微生物学

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洋菜培养基上生长的微生物

微生物学是研究微生物的一门学科。微生物包括病毒原核生物和简单的真核生物。目前,微生物学的最主要工作是用生物化学遗传学方法完成的。由于很多病原(像是造成植物病害的四大病原:病毒、真菌、线虫、细菌)都可以算是广义的微生物[1],微生物学也和病理学免疫学流行病学密切相关。微生物学家对生物学医学做出过基础性贡献,尤其在生物化学、遗传学和细胞生物学领域。

历史

发展之前

在微生物学发展之前,微生物约在许多世纪前就己被人类所察觉。古罗马学者马库斯·瓦罗在他论述农业的书中提到的第一原则,他警告说不应在沼泽附近建立牧场或宅第,因为在空气中存在肉眼看不到的漂浮物,一旦经由口或鼻进入体内将会产生疾病[2]

公元1546年,en:Girolamo Fracastoro提出,传染病是由可借由直接、间接接触或传播媒介传播的种子体(seedlike entities)所引起。[3]

微生物学的滥觞

微生物学的发展,随着显微镜的发明而开启,1665年英国人罗伯特·胡克(Robert Hooke)发明显微镜,并观察到细胞轮廓(植物细胞壁),1673年荷兰人列文虎克(van Leeuwenhoek)使用自己改进的显微镜观察到真正的细胞,随着纪录多种微生物的形态。


1798 - 英国人詹纳(Jenner)用牛痘接种疫苗,用于预防天花(Vaccination)
1864 - 法国人巴斯德(Pasteur)发明巴氏消毒法(Pasteurisation)
1884 - 丹麦人克里斯蒂安·革兰(Hans Christian Gram)发明革兰氏染色
1925 - 英国人弗莱明(Alexander Fleming)发现盘尼西林

20世纪的40年代后,微生物学的研究成果,被应用于医学、工业、农业等方面。生物研究方面,分子生物学生物化学细胞学遗传学等学科,也常利用微生物作为研究的材料。

研究方法

显微镜观察

细菌可以格兰氏染色(Gram stain)做初步鉴定。 以格兰氏染色后细菌依颜色不同可分为:格兰氏阳性(Gram positive)及阴性(Gram negative) 又因为细菌有球菌及杆菌,故以显微镜观察可分类下列4项: 1.GPC(格兰氏阳性球菌) 2.GNC(格兰氏阴性球菌) 3.GPB(格兰氏阳性杆菌) 4.GNB(格兰氏阴性杆菌)

其它方法

微生物具有的一些特性使它们成为科学研究中理想的模式生物

  • 它们很小,不需要消耗很多资源
  • 一些微生物具有很短的世代(最理想情况下一个细胞分裂所需要的时间,大肠杆菌大约30分钟,而结核分枝杆菌需要12到24个小时)
  • 单独的细胞可以相对容易地存活
  • 单细胞真核生物通过有丝分裂繁殖,而原核生物通常是二分裂法无性生殖,这样人们可以研究遗传上全同的种群(克隆)。
  • 多数微生物可以冷冻保存很长时间。即使90%的细胞在冷冻过程中死亡,一毫升的培养液中仍有上百万的细胞能够存活。

参见

微生物学的主要分支

微生物学依研究的材料不同,可分为细菌学病毒学等,依研究方向分有医用微生物学、环境微生物学、应用微生物学等。

微生物学的分类学,主要针对某一群微生物,对它们的形态、生理、分布、变异、遗传、演化加以观察。

根据研究主体:
细菌学
真菌学
病毒学
免疫学

寄生虫学

根据研究科目:
普通微生物学
分子微生物学
微生物遗传学
微生物生理学
微生物分类学
微生物生态学
根据应用领域:
医学微生物学
工业微生物学
食品微生物学
农业微生物学
兽医微生物学
土壤微生物学
海洋微生物学
太空微生物学

微生物学的重要学术机构

中文地区(大陆、台湾、香港、澳门)
中央研究院
植物暨微生物学研究所[1]
国立台湾大学
国立台湾大学植物病理与微生物学系/所NTU PPM[2]
中国科学院
中国科学院微生物研究所
武汉大学
病毒学国家重点实验室 (与中国科学院武汉病毒研究所共建)
中国典型培养物保藏中心 (CCTCC,China Center for Type Culture Collection)
华中农业大学
农业微生物国家重点实验室
山东大学
山东大学微生物研究所
微生物技术国家重点实验室
云南大学
云南省微生物研究所 (YIM,Yunnan Institute of Microbiology)
教育部微生物资源重点实验室
浙江省微生物研究所
广东省微生物研究所
美国
美国微生物学会(ASM, American Society for Microbiology)
欧洲
巴斯德研究所
马克斯·普朗克陆地微生物所(Max Planck Institut für terrestrische Mikrobiologie,德国马尔堡
马克斯·普朗克海洋微生物所(Max Planck Institut für marine Mikrobiologie,德国不来梅

引用文献

  1. ^ http://homepage.ntu.edu.tw/~ppm/introduction/03.html#head
  2. ^ Varro on Agriculture 1, xii Loeb.
  3. ^ Fracastoro, Girolamo (1546), De Contagione et Contagiosis Morbis transl. Wilmer Cave Wright (1930). New York: G.P. Putnam's