初识微生物
微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切。涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。
什么是微生物
微生物像动物、植物一样是有生命的。一般微生物的形体微小，计算它时得用毫微米表示（一毫微米等于千分之一微米）。大多数微生物都只有一个细胞组成；也有一些由两个或多个细胞组成，但是个体结构也非常简单；更有甚者，根本没有细胞结构，也自由自在地生活在世界上。
微生物可算一个复杂的大家族，目前已知大约有10万种以上，有原虫、真菌、细菌、放线菌和病毒等等。其中成员最多的要算大名鼎鼎的细菌了。通常我们用肉眼是观察不到微生物的，要通过显微镜的帮助才能清楚地看到它。
在显微镜下放一滴水，微生物在这滴水中就像鱼儿在汪洋大海中一般。一克泥土就包含10万个微生物，一滴牛乳里可以含有一亿个微生物。可见，微生物的数目要比地球上的人和动植物的总和还要多。它们广泛分布于土壤、空气、水域和动植物体内以及人体内外。微生物在我们的生产，生活中起着不可估量的作用，有好的，有坏的。这小小的生命就给我们的世界带来巨大的变化，真令人叹为止观。
微生物的大小
众所周知，微生物个体非常小，用肉眼是难以观察的。那么是不是所有的微生物都一样大呢？其实不是这样，各类微生物个体大小的差异也十分明显。
粗略地说，真核微生物、原核微生物、非细胞微生物、生物大分子、分子和原子的大小，大体都以10：1的比例递减。目前所知道的最小微生物是1971年才发现的马铃薯纺锤形块基病的病原体——类病毒，它是迄今所知的最简单与最小的专性细胞内寄生生物，其整个个体仅由一个以359个核苷酸组成裸露RN分子所构成，长度仅为50纳米。
细菌中最普遍的是杆菌，它们的平均长度约2微米，故1500个杆菌头尾衔接起来有一颗芝麻长；它们的宽度只有0.5微米，60-80个杆菌“肩并肩”地排列成横队，也只够抵上一根头发的宽度。
我们知道，任何物体被分割得越细，其单位体积所占的表面积越大。如果说人体的“面积和体积”比值为1，则大肠杆菌的比值高达30万。由此可见，微生物有多么小，而且有一个极端突出的小体积大面积体制，让人不可思议。其实，所有这一切特征有利于它们与周围环境进行物质交换和能量、信息的交换。
最小的微生物
自从300多年前，荷兰人列文·虎克第一次在自制的显微镜下发现了微生物以来，细菌被认为是最小的生物。直到1892年前人们对此还是坚信不疑的。然而1892年俄罗斯青年植物学家伊凡诺夫斯基推翻了这一种说法。
那时候，俄国的大片烟草田里，发生了可怕的瘟疫，烟叶上长满了奇怪的疮斑。伊凡诺夫斯基经多次观察，仍无法找到引起花叶病的细菌。后来，他把细菌过滤后，发现花叶病不是由细菌引起的，它的祸首是比细菌还小的生物——病毒。
病毒是最小的生物吗？也不是。20世纪70年代，美国科学家从马铃薯和番茄叶中发现了一类更小的微生物。它的个头只有已知的最小病毒的八十分之一。人们把这类微生物称之为“类病毒”。类病毒只有赤裸裸的核酸，没有其他结构，它们只能寄居在别的生物细胞内，利用现成的物质来合成、更新自己的身体，一旦寄主死亡，就会另觅新寄主。到目前为止，类病毒是已知的最小的生物。随着科学的发展，是不是还会发现更小的生物？现在谁也无法作出肯定的回答。
微生物的数量
由于微生物的营养普及广，生长要求不高以及生长繁殖速度特别快等原因，故凡有微生物存在处，它们都拥有巨大的数量。
例如：土壤是微生物的“大本营”，其中四大类微生物的平均数量一般为：细菌（数亿/克）、放线菌（数十万/克）。在人体肠道中始终聚居着100～400种微生物，它们是肠道内的正常菌群，菌体总数可达100万亿左右。在人的粪便中，细菌约占1/3（干重）。据调查组对某地10种面值共44万张纸币的调查，发现平均每张纸币上有900万个细菌。
还有，一般人的每个喷嚏含有一、二万个飞沫，其中约含菌0.45～15万个。而感冒患者的一个“高质量”的喷嚏则含有多达8500万个细菌。在法国有人测定过各种空气样品的含菌量，发现百货店内每立方米空气中约含400万个微生物，林荫道相应为58万，公园为1000个，而林区、草地则只有55个。
由此可见，我们都生活在一个被大量微生物紧紧包围着的环境中，但常常是“身在菌中不知菌”。
微生物的种类
微生物无所不在地生活在我们周围，那么它究竟有多少种？
科学家研究发现，从生理类型和代谢产物角度看，微生物大大超过了动植物。例如细菌光合作用、化学合成作用、生物固氮作用、厌氧性生物氧化，各种极端条件下的生活方式，以及存在“生命的第三形态”（甲烷菌类古细菌）、“第四形态”（病毒）和非生命与生命间的过渡类型（类病毒）等。
从种数方面看，由于微生物的发现比动植物迟得多，加上鉴定种数的工作以及划分种数的标准等问题较复杂，所以目前已确定的微生物种数不断增长。随着分离，培养方法的改进和研究工作的深入，微生物的新种、新属、新科甚至新目、新纲屡见不鲜。
这不是在生理类型独特，进化地位较低的种类中常见，就是最早发现的较大型的微生物——真菌，至今还以每年约700个新种的势头不断递增。前苏联微生物学家伊姆舍涅茨基说过，目前我们所了解的微生物种类，至多也不超过生活在自然界中的微生物部总数的10%。可以相信，总有一天微生物的总数会超过动、植物种数的总和。
新知博览——微生物的“集体照片”
大家都知道，我们人类社会是一个个家庭组成的，每个家庭包括许多有亲缘关系的人，微生物的家庭也是如此，由一个微生物繁衍生一群有关系、互相联系的一个整体，科学家给这个整体起了个名字叫菌落。
微生物在固体培养基上生长繁殖时，受培养基表面或深层的限制，不能像在液体培养基中那样自由扩散，因此繁殖的菌体常聚集在一起，形成肉眼可见的具有各种形态的群体，称为菌落。
各种微生物的在一定培养基条件下形成的菌落具有一定的特征，包括菌落的大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明程度等等。细菌的菌落表面光滑、透明、湿润、颜色均一、容易挑起。而放线菌的菌落表面干燥，且呈粉末状，有许多菌丝交错缠绕而成，菌落小而不漫延，与培养基结合紧，难于挑起。还有其他一些微生物形成的菌落颜色非常漂亮，形状各异，让人爱不释手。菌落的特证对菌种的识别和鉴定有重要意义。
微生物的起源和发现
约32亿年前，微生物就悄悄地在地球上出现了，那时，整个地球是它们独霸的天下，后来才陆续出现了植物、动物和人类。
在很早以前，人们就已经知道猎取动物当食物，栽培植物收获粮食了，并逐渐发展了与人类生活密切相关的畜牧业和农业。然而，资历最古老的微生物却一直无声无息地度过了漫长的岁月，即使人类在物理学、化学、天文学和其它许多方面已取得很大成就，但对于微生物王国几乎仍是一无所知。
微生物的起源
大约在46亿年前，我们的地球诞生了，那时的地球上只有光秃秃的山和不可呼吸的各种气陨石体，氧气还没有形成。
随着天外来客“陨石”的一次次撞击，也给地球带来了生命的元素，这些元素逐渐因雨水的冲刷而汇集到地球的凹陷处，为生命的形成做着准备。距今约35亿年前，地球开始从化学进化转入到生化进化阶段，最早的生命诞生了。
科学家们认为，最早出现的生命形态是厌氧性异养细菌，例如：我们甲烷菌这类古细菌。它们只能利用现成的有机物来维持自己的生命活动，因此它们是一些分解者。大约在32亿年前，地球上出现了蓝细菌（又名蓝藻），这时的蓝细菌已能利用光能进行光和作用，放出氧气，为以后出现的各种好氧性生物打下生存的基础。此后，各种生命类型沿着进化途径陆续出现了，直到200万年前人类也诞生了。
由此可见，在整个生物界，进化历史最悠久、种族年龄最古老的恰恰是被我们所忽视的微生物。它为其他生物的进化创造了有利的环境，在生态系统中起着不可替代的作用，人类应加强对它的研究，更好地让它服务于全人类。
微生物的发现
食物放久了为什么会变坏？腐败肉类上的蛆虫是哪里来的？以前，人们以为蛆虫是肉里自发产生的，而且其他一切食物、用品的腐化都是自己发生的，这就是最早的自然发生说，它解释了微生物是怎样发生的奥秘。但着名微生物学家巴斯德却不这样认为，在传统习惯的巨大压力下，他设计了着名的曲颈瓶实验，证明了微生物不是自己发生的。
他设计了一种特殊的瓶子，瓶口特别细且弯曲，把煮沸后的食物汁液倒入瓶中，放置一段时间后发现瓶中的汁液并没有受到污染，也没有微生物生长。但如果瓶颈破裂，汁液就很快地长满微生物；如果将汁液倾出一些直到瓶颈的弯曲部，然后再倒回去，也将得到同样的结果——微生物四处漫延。
这是因为，空气中微生物到达瓶颈的弯曲部以后，不能再上升进入瓶中，所以瓶内汁液不会生长微生物。而如果将瓶颈破裂或汁液沾满瓶颈，微生物则轻而易举进入瓶中，并就此安家落户。巴斯德此举有效地反驳了自然发生说，并证明了微生物是如何进入有机汁液的，同时也证明了微生物在腐败食品上不是自发产生的，为微生物学的研究奠定了坚实的基础。
新知博览——千姿百态的微生物
大千世界，无奇不有。微生物的长相也是千奇百怪。圆圆的个儿叫球菌；长长的个子则称杆菌；弯弯的叫弧菌；弯曲得更厉害，像蛇一样的叫螺旋菌；成双成对的球菌叫双球菌；联成长串的叫链球菌；四个一组的叫四联球菌；八个叠在一起的称为八叠球菌；成堆的叫葡萄球菌；还有的是放射形丝线状的称为放线菌。
千姿百态的微生物世界中不光有这些微型的生命体，还有大型的生命体，如食用菌中的蘑菇、银耳、木耳、猴头等。最大的食用菌可以把一个小孩子完全藏住。
各种各样的微生物不仅在外型上有如此之大的差别，在实际生产、生活中的作用更是千差万别，如伤寒杆菌可以引起伤寒病，痢疾杆菌可引起痢疾病，霍乱弧菌可引起霍乱等等危害人与牲畜的健康。可是，不是所有的微生物都是这样可怕，如适量的乳酸菌在人的肠道中可以有助胃肠的消化；部分放线菌可制成抗生素以抵抗病毒的浸染；微生物还可以用来酿酒、做面包、淹浸酸菜等等。
微生物不光是人类的敌人，也有些是人类的朋友，用科学的方法对待微生物的不同成员，会使人们的生活更美好。
微生物大家庭
自然界中的微生物是个很大的家族，形成了一个很大的组织网，占据了生物领域大半壁江山。
没有心脏的微生物
我们人类是有心脏，并靠其维持生命的。那微生物有没有心脏呢？
在微生物的细胞当中都有一个重要的组成部分，它像心脏一样在微生物的生长繁殖等方面起重要的作用，科学家把它称为细胞核。是不是所有微生物都有细胞核呢？不是。在微生物界有一类群微生物不具备真正的细胞核，它们的“心脏”被科学家称为拟核。一般情况下，拟核无核膜，没有核仁。它的遗传物质DNA也仅为一条双链环状结构，极其简单，并且DNA也不与组蛋白结合。具有拟核的微生物是通过二分裂的方式来繁衍后代的。这一典型的微生物类群被称为原核微生物，它们不光在细胞核上有区别，而且细胞壁（大多数微生物含有肽聚糖）、细胞膜（没有固醇）、细胞器（没有液泡、溶酶体、微体、线粒体、叶绿体等）等方面也与具有真正心脏的微生物有区别。
原核微生物是在生物出现的早期阶段就出现的最早的类群，所以在细胞结构、形态特征、生理特性等方面的表现都比较原始低等。原核微生物主要包括细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体和蓝细菌等。
有心脏的微生物
微生物界既然有不具心脏的微生物，自然也就有具有心脏的微生物，这类有心脏的微生物就被科学家称为真核微生物。
他们认为，一切细胞生物都是同源的。具有细胞结构的微生物，不论是原核微生物，还是真核微生物，也不论是简单的单细胞微生物，还是形态结构较复杂的多细胞微生物，它们在物质组成成分、遗传变异、物质代谢和生长繁殖方面的共同性是主要的。但生物是发展的、进化的、漫长的生物进化过程造成了生物的多样性和生物之间的差异。所以，真核微生物比原核微生物要进化得多，它具备了核膜包被的细胞核，也具有核仁，其遗传物质为多条染色体，DNA与组蛋白也结合起来，更加有效地繁衍后代，传带遗传信息。
真核微生物繁殖主要通过有丝分裂方式进行。在细胞中存在有各种各样的细胞器，如液泡、溶酶体、微体、线粒体、叶绿体等，为物质运输营养代谢提供了更为有效的途径，比原核生物要高等。真核微生物主要包括真菌、单细胞藻类和原生动物等。
好热性细菌
生物可以生存的温度界限究竟是怎样的呢？美国的微生物学家，特别是对温泉微生物进行了精心研究的布罗克曾对各类生物可以生长繁殖的温度上限作了归纳。虽然有记录说明动物中的鱼类、软体动物、节肢动物和昆虫等能在高温环境下生存，但布罗克把这些生物可以生存的温度上限定在50℃以下，而细菌生长温度范围更广。
在美国黄石公园92℃的温泉中细菌的某些种类能够生长繁殖。这就是好热性细菌。为什么好热性细菌能够抵挡住高温的呢？原来它们的DNA链上的碱基不同于其他生物，由DNA所产生的蛋白质和核酸具有不同的氨基酸组成，使这种细菌的抗热性能大大增强。
对于好热性细菌的起源问题，不同学者有着不同的看法，最着名而又非常离奇的想法是着名的阿累尼乌斯提出的，他认为好热菌是从高温的行星——金星飞来的生物。比较公认的见解是认为好热菌是从好温菌逐渐或是通过飞跃适应环境演化而来的，但时至今日还没有一个确切的说法。还有待研究人员的进一步探究。
蓝细菌
蓝细菌原来与蓝绿藻是“一家人”，后来科学家们发现蓝细菌微生物的细胞核是原核的，即没有真正的细胞核，才把它同蓝绿藻区分开，另立了一个“门户”，改属原生生物界的光能细菌类而与真细菌并列，现称为蓝细菌。
