十九世紀、二十世紀微生物學成就簡介整理ppt十九世紀、二十世紀微生物學成就簡介一、醫療保健方面二、工業方面三、農業方面四、生態和環境保護方面五、微生物基礎理論研究方面2整理ppt一醫療保健方面1外科消毒術的建立巴斯德的“細菌學說”的建立，為外科消毒術的發展奠定了堅實的理論基礎。【1】英國愛丁堡醫院的外科醫生約瑟夫·李斯特（J．Lister，1827-1912)根據巴斯德提出的細菌是腐敗的真正原因的分析，在1865年8月12日試驗了用石炭酸消毒的新型外科手術并取得了成功。【2】據統計，1864年時在法國巴黎的醫院中，外科手術的死亡率高達53.6％，英國的一般醫院為80%，其中最好的愛丁堡醫院，外科手術的死亡率亦高達45%。當李斯特發明外科消毒手術后，1868年，愛丁堡醫院的外科手術死亡率已降低到15%左右。3整理ppt一醫療保健方面2人畜病原菌的發現在19世紀70年代至二十世紀初的30年間，隨著研究微生物的許多獨特方法的相繼建立，大量危害人畜的烈性傳染病的病原菌被分離出來，例如炭疽芽孢桿菌（1877），麻風分枝桿菌（1874），肺炎鏈球菌【3】（1880），傷寒沙門氏菌（1880），結核分枝桿菌（1882），逗號弧菌（1883），破傷風梭菌（1884），鼠疫耶爾森氏菌（1894），痢疾志賀氏菌（1898）等。4整理ppt一醫療保健方面3免疫防治法的應用種痘最早起源自我國宋朝真宗(998-1022)年代的人痘。1796年，英國醫生愛德華·琴納首次為一男孩接種牛痘苗并取得成功。從此，種牛痘成為預防天花最有效的措施。19世紀末，路易斯·巴斯德（L.Pasteur）、保爾·埃爾利希（P．Ehrlich）和vonBehring等陸續發明了預防或治療各種細菌性傳染病的菌苗、疫苗、類毒素及抗血清等。1923年法國的卡爾梅特和介朗經過13年的不懈努力，發明了減毒牛型結核桿菌制成的卡介苗（BCG）。【4】此后，生物制品的研究獲得了蓬勃的發展。目前，正在積極開展各種高效化學組分疫苗、單克隆抗體、嵌合抗體和雙功能抗體等的研究。5整理ppt一醫療保健方面4化學治療劑的發明為了抑制或殺死潛伏于人或動物體內部的病原菌，就必須尋找一類對病原菌有強大毒力而對其宿主基本無毒的藥物，這就是化學治療劑。

1909年，德國醫生和化學家保爾·埃爾利希（P．Ehrlich，1854-1922）合成了能消滅人體血液中梅毒螺旋體的化學治療劑“606”（砷凡納明），這是人類第一次合成化學治療劑，它打開了化學治療領域的大門。1935年，德國醫生格哈德·多馬克（G．Damagk）及其同事發現了能治療鏈球菌感染的新的化學治療劑——“百浪多息”。【5】同年稍后，法國人特雷富埃證明了它的抑菌機制是在體內可釋放出有效的抑菌成分——磺胺。此后適用于治療各種感染的磺胺類化臺物就生產出來，對許多病原菌有很高的療效。例如，在19世紀中葉，進巴黎產科醫院分娩的婦女，因患產褥熱而致死的人數就達到1/19，1935年還未使用磺胺藥時，產褥熱的死亡率為105/10萬人，而至1941年時，則減少至20/10萬人了。此后，化學治療劑的研究獲得了很大的發展。6整理ppt一醫療保健方面5抗生素治療的興起1929年英國細菌學家弗萊明（A.Fleming）發現第一個有實用意義的抗生素——青霉素。從1943年起，青霉素已得到日益廣泛的應用。1944年，美國微生物學家瓦克斯曼（S.Waksman）從近1萬株土壤放線菌中，找到了療效顯著的鏈霉素，接著氯霉紊、金霉素、上霉索、紅霉素、新霉索、萬古霉素、卡那霉素和慶大霉素等相繼發現。1978年時已找到超過5128種抗生素，而據1984年的統計則達到了9000多種！至今，抗生素已成為各國藥物生產中最重要的產品。7整理ppt一醫療保健方面6用生物工程技術使微生物生產生化藥物利用微生物作為各種不同生物有關目的基因的受體，由微生物來生產各種生化藥物，其中除抗微生物藥物外，還包括治療各類其他疾病的藥物，例如疫苗（病毒衣殼蛋白、細胞組分疫苗等）、抗體、干擾素、胰島素、激素以及其他各種多肽類藥物等。8整理ppt二工業方面1自然發酵與食品、飲料的釀造世界各國勞動人民在其各自的生產實踐中，逐步學會了利用有益微生物在自然接種和混菌發酵的條件下來釀造自己喜愛的風味食品和飲料，例如酒、醬、醋、泡菜、豆豉、酸牛奶、干酪和面包等。9整理ppt二工業方面2罐頭保藏1804年，法國人阿貝爾經過10年試驗后，發明了食品的玻璃瓶罐藏技術，從而為食物的消毒滅菌和長期保藏找到了一種較為有效的方法。【7】1862年，法國生物學家巴斯德發表論文，闡明食品腐敗主要原因是微生物的生長和繁殖所致。于是，罐頭工廠采用蒸氣殺菌技術，使罐頭食品達到商業無菌的標準。10整理ppt二工業方面3厭氧純種發酵技術二十世紀初，在工業發酵的早期，人們首先發展了不需通氣攪拌等復雜裝置的厭氧純種發酵技術，利用它來進行乙醇、丙酮、丁醇、乳酸或甘油生產。【8】11整理ppt二工業方面4深層液體通氣攪拌培養二十世紀40年代初，由于青霉素發酵的推動，促進了大規模液體深層通氣攪拌培養技術的發展。從此，在工業發酵中占據主要地位的好氧發酵獲得了飛速的發展。于是，抗生素、有機酸和酶制劑等發酵工業終于在世界各地蓬勃地建立起來了。12整理ppt二工業方面5代謝調控理論在發酵工業上的應用從二十世紀50年代中期起，由于對微生物代謝途徑和調控研究的逐步深入，在發酵工業上找到了能突破微生物代謝調控以累積有用代謝產物的手段，并很快用于大規模工業生產上，例如谷氨酸(1956)和核苷酸類物質——肌苷酸(1966)的發酵生產等。13整理ppt二工業方面6生物工程的興起生物工程學，一般認為是以生物學（特別是其中的微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學）的理論和技術為基礎，結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術，充分運用分子生物學的最新成就，自覺地操縱遺傳物質，定向地改造生物或其功能，短期內創造出具有超遠緣性狀的新物種，再通過合適的生物反應器對這類“工程菌”或“工程細胞株”進行大規模的培養，以生產大量有用代謝產物或發揮它們獨特生理功能的一門新興技術。14整理ppt三農業方面微生物在農業生產中有多方面的應用，從而促進了大農業（農、林、牧、副、漁）的發展，如以菌治蟲，以菌治病，以菌治草（微生物治草劑）；以菌增肥，以菌促長（如赤霉素等促進植物生長）；以菌當飼料（包括餌料）；以菌當藥物（藥用真菌）；以菌當蔬菜（食用菌），以及以菌產沼氣等。根瘤菌的固氮作用；反芻動物的消化過程；微生物在物質循環中的作用；微生物對農業造成的危害等。15整理ppt三農業方面例：微生物農藥定義：直接利用細菌、真菌和病毒等產生的天然活性物質或生物活體本身開發的，對植物病蟲、草害進行防治的農藥。優點：選擇性強；對人、畜、農作物和自然環境安全，不傷害天敵；不易產生抗性等。代表藥品：蘇云金桿菌（屬于芽桿菌類，是目前世界上用途最廣、開發時間最長、產量最大、應用最成功的生物殺蟲劑。）【10】16整理ppt四生態和環境保護方面從微生物是食物鏈中的主要環節、污水處理中的中心角色、生態農業中的重要措施以及自然界物質循環中的關鍵作用等多方面，都可看到微生物在生態和環境保護中所起的重要作用。用途如下：1.生物煉制：生物乙醇、生物柴油、生物制氫、沼氣發酵、丙酮等生物燃料。2.原油泄漏和生物除污。3.生物環境技術。17整理ppt四生態和環境保護方面例：廢水處理：水生物處理是指通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物，轉化為穩定無害的物質的廢水處理法。根據微生物對氧的要求不同，廢水生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。好氧生物處理又可細分為活性污泥法和生物膜法。厭氧生物處理也可區分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法兩類。上流式厭氧污泥床工藝和厭氧濾池工藝分別是它們的典型代表。18活性污泥法的基本流程【11】厭氧生物濾池工藝的基本流程【12】整理ppt五微生物基礎理論研究方面1以微生物作為研究對象以微生物作為研究對象解決了生物學上的許多重大爭論問題。例如生命自然發生說的否定，突變本質的證明，核酸是一切生物遺傳變異的物質基礎等的闡明等等，都是以微生物作為材料才得以肯定的。【12】從獲諾貝爾生理學或醫學獎的近一半工作都與微生物有關，更可充分證明這一點。直接相關的一個例子：2005年獲獎者，澳大利亞科學家巴里·馬歇爾和羅賓·沃倫。他們發現了導致人類罹患胃炎、胃潰瘍和十二指腸潰瘍的罪魁———幽門螺桿菌。19整理ppt五微生物基礎理論研究方面2遺傳學研究對象的微生物化遺傳學研究對象的微生物化促使經典遺傳學發展為分子遺傳學。由于遺傳學主要是研究親代與子代間遺傳變異規律的科學，因此，代期短、培養條件簡便、遺傳性狀豐富、多數為單倍體和具備多種原始遺傳重組方式等優點的微生物，成為最適宜的遺傳學研究對象。20整理ppt五微生物基礎理論研究方面3微生物與基因工程基因工程即遺傳工程，在其操作中有基因供體、基因載體、工具酶和基因受體等四個主要方面。其中除基因供體原則上可以是任何生物的任何基因外，至今基因載體都只能是微生物或其某一組分（如細菌的質粒、病毒粒子或噬菌體），各種工具酶（核酸內切酶、連接酶等）幾乎都來自多種不同的微生物，而作為基因的受體，在現階段也幾乎都選擇了微生物，例如大腸桿菌、枯草桿菌和釀酒酵母等。由此可以看出微生物在當代基因工程中的突出地位。21基因工程操作的模式圖整理ppt五微生物基礎理論研究方面4微生物學實驗技術的應用微生物學是整個生物學中第一門具有一套獨特操作技術的學科，因而需要特殊的實驗室裝備和獨立的訓練。例如顯徽鏡技術和制片染色技術，無菌操作技術，消毒滅菌技術，純種分離和克隆化技術，合成培養基技術，選擇性和鑒別性培養技術，突變型標記和篩選技術，深層液體培養技術，菌種保藏技術，原生質體制備和融合技術，以及各種DNA重組技術等。這些技術已迅速擴散到生命科學各領域的研究中，并幾乎已成為研究一切生命科學的必要手段，從而為整個生命科學的發展，作出了方法學上的貢獻。22整理ppt二十一世紀微生物學展望整理ppt二十一世紀微生物學展望1微生物基因組學研究將全面展開20世紀剛興起，為人類基因組計劃（HGP)打下一定基礎，21世紀將為后基因組研究發揮更多作用。現在完成測序的主要為模式微生物、特殊微生物及醫用微生物。隨著測序完善，將作為常規研究方法，從本質認識和利用改造微生物。【13】24整理ppt二十一世紀微生物學展望25細胞微生物學微生物生態學微生物環境微生物學2以了解微生物之間、微生物與其他生物、微生物與環境的相互作用為內容的微生物生態學、環境微生物學、細胞微生物學等將在基因組信息的基礎上獲得長足發展。整理ppt二十一世紀微生物學展望3微生物生命現象的特性和共性將更加受到重視極端環境生存，有特殊代謝途徑，如：生物固氮、厭氧、化能自養等具有基本生物特性：生長、繁殖、代謝個體小、結構簡、易繁殖、易培養、變異快、易于操作26整理ppt二十一世紀微生物學展望4微生物與其他學科實現更廣泛的交叉，獲得新的發展

20世紀與生化、遺傳交叉形成分子生物學，21世紀進一步向地質、海洋、大氣、太空滲透，發展新的學科，如：微生物地球化學、海洋微生物學、大氣微生物學、太空微生物學等。與能源、信息、材料、計算機結合開辟新的研究和應用領域。微生物學的研究技術方法將吸收其他學科的先進技術，向自動化、定向化和定量化發展。27整理ppt二十一世紀微生物學展望5微生物產業將呈現全新的局面微生物發現到現在的300年，