微生物学的历史和范围

1、微生物學的歷史和範圍微生物學的歷史和範圍大綱大綱1.1 微生物的發現微生物的發現1.2 自然發生說之爭自然發生說之爭1.3 微生物在疾病中所扮演之角色微生物在疾病中所扮演之角色1.4 工業微生物和微生物生態學工業微生物和微生物生態學1.5 微生物世界的成員微生物世界的成員1.6 微生物學的範圍和現實意義微生物學的範圍和現實意義1.7 微生物學的未來微生物學的未來微生物的定義與範圍微生物的定義與範圍微生物的定義微生物的定義構造簡單、個體微小、無法肉眼觀察、可獨立構造簡單、個體微小、無法肉眼觀察、可獨立生活的一群生物生活的一群生物 （凡規則必有例外）（凡規則必有例外）包含：包含：病毒病毒(類生物類

2、生物)、細菌、細菌(原核生物原核生物)、真菌、真菌、 藻類、原蟲、多細胞寄生蟲藻類、原蟲、多細胞寄生蟲(真核生物真核生物-細胞核細胞核與胞器與胞器)微生物學的範圍微生物學的範圍:研究微生物的構造、形態、生理、生殖、遺研究微生物的構造、形態、生理、生殖、遺傳、態及應用的科學傳、態及應用的科學微生物的發現微生物的發現微生物與帝國的興衰有很大的關連微生物與帝國的興衰有很大的關連14世紀歐洲的黑死病（由蒙古軍西征所帶入）世紀歐洲的黑死病（由蒙古軍西征所帶入）促成促成14世紀末歐洲文藝復興的基石世紀末歐洲文藝復興的基石第一位觀察與描述微生物的人第一位觀察與描述微生物的人雷文（李文）霍克、（列文虎克）雷文

3、（李文）霍克、（列文虎克）Antony van Leeuwenhoek、荷蘭人（、荷蘭人（16321723）1673年起利用自製的顯微鏡觀察，將觀察結果年起利用自製的顯微鏡觀察，將觀察結果記錄寄給倫敦皇家學會記錄寄給倫敦皇家學會自然發生說之爭自然發生說之爭從西元前亞理斯多德（從西元前亞理斯多德（384-322）義大利的醫生義大利的醫生Francesco Redi（1626-1697）肉腐敗與做生蛆能力的實驗（三容器）肉腐敗與做生蛆能力的實驗（三容器）第一組不加蓋、第二組用紙蓋、第三組細紗第一組不加蓋、第二組用紙蓋、第三組細紗布蓋布蓋結果：第一組肉生蛆、第三紗布上生蛆、結果：第一組肉生蛆、第三紗

4、布上生蛆、第二組都不生第二組都不生英國牧師英國牧師Needham（1713-1781）煮沸羊肉湯，塞緊燒瓶，瓶中湯渾濁有微生物煮沸羊肉湯，塞緊燒瓶，瓶中湯渾濁有微生物結論：有機物含有生命力能使無生命物質變結論：有機物含有生命力能使無生命物質變成有生命成有生命路易士路易士.巴斯德巴斯德(1822-1895)解決了自然發生說的解決了自然發生說的紛爭紛爭利用鵝頸瓶做相關實驗利用鵝頸瓶做相關實驗微生物在疾病中所扮演的角色微生物在疾病中所扮演的角色微生物與與疾病的關係微生物與與疾病的關係Agostino Bassi (1773-1856)於於1835年指出蠶年指出蠶病由真菌所引起，提出微生物感染會引發疾

5、病病由真菌所引起，提出微生物感染會引發疾病Berkeley 1845年證明愛爾蘭的馬鈴薯疫病是年證明愛爾蘭的馬鈴薯疫病是由真菌引起由真菌引起Heinrich de Bary 1853年指出真菌可以引起穀年指出真菌可以引起穀類作物疾病類作物疾病Joseph Lister (1827-1912)外科醫生李斯特，外科醫生李斯特，被稱為外科之父。以酚消毒外科器具，防止傷被稱為外科之父。以酚消毒外科器具，防止傷口感染口感染羅伯特羅伯特.柯赫柯赫(霍霍)(1843-1910)1876年發表其假說年發表其假說利用炭疽芽胞桿菌利用炭疽芽胞桿菌(Bacillus anthracis)有病動物體液注射到健康老有病

6、動物體液注射到健康老鼠鼠老鼠都發病老鼠都發病切其脾臟培養於牛血清中切其脾臟培養於牛血清中 培養液再注射健康老鼠培養液再注射健康老鼠炭疽病發生炭疽病發生建立微生物與疾病的關係建立微生物與疾病的關係柯赫假說柯赫假說病原微生物存在病患體中，健康個體不存在病原微生物存在病患體中，健康個體不存在所懷疑的病原微生物一定能分離和純培養所懷疑的病原微生物一定能分離和純培養所分離的病原微生物接種至健康的宿主時，一所分離的病原微生物接種至健康的宿主時，一定會導致相同的疾病定會導致相同的疾病相同的病原微生物可再從發病的宿主中分離到相同的病原微生物可再從發病的宿主中分離到微生物病原菌研究技術的發展微生物病原菌研究技術

7、的發展細菌培養基的製作細菌培養基的製作馬鈴薯的無菌切片馬鈴薯的無菌切片培養基加入白明膠凝固，可長出散開的菌落，培養基加入白明膠凝固，可長出散開的菌落，不理想，許多菌可利用不理想，許多菌可利用柯赫助手之妻建議用瓊脂做凝固劑，大部分菌柯赫助手之妻建議用瓊脂做凝固劑，大部分菌不會利用不會利用助手助手Richard Petri研製出培養皿研製出培養皿(Petric dish)分離病原微生物：培養基成分分離病原微生物：培養基成分-肉萃出物、蛋白肉萃出物、蛋白質消化物質消化物免疫學研究免疫學研究巴斯德和羅克斯研究雞霍亂時，細菌久未轉巴斯德和羅克斯研究雞霍亂時，細菌久未轉接致病力消失，注射於正常雞，不會生病

8、接致病力消失，注射於正常雞，不會生病為了紀念為了紀念Edward Jenner將此種培養物稱將此種培養物稱為為Vaccine (拉丁文拉丁文Vacca為牛為牛) 狂犬病疫苗的製作，病原打於兔子，取其腦狂犬病疫苗的製作，病原打於兔子，取其腦和脊髓乾燥和脊髓乾燥.牛痘疫苗的起源：清朝康熙牛痘疫苗的起源：清朝康熙帝俄帝俄土耳其土耳其大使夫人大使夫人 Montaque, M.N. 1717英國英國 1721 Edward Jenner 種牛痘種牛痘 1798Emil Von Behring，第一個諾貝爾醫學獎得主：，第一個諾貝爾醫學獎得主：抗體及免疫治療法抗體及免疫治療法-白喉毒素破傷風抗毒素白喉毒素

9、破傷風抗毒素 工業微生物學工業微生物學巴斯德協助解決甜菜糖發酵產生酒精的問題巴斯德協助解決甜菜糖發酵產生酒精的問題發展出巴斯德滅菌法發展出巴斯德滅菌法有些微生物發酵反應是厭氧環境下，有些則都有些微生物發酵反應是厭氧環境下，有些則都可以可以微生物生態學微生物生態學微生物在土壤和棲息地的碳、氮和硫循環的角微生物在土壤和棲息地的碳、氮和硫循環的角色色Sergei N. Winogradsky發現土壤細菌可氧化發現土壤細菌可氧化鐵、硫、氨，利用鐵、硫、氨，利用CO2，固氮細菌，固氮細菌Martinus W. beijerinck：分離出好氧固氮細：分離出好氧固氮細菌菌Azotobacter微生物世界的

10、成員微生物世界的成員 原核生物原核生物prokaryon （pro 先前之意，先前之意，karyon堅果核仁堅果核仁或核心），真核生物或核心），真核生物eukaryon （eu真實的）真實的） 生物的五界生物的五界原核生物界、原生生物界、真菌生物界原核生物界、原生生物界、真菌生物界、動物界、植、動物界、植物界物界病毒不在五界之中病毒不在五界之中原核生物界：真細菌原核生物界：真細菌(eubacteria)與古細菌與古細菌(archaea) 三大領域的進步促使微生物分類的進展三大領域的進步促使微生物分類的進展電子顯微鏡技術認識了微生物細胞的詳細結構電子顯微鏡技術認識了微生物細胞的詳細結構確定許多不

11、同微生物的生物化學和生理特性確定許多不同微生物的生物化學和生理特性比較廣泛不同種類有機體之核酸序列和蛋白質序列比較廣泛不同種類有機體之核酸序列和蛋白質序列 提出六、八界、三域理論（提出六、八界、三域理論（19.7章）章）微生物學的範圍微生物學的範圍 微生物學是一個具有許多不同專業方面之大學科微生物學是一個具有許多不同專業方面之大學科醫學、農學、食品科學、生態學、遺傳學、生物化醫學、農學、食品科學、生態學、遺傳學、生物化學和分子生物學皆有重大影響學和分子生物學皆有重大影響諾貝爾獎生理獎，約有諾貝爾獎生理獎，約有1/3是關於微生物問題研是關於微生物問題研究之科學家究之科學家 病毒學家、細菌學家、藻

12、類學家、真菌學家原病毒學家、細菌學家、藻類學家、真菌學家原生動物學家生動物學家微生細胞學、生理學、生態學、遺傳、分子生微生細胞學、生理學、生態學、遺傳、分子生理學及分類學理學及分類學醫學微生物學、食品和乳品微生物學、公共衛生微醫學微生物學、食品和乳品微生物學、公共衛生微生物學生物學免免疫學疫學 農業微生物學農業微生物學工業微生物學：抗生素、疫苗、類固醇、酒精工業微生物學：抗生素、疫苗、類固醇、酒精 對付新傳染病對付新傳染病 （SARS、禽流感）與老疾病（肺結核）、禽流感）與老疾病（肺結核） 發展新抗生素對抗細菌的抗藥性，發展疫苗發展新抗生素對抗細菌的抗藥性，發展疫苗 研究傳染性因子與慢性病之間的關係研究傳染性因子與慢性病之間的關係 了解病原菌與宿主細胞如何相互了解病原菌與宿主細胞如何相互 用和致病途徑用和致病途徑 提供工業用酶、降解污染物和有毒廢物和提高農業生提供工業用酶、降解污染物和有毒廢物和提高農業生產率產率 微生物多樣性研究。環境微生物可培養率低於微生物多樣性研究。環境微生物可培養