微生物学的历史和微生物学的贡献者

• 物理学起源于古代，数学甚至更早，但关于微小生物、它们的生物学以及它们对人类生活的影响的知识直到19世纪晚期才出现。
• 直到大约19世纪80年代，人们仍然相信生命可以凭空产生，疾病是由罪恶或恶臭引起的。
• 关于疾病折磨人的原因，不同文化、不同社会阶层的观点不同，治疗方法也不同。疾病被认为是由
  • 难闻的气味，通过去除或掩盖难闻的气味来处理
  • 体液失调身体的体液不平衡，以出血、出汗和呕吐来治疗
  • 灵魂的罪孽，用祈祷和仪式来处理
• 虽然传染的概念是已知的，但它并不归因于微小的生物，而是归因于难闻的气味或魔鬼等灵魂。

Varo和Columella认为疾病是由看不见的生物引起的(动物界minuta)吸入或摄入。

维罗纳的弗拉卡斯托里乌斯(1546)提出了一个接触传染物vivum可能导致传染病和冯·普伦西兹(1762)表明每种疾病都是由不同的因素引起的。

微生物的发现和微生物学的开端

• 微生物学是研究微观生物的学科。
• 微生物一词是由法国化学家路易斯·巴斯德(1822-95)提出的。
• 据说微生物学起源于1850年以后发生的生物科学的大发展。
• “微生物”一词最早由Sedillot(1878年)使用。

探索时代

• 罗伯特•胡克他是17世纪英国科学家，第一个用透镜观察最小的组织单位，他称之为“细胞”。不久之后，这位荷兰业余生物学家安东·范·列文虎克用自制的显微镜观察他所谓的“微生物”。
• 安东尼·范·列文虎克(1632-1723)1676年，荷兰代尔夫特(Delft, netherlands)第一个观察并准确描述了被称为“animalcules”(小动物)的微生物(细菌和原生动物)。
• 实际上，他是一位荷兰的亚麻商人，但他把大部分业余时间都花在了制作简单的显微镜上，这种显微镜由两个凸透镜夹在两块银板之间组成。他制造了250多台小型高倍显微镜，可以放大50-300倍左右。
• 列文虎克是第一个使用自己制作的显微镜对细菌和原生动物进行精确和正确描述的人。因为他对微生物学的非凡贡献，安东尼·范·列文虎克被认为是“微生物学之父”。
• 安东尼·范·列文虎克也被认为是细菌学和原生动物学(原生动物学)之父。
• 他写了200多封信，从1674年到1723年，在50年的时间里，这些信件被作为一系列信件传递给了伦敦皇家学会。

过渡时期

• 在已知微生物存在的时候，大多数科学家都认为这种简单的生命形式肯定是自发产生的。也就是说，生命被认为是从泥土、湖泊或任何有足够营养的地方自发产生的。这个概念非常引人注目，一直持续到19世纪晚期。

主要方面是解决了一个争议自然发生理论主要包括弗朗西斯科·雷迪，约翰·李约瑟，拉扎罗·斯帕兰扎尼和尼古拉斯·阿佩尔的实验，等，并了解疾病的传播，其中主要包括工作Ignaz Semmelweis和约翰·斯诺。

• 弗朗西斯科·雷迪:自然发生的古老信仰首先受到了意大利医生雷迪的挑战，他对腐烂的肉及其自发产生蛆虫的能力进行了一系列实验。
• 李约瑟(1713-1781):他可能是自然发生理论最伟大的支持者。他提出微小的有机体即微生物在他的羊肉肉汁中自发产生。他像雷迪那样用软木塞盖住了烧瓶，甚至还加热了一些烧瓶。然而，羊肉汤上仍然出现了微生物。
• 拉扎罗·斯帕兰扎尼(1729-1799):他是一位意大利博物学家，试图反驳李约瑟的实验。他把牛肉汤煮了很长时间，把烧瓶里的空气抽干，然后把容器密封起来。在孵育之后，他在这些烧瓶中没有观察到任何生长。他证明，加热的营养物质暴露在空气中时，只要在脖子上开一个小缝，就能滋生微生物。斯帕兰扎尼因此推翻了自然发生学说。
• 尼古拉,阿佩尔遵循斯帕兰扎尼作品的理念。他是一位法国酿酒师，他证明了汤和液体可以通过在厚厚的香槟瓶中大量加热来保存。
• Ignaz Semmelweis和约翰·斯诺这两人对疾病传播方式的认识日益增强。
• 两位德国学者舒尔茨(1815 - 1873)和西奥多·施万(1810-1882)认为空气是微生物的来源，并试图通过将空气通过热玻璃管或强化学物质注入烧瓶中煮沸的输液来证明这一点。这两例患者的输液中都没有微生物。
• 乔治·施罗德和西奥多·冯·杜施(1854年)我们第一个提出用棉花塞堵住微生物培养管的想法。
• 达尔文(1859)他在《物种起源》一书中指出，人体可以被认为是一种受自然法则影响的生物。他认为疾病可能是一种生物现象，而不是什么魔法。

黄金时代

微生物学的黄金时代始于路易斯·巴斯德和罗伯特·科赫的工作，他们有自己的研究机构。更重要的是，全世界科学界都接受了他们的工作，并愿意继续和扩大这项工作。在这一时期，我们看到微生物学作为一门生物学学科的真正开端。

• 自然生成的概念最终被这位法国化学家搁置了路易·巴斯德在一组涉及鹅颈烧瓶的实验中。当他用一个直颈烧瓶煮肉汤并将其暴露在空气中时，微生物就会生长。当他用他的鹅颈瓶这样做时，什么也没有生长。第二个烧瓶的s形容器将空气中的灰尘颗粒截留，防止它们到达肉汤。通过证明他可以让空气进入烧瓶，而不是空气中的颗粒，巴斯德证明了在肉汤中生长的是灰尘中的生物。
• 因此在1858年，巴斯德最终解决了自然发生与生物发生的争论，并证明了微生物不是由无生命物质自发产生的，而是由其他微生物产生的。
• 他还发现，水果和谷物发酵产生酒精是由微生物引起的，并确定细菌是发酵过程中葡萄酒变质的原因。巴斯德在1862年提出，在62.8°C(145°F)的温和加热30分钟，而不是煮沸，足以在不破坏产品味道的情况下破坏不需要的微生物，这个过程被称为巴氏杀菌。巴氏杀菌法于1892年以商业为基础引入美国。他的工作导致了疾病的细菌理论的发展。
• 路易·巴斯德被誉为“现代微生物学之父/细菌学之父”。
• 约翰·廷德尔(1820 - 1893):1877年，一位英国物理学家对自发发电进行了最后的打击。他在一个无菌设计的盒子里进行了实验，以证明灰尘确实携带了细菌。他证明了如果没有灰尘，无菌肉汤即使直接暴露在空气中，也能无限期地保持无微生物生长。他在注入干草的过程中发现了高度耐药的细菌结构，后来被称为内孢子。长时间的沸腾或间歇加热是杀死这些孢子的必要条件，以使输液完全消毒，这一过程被称为廷达尔化。
• 大约在巴斯德做实验的同时，一位名叫罗伯特•科赫致力于寻找一些非常严重的动物疾病的原因(先是炭疽，然后是结核病)。他第一次直接证明了细菌在致病方面的作用。他是一位德国医生，在1876年首次分离出炭疽杆菌(bacillus anthracy，炭疽的病因)。他完善了在纯培养中分离细菌的技术。他还在1881年引入了固体培养基的使用，使用明胶作为固化剂。1882年，他发现结核分枝杆菌。他在1884年提出了科赫假设，这是疾病微生物理论的基石，至今仍被用于证明传染病的病原学(具体原因)。

科赫的四个假设是:

• 导致这种疾病的有机体可以在病人身上找到，但在健康人身上找不到。
• 这种生物可以在纯培养中分离和生长。
• 当这种生物被引入健康的动物体内时，一定会引起疾病。
• 该生物必须从受感染的动物身上恢复，并证明与被引入的生物相同。
• 许多科学家的共同努力，最重要的是路易斯·巴斯德和罗伯特·科赫建立了疾病的细菌理论。认为看不见的微生物是致病原因的观点被称为细菌理论。这是巴斯德对微生物学的另一个重要贡献。它不仅出现在他推翻自然发生的实验中，而且出现在他对导致他三个女儿死亡的传染性生物(伤寒)的研究中。
• 范妮·艾尔舍米乌斯·黑塞(1850 - 1934)科赫的一位助手首先提出在培养基中使用琼脂。琼脂优于明胶，因为它的熔点(即96°C)和凝固点(即40-45°C)比明胶高，并且不受大多数细菌的攻击。科赫的另一位助手理查德·佩特里在1887年发明了皮氏培养皿(盘子)，一种用于固体培养基的容器。因此，罗伯特·科赫、芬妮·赫塞和理查德·佩特里的贡献使得分离纯微生物培养物成为可能，并直接促进了微生物学各个领域的进步。

医学和外科的发展

• 一旦科学家们知道是微生物导致了疾病，医疗实践的显著改善只是时间问题。在过去，做手术就像什么都不做一样危险无菌技术引入后，恢复率显著提高。洗手和隔离感染患者减少了疾病的传播，使医院成为一个接受治疗的地方，而不是一个死亡的地方。
• 约瑟夫·李斯特勋爵(1827-1912):一位著名的英国外科医生以其在预防和治疗伤口感染的防腐治疗方面的杰出贡献而闻名。利斯特的结论是，伤口感染也是由微生物引起的。1867年，他发明了一种消毒手术系统，通过在手术敷料上喷洒苯酚来防止微生物进入伤口，有时还会在手术区域喷洒苯酚。他还设计了一种方法，通过向空气中喷射石炭酸的细雾来消灭手术室中的微生物，从而产生一个杀菌的环境。因此，约瑟夫·李斯特(Joseph Lister)是第一个通过使用物理和化学制剂来控制微生物的无菌技术的人，这种技术至今仍在使用。由于这一显著的贡献，约瑟夫·李斯特被称为消毒手术之父。

疫苗的发展

• 疫苗接种在细菌理论之前就被发现了，但直到巴斯德时代才被完全理解。在18世纪晚期，挤奶女工从她们挤奶的奶牛身上感染了非致命的牛痘病，并幸免于周期性肆虐英国的致命天花疫情。医生爱德华·詹纳用牛痘痂的脓液给人们接种天花疫苗。
• 爱德华·詹纳(1749-1823)一位英国医生是第一个预防天花的人。他观察到，农村挤奶女工在挤奶时接触了牛痘(牛痘是由一种与天花密切相关的病毒引起的较温和的疾病)，随后对天花免疫，这给他留下了深刻的印象。5月14日^th1796年，他证明给人接种牛痘脓液可以预防天花。詹纳在1798年发表了他对23名成功接种者的研究结果。最终，这个过程被称为疫苗接种，基于拉丁词“Vacca”，意思是牛。因此，使用牛痘病毒来保护人类的天花疾病变得流行起来，取代了用实际的天花材料进行免疫的危险技术。
• 詹纳的实验意义被巴斯德实现了，他接下来将这一原理应用于预防炭疽，并且奏效了。他把减毒培养物称为疫苗(Vacca =牛)，这个过程称为疫苗接种。受到疫苗成功预防炭疽热的鼓舞，巴斯德研制出了预防恐水症或狂犬病(一种通过狗和其他动物叮咬传染给人的疾病)的疫苗，朝着造福人类的方向前进。与詹纳的天花疫苗一样，狂犬病的预防治疗原则也充分发挥了作用，为预防白喉、破伤风、百日咳、小儿麻痹症和麻疹等许多可怕疾病的现代免疫规划奠定了基础。
• 埃利·梅契尼科夫(1845-1916)1883年提出免疫吞噬理论。他发现一些白血球，白细胞(WBC)通过吞噬致病细菌来预防疾病。这些细胞被称为吞噬细胞和吞噬过程。因此，人的血细胞也具有免疫力，称为细胞免疫。

化学疗法、抗毒素和抗生素的发展

• 埃米尔·鲁(1853-1933)和亚历山大•Yersin这两位著名的法国细菌学家证明了白喉菌的肉汤培养滤液中产生毒素。Emil von Behring(1854 -1917)和Shibasaburo Kitasato(1852-1931)都是Robert Koch的同事，他们在1890年发现了破伤风(锁颌)抗毒素。在宣布发现破伤风抗毒素仅一周后，冯·贝林于1890年报告了用白喉抗毒素免疫白喉。毒素与抗毒素关系的发现对免疫学的发展具有重要意义。
• 保罗·埃利希(1854-1915)1904年，他发现染料锥虫红对引起非洲昏睡病的锥虫有效，可以用于治疗。这种具有抗菌活性的染料被称为“神奇子弹”。随后，在1910年，埃利希与日本医生畑畑宏合作，推出了药物Salvarsan(砒霜苯)作为梅毒螺旋体引起的梅毒的治疗。埃利希的工作为后来的许多发展奠定了重要的基础，萨尔瓦森的使用标志着化疗和使用选择性抑制或杀死病原体而不对患者造成损害的化学物质的开端。
• 格哈德Domagk1935年，德国的一名科学家对大量合成染料进行了实验，并报告说，一种用于皮革染色的红色染料百字铃对小鼠体内的致病性链球菌和葡萄球菌有活性，尽管它在试管中对相同的感染性病原体没有作用。同年，两位法国科学家Jacques和Therese Trefonel证明，化合物百浪多息在动物体内被分解为磺胺(磺胺药物)，这是真正的活性因子。1939年，多马克因发现第一种磺胺类药物而被授予诺贝尔奖。
• 1929年发现了第一种“特灵药”青霉素，Sir功不可没亚历山大·弗莱明他是一位苏格兰医生和细菌学家。弗莱明在第一次世界大战期间(1914年至1918年)研究伤口感染后，实际上一直对寻找杀死病原体的东西感兴趣。
• 抗生素是在20世纪20年代偶然发现的，当时人们在培养皿(称为培养皿)中放置了一种固体细菌，使其停留的时间比平常长。就像任何食物来源一样，它发霉了，长出了一片模糊的真菌。真菌菌落周围区域的菌落体积较小，与板上其他部位的细菌相比，菌落的生长情况似乎较差。这种具有抗菌作用的化合物被命名为青霉素。青霉素是第一种抗生素，后来被用于治疗各种细菌感染的人，并预防烧伤患者的细菌感染，以及许多其他应用。就这样，亚历山大·弗莱明爵士在1929年发现了第一种抗生素青霉素。
• Waksman在美国罗格斯大学发现了另一种抗生素，链霉素是由两种放线菌产生的，链霉菌属将在1944年。瓦克斯曼在1952年因发现用于治疗结核病的链霉素而获得诺贝尔奖，链霉素是一种由细菌引起的疾病结核分枝杆菌是罗伯特·科赫在1882年发现的。到1950年，另外三种微生物被发现可以产生抗生素，如氯霉素(氯霉素)链霉菌属venezuelaePaul R. Burkholder博士于1947年发表的《金霉素》美国aureofaciensB.M. Dugger博士1948年;和土霉素美国rimosus由芬利、霍比和合作者于1950年完成。
• 1910年罗伯特·科赫的去世和第一次世界大战的爆发标志着微生物学研究的一个戏剧性转折。巴斯德研究所关闭，德国实验室被改造为生产用于治疗战争感染的血液成分。许多人称之为微生物学的黄金时代就这样结束了。

在20^th世纪:分子生物学的时代

• 到1900年底，微生物学发展到青春期阶段，并成为生物学领域的一个分支。
• 后来，微生物被作为研究各种生命过程的理想工具，一门独立的微生物学学科——分子生物学诞生了。
• 微生物的相对简单性、短寿命和遗传同质性为理解生物体的生理、生化和遗传复杂性提供了一个真实的模拟模型。
• 分子生物学领域在理解遗传密码、DNA如何调控以及RNA如何转化为蛋白质方面取得了巨大进步。在此之前，研究主要集中在植物和动物细胞上，它们比细菌细胞复杂得多。当研究人员转向研究细菌中的这些过程时，基因和酶的许多秘密开始浮出水面。

微生物学的重要贡献者

路易·巴斯德

路易·巴斯德被誉为“现代微生物学之父/细菌学之父”。他对微生物学有很多贡献:

1. 他提出了保存食物的发酵原理。
2. 他引进了灭菌技术，开发了蒸汽消毒器、热风炉和高压灭菌器。
3. 他描述了牛奶的巴氏杀菌法。
4. 他还为设计预防炭疽、家禽霍乱和狂犬病等几种疾病的疫苗做出了贡献
5. 他否定了疾病自发发生的理论，并提出了“疾病的细菌理论”。他说，疾病不是由不良空气或蒸汽引起的，而是由空气中存在的微生物产生的。
6. 液体培养基概念-他用营养液培养微生物。
7. 他是巴黎巴斯德研究所的创始人。

路易斯·巴斯德提出:

•发酵原理
•牛奶巴氏消毒
•灭菌技术
•疾病的细菌理论

罗伯特•科赫

罗伯特·科赫为微生物学领域做出了卓越的贡献:

1. 他用固体培养基培养细菌——科赫的助手瓦尔特·赫塞的妻子艾什米乌斯·赫塞曾建议使用琼脂作为固化剂。
2. 他还介绍了在纯培养中分离细菌的方法。
3. 介绍了悬滴法测试运动性的方法。
4. 发现了炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱杆菌等细菌。
5. 介绍了苯胺染料的染色工艺。
6. 科赫现象:罗伯特·科赫观察到，已经感染结核杆菌的豚鼠在注射结核杆菌或其蛋白时出现过敏反应。这种反应被称为科赫现象。

根据科赫法则，只有符合下列条件，微生物才可被认为是传染病的病原体:
i.微生物应始终与疾病的病变联系在一起。
2应该有可能从疾病的病变中分离出纯培养的生物体。
3当分离的微生物接种到合适的实验动物体内时，必然会产生同样的疾病。
iv.应该有可能将纯培养中的微生物与实验动物产生的病变重新分离。

随后又引入了附加的第五项标准，该标准规定，在患者的血清中应显示出对致病生物的抗体。

科赫假设的例外情况:人们注意到，并非总是能够将这些假设应用于研究所有人类疾病。

有些细菌不能满足科赫假设的所有四个标准。这些生物是:
•麻风杆菌和梅毒螺旋体:它们不能在体外培养;但可以在动物中维持。
•淋病奈瑟氏菌:没有动物模型;然而，细菌可以在体外培养。

分子科赫假设:这是对科赫假设的修正(作者:斯坦利·法尔科)。他指出，微生物的基因(编码毒性)应该满足科赫假设的所有标准，而不是微生物本身。

保罗•埃尔利希

1. 他是第一个报告结核杆菌抗酸特性的人。
2. 他发明了染色组织和血细胞的技术。
3. 他提出了一种被称为埃利希现象的毒素-抗毒素相互作用，并介绍了标准化毒素和抗毒素的方法
4. 他提出了抗体生产的侧链理论。
5. 因此，他发现了一种治疗梅毒的砷化合物“沙华散”(灵丹妙药)保罗·埃利希被称为化疗之父。
6. 埃利希菌就是以他的名字命名的。

微生物学的其他重要贡献者

1.安东尼·飞利浦·范·列文虎克:发现了单透镜显微镜，并将生物体命名为“小微生物”。
2.爱德华·詹纳:研制出世界上第一种疫苗，利用牛痘病毒研制的天花疫苗。
3.约瑟夫·李斯特:约瑟夫·李斯特被认为是消毒手术之父。他在手术中使用了石炭酸。
4.汉斯·克里斯汀·格兰:他发明了一种“革兰氏染色”。
5.恩斯特Ruska:他是电子显微镜的创始人。
6.亚历山大·弗莱明:他发现了抗生素青霉素。
7.Elie Metchnikoff:他描述了吞噬作用，并称之为吞噬细胞。
8.jonkleinberg:他描述了L型细菌的存在。
9.问麦克林托克芭芭拉:她描述了转座子。
10.沃尔特·吉尔伯特和弗雷德里克·桑格:是最早开发DNA测序方法的人(1977年)。
11.Karry B Mullis:发现聚合酶链式反应。

参考文献

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