定義
微生物學（microbiology）生物學的分支學科之一。它是在分子、細胞或群體水平上研究各類微小生物（細菌、放線菌、真菌、病毒、立克次
微生物學研究微生物形態結構、生理生化、遺傳變異、生態分布和分類進化等生命活動規律。
發展簡史
“科學的歷史就是科學本身。”——歌德
經驗階段自古以來，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。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、造醋和醃菜等方法。在古希臘留下來的石刻上，記有釀酒的操作過程。
古代人制曲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E．琴納發明了牛痘苗，為免疫學的發展奠定了基礎。
學科簡介
微生物學是高等院校生物類專業必開的一門重要基礎課或專業基礎課，也是現代高新生物技術的理論與技術基礎。基因工程、細胞工程、酶工程及發酵工程就是在微生物學原理與技術基礎上形成和發展起來的；微生物學也是高等農林院校生物類專業發展及農林業現代化的重要基石之一。隨著生物技術廣泛套用，微生物學對現代與未來人類的生產活動及生活必將產生巨大影響。主要階段
經驗階段
微生物
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[2]。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、造醋和醃菜等方法。
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。
形態學階段
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
列文虎克物浸液後，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、桿狀和螺鏇狀等)。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.科恩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。
生理學階段
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
巴斯特究為現代微生物學奠定了基礎。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。後來，他開始研究人、禽、畜的傳染病(狂犬病、炭疽病和雞霍亂等)，創立了病原微生物是傳染病因的正確理論和套用菌苗接種預防傳染病的方法。巴斯德在微生物學各方面的科學研究成果，促進了醫學、發酵工業和農業的發展。
與他同時代的德國微生物學家R.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
炭疽桿菌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；他規定了鑑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.利斯特套用藥物殺菌，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 梅契尼科夫發現白細胞吞噬細菌的作用，對免疫學的發展作出了貢獻。
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
硝化細菌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礎。
1892年，俄國植物生理學家伊萬諾夫斯基發現菸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，稱之為過濾性病毒。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誌。
生物化學階段
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
大腸桿菌子的套用，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、
青黴素胺基酸、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係並發現了青黴素。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，也套用於防治動植物的病害和食品保藏。
分子生物學階段
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
DNA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分子的雙螺鏇結構模型和核酸半保留複製學說。H.富蘭克爾－康拉特等通過菸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套用前景。1957年,A.科恩伯格等成功地進行了DNA的體外組合和操縱。近年來，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。
微生物的種類及特點
概述
微生物的含義：非分類學上名詞，來自法語“Microbe”一詞。是形體微小、單細胞或個體結構簡單的多細
微生物胞、甚至無細胞結構的低等生物的通稱。
種類：微生物類群十分龐雜，包括：
無細胞結構的病毒、類病毒、擬病毒等，屬於原核生物的細菌、放線菌、立克次氏體、衣原體等，屬於真核生物的酵母菌和黴菌，單細胞藻類、原生動物等。
生物分界
兩界系統（亞里斯多德）
動物界Animalia：不具細胞壁，可運動，不行光合作用。植物界Plantae：具有細胞壁，不運動，可行光合作用。
三界：原生生物界Protista：（E.H.Haeckel,1866年提出）
大腸桿菌五界系統
原核生物界Monera：細菌、放線菌等原生生物界Protista：藻類、原生動物、粘菌等
真菌界Fungi：酵母、黴菌
動物界Animalia：
植物界Plantae：
五界系統是以細胞結構分化的等級以及和光合、吸收、攝食這三種主要營養方式有關的組織類型為基礎的。六界：加上病毒界。
三界（域）系統
Woese用寡核苷酸序列編目分析法對60多株細菌的16SrRNA序列進行比較後，驚奇地發現：產甲烷細菌完全沒有作為細菌特徵的那些序列，於是提出了生命的第三種形式--古細菌(archaebacteria)。隨後他又對包括某些真核生物在內的大量菌株進行了16SrRNA(18SrRNA)序列的分析比較，又發現極端嗜鹽菌和極端嗜酸嗜熱菌也和產甲烷細菌一樣，具有既不同其他細菌也不同於其核生物的序列特徵，而它們之間則具有許多共同的序列特徵。於是提出將生物分成為三界(Kingdom)(後來改稱三個域)：古細菌、真細菌(Eubacteria)和真核生物(Eukaryotes)。1990年，他為了避免把古細菌也看作是細菌的一類，他又把三界(域)改稱為：Bacteria(細菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)，並構建了三界(域)生物的系統樹。微生物特點
1、體積小、比表面積大大小以um計，但比表面積（表面積/體積）大，（插入表），必然有一個巨大的營養吸收，代謝廢物排泄和環境信息接受面。這一特點也是微生物與一切大型生物相區別的關鍵所在。
舉例：乳酸桿菌：120，000；雞蛋：1.5；人（200磅）：0.3
2、吸收多、轉化快
這一特性為高速生長繁殖和產生大量代謝物提供了充分的物質基礎。
舉例：3克地鼠每天消耗與體重等重的糧食；1克閃綠蜂鳥每天消耗兩倍於體重的糧食；大腸桿菌每小時消耗2000倍於體重的糖；發酵乳糖的細菌在1小時內就可以分解相當於其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，產生乳酸；1公斤酵母菌體，在一天內可發酵幾千公斤的糖，生成酒精；
3、生長旺、繁殖快
極高生長繁殖速度，如E.coli20-30分鐘分裂一次，若不停分裂，48小時2.2×1043菌數增加，營養消耗，代謝積累，限制生長速度。這一特性可在短時間內把大量基質轉化為有用產品，縮短科研周期。也有不利一面，如疾病、糧食霉變。舉例：Escherichiacoli(大腸桿菌)在最適的生長條件下，每12.5~20分鐘細胞就能分裂一次；在液體培養基中，細菌細胞的濃度一般為108~109個/ml；谷氨酸短桿菌：搖瓶種子→50噸發酵罐：52小時內細胞數目可增加３２億倍。利用微生物的這一特性就可以實現發酵工業的短周期、高效率生產。例如生產鮮酵母時，幾乎12小時就可以收穫一次，每年可以收穫數百次。
表 若干微生物的代時及每日增殖率
*為念珠藍菌屬(Nostoc)的舊稱，與細菌同屬原核生物。
4、適應強、易變異
極其靈活適應性，對極端環境具有驚人的適應力，遺傳物質易變異。更重要的是在於微生物的生理代謝類型多、代謝產物種類多。
舉例：萬米深海、85公里高空、地層下128米和427米沉積岩中都發現有微生物存在。微生物的種數，據1972年：
| 類型 | 低限 | 傾向種數 | 高限 |
| 病毒與立克次氏體 | 1217 | 1217 | 1217 |
| 支原體 | 42 | 42 | 42 |
| 細菌與放線菌 | >1000 | 1500 | 1500 |
| 藍細菌 | 1227 | 1500 | 1500 |
| 藻類 | 15051 | 23100 | 23100 |
| 真菌 | 37175 | 47300 | 68939 |
| 原生動物 | 24068 | 24068 | 30000 |
| 總數 | 79780 | 98727 | 127298 |
5、分布廣、種類多
分布區域廣，分布環境廣。生理代謝類型多，代謝產物種類多，種數多。更重要的是在於微生物的生理代謝類型多、代謝產物種類多。任何有其它生物生存的環境中，都能找到微生物，而在其它生物不可能生存的極端環境中也有微生物存在。
舉例：青黴素生產菌Penicilliumchrysogenum(產黃青黴)的產量1943年為每毫升發酵液中含20單位青黴素，40多年來，經過世界各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力使該菌產量變異逐漸積累，加上發酵條件的改進，目前世界上先進國家的發酵水平每毫升已超過5萬單位，甚至接近10萬單位。微生物的數量性狀變異和育種使產量提高的幅度之大，是動植物育種工作中絕對不可能達到的。正因為如此，幾乎所有微生物發酵工廠都十分重視菌種選育工作。
⒍易於變異，產生突變
微生物個體小，比表面積大等原因，使得微生物容易受環境條件的影響，在紫外線、生物誘變劑以及環境中的某些營養因子的改變，微生物個體自覺和被迫產生基因結構改變，從而產生變異體，據統計自然條件下，微生物個體變異機率為百萬分之一。由於微生物容易產生突變體，因此人們利用微生物這一特性，進行微生物誘變，然後篩選具有某種目的特性的微生物菌株，如提高產量、營養缺陷型等。
微生物作用
1、在自然界物質循環中作用2、空氣與水淨化，污水處理
3、工農業生產：菌體，代謝產物，代謝活動
4、對生命科學的貢獻
微生物的分類與命名
微生物的分類單位：界、門、綱、目、科、屬、種
種是最基本的分類單位，每一分類單位之後可有亞門、亞綱、亞目、亞科...以啤酒酵母為例，它在分類學上的地位是：界(Kindom)：真菌界
門(Phyllum)：真菌門
綱(Class)：子囊菌綱
目(Order)：內孢霉目
科(Family)：內孢霉科
屬(Genus)：酵母屬
種(Species)：啤酒酵母
種（species）：是一個基本分類單位；是一大群表型特徵高度相似、親緣關係極其接近，與同屬內其他種有明顯差別的菌株的總稱。①菌株（strain）表示任何由一個獨立分離的單細胞繁殖而成的純種群體及其一切後代（起源於共同祖先並保持祖先特性的一組純種後代菌群）。因此，一種微生物的不同來源的純培養物均可稱為該菌種的一個菌株。菌株強調的是遺傳型純的譜系例如：大腸埃希氏桿菌的兩個菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12
菌株的表示法：如果說種是分類學上的基本單位，那末菌株實際上是套用的基本單位，因為同一菌種的不同菌株在產酶上種類或代謝物產量上會有很大的不同和差別！②亞種(subspecies）或變種(variety)：為種內的再分類。
當某一個種內的不同菌株存在少數明顯而穩定的變異特徵或遺傳形狀，而又不足以區分成新種時，可以將這些菌株細分成兩個或更多的小的分類單元——亞種。
變種是亞種的同義詞，因“變種”一詞易引起詞義上的混淆，從1976年後，不在使用變種一詞。通常把實驗室中所獲得的變異型菌株，稱之為亞種。
例如：E.colik12（野生型）是不需要特殊aa的，而實驗室變異後，可從k12獲得某aa的缺陷型，此即稱為E.colik12的亞種。③型(form)：常指亞種以下的細分。當同種或同亞種內不同菌株之間的性狀差異不足以分為新的亞種時，可以細分為不同的型。例如：按抗原特徵的差異分為不同的血清型。
微生物的命名：微生物的名字有俗名和學名兩種。如：紅色麵包霉——粗糙脈孢霉；綠膿桿菌——銅綠假單胞菌。學名—是微生物的科學名稱，它是按照有關微生物分類國際委員會擬定的法則命名的。學名由拉丁詞、或拉丁化的外來詞組成。學名的命名有雙名法和三名法兩種。①雙名法：學名=屬名+種名+（首次定名人）+現定名人+定名年份。屬名：拉丁文的名詞或用作名詞的形容詞，單數，首字母大寫，表示微生物的主要特徵，由微生物構造，形狀或由科學家命名。種名：拉丁文形容詞，字首小寫，為微生物次要特徵， 如微生物色素、形狀、來源或科學家姓名等。例：大腸埃希氏桿菌 Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919
金黃色葡萄球菌StaphylococcusaureusRosenbach1884當泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時，可在屬名後加sp.或ssp.（分別代表species縮寫的單數和複數形式）。
例如：Saccharomycessp.表示酵母菌屬中的一個種。菌株名稱：在種名後面自行加上數字、地名或符號等 例如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica
BacillussubtilisBF7658BF=北紡
ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌
ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美國模式菌種保藏中心
當文章中前面已出現過某學名時，後面的可將其屬名縮寫成1~3個字母。
例如：Escherichiacoli可縮寫成E.coli
Staphylococcusaureus可縮寫成S.aureus②三名法：用於對亞種的命名，這時在屬和種名後加寫一個subsp.，然後再附上亞種名稱（斜排體）。例如：Bacillusthuringiensissubsp.galleria 蘇雲金芽孢桿菌臘螟亞種。
學科分支
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（GeneralMicrobiology），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按微生物套用領域來分總學科稱套用微生物學（AppliedMicrobiology)，分科如工業微生物學，農業微生物學，醫學微生物學，藥用微生物學，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。
圖書
基本信息
作 者：吳柏春，熊元林主編出版社：華中師範大學出版社
《微生物學》出版時間：2006-1-1
版 次：1
頁 數：268
ISBN：9787562233398
包 裝：平裝
所屬分類：圖書>>自然科學>>生物科學>>微生物學
內容簡介
本書是為高等職業技術教育生物學相關專業編寫的教材。全書共分十三章，分別介紹了微生物的特點、微生物學的發展歷程、幾大類微生物的形態構造、微生物的營養和培養基、微生物的代謝和發酵、微生物的生長及其控制、微生物的遺傳變異、傳染與免疫、微生物的生態及微生物的分類和鑑定。內容體系上力求講清概念、理清思路、闡述規律、聯繫應甲、增強教材適用性。本書每章後配有本章小結、思考題及相關的閱讀材料，供讀者學習使用。
本書可供高等職業技術院校相關專業的本科和專科教學作為教材使用，亦可供相關技術人員參考。
目錄
第1章 緒論1．1 微生物的概念及特點
1．1.1 微生物的概念
1．1.2 微生物的特點
1．2 微生物的類群及微生物在生物界中的地位
1．2.1 微生物的主要類群
1．2.2 微生物在生物界中的地位
1．3 微生物學的研究內容與分科
1．3.1 微生物學的研究內容
1．3.2 微生物學的分科
1．4 微生物學與生物工程學的關係
本章小結
思考題
第2章 微生物學的發展歷程
2．1 中國古代勞動人民對微生物學的貢獻
2．2 微生物的發現
2．3 微生物學發展的黃金時期
2．3.1 巴斯德、科赫在微生物學發展中的貢獻
2．3.2 其他科學家對科學成果的擴展
2．4 微生物學與現代生物技術的融合
本章小結
思考題
第3章 原核微生物
3．1 細菌
3．1.1 細菌的大小、形態
3．1.2 細菌的細胞結構
3．1.3 細菌的繁殖
3．1.4 細菌的培養特徵
3．2 放線菌
3．2.1 放線菌的形態結構
3．2.2 放線菌的繁殖
3．2.3 放線菌的培養特徵
⒊2.4 放線菌與人類的關係
3．2.5 幾种放線菌
3．3 藍細菌
3．3.1 藍細菌的形態
3．3.2 藍細菌的重要特點
3．4 其他原核微生物簡介
3．4.1 支原體
3．4.2 衣原體
3．4.3 立克次氏體
3．4.4 螺鏇體
3．5 古細菌
3．5.1 古細菌在分類學上的地位
3．5.2 古細菌的生活環境
3．5.3 幾類主要的古細菌
本章小結
閱讀材料：生命從不可能開始
思考題
4．1 真核微生物與原核微生物的比較第4章 真核微生物
4．1.1 細胞壁和細胞質膜
4．1.2 細胞核和染色體
4．1.3 細胞器和其他具膜結構體
4．1.4 鞭毛和纖毛
4．2 酵母菌
4．2.1 酵母菌和人類的關係
4．2.2 酵母菌的形態、大小
4．2.3 酵母菌的細胞構造
4．2.4 酵母菌的繁殖
4．2.5 酵母菌的培養特徵
4．3 黴菌
4．3.1 黴菌的形態、構造
4．3.2 黴菌的繁殖
4．3.3 黴菌的培養特徵
4．3.4 黴菌與人類的關係
……
第5章病毒
第6章微生物的營養和培養基
第7章微生物的代謝
第8章微生物的生長
第9章微生物的控制與菌種保藏
第10章微生物的遺傳與變異
第11章傳染與免疫
第12章微生物的生態
第13章微生物的分類鑑定
主要參考文獻
附錄
研究方向
微生物學學科方向：中國是世界上微生物資源最豐富的國家之一。微生物資源研究反映了微生物學基礎研究的水平，是國情調查、資源保護、開發和可持續利用的基礎，是生物多樣性研究和瀕危物種保護的基礎，也是包括微生物分子生物學和生物技術在內的微生物學各分支學科的基礎。這一領域的研究將加速微物生資源調查、收集、系統分類的研究，擴大微生物菌種與標本保藏量，建立中國微生物物種資源庫，使之成為亞洲最大的微生物菌種保藏中心和亞洲最大的菌物標本館。在系統分類研究中普遍引入新的方法、新技術、新構想，開展生物多樣性、系統進化、微生物生態研究，為大規模篩選功能物質提供材料，其中，極端微生物和對農作物有害或有益的微生物的研究以逐漸成為當前的熱點研究領域。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、微生物代謝學、微生物生態學、微生物生化工程、分子病毒學、分子免疫學。
具體套用
現代臨床微生物學是一門由臨床醫學、基礎醫學和預防醫學相結合的交叉學科，又是檢驗醫學中重要和成熟的專業之一。這門新興的學科需要微生物醫師和實驗技術人員聯合進行工作，具體任務有四項：（1）對微生物標本做出快速、準確的檢驗報告，及時滿足臨床需要；（2）進行有關抗菌藥物耐藥性方面的各種試驗，受理抗菌藥物合理套用的諮詢；（3）密切結合臨床，與臨床醫師討論、研究及處理有關感染性疾病的問題；（4）參與抗菌藥物臨床合理套用的管理和醫院感染監測、控制和管理。這就要求臨床微生物學工作者不僅要完成實驗室工作，還要完成有關的臨床工作，成為感染控制和抗菌藥物臨床套用的參謀和顧問。病原學診斷
1．確保臨床標本可靠：恰當的標本採集是感染性疾病診斷的最為重要的一個步驟。要求臨床醫生正確採集能代表感染部位的臨床標本，廣泛採用保護性拭子、合格的容器及運送培養基，避免標本中微生物受毒性物質作用而死亡。2．全面了解機體的正常菌群：了解人體的正常菌群是細菌檢驗的必要前提，要了解正常菌群的概念、分布和種類，條件致病菌與內源性感染、菌群失調症與二重感染的概念，既不要將所有標本分離出來的細菌都當成致病菌，也不能將正常寄居菌所導致的內源性感染輕易放過。
3．三定一結合：分離鑑定時要做定性、定量和定位分析，並結合病情。要求根據臨床和標本的具體情況確定檢驗程式，選擇培養基及合適的鑑定試驗。要判定分離細菌是致病菌、條件致病菌、還是非致病菌（定性），同時要有一個細菌數量的大致估計，必要時進行半定量和定量培養。在人體有菌部位分離的細菌，其意義大小要參考微生物的定性和定量分析作出判斷；如在無菌部位（如血液、腦脊液）分離出細菌，無論是何種微生物和數量多少，均具有重要意義（定位分析）。在進行“三定”分析時，一定要結合病情，觀察是否與病情相符。
4．提供快速、準確的病原學診斷：在臨床醫生提供病人的臨床診斷信息和適當的臨床標本，並儘可能獲得流行病學資料的情況下，進行微生物檢驗和抗微生物藥物敏感性試驗，要求及時、全面地分析檢驗結果，提供臨床以準確的病原學診斷，以便對病人作出恰當的處理。儘管微生物的分離鑑定仍作為病原學檢測的金標準，但這種“以活菌生長”為基礎的傳統的細菌學鑑定方法速度較慢，不能適應臨床的需要，要求以標本的直接檢查為基礎，如形態、染色、抗原檢測及核酸檢測（核酸雜交、PCR和16SrRNA分析），檢測致病基因（致病島、毒力島）和耐藥基因。儘可能在快速診斷方面下工夫。
5．及時報告：要使實驗室數據有效地轉化為臨床有用的信息，病原微生物診斷報告應實行三段報告制度，即在塗片或培養陽性結果出現時、敏感試驗結果出來時以及最終結果出來後都要及時報告。
6．加強質量控制，增加檢驗項目：臨床微生物室必須加強質量控制，保證各種標本的檢驗質量，為臨床提供可靠依據，並滿足臨床需要的各種檢驗項目。當前臨床微生物室應根據本單位的實際情況增加檢驗項目，臨床要求關注的一些項目有：1）呼吸道標本的細菌學篩選和半定量培養方法；2）呼吸道非典型病原體的檢測，包括衣原體、支原體和軍團菌；3）非結核分枝桿菌的培養與藥敏；4）免疫抑制或器官移植患者特殊病原體的檢測，如巨細胞病毒，卡氏肺孢子菌等；5）抗生素相關腹瀉的病原體（主要是艱難梭菌）的檢測；6）侵襲性真菌的快速檢測和藥敏試驗等。
參與臨床會診
（一）獲取臨床信息，做出及時、準確的微生物報告臨床感染性疾病往往涉及多種病原體，沒有任何一個單一的試驗能夠檢出所有潛在病原體。因此，臨床信息是選擇試驗方法的重要參考依據。臨床醫生在開化驗單時應寫明有關病人的推測性診斷，以便實驗人員能據此選擇合理的檢驗程式和試驗方法，並能指導臨床正確採集恰當的標本；當實驗室開始有實驗結果時，必須及時通知臨床醫生，以便讓他們重新評價診療方案。
（二）疑難微生物報告的解釋與諮詢
不少感染性疾病特別是醫院感染的病原譜和藥敏譜發生很大變化。以往罕見的微生物頻頻出現在檢驗報告單上，藥敏試驗的方法、受試品種、結果解釋也有不少改變。臨床醫師常常難以正確理解和利用臨床微生物檢驗資料。面對這一現狀，臨床微生物科應積極與臨床溝通，幫助解決臨床醫師在判讀微生物檢驗和藥敏結果報告單時的困難。指出正常菌群、污染菌和感染菌的鑑別與判斷；少見菌或罕見菌的意義；培養陰性時的可能原因；藥敏試驗結果的判斷標準和局限性；特殊耐藥細菌的耐藥特點等，必要時在報告上增加註解。
（三）設定微生物醫生，作為臨床與微生物科溝通的橋樑
國外不少醫院均有臨床微生物專家或檢驗醫師的會診、諮詢制度。如檢驗開始時發現塗片有問題，即由檢驗醫師主動與臨床聯繫，共同討論塗片所見的意義。每天微生物科的醫師和技師在一起看培養和藥敏結果，尤其是痰培養結果要與直接塗片核對，發現問題及時與病房聯繫。
建議臨床微生物科每日有一位醫師參加本院感染科、呼吸科或ICU的晨會，並回來向科內醫師匯報有關感染病人情況。或定期派出醫師帶上有關檢驗結果，參加一些臨床科室的感染問題討論會，具體解決感染症的治療問題。如定點參加ICU、移植科、腫瘤科、神經外科、兒科等的討論會，對血培養陽性、腦脊液檢查陽性或嚴重燒傷感染的病人，微生物醫師要主動去病房看望，參加治療方案討論。對菌血症或膿毒症病人要協助找出原發症灶。臨床微生物科醫師巡視病人後要在病歷上記錄意見，必要時可與臨床的主管醫師、主任一起討論。各臨床科室如有感染問題可與臨床微生物科聯繫，詢問檢驗報告的意義或要求會診。微生物科每周召開一次感染病例討論會，討論感染病人的情況，交流發現的問題，並將臨床微生物科的意見與臨床科室進行交流。微生物科醫生也要參與日常檢驗工作，並接受臨床有關微生物學問題的諮詢。
參與抗菌藥物臨床套用的管理
合理套用抗菌藥物，減少或避免耐藥菌株產生，是當前抗感染領域的一大難題，臨床微生物室在抗生素合理使用中起重要作用。
首先要重視感染的病原學診斷。臨床醫師在使用抗菌藥物前，應採集多份微生物學標本做細菌培養和藥敏試驗，微生物科則為臨床提供快速、準確的細菌檢驗和藥敏結果。此外，微生物專家與臨床醫生密切聯繫並參與患者的治療也是控制抗生素用量的重要方法。微生物專家應參與醫院藥事委員會，參與制定抗生素使用指南、教育和培訓、監督和檢查等。這方面香港瑪麗醫院的做法是由感染監控護士負責走訪感染病例，發現抗菌藥物誤用或不合理套用時，由微生物科主任出面向院長、當事科室主任和當事人反饋，取得較好效果。
參與醫院感染的監測、控制和管理
我國《醫院感染管理規範》明確指出檢驗科在醫院感染管理中應履行以下職責：負責醫院感染常規微生物學的監測；開展醫院感染病原微生物的培養、分離鑑定、藥敏試驗及特殊病原體的耐藥性監測，定期總結、分析，向有關部門反饋，向全院公布；醫院感染流行或暴發時，承擔相關檢測工作。
臨床微生物實驗室在醫院感染的監測、控制和管理中的作用包括：（1）加強病原學監測，作為判定醫院感染的基礎；（2）加強耐藥性監測，以指導合理使用抗生素；（3）加強環境、器械等微生物學調查，以達到衛生學指標的要求；（4）保證醫院內消毒、滅菌的質量；（5）通過流行病學調查和細菌學分型試驗，追蹤感染源並加以控制。
（一）加強監測
臨床微生物科是醫院感染控制委員會的必然成員，微生物檢驗在醫院感染的監測中起重要作用。若在臨床微生物檢驗中發現有醫院感染問題，要及時與醫院感染控制部門、病房醫師和護士長聯繫，並注意發展動態。醫院感染中的一些特殊耐藥菌如GRE、MRSA、產ESBL腸桿菌科細菌等常通過交叉感染傳播，麴黴菌、軍團菌等常在空調、供水系統、霧化裝置存在並導致感染，對可能攜帶這些致病菌的來源常規監測並提醒臨床注意，通常可有效預防傳播擴散並節省大量抗感染費用。
（二）醫院感染的教育和培訓
臨床微生物科要參與對有關人員進行醫院感染的教育和培訓工作。如講解臨床微生物標本的採集、保存、運送的要求和注意事項，對標本採集前要求病人應該做些什麼準備，採集標本應選擇什麼時機、什麼部位，每天采幾次、采多少量以及採樣部位應該如何消毒等一系列問題進行解釋；對人體常見的正常菌群、定植菌、污染菌和感染菌等內容進行培訓；對各種細菌耐藥酶的檢測及其含義和在選用抗生素方面的意義與臨床進行經常性的溝通等等。可採用多種方法如講座、座談討論會、簡訊、牆報園地甚至參與查房等形式。也可以融合到醫院感染管理的繼續教育培訓項目之中。
（三）參與消毒隔離的管理
正確、科學地實施消毒與隔離技術對預防和控制醫院感染非常重要，正確的指導、督查消毒隔離工作也是臨床微生物科的工作之一。當發生醫院感染暴發流行或特殊耐藥細菌感染時，臨床微生物專業人員應參與制訂消毒隔離措施，對相關的人員管理、廢棄物的處理等環節提出微生物專業意見。
（四）定期發布細菌耐藥性監測結果
對許多感染性疾病的抗菌藥物選擇是經驗性的。但經驗用藥也需要循證醫學和流行病學資料的支持。建議將所有病原菌分離和藥敏的資料用WHONET軟體保存，定期發布細菌耐藥性監測結果，隨時統計分析ICU等重點科室常見病原菌的分布和耐藥狀況，對臨床經驗性選擇抗生素、提高重症感染的救治成功率大有幫助。
（五）通過分子分型技術控制醫院感染
常用的分子分型技術有PFGE、RAPD等。微生物實驗室設定分子分型實驗室，對危害較大且較易流行的耐藥菌進行常規分型，對及時發現和控制病原菌流行具重大意義。國外一些醫院的做法是對VRE等不常見的耐藥菌一經發現即進行分子分型，根據基因分型，判斷流行的可能性及範圍並採取相應措施控制感染。如某醫院對2個月時間內自16個病人分離的19株VRE進行分型，結果顯示其中十四株為一個型別，其他為一個型別，高度提示VRE流行，經調查分析，發現14名患者中11人有直接聯繫。根據這些分析，採取了針對性控制措施而中止了感染。另一些醫院針對肺炎克雷伯菌、表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌、粘質沙雷菌等感染流行問題，均通過分子分型而得到控制。據統計，微生物室成立分子分型實驗室（設備及人員）的費用為$180,050，每年分子分型相關支出為$400,000，假設所有醫院（美國）都常規進行分子分型，實驗相關費用達20億美元，但節省下來的治療醫院感染的費用將超過5倍（100億）。
微生物學是生物學的分支，用於研究世界上最小的生物，如細菌、酵母菌、藻類和原生動物等。這些生物中有對人類生活和環境有利的，也有對人類生活和環境有害的。微生物學家們致力於保持人類生活環境與微生物之間的平衡。微生物學家進行廣泛的醫學研究，調查引發病原(致病)的微生物。微生物學家們還在保護糧食作物和淨化我們飲用水的方面有很重要的作用。除此之外，通過對細菌和酵母的研究，微生物學專業學生可以學習如何自行製作啤酒、乳酪、優酪乳、葡萄酒、麵包和泡菜等。微生物學核心課程：生物化學、生物學、遺傳學、分析化學、物理化學、分子生物學、有機化學、生物物理化學、微生物學、化學、固態物理、生物分子結構。
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微生物學辭彙
| 微生物學（microbiology）生物學的分支學科之一。它是在分子、細胞或群體水平上研究各類微小生物（細菌、放線菌、真菌、病毒、立克次氏體、支原體、衣原體、螺鏇體原生動物以及單細胞藻類）的形態結構、生長繁殖、生理代謝、遺傳變異、生態分布和分類進化等生命活動的基本規律，並將其套用於工業發酵、醫學衛生和生物工程等領域的科學。 |
