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微生物學之父巴斯德是誰?

路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895)是法國著名的微生物學家。

巴斯德曾任裏爾大學、巴黎師範大學教授和巴斯德研究所所長。在他的壹生中,曾對同分異構現象、發酵、細菌培養和疫苗等研究取得重大成就,從而奠定了工業微生物學和醫學微生物學的基礎,並開創了微生物生理學,被後人譽為“微生物學之父”。

“化學家”

巴斯德是壹位法國制革工人、拿破侖軍隊的退伍軍人的兒子,小時候家境貧困。巴斯德勤奮好學,再加上聰明伶俐,頗具藝術天分,很有可能成為壹名畫家。然而,他19歲時放棄繪畫,而壹心投入到科學事業中。

巴斯德最早是從事化學方面的研究工作——關於酒石酸的光學性質。他通過實驗制備了19種不同的酒石酸鹽和外消旋酒石酸鹽的晶體。在顯微鏡下檢查時,他發現,這些晶體能用機械的方法分作兩類——左旋和右旋晶體,它們具有旋光數值相同,但旋光方向相反的偏振光特性,從而揭示了酒石酸的“同分異構現象”。

巴斯德在化學領域的傑出成就,受到人們的重視並獲得了榮譽。然而,他並未將自己的視線僅僅停留在化學領域,而是將實驗化學的原理、技能等廣泛地應用於發酵問題,從而開辟了人類科學歷史的新紀元。

巴斯德從化學研究轉入生物學研究,發現微生物對酸的選擇作用。在研究酒質變酸問題過程中,明確指出發酵是微生物的作用,不同的微生物會引起不同的發酵過程。改變了以往認為微生物是發酵的產物,發酵是壹個純粹的化學變化過程的錯誤觀點。同時,巴斯德通過大量實驗提出:環境、溫度、pH值和基質的成分等因素的改變,以及有毒物質都以特有的方式影響著不同的微生物。例如酵母菌發酵產生酒精的最佳pH值為酸性,而乳酸桿菌卻喜歡pH值為中性的環境條件。

巴斯德把微生物發酵原理廣泛應用於指導工業生產,開創了“微生物工程”,被人們尊稱為“微生物工程學之父”。

巴斯德在發酵問題的研究中,確立了他的學術地位,但他並不滿足,仍然奮鬥在科學實驗的前沿陣地上,因為他堅信“科學實驗”可以解決許多問題,是最有力的證據之壹。1868年10月,他患上腦溢血,使他的身體左側刺痛、麻木,最後失去活動能力。在這期間,他仍然口述壹份備忘錄,論述他富有獨創性的實驗——如何檢查發現剛剛開始感染到疾病的蠶卵,最終實驗獲得成功,使純凈的“種子”(即蠶卵)得以傳遍整個歐洲和日本。正是有了這種精神,才使他成為偉大的微生物學家。

偉大的貢獻:(壹)巴斯德否定了微生物的自然發生說新鮮的食品在空氣中放久了,會腐敗變質,並發現其中有微生物。這些微生物從何而來?當時有壹種觀點認為,微生物是來自食品和溶液中的無生命物質,是自然發生的——自然發生說。巴斯德通過自己精巧的實驗給持有這種觀點的人以有力的反駁。

巴斯德設計了壹個鵝勁瓶(曲頸瓶),現稱巴斯德燒瓶。燒瓶有壹個彎曲的長管與外界空氣相通。瓶內的溶液加熱至沸點,冷卻後,空氣可以重新進入,但因為有向下彎曲的長管,空氣中的塵埃和微生物不能與溶液接觸,使溶液保持無菌狀態,溶液可以較長時間不腐敗。如果瓶頸破裂,溶液就會很快腐敗變質,並有大量的微生物出現。實驗得到了令人信服的結論:腐敗物質中的微生物是來自空氣中的微生物,這個實驗也導致了巴斯德創造了壹種有效的滅菌方法——巴氏滅菌法。

巴氏滅菌法又稱低溫滅菌法,先將要求滅菌的物質加熱到65℃30分鐘或72℃15分鐘,隨後迅速冷卻到10℃以下。這樣既不破壞營養成分,又能殺死細菌的營養體,巴斯德發明的這種方法解決了酒質變酸的問題,拯救了法國釀酒業。現代的食品工業多采取間歇低溫滅菌法進行滅菌。可見,巴斯德的功績有多大。(二)巴斯德和疾病的病菌說:巴斯德從研究蠶病開始,逐步解開了較高等動物疾病之迷,即由病菌引起的疾病,最後征服了長期威脅人類的狂犬病。

1865~1870年,他把全部的精力都集中到蠶病的研究上。這個研究牽涉到兩種病原微生物。在搞清蠶病起因後,巴斯德提出了合理可行的防治措施,從而使法國的絲綢工業擺脫了困境。

而後,巴斯德又專心研究動物的炭疽病,他成功地從炭疽病的動物(如牛、羊)的血液中分離出壹種病菌並進行純化,證實就是這種病菌使動物感染致病而亡。這就是動物感染疾病的病菌說觀點。但是,當時的內科醫生和獸醫們卻普遍認為疾病是在動物體內產生的,由疾病產生了某種有毒物質,然後,也許是,由這些有毒物變成了微生物的錯誤觀點。後來巴斯德又研究婦科疾病產褥熱。他認為這種病是由於護理和醫務人員把已感染此病的婦女身上的微生物帶到健康婦女身上,而她他們得病。

由此可見,巴斯德雖不是壹名醫生,但他對醫學的貢獻也是無法估量的,他為醫學生物學奠定了基礎。(三)巴斯德與免疫學:巴斯德除了研究炭疽病外,還研究了雞的霍亂病。這種病使雞群的死亡率高達90%以上。巴斯德經過多次嘗試後發現,這種致病的微生物能在雞軟骨做成的培養基上很好地生長。壹小滴新鮮的培養物能迅速殺死壹只雞。

巴斯德在研究此病過程中最值得慶幸的是:當某雞用老的、不新鮮的培養物接種時,它們幾乎都只有些輕微的癥狀,並很快恢復健康。再用新鮮的、有毒力的培養物接種時,這些雞對這種病的抵抗力非常強,這樣巴斯德就使自己的實驗用雞產生了對雞霍亂病的獲得性免疫能力了。這可以同琴納(E.Jenner)使用牛痘對人的天花病產生免疫能力相媲美。

巴斯德在成功地研究出防止雞霍亂病的方法後,又著手研究對付炭疽病的方法。他把炭疽病的病菌培養在溫度為42~43℃的雞湯中。這樣,此病菌不形成孢子,從而選擇出沒有毒性的菌株作為疫苗進行接種。

巴斯德是世界上最早地成功研制出炭疽病減毒活性疫苗的人,從而使畜牧業免受滅頂之災。