1.小小生命本领强
相对于人类而言，微生物生活在一个极其微观的世界里。说它们个头小，一点也不夸张，举个例子你就能明白，在我们肉眼看来，几万万个微生物堆积在一起，也只有一颗小米粒那么大，可见它的体积确实很小。虽然它们的体积很微小，可是本领却一点也不小。
微生物是善于旅游的旅行家，它们有自己的“飞机”、“轮船”。空中纷飞的灰尘是它们无拘无束随风游荡的“飞机”；水面上随波逐流的土粒是它们的游艇；漂浮的树叶、小枝是它们的航空母舰；丑陋的苍蝇是它们巨大的波音747客机，单独一只苍蝇的脚就能运载好几万个微生物乘客。这些逍遥的家伙，随便寻个机会就可以搭乘便捷的旅行工具游览全世界。美国的自由女神像、英国的大笨钟、日本的富士山……都会留下了它们的足迹。
微生物有时候也爱跟人类搞一些恶作剧。它时不时地钻入人体的肠道、血管里做坏事，让人们感到不舒服，没办法，我们只好动用全身的免疫系统跟它们较量。这时候，可不能因为它们的个头很小，便可以轻视甚至无视它们。有多少次，人类在它们强大的攻势面前都不得不缴械投降，或者只有借助于其他的辅助手段来使它们降伏。“人菌”之战一旦打响，到底鹿死谁手还真不好说。
这个小家伙还能腐蚀木材，仅在英国，每年给木材造成的损失就达三四亿美元！而且，它还能使整个计算机系统出现故障，在计算机电子回路的塑胶表面繁殖，造成不可估量的损失！
微生物可以自由出入任何国度，不需要任何国籍、护照、签证。随便找个人，寻个物品，随着他们搭上民航班机就走，要不，随着风儿鸟儿腾云驾雾，云游四海。它们可以称得上是“世界公民”。这个“世界公民”可不简单，可以说是无处不在，无时不有。它既上得了冰山、下得了火海，又能躲在酒桶里、藏在人的身体里，看我们的手掌吧，上面密密麻麻地布满了好多种微生物。即便是在人的粪便中，也存在着微生物。一个成年人，在一天内排泄体外的微生物就有400万亿之多，这绝不是危言耸听。
日常生活中，我们有一个非常不卫生的习惯，就是常常将零用钱和手绢混放在一起，因为纸币上有很多的细菌和病菌。据测试，一张半新的纸币上就粘有30～40万个细菌。
浊浪滚滚的黄河水、炎炎夏日的滂沱大雨、阳春三月的绵绵雨丝……都有微生物的影子。那涓涓的细流汇成江河湖海的同时，也载着浩浩荡荡的微生物大军奔向四方。
清水里，氧气充足，虽然没什么养料，微生物却能在里面生活得悠然自在。
浊水里，有丰富的有机物，微生物更是尽情享受，“如鱼得水”。
粉妆玉砌的冬雪，纯洁无暇，但冬雪正是微生物冬眠的所在。
微生物真的无处不在，我们所有的消毒手段也只能部分地消除它们，而不是它们的全部。我们常常认为微生物都怕热，较高的温度会杀死它们，因此常用高温消毒，沸水消毒，但德国的生物学家在意大利的海底火山口周围，发现了生存在110℃热水中的微生物，此后在高温高压的水样中，科学家同样发现了活着的微生物的踪影。可见，对微生物的高温消毒措施也并不是对所有的微生物奏效，微生物的生存能力也是极强的，是超乎正常人的想象的。
微生物的生命力之旺盛令人惊叹，因为它们有极强的对环境的适应能力，无处不在，无刻不有。即使在冰天雪地的南极、那些多砂砾的土壤及结冰的水域，竟然也是细菌的大本营。
2.个子小小食量惊人
“开口便笑，笑古笑今凡事付诸一笑。”
“大肚能容，容天容地于人何所不容。”
这副对联经常悬挂在寺庙里的弥勒佛像两旁，称赞弥勒佛他老人家心胸宽广，也启示众多信男善女们要大度能容忍，因为心宽体胖，凡事大度，人才活得健康。
与弥勒佛他老人家肚大能容天下事不同，我们的微生物是“肚小也能容”，当然这里的容是指食量惊人，能吃，并不是容忍的意思。
微生物很能吃，一见了可吃的东西就开始吃个不停，大吃特吃，直到吃完才罢休。一头大象或者鲸鱼的尸体，若任由微生物吃，很快就可以把它吃得精光，想一想微生物与鲸鱼的体积多么悬殊，就可以明白微生物的胃口之大了。
你知道吗，在合适的环境下，大肠杆菌每小时就能消耗相当于自身体重2000倍的糖！假如一个成年人每年消耗的粮食相当于200千克糖，那么和人一样重的一个细菌，在一个小时内所消耗的糖相当于一个成年人在500年内所消耗的粮食的总和。
微生物学界一位著名的法国科学家巴斯德在观察制醋桶里不可缺少的浮垢后发现，制醋所需的奇特的浮垢正是几十亿、几百亿的微生物。它们在几天的时间内就吃光了比自身重万倍的酒精，把酒变成了醋。这些小得不能再小的小东西完成了这么巨大的工程，巴斯德禁不住称赞：“它就像一个体重200磅的人，在4天内劈了200万磅的木材！”
微生物的“胃口”为什么能如此之大呢？生物界有个普遍的规律：某一种生物的个体越小，它单位体重内消耗的食物越多。例如，有一种地鼠，体重仅为3克，每天要消耗与其体重相等的粮食；而蜂鸟，体重尚不足1克，每天要吃掉两倍于自身体重的食物。相对于地鼠和蜂鸟来说，单细胞的微生物个体不知道要小多少倍，但是整个细胞表面都有吸收营养物的功能，这就使得它们的“胃口”变得分外庞大，令人惊讶了。
科学家们往往需要人工喂养微生物，来对它们进行研究，但它们太能吃了，三五天便必须更换培养基，浪费了大量的人力、物力。后来，科学家把微生物放入冰箱中冷冻起来，在冷气的包围中，微生物的细胞缩成一团，没有消耗，也不用进食。这样一来，不仅节省了大量的人力、物力，微生物也可以存活更长时间了。
3.奇特的繁衍生息
虽然是早上新换的袜子，当你晚上回到家的时候，你猜猜，在你刚脱掉的袜子上有包括能导致脚气、灰指甲的真菌及各种活菌在内有多少个微生物？答案是3～8亿。是不是很吃惊？微生物的滋生繁衍能力真是超级强和超级迅速啊！一个只有在显微镜下才能观察到的微生物，给它20分钟、半小时，知道会有什么情况发生吗？在环境适宜的情况下，一个微生物不到20分钟，就能培育出它的下一代，不到半小时，它就是五世同堂，享受着天伦之乐的老家长了。幸亏自然界有一只无形的手在协调着，从各方面限制微生物，使它们不能顺利地繁殖下去，否则，照那样的速度发展下去，人类的生存都成问题了。
微生物繁殖快，繁殖的特征也特别，它们整个儿消失在自己的后代之中，却让人们觉得它们好像永远不死。单个细胞的细胞一个变两个，两个变成四个，如此下去，没过一会儿，它的最后一丝痕迹也消失得无影无踪了。
除了微生物繁殖的方式奇特外，子代与父母的区别也很奇特。对于我们人类来讲，幼年的孩子一般比父母个头小，声音稚嫩，但微生物恰恰相反，幼龄的细菌要比成熟或者老龄的细菌大得多，真有点“青出于蓝胜于蓝”的味道！
4.神奇的变身术
地球上的生物走过了相当漫长的演化发展阶段。在这样漫长的岁月中，大自然经过了翻天覆地的变化。因为不能适应生存环境的变化，有的生物种类从地球上绝迹，就像恐龙一样，有的物种却灵活多变，通过自身的改变来适应自然条件的变化，适应自然的能力异常顽强。
微生物的绝技是适应周边的生存环境，适应环境发生必要的变异。举个例子来说吧，流感病毒最早在1931年就从猪身上分离出来，而且被证明是由它引起人类的流行性感冒。因为流感病毒经常会发生变异，改变了原来的抗原性，原来针对它的有效疫苗就失去了作用，对先前存在的一切免疫力表现出来的是抗性，因此，迄今为止，人类虽然研制了数十种流感病毒的疫苗，可是流感仍然蔓延流行。
再有就是微生物在长期的对周围环境的斗争中，针对环境的变化会在子代微生物身上产生抗体，医疗领域的耐药性就是一个典型的例子。1943年，青霉素刚刚问世，那时，它对金黄色葡萄球菌作用浓度是0.02毫克/毫升。而20年后，金黄色葡萄球菌有的菌株的抗药性比原始菌株提高了一万倍。20世纪40年代初刚开始使用青霉素时，即使是病情严重的病人，少量的青霉素注入体内都能取得显著的效果。现在，病情严重时，可能会用到数千万个甚至上亿个单位的青霉素！主要原因就是因为病菌在同青霉素抗争的过程中，发生了变异，产生了对青霉素的耐药性，在病人身上，青霉素抗生素已失去了功效使疾病变得越来越顽固，不容易治愈。
5.微生物生态
微生物有属于它自己内部的稳定的生态系统。主要的微生物生态在生物学中分别被形象地称为捕食、抗生、寄生、共生和互生。
捕食又称猎食，一般是指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。微生物间的捕食关系主要是原生动物捕食细菌和藻类，它是水体生态系统中食物链的基本环节，在污水净化中也有重要作用。另有一类是捕食性真菌巧妙地捕食土壤线虫的例子，例如少孢节丛孢菌等，它对生物防治具有一定的作用。
抗生又称拮抗，指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制其他种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。根据拮抗作用的选择性，拮抗可以分为非特异性拮抗和特异性拮抗两类。
在制造泡菜、酸奶青储饲料等过程中，乳酸菌会迅速繁殖产生大量乳酸导致环境的pH下降，从而抑制其他微生物的生长，这是一种非特异拮抗，因为这种抑制作用没有特定专一性，对不耐酸细菌均有抑制作用。
许多微生物在生命活动过程中，能产生某种抗生素，可以选择性地抑制或杀死别种微生物，这是一种特异性拮抗。如青霉菌产生的青霉素抑制G+菌，链霉菌产生的制霉菌素抑制酵母菌和霉菌等。
微生物间的拮抗关系已被广泛地应用于抗生素的筛选、医疗保健、食品保藏和动植物病害的防治等领域。
寄生一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，夺取较大型生物的营养进行生长繁殖，同时损害甚至杀死后者的一种相互关系。前者称为寄生物，后者称为寄主或宿主。
有些寄生物一旦离开寄主就不能生长繁殖，这类寄生物称为专性寄生物。有些寄生物在脱离寄主以后营腐生生活，这些寄生物称为兼性寄生物。
在微生物中，噬菌体寄生于宿主菌是常见的寄生现象。此外，细菌与真菌、真菌与真菌之间也存在着寄生关系。土壤中存在着一些溶真菌细菌，通常侵入真菌体内，生长繁殖，造成真菌菌丝溶解，最终杀死寄主真菌。真菌间的寄生现象比较普遍，如某些木霉寄生于丝核菌的菌丝内。蛭弧菌与寄主细菌属于细菌间的寄生关系。
寄生于动植物及人体的微生物也极其普遍，常引起各种病害。所有引起动植物和人类发生病变的微生物统称为致病微生物。致病微生物在细菌、真菌、放线菌、病毒中都有。真菌是主要引起植物病害的致病微生物。能引起人和动物致病的微生物很多，主要是细菌、真菌和病毒。微生物也能使害虫致病，利用昆虫病原微生物防治农林害虫已成为生物防治的重要方面。
共生是指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，以至于难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系。最典型的例子是由菌藻共生或菌菌共生的地衣。前者是真菌（一般为子囊菌）与绿藻共生，后者是真菌与蓝细菌共生。绿藻或蓝细菌进行光合作用，为真菌提供有机养料，而真菌则产生有机酸，用有机酸去分解岩石中的某些成分，为藻类或蓝细菌提供所必需的矿质元素。
另外，根瘤菌与豆科植物之间的关系，牛、羊、鹿、骆驼和长颈鹿等反刍动物与瘤胃微生物之间的关系，都属于共生关系。
互生是指两种可以单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。这是一种松散的相互关系，“可分可合，合比分好”。
土壤中好氧性自生固氮菌与纤维素分解菌生活在一起时，后者分解纤维素的产物有机酸可为前者提供固氮时的营养，而前者可将固定的有机氮化物提供给后者。两者相互为对方创造有利于各自增殖和扩展的条件。
根际微生物与高等植物之间也存在着互生关系。根系向周围土壤中分泌有机酸、糖类、氨基酸、维生素等物质，为根际微生物提供重要的营养来源和能量来源。另外根系的穿插，使根际的通气条件和水分状况比根际外的要好，温度也比根际外的略高一些。因此根际是一个对微生物生长有利的特殊生态环境。根际微生物的活动加速了根际有机物质的分解，并且有旺盛的固氮作用，菌体的自溶和产生的一些生长刺激物等，既为植物提供了养料，又能刺激植物的生长。有些根际微生物还能产生杀菌素，抑制植物病原菌的生长。
正常菌群与宿主间主要是互生关系。人体为肠道微生物提供了良好的生态环境，使微生物能在肠道得以生长繁殖。而肠道内的正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长发育有重要意义，如多种核苷酶反应，固醇的氧化、酯化、还原、转化、合成蛋白质和维生素等作用。肠道微生物所完成的某些生化过程是人体本身无法完成的，如维生素K和维生素B1、B2、B6、B12的合成等。此外，人体肠道中的正常菌群还可抑制或排斥外来肠道致病菌的侵入。
6.“无中生有”的困惑
微生物的出现大大地激发了科学家们的研究兴趣，他们研究它们的种类、习性特点，还对微生物的“来路”也进行了种种地探索。对于一般大的植物和动物来说，这不是什么大的问题。动物怀胎生仔或产卵繁殖，植物从种子发芽生长，这是尽人皆知的常识，正所谓“种瓜得瓜，种豆得豆”。但是对于体型如此微小、结构如此简单的微生物来讲，自然生殖的理论似乎更通情理，更说得过去，因为在19世纪70年代，人们一直认为结构简单的生命体最初是由无生命体演化而来的。例如人们以前一直认为苍蝇是靠自然生殖的，后来才弄清楚苍蝇靠产卵繁殖。
为了弄清楚微生物最初的状态，生物学家们在研究微生物的过程中，做了很多的尝试。
1748年，一位名叫约翰·图柏维勒·尼德安的英国籍生物学家，把经过煮沸的羊肉汤密封起来，数日后观察汤中仍有微生物存在，由此他认为微生物是自然生殖的，因为羊肉汤在煮沸的过程中，其中的微生物已经被杀死，然后将之密封保存，这就杜绝了外界微生物的介入。但是仍能在盛汤的容器中发现微生物，说明它们是后来自然生殖产生的。但是其他生物学家对通过煮沸将微生物全部杀死的说法表示怀疑，他的实验遭到质疑：煮沸时的温度是否足够高？煮沸的时间是否足够长？煮沸这种方式是否能将所有的微生物全部杀死？也就是说容器中的羊肉汤不一定是一种“无菌状态”。
在整整的一个世纪里，生物学家为此事争论不休。直到1858年，一位名叫路易斯·巴斯德的法国化学家才给出了一个令人信服的答案。
巴斯德用一个盛着半瓶肉汤的长颈瓶做了一项实验。瓶口的上部连接着一个长长的细颈玻璃管的始端并垂直向上接触空气，长颈管首先向下弯曲后再向上弯曲。巴斯德将肉汤煮沸，蒸汽从瓶口细管中喷涌排出。这样一来，在汤里及管壁上的微生物统统都被杀死。接着，巴斯德将汤冷却。他没有用塞子去堵住管口。长颈瓶的领口是敞开的，凉爽新鲜的空气可以畅通无阻与汤的表面接触。但是，尘埃都聚集在细管弯曲部分的底部，无法再向上升腾，也就是无法进入带弯曲管道的长颈瓶。巴斯德将汤放置一旁，不再理它，就这样一连放上几个月，汤内也没有微生物繁殖的迹象。因为尽管新鲜的凉气与空气中的化学物质能够接触到汤的表层，但只要那带着微生物的尘埃不触及汤，微生物就无法在汤内繁殖。随后，为了使空气中的尘埃可以飘落到汤里，与汤接触，巴斯德将长颈瓶的弯曲打碎，结果仅在一夜之间，汤里的微生物就骤然而生。1864年，巴斯德将试验的结果公之于众，也最终揭开了微生物自然生殖的神秘面纱。
7.微生物的生与死
生长是微生物与外界环境因素共同作用的结果。环境条件的改变，可引起微生物形态、生长、生理、繁殖等特征的改变。它们抵抗或者适应环境条件的某些改变。当环境条件的变化超过一定极限，微生物就会死亡。
人们常采用多种物理、化学或生物学方法，来抑制或杀死微生物，达到抑制和消除微生物的有害作用。常用以下术语来表示对微生物的杀灭程度。
灭菌：用物理或化学方法杀灭物体上所有的微生物（包括病原微生物和非病原微生物及细菌芽胞、霉菌孢子等），称为灭菌。
消毒：用物理或化学方法仅能杀灭物体上的病原微生物，而对非病原微生物及芽胞和孢子不一定完全杀死，称为消毒。用来消毒的药物称为消毒剂。
防腐：防止或抑制微生物生长和繁殖的方法称为防腐或抑菌。用于防腐的化学药品称为防腐剂。某些化学药物在低浓度时为防腐剂，在高浓度时则称为消毒剂。
无菌：无菌指没有活的微生物存在。采取防止或杜绝一切微生物进入动物机体或物体的方法，称为无菌法。以无菌法操作时称为无菌操作。在进行外科手术或微生物学实验时，为防止微生物的污染，要求严格的无菌操作。
不同的微生物对各种理化因子的敏感性不同，同一因素不同剂量对微生物的效应也不同，或者可能只起消毒或防腐作用，或者起灭菌作用。在了解和应用任何一种理化因素对微生物的抑制或致死作用时，还应考虑多种因素的综合效应。例如大肠杆菌在有酚存在的情况下，温度从30℃增至42℃时明显加快死亡。这就是说，在增高温度的同时加入另一种化学药剂，则可加速对微生物的破坏作用。微生物生长的培养基以及它们所处的环境对微生物遭受破坏的效应也有明显的影响。如在酸或碱中，热对微生物的破坏作用加大，培养基的粘度也影响抗菌因子的穿透能力；有机质的存在也干扰抗微生物化学因子的效应，或者由于有机物与化学药剂结合而使之失效，或者有机质覆盖于细胞表面，阻碍了化学药剂的渗入。微生物的生理状态也影响理化因子的作用。营养细胞一般较孢子抗逆性差，幼龄的、代谢活跃的细胞较之老龄的、休眠的细胞易被破坏。
常见的影响微生物生长与死亡的物理、化学因素主要有以下几种。
（1）温度
影响有机体生长与存活的最重要的因素之一是温度。它对生活机体的影响表现在两方面：一方面随着温度的上升，细胞中的生长速率和生物化学反应速率加快。在一般情况下，温度每升高10℃，生化反应速率增加一倍；另一方面，机体的重要组成如蛋白质、核酸等随着温度的增高而可能遭受不可逆的破坏，对温度都较敏感。因此，只有在一定范围内，机体的生长繁殖与代谢活动才随着温度的上升而增加，当温度上升到一定程度，开始对机体产生不利影响，如再继续升高，则细胞功能急剧下降以至死亡。
（2）辐射
辐射是指通过空气或外层空间以波动方式从一个地方传播或传递到另一个地方的能源。它们或是离子或是电磁波。电磁辐射包括可见光、红外线、紫外线、X射线和Υ射线等。
①紫外辐射紫外线是非电离辐射，紫外辐射对微生物有明显的致死作用，是强杀菌剂，在医疗卫生和无菌操作中广泛应用紫外杀菌灯管。由于紫外线不易透过不透明的物质，穿透能力差，故紫外杀菌灯只适用于空气及物体表面消毒。
②电离辐射X射线、α射线、β射线和Υ射线均为电离辐射。在拥有足够的剂量时，对各种细菌均有致死作用。常用于一次性塑料制品的消毒，也用于食品的消毒。
（3）干燥
水分是微生物的正常生命活动必不可少的。干燥会导致生物细胞失水而造成代谢停止以至死亡。微生物的种类、环境条件、干燥的程度等均影响微生物的生存。休眠孢子抗干燥能力也很强，在干燥条件下可长期不死，这一特性已用于菌种保藏，如用砂土管来保藏有孢子的菌种。在日常生活中也常用烘干、晒干和熏干等方法来保存食物。
（4）渗透压
渗透是水或其他溶剂经过半透性膜而进行扩散的现象。在渗透时，溶剂通过半透性膜时的压力称为渗透压，其大小与溶液浓度成正比。
适宜于微生物生长的渗透压范围较广，而且它们往往对渗透压有一定的适应能力。逐渐改变渗透压，微生物常能适应这种改变，突然改变渗透压会使微生物失去活性。对一般微生物来说，它们的细胞如果置于高渗溶液中，水将通过细胞膜从低浓度的细胞内进入细胞周围的溶液中，造成细胞脱水而引起质壁分离，使细胞不能生长甚至死亡。相反，如果将微生物置于低渗溶液或水中，外环境中的水将从溶液进入细胞内引起细胞膨胀，甚至使细胞破裂。
日常生活中常用高浓度的盐或糖保存食物，如腌渍蔬菜、肉类及蜜饯等，因为一般微生物不能承受高渗透压。
（5）超声波
超声波具有强烈的生物学作用，几乎所有的微生物都能受它的破坏，因为超声波的主要作用是使细胞破裂。它的效果与频率、处理时间、微生物种类、细胞大小、形状及数量等均有关系。
（6）重金属及其化合物
有些重金属离子的存在，不管浓度大小，对微生物的生长均会产生有害或致死作用。一些重金属离子是微生物细胞的组成成分，当培养基中这些重金属离子浓度低时，对微生物生长有促进作用，反之会产生毒害作用。也因此，大多数重金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂。其中作用最强的是Hg、Ag和Cu。如二氯化汞又名升汞，是杀菌力极强的消毒剂。所以0.1～1%浓度的硝酸银常用于皮肤的消毒。
（7）表面活性剂
表面活性剂是指具有降低表面张力效应的物质。这类物质加入培养基中，可影响微生物细胞的生长与分裂。如肥皂、漂白粉、洗衣粉等。
（8）化学疗剂
能直接干扰病原微生物的生长繁殖并可用于治疗感染性疾病的化学药物为化学疗剂。它能选择性地作用于病原微生物新陈代谢的某个环节，使它们生长受到抑制或致死。但对人体细胞毒性较小，故常用于口服或注射。化学疗剂种类很多，按它的作用与性质又分为抗代谢物和抗生素等。
