是什麼微生物研究技術的誕生

㈠ 微生物學的興起，從變酸的葡萄酒開始

作為生態系統的重要組成部分，微生物維持著地球生命的基礎生存環境，使碳、氮等重要元素重新進入生命循環。但是，今天的我們也很清楚地知道，某些微生物是威脅人類健康的大敵，正是它們引發了霍亂、傷寒、梅毒、肺結核等赫赫有名、讓人避之唯恐不及的急性或慢性傳染病。
早在1676年，列文?虎克率先觀察到了自然界中的微小生物，並寫出人類史上第一本關於微生物的專著——《列文?虎克發現的自然界的秘密》。但是，無論是他本人還是當時的西方學術界，多將之看作是自然界的一種奇觀，甚至是上帝創造生命的一種證據——這些微小的生物似乎是由自然界自發產生的。直到巴斯德關注發酵現象後，這些神奇的小生物才一步步地從一種有趣的奇觀，轉變為人類的朋友或需要與之進行對抗的敵人。
惱人的酸味
1854年，年輕的巴斯德因其在酒石酸晶體旋光性研究上所表現出來的超人才智，被任命為法國里爾理學院的院長。當時的里爾正成長為一個重要的工業城市，釀酒業是當地的重要產業。在巴斯德任職期間，里爾的釀酒業時常被酒精質量問題困擾，酒中總是帶有一種不合宜的酸味。1856年11月，當地工業家比戈先生前來尋求巴斯德的幫助，原因據說是他的兒子十分崇拜巴斯德。
釀酒的關鍵過程——發酵，早已為人們熟知，並被廣泛應用。我們許多食物的生產過程都和發酵關系密切，如饅頭、麵包、酸奶等等。人類歷史上充滿了對發酵的玄想，幾乎每個時期的時髦理論都用來解釋過發酵現象。比如著名的笛卡爾就曾說過，「發酵是一種可混合和可移動的力的作用。」不要問我這句話究竟想表達什麼意思，它唯一能告訴我們的就是，那時物理力學的地位十分顯赫。第一個真正揭示了酒精發酵基本秘密的人，是發現氧的拉瓦錫。他將代數引入化學研究，創建了今日大家熟悉的化學方程式，同時也將精確性引入了化學，意義十分重大。拉瓦錫研究了酒精、糖以及氧的關系，最終將酒精發酵總結為糖的分解，並給出了漂亮的方程式。但是奇怪的是，雖然拉瓦錫不得不將酵母加入糖中使其發酵產生酒精，但在他嚴謹的定量化學方程式中，酵母是個多餘的或者一個無法處理和理解的怪物。他傾向於無視酵母，並且有充分的理由，因為在發酵後期，伴隨著酒精的產生，酵母消失了。
無論如何，酵母是酒精發酵研究中的烏雲，類似於相對論革命前飄盪在物理學上空的烏雲。修補拉瓦錫結論的說法紛紛出籠，比如當時德國的權威化學家李比希就認為酵母十分重要，確切的說，是酵母的消失十分重要。他認為正是酵母的分解使發酵得以發生，由此他構建了一個理論，認為分解中的酵母將它的分解狀態傳遞給了糖，從而引發了糖分解為酒精。而瑞典化學家雅各布?貝采利烏斯則將酵母視作某種我們今日稱為「催化劑」的物質，通過接觸引發糖分解，不過他將酵母看作是一層活性氧化鋁沉澱。這個觀點所隱含的合理猜測部分，被後續的研究者加以發展，成為現代酶學的前身。
當時關於發酵的解釋眾說紛紜，但無人認識到酵母是一種有生命的微生物，它主宰著發酵的最終結果。因此所有這些理論都無法幫助比戈先生除去他酒中的酸味。
顯微鏡與化學

有趣的是，巴斯德賴以成名的酒石酸就是發酵的產物。他的故鄉是著名的法國葡萄酒產地，因此巴斯德對釀酒的程序並不陌生，但也僅止於此，畢竟他從來沒有真正研究和關注過發酵本身。接受了比戈先生的請求後，巴斯德在糖廠的一間地下室建立了一個簡陋的實驗室。為了研究神秘的酵母和發酵間的關系，巴斯德創造性地將顯微鏡引入到他的化學實驗室。這個舉動十分奇特，即便在今天，顯微鏡也算不上化學研究中的正統工具。
然而，正是這一舉動，使得巴斯德將顯微鏡的觀察結果與化學分析的精確結果歷史性地相互結合，使得化學與生物學的奇妙綜合就此拉開序幕，最終開創了今日被我們稱為生物化學這一新領域的先河。在那個黑暗、陰冷、潮濕的地下室中，經歷數年的艱辛觀察和化學分析，巴斯德瞥見了微生物的奧妙，也讓他開始思索微生物與人類疾病的關系。而他此後的數十年人生，再也無法離開那些顯微鏡下展示的奇妙而微小的生命，他的研究生涯與它們緊密相聯，人類在懵懂中慘敗於微生物的命運由此發生天翻地覆的改變。實驗當然非常艱辛，充滿了挫折。回顧巴斯德當年寫下的實驗記錄，筆記本上四處標記著：失敗、失敗、失敗。但憑借他優秀的觀察和分析能力，巴斯德發現了兩個重要的現象，酵母的形狀依發酵情況發生改變，在發酵正常時是圓形的，而發酵異常時則成為桿狀。化學分析顯示，桿狀酵母出現得越多，酒精中的乳酸含量就越高，而乳酸正是讓酒帶有不合宜酸味的原因。反復實驗，這種聯系並非巧合，這不由得讓巴斯德懷疑，發酵是一種生命現象，酵母應該是一種生命，就是它決定著最終的發酵產物。
這個觀點在當時太激進了，他自己也深知這一點，如果草率地發表文章，恐怕只會讓自己身敗名裂。在酒精發酵領域，充斥了太多權威的結論以及太多的紛爭。彼時巴斯德羽翼未豐，他可不想貿然陷入漩渦中心，因此他決定從並不熱門的乳酸發酵作為突破口，在這里他可能遭遇的反對是最少的。現在，他首先需要無可辯駁的實驗結果來證實酵母是一種生命。

酵母的秘密
繁殖是生命的基本特徵，如果酵母真的是一種生物，那麼它必然而且應該表現出這一基本特點。然而當時的觀測手段十分簡陋，而工業發酵的模式，並不是一個合適的實驗模式。酵母通常在發酵後期消失，這個現象早已熟知，正是它誤導了拉瓦錫和李比希。看來需要給酵母提供更好的環境，但此前並無人做過真正的微生物培養。回顧過去的文獻，1843年的一篇科學院報告給了巴斯德啟發，報告稱，乳酸抑制發酵，但可加入弱鹼性的白堊溶液來避免。
巴斯德的創造性在這里得到充分發揮，他移植那層灰色的被雅各布?貝采利烏斯稱為「活性氧化鋁」的沉澱，在簡化到極點的環境中培養它們，加入白堊來中和預料中的乳酸，加入糖促進發酵，然後最重要的是找到促進酵母繁殖的營養液。這種營養液必需清澈，以便顯微鏡觀察，同時還必須富含營養以刺激酵母的繁殖。經過巧妙的類比推理，巴斯德決定使用啤酒，它清澈而富有營養，當然使用前必須過濾。條件已經具備，成果就此產生，巴斯德終於證實，乳酸發酵經由乳酸酵母產生，它的形狀和大小都有別於常用於啤酒發酵或酒精發酵的酵母。
巴斯德將這些重要結果，匯集成《論乳酸發酵》的論文，於1857年8月公開發表。在論文中他提到，他不僅已經成功鑒定出乳酸發酵所需的酵母，而且還可以用適宜的營養液對其進行培養選種，一切就如同培育植物一樣。這篇劃時代的論文如今被公認為現代微生物學的誕生標志。不過，到此為止的成果，尚無法對比戈先生面臨的困境提供真正的幫助。初步站穩腳跟後，巴斯德立即開始向著名的也是混亂不堪的酒精發酵「宣戰」，他鑒定出酒精酵母生長所需的必要成分，詳細觀察到酒精發酵過程中的各種現象。至此，巴斯德一鼓作氣提出重要假設，發酵所需的一切要素——溫度、糖分等——都是幫助酵母繁殖的因素，發酵的本質應該歸屬生物學而不是簡單的化學方程式。巴斯德進一步指出，使用啤酒酵母進行酒精發酵時，不會產生乳酸和醋酸。這些產物的出現，是由於受到乳酸酵母的意外污染。就這樣，巴斯德找到了解決比戈先生請求的問題的答案。擺脫困境的方法很簡單，先用高溫殺死乳酸酵母，然後移植啤酒酵母。1860年，巴斯德因其在發酵研究中的傑出貢獻，法國科學院授予他實驗生理學獎。從此，巴斯德開始毫不猶豫地將他的研究稱為「生理化學」，也即今日生物化學的前身。
發酵知多少

此後巴斯德繼續孤軍深入，將他在乳酸和酒精發酵上所取得的洞見進一步擴展，研究范圍十分廣泛，包括那些惱人的或者令人厭煩甚至危險的各種腐敗變質現象。他發現了醋酸菌是將酒精轉變為醋的關鍵因素，但制醋業中普遍認為醋缸中的線蟲才是制醋的重要因素。為此巴斯德設計了一個既簡單又有說服力的演示實驗，只需一條浸過醋酸菌的繩索，將酒精緩慢的從其上流過，滴到盆里的液體就已經變成了醋，這一過程甚至可以持續數天。事實上，因為醋酸菌生長在液體表面，最終將消耗完線蟲所需的氧，因此醋缸中的線蟲通常會攻擊醋酸菌，實際上被視為必不可少的線蟲不僅和產醋毫不相干，反倒會阻礙醋的生產。
1861年，在研究黃油變質的原因時，巴斯德觀察到了丁酸弧菌，這是他在發酵研究中遇到的第一種會移動的微生物。限於基本的所謂動物植物常識，巴斯德喜歡將那些不動的酵母視作某種「植物」，因此他一度十分擔心，會動的丁酸弧菌可能會像動物吃植物般將他希望尋找的黃油酵母作為食物吃掉。經過持續的觀測和耐心的化學分析，他最終發現原來丁酸弧菌正是他想尋找的「黃油酵母」。不過，更重要的是，他發現丁酸弧菌是一種厭氧微生物，巴斯德超凡的觀察能力和分析能力，在這里得到充分體現。他發現丁酸弧菌這種會運動的微生物在液體邊緣處會停止移動，這是個很容易被忽視的細節；經仔細分析後，巴斯德猜測這是由於氧濃度的不同導致的結果。假設然後是精密設計的實驗，使巴斯德發現了第一種厭氧微生物，要知道在當時氧對生命的重要性就和水一樣被廣泛認同。
這種新認識，促使巴斯德回頭研究他已經非常熟悉的酵母，他發現某些酵母顯然具有雙重生存能力，即有氧和無氧生存，而多數時候發酵正是酵母無氧生存的結果，現在你明白為何在做酒或者做泡菜時要隔絕空氣的道理了吧。厭氧微生物的發現，給巴斯德打開了一扇新的自然之門，他證實腐敗是因為厭氧弧菌的存在，同時他認識到這種特殊發酵與地球生態循環間的深刻聯系。1862年，在致教育部長的信中，他寫道：「在死亡之後，生命將以另一種形式和新的規律重新出現。地球表面生命永存的規律是：組成植物和動物的所有物質將被摧毀，並轉化為氣態的揮發性的和礦物等物質。」至此，在發酵研究領域，巴斯德當之無愧的成為世界第一人。
巴斯德滅菌法
當巴斯德在發酵領域一路高歌，順帶解決了爭論許久的自然發生問題時，法國的葡萄酒貿易卻陷入低谷。法國葡萄酒，直到今日依然大名鼎鼎，無可替代。不過，在法國和英國簽署自由貿易協定的初期，名聲在外的法國葡萄酒，雖然剛開始受到英國商人的熱烈歡迎，但很快這項貿易就一蹶不振。一位因販賣法國葡萄酒而幾乎陷於破產境地的英國商人失望地寫道「……一開始我們熱情的歡迎法國葡萄酒，但不久以後這項貿易因葡萄酒的種種變質問題遭受巨大損失……」。關鍵時刻，拿破崙三世在副官的建議下正式委託巴斯德研究葡萄酒的發酵及變質問題，毫無疑問，他是最佳人選。不要忘記，巴斯德的故鄉阿爾布瓦正是葡萄酒產地之一，因此巴斯德當即決定返回故鄉，開始他的葡萄酒釀造及變質研究。葡萄酒的釀造時間短暫，一年只有一次機會。巴斯德帶領三個學生，從1863年開始連續三個夏天呆在阿爾布瓦的實驗室，研究分析葡萄酒釀造的工藝和保存手段及變質原因，為了保證葡萄的質量，他甚至專門購買了100平方米的葡萄園，僱人精心看守。他發現了通常被視為葡萄酒大敵的空氣，明確的說是其中的氧，是促使葡萄酒變陳也即變得更加美味芳香的關鍵要素，這是個純粹的化學過程，當然空氣不能太多，過度氧化也會使葡萄酒變得難喝。而傳統經驗提示的盡可能避免與空氣接觸，其真正想避免的是黏附在塵埃中的微生物或寄生蟲，這一點經歷過自然發生論戰的巴斯德自然非常清楚。
葡萄酒變質是個復雜的問題，紅白葡萄酒各有其常見的變質現象。如紅葡萄酒在變陳時易發生變淡最終變苦，而白葡萄酒則易發生脂肪樣變質，使葡萄酒黏稠似油狀液體。至於葡萄酒變酸則是在釀造時最容易發生的現象。巴斯德一步步揭示出引起這種種變質現象背後的原因：變酸通常是因為發酵過程受到醋酸菌的污染；變淡然後變苦是一種真菌樣呈枝杈狀寄生蟲所引起；至於油狀改變則是因為一種串珠狀圓形真菌導致。1866年巴斯德出版《葡萄酒研究》一書，將這些研究成果匯集在一起。
怎麼解決葡萄酒的長期保存問題呢？巴斯德發明了著名的加熱法——如今通常被稱為巴氏滅菌法——直到今日依然在很多領域中廣泛應用。方法非常簡單，在隔絕空氣的情況下，將葡萄酒在60～100℃之間加熱片刻。巴斯德對此做了精確的實驗論證，無人敢於真正懷疑他的實驗，但名酒製造商們卻抵制加熱法，認為即便加熱能防止葡萄酒變質，但勢必會嚴重破壞它的芳香和口味。為此，巴斯德要求成立一個委員會，檢驗他的加熱法。委員會如期成立，包括巴黎的許多名流其中不乏名酒製造商，在葡萄酒比較品嘗的盲法品嘗中，人們確認只要按巴斯德的標准去做，加熱幾乎不改變葡萄酒的口味（不得不承認極少數人的味蕾非常厲害）。就此加熱法的名聲很快越過國界，傳到新大陸，一位美國記者在紐約的《統計月刊》上寫道，「巴斯德在葡萄種植者中的名聲和總統一樣大」。

尾聲
巴斯德對發酵的研究，最終引領他走到了微生物與人類疾病的阿里巴巴山洞門前，由此引發了現代醫學的猛烈革命，將傳承自希波克拉底擁有數千年歷史的傳統西方醫學顛覆。如果說巴斯德的前半生因駁斥自然發生說而名留青史，那麼他的後半生持續不斷的和守舊的醫生們的激辯，對今日，每一個生活在陽光下的我們而言更有實際的利益。而他因此所遭遇的仇恨、敵視更遠勝於其前半生，然而巴斯德無與倫比的觀察和分析能力，配合傑出的實驗設計，使每一個願意承認事實的人折服。所有這一切，在研製狂犬病疫苗時到達了頂峰，作為一種病毒性疾病，在當時僅有顯微鏡的情況下，在根本不可能看見狂犬病毒的狀況下，巴斯德正確判斷出狂犬病必然由微生物引起，並成功研製出了疫苗。（作者：三思逍遙）

㈡ 十九世紀哪兩個焦點問題的爭論促使了微生物學的誕生

十九世紀兩個焦點問題的爭論促使了微生物研究技術的誕生.
問題之一:微生物能不能自發產生
問題之二:傳染病的性質是什麼

㈢ 微生物學的歷史起源

自古以來，人類在日常生活和生產實踐中，已經覺察到微生物的生命活動及其所發生的作用。中國利用微生物進行釀酒的歷史，可以追溯到4000多年前的龍山文化時期。2600年前發明了制醬技術 。殷商時代的甲骨文中刻有「酒」字。北魏賈思勰的《齊民要術》（533～544）中，列有穀物制曲、釀酒、制醬、造醋和腌菜等方法。
在古希臘留下來的石刻上，記有釀酒的操作過程。中國在春秋戰國時期，就已經利用微生物分解有機物質的作用，進行漚糞積肥。公元1世紀的《氾勝之書》提出要以熟糞肥田以及瓜與小豆間作的制度。2世紀的《神衣本草經》中，有白僵蠶治病的記載。6世紀的《左傳》中，有用麥曲治腹瀉病的記載。在10世紀的《醫宗金鑒》中，有關於種痘方法的記載。1796年，英國人琴納發明了牛痘苗，為免疫學的發展奠定了基石。 17世紀，荷蘭人列文虎克用自製的簡單顯微鏡（可放大160～260倍）觀察牙垢、雨水、井水和植物浸液後，發現其中有許多運動著的「微小動物」，並用文字和圖畫科學地記載了人類最早看見的「微小動物」——細菌的不同形態（球狀、桿狀和螺旋狀等）。過了不久，義大利植物學家P．A米凱利也用簡單的顯微鏡觀察了真菌的形態。1838年，德國動物學家C．G．埃倫貝格在《纖毛蟲是真正的有機體》一書中，把纖毛蟲綱分為22科，其中包括3個細菌的科（他將細菌看作動物），並且創用bacteria（細菌）一詞。1854年，德國植物學家F．J．科思發現桿狀細菌的芽孢，他將細菌歸屬於植物界，確定了此後百年間細菌的分類地位。
微生物學的研究從19世紀60年代開始進入生理學階段。法國科學家L．巴斯德對微生物生理學的研究為現代微生物學奠定了基礎，化學家出身的巴斯德涉足微生物是為了治療「酒病」和「蠶病」。他論證酒和醋的釀造以及一些物質的腐敗都是由一定種類的微生物引起的發酵過程，並不是發酵或腐敗產生微生物，著名的曲頸瓶實驗無可辯駁的證實了這一點 ；他認為發酵是微生物在沒有空氣的環境中的呼吸作用，而酒的變質則是有害微生物生長的結果；他進一步證明不同微生物種類各有獨特的代謝機能，各自需要不同的生活條件並引起不同的作用；他提出了防止酒變質的加熱滅菌法，後來被人稱為巴斯德滅菌法，使用這一方法可使新生產的葡萄酒和啤酒長期保存。科赫對新興的醫學微生物學作出了巨大貢獻。科赫首先論證炭疽桿菌是炭疽病的病原菌，接著又發現結核病和霍亂的病原細菌，並提倡採用消毒和殺菌方法防止這些疾病的傳播；他的學生們也陸續發現白喉、肺炎、破傷風、鼠疫等的病原細菌，導致了當時和以後數十年間人們對細菌給予高度的重視；他首創細菌的染色方法，採用了以瓊脂作凝固培養基培養細菌和分離單菌落而獲得純培養的操作過程；他規定了鑒定病原細菌的方法和步驟，提出著名的科赫法則。1860年，英國外科醫生J．利斯特應用葯物殺菌，並創立了無菌的外科手術操作方法。1901年，著名細菌學家和動物學家И．И．梅契尼科夫發現白細胞吞噬細菌的作用，對免疫學的發展做出了貢獻。
俄國出生的法國微生物學家C．H．維諾格拉茨基於1887年發現硫磺細菌，1890年發現硝化細菌，他論證了土壤中硫化作用和硝化作用的微生物學過程以及這些細菌的化能營養特性。他最先發現嫌氣性的自生固氮細菌，並運用無機培養基、選擇性培養基以及富集培養等原理和方法，研究土壤細菌各個生理類群的生命活動，揭示土壤微生物參與土壤物質轉化的各種作用，為土壤微生物學的發展奠定了基石。
1892年，俄國植物生理學家Д．И．伊萬諾夫斯基發現煙草花葉病原體是比細菌還小的、能通過細菌過濾器的、光學顯微鏡不能窺測的生物，稱為過濾性病毒。1915～1917年，F．W．特沃特和F．H．de埃雷爾觀察細菌菌落上出現噬菌斑以及培養液中的溶菌現象，發現了細菌病毒——噬菌體。病毒的發現使人們對生物的概念從細胞形態擴大到了非細胞形態。
在這一階段中，微生物操作技術和研究方法的創立是微生物學發展的特有標志。 20世紀以來，生物化學和生物物理學向微生物學滲透，再加上電子顯微鏡的發明和同位素示蹤原子的應用，推動了微生物學向生物化學階段的發展。1897年德國學者E．畢希納發現酵母菌的無細胞提取液能與酵母一樣具有發酵糖液產生乙醇的作用，從而認識了酵母菌酒精發酵的酶促過程，將微生物生命活動與酶化學結合起來。G．諾伊貝格等人對酵母菌生理的研究和對酒精發酵中間產物的分析，A．J．克勒伊沃對微生物代謝的研究以及他所開拓的比較生物化學的研究方向，其他許多人以大腸桿菌為材料所進行的一系列基本生理和代謝途徑的研究，都闡明了生物體的代謝規律和控制其代謝的基本原理，並且在控制微生物代謝的基礎上擴大利用微生物，發展酶學，推動了生物化學的發展。從20世紀30年代起，人們利用微生物進行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各種有機酸、氨基酸、蛋白質、油脂等的工業化生產。
1929年，A．弗萊明發現點青黴菌能抑制葡萄球菌的生長，揭示了微生物間的拮抗關系並發現了青黴素。1949年，S．A瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所積累資料的基礎上，發現了鏈黴素。此後陸續發現的新抗生素越來越多。這些抗生素除醫用外，也應用於防治動植物的病害和食品保藏。 1941年，G．W．比德爾和E．L．塔特姆用X射線和紫外線照射鏈孢霉，使其產生變異，獲得營養缺陷型。他們對營養缺陷型的研究不僅可以進一步了解基因的作用和本質，而且為分子遺傳學打下了基礎。1944年，O．T．埃弗里第一次證實了引起肺炎球菌形成莢膜遺傳性狀轉化的物質是脫氧核糖核酸（DNA）。1953年，J．D．沃森和F．H．C．克里克提出了DNA分子的雙螺旋結構模型和核酸半保留復制學說。H．富蘭克爾-康拉特等通過煙草花葉病毒重組試驗，證明核糖核酸（RNA）是遺傳信息的載體，為奠定分子生物學基礎起了重要作用。其後，又相繼發現轉運核糖核酸（tRNA）的作用機制、基因三聯密碼的論說、病毒的細微結構和感染增殖過程、生物固氮機制等微生物學中的重要理論，展示了微生物學廣闊的應用前景。1957年，A．科恩伯格等成功地進行了DNA的體外組合和操縱。原核微生物基因重組的研究不斷獲得進展，胰島素已用基因轉移的大腸桿菌發酵生產，干擾素也已開始用細菌生產。現代微生物學的研究將繼續向分子水平深入，向生產的深度和廣度發展。分支
微生物學經歷了一個多世紀的發展，已分化出大量的分支學科，據不完全統計（1990年），已達181門之多。根據其性質可以簡單歸納為下面6類：
⑴按研究微生物的基本生命活動規律為目的來分總學科稱普通微生物學（General Microbiology），分科如微生物分類學，微生物生理學，微生物遺傳學，微生物生態學和分子微生物學等。
⑵按研究的微生物對象分如細菌學，真菌學（菌物學），病毒學，原核生物學，自養菌生物學和厭氧菌生物學等。
⑶按微生物所處的生態環境分如土壤微生物學，微生態學，海洋微生物學，環境微生物學，水微生物學和宇宙微生物學。
⑷按微生物應用領域來分總學科稱應用微生物學（Applied Microbiology)，分科如工業微生物學，農業微生物學，醫學微生物學，葯用微生物學，診斷微生物學，抗生素學，食品微生物學等。
⑸按學科間的交叉、融合分如化學微生物學，分析微生物學，微生物生物工程學，微生物化學分類學，微生物數值分類學，微生物地球化學和微生物信息學等。
⑹按實驗方法、技術分如實驗微生物學，微生物研究方法等。

㈣ 微生物的研究技術

工具是人類器官的延伸。要觀察肉眼看不到的微生物，沒有適當工具是不可能的。前面所說的列文虎克用顯微鏡揭示微小的生命世界之前80多年，有個叫楊森的荷蘭人已經製造出顯微鏡，而且在列文虎克之前，英國人虎克已經描繪過顯微鏡下長在皮革上的蘭色黴菌的形態（圖1），不過，看到細菌、原生動物等活的微生物，並把它們的運動記錄下來的第一人是列文虎克（圖2）。隨著工業發展和技術進步，顯微鏡經過300多年的改進，2013年已經是林林總總，形式多樣了。但從功能上說，無非是從器具和觀察對象兩方面著手提高放大倍數和增加分辨細微結構能力。在器具上，包括選擇投射於物體上的波束的性質及為便於觀察而不斷改善操縱裝置；在觀察對象上，則是如何突顯待觀察的部分。波束有光波和電磁波，用光波的叫做光學顯微鏡，用電磁波的叫電子顯微鏡。
光波只能對大於其波長的物體造象，可見光的波長大約是0.4—0.8微米，所以光學顯微鏡不可能觀察到小於200納米（0.2微米）的物體，2013年的光學顯微鏡放大和分辨效率已經越來越接近其極限，大約可以將對象放大2000倍。電磁波的波長是光波波長的十萬分之一，電子顯微鏡的放大倍數可以達到百萬，可以分辨十分之一納米。這樣，不僅可以看到細胞中許多細微結構，還能觀察分子的形態。 顯微鏡技術問世而使人類開始認識了微生物，然而在對微生物的生命活動和功能有所知曉之前，微生物學並沒有誕生。促使微生物學迅速誕生的，是無菌操作技術和純種培養技術。在1861年，偉大的微生物學家巴斯德做了一個有名的實驗。對於微生物學發展具有決定性的作用。
巴斯德用一個有長頸的圓底燒瓶裝上肉湯，如果就這么放著，幾天後肉湯便渾濁發臭了，用顯微鏡可以觀察到裡面長了許多細菌。如果把長長的瓶頸用火焰燒成彎曲狀，雖然瓶口還是和外界相通，氧氣可以自由出入，可是肉湯放置很長時間也不會變渾濁。如果把裡面的肉湯從彎曲處往瓶口傾折，讓液體接觸瓶口，再讓液體流回瓶中，幾天後，液體又變渾發臭了。巴斯德這個實驗充分說明，肉湯之所以變渾發臭，是肉湯裡面的細菌繁殖造成的，如果加熱殺死了肉湯裡面的細菌，又不讓外面的細菌進去，肉湯就不會有細菌生長。液體和瓶口接觸後，因為空氣中的塵埃和細菌沾在瓶口，通過肉湯進入瓶內，所以幾天後會變渾發臭。而且，燒瓶盡管有彎長的頸，可是瓶口是和外界相通的，空氣可以自由進入，所以可以保證裡面有氧氣，所以不是沒有氧氣而使細菌不能生長。
直到20世紀60年代，在倫敦的一個研究所中，還一直保存著19世紀後期為否定自然發生論所用的的一些陳年肉湯，它們在70年後依然清亮如故。巴斯德這個簡單但是具有說服力的著名實驗，證實了微生物只能從微生物產生而不能自然地從沒有生命的物質發生。從此，人們開始認識到無菌操作的重要。滅過菌的物質在適當保護下將保持無菌狀態，除非有人去感染它。巴斯德奠定了這個微生物學的基本原理。 自然界中，各種微生物之間並不是離群素居，彼此老死不相往來的。在任何天然環境中，都有多種微生物共同生活。土壤是微生物的大本營，1克普通的菜園土中就有數百種微生物，個體數量可能超過上億。連人的口腔中也有幾十種細菌。由於巴斯德對葡萄酒變質的研究，人們認識到某種微生物和物質的某種化學變化有直接關系，酵母菌可以把葡萄酒里的葡萄糖變成酒精，醋酸細菌可以使葡萄酒變酸。
巴斯德和其他一些學者的工作又證明傳染病是由某些微生物感染所致。既然每種微生物有不同的形態和生理特徵，它們在自然界的作用和對人類的影響也必然有差異。我們要了解某種微生物對於人類有害還是有益，或者2013年與人類還沒有什麼特別密切的關系，就必須單獨把這種微生物分離出來研究。這就是在無菌技術的基礎上微生物學的另一項基本技術——純種分離技術。

㈤ 為什麼說巴斯德和科赫是微生物學的奠基人

理由：

化學家出身的巴斯德涉足微生物是為了治療「酒病」和「蠶病」。他論證酒和醋的釀造以及一些物質的腐敗都是由一定種類的微生物引起的發酵過程，並不是發酵或腐敗產生微生物。

他提出了防止酒變質的加熱滅菌法，後來被人稱為巴斯德滅菌法，使用這一方法可使新生產的葡萄酒和啤酒長期保存。

科赫對新興的醫學微生物學做出了巨大貢獻。科赫首先論證炭疽桿菌是炭疽病的病原菌，接著又發現結核病和霍亂的病原細菌，並提倡採用消毒和殺菌方法防止這些疾病的傳播。

(5)是什麼微生物研究技術的誕生擴展閱讀

微生物學作用：

1、在自然界物質循環中作用。

2、空氣與水凈化，污水處理。

3、工農業生產有菌體，代謝產物，代謝活動。

4、對生命科學的貢獻。

微生物學專業研究方向主要包括：真菌及地衣學、微生物資源、分類、系統學、多樣性、群體遺傳與演化、協同代謝分子機理、環境微生物學、工業微生物學、系統生物技術、微生物生理學、微生物生理學等。

㈥ 菌種的分離.培養.接種.染色等研究微生物的技術的發明者是誰

是他發明了固體培養基分離純化技術：劃線法,混合平板法等
還配製了培養基,設計了細菌染色技術
滿意請採納,謝謝