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绪 论
绪 论
知识目标：
了解微生物及微生物学的概念
了解微生物的主要类群及其主要特征
了解微生物的多样性及对人类的重要作用
理解免疫及免疫学的概念
了解近代微生物学和免疫学的发展
明确免疫学与人类的关系
能力目标：
能明确微生物学的研究对象及研究方法
主要内容
微生物及其主要类群
微生物学的研究对象
微生物的发现
微生物学的创立
现代微生物学的发展
免疫学及其发展
第一节 微生物学的研究对象和任务
一、微生物学的研究对象
(一)微生物及其主要类群
人们常说的微生物 (microorganism, microbe)，是对所有个体微小、结构较为简单，大多单细胞，少数多细胞，有的甚至没有细胞结构，必须借助光学或电子显微镜才能观察到的低等生物的总称。
· 微生物学：微生物学是研究微生物在一定条件下的的形态结构、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。
·
·微生物所包括的类群（研究对象） ：无细胞结构的病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）；具有原核细胞的真细菌、放线菌、古生菌；具有真核细胞的真菌（酵母菌、霉菌、蕈菌）、单细胞藻类和原生动物.
微生物的主要类群
微生物的特点
微生物的五大共性
个体小、比表面积大；
种类多，分布广；
吸收多，转化快；
生长旺、繁殖快；
适应性强，易变异
(二)微生物在生物界的分类地位
自然界生物系统的划分，充分显示了微生物在生物领域中的重要地位。
微生物的分类地位
·五界系统：1969年魏塔克提出，把所有生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。
·六界系统：我国学者把生物分为六界，即病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界。
·微生物分别属于病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界的四个界。因此，微生物在生物界占有极其重要的地位。
六界系统
(三) 微生物的一般特点
微生物作为生物的一大类，还具有其本身的特点及其独特的生物多样性：
独特的生物多样性
1.微生物的种类多样性
2、微生物的形态与结构多样性
3 、微生物的代谢多样性
4、微生物的繁殖与变异多样性
5、微生物的抗性多样性
6 、微生物的生态分布多样性
(四)微生物与人类的关系
微生物与人类关系非常密切和重要。
广泛应用于工业、农业、医药、食品、环保、国防科技等各个方面。
绝大多数微生物对人类和动、植物是有益的，而且有些是必需的。
1.在自然界中元素的循环
2.在工业方面的作用
3.在农业方面的作用
4.在医药方面的作用
只有少数的微生物对人类和动、植物是有害的。
微生物与人类的关系
在农业方面：
自生固氮菌、根瘤菌等细菌肥料的应用，植物生长激素、糖化饲料、利用微生物灭虫，开辟了以菌制肥、以菌催长、以菌防病、以菌治病等农业增产新途径，促进了农业的发展。
在工业方面：
食品工业、酿造工业、石油发酵等微生物发酵工业体系的建立，使微生物广泛地应用到国民经济的许多部门，如食品、医药、皮革、纺织、石油、化工、冶金以及三废处理，环境保护等方面。
在医药工业方面：
抗生素是微生物的代谢产物，对于保障人类健康、防治家畜疾病是至关重要的。生物制剂（如各种疫苗、菌苗、类毒素、抗毒素）的大量生产，有效地防治了各种传染病的发生与流行。利用微生物还可以生产维生素、辅酶、ATP等酶制剂，大大丰富了医药工业产品。
病原微生物
当然，自然界中除了对人类有益的多种微生物外，也有一部分微生物能引起人类或动植物病害，这些具有致病性的微生物称为病原微生物。微生物病原菌也曾给人类带来巨大灾难。
成也萧何 败也萧何
用好双刃剑
我们学习微生物学就是要利用有益的微生物，控制有害的微生物，为人类造福。
二、 微生物学的创立及发展
(一) 微生物学及其分支学科
随着微生物学的不断发展，微生物学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。
基础微生物学的研究内容
研究内容：研究微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、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等。
应用微生物学，又可分为许多不同的分支学科，
按研究对象可分为
细菌学，放线菌学，真菌学，病毒学，原生动物学，藻类学等。
按研究重点可分为
微生物生理学，微生物分类学，微生物遗传学，微生物生态学，分子微生物学等。
按生态环境可分为
土壤微生物学，环境微生物学，水域微生物学，海洋微生物学，宇宙微生物学等。
按应用范围可分为
工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，兽医微生物学，食品微生物学，预防微生物学等；
随着现代理论和技术的发展，新的微生物学分支学科正在不断形成和建立。人们在细胞水平、分子水平、基因水平上研究微生物生命活动规律，揭示生命现象的本质。新的研究领域不断深入和拓展，表明微生物学发展迅速，微生物资源潜能巨大。
(二) 微生物学的发展
1.我国古代人民对微生物的认识和利用
我国利用微生物酿酒已有8千年历史
公元6世纪《齐民要术》记载制曲、酿酒、制酱工艺
公元9世纪我国发明用鼻苗法种痘
真正发现和描述微生物的第一人是荷兰商人安东·列文虎克，他用自制的显微镜看见了细菌和原生动物
丰富多彩的酒文化
2.微生物的发现
微生物学的形态学时期：微生物的发现（17~18世纪）
·最先发现细菌的人：1676年，荷兰列文虎克用自制的显微镜观察污水和牙垢等，首次发现了细菌。
·显微镜与微生物：显微镜制造技术的发展为研究微生物创造条件。
·
1676年荷兰人列文虎克用自磨镜片，创造了一架能放大266倍的原始显微镜检查了污水、齿垢、粪便等，发现了许多肉眼看不见的微小生物，正确描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样，为微生物的存在提供了科学依据。
吕文虎克是一位敏锐的观察家而不是理论家，他本人并不认识到其发现的重要意义，直到相隔100年以后，才由其他自然科学家对微生物进行重新观察和鉴定 。
重要基础
此时期的特点：只了解微生物的形态，没有把形态与生理及人类生产实践联系起来。故称形态学时期。
微生物学的奠基时期：生理学时期（ 19世纪30年代~40年代）
·主要代表人物是：巴斯德和柯赫
3.微生物学的创立
微生物学的奠基人
荷兰人列文虎克(Leeuwenhoek , 1632 ~ 1723)
法国人巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895)
德国人科赫(Robert Koch,1843~1910)
louis Pasteur(1822—1895 ) 路易·巴斯德
法国的化学家和 伟大的微生物学家。1847年巴黎师范学院毕业，巴斯德贡献不但在微生物学基础理论方面，而且在实用技术方面也为人类造福。主要贡献：①证实微生物的活动；推翻自然发生说；
巴斯德的贡献
②初步应用免疫学，利用预防接种法治疗疾病，给人类带来幸福（如人类通过种牛痘预防天花病）；
③证实了发酵作用与微生物活动有关；
④ 发明了巴氏灭菌法。
⑤分离鉴定了引起家蚕蚕病杆菌并提出预防措施，被誊为细菌学之父。
(Louis Pasteur,1822~1895)
首先实验证明有机物发酵和腐败是由微生物引起，而酒类变质是因污染了杂菌所致。自此，微生物学成为一门独立学科。
成功研制鸡霍乱、炭疽和狂犬病疫苗。
巴斯德的成就：
1.用实验方法彻底否定了“自生说”学说。
2.提出防止传染病的具体方法—隔离和预防接种法（免疫学的建立）。
3.证实了发酵就是由微生物引起的
4.解决了酒变质问题。创立了巴斯德消毒法。（60-65度条件下处理牛奶）
柯赫的成就
1、创立了传染病的病原菌学说
炭疽病是由炭疽菌引起的；肺结核是由结核杆菌引起的。
2、建立了微生物学的实验方法——分离、培养、接种、染色等方法
配制培养基技术和用固体培养基分离纯化微生物技术至今仍在沿用
4.微生物学的发展：——分子生物学时期（20世纪至今）
发展趋势：多学科交叉促进微生物学的发展
微生物学推动生命科学的发展
1、促进重大理论问题的突破——如遗传物质、突变、基因
2、对生命科学研究技术的贡献
微生物学的消毒灭菌技术、分离培养技术推动了动植物的细胞培养技术的发展。
微生物学的研究成果如质粒载体、限制性内切酶导致基因工程、遗传工程的出现和发展。
3、微生物为“人类基因组计划”提供模式生物
三免疫学
（一）免疫及免疫学的概念
传统上，免疫是指动物机体对微生物侵染的抵抗力和对同种微生物再感染的特异性防御能力。
现代免疫的概念具有了更为广泛的意义和更为复杂的内涵。免疫系统是由免疫组织和器官、免疫细胞及免疫活性分子等组成。免疫细胞对病原体或肿瘤细胞的适当应答，使之清除，执行免疫防卫功能。
（二）免疫学的发展
本期特点、促进免疫学发展代表人物和重要事件 细菌学（巴斯德、科赫）
外科消毒术（Lister，1865）
1.建立技术
2.寻病原菌
3.描述生理
4.客观对待
5.独立学科
1.人类温疫
2.马铃薯疫病
彻底否定了自然发生说
证实发酵由微生物引起
巴斯德的功绩
免疫学—预防接种
发明巴氏消毒法
巴斯德发现免疫现象
几星期后
42-43oC下培养
的老龄炭疽菌
获免疫力
37oC下培养
的新鲜炭疽菌
科赫的功绩
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌
发现结核杆菌、霍乱弧菌
科赫法则
发明了固体培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立
划线法获得单菌落
科赫定理图示
微生物学与免疫学发展史
1、感性认识阶段（史前时期）
2、形态学发展阶段（初创时期）
3、生理学发展阶段（奠基时期）
4、分子生物学发展阶段（成熟时期）
我国微生物学的发展
1910—1921年伍连德从事微生物学研究，最早建立卫生防御机构。
1920—1930汤飞扬对沙眼病原体的研究具有国际领先水平。
1930—至今 微生物学专家有魏岩（工业微生物）、戴芳澜和俞大绂（研究真菌）、陈华葵和张宪武（研究根瘤菌）、高尚荫（研究病毒）。
我国抗生素总产量居世界首位。
免疫学的伟大贡献
在实践应用方面，免疫学已经对预防和控制人类疾病做出了伟大的贡献。随着生物工程的发展会有更多的工程疫苗的应用将成为现实，有更多的工程抗体将用于免疫治疗，有更多的工程细胞因子也将用于免疫治疗和控制免疫移植排斥，免疫基因治疗也会有新的发展。
实际上免疫学理论和方法现已经扩展到化学分析、分子生物学、生物传感器等诸多学科和领域。据此，我们根据专科教学特点，在微生物学中安排了免疫学基础内容。
展望未来
1微生物基因组学研究将全面展开
2微生物生态学，细胞微生物学将得到更快发展
3微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视
4微生物学继续与其他学科交叉，会获得更新的发展
5微生物产业将呈现全新的局面
思考题
1、什么是微生物？什么是微生物学？
2、为什么说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人（巴斯德和科赫有哪些贡献）？
3、微生物所包括的类群？
4、微生物有什么特点？

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