世界上的生命分为4种：人类、动物、植物、微生物。
微生物-个体微小，必须用显微镜才能看见。
微生物作为地球上进化历史最长、生物量最大、生物多样性最丰富的生命形式，推动地球化学物质循环，影响人类健康乃至地球生态系统，蕴藏着极为丰富的物种资源和基因资源。
（一）微生物的海洋
微生物无处不在，我们时刻都生活在“微生物”的海洋中。
※土壤是微生物的大本营，随便抓起一把泥土，里面微生物的数量都远超过地球上人口的总和。
※每张纸币上平均带细菌900万个。
※家居环境中的微生物无处不在（菜板、洗碗布等）。
※手机上微生物的数量比座便上的还多。
※人体携带大量的微生物（体表、体内）
皮肤表面：10万个/CM2,；口腔：细菌种类超过500种；肠道：微生物总量达到100万亿
※粪便干重的1/3是细菌，粪便上的细菌总数≥100亿个/克。
※每个喷嚏飞沫中含4500个-15万个细菌。
微生物是人类的朋友，也是人类的敌人。
朋友：
※微生物是自然界物质循环的关键环节。
※体内的正常菌群是人和动物健康的基本保证。
※微生物可以给我们提供很多有用的物质（微生物能源-酒精，蛋白质，抗生素，酒、酱油、酸奶的制作等）。
※以基因工程为代表的现代生物技术离不开微生物。
敌人：
※引起动、植物的疾病。
※造成物质的腐烂变质。
可以说，微生物与人类关系的重要性非常重要，没有微生物，人、动物、植物就无法生存。微生物是一把锋利的双刃剑，它们给人类带来巨大利益的同时，也带来残忍的破坏。
微生物-原核微生物-细菌、古生菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体
（二）微生物的分类
-真核微生物-真菌（霉菌、酵母、蕈（xun）菌）、单细胞藻类、原生动物
-非细胞微生物-病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒）
（三）微生物的特点
个体微小，结构简单，食谱广泛，培养容易，胃口巨大，繁殖迅速，分布广泛，抗逆性强，种类繁多，容易变异，起源较早，发现较晚。
1、个体微小
※
杆菌的平均长度=2μm，1500个杆菌首尾相连=1粒芝麻的长度。
※10-100亿个细菌加起来的重量≈1毫克
※体积虽小，但比表面积大。人=1，大肠杆菌=30万。这样大的比表面积有利于它们和周围环境进行物质、能量和信息的交换。
2、结构简单
※无细胞结构（病毒）
※单细胞（细菌）
※简单的多细胞（真菌）
3、食谱广泛
微生物获取营养的方式多样，其食谱之广泛是动、植物无法相比的。
木质素、纤维素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、橡胶、酚类、氰化物、重金属等多种有机物都可被微生物当做粮食。
4、容易培养
很多常见的细菌都可以非常方便地进行人工培养。
5、胃口巨大
消耗自身重量2000倍食物的时间
大肠杆菌：1小时，人：500年（按每个人年消耗400斤计）。
6、繁殖迅速
※大肠杆菌1个细胞重约10-12g，平均20分钟繁殖1代，按一分为二的裂变方式计，24小时后，可繁殖4722366500万亿个后代；重量达到4722吨。48小时后，可繁殖2.2×1043个后代，重量达到2.2×1025吨（相当于4000个地球的重量）。
※1头500公斤重的食用公牛，24小时可生产蛋白0.5公斤。而相同重量的酵母菌，以质量较差的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可生产50000公斤优质蛋白质。
7、分布广泛
人际可到之处，微生物必然很多。人际难至的地方，也有微生物的存在。
在自然界中（土壤、水体、空气、动植物的体内和体表等环境）都生存有大量的微生物。
有统计表明，微生物占地球生物总量的60%。
※20世纪80年代美国能源部在地下科学计划实施中得到的数据显示，在土层深度3500米-4500米的环境下仍然有微生物的存在。
※20世纪90年代初期，从地下数公里发现超微细菌，用其代谢产生的CO2作为指标，计算出这些超微细菌的代谢速率仅为地上正常细菌的10-15。有人认为它们需要100年才能分裂1次。现在它们的作用在于：
（1）作为地质标记。
（2）分离有用的蛋白（基因）。
※2000年，在【Natu'ye】上有一篇报道说，在美国亚利桑那州地下600米的原始盐矿中发现了存活2.5亿年的嗜盐细菌。如果该细菌确实以芽孢的形式休眠了2.5亿年，将大大改变人们对生命极限的认识。
8、抗逆性强
抗热-把水加热煮沸8小时或121℃15分钟才能杀死细菌的芽孢（在100℃的陆地热泉中还有微生物繁殖）。
抗寒-在-80℃的深冷冰箱中，某些真菌仍然能够存活。有微生物在-12℃至-30℃时仍然能够生长；在极地（南极、北极）环境中都有微生物生长。
耐酸碱-有些细菌能耐受并生长的环境在pH0.5-13范围，如硫磺热泉（pH0.5），晒盐场（pH13）。
耐渗透压-蜜饯、腌制品（饱和盐水浓度NaCi32%）、中都有微生物生长。
抗压力-有些细菌能在1400个大气压中生长。
耐干旱-在沙漠中（土壤含水量≤2%）仍然发现大量正常生长繁殖的微生物。
耐水淹-在江河湖海和水淹土壤（稻田）中都有大量微生物正常生长繁殖。
9、种类繁多
※微生物的生理代谢类型多。
※微生物的种数多。虽然目前已定种的微生物种类只有大约10万种，远较动植物少，但一般认为人类所发现的微生物种类还不不到自然界中微生物种数的1%。
（目前已发现并定种的昆虫75.1万种；其他动物28.1万种；高等植物28.4万种；细菌4800种；原生动物30800种；病毒1000种；真菌69900种；藻类26900种）
10、容易变异
微生物个体微小，结构简单，且多与外界环境直接接触，造成其易突变的特点。
突变率：10-5-10-10，短时间内产生大量变异后代。
※青霉素自1943年开始生产（世界上第1个抗生素），当时生产水平仅能达到20单位/毫升，1次用量需要上几百单位。目前生产水平已达20万单位/毫升，但1次用量需要上千万单位。证明病原菌耐药性的增强（微生物变异）。
11、起源较早
人类生活的地球形成于46亿年前，经过8亿年的物理化学变化，具备了生命起源的条件。38-35亿年期间，生命在海洋中出现（无疑是微生物）。
12、发现较晚
300多年前（17世纪下半叶），人类才发现微生物的存在。
※荷兰商人列文虎克1676年用自制的显微镜首次观察到了细菌。1680年，列文虎克被选为英国皇家学会会员。
100多年前（19世纪下半叶），微生物学奠基。
※法国人巴斯德（1822-1885）
（1）发现并提出发酵是由微生物引起的（1857）。
（2）开创了免疫学-预防接种（鸡瘟疫苗、炭疽疫苗、狂犬疫苗）
（3）彻底否定了生命“自然发生学说”（生命从何而来：“自生学”；“生生学”；“神创学”）。
※德国人柯赫（1843-1910）
（1）在证实炭疽杆菌是炭疽病的病原体的过程中建立了一整套的微生物学基本实验技术和理论。
（2）最先描述了细菌芽孢及其耐热性。
（3）用固体培养基获得了细菌的纯培养。
创建了著名的柯赫法则（1884年发表证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则，并获1905年诺贝尔奖），至今在医学微生物学和农业微生物学中起指导作用：
A、在每一相同病例中都出现了这种微生物。
B、要从寄主分离出这样的微生物，并在培养基中培养出来。
C、用这种微生物纯培养接种，健康而敏感的寄主会重复发生同样的疾病。
D、从实验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。
（四）微生物是人类与动植物生存的必要保证
1、微生物是自然界物质循环的关键环节
植物--生产者 动物--消费者 微生物--分解者
微生物把自然界的有机物质不断分解为无机物质，供给动植物消费吸收。如果地球上的物质均为有机物，没有无机物，物质循环就会停止，任何生命都无法生存。
2、微生物影响到人类的生老病死，身体内的正常菌群是人和动物健康的基本保证
正常菌群和宿主之间的关系相互有利。
※微生物是机体生理屏障的重要组成成分，通过生态竞争排阻、抑制外来病原菌。
※微生物帮助消化，提供机体所必需的营养物质。
※机体为这些菌群提供生存的场所和所需的营养。
3、微生物丰饶的“物产”不断提升人类生活的品质
微生物的代谢产物（分泌物质）
※酶活性物质。
※生物刺激素。
※多种氨基酸、蛋白质、可溶性糖、维生素、辅酶及动植物生长发育必需的矿物质营养。
※多种抗生素
※食用菌
（五）微生物学研究的重要意义
微生物学一直处于生命科学的前沿，生命活动的许多基本规律，大多数是在研究微生物的过程中被首先认识的。
※20世纪90年代发展起来的细菌全基因组碱基测序，促进了人和植物染色体遗传密码的破译研究，已发展为基因组学。
有益微生物在人类社会生产力发展中的重要作用是显而易见的内。当今，微生物生产与动植物生产并列为生物产业的三大支柱。
※医药：抗生素、人工胰岛素、干扰素。
※化工：酒精、甘油、多种有机溶剂。
※食品：酱油、味精、醋、面包、蘑菇。
※农业生产：微生物在土壤肥力的形成与发展、补充植物营养、拮抗植物病虫害、降解农田药害和有机污染、改善农业生产环境方面具有重要意义。
（1）根瘤菌与自生、联合固氮菌的生物固氮作用。
（2）拜赖青霉、硅酸盐细菌等功能菌株可分解释放土壤有机质和矿物质中难溶态磷、钾等营养。
（3）苏云金芽孢杆菌防治鳞翅目虫害；淡紫拟青霉防止大豆孢囊线虫病、花生根结线虫病。
（4）哈茨木霉、地衣芽孢杆菌等有益活菌制剂防治农作物病害。
（5）利用微生物制剂阻控农田污染，降解农药残留。
（6）绿色木霉等微生物制剂对农田秸秆的腐熟作用明显。
微生物肥料和微生物农药无毒、无害、无污染，是有机绿色食品生产的重要生产资料。
※饲料：青贮饲料、单细胞蛋白与菌体蛋白饲料。
※环境保护：微生物治理水体的污染（富营养化）、沼气发酵。
近年来，随着基因编辑、合成生物、生命组学、单细胞操作等新兴技术的迅速发展，长期制约微生物系统研究的瓶颈正在被打破，微生物技术正广泛渗透到医药、农业、能源、工业、环保等领域，是破解人类健康、环境生态、自然资源、粮食保障等重大问题的重要路径。
