定義:研究微生物在壹定條件下的形態結構、生理生化、遺傳變異、進化、分類、生態等生命活動及其應用的科學。
2.研究對象-微生物
1)微生物和我們
微生物無處不在，我們無時無刻不生活在“微生物的海洋”中。
細菌數以億計/克土壤，土壤中細菌的總重量估計為:10034 × 10 12噸；
每張紙幣攜帶細菌:900萬。
體表和體內有大量的微生物；
皮膚表面:平均654.38+百萬個細菌/cm2；
口腔:細菌有500多種；
腸道:微生物總量為100萬億。
糞便幹重的1/3是細菌，每克糞便細菌總數為:1000億；
每個噴嚏液滴含有4500-150000個細菌，重感冒患者達8500萬。
少數微生物也是人類的敵人！
瘟疫；天花；艾滋病；瘋牛病；埃博拉病毒；
可以說，妳再怎麽強調微生物與人類關系的重要性也不為過。微生物是非常尖銳的壹對。
刃劍，給人類帶來巨大好處的同時，也帶來“殘酷”的傷害。它給人類帶來的好處不僅僅是享受，實際上還關系到人類的生存。
微生物的特征:
(1)小尺寸，大面積:測量單位:微米或納米。
芽孢桿菌平均長度:2微米；1500桿菌首尾相連=壹粒芝麻的長度；10-10億細菌加起來重量= 1mg；面積/體積比:人= 1，大腸桿菌= 30萬；
如此大的比表面積特別有利於它們與周圍環境進行物質、能量和信息的交換。微生物的許多其他性質都與這壹特性密切相關。
1cm3固體經過10次系列三維分割後比表面積值的變化。
(2)吸收更多，轉化更快；
微生物獲取營養的途徑有很多種，食譜的廣度完全不是動植物能比的！
纖維素、木質素、甲殼素、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然氣、塑料、酚類、氰化物、各種有機物質，都可以被微生物利用，作為壹只500公斤的食用牛，24小時生產0.5公斤蛋白質。
同樣重量的酵母以劣質糖液(如糖蜜)和氨水為原料，24小時可生產50000公斤優質蛋白。
(3)生長旺盛，繁殖迅速
壹個大腸桿菌細胞重約10–12g，平均20分鐘可繁殖壹代。
24小時後:4722366500萬億後代，體重4722噸。
48小時後:2.2 × 10 43後代，體重2.2 × 10 25噸。
相當於4000個地球的重量！
(4)適應性強，易於變異:
耐熱性:有些細菌能在265個大氣壓和250℃下生長；細菌在自然界生長的最高溫度可達113℃；有的細菌孢子需要加熱煮沸8小時才能被殺死；
耐寒性:某些微生物能在-12℃ ~-30℃的低溫下生長；
耐酸堿:細菌能夠耐受和生長的pH範圍:pH 0.5 ~ 13。
抗滲透壓:微生物生長在蜜餞、腌制品和飽和鹽水(NaCl，32%)中；
耐壓:有些細菌能在1400大氣壓下生長。
個體小，結構簡單，與外界環境接觸更直接，繁殖迅速，大量(突變率:10-5–10-10)在短時間內產生大量突變後代。
(5)分布廣，種類多:
(6)起源早，發現晚:38億年前，300多年前海洋就出現了生命，人們真正發現了微生物的存在。26億年前，陸地上可能存在微生物。雖然目前已經種植的微生物只有654.38+萬種左右，遠遠少於動植物，但壹般認為目前人類發現的微生物還不到自然界微生物總數的654.38+0%。
類別邊界寬度
(7)長休眠:世界上現存最古老的細菌(孢子):2.5億年。
3.在生物界的地位
微生物在生物學五(六)界體系中的地位
威塔克(1969):五邊界系統
災難(1977，1990):三界分類體系，包括細菌、古細菌和真核生物。
4.目錄和分支
二、微生物的發現和微生物學的建立與發展
(壹)微生物的發現:8000年前，中國開始用彎曲的分蘗釀酒；制作醬油、醋
4000年前，埃及人學會了烤面包和釀造果酒。
2500年前發明發酵醬和醋，用酒曲治療消化道疾病；
6世紀(北魏)賈思勰代表作《齊姚敏書》；
公元2世紀，張仲景:禁食死畜之肉和不潔之物；
公元前112年-公元前212年期間，華佗:“割腐肉防傳染”；
公元9世紀，用痘漿法和痘塗法預防天花；
1346，克裏米亞半島法卡城之戰(巴丹-羅馬)；
16世紀古羅巴的G.Fracastoro博士:疾病是由肉眼不可見的生物引起的；
1641年，吳有科博士還提出了明末“敵對”論。
顯微鏡的發明:萊文·胡克(荷蘭):1664，英國人羅伯特·胡克用原始的顯微鏡觀察了生長在皮革和玫瑰枯葉表面的黴菌。
第壹次看到並描述微生物:1676年，微生物學先驅安東·範·列文虎克第壹次觀察到細菌。他沒有上過大學。他是個只會說荷蘭語的小商人，卻在1680當選為皇家學會會員。萊文·胡克在業余時間做了400多臺單顯微鏡和放大鏡，放大倍數壹般是50~200倍。
(二)微生物學的建立和發展
2.微生物學基礎
法國路易·巴斯德(1822 ~ 1895)
(1)發現並證實發酵是由微生物引起的；
(2)徹底否定“自發發生”理論；
著名的燒瓶試驗無可辯駁地證明了空氣中存在微生物，是微生物導致了有機物的腐敗。
(3)免疫學-疫苗接種
狂犬病疫苗首次制成。
(四)其他貢獻
巴斯德消毒法:60 ~ 65℃短時間加熱，殺滅有害微生物。
德國人羅伯特·科赫(1843 ~ 1910)。
(1)對微生物學基礎操作技術的貢獻
a)細菌純培養方法的建立
馬鈴薯片→營養明膠→營養瓊脂(平板)
b)設計了各種培養基，在實驗室培養了各種微生物。
c)流動蒸汽滅菌
(2)在病原細菌研究方面做出突出貢獻:
a)特別確認炭疽桿菌是炭疽的病原體。
b)發現了結核病的病原體；(1905獲得諾貝爾獎)
c)證明微生物是否為疾病病原體的基本原則。
——著名的羅伯特·科赫原理。
3.微生物學發展中的重大事件。
1890馮·貝林？治療白喉和破傷風的抗毒素的制備
1892伊萬諾夫斯基提供了煙草花葉病毒由病毒引起的證據；
1928格裏菲斯發現細菌轉化；
對其機制的研究導致確認DNA是遺傳物質；將外源遺傳物質導入各種細胞建立基因重組技術；
1929弗萊明發現青黴素；
1944 Avery等證實了DNA是轉化過程中遺傳信息的載體；
1953沃森和克裏克提出了DNA的雙螺旋結構；
1970 ~ 1972 Arber、Smith和Nathans發現並純化了DNA限制酶。
1977 Woese提出古細菌是不同於細菌和真核生物的特殊類群。Sanger首次對f×174的噬菌體DNA進行了全序列分析。
1982~1983 ?普魯辛納？發現了朊病毒(朊病毒)；
1983~1984 ?穆利斯建立了PCR技術；
1995第壹個獨立細菌(流感嗜血桿菌)的完整測序；
1996確定了第壹個自養古菌的基因組。
1997第壹個真核生物(釀酒酵母)基因組測序完成。
4.二十世紀的微生物學
從19世紀末到20世紀中葉:
微生物學:鑒定致病菌，研究免疫學及其在預防疾病中的作用，尋找化療藥物，分析微生物的化學活性。
普通生物學:細胞的結構及其在生殖和發育中的作用，植物和動物的遺傳和進化機制。
20世紀40年代後，微生物因其自身特性成為生物學研究的“明星”。微生物學迅速與生物學主流融合，被推到整個生命科學發展的前沿，取得了快速發展，做出了巨大貢獻。
微生物學和生物學的主流融合交叉，實現了全面深入的發展。
5.21世紀微生物學展望
與其他學科實現更廣泛的交叉，獲得新的發展，永遠是科學創新的源泉。
微生物基因組的測序和分析；
微生物的快速鑒定；
用微量熱技術研究生命過程
計算機技術與微生物學的結合。
第三，微生物學對生命科學的促進
1.多學科交叉促進微生物學的全面發展
2.推動重大理論問題的突破。
3.對生命科學研究技術的貢獻
4.微生物和人類基因組計劃
第四，中國微生物學面臨的機遇和挑戰
思考測試問題:
根據微生物的特性，談談為什麽微生物不僅是人類的敵人，也是人類的朋友。
為什麽巴斯德和羅伯特·科赫是微生物學的真正奠基人？