是什么微生物研究技术的诞生

㈠ 微生物学的兴起，从变酸的葡萄酒开始

作为生态系统的重要组成部分，微生物维持着地球生命的基础生存环境，使碳、氮等重要元素重新进入生命循环。但是，今天的我们也很清楚地知道，某些微生物是威胁人类健康的大敌，正是它们引发了霍乱、伤寒、梅毒、肺结核等赫赫有名、让人避之唯恐不及的急性或慢性传染病。
早在1676年，列文?虎克率先观察到了自然界中的微小生物，并写出人类史上第一本关于微生物的专着——《列文?虎克发现的自然界的秘密》。但是，无论是他本人还是当时的西方学术界，多将之看作是自然界的一种奇观，甚至是上帝创造生命的一种证据——这些微小的生物似乎是由自然界自发产生的。直到巴斯德关注发酵现象后，这些神奇的小生物才一步步地从一种有趣的奇观，转变为人类的朋友或需要与之进行对抗的敌人。
恼人的酸味
1854年，年轻的巴斯德因其在酒石酸晶体旋光性研究上所表现出来的超人才智，被任命为法国里尔理学院的院长。当时的里尔正成长为一个重要的工业城市，酿酒业是当地的重要产业。在巴斯德任职期间，里尔的酿酒业时常被酒精质量问题困扰，酒中总是带有一种不合宜的酸味。1856年11月，当地工业家比戈先生前来寻求巴斯德的帮助，原因据说是他的儿子十分崇拜巴斯德。
酿酒的关键过程——发酵，早已为人们熟知，并被广泛应用。我们许多食物的生产过程都和发酵关系密切，如馒头、面包、酸奶等等。人类历史上充满了对发酵的玄想，几乎每个时期的时髦理论都用来解释过发酵现象。比如着名的笛卡尔就曾说过，“发酵是一种可混合和可移动的力的作用。”不要问我这句话究竟想表达什么意思，它唯一能告诉我们的就是，那时物理力学的地位十分显赫。第一个真正揭示了酒精发酵基本秘密的人，是发现氧的拉瓦锡。他将代数引入化学研究，创建了今日大家熟悉的化学方程式，同时也将精确性引入了化学，意义十分重大。拉瓦锡研究了酒精、糖以及氧的关系，最终将酒精发酵总结为糖的分解，并给出了漂亮的方程式。但是奇怪的是，虽然拉瓦锡不得不将酵母加入糖中使其发酵产生酒精，但在他严谨的定量化学方程式中，酵母是个多余的或者一个无法处理和理解的怪物。他倾向于无视酵母，并且有充分的理由，因为在发酵后期，伴随着酒精的产生，酵母消失了。
无论如何，酵母是酒精发酵研究中的乌云，类似于相对论革命前飘荡在物理学上空的乌云。修补拉瓦锡结论的说法纷纷出笼，比如当时德国的权威化学家李比希就认为酵母十分重要，确切的说，是酵母的消失十分重要。他认为正是酵母的分解使发酵得以发生，由此他构建了一个理论，认为分解中的酵母将它的分解状态传递给了糖，从而引发了糖分解为酒精。而瑞典化学家雅各布?贝采利乌斯则将酵母视作某种我们今日称为“催化剂”的物质，通过接触引发糖分解，不过他将酵母看作是一层活性氧化铝沉淀。这个观点所隐含的合理猜测部分，被后续的研究者加以发展，成为现代酶学的前身。
当时关于发酵的解释众说纷纭，但无人认识到酵母是一种有生命的微生物，它主宰着发酵的最终结果。因此所有这些理论都无法帮助比戈先生除去他酒中的酸味。
显微镜与化学

有趣的是，巴斯德赖以成名的酒石酸就是发酵的产物。他的故乡是着名的法国葡萄酒产地，因此巴斯德对酿酒的程序并不陌生，但也仅止于此，毕竟他从来没有真正研究和关注过发酵本身。接受了比戈先生的请求后，巴斯德在糖厂的一间地下室建立了一个简陋的实验室。为了研究神秘的酵母和发酵间的关系，巴斯德创造性地将显微镜引入到他的化学实验室。这个举动十分奇特，即便在今天，显微镜也算不上化学研究中的正统工具。
然而，正是这一举动，使得巴斯德将显微镜的观察结果与化学分析的精确结果历史性地相互结合，使得化学与生物学的奇妙综合就此拉开序幕，最终开创了今日被我们称为生物化学这一新领域的先河。在那个黑暗、阴冷、潮湿的地下室中，经历数年的艰辛观察和化学分析，巴斯德瞥见了微生物的奥妙，也让他开始思索微生物与人类疾病的关系。而他此后的数十年人生，再也无法离开那些显微镜下展示的奇妙而微小的生命，他的研究生涯与它们紧密相联，人类在懵懂中惨败于微生物的命运由此发生天翻地覆的改变。实验当然非常艰辛，充满了挫折。回顾巴斯德当年写下的实验记录，笔记本上四处标记着：失败、失败、失败。但凭借他优秀的观察和分析能力，巴斯德发现了两个重要的现象，酵母的形状依发酵情况发生改变，在发酵正常时是圆形的，而发酵异常时则成为杆状。化学分析显示，杆状酵母出现得越多，酒精中的乳酸含量就越高，而乳酸正是让酒带有不合宜酸味的原因。反复实验，这种联系并非巧合，这不由得让巴斯德怀疑，发酵是一种生命现象，酵母应该是一种生命，就是它决定着最终的发酵产物。
这个观点在当时太激进了，他自己也深知这一点，如果草率地发表文章，恐怕只会让自己身败名裂。在酒精发酵领域，充斥了太多权威的结论以及太多的纷争。彼时巴斯德羽翼未丰，他可不想贸然陷入漩涡中心，因此他决定从并不热门的乳酸发酵作为突破口，在这里他可能遭遇的反对是最少的。现在，他首先需要无可辩驳的实验结果来证实酵母是一种生命。

酵母的秘密
繁殖是生命的基本特征，如果酵母真的是一种生物，那么它必然而且应该表现出这一基本特点。然而当时的观测手段十分简陋，而工业发酵的模式，并不是一个合适的实验模式。酵母通常在发酵后期消失，这个现象早已熟知，正是它误导了拉瓦锡和李比希。看来需要给酵母提供更好的环境，但此前并无人做过真正的微生物培养。回顾过去的文献，1843年的一篇科学院报告给了巴斯德启发，报告称，乳酸抑制发酵，但可加入弱碱性的白垩溶液来避免。
巴斯德的创造性在这里得到充分发挥，他移植那层灰色的被雅各布?贝采利乌斯称为“活性氧化铝”的沉淀，在简化到极点的环境中培养它们，加入白垩来中和预料中的乳酸，加入糖促进发酵，然后最重要的是找到促进酵母繁殖的营养液。这种营养液必需清澈，以便显微镜观察，同时还必须富含营养以刺激酵母的繁殖。经过巧妙的类比推理，巴斯德决定使用啤酒，它清澈而富有营养，当然使用前必须过滤。条件已经具备，成果就此产生，巴斯德终于证实，乳酸发酵经由乳酸酵母产生，它的形状和大小都有别于常用于啤酒发酵或酒精发酵的酵母。
巴斯德将这些重要结果，汇集成《论乳酸发酵》的论文，于1857年8月公开发表。在论文中他提到，他不仅已经成功鉴定出乳酸发酵所需的酵母，而且还可以用适宜的营养液对其进行培养选种，一切就如同培育植物一样。这篇划时代的论文如今被公认为现代微生物学的诞生标志。不过，到此为止的成果，尚无法对比戈先生面临的困境提供真正的帮助。初步站稳脚跟后，巴斯德立即开始向着名的也是混乱不堪的酒精发酵“宣战”，他鉴定出酒精酵母生长所需的必要成分，详细观察到酒精发酵过程中的各种现象。至此，巴斯德一鼓作气提出重要假设，发酵所需的一切要素——温度、糖分等——都是帮助酵母繁殖的因素，发酵的本质应该归属生物学而不是简单的化学方程式。巴斯德进一步指出，使用啤酒酵母进行酒精发酵时，不会产生乳酸和醋酸。这些产物的出现，是由于受到乳酸酵母的意外污染。就这样，巴斯德找到了解决比戈先生请求的问题的答案。摆脱困境的方法很简单，先用高温杀死乳酸酵母，然后移植啤酒酵母。1860年，巴斯德因其在发酵研究中的杰出贡献，法国科学院授予他实验生理学奖。从此，巴斯德开始毫不犹豫地将他的研究称为“生理化学”，也即今日生物化学的前身。
发酵知多少

此后巴斯德继续孤军深入，将他在乳酸和酒精发酵上所取得的洞见进一步扩展，研究范围十分广泛，包括那些恼人的或者令人厌烦甚至危险的各种腐败变质现象。他发现了醋酸菌是将酒精转变为醋的关键因素，但制醋业中普遍认为醋缸中的线虫才是制醋的重要因素。为此巴斯德设计了一个既简单又有说服力的演示实验，只需一条浸过醋酸菌的绳索，将酒精缓慢的从其上流过，滴到盆里的液体就已经变成了醋，这一过程甚至可以持续数天。事实上，因为醋酸菌生长在液体表面，最终将消耗完线虫所需的氧，因此醋缸中的线虫通常会攻击醋酸菌，实际上被视为必不可少的线虫不仅和产醋毫不相干，反倒会阻碍醋的生产。
1861年，在研究黄油变质的原因时，巴斯德观察到了丁酸弧菌，这是他在发酵研究中遇到的第一种会移动的微生物。限于基本的所谓动物植物常识，巴斯德喜欢将那些不动的酵母视作某种“植物”，因此他一度十分担心，会动的丁酸弧菌可能会像动物吃植物般将他希望寻找的黄油酵母作为食物吃掉。经过持续的观测和耐心的化学分析，他最终发现原来丁酸弧菌正是他想寻找的“黄油酵母”。不过，更重要的是，他发现丁酸弧菌是一种厌氧微生物，巴斯德超凡的观察能力和分析能力，在这里得到充分体现。他发现丁酸弧菌这种会运动的微生物在液体边缘处会停止移动，这是个很容易被忽视的细节；经仔细分析后，巴斯德猜测这是由于氧浓度的不同导致的结果。假设然后是精密设计的实验，使巴斯德发现了第一种厌氧微生物，要知道在当时氧对生命的重要性就和水一样被广泛认同。
这种新认识，促使巴斯德回头研究他已经非常熟悉的酵母，他发现某些酵母显然具有双重生存能力，即有氧和无氧生存，而多数时候发酵正是酵母无氧生存的结果，现在你明白为何在做酒或者做泡菜时要隔绝空气的道理了吧。厌氧微生物的发现，给巴斯德打开了一扇新的自然之门，他证实腐败是因为厌氧弧菌的存在，同时他认识到这种特殊发酵与地球生态循环间的深刻联系。1862年，在致教育部长的信中，他写道：“在死亡之后，生命将以另一种形式和新的规律重新出现。地球表面生命永存的规律是：组成植物和动物的所有物质将被摧毁，并转化为气态的挥发性的和矿物等物质。”至此，在发酵研究领域，巴斯德当之无愧的成为世界第一人。
巴斯德灭菌法
当巴斯德在发酵领域一路高歌，顺带解决了争论许久的自然发生问题时，法国的葡萄酒贸易却陷入低谷。法国葡萄酒，直到今日依然大名鼎鼎，无可替代。不过，在法国和英国签署自由贸易协定的初期，名声在外的法国葡萄酒，虽然刚开始受到英国商人的热烈欢迎，但很快这项贸易就一蹶不振。一位因贩卖法国葡萄酒而几乎陷于破产境地的英国商人失望地写道“……一开始我们热情的欢迎法国葡萄酒，但不久以后这项贸易因葡萄酒的种种变质问题遭受巨大损失……”。关键时刻，拿破仑三世在副官的建议下正式委托巴斯德研究葡萄酒的发酵及变质问题，毫无疑问，他是最佳人选。不要忘记，巴斯德的故乡阿尔布瓦正是葡萄酒产地之一，因此巴斯德当即决定返回故乡，开始他的葡萄酒酿造及变质研究。葡萄酒的酿造时间短暂，一年只有一次机会。巴斯德带领三个学生，从1863年开始连续三个夏天呆在阿尔布瓦的实验室，研究分析葡萄酒酿造的工艺和保存手段及变质原因，为了保证葡萄的质量，他甚至专门购买了100平方米的葡萄园，雇人精心看守。他发现了通常被视为葡萄酒大敌的空气，明确的说是其中的氧，是促使葡萄酒变陈也即变得更加美味芳香的关键要素，这是个纯粹的化学过程，当然空气不能太多，过度氧化也会使葡萄酒变得难喝。而传统经验提示的尽可能避免与空气接触，其真正想避免的是黏附在尘埃中的微生物或寄生虫，这一点经历过自然发生论战的巴斯德自然非常清楚。
葡萄酒变质是个复杂的问题，红白葡萄酒各有其常见的变质现象。如红葡萄酒在变陈时易发生变淡最终变苦，而白葡萄酒则易发生脂肪样变质，使葡萄酒黏稠似油状液体。至于葡萄酒变酸则是在酿造时最容易发生的现象。巴斯德一步步揭示出引起这种种变质现象背后的原因：变酸通常是因为发酵过程受到醋酸菌的污染；变淡然后变苦是一种真菌样呈枝杈状寄生虫所引起；至于油状改变则是因为一种串珠状圆形真菌导致。1866年巴斯德出版《葡萄酒研究》一书，将这些研究成果汇集在一起。
怎么解决葡萄酒的长期保存问题呢？巴斯德发明了着名的加热法——如今通常被称为巴氏灭菌法——直到今日依然在很多领域中广泛应用。方法非常简单，在隔绝空气的情况下，将葡萄酒在60～100℃之间加热片刻。巴斯德对此做了精确的实验论证，无人敢于真正怀疑他的实验，但名酒制造商们却抵制加热法，认为即便加热能防止葡萄酒变质，但势必会严重破坏它的芳香和口味。为此，巴斯德要求成立一个委员会，检验他的加热法。委员会如期成立，包括巴黎的许多名流其中不乏名酒制造商，在葡萄酒比较品尝的盲法品尝中，人们确认只要按巴斯德的标准去做，加热几乎不改变葡萄酒的口味（不得不承认极少数人的味蕾非常厉害）。就此加热法的名声很快越过国界，传到新大陆，一位美国记者在纽约的《统计月刊》上写道，“巴斯德在葡萄种植者中的名声和总统一样大”。

尾声
巴斯德对发酵的研究，最终引领他走到了微生物与人类疾病的阿里巴巴山洞门前，由此引发了现代医学的猛烈革命，将传承自希波克拉底拥有数千年历史的传统西方医学颠覆。如果说巴斯德的前半生因驳斥自然发生说而名留青史，那么他的后半生持续不断的和守旧的医生们的激辩，对今日，每一个生活在阳光下的我们而言更有实际的利益。而他因此所遭遇的仇恨、敌视更远胜于其前半生，然而巴斯德无与伦比的观察和分析能力，配合杰出的实验设计，使每一个愿意承认事实的人折服。所有这一切，在研制狂犬病疫苗时到达了顶峰，作为一种病毒性疾病，在当时仅有显微镜的情况下，在根本不可能看见狂犬病毒的状况下，巴斯德正确判断出狂犬病必然由微生物引起，并成功研制出了疫苗。（作者：三思逍遥）

㈡ 十九世纪哪两个焦点问题的争论促使了微生物学的诞生

十九世纪两个焦点问题的争论促使了微生物研究技术的诞生.
问题之一:微生物能不能自发产生
问题之二:传染病的性质是什么

㈢ 微生物学的历史起源

自古以来，人类在日常生活和生产实践中，已经觉察到微生物的生命活动及其所发生的作用。中国利用微生物进行酿酒的历史，可以追溯到4000多年前的龙山文化时期。2600年前发明了制酱技术 。殷商时代的甲骨文中刻有“酒”字。北魏贾思勰的《齐民要术》（533～544）中，列有谷物制曲、酿酒、制酱、造醋和腌菜等方法。
在古希腊留下来的石刻上，记有酿酒的操作过程。中国在春秋战国时期，就已经利用微生物分解有机物质的作用，进行沤粪积肥。公元1世纪的《氾胜之书》提出要以熟粪肥田以及瓜与小豆间作的制度。2世纪的《神衣本草经》中，有白僵蚕治病的记载。6世纪的《左传》中，有用麦曲治腹泻病的记载。在10世纪的《医宗金鉴》中，有关于种痘方法的记载。1796年，英国人琴纳发明了牛痘苗，为免疫学的发展奠定了基石。 17世纪，荷兰人列文虎克用自制的简单显微镜（可放大160～260倍）观察牙垢、雨水、井水和植物浸液后，发现其中有许多运动着的“微小动物”，并用文字和图画科学地记载了人类最早看见的“微小动物”——细菌的不同形态（球状、杆状和螺旋状等）。过了不久，意大利植物学家P．A米凯利也用简单的显微镜观察了真菌的形态。1838年，德国动物学家C．G．埃伦贝格在《纤毛虫是真正的有机体》一书中，把纤毛虫纲分为22科，其中包括3个细菌的科（他将细菌看作动物），并且创用bacteria（细菌）一词。1854年，德国植物学家F．J．科思发现杆状细菌的芽孢，他将细菌归属于植物界，确定了此后百年间细菌的分类地位。
微生物学的研究从19世纪60年代开始进入生理学阶段。法国科学家L．巴斯德对微生物生理学的研究为现代微生物学奠定了基础，化学家出身的巴斯德涉足微生物是为了治疗“酒病”和“蚕病”。他论证酒和醋的酿造以及一些物质的腐败都是由一定种类的微生物引起的发酵过程，并不是发酵或腐败产生微生物，着名的曲颈瓶实验无可辩驳的证实了这一点 ；他认为发酵是微生物在没有空气的环境中的呼吸作用，而酒的变质则是有害微生物生长的结果；他进一步证明不同微生物种类各有独特的代谢机能，各自需要不同的生活条件并引起不同的作用；他提出了防止酒变质的加热灭菌法，后来被人称为巴斯德灭菌法，使用这一方法可使新生产的葡萄酒和啤酒长期保存。科赫对新兴的医学微生物学作出了巨大贡献。科赫首先论证炭疽杆菌是炭疽病的病原菌，接着又发现结核病和霍乱的病原细菌，并提倡采用消毒和杀菌方法防止这些疾病的传播；他的学生们也陆续发现白喉、肺炎、破伤风、鼠疫等的病原细菌，导致了当时和以后数十年间人们对细菌给予高度的重视；他首创细菌的染色方法，采用了以琼脂作凝固培养基培养细菌和分离单菌落而获得纯培养的操作过程；他规定了鉴定病原细菌的方法和步骤，提出着名的科赫法则。1860年，英国外科医生J．利斯特应用药物杀菌，并创立了无菌的外科手术操作方法。1901年，着名细菌学家和动物学家И．И．梅契尼科夫发现白细胞吞噬细菌的作用，对免疫学的发展做出了贡献。
俄国出生的法国微生物学家C．H．维诺格拉茨基于1887年发现硫磺细菌，1890年发现硝化细菌，他论证了土壤中硫化作用和硝化作用的微生物学过程以及这些细菌的化能营养特性。他最先发现嫌气性的自生固氮细菌，并运用无机培养基、选择性培养基以及富集培养等原理和方法，研究土壤细菌各个生理类群的生命活动，揭示土壤微生物参与土壤物质转化的各种作用，为土壤微生物学的发展奠定了基石。
1892年，俄国植物生理学家Д．И．伊万诺夫斯基发现烟草花叶病原体是比细菌还小的、能通过细菌过滤器的、光学显微镜不能窥测的生物，称为过滤性病毒。1915～1917年，F．W．特沃特和F．H．de埃雷尔观察细菌菌落上出现噬菌斑以及培养液中的溶菌现象，发现了细菌病毒——噬菌体。病毒的发现使人们对生物的概念从细胞形态扩大到了非细胞形态。
在这一阶段中，微生物操作技术和研究方法的创立是微生物学发展的特有标志。 20世纪以来，生物化学和生物物理学向微生物学渗透，再加上电子显微镜的发明和同位素示踪原子的应用，推动了微生物学向生物化学阶段的发展。1897年德国学者E．毕希纳发现酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用，从而认识了酵母菌酒精发酵的酶促过程，将微生物生命活动与酶化学结合起来。G．诺伊贝格等人对酵母菌生理的研究和对酒精发酵中间产物的分析，A．J．克勒伊沃对微生物代谢的研究以及他所开拓的比较生物化学的研究方向，其他许多人以大肠杆菌为材料所进行的一系列基本生理和代谢途径的研究，都阐明了生物体的代谢规律和控制其代谢的基本原理，并且在控制微生物代谢的基础上扩大利用微生物，发展酶学，推动了生物化学的发展。从20世纪30年代起，人们利用微生物进行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各种有机酸、氨基酸、蛋白质、油脂等的工业化生产。
1929年，A．弗莱明发现点青霉菌能抑制葡萄球菌的生长，揭示了微生物间的拮抗关系并发现了青霉素。1949年，S．A瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所积累资料的基础上，发现了链霉素。此后陆续发现的新抗生素越来越多。这些抗生素除医用外，也应用于防治动植物的病害和食品保藏。 1941年，G．W．比德尔和E．L．塔特姆用X射线和紫外线照射链孢霉，使其产生变异，获得营养缺陷型。他们对营养缺陷型的研究不仅可以进一步了解基因的作用和本质，而且为分子遗传学打下了基础。1944年，O．T．埃弗里第一次证实了引起肺炎球菌形成荚膜遗传性状转化的物质是脱氧核糖核酸（DNA）。1953年，J．D．沃森和F．H．C．克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型和核酸半保留复制学说。H．富兰克尔-康拉特等通过烟草花叶病毒重组试验，证明核糖核酸（RNA）是遗传信息的载体，为奠定分子生物学基础起了重要作用。其后，又相继发现转运核糖核酸（tRNA）的作用机制、基因三联密码的论说、病毒的细微结构和感染增殖过程、生物固氮机制等微生物学中的重要理论，展示了微生物学广阔的应用前景。1957年，A．科恩伯格等成功地进行了DNA的体外组合和操纵。原核微生物基因重组的研究不断获得进展，胰岛素已用基因转移的大肠杆菌发酵生产，干扰素也已开始用细菌生产。现代微生物学的研究将继续向分子水平深入，向生产的深度和广度发展。分支
微生物学经历了一个多世纪的发展，已分化出大量的分支学科，据不完全统计（1990年），已达181门之多。根据其性质可以简单归纳为下面6类：
⑴按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分总学科称普通微生物学（General Microbiology），分科如微生物分类学，微生物生理学，微生物遗传学，微生物生态学和分子微生物学等。
⑵按研究的微生物对象分如细菌学，真菌学（菌物学），病毒学，原核生物学，自养菌生物学和厌氧菌生物学等。
⑶按微生物所处的生态环境分如土壤微生物学，微生态学，海洋微生物学，环境微生物学，水微生物学和宇宙微生物学。
⑷按微生物应用领域来分总学科称应用微生物学（Applied Microbiology)，分科如工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，药用微生物学，诊断微生物学，抗生素学，食品微生物学等。
⑸按学科间的交叉、融合分如化学微生物学，分析微生物学，微生物生物工程学，微生物化学分类学，微生物数值分类学，微生物地球化学和微生物信息学等。
⑹按实验方法、技术分如实验微生物学，微生物研究方法等。

㈣ 微生物的研究技术

工具是人类器官的延伸。要观察肉眼看不到的微生物，没有适当工具是不可能的。前面所说的列文虎克用显微镜揭示微小的生命世界之前80多年，有个叫杨森的荷兰人已经制造出显微镜，而且在列文虎克之前，英国人虎克已经描绘过显微镜下长在皮革上的兰色霉菌的形态（图1），不过，看到细菌、原生动物等活的微生物，并把它们的运动记录下来的第一人是列文虎克（图2）。随着工业发展和技术进步，显微镜经过300多年的改进，2013年已经是林林总总，形式多样了。但从功能上说，无非是从器具和观察对象两方面着手提高放大倍数和增加分辨细微结构能力。在器具上，包括选择投射于物体上的波束的性质及为便于观察而不断改善操纵装置；在观察对象上，则是如何突显待观察的部分。波束有光波和电磁波，用光波的叫做光学显微镜，用电磁波的叫电子显微镜。
光波只能对大于其波长的物体造象，可见光的波长大约是0.4—0.8微米，所以光学显微镜不可能观察到小于200纳米（0.2微米）的物体，2013年的光学显微镜放大和分辨效率已经越来越接近其极限，大约可以将对象放大2000倍。电磁波的波长是光波波长的十万分之一，电子显微镜的放大倍数可以达到百万，可以分辨十分之一纳米。这样，不仅可以看到细胞中许多细微结构，还能观察分子的形态。 显微镜技术问世而使人类开始认识了微生物，然而在对微生物的生命活动和功能有所知晓之前，微生物学并没有诞生。促使微生物学迅速诞生的，是无菌操作技术和纯种培养技术。在1861年，伟大的微生物学家巴斯德做了一个有名的实验。对于微生物学发展具有决定性的作用。
巴斯德用一个有长颈的圆底烧瓶装上肉汤，如果就这么放着，几天后肉汤便浑浊发臭了，用显微镜可以观察到里面长了许多细菌。如果把长长的瓶颈用火焰烧成弯曲状，虽然瓶口还是和外界相通，氧气可以自由出入，可是肉汤放置很长时间也不会变浑浊。如果把里面的肉汤从弯曲处往瓶口倾折，让液体接触瓶口，再让液体流回瓶中，几天后，液体又变浑发臭了。巴斯德这个实验充分说明，肉汤之所以变浑发臭，是肉汤里面的细菌繁殖造成的，如果加热杀死了肉汤里面的细菌，又不让外面的细菌进去，肉汤就不会有细菌生长。液体和瓶口接触后，因为空气中的尘埃和细菌沾在瓶口，通过肉汤进入瓶内，所以几天后会变浑发臭。而且，烧瓶尽管有弯长的颈，可是瓶口是和外界相通的，空气可以自由进入，所以可以保证里面有氧气，所以不是没有氧气而使细菌不能生长。
直到20世纪60年代，在伦敦的一个研究所中，还一直保存着19世纪后期为否定自然发生论所用的的一些陈年肉汤，它们在70年后依然清亮如故。巴斯德这个简单但是具有说服力的着名实验，证实了微生物只能从微生物产生而不能自然地从没有生命的物质发生。从此，人们开始认识到无菌操作的重要。灭过菌的物质在适当保护下将保持无菌状态，除非有人去感染它。巴斯德奠定了这个微生物学的基本原理。 自然界中，各种微生物之间并不是离群素居，彼此老死不相往来的。在任何天然环境中，都有多种微生物共同生活。土壤是微生物的大本营，1克普通的菜园土中就有数百种微生物，个体数量可能超过上亿。连人的口腔中也有几十种细菌。由于巴斯德对葡萄酒变质的研究，人们认识到某种微生物和物质的某种化学变化有直接关系，酵母菌可以把葡萄酒里的葡萄糖变成酒精，醋酸细菌可以使葡萄酒变酸。
巴斯德和其他一些学者的工作又证明传染病是由某些微生物感染所致。既然每种微生物有不同的形态和生理特征，它们在自然界的作用和对人类的影响也必然有差异。我们要了解某种微生物对于人类有害还是有益，或者2013年与人类还没有什么特别密切的关系，就必须单独把这种微生物分离出来研究。这就是在无菌技术的基础上微生物学的另一项基本技术——纯种分离技术。

㈤ 为什么说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人

理由：

化学家出身的巴斯德涉足微生物是为了治疗“酒病”和“蚕病”。他论证酒和醋的酿造以及一些物质的腐败都是由一定种类的微生物引起的发酵过程，并不是发酵或腐败产生微生物。

他提出了防止酒变质的加热灭菌法，后来被人称为巴斯德灭菌法，使用这一方法可使新生产的葡萄酒和啤酒长期保存。

科赫对新兴的医学微生物学做出了巨大贡献。科赫首先论证炭疽杆菌是炭疽病的病原菌，接着又发现结核病和霍乱的病原细菌，并提倡采用消毒和杀菌方法防止这些疾病的传播。

(5)是什么微生物研究技术的诞生扩展阅读

微生物学作用：

1、在自然界物质循环中作用。

2、空气与水净化，污水处理。

3、工农业生产有菌体，代谢产物，代谢活动。

4、对生命科学的贡献。

微生物学专业研究方向主要包括：真菌及地衣学、微生物资源、分类、系统学、多样性、群体遗传与演化、协同代谢分子机理、环境微生物学、工业微生物学、系统生物技术、微生物生理学、微生物生理学等。

㈥ 菌种的分离.培养.接种.染色等研究微生物的技术的发明者是谁

是他发明了固体培养基分离纯化技术：划线法,混合平板法等
还配制了培养基,设计了细菌染色技术
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