1、,微生物學的歷史和範圍,大綱 1.1 微生物的發現 1.2 自然發生說之爭 1.3 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 1.5 微生物世界的成員 1.6 微生物學的範圍和現實意義 1.7 微生物學的未來,微生物的定義與範圍,微生物的定義 構造簡單、個體微小、無法肉眼觀察、可獨立生活的一群生物 （凡規則必有例外） 包含： 病毒(類生物)、細菌(原核生物)、真菌、 藻類、原蟲、多細胞寄生蟲(真核生物-細胞核與胞器) 微生物學的範圍:研究微生物的構造、形態、生理、生殖、遺傳、態及應用的科學,微生物的發現,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
2、入） 促成14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 雷文（李文）霍克、（列文虎克）Antony van Leeuwenhoek、荷蘭人（16321723） 1673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,自然發生說之爭,從西元前亞理斯多德（384-322） 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） 第一組不加蓋、第二組用紙蓋、第三組細紗布蓋 結果：第一組肉生蛆、第三紗布上生蛆、第二組都不生 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 結論：有機物含有生命力能使
3、無生命物質變成有生命,路易士.巴斯德(1822-1895)解決了自然發生說的紛爭 利用鵝頸瓶做相關實驗,微生物在疾病中所扮演的角色,微生物與與疾病的關係 Agostino Bassi (1773-1856)於1835年指出蠶病由真菌所引起，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由真菌引起 Heinrich de Bary 1853年指出真菌可以引起穀類作物疾病 Joseph Lister (1827-1912)外科醫生李斯特，被稱為外科之父。以酚消毒外科器具，防止傷口感染,羅伯特.柯赫(霍)(1843-1910)1876年發表其假說 利用炭疽芽胞桿菌(B
4、acillus anthracis),有病動物體液注射到健康老鼠 老鼠都發病 切其脾臟培養於牛血清中 培養液再注射健康老鼠 炭疽病發生 建立微生物與疾病的關係,柯赫假說 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 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,細菌培養基的製作 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，不理想，許多菌可利用 柯赫助手之妻建議用瓊脂做凝固劑，大部分菌不會利用 助手Richard Petri研製出培養皿(Petric dish) 分離
5、病原微生物：培養基成分-肉萃出物、蛋白質消化物,免疫學研究 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 為了紀念Edward Jenner將此種培養物稱為Vaccine (拉丁文Vacca為牛) 狂犬病疫苗的製作，病原打於兔子，取其腦和脊髓乾燥. 牛痘疫苗的起源：清朝康熙帝俄土耳其大使夫人 Montaque, M.N. 1717英國 1721 Edward Jenner 種牛痘 1798 Emil Von Behring，第一個諾貝爾醫學獎得主：抗體及免疫治療法-白喉毒素破傷風抗毒素,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 發展出巴斯德滅菌法 有些
6、微生物發酵反應是厭氧環境下，有些則都可以 微生物生態學 微生物在土壤和棲息地的碳、氮和硫循環的角色 Sergei N. Winogradsky發現土壤細菌可氧化鐵、硫、氨，利用CO2，固氮細菌 Martinus W. beijerinck：分離出好氧固氮細菌Azotobacter,微生物世界的成員,原核生物prokaryon （pro 先前之意，karyon堅果核仁或核心），真核生物eukaryon （eu真實的） 生物的五界 原核生物界、原生生物界、真菌生物界、動物界、植物界 病毒不在五界之中 原核生物界：真細菌(eubacteria)與古細菌(archaea) 三大領域的進步促使微生物分類
7、的進展 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 提出六、八界、三域理論（19.7章）,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 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 諾貝爾獎生理獎，約有1/3是關於微生物問題研究之科學家 病毒學家、細菌學家、藻類學家、真菌學家原生動物學家 微生細胞學、生理學、生態學、遺傳、分子生理學及分類學 醫學微生物學、食品和乳品微生物學、公共衛生微生物學免疫學 農業微生物學 工業微生物學：抗生素、疫苗、類固醇、酒精,對付新傳染病 （SARS、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 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 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產率 微生物多樣性研究。環境微生物可培養率低於1 生物膜研究、了解基因體與細胞結構之關係 不尋常微生物和微生物生態學研究將會更認識微生物與非生命世界之間的相互作用 複雜細胞構造是如何發育?細胞相互之間如何通訊息?對環境之反應又如何?,微生物學的未來,
