微生物学对生命科学的作用与贡献

作者：杨超月

微生物学对生命科学的作用与贡献 本文简介：摘要：微生物学是生命科学最为重要的学科之一。微生物作为最简单的生命体而成为生命科学研究不可替代的理想材料,其研究促进许多生命科学重大理论问题的突破;同时,微生物学又是应用性很强的学科,它与数理化和信息科学交叉渗透,与人类的经济发展、社会进步和日常生活息息相关。从微生物的发现和微生物学的建立、微生物学

微生物学对生命科学的作用与贡献 本文内容：

　　摘要：微生物学是生命科学最为重要的学科之一。微生物作为最简单的生命体而成为生命科学研究不可替代的理想材料, 其研究促进许多生命科学重大理论问题的突破;同时, 微生物学又是应用性很强的学科, 它与数理化和信息科学交叉渗透, 与人类的经济发展、社会进步和日常生活息息相关。从微生物的发现和微生物学的建立、微生物学对生命科学的贡献、微生物学与人类的健康及微生物学未来发展等几个方面来阐述微生物学在生命科学中的地位和作用。

　　关键词：生命科学; 发展; 交叉; 作用;

　　微生物 (microbe) 是单细胞、多细胞和无细胞结构的微小生物的总称, 包括细菌、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类在内的一大类生物群体以及病毒等[1]。微生物学 (microbiology) 是现代高新生物技术的理论与技术基础, 是在分子、细胞或群体水平上研究自然界常见微生物的生物学规律, 即形态结构、营养需要、生长繁殖、遗传变异以及生态分布和分类进化等内容, 并将其应用于医药卫生、工农业生产、环境污染治理和生物工程等领域的科学。1977年日本学者尾形学在《家畜微生物学》一书中阐述“微生物学是近代科学中对人类福利最大的一门科学”。微生物学是生命科学中最为重要的学科之一, 也是最为活跃的研究领域。随着微生物与人类的关系日益密切, 微生物学也更加凸显其重要性[2]。本文将从古代人们对微生物的认识、微生物学的奠基与建立、微生物学与其他学科的关系及微生物与人类的健康及微生物学未来发展等几个方面来阐述微生物学在生命科学发展中的地位和作用。

　　1微生物的发现历史和微生物学的建立

　　1.1微生物的发现历史

　　微生物的发现历史分为史前期、初创期、奠基期、发展期和成熟期五个时期。中国是最早认识并应用微生物的少数国家之一, 8000年前已经出现了曲蘖酿酒;2500年前发明酿酱、醋, 用曲治消化道疾病;古罗马人G.Fracastoro在16世纪就发现人类许多传染性疾病是由肉眼看不见的微小生物引起的;1676年荷兰人安东·列文虎克 (Antony van leeuwenhoek) 利用自制的显微镜 (50-300倍) 才真正观察到微小的生物-细菌和原生动物的存在, 并进行了生物形态学描述, 第一次揭示了一个暂新的生物世界-微生物界[1,3]。

　　1.2微生物学的奠基

　　自从安东·列文虎克利用自制的显微镜观察到微生物开始, 全世界掀起了微生物研究的热潮, 但主要研究内容只是对微生物进行形态描述和分类;直到19世纪中叶, 法国的巴斯德 (Louis Pasteur) 和德国的柯赫 (Robert Koch) 发现微生物是造成食物腐败发酵和人畜疾病的原因, 才将微生物研究从形态描述发展到生理学研究阶段, 并建立微生物分离接种、无菌培养、巴氏灭菌等一系列独特的方法和技术, 微生物学才以独立的学科形式开始形成, 同时, 开辟了工业微生物学、农业微生物、环境微生物和医学微生物学等分支学科[1]。

　　2微生物学在生命科学中的地位和作用

　　生命科学是系统地阐述与生命特征有关的重大课题的科学。微生物学是生命科学的重要学科之一, 微生物作为最简单的生命体而成为生命科学研究不可替代的理想材料, 它是进行分子生物学、遗传学、基因工程、酶工程和微生物工程研究的模式生物, 奠定了微生物学在生命科学中的基础地位;微生物学的发展促进了人类的健康与进步:建立了外科手术中的消毒技术, 防止病原微生物感染;寻找人畜传染病致病的病原菌;接种疫苗对人类进行预防接种, 杜绝传染病的传播;抗生素和化学治疗剂的发现及基因工程药物的生产等, 为人类健康长寿作出了极其重大贡献。

　　2.1微生物学奠定分子生物学的发展基础, 促进许多生命科学理论的突破

　　微生物学发展历史中的许多重大发现促进生命科学由细胞或整体研究水平进入分子水平, 奠定了分子生物学的发展基础。Beadle和Tatum (1941) 通过脉孢菌属 (Neurospora) 的粗糙脉胞菌 (Neu-rospora crassa) 突变实验阐明基因和酶的关系, 提出“一个基因一个酶”的假说;通过肺炎双球菌实验和病毒重建实验证明核酸是遗传信息的携带者, 是遗传物质的基础, 从而奠定了分子遗传学基础;基因结构的精细分析及重叠基因的发现都与微生物学发展密不可分。20世纪60年代Nirenberg等人通过E.coli无细胞蛋白合成体系研究发现了基因的遗传密码;遗传密码的破译是上世纪六十年代分子生物学最辉煌的成就, 人们开始从分子水平上研究生命现象;法国科学家Monod与Jacob (1961) 通过E.coli诱导酶形成机制实验, 发表“蛋白质合成中的遗传调节机制”一文, 提出操纵子学说。大肠杆菌的乳糖操纵子是一个十分巧妙的自动控制系统, 通过大肠杆菌乳糖操纵子的研究, 阐明了基因表达调控机制, 为分子生物学的发展奠定了基础[5]。

　　2.2微生物学对生命科学与技术研究的贡献