南开大学微生物学难点解析.pdf

第 1 章 绪论 重点、难点剖析 1．微生物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，例如：面 包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产，在冶金、石油、能源、 材料及信息等方面的应用，微生物起着不可替代的作用。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，否则地球上的所有生命将无法繁衍下 去。此外，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做 出的又一重大贡献。微生物的 “残忍”性给人类带来的灾难有时甚至是毁灭性的。1347 年 的鼠疫几乎摧毁了整个欧洲，实际上消灭了大约 75 ％的欧洲人口。今天，艾滋病正在全球 蔓延；许多已被征服的传染病(如肺结核、疟疾、霍乱等) ，也有 “卷土重来”之势；随着 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 0139 新菌型、0157 、疯牛病以及SARS 等，又给人类带来了新的威胁。因此，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 ．微生物学(microbiology)一般定义为研究肉眼难以看清的(也有少数成员是肉眼可见) 称之为微生物的生命活动的科学。但也有的微生物学家提出不同的看法，认为确定微生物 学领域不应只是根据生物的大小，而且也应该根据有别于动、植物的研究技术。例如：微 生物的分离、纯培养、消毒灭菌和无菌操作等，来定义微生物学。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，它又可分为许多不同的分支学科(其主要的分科见 教材图（1—1)，并还在不断地形成新的学科和研究领域，如：分子微生物学、细胞微生物 学和微生物基因组学。生物界分类无论是 1969 年 Whittaker 提出的五界系统，还是 1977 年 Woese 提出的三域系统，微生物都占据了绝大多数的 “席位”，分别为整个生物界的 3 ／5 和 2 ／3 ，充分体现出微生物的极其多样性以及独特的生物学特性，使微生物学在整个 生命科学中占据着举足轻重的地位。 3 ．我国 8000 年以前出现的曲蘖酿酒，几千年前就有了的酿酱、醋和用曲治病。古埃 及人的烘制面包和酿制果酒等，说明自古以来人们就在应用微生物，对它们有一定认识， 但是真正看见并描述微生物的第一个人是 17 世纪的安东 ·列文虎克，他利用 自制的显微镜 发现了微生物世界。以后的200 年间，微生物的研究基本上停留在形态描述和分门别类的 阶段。直到 19 世纪中期，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学等分支学科。19 世纪中期到 20 世纪初，微生物研究作为 一门独立的学科已经形成；并进行着 自身的发展，其研究的主要内容是感染疾病的因子、 免疫、寻找新的化学治疗药物以及微生物代谢等。20 世纪 40 年代一直到现在，随着生物 学的发展，许多生物学难以解决的理论和技术问题十分突出，特别是遗传学上的争论问题， 使得微生物这样一种简单而又具完整生命活动的小生物成了生物学研究的 “明星”。微生物 学很快与生物学主流汇合、交叉，并进一步与迅速发展起来的分子生物学理论和技术以及 其他学科汇合，使微生物学发展成为生命科学领域中一门发展最快、影响最大、体现生命 科学发展主流的前沿学科。微生物的应用也获得重大进展，抗生素、有机酸、氨基酸、维 生素及酶制剂等的生产已成为现代化的大企业，微生物已广泛用于农、工、医各方面，传 统的微生物发酵工业已从多方面发生了 10 第2 章 微生物的纯培养和显微镜技术 质的变化，成为现代生物技术的重要组成部分。 4 ．微生物学在整个生命科学带领下飞速发展的同时，也为生命科学的发展做出了巨大的贡 献。例如：生命科学许多重大理论问题的突破，微生物学起了重要甚至关键的作用，特别 是对分子遗传学和分子生物学的影响最大，如长期争论而不能得到解决的 “遗传物质的基 础是什么? ”的重大理沦问题，只有在以微生物为材料进行研究所获得的结果才无可辩驳地 证实；所谓 “跳跃基因”(可转座因子) 的发现，虽然首先来源于对玉米的研究，但最终得 到证实和公认是由于对大肠杆菌的研究；基因结构的精细分析、重叠基因的发现，最先完 成的基因组测序等都与微生物学发展密不可分；通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提 出的操纵于学说，阐明了基因表达调控的机制，为分