(一)一個難以認識的微生物世界
(1)個體微小 一般地說，人眼對小於1mm的物體就看不清楚了，而微生物的大小多數
是在幾”m至幾十，m範圍內，因此就無法發現或辨認它們。
(2)外貌不顯 微生物的個體(細胞)雖看不見，但是由無數個體組成的群體菌苔)卻是可見的。然而，各種微生物群體的外形往往平淡無奇、不甚顯目，因此用就極易忽略。
(3)雜居混生 微生物在自然條件下都是雜居混生在一起的，因此，在發明對其中各純種微生物可進行分離、培養的技術前，是無法知道各種微生物對自然界和人類的真正作用的。
(4)因果難聯 由於微生物具有生長繁殖速度快和代謝活力強等特點，因此，當人體或動植物體處在病原微生物感染的早期時，一般並不會引起人們的警覺。一旦事態突然嚴重時，對於一些沒有較深刻的微生物學知識的人來說，也不會真正理解這竟然是微生物生命活動的結果，因此容易遭到損失。在非病原微生物引起的各種生物化學變化(如發酵、腐敗等)中，也有同樣的情況。
微生物學曆史發屜的早期，就是圍繞著如何克服這四大障礙而開展各種研究工作的。
(二)人類揭開微生物世界奧秘的曆史
微生物學的發展曆史可分為五個時期，現簡述如下。
1．史前期 史前期是指人類還未見到微生物個體尤其是細菌細胞前的一段漫長的曆史時期繁地打交道，井憑自己的經驗在實踐中開展利用有益微生物和防治有害微生物的活動。但由於在思想方法上長期停留在“實踐一實踐一實踐”的基礎上，因此隻能長期處於低水平的應用階段。
在史前期，世界各國人民在自己的生產實踐中都累積了許多利用有益微生物和防治有害微生物的經驗，例如發麵，天然果酒和啤酒的釀造，牛乳和乳製品的發酵以及利用黴菌來治療一些疾病等。但是，在當時應用水嚴最高並獨樹一幟的應首推我國人民在製曲、釀酒方麵的偉大創造。
我國人民在距今約8 000年至4 500年間，已發明子製曲釀酒工藝，在2 500年前的春秋戰國時期，已知製醬和醋。在宋代，已采用老的曲子——“曲母”來進行接種，還根據紅曲苗有喜酸和喜溫的生長習性，利用酸大米和明礬水在較高溫度下培養，以製造優良的紅曲。在900年前，利用自養細苗生命活動的膽水浸銅法(類似於今日的細菌瀝濾，見第九章)已正式用於生產銅。在2000年前，已發現豆科植物的根瘤有增產作用，井采用積肥、漚糞、壓青和輪作等農業措施，宋利用和控製有益微生物的生命活動，從而提高作物產量。在醫藥方麵，我們的祖先早在2 500年前就知道利用麥曲治療腹病。另外，在對傳染病及其流行規律的認識，對消毒、滅菌措施的利用等方麵都有過一定的貢獻。此外，在宋代還創造過“以毒攻毒”的免疫方法，發明用種人痘來預防天花，這要比英國人E．Jenner在1796年發明種牛痘預防天花早半個多世紀。
我國人民所創造的製曲釀酒工藝有四大特點，即曆史悠久、工藝獨特、經驗豐富、品種多樣，這是值得後人發揚光大的。
2． 初創期 從1676年列文虎克用自製的單式顯傲鏡觀察到細菌的個體起，直至1861年近200年的時間，在這一時期中，人們對微生物的研究僅停留在形態描述的低級水平上，而對它們的生理活動及其與人類實踐活動的關係卻未加研究，因此，微生物學作為一門學科在當時還未形成。
這一時期的代表人物是荷蘭的業餘科學家——微生物學先驅者列文虎克(Anthonyvan Leeuwenh~8，1632~1723)。他的貢獻主要有三方麵；
① 利用單式顯敬鋪(透鏡直徑約3mm)觀察了許多微小物體和生物，並於1676年首次觀察到形態微小、作用巨大的細菌，從而解決了認識微生物世界的第一個障礙；
② 一生製作了419架顯微鏡或放大鏡，放大串一般為50～200倍，最高者達266倍；
③ 發表過約400篇論文，其中絕大部分(376篇)寄往英國皇家學會發表。
3． 奠基期 從1861年巴斯德根據曲頸瓶試驗徹底推翻生命的自然發生說並建立胚種學說(germtheory)起，直至1897年的一段時間。其特點為：
① 建立了一係列研究微生物所必要的獨特方法和技術，從而解決了認識微生物的第二、三、四個障礙；
② 借助於良好的研究方法，開創子尋撥病原微生物的“黃金時期”；
③ 把微生物學的研究從形態描述推進到生理學研究的新水嚴；
④ 開始客觀上以辯證唯物主義的，“實踐一理論一實踐”的思想方法指導科學實驗；
⑤ 微生物學以獨立的學科形式開始形成，但當時主要還是以其各應用性分支學科的形式存在。
本時期的代表人物主要是法國的巴斯德
巴斯德學派的主要貢獻是提出了生命隻能來自生命的胚種學說，並認為隻有活的微生物才是傳染病、發酵和腐敗的真正原因，再加上消毒滅菌等一係列方法的建立，就為微生物學的發展奠定了堅實的基礎。他從“酒病”(1857年)的實際出發，研究了一係列的實際問題， 即“腐敗病”(指曲頸瓶實驗中的肉湯變質，1881)、蠶病(蠶微粒子病，1865)、禽病(雞霍獸病(牛、羊的炭疽病，1881)和人病(狂犬病，1885)。在其研究工作中發現各種傳染病都有其共同原因——活的小生物，從而使人類對傳染病本質的認識提高到一個嶄新的水平上。在這種理論指導下，他提出了一係列行之有效的解決問題的方法。例如，發明了巴斯德消毒法來防治“酒病”，用消毒滅菌法來防止“腐敗病”，用檢出並淘汰病蛾的方法來防治蠶病，發明用接種減毒菌苗的辦法來預防雞霍亂和牛、羊的炭疽病，以及用狂犬兔化疫苗來防治人類的狂犬病，等等。
科赫學派的重要業績主要有三個方麵：
① 建立了研究微生物的一係列重要方法，尤其在分離微生物純種方麵，他們把早年在馬鈐薯塊上的固體培養技術改進為明膠平板培養技術 (1881)，並進而提高到瓊脂平板培養技術(1882)。在1881年前後，科赫及其助手們還創立許多顯微鏡技術，包括細菌鞭毛染色在內的許多染色方法、懸滴培養法以及顯微攝影技術．
② 利用平板分離方法尋找並分離到多種傳染病的病原菌，例如炭疽病菌(1877)、結核杆菌 (1882)、鏈球菌(1882)和霍亂弧苗(1883)等。
③ 在理論上，科赭於t884年提出了科赫法則(Koch’spostulates)，其主要內容為；病原微生物總是在患傳染病的動物產發現而不存在於健康個體中；這一微生物可以離開動物體，並被培養為純種培養物；這種純培養物接種到敏感動物體後，應當出現特有的病症；該微生物可以從患病的實驗動物中重新分離出來，井可在實驗室中再次培養，此後它仍然應該與原始病原微生物相同。
繼巴斯搏與科赫的研究工作後，就出現了其成果的橫向擴散，結果，一係列微生物學的分支學科就相繼創立了。例如細菌學(巴斯德，科赫等)，消毒外科術
4．發展期 1897年藩國人E．和chner用無細胞酵母茵壓榨汁中的“酒化酶’’(zymase)對葡萄糖進行酒精發酵成功，從而開創了微生物生化研究的新時代。此後，微生物生理、代謝研究就蓬勃開展了起來。在發展期中，微生物學研究有以下幾個特點：
(1) 進入廠微生物生化水平的研究。如果說上一時期的一些微生物學家主要是以尋找人和動物的致病菌為目標的“微生物獵人”的話，則這一時期就以研究微生物對維生素需要、酶的特性、尋找和研究抗生宏以及逐步深入到以研究它們的遺傳變異和基因為主的新階段。因此，微生物學家就從“微生物獵人“而發展為“維生素獵人”、“酶獵人”、“抗生素獵人”和“基因獵人”了。
(2) 應用微生物的分支學科更為擴大，出現了抗生素等新學科。
(3) 開始出現微生物學史上的第二個“侗金熱”——尋找各種有益微生物代謝產物的熱潮。
(4) 在各微生物應用學科較深入發展的基礎上，一門以研究微生物基本生物學規律的綜合學科一普通微生物學開始形成，代表人物是美國加裏福尼亞大學伯克利分校的M，Doudoroff
(5)各相關學科和技術方法相互滲透，相互促進，加速了微生物學的發展，
5．成熟期 從1953年4月2S日J．D．Watson和H．F．己Crick在英國的C自然》雜誌上發表關於DNA結構的雙螺旋模型起，整個生命科學就進入了分子生物學研究的新階段，同樣也是微生物學發展史上成熟期到來的標誌。
本時期的特點為：
① 微生物學從一門在生命科學中較為孤立的以應用為主的學科，迅速成長為一門十分熱門的前沿基礎學科，
② 在基礎理論的研究方麵，逐步進入到分子水子的研究，微生物迅速成為分子生物學研究中的最主要的對象；
③ 在應用研究方麵，向著更自覺、更有效和可人為控製的方向發展，至70年代初，有關發酵工程的研究已與遺傳工程、細胞工程和酶工程等緊密結合，微生物已成為新興的生物工程中的主角。
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