953年4月25日J.D.Watson和H.R.C.Crick在英国的《自然》杂志上发 表关于DNA结构的双螺旋棋型起，整个生命科学就进入了分子生物学研究的新阶段，同样也 是徽生物学发展史上成熟期到来的标志。 本时期的特点为：①徽生物学从一门在生命科学中较为孤立的以应用为主的学科，迅速 成长为一门十分热门的前沿基础学科；②在基础理论的研究方面，逐步进入到分子水平的研 究，微生物迅速成为分子生物学研究中的最主要的对象：③在应用研究方面，向着更自觉、更 有效和可人为控制的方向发展，至70年代初，有关发醇工程的研究已与遗传工程、细胞工程 和酶工程等紧密结合，徽生物已成为新兴的生物工程中的主角， 纵观微生物学发展史，可以看到，我国人民在世界徽生物学史上的地位在各个历史阶段 是不平衡的。从心年代开始，在国际上兴起的生物工程，不但是世界范围内第四次工业革 的重要内容，而且正因为徽生物在生物工程中处于主角地位，故也是微生物学发展史上第三 次“淘金热”的目标。错过前两次“淘金”机会的中国人民，应该也一定能在这次大好机会 中取得一个个胜利。 三、微生物学的发展促进了人类的进步 日本学者尾形学在其《家畜微生物学》(1977) 书中，第一句话就是“在近代科学中 对人类福利最大的一门科学，要算是徽生物学了，”这是很有道理的。因为在人类的幸福中， 健康应该居一切之首，而徽生物学的发展，为人类的健康长寿作出了极其重大的贡献。 (一)在医疗保链战线上的六大“战役” 1.外科消毒术的建立巴斯德的“胚种学说”的建立，为外科消海术的发展莫定了坚实 的理论基础。英国爱丁堡医院的外科医生J,Lter(18271912)根据巴断德提出的细蘭是脑 败的真正原因的分桥，在1865年8月12日试验了用石炭酸消率的新型外科手术。结果取得 了奇迹般的成功。据统计，1864年时在法国巴黎的医院中，外科手术的死亡率高达53.6%， 英国的一般医院为80%，其中最好的爱丁堡医院，外科手术的死亡率亦高达45%，因此，当 时的外科医生常被称为“剑子手”。当J.Ltr发明外科消奉术后，1868年，爱丁堡医院的外 科手术死亡率已降低到15%左右。 2.寻找人畜病原菌在19世纪70年代至本世纪初的30年间，由于研究徽生物的许多 独待方法的相继建立，大量危害人畜的烈性传染病的病原整终于被- ·分离出来了，例如 Bacilus anlhracis(炭直芽孢杆菌，1877)，Myobocterim laproe(麻风分技杆菌，1874)，S如elococus (肺炎链珠第，过去称肺炎双球蘭，1880)，Saimonella typhi(伤寒沙门氏菌，1880)，M cer heroi(结核分枝杆蕾，1882)，Vrocma(逗号烈菌，1883)，Co lelni (破伤风梭菌，1884)，Pastarella(鼠疫巴斯德氏曹，1894，目前已改称Yersinia pectia鼠疫 耶尔森氏菌)，以及igella(痢疾志贺氏曹，1898)等 3.免疫防治法的应用种痘最早起源自我国宋明真宗(9981022)年代的人痘，1796年， 5
英国医生E.Jenner首次为一男孩接种牛痘苗并取得很大的成功，从此，种牛痘就成为预防天 花最有效的措施了，19世纪末，L.Pasteur、R.Ehrlich和von Behring等陆续发明了预防或治疗 各种细菌性传染病的菌苗、疫苗、类毒素及抗血清等。1923年法国的A.Calmette和C,Guerin 通过了13年的不懈努力，终于发明了减毒牛型结核杆菌制成的卡介苗(BCG)。此后，生物怎 品的研究获得了蓬物的发展，目前，正在积极开展各种高效化学组分疫苗、单克隆抗体、嵌 合抗体和双功能抗体第的研控。 4.化学治疗剂的发明为了抑制或杀死潜伏于人或动物体内部的病原菌，就必须寻找 类对病原菌有强大毒力而对其宿主基本无毒的药物，这就是化学治疗剂。 1909年，德国医生和化学家P.Ehrlich(1854~1915)经过艰苦的努力，终于合成了能消 灭人体血液中梅毒螺旋体的化学治疗剂“66”（凡纳明），这是人类在合成化学治疗剂战斗 中的第一次胜利，它打开了化学治疗领域的大门，鼓舞着无数科学家去寻找更多、更有效的 化学治疗剂。又经过20多年的艰苦奋斗，至1935年，另一个德国医生G.Doma及其同事 终于传出了又一个振奋人心的喜讯 一个能治疗链球菌感染的新的化学治疗剂 种红色 染料“百浪多息”发明了，同年稍后，法国Tr'efoucl证明了它的抑菌机制是在体内可释效出 有效的抑菌成分磺胺。此后适用于治疗各种感染的磺胺类化合物就生产出来，对许多病原菌 有很高的疗效。例如，在19世纪中叶，进巴黎产科医院分娩的妇女，因患产褥热而致死的》 数就达到1/19,1935年还未使用磺胺药时，产褥热的死亡率为105/小10万人，而至1941年时， 则减少至20/10万人了。此后，化学抬疗剂的研究获得了很大的发展， 5.抗生素治疗的兴起1929年英国细菌学家A.Flemins发现第一个有实用意义的抗生 素一-青需素。从1943年起，青莓素已得到日益广泛的应用。在青莓素的巨大医疗效益的促 进下，各国微生物学家就狱起了一个广泛寻找土壤中拮抗性微生物的热潮。1944年，类国敛 生物学家S.Waksman从近1万株土壤放线菌中，找到了疗效显著的链素，接着素、金 霉素、土霉素、红霉素、新霉素、万古霉素、卡那香素和庆大霉素等相继发现。1978年时已 找到过5128种抗牛素，而据1984年的统计则达到了9000多种！至今，抗生素已成为各 药物生产中最重要的产品。 6。用遗传工程和生物工程技术使微生物生产生化药物主要特点是利用微生物作为各 种不同生物有关目的基因的受体，由微生物来生产各种生化药物，其中除抗微生物药物外，还 包括治疗各类其他疾病的药物，例如疫苗（病毒衣壳蛋白，细胞组分疫苗等）、抗体、干扰素 胰岛素、激素以及其他各种多肽类药物等。 通过上述的六大“战役”，人类在与病原微生物的斗争中已取得了极其辉煌的战果，首先 细菌性传染病已从人类死亡率的首位退居到四五位以后（不同国家、不同地区有所不同）：其 次，人类平均寿命大大提高：第三，曾经得蹶一时的天花已在1979年10月26日由WH0 (世界卫生组织)宜布在地球上绝迹；最后，生活在文明社会的每一个人，儿乎毫无例外地都 或多或少获得过抗生素的治疗。 (二)微生物在工业发展过程中的六个里得电 1,自然发酵与食品、饮料的酿造世界各国劳动人民在其各自的生产实践中，逐步学会 了利用有益微生物在自然接种和混菌发酵的条件下来酸造自己喜爱的风味食品和饮料，例如 酒、酱、酷、泡菜、豆豉、酸牛奶、干酪和面包等。 2.罐头保藏1304年，法国厨师N.Apet经过10年试验后，发明了食品的玻璃瓶藏 6
技术，从而为食物的消毒灭菌和长期保藏找到了一种较为有效的方法。 3.厌氧纯种发壁技术本世纪初，在工业发酵的早期，人们首先发展了不蚩通气橙挂等 复杂装置的厌氧纯种发技术，利用它来进行乙醇、丙酮、丁醇、乳酸或甘油生产 4.深层液体通气搅拌培养0年代初，由于青霉素发酵的推动，促进了大规模液体深层 通气搅梓培养技术的发展，从此，在工业发酵中占据主要地位的好氧发酵获得了飞速的发展。 于是，抗生素、有机酸和酶制剂等发酵工业终于在世界各地莲勃地建立起来了。 5.代谢调控理论在发酵工业上的应用从50年代中期起，由于对微生物代谢途径和调 控研究的逐步深入，在发酵工业上找到了能突破微生物代谢调控以累积有用代谢产物的手段， 并很快用于大规模工业生产上，例如谷氨酸(1956)和核苷酸类物质一肌昔酸(1966)的 发解生产等， 6.生物工程的兴起从70年代初开始，由于生物学基础理论和实验技术的飞速发展，结 合多种现代工程技术，终于发展出一门新兴的综合性的应用学科一生物工程学(biotechnolo y,又译生物技术)。所调生物工程学，一般认为是以生物学（特别是其中的微生物学、遗传 学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础，结合化工、机、电子计算机等现代工程技 术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遭传物质，定向地改造生物或其功能，短 期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程 细胞株”进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能的一门新兴 技术。生物工程学一般可包括五大工程，即遗传工程、细胞工程、微生物工程（发酵工程）、 酶工程（生化工程）和生物反应器工程。这五大领城中，前两者的作用是将常规菌（或动植 物细胞株)作为特定遗传物质的受体，使它们获得外来基因，成为能表达超远缘性状的新物 种一 ·“工程菌”或“工程细胞株”，后三者的作用是为这一有巨大游在价值的新物种创诗 良好的生长、繁殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经 济效益和社会效益。因此，遗传工程是生物工程的主导，而微生物工程则是生物工程的基础。 做生物工程具有比化工生产优越得多的优点，例如一步生产，条件温和，原料便宜，设备通 用和污染较少等，可以预期在本世纪末和下一世纪，在人类从利用有限的矿物资源的时代过 读到利用无限的可再生的生物资源的时代中，生物工程学将对人类社会的发腰作出越来越大 的贡献 现把生物工程学所包括的主要领城及其作用简括如下： 常规菌（或常规细孢株》 个液传工 改造物种 ②细胞工程 生物工程〔学) 工程菌 程细胞株”) 覆品生产了生物反应器工程 〔经济效 (三)微生物学促进了农业的进步
微生物在农业生产中有多方面的应用，从而促进了大农业（农、林、牧、副、渔）的发 展，如以菌治虫，以南治病，以蓝治草（微生物治草剂）：以菌增肥，以菌促长（如赤霉素等 促进植物生长)：以菊当饲料（包括饵料）：以菌当药物（药用其菌）：以菌当蔬菜（食用菌）： 以及以消立沼气等】 (四)微生物与生态和环境保护的关系 从微生物是食物链中的主要环节、污水处理中的中心角色、生态农业中的重要指施以及 自然界物质循环中的关键作用等多方面，都可看到微生物在生态和环境保护中所起的重要作 用。 (五)微生物学对生物学基础理论研座的贡献 1.以徽生物作为研究对象解决了生物学上的许多重大争论问题 例如生命自然发生说 的否定，突变本质的证明，核酸是一切生物遗传变异的物质蕃础等的阐明等等，都是以微生 物作为材料才得以背定的。从获诺贝尔生理学或医学奖的近一半工作都与微生物有关，更可 充分证明这一点， 2.是分子生物学的三大来源和三大支柱之一前美国科学院院长P.Handler在其主编的 《生物学与人类未来》(1970)中曾指出：“约在25年前，随着生物化学、微生物学和透传学 的融合，分子生物学开始出现。这三门学科的各种方法与具体知识的结合，创造了卓有成效 的实验和概念工具.”这句话所表达的含义是十分确切的，说明微生物学是分子生物学的三大 来源或三大支柱之一。 3.遗传学研究对象的微生物化促使经典遗传学发展为分子遗传学由于遗传学主要是 研究亲代与子代间遗传变异规律的科学，因此 代期短、培养条件简便、传性状丰富、 数为单倍体和具备多种原始遗传重组方式等优点的微生物，自然就戒为最适宜的遗传学研究 对象了（表0-1）. 表-1传学研究对的不断微生物化 年份1865 1909 1941 1946 405年代 代表人制Mendel Morgen derberg尊 Debr0ck等 生物时胸豆 接陶图 大弱杆 T系灌蘭体 生物体制大型真核，植物中真核，昆岛小型真核，真菌 非细相生物 素啦速度数月~1年/代 9-12天/代 9天/代 群体：<1天/代 群体：数小时/代 鸭：20分/代 个体，一15分/代 研究水平细胞 架色体 基因 基因 基因 开剑生化遗传学，坪 提出潮传因子概提出基因论，创立 速立分子速传学，揭示原核建立分予遮传华，满示 出“一个花因一个 念和孟苦尔定神乘色体遗传学 幕因厦短的规律 原核基因重组的规律 德”学说 4.徽生物与基因工程基因工程即遗传工程，在其操作中有基因供体、基因载体、工具 酶和基因受体等四个主要方面。其中除基因供体原则上可以是任何生物的任何基因外，至今 基因载体都只能是微生物或其某一组分（如细菌的质粒、病毒粒子或噬菌体），各种丁具酶 (核酸内切酶、连接酶等)几乎都来自多种不同的做生物，而作为基因的受体，在现阶段也儿