因為微生物很小，構造又簡單，所以人們充分認識它，并發(fā)展成為一門學科，與其他學科比起來，還是很晚的。盡管如此，人們已經(jīng)在廣泛的應用微生物了。我國勞動人民很早就認識到微生物的存在和作用，也是最早應用微生物的少數(shù)國家之一。據(jù)考古學推測，我國在8000年前已經(jīng)出現(xiàn)了曲蘗釀酒了，4000多年前我國釀酒已十分普遍，而且當時埃及人也已學會烤制面包和釀制果酒。2500年前我國人民發(fā)明釀醬、醋，知道用曲治療消化道疾病。公元6世紀（北魏時期）,我國賈思勰的巨著《齊民要術》詳細地記載了制曲、釀酒、制醬和釀醋等工藝。在農(nóng)業(yè)上，雖然還不知道根瘤菌的固氮作用，但已經(jīng)在利用豆科植物輪作提高土壤肥力。這些事實說明，盡管人們還不知道微生物的存在，但是已經(jīng)在同微生物打交道了，在應用有益微生物的同時，還對有害微生物進行預防和治療。為防止食物變質(zhì)，采用鹽漬、糖漬、干燥、酸化等方法。在我國隆慶年間就開始用人痘預防天花。人痘預防天花是我國對世界醫(yī)學上的一大貢獻，這種方法先后傳到俄國、日本、朝鮮、土耳其及英國，1798年英國醫(yī)生琴納（Jenner）提出用牛痘預防天花。
微生物學作為一門學科，是從有顯微鏡開始的，微生物學發(fā)展經(jīng)歷了三個時期：形態(tài)學時期、生理學時期和現(xiàn)代微生物學的發(fā)展。 
4.1.1形態(tài)學時期
微生物的形態(tài)觀察是從安東·列文虎克（Antony Van Leeuwenhock 1632-1732）發(fā)明的顯微鏡開始的，它是真正看見并描述微生物的第一人，他的顯微鏡在當時被認為是最精巧、最優(yōu)良的單式顯微鏡，他利用能放大50～300倍的顯微鏡，清楚地看見了細菌和原生動物，而且還把觀察結果報告給英國皇家學會，其中有詳細的描述，并配有準確的插圖。1695年，安東·列文虎克把自己積累的大量結果匯集在《安東·列文虎克所發(fā)現(xiàn)的自然界秘密》一書里。他的發(fā)現(xiàn)和描述首次揭示了一個嶄新的生物世界——微生物世界。這在微生物學的發(fā)展史上具有劃時代的意義。 
4.1.2    生理學時期
繼列文虎克發(fā)現(xiàn)微生物世界以后的200年間，微生物學的研究基本上停留在形態(tài)描述和分門別類階段。直到19世紀中期，以法國的巴斯德（Louis Pasteur,1822-1895）和德國的柯赫(Robert Koch,1843-1910)為代表的科學家才將微生物的研究從形態(tài)描述推進到生理學研究階段，揭露了微生物是造成腐敗發(fā)酵和人畜疾病的原因，并建立了分離、培養(yǎng)、接種和滅菌等一系列獨特的微生物技術。從而奠定了微生物學的基礎，同時開辟了醫(yī)學和工業(yè)微生物等分支學科。巴斯德和柯赫是微生物學的奠基人。
    (1) 巴斯德
巴斯德原是化學家，曾在化學上做出過重要的貢獻，后來轉向微生物學研究領域，為微生物學的建立和發(fā)展做出了卓越的貢獻。主要集中在下列三個方面：
①  徹底否定了“自然發(fā)生”學說 
         
“自生說”是一個古老學說，認為一切生物是自然發(fā)生的。到了17世紀，雖然由于研究植物和動物的生長發(fā)育和生活循環(huán)，是“自生說”逐漸消弱，但是由于技術問題，如何證實微生物不是自然發(fā)生的仍是一個難題，這不僅是“自生說”的一個頑固陣地，同時也是人們正確認識微生物生命活動的一大屏障。巴斯德在前人工作的基礎上，進行了許多試驗，其中著名的曲頸瓶（見圖1-2）試驗無可辯駁地證實，空氣內(nèi)確實含有微生物，他們引起有機質(zhì)的腐敗。巴斯德自制了一個具有細長而彎曲的頸的玻瓶，其中盛有有機物水浸液，經(jīng)加熱滅菌后，瓶內(nèi)可一直保持無菌狀態(tài)，有機物不發(fā)生腐敗，一旦將瓶頸打斷，瓶內(nèi)浸液中才有了微生物，有機質(zhì)發(fā)生腐敗。巴斯德的試驗徹底否定了“自生說”，并從此建立了病原學說，推動了微生物學的發(fā)展。
②  免疫學——預防接種
Jenner雖然早在1798年發(fā)明了種痘法可預防天花，但卻不了解這個免疫過程的基本機制，因此，這個發(fā)現(xiàn)沒能獲得繼續(xù)發(fā)展。1877年，巴斯德研究了雞霍亂，發(fā)現(xiàn)將病原菌減毒可誘發(fā)免疫性，以預防雞霍亂病。其后它又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，證實其免疫學說，為人類防病、治病做出了重大貢獻。
③  證實發(fā)酵是由微生物引起的
究竟發(fā)酵是一個由微生物引起的生物過程還是一個純粹的化學反應過程，曾是化學家和微生物學家激烈爭論的問題。巴斯德在否定“自生說”的基礎上，認為一切發(fā)酵作用都可能與微生物的生長繁殖有關。經(jīng)不斷地努力，巴斯德終于分離到了許多引起發(fā)酵的微生物，并證實酒精發(fā)酵是由酵母菌引起的。還研究了氧氣對酵母菌的發(fā)育和酒精發(fā)酵的影響。此外，巴斯德還發(fā)現(xiàn)乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵和丁酸發(fā)酵都是不同細菌所引起的。為進一步研究微生物的生理生化奠定了基礎。
④  其它貢獻
一直沿用至今天的巴斯德消毒法（60～65℃作短時間加熱處理，殺死有害微生物的一種消毒法）和家蠶軟化病問題的解決也是巴斯德的重要貢獻，它不僅在實踐上解決了當時法國酒變質(zhì)和家蠶軟化病的實際問題，而且也推動了微生物病原學說的發(fā)展，并深刻影響醫(yī)學的發(fā)展。
    (2) 柯赫
柯赫是著名的細菌學家，由于他曾經(jīng)是一名醫(yī)生，因此對病原細菌的研究做出了突出的貢獻：
①具體證實了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；②發(fā)現(xiàn)了肺結核病的病原菌，這是當時死亡率極高的傳染性疾病，因此柯赫獲得了諾貝爾獎；③提出了證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則——柯赫原則：首先在患病肌體里存在著一種特定的病原菌，并可以從該肌體里分離得到純培養(yǎng)；然后用得到的純培養(yǎng)接種敏感動物，表現(xiàn)出特有的性狀；最后從被感染的敏感動物中又一次獲得與原病原菌相同的純培養(yǎng)。由于柯赫在病原菌研究方面的開創(chuàng)性工作，自19世紀70年代至20世紀20年代成了發(fā)現(xiàn)病原菌的黃金時代，所發(fā)現(xiàn)的各種病原微生物不下百余種，其中還包括植物病原菌。
柯赫除了在病原菌方面的偉大成就外，在微生物基本操作技術方面的貢獻更是為微生物學的發(fā)展奠定了技術基礎，這些技術包括：①用固體培養(yǎng)基分離純化微生物的技術，這是進行微生物學研究的基本前提，這項技術一直沿用至今；②配制培養(yǎng)基（見第三章），也是當今微生物研究的基本技術之一。這兩項技術不僅是具有微生物研究特色的重要技術，而且也為當今動植物細胞的培養(yǎng)做出了十分重要的貢獻。
巴斯德和柯赫的杰出工作，使微生物學作為一門獨立的學科開始形成，并出現(xiàn)以他們?yōu)榇�表而建立的各分支學科，例如細菌學（巴斯德、柯赫等）、消毒外科技術（J. Lister），免疫學（巴斯德、Metchnikoff、Behring、Ehrlich等）、土壤微生物學（Beijernck Winogradsky 等）、病毒學（Ivanowsky、Beijerinck等）、植物病理學和真菌學（Bary、Berkeley等）、釀造學（Hensen、Jorgensen 等）以及化學治療法（Ehrlish 等）。微生物學的研究內(nèi)容日趨豐富，使微生物學發(fā)展更加迅速。
4.1.3    現(xiàn)代微生物學的發(fā)展
20世紀上半葉微生物學事業(yè)欣欣向榮。微生物學沿著兩個方向發(fā)展，即應用微生物學和基礎微生物學。在應用方面，對人類疾病和軀體防御機能的研究，促進了醫(yī)學微生物學和免疫學的發(fā)展。青霉素的發(fā)現(xiàn)（Fleming,1929）和瓦克斯曼（Waksman）對土壤中放線菌的研究成果導致了抗生素科學的出現(xiàn)，這是工業(yè)微生物學的一個重要領域。環(huán)境微生物學在土壤微生物學研究的基礎上發(fā)展起來。微生物在農(nóng)業(yè)中的應用使農(nóng)業(yè)微生物學和獸醫(yī)微生物學等也成為重要的應用學科。應用成果不斷涌現(xiàn)，促進了基礎研究的深入，于是細菌和其它微生物的分類系統(tǒng)在20世紀中葉出現(xiàn)了，對細胞化學結構和酶及其功能的研究發(fā)展了微生物生理學和生物化學，微生物遺傳和變異的研究導致了微生物遺傳學的誕生。微生物生態(tài)學在20世紀60年代也形成了一個獨立學科。
20世紀80年代以來，在分子水平上對微生物研究迅速發(fā)展，分子微生物學應運而生。在短短的時間內(nèi)取得了一系列進展，并出現(xiàn)了一些新的概念，較突出的有，生物多樣性、進化、三原界學說；細菌染色體結構和全基因組測序；細菌基因表達的整體調(diào)控和對環(huán)境變化的適應機制；細菌的發(fā)育及其分子機理；細菌細胞之間和細菌同動植物之間的信號傳遞；分子技術在微生物原位研究中的應用。經(jīng)歷約150年成長起來的微生物學，在21世紀將為統(tǒng)一生物學的重要內(nèi)容而繼續(xù)向前發(fā)展，其中兩個活躍的前沿領域將是分子微生物遺傳學和分子微生物生態(tài)學。
微生物產(chǎn)業(yè)在21世紀將呈現(xiàn)全新的局面。微生物從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在短短的300年間，特別是20世紀中葉，已在人類的生活和生產(chǎn)實踐中得到廣泛的應用，并形成了繼動、植物兩大生物產(chǎn)業(yè)后的第三大產(chǎn)業(yè)。這是以微生物的代謝產(chǎn)物和菌體本身為生產(chǎn)對象的生物產(chǎn)業(yè)，所用的微生物主要是從自然界篩選或選育的自然菌種。21世紀，微生物產(chǎn)業(yè)除了更廣泛的利用和挖掘不同生境（包括極端環(huán)境）的自然資源微生物外，基因工程菌將形成一批強大的工業(yè)生產(chǎn)菌，生產(chǎn)外源基因表達的產(chǎn)物，特別是藥物的生產(chǎn)將出現(xiàn)前所未有的新局面，結合基因組學在藥物設計上的新策略將出現(xiàn)以核酸（DNA或RNA）為靶標的新藥物（如反義寡核苷酸、肽核酸、DNA疫苗等）的大量生產(chǎn)，人類將完全征服癌癥、艾滋病以及其他疾病。此外，微生物工業(yè)將生產(chǎn)各種各樣的新產(chǎn)品，例如降解性塑料、DNA芯片、生物能源等，在21世紀將出現(xiàn)一批嶄新的微生物工業(yè)，為全世界的經(jīng)濟和社會發(fā)展做出更大貢獻.

 
4.2  我國微生物學的發(fā)展
我國是具有5000年文明史的古國，我國勞動人民對微生物的認識和利用是最早的幾個國家之一。特別是在制酒、醬油、醋等微生物產(chǎn)品以及用種痘、麥曲等進行防病治療等方面具有卓越的貢獻。但微生物作為一門科學進行研究，我國起步較晚。中國學者開始從事微生物學研究在20世紀之初，那時一批到西方留學的中國科學家開始較系統(tǒng)的介紹微生物知識，從事微生物學研究。1910-1921年間伍連德用近代微生物學知識對鼠疫和霍亂病原的探索和防治，在中國最早建立起衛(wèi)生防疫機構，培養(yǎng)了第一支預防鼠疫的專業(yè)隊伍，在當時這項工作居于國際先進地位。20世紀20-30年代，我國學者開始對醫(yī)學微生物學有了較多的試驗研究，其中湯飛凡等在醫(yī)學細菌學、病毒學和免疫學等方面的某些領域做出過較高水平的成績，例如沙眼病原體的分離和確認是具有國際領先水平的開創(chuàng)性工作。20世紀30年代開始在高校設立釀造科目和農(nóng)產(chǎn)品制造系，以釀造為主要課程，創(chuàng)建了一批與應用微生物學有關的研究機構，魏巖壽等在工業(yè)微生物方面做出了開拓性工作。戴芳瀾和俞大紱等是我國真菌學和植物病理學的奠基人；陳華癸和張憲武等對根瘤菌固氮作用的研究開創(chuàng)了我國農(nóng)業(yè)微生物學；高尚蔭創(chuàng)建了我國病毒學的基礎理論研究和第一個微生物學專業(yè)。但總的來說，在新中國成立之前，我國微生物學的力量較弱且分散，未形成我國自己的隊伍和研究體系，也沒有我國自己的現(xiàn)代微生物工業(yè)。
新中國成立以后，微生物學在我國有了劃時代的發(fā)展，一批主要進行微生物學研究的單位建立起來了，一些重點大學創(chuàng)設了微生物學專業(yè)，培養(yǎng)了一大批微生物學人才�，F(xiàn)代化的發(fā)酵工業(yè)、抗生素工業(yè)、生物農(nóng)藥和菌肥工作已經(jīng)形成一定的規(guī)模，特別是改革開放以來，我國微生物學無論在應用和基礎理論研究方面都取得了重要的成果，例如我國抗生素的總產(chǎn)量已躍居世界首位，我國的兩步法生產(chǎn)維生素C的技術居世界先進水平。近年來，我國學者瞄準世界微生物學科發(fā)展前沿，進行微生物基因組學的研究，現(xiàn)已完成痘苗病毒天壇株的全基因組測序，最近又對我國的辛德畢斯毒株（變異株）進行了全基因組測序。1999年又啟動了從我國云南省騰沖地區(qū)熱海沸泉中分離得到的泉生熱袍菌全基因組測序，目前取得可喜進展。我國微生物學進入了一個全面發(fā)展的新時期。但從總體來說，我國的微生物學發(fā)展水平除個別領域或研究課題達到國際先進水平，為國外同行承認外，絕大多數(shù)領域與國外先進水平相比，尚有相當大的差距。因此如何發(fā)揮我國傳統(tǒng)應用微生物技術的優(yōu)勢，緊跟國際發(fā)展前沿，趕超世界先進水平，還需作出艱苦的努力。