作者：于文
出版社：辽海出版社
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微生物密码试读：
前言
科学是人类进步的第一推动力，而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代，社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高，为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机，大力普及科学知识，传播科学精神，提高青少年的科学素质，是我们全社会的重要课题。
科学教育，是提高青少年素质的重要因素，是现代教育的核心，这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能，更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。
科学教育，让广大青少年树立这样一个牢固的信念：科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象，研究和掌握新规律，它是创造性的，它又是在不懈地追求真理，需要我们不断地努力奋斗。
在新的世纪，随着高科技领域新技术的不断发展，为我们的科普教育提供了一个广阔的天地。纵观人类文明史的发展，科学技术的每一次重大突破，都会引起生产力的深刻变革和人类社会的巨大进步。随着科学技术日益渗透于经济发展和社会生活的各个领域，成为推动现代社会发展的最活跃因素，并且是现代社会进步的决定性力量。发达国家经济的增长点、现代化的战争、通讯传媒事业的日益发达，处处都体现出高科技的威力，同时也迅速地改变着人们的传统观念，使得人们对于科学知识充满了强烈渴求。
对迅猛发展的高新科学技术知识的普及，不仅可以使青少年了解当今科技发展的现状，而且可以使之从小树立崇高的理想：学好科学知识，长大为人类文明作出自己应有的贡献。
为此，我们特别编辑了这套“青少年科普知识”丛书，主要包括《战机大观》、《舰艇博览》、《导弹百科》、《火炮之库》、《战车王国》、《军事先锋》、《武器前沿》、《太空世纪》、《登月传真》、《空间站之窗》、《航空档案》、《宇航时代》、《时间奥秘》、《气象缩影》、《激光聚焦》、《通信展望》、《纳米研究》、《材料世家》、《核能前景》、《能源宝库》、《建筑奇观》、《仿生试验》、《农业新空》、《环保结锦》、《医疗革命》、《民航之窗》、《交通纵横》、《电脑新秀》、《网络世界》、《微生物密码》、《生活新探》、《人类未来》。这些内容主要精选现代前沿科技的各个项目或领域，介绍其研究过程、科学原理、发展方向和应用前景等，使青少年站在当今科技的新起点寻找未来科学技术的契入点和突破口，不断追求新兴的未来科学技术。
本套青少年科普知识读物综合了中外最新科技的研究成果，具有很强的科学性、知识性、前沿性、可读性和系统性，是青少年了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科谱读物，也是各级图书馆珍藏的最佳版本。
小精灵“显形”
虽然早在人类出现以前，形形色色的微生物已经在地球上活动有几十亿年了，但人类第一次真正发现它，还只是三百多年前的事。
第一个发现微生物的人叫列文虎克（1632～1723），他是荷兰一个小镇上经营布匹和干货的小商人，业余爱好磨制镜片。他磨制了很多镜片，还自己动手制作了一架能把原物放大二百多倍的简单的显微镜。他用这架显微镜观察了雨水、井水等，发现了其中都有许多微小的生物在活动。这是人们第一次看到了微生物世界，在当时引起了人们极大的注意。后来他被推选为英国皇家学会（当时欧洲最著名的科学团体）的会员，在以后的几十年里他通过书信往来，不断将自己的发现报告给这个学会。
有一次，他兴奋地报告，他将自己牙缝里的牙垢混进一滴雨水，在显微镜下看到了一个令他眼花缘乱的微生物世界。他在给英国皇家学会的信中写道：“……我非常惊奇地看到了在水中有许多极小的活的微生物，十分漂亮而又会动，有的如矛枪穿水直射，有的像陀螺团团打转，还有的灵巧地徘徊前进，成群结队，你简直可以把它们想像成一大群蚊纳或苍蝇。”又有一次，他在刚刚大口大口喝过热烫的咖啡以后，又挑出牙垢来观察时，却发现在显微镜下看到的只是一片一动不动的微生物的尸体，于是他机敏地作出了判断：热烫的咖啡把那些小生物杀死了。还有一次，他诙谐地报告说：“我家里的几位女眷想要看醋里的线虫，可是看了以后，发誓说再也不用醋了。要是有人告诉她们在口腔里、牙垢里生活着的动物比全国人口都多，她们将会怎样反应呢？”1695年，他将自己20年来辛勤观察的结果写成一本书出版，书名是《列文虎克发现的自然界的秘密》。这是人类关于微生物的最早的专门著作。
直到19世纪，情况才有了变化。当时法国的主要经济部门——制酒业和蚕丝业不断发生问题：制酒业因为常有酿出的酒变了质，变酸变苦，而受到很大损失，许多蚕农也常常由于大批大批的蚕儿病死而破产。人们迫切要求找到能防止这些灾害发生的办法。一位用甜菜酿酒的商人，向法国化学家巴斯德（1822～1895）请教：为什么一桶桶的甜菜汁会变酸。当时年方33岁的巴斯德以极大的热情投入到这个关系国计民生的重要问题的研究中去了。他把好酒和坏酒一起拿来用显微镜进行检查，发现好酒中的微生物是圆圆胖胖的，而坏酒中的微生物却是瘦瘦长长的。由此，他得出了结论：不同的微生物的生活习性不同，所能引起的后果也不同。他找到了使酒变坏的根源。经过试验，以后他又找到了防止那种能把酒质变坏的微生物（即乳酸菌）进入酒液的办法。
在研究蚕病时，他发现好蚕吃了沾上病蚕粪便的桑叶就会得病，病蚕蛾下的卵孵化以后仍然是病蚕。经过5年多的研究，他终于找到了使蚕生病的那种微生物。以后，他还和别的科学家一起证明了狂犬病、羊炭疽病、鸡霍乱等禽畜疾病，都是由于不同的致病微生物寄生到这些动物身体里所引起的。通过巴斯德的研究，人们不仅知道了某些微生物是什么样子，而且了解了它们怎样生活，能起什么作用。可以说，他是第一个证明微生物的活动与人类有密切关系的人。他在微生物发酵和病原微生物方面的研究，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学，被世人推崇为近代微生物学的奠基人。
1865年，巴斯德研究的结果传到了一位名叫李斯特的苏格兰外科医生的耳朵里。这位医生一直在为当时经常发生病人接受外科手术后因伤口恶化而死亡的事情所苦恼。受到巴斯德研究的启发，他想到这也可能是病人伤口上的微生物在作怪。通过临床试验，他选用了石炭酸水对病人的伤口进行消毒，结果使80%以上的术后感染病被治好了。外科手术的消毒工作也由此而诞生了。
19世纪末，人们又发现了病毒。在这之前，人们在研究微生物时，已经发明了能阻挡细菌通过的过滤器，用这种过滤器来除去液体中的细菌。但在1892年，有一位名叫伊万诺夫斯基（1864～1920）的俄国植物生理学家在研究烟草花叶病时，却发现有病的烟叶汁即使用过滤器过滤后，擦在无病的烟叶上仍能使好叶子生病。他由此推断：一定有一种更小的，能通过细菌过滤器的微生物存在。后来有些医生在研究某些人和动物的疾病时，也发现一些经过过滤除去了细菌的液体仍然会使人和动物生病的情况。由于当时人们还没有“足够高明”的观察手段，所以没能看到这类比细菌更小、小到过滤器都阻拦不住的小微生物是什么样子，却从它们活动的结果推断出这类具有滤过性和致病性很强的微生物的存在，并给它起了个名字，叫“病毒”。
病毒的发现，标志着人类对微生物的认识又深入了一大步。但是，由于它太小了，以至在发现它存在以后又过了几十年，直到20世纪40年代，人们才用新发明的电子显微镜真正看清楚了它。
随着对微生物的研究的不断进展，人们也有了越来越多的新发现。1928年，英国一位叫弗莱明（1881～1955）的科学家发现在培养金黄色葡萄球菌的培养皿中，受到青霉菌污染了的培养基及其近旁就再见不到葡萄球菌了。这显示了青霉菌能分泌某种能杀灭、抑止葡萄球菌生长的物质。经过反复试验，弗莱明和他的同事们发现这种青霉菌的分泌物能抑制许多种病原菌的生长，从它的溶液中提取的物质，能十分有效地治疗败血病和创伤。这种物质后来就被称为“青霉素”。经过十多年以后，这个发现才引起了人们的重视，各国的科学家纷纷开展了这方面的研究工作，接连研究出了链霉素、土霉素等新的抗生素。时至今日，全世界已发现了四千多种抗生素，其中在医学和工农业生产上有使用价值的约有一百多种。
近几十年来，世界上对微生物的研究发展得更快了。人们对微生物的认识大大加深了，许多曾经肆虐全球的致病微生物已受到人类牢牢的控制；微生物在工业、农业、食品及医药卫生等方面越来越多地为人类提供有用的产品。同时，微生物也被人们用作研究生命之谜的好材料，使生命科学迅速发展，这对人类的未来将会产生巨大的影响。
逍遥的世界公民
微生物早在32亿年前就存在于地球上了。只是由于它们个头小，直到19世纪中期列文·虎克发明了显微镜以后，微生物世界才向人类展示出它们迷人的无穷奥秘。
说它们个头小，一点都没有夸大其辞。它们小，小到连肉眼都看不见，因为我们肉眼只能看到1/10毫米以上的东西。而几万万个微生物堆在一起，也只有一粒小米粒那么大，可见它们体积之小了。
虽然微生物的体积是如此之小，但还是可以被测量。当然，测量的工具就不能是现在一般家庭或学生使用的普通的尺了。因为这些尺的最小单位是毫米，用毫米作为微生物的长度单位，实在是大材小用。-6一般来说，测量微生物，我们使用微米（0.001毫米）或者纳米（10毫米）。微米到底有多大呢？将1毫米平均分成1000份，其中的一份才是1微米。再将这一丁点儿分成1000份，取其中的一份，才是1纳米。
别看微生物的个头小，本领可不小。它们也有自己的飞机、轮船。空中纷飞的灰尘是它们无拘无束随风游荡的热汽球；丑陋的苍蝇是它们巨大的波音747，光一只苍蝇的脚就能运载好几万个微生物乘客呢！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。这些逍遥的家伙，寻个机会就搭乘这些飞机、轮船……到处游览世界名胜；美国的自由女神像、法国的凯旋门、日本的富士山。哪儿没留下它们的“倩影”？
小家伙跑到医院里，看见那儿有好多好多被病痛折磨的病人，善良的它们献出自己的劳动产品——抗生素，医生们笑了，病人们康复了，这些逍遥的小家伙们又开始漫游了。
小家伙是个调皮的孩子，它时不时就钻入人体的肠道、血管作起恶来，让人们爱它也不是，恨它也不是；只有动用全身的免疫系统抗击它们。不要小瞧这些体积小的微生物，人“菌”之战到底鹿死谁手还不得而知呢！有许多次，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微生物来对付。
小家伙的本事太大了，它能腐朽木材，仅在英国，每年给木材造成的损失就达三、四亿美元！而且，它还能在计算机电子回路的塑料表面繁殖，使整个系统出现故障、造成不可估量的损失！
这么一点点小个头，怎么会有如此高强的本领呢？究其原因，不外乎以下几条：一是吃得多、吸收得多、转化迅速；二是长得快、繁殖快、能吃苦，不论在多么艰难的环境中它都能随机应变，不仅顽强地活下去，还顽强地养儿育女……归根结底一句话：这小家伙是个“鬼精灵”，鬼就鬼在它的这个“小”字上啦！
为什么这样说呢？其实自然界有一个普遍的规律：任何物体被分割得越小，其单位体积中物体所占有的表面积就越大。若以人体的面积与体积的比值作为标准“1”的话，与人体等重的大肠杆菌（微生物中的一种）的面积与体积的比值为人的30万倍！这种小体积、大面积的特点造就了世间微小的“巨人”，它使得这个“迷你”生物更容易与周围环境进行物质交换，更容易与外界进行能量和信息交流，也就使得这个逍遥“小子”能把“秤砣虽小压千斤”这句话诠释得如此生动了。
地球上，出入国家最容易的恐怕就算微生物了，不用办护照、不用买机票，随便寻个人啊、箱子啊，随着它们搭上民航班机就走。要不，干脆腾云驾雾，随着风儿、鸟儿甚至苍蝇，想上哪儿就上哪儿，轻轻松松逛遍美国、加拿大……真是货真价实的“世界公民”！
这个“世界公民”本领可真大，上得了冰山，下得了火海，躲在酒桶里，藏在人的肚肠中，真是无处不在，无时不有。
不用说别的地方，单是看看我们的手掌，可不是危言耸听，上面密密麻麻地布满了好多好多的微生物。就是在人的粪便中，竟然也有1/3都是微生物的菌体。一个成年人，在24小时内排出的微生物就有400万亿之多，真是一个令人瞠目结舌的数字！
要不，我们再来学学虎克先生，刮一点齿垢，放在显微镜下观察：哇，真是可怕，一点点齿垢里竟然生活着那么多的微生物，有一些像柔软的杆棒，来来往往，以君主的堂皇气派，列队而行；还有一些螺旋状的，在水里疾转，像战场上奋勇杀敌的勇士……，正是它们中的变形链球菌在我们的牙齿中捣鬼，让我们牙疼难忍！
日常生活中，我们常常将零用钱和手绢混放在一起，这是非常不卫生的习惯，纸币上有很多的细菌和病菌，据测，一张半新的纸币上就沾有30万～40万个细菌呢！
再看看我们身边的水，浊浪涛涛的黄河水、长江水，阳春三月绵绵的雨丝，炎炎夏日的滂沦大雨……哪一处没有微生物的身影。
清水里，氧气充足，虽然没有什么养料，微生物却能延年益寿。
浊水里，有丰富的有机物，微生物能尽情享用，大饱口福。
连绵的细雨，澄清了天空，扫净了大地，然而，那涓涓细流汇成了江河湖海，同时也载着浩浩荡荡的微生物奔向四面八方。
粉妆玉砌的冬雪，纯洁无假，但那些将化未化的冬雪，正是微生物冬眠的地方。
甚至于我们人类离不开的饮用水中都有它们存在。我国规定，饮用水的标准是每毫升水中细菌总数不超过100个，每升水中大肠杆菌的数量不能超过3个。自来水公司输送到千家万户的水是经过了很多道处理工序，最后检验合格才允许输出的。但为什么有时喝了自来水会拉肚子，经检查是水质不符合标准呢？这可不能责怪自来水公司，他们是严格遵守国家规定的，但原因何在呢？我们知道，水是通过管道运输的，高楼层的居民还得利用水箱贮存水，在这一“送”一“贮”的过程中，所谓“二次污染”就发生了。藏在水里的、管道中的、水箱壁上的微生物会很快繁殖起来。这些令人头痛的小家伙，害得我们连澄清透明的自来水都不能喝了。
连澄清透明的水中都包含有如此多的微生物，就不用说平常看起来都脏兮兮的土壤了。土壤本是微生物的家乡，也是微生物的工厂，那里活动着的微生物，据估计，每一克重的土块竟有数亿个！即使在荒无人烟的沙漠，一克砂土中也有十多万个微生物存在，比我们的某些城市所拥有的人口还要多！
有人问，空气中有没有它们？做一个小小的实验就可以说明：将一杯经过高温灭菌的肉汤敞口放在实验室或者家里，没过多久，通过显微镜观察肉汤汁，发现里面有很多快活的微生物，它们是从空气中飞到肉汤里安家落户的小精灵。这些微生物坐在尘埃或者液体飞沫上，凭借风力随着空气的流动就可以漫游3000公里之远，飞上20000米之高，周游列国，浪迹天涯。
什么地方没有它们呢？我们常常听说高温灭菌，沸水消毒，因为微生物怕热。一般来说，到60℃以上，微生物就渐渐没了生气，到100℃的沸点，大部分微生物就没有生还的希望了。但是，这一常识最近却受到了挑战。80年代初，科学家在90℃的高温热水中找到了存活的细菌。那时，人们以为90℃可能就是生命的耐热极限。但十几年前，德国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“超级嗜热性细菌”。1990年，两名美国科学家在2600米深的海底发现了能喷射出摄氏几百度高温水的涌泉。令人惊奇的是，在如此高温高压的水样里两位科学家竟然发现了一些活的微生物——一种以前无人知晓的细菌！要知道，金属锡在232℃时就会熔化，而这种细菌在232℃居然还能自由自在地生活，看来，微生物真是耐得了高温的“英雄”！
在冰天雪地人迹罕至的南极，那些多砂砾的土壤及结冰的水域，竟然也是细菌的大本营，这些无所畏惧、无处不在的世界公民，连严寒也不害怕！
儿孙满堂
猜一猜，一个只有在显微镜下才能看到的小小的微生物，给予它最适宜的条件，20分钟、2小时、2天、2年或者更长的时间，情况会变得怎么样？
猜不出来吧。不到20分钟，这个小小的微生物就“生”出了“儿子”，不到一个半小时，它就已经是“五世同堂”、享受天伦之乐的“老家长”了。两天的时间还没有到，它的子孙后代聚集在一起就能挤满整个地球。如果再繁殖个两年，前景真的不可想象。幸亏自然界有一只无形的手在协调着，它给予微生物种种限制，使它们不能顺利地繁殖下去。否则，我们在担心“人口爆炸”的同时，还得担心“菌”口爆炸呢！
这可不是危言耸听，比如大肠杆菌，通常情况下20分钟分裂一21次，单个细菌在24小时后可产生4722×10个后代，总重可达4722×310千克，若将细菌平铺在地球表面，它这一大家子就可以把地球完全覆盖，多么惊人的繁殖力。
早上，我们穿上一双新袜子出门，晚上回到家的时候，可以从一只袜子中检测到3亿～8亿个各种活菌，其中就有导致脚气、灰指甲的真菌。微生物特别喜欢人身上的汗液、油脂和体温构成的“舒适”环境，它们在这种优越的环境中不断地繁殖、增长。所以，勤换内衣，勤洗袜子，对于人体健康是非常重要的。由于洗涤剂的活性度高，如果把袜子洗净，生长在袜子中的微生物大约有90%～95%会随着水流入污水之中。
除此危害之外，微生物“生长旺、繁殖快”的特性给食品的制作、储存带来了诸多麻烦与不便。
但是，这一特性为人类工业发酵带来了便利。如果在合适的条件下人工培养酵母菌，一天就能收获一次！生产味精的细菌在50多个小时内，菌体就增加30多亿倍！
在很短的时间内就能获得大量的微生物个体，这是其他生物都望尘莫及的。利用这种特性来培养微生物，可以获得大量有用的产品，像喝的酒、吃的酱、助消化的酵母片和治病用的抗生素等等都是微生物对人类的贡献。
微生物繁殖快，繁殖特征也怪，让人们觉得好像它们永远不会死，其实它们只是整个儿消失在自己的后代之中。单个细胞的细菌尤为如此，细胞一个变俩，两个变成四个，如此下去，没过一会儿，你眼睁睁瞅着它的最后一丝痕迹就消失了。
这个“消失”的过程说起来很轻巧，实际上也挺费力的。例如一个形如杆状的细菌，吃饱了，喝足了，胀得满满大大的，嫌自己大笨重，中央部分便开始变细，越来越细，最后，它的两部分仅由细如蛛丝的一线联系在一起，这时粗壮的两半开始拼命扭动，并突然一分为二，成为两只形状完整，静静地滑行的微生物，它们所代替的，是这儿原有的“一只”。它们稍短一些，可能是没吃饱的缘故，过一段时间，它们吃饱了，这双儿女又分裂了一次，于是，原来只是“一只”的杆菌又变成了“四只”，不久，“八只”，再过一会儿“十六只”……它们就永无止尽地吃了分，分了吃……
奇妙的是，微生物中的粘菌在一生中要经历一场巨大的变革，比刚才谈的“一分为二”要有趣多了。
粘菌是一个个阿米巴状的细胞，它们喜欢四处游动，吞噬细菌，彼此疏远，互不接触。突然，仿佛一阵铃响，一些特殊的细胞放出聚集素，其他的细胞“听到声音”，立即集合在一起，排成星状，互相接触、联合，构成动作迟缓的“小虫子”，像鳟鱼一样结实，生出一个富丽堂皇的梗节，顶端带着一个“子实体”，像篮子一般盛着下一代的阿米巴状的细胞，它们从篮子里面跳出来，又在同一块领地上游来游去，一个个还是独来独往，雄心勃勃。
除此之外，微生物还有各种奇特的繁殖方式。这里就不再—一赘述了。
奇特的不仅仅是繁殖方式，还有子代与父母的区别。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，但微生物可不完全这样，幼龄的细菌要比成熟或者老龄的细菌大得多，真有点“青出于蓝而胜于蓝”的味道！
微生物的分类
地球几经沧桑演变，地球上的生命也繁荣发展起来。现在地球上生活着200多万种生物，它们形形色色，绚丽多姿，装点着我们的环境。
如果要向：地球上都有哪些生物呢？你一定会如数家珍般地说出许许多多，的生物名字来。各种花草树木、鱼虫鸟兽都是生物，就连我们人类自己也是生物界的十员，这些都是显而易见的。也许，有人会认为自然界的生命只有这些了。其实不然，地球上数量最多的恐怕是那些我们用肉眼看不见的、手摸不着的微生物了。微生物可称得上是地球生命中辈儿最大的“老祖宗”它已经有几十亿年的历史。自从人类在地球上出现，微生物就一直与人类相伴走到今天。
微生物极其微小，因而长期以来，人们虽然几乎时时刻刻同它们打交道，却从来不识其“庐山真面目”。显微镜的发明和使用，为人类揭开微生物王国的奥秘提供了强有力的手段。从列文虎克发明的显微镜能把物体放大200多倍，到现在的电子显微镜能放大几十万倍甚至更多，人类凭借着不断改进的显微镜和其他方法，对微生物的形态和内部结构，还有它们的类别和生命活动等各个方面的认识，都有了长足的进步。
现在，人们已经认识到，绝大多数生物都是由细胞构成的，细胞是生物体的结构和功能的基本单位。如果说，万丈高楼是由一砖一瓦砌成的，那么，细胞就好比生命之砖。
生物细胞可分为两类，一类比较原始，结构简单，没有成形的细胞核，细胞质中也没有线粒体、叶绿体、内质网等复杂的细胞器，这一类细胞称为原核细胞；另一类细胞结构比较复杂，有核膜包围的成形的真正的细胞核，细胞质中有各种类型、的细胞器，称为真核细胞。根据细胞的有无以及细胞结构特点的不同，人们把微生物分为三大类，它们是原核细胞型微生物，例如细菌和放线菌；真核细胞型微生物，如真菌；非细胞型微生物，例如病毒等。
微生物个体很小，一般只有用显微镜把它们放大几百倍封几千倍，乃至几十万倍才能看清楚它们。
微生物结构都很简单；往往都是单细胞的，也就是说，个细胞就是一个独立的生命体了。像无处不在的细菌、主要存在于土壤中的放线菌以及我们平时发面蒸馒头用的酵母菌等，都是单细胞微生物。
而有的微生物如病毒，小得连一个细胞都不是，它们专门生活在活细胞内。一个细胞里可以装下许多个病毒。在普通的光学显微镜卞根本看不到病毒，只有在电子显微镜下把它们放大几万倍甚至几百万倍才能看清。
还有二些微生物的结构和生活介于细菌和病毒之间，它们有了类似细胞的结构，但是比细菌更简单，像病毒一样，也本能独立生活，必须寄生在活细胞内，如引起流行性斑疹伤寒的立克次氏体，引起人体原生性非典型肺炎的支原体，引起沙眼的衣原体等。
在微生物王国里，真菌属于真核细胞型微生物，它们的结构要比细菌、放线菌复杂一些。除了酵母菌是单细胞的以外，绝大多数真菌都是由许多细胞构成的。真菌细胞的结构也与高等植物细胞相差无几。在夏天里，如果食品放久了或衣物管理不当，就会长毛发霉，这是最常见的真菌，叫做霉菌。当然，在微生物的“小人国”里也有“巨人”，我们用肉眼就可以看到，如餐桌上常见的蘑茹木耳、银耳、猴头等大型食用真菌。
地球上的微生物种类成千上万，它们无处木在，无所不能。可以说，我们每时每刻都在与微生物打着交道，甚至在我们的皮肤上、骨和肠道里也有大量微生物的存在。
微生物既是人类的朋友，又是人类敌人。它们所做的好事和坏事可以使我们感觉到它们的存在。比如，你如果经常不洗手、吃没有洗干净的水果，就容易得痢疾；不随天气变化及时增减衣服易得感冒；家里买的肉食、蔬菜保管不好会腐烂变质，这都是微生物在作怪。而你每天吃的馒头、面包、酱油、醋，以及过年时餐桌上摆的酒等，这些好吃的东西，都是微生物帮我们制造的。如果没有微生物，我们就无法吃到这些东西，也就无法品尝到酸奶、果奶等饮料。
腐败细胞引起食物腐烂变质；我们不喜欢它，但从长远观点看，人类是离不开它们的，大自然也离不开它们。地球上每时每刻都有大量的生物死亡，如果没有这些腐败细菌的分解作用，用不了多久，地球上的动物尸体、植物的枯枝落叶就会堆积如山，生态系统的物质循环也就无法继续进行。人类也将无法生存，整个生态系统也就崩溃了。
我们要很好地研究微生物，控制和消灭有害微生物，充分利用有益微生物，让它们更好地为人类服务。
细菌的构造
也许你不知道，仅仅在你诞生数秒钟后，一些微小的生物就会包围你并侵入你的体内。现在，正有数百万个这样的生物覆盖在你的皮肤上。在你阅读这一页时，它们正聚集在你的鼻子、喉咙和嘴里。实际上，生活在你嘴中的这类生物的数量比生活在地球上的人还多。它们是如此之小，以至于你无法看到或感觉到它们。但你无法逃离或避开它们，在地球上的任何地方你都可以找到它们的踪迹，例如土壤中、岩石上、北极的冰层中、火山及所有生物有机体上。这类生物就是细菌。
虽然地球上有许多细菌，但它们直到17世纪后期才被发现。一个荷兰商人安东·冯·列文虎克很偶然地发现了它们。列文虎克有一个特殊的业余爱好——制造显微镜。一天，他用自己制造的显微镜观察牙缝内的牙垢，然而由于他的显微镜放大倍数不够，所以不能看到这种微小生物的内部结构。
如果当时列文虎克拥有现代多功能的高分辨率显微镜，他就能看到这些细菌了。细菌细胞在许多方面都不同于其他生物的细胞。细菌是原核生物，细胞内的遗传物质游离在细胞质基质中。除了缺少细胞核以外，原核生物的细胞还缺乏许多真核生物细胞中的其他结构。虽然它们的结构有所欠缺，但是原核生物还是完成了所有的生命活动。也就是说每个细菌细胞都消耗能量，能生长发育，并能对环境作出反应及增殖。
如果你在显微镜下观察细菌细胞，就会发现细菌细胞有三种基本形态：球状、棒状、螺旋状。细菌细胞的形态有助于科学家识别细菌类型，例如引发脓毒性咽喉炎的细菌是球状的。
细菌细胞的结构是由细胞壁的化学成分决定的。坚硬的细胞壁有助于保护细菌细胞。
细胞壁内是细胞膜，它负责控制细胞内外物质的进出。细胞膜内的区域称为细胞质（cytoplosm），其中含有胶状物质。在细胞质中，有一些细微的结构，叫做核糖体。核糖体（ribosome）是合成蛋白质的“化工厂”。细胞质是还存在着细胞的遗传物质，就像一条粗粗的、相互交织的毛线。如果把这些遗传物质解开，你会发现它形成了一个环形。遗传物质上包括控制所有细胞活动的指令，例如怎样在核糖体上合成蛋白质等。
细菌细胞内有细胞壁、细胞质、核糖体、遗传物质和鞭毛。鞭毛（flagellum）是一种长长的鞭状结构，由细胞膜穿过细胞壁向外突出。鞭毛能帮助细胞移动，就像人游泳时的蹬脚动作一样。一个细菌细胞的鞭毛数可能是一至数根，或者根本没有。没有鞭毛的细菌不能自主移动，只能靠空气、水流、衣服及其他事物将它们从一个地方移到另一个地方。
细菌的分类
原先，生物学家们根据相似的细胞结构，把所有的细菌都归人一个界。然而，虽然所有的细菌看上去都相似，但组成细菌体的化学成分间存在较大的差异。在分析了这些化学成分的差异后，科学家们重新将细菌分成两个独立的界一古细菌界和真细菌界。
古细菌界 古细菌的意思是“远古的细菌”，即这些细菌是古代的！在恐龙出现前，古细菌就已经在地球上生存了数十亿年了。科学家认为现代的古细菌类似于地球上最早的生命形式。
很多古细菌生活在极端环境中。有的古细菌生活在温泉中，有的则生活在110℃的热水中；还有的生活在盐水中，如犹他的大盐湖；另有一些古细菌生活在动物的肠道、沼泽底部的淤泥以及污水中。这些地方也许让你联想到臭味。没错！正是这些古细菌制造了臭气。
真细菌界 与古细菌不同，大部分真细菌生活在非极端环境中，在任何地方都可以找到它们的踪迹。现在，就有数百万的真细菌生活在你的体表和体内。真细菌贴附在你的皮肤上或聚集在你的鼻子里。不用害怕，它们大部分对你是有益而无害的。
真细菌帮助维持地球的部分自然条件，也帮助其他有机体的生存。例如；有些真细菌漂浮在水的表面，这些细菌利用太阳能合成食物和氧气。科学家们认为数十亿年前是自养型的细菌增加了地球大气中的氧气。如今，那些细菌的后代帮助维持地球中20%的氧气含量。
细菌的生存需求
从生活在活火山口的细菌到生活在毛孔中的细菌，所有细菌想要存活下来，都必须具备一定的特征。环境中必须有食物来源，细菌具有分解食物并释放其中能量的能力，另外，当周围环境变得恶劣时细菌具有生存技巧。
获取食物 有些细菌属自养生物，能合成自身所需的食物。自养细菌制造食物的途径有两种，一种自养细菌像植物一样能利用太阳能合成食物；还有一些比如生活在大海深处的自养细菌，就无法利用太阳能，只能转而利用环境中的能量来制造食物。自养细菌就运用以上两种方法即太阳能或化学能中的其中一种来合成自身所需的食物。
还有一些细菌屑异养生物，通过消耗自养生物或其他异养生物来获取食物。异养细菌能消耗各类食物，如从你爱吃的牛奶和肉类直到树林里腐烂的树叶。
呼吸作用 与其他生物一样，细菌执行其功能时，需要稳定的能量，能量由食物而采。菌分解食物并从中取得能量的过程叫做呼吸作用（respiration）。大部分细菌和许多其他生物一样，分解食物时需要氧气。但是有一些细菌的呼吸作用就根本不需要氧气。实际上，一旦它们所处的环境中出现氧气，它们的末日就到了。对它们来说，氧气就是致命的。
内生袍子的形成 有时，周围的环境会变得不利于细菌生长。例如，失去了食物源或环境中产生出对细菌造成毒害的废弃物时，有的细菌将形成内生孢子，在这些恶劣的环境下生存。内生孢子（endospore）在细菌细胞内形成，是一种小小的、圆形的、具有厚壁的休眠细胞。它含有细胞的遗传物质和一些细胞质。因为内生孢子能耐冰冻、高温和干旱，对恶劣环境有很强的抵抗力，所以能存活许多年。内生孢子很轻——一阵风就可以把它们吹起并送劐一个全新的地方。如果内生孢子落在一个适宜的环境中，就会萌发，接着细菌就开始生长增殖。
细菌与现实生活
当你听到“细菌”这个词的时候，你可能马上就联想到生病铲毕竟脓毒性咽喉炎、多种耳部传染病以及其他一些疾病都是由细菌引起的。确实细菌会致病，而且产生出其他有害的影响。然而，大多数细菌还是对人类无害的甚至是有益的。实际上，人们在许多方面还依赖于细菌。细菌的用途很广，如用于燃料和食品加工业、环境的再循环和净化，以及医药生产。
下次当你用天然气煮蛋、烤汉堡，或者在屋内取暖时，想一想就是古细菌创造于这二切。古细菌生括在无氧环境中，比如湖底和沼泽的淤泥中。它们在呼吸过程中产生一种气体——气甲烷。数百万年前就已梢亡的古细菌所制造的甲烷，是地层沉积的天然气的主要组成部分，约占20%。
你喜欢吃干酪、酸乳酪或苹果酒吗？腌荣和泡菜呢？各类有益细菌的存在合成了许多新韵食物。例如，把新鲜黄瓜浸泡在一种液体中，生活在该液体中的细菌就能把黄瓜制成酱瓜。而生活在苹果汁中的细菌将果汁转化成醋，生活在牛奶中的细菌则制造出日常食品如脱脂乳、酸奶、酸乳酪以及于酪。
然而，有些细菌在降解食物中的有机化合物时，会使食物腐烂。腐烂的食物往往变得有难闻的气味或很难吃，让你感觉恶心。因此，很早以前人们就已经想出多种办法来减缓食物腐烂。他们把食物加热、冰冻、干燥、用盐腌制或用烟熏制。这些方法阻止了导致腐烂的细菌在食物内的生长，从而有利于保存食物。
你回收过塑料、玻璃以及其他材料吗？如果你做过这些事，那么你和一些异养细菌就有相似的地方了。这些生活在土壤中的细菌属于分解者它们把死亡的有机体中较大的有机物分解成小有机物；分解者作为“自然再循环者”，把基本化合物归还给环境，从而便于其他生物的再次利用。
细菌是“小人国”的主角
当你漫步在微生物王国，会发现在这个“小人国”里，细菌是一个“人多势众”的大家族。
提起细菌，你或许会首先想到能引起疾病、残害生命的病原菌，恐惧感和厌恶感油然面生。其实，我们大可不必谈菌色变。确实，有许多细菌是引起人体疾病韵罪魁祸首，像霍乱弧菌、结核杆菌、肺炎双球菌等，但这些作恶多端的病原菌毕竟只占细菌的一小部分，绝大部分的细菌对我们人类是有益的，它们是人类的朋友。
细菌的身材非常微小。打一个形象的比喻的话，就是让大约1000个细菌一个挨一个地并列起来的长度，才相当于一个小米粒那么大。如果从河沟中取一些污水，在洁净的载玻片上滴一滴，然后盖上盖玻片；放在显微镜下，放大几千倍甚至几万倍，你才可以一睹细菌的“芳容”！
细菌的种类繁多，长相多种多样，但都是以单个细胞形式存在。它们的基本形态大体分为三种，即球形、杆形和螺旋形，因而我们可相应地把细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌三种。
有的细菌身体圆鼓鼓的，像个小球，它们是球菌。在球菌中，有的我行我素，独往独来，过着单身生活，例如尿素微球菌；有的喜欢出双人对，俩俩地存在，稍为双球菌，例如引起人肺炎、中耳炎、胸膜炎的肺炎双球菌；也有的球菌爱热闹，喜欢成群结队生活在一起，它们或者一个一个地排列形成链状，好像珍珠项链一样，我们称之为链球菌，它们往往对人体危害很严重，可以引起伤口化脓、扁桃体炎、肺炎、败血症以及儿童易患的猩红热；或者不规则地聚集成一簇，由于它像一串葡萄，因此称为葡萄球菌，如金黄色葡萄球菌就是最常见的引起化脓炎症的球菌。
有的细菌长得像一根火柴梗，称为杆菌。像大家非常熟悉的大肠杆菌，它生活在我们的肠道里，与我们终生相伴；也有许多杆菌是病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、坏死杆菌、破伤风杆菌等，它们可引起烈性传染病，严重地危害人畜。有一种肉毒杆菌产生的肉毒素是目前已知的毒物中最毒的一种，1毫克这种毒素能杀死10亿只老鼠，也可使几十万人死亡。
还有一类细菌形体也像一根细棍，但它们不是直的。有的身体弯曲成弧线，我们称它为弧菌，最有代表性的弧菌就是霍乱弧菌，它是引起烈性传染病——霍乱的元凶；如果身体弯曲成一圈儿一圈儿的，像弹簧一样，这样的细菌就叫螺旋菌，常见的螺旋菌是口腔齿垢中的口。腔螺旋体。
假如我们把细菌切成薄片，放在电子显微镜下观察，就会看到它的内部结构。细菌的最外层是一层坚韧的保护层，这是细胞壁，它包裹着整个菌体，使细胞有固定的形状。紧贴细胞壁的里面，有一层极薄而柔软的富有弹性的细胞膜，别看它薄，却起着重要的作用，它好比围城四周的岗哨，控制着细胞内外物质的出和进，关系着细胞的生死存亡。原来，细菌的细胞膜上设置了许多关卡，只有那些细菌生命活动需要的物质，它才允许放行进入，细菌代谢产生的废物也可以通过细胞膜排出去，其他物质则禁止通行，这种现象叫做细胞膜的选择透过性。包裹在细胞膜内的是细胞质和不成形的细胞核。细胞质由乙团黏稠的胶状物质组成，它相当于细菌的“生产车间”和“仓库”。细胞质中含有高效专一的生物催化剂十一酶，保证了各种生命代谢活动的顺利进行；还有蛋白质的“装配机器”——核糖体，以及贮藏营养的“能源库”——淀粉粒等。细菌的细胞核物质裸露在细胞质内的一定区域，没有核膜包绕着，与高等生物的细胞核不同，只能叫做核区或原核，正因为如此，我们把细菌称为原核生物。核物质的主要成分是脱氧核糖核酸，简称DNA，它负责细菌的传种接代，生息繁衍。
各种细菌的基本结构都包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核区。同时，不同细菌还有自己的一些特殊结构，主要有荚膜、芽孢和鞭毛。
某些细菌的细胞壁外，有一层疏松的、像果冻样的荚膜，它好比给细菌的身体包上了厚厚的保护层，可以帮助细菌抵御外界化学物质的侵袭。因此，荚膜与一些病原菌的毒力有密切关系，有荚膜的细菌毒力强；不易被药物杀死。比如，肺炎双球菌若失去了荚膜，致病能力就大大减弱。
有的细菌在遇到恶劣的环境时，细胞内会浓缩形成一个圆形或椭圆形的休眠体，我们称它为芽孢。像能在肉类罐头中繁殖的肉毒杆菌，在100摄氏度的水中煮七八个小时才死亡，就是因为它在高温下形成了芽孢的缘故。芽孢为什么具有这么强的抵抗力呢？原来芽孢的含水量特别低，细胞壁厚而致密，对寒冷、高温、干旱和化学药剂的抵抗能力很强。当遇到合适的环境时，芽孢又重新长成细菌体。因此，在食品、医药。卫生等部门都以杀死芽孢为标准来衡曩灭菌是否彻底。
如果你用牙签挑一点自己的牙垢放在显微镜下观察，会发现许多细菌是非常活泼好动的，它们不停地你推我碰，四处乱窜，很是热闹。原来，有些杆菌和螺旋菌长有运动器官——鞭毛。鞭毛是从细菌内部长出的又细又长的丝状物，由于鞭毛的旋转摆动，就可使细菌迅速运动。细菌的运动速度是非常惊人的，许多细菌的运动速度平均为20～80微米/秒。单从这个数字来看，似乎它们跑得很慢，但如果与它们的身体长度相比，会使我们很惊讶！研究发现，跑得最快的猎豹每秒钟可跑出30.48米的距离，折算起来，每秒钟也只能跑出其身体长度的25倍，而细菌每秒钟的运动距离可达到自身长度的50～100倍。由于鞭毛太细了，在普通光学显微镜下很难看到，只有在电子显微镜下才能观察到鞭毛十分复杂而精细的结构通常球菌没有鞭毛。
细菌是自然界中分布最广、数量最多、与人类和大自然关系最为密切的一类微生物。因此说，细菌是微生物“小人国”的主角。
绚丽多姿的霉菌
微生物世界中色彩最艳丽的是霉菌，人们最早认识和利用的微生物也是霉菌。2000年前我国古代用于制酱的曲霉，制作腐乳和豆豉的毛霉，以及日常制作甜酒的根霉，都是霉菌。人们最早发现和应用的抗生素——青霉素，就是由霉菌中的青霉产生的。霉菌很容易在含糖的东西上生长，大家都有过这样的经历，比如面包和水果，没放两天就长绿毛，夏天炎热潮湿，连家具上也毛绒绒一片，霉味冲天，更不用说农民伯伯粮仓中的粮食了，有资料表明，全世界由手霉变而白自浪费的谷物约占总量的2%，这是多么大的损失呀！
那么就让我们看看霉菌到底是什么咆？霉菌属于真核微生物，是丝状真菌的统称，由分枝或不分枝的菌丝组成。大多数霉菌菌丝中含有隔膜，把菌丝分隔成多个单核细胞，隔膜中有小孔连接相邻的细胞，这种菌丝叫有隔菌丝；另一些霉菌菌丝中没有隔膜，整个菌丝表现为连续的多核单细胞，这种茵丝叫无隔菌丝。菌丝的生长是通过末端伸长而进行的，菌丝生长；相互缠绕形成绒毛状、絮状或蜘蛛网状菌落，比细菌和放线菌菌落大几十倍。
霉菌是怎么传宗接代的呢？它的高招是产生孢子。夏天酱油表面常常长出一层白毛，这是一种叫白地霉的霉菌，它的菌丝产生横隔膜，并在横隔膜处断裂而形成一串像糖葫芦一样的孢子，叫节孢子；用来制作美味的豆豉和腐乳的毛霉，当发育到一定阶段时，顶端的细胞膨大形成一个囊状结构，叫孢囊，内部产生许多孢子，我们称它为孢囊孢子；引起谷物和花生发霉的曲霉，则是将菌丝顶端膨大形成球形的顶囊，顶囊的表面长出许多辐射状的小梗，小梗的顶端长出成串的孢子，我们称它为分生孢子。所有这些孢子都会在合适的条件下萌发而形成新的霉菌，使它们繁衍不息。由于这些孢子的形成过程中没有发生两性细胞的结合，所以属于无性繁殖，这些孢子统称为无性孢子。
经过两个性细胞的结合而产生新个体的过程为有性繁殖，经过细胞质和细胞核的融合，减数分裂形成有性孢子。霉菌的有性繁殖不及无性繁殖那么经常与普遍，往往在自然条件下发生，在一般培养基上不常出现。其繁殖方式因菌种不同也有不同，有的霉菌两条异性菌丝就可以直接结合，有的则由菌丝分化形成特殊的性器官，并形成有性孢子。
让我们看一看真菌的孢子的特点吧，它们具有小、轻、干、多以及形态色泽各异、休眠期长和抗异性强等特点，这有助于它们在自然界随处散播。孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育及保藏等工作，但易造成污染、霉变和传播动植物的真菌病害。
谈到这里，细心的朋友可能会想起前面我们曾经谈到细菌的芽孢，它们跟真菌的孢子有什么不同吗？真让你问着了，尽管它们都有休眠期长、抗逆性强等特点，但却是两类不同性质的结构。首先，真菌的孢子是真菌的重要繁殖方式，而细菌的芽孢是抗性结构；其次，真菌的一条菌丝或一个细胞可以产生多个孢子，而一个细菌细胞只能产生一个芽孢；真菌的孢子可在细胞内或细胞外产生，而细菌的芽孢只能在细胞内产生；细菌芽孢抗热性远远强于真菌的孢予；真菌的孢子形态色泽多样，相比之下，细菌芽孢形态极为简单。
霉菌能产生多种毒素，而其中毒素最强的当属黄曲霉菌产生的黄曲霉毒素，黄曲霉毒素可以致癌，而产黄曲霉毒素的温床则是发霉的花生和谷物！有些毒素尚未发现是否致癌，但曾多次酿成严重事件，如日本的黄变米中毒，英国的火鸡X病等，所有这些都在提醒我们在利用霉菌时，一定要透彻了解其方方面面，以免引狼入室！
霉菌家族非常庞大，我们在这里为大家介绍几种与人类关系密切相关而又常见的霉菌。毛霉可以产蛋白酶、淀粉酶等，可用于制作美味的豆腐乳和豆豉，是有名的调味大师；根霉的淀粉酶活力非常强，工业生产上的糖化作用就是由它来完成的；青霉能产生青霉素，这是人类发现和利用的第一个抗生素，现在它仍在兢兢业业地为我们服务；白僵菌是著名的昆虫病原真菌，可以产生毒素和抗生素，因为昆虫幼虫感染此菌会遍体生白毛，僵硬而死，因而得名白僵菌，它已成为真菌中治虫效果最好的农药之一；曲霉可以产生多种酶制剂及抗生素，还能生产柠檬酸等多种有机酸，在工业上用途极为广泛。
微生物世界中的少数民族
以上我们一一介绍了微生物世界里的主要成员——细菌；放线菌、酵母菌、霉菌、病毒，除此以外还有许多其他成员与我们人类关系密切，下面再对它们做一下简单介绍。
有一类微生物与细菌很相像，个子稍小，结构与细菌类似，但生活习惯与细菌大不相同，它们专门生括在活细胞中，在活细胞中要吃要喝，是典犁的寄生虫。与这个生活习惯相适应，它们的细胞膜较疏松，物质进出较自由，尽管方便了取食，但它们注定离开寄主就无法生存。这时候你肯定会想，如此一来，一旦寄主死去，它们岂不就断子绝孙子吗？不用担心，它们狡猾得很，早为自己找好了退路，它们可以通过蚤蜱螨等吸血昆虫作跳板，先在蚤等胃肠道上皮细胞中增殖并大量存在其粪便中。人一受到叮咬，抓痒痒时，它们就随着粪便从抓破的伤口或直接从昆虫下嘴处进入人的血液并在其中繁殖，流行性斑疹伤寒、羌虫热等都是因此引起的。当蚤等又叮咬病人吸血时，它们就从人血中到达虫体内繁殖，如此循环往复，以至无穷。由于这类微生物最早是于1910年由一位名叫立克次（Riketts）的美国医生发现的，他在研究中不幸感染去世，为纪念他就将这类微生物命名为立克次氏体。
你知道世界上能独立生存的最小生物是什么吗？是支原体。这类原核微生物没有细胞壁，细胞膜柔软，能透过细菌滤膜（这种滤膜可以截留住细菌），而且外形多变，是著名的易形高手。支原体能引起人和畜禽呼吸道、肺、尿道以及生殖系统的炎症，它们还是组织培养的污染菌，并能引起植物患黄化病、矮缩病等。
如果你不幸患了沙眼，眼睛又痒又痛，难以忍受时，知道是哪种小东西在作祟吗？这是又一类原核微生物一衣原体，它比立克次氏体小，但比病毒大，这是又一类典型的寄生虫，必须在活细胞中才能生存，而且比立克次氏体能耐还大，不需要昆虫媒介，直接就能侵入宿主细胞。引起沙眼病的是沙眼衣原体，它侵染人眼的结膜和角膜，引起颗粒性结膜炎和角膜炎，而且可随泪腺分泌物传染给别人。如和患者共用一条毛巾就极易染上沙眼病，所以我们平时就应该养成良好的卫生习惯，注意用眼卫生，不给衣原体可乘之机。
还有一类外形像弹簧一样的原核微生物，人们形象地称之为螺旋体。其细胞细长，柔软易弯曲，没有鞭毛，能像蛇一样扭动前进。螺旋体的细胞除有细胞壁、细胞质和核区等一般结构外，还有自己特殊的结构：轴丝和外鞘。轴丝的超微结构化学组成及着生方式极像细菌的鞭毛，螺旋体正是靠轴丝的旋转或收缩进行运动。不知大家是否记得在细菌中曾提到螺菌。螺旋菌不等同于螺菌，它不是细菌。螺旋体给人们带来的疾病有梅毒、回归垫、慢游走性等之处。
单细胞细菌
细菌是大家比较熟悉的名字，因为有很多疾病是它们引起的。但是，细菌也并不都是坏的。大多数细菌是和人类和平共处的，也有许多细菌对人类不仅无害而且有益，能给人类带来很大好处。比如：人们利用它来制作各种抗生素药物，制造食用味精，制作使庄稼增产的细菌肥料，生产沼气，冶炼金属，以及借助它来净化污水等等。
细菌是微生物世界里的一个大家族。但是从其身材来看却又是个细小的类群。我们用肉眼看不见它们，把5000个细菌连接起来也不过只有大米粒那么长。
在显微镜下，我们可以看清楚各种形态各异的细菌：如引起脑膜炎病的脑膜炎双球菌，是两个成双成对地连在一起的球菌；如引起伤口发炎化脓的葡萄球菌，是像葡萄串一样串连在一起的球菌；又如引起人们患猩红热、扁桃腺炎的链球菌，则是像根链子似的联在一起的球菌；还有一种常被人们用来作为药物抗菌试验的试验菌，叫四联球菌或八叠球菌，它们是四个四个或八个八个连在一起的球菌。
像杆子一样的细菌，我们叫作杆菌。同是杆菌，它们的长相也各不相同：有的笔直，有的稍稍带弯；有的瘦长，有的比较短、粗；有的末端呈圆形，有的末端呈方形。结核杆菌和痢疾杆菌就都属于这种类型。
还有的细菌是弯曲的，我们称它为弧菌。弧菌中，菌体转着圈儿长得像螺丝一样的叫螺菌，如使人患霍乱病的霍乱弧菌。
细菌的细胞外面包着一层坚韧而有弹性的细胞壁，细菌就靠它来保护自己的。细胞壁内部还有一层柔韧的薄膜，叫细胞膜，它是食物和废物进出细胞的“门户”。细胞膜里充满了叫做细胞质的黏稠胶液，其中含有各种颗粒和贮藏物质。有的细胞有细胞核，不过细胞核与细胞质分化程度很差，没有核膜，所以人们叫它原核，不是真正的核。
在显微镜下，我们可以看到许多细菌会游动。这是由于许多细菌身上都长有一根甚至几十根柔韧而有弹性的鞭毛，有的长在菌体的一端，有的丛生在两头，还有的周身都有，这些纤细的鞭毛舞动起来时，就会使细菌在液体里游动。有的细菌游动得还很快。像霍乱弧菌，就能在短短一秒钟时间里游过相当于它自身长度的25倍的距离。假如人也有它这样的本领的话，一个身高1.8米的游泳运动员，只要两秒多一点的时间，就能游完100米。
有的致病细菌在细胞壁外包有一层叫做荚膜的厚厚的粘质层，这种致病菌在侵入人体后就像有盔甲保护一样，使白血球无法吃掉它，从而使人生病。还有的细菌在菌体的一端或中间生有圆形、椭圆形的芽孢，这种芽孢不但可以进行繁殖，还可以抗御热、干燥、营养缺乏等不利环境的影响，所以对人类很不利。譬如破伤风杆菌的芽孢长在菌体的一端，像根小棍，比菌体还大。它脱离菌体以后，在干燥的条件下能存活十几年。又如导致牛羊患炭疽病的杆菌的芽孢，活很长时间以后仍能发芽长成新的孢体，继续侵害牲畜。
细菌主要靠分裂繁殖，也就是说它不断地一分为二，二分为四……所以细菌被分类学家称为裂殖菌类。细菌分裂繁殖的速度很高。例如大肠杆菌在18～20分钟内就分裂一次，如果条件合适，它在一天24小时内就能繁殖七八十代，从一个繁殖成1023个（即10万亿后面还要加10个零那么多）。
细菌分布极广，几乎分布在地球的各个角落，在空气中、水中、土壤中、生物体的内外和一切物体的表面。这与它们体积微小、易于散布、繁殖迅速、营养类型多、适应能力强密切相关。在寒冷的地方，分布着嗜冷性杆菌；在酷热的场所，多分布嗜热性细菌；在无氧环境下，多分布着厌氧的细菌。
细菌这个不合群的家伙是最小的细胞生物。20世纪50年代以前，人们对它的结构和组成知之甚少，由于电子显微镜的使用和生物技术的发展，人们对细菌的了解才更加深了一步。
田园奇才
土为什么这么肥沃？土里到底有些什么东西？
土为什么会散发出泥土的芬芳？
如果泥土中的生命会说话，它一定会告诉你：土壤里有土壤颗粒、水、盐、矿物质。一粒土壤便可以称为一个微生物世界，每克肥沃的土壤就含有几亿或数十亿的微生物！其中，使泥土具有泥腥气味的正是一类比细菌高级一点的微生物——放线菌。“放线菌”的确是“菌”如其名，它仿佛是许多线丝乱七八糟地扯在一起形成的。别看有这么多条线丝，实际上它只是一个细胞。有人形容它为微生物世界的菊花，这些线丝就是它伸展开来的“花瓣”。实际上，这种比喻并不科学。一朵盛开的菊花并不是一朵花，它是由许许多多小的舌状花、筒状花组成的花序。与此相反，纷乱的菌丝组成的放线菌只是一个单细胞。
放线菌的生长比细菌慢，但它的个子要比细菌长得多。单细胞的个体向周围伸展出菌丝体，而且有分枝，分枝而成的细丝就叫做菌丝。
如果我们把放线菌放在固体培养基上培养，这一个细胞可以长出类似枝条和根的东西。伸展在半空中的枝条叫做气生菌丝。在气生菌丝顶端能产生各种形状孢子的叫做孢子丝。放线菌的孢子丝长得多种多样，有的是直链状，有的是波浪状，有的弯曲成螺旋一样。孢子丝的形态是放线菌的特征，可以帮助我们识别不同的放线菌菌种。孢子是由孢子丝横断分裂或原生质凝聚而成，就像一串佛珠。它有很厚的孢子壁，如同植物种子的硬壳，能保护孢子不受外界恶劣条件的伤害。放线菌的种类不同，孢子的形状和颜色也不一样。有的孢子是球形，有的像枣；有的表面光滑，有的表面粗糙，有的还有小刺或鞭毛。
孢子是放线菌传种接代的工具，离开菌体的孢子能长时间不死，当遇到适宜条件就发芽形成新的菌丝体。
将放线菌产生的大量的成熟孢子采集下来，装在既无营养又无水分的带有砂土的小玻璃管中，放入冰箱，这些孢子就能很安然地在这个“小仓库”中保存很长的一段时间。
除了有伸到空中的气生菌丝外，还有类似根一样伸入培养基专门吸收营养的营养菌丝。这些营养菌丝仿佛是深深地扎入土壤中的树根，使菌落长得很牢固。
放线菌常以孢子或菌丝状态广泛地存在于自然界。不论数量还是种类，以土壤中最多。据测定，每克土壤中含有数万乃至数百万个孢子，放线菌产生的代谢产物往往使土壤具有特殊的泥腥味。
看来，土壤不仅给我们带来了人类赖以生存的粮食和蔬菜，也孕育了这株微生物世界的奇葩——放线菌。
链霉素、氯霉素、土霉素……这些是我们在医院中常常见到的抗生素，你知道，它们是由谁生产制造出来的吗？
这些能化险为夷、功不可没的抗生素正是由放线菌产生出来的。据统计，目前全世界使用的抗生素药品约有80%来自于放线菌。我们熟悉的链霉素是由一种叫灰色链丝菌的放线菌产生的，它对肺结核病非常有效。在福建省土壤中找到的龟裂链丝菌，它能产生巴龙霉素，是治疗阿米巴痢疾和肠炎的特效药。从山东济南土壤中找到一种放线菌产生创新霉素，它最适宜治疗大肠杆菌引起的各种感染。对烧伤病人防止致病菌感染的有小单孢菌产生的庆大霉素和由小金色放线菌产生的春雷霉素。由龟裂链丝菌产生的金霉素和四环素、委内瑞拉链丝菌产生的氯霉素以及许多链丝菌都能产生的新霉素可以用来治疗多种疾病。因为这些抗生素能抑制许多致病菌，所以又有广谱抗菌素之称。由红链丝菌产生的红霉素和在贵州土壤中分离的一种放线菌产生的万古霉素常常用来治疗其他抗生素医治无效的疾病。由放线菌产生的克念菌素、制霉菌素能抑制致病的真菌。此外，放线菌产生的抗癌抗生素也已经应用于临床。
在放线菌的研究中，人们经常思考着这样一个问题：它们为什么会产生多种多样的抗生素呢？有人认为这是放线菌为了保护自身的生存，用来对付其他生物的一种武器；也有人认为抗生素是菌体新陈代谢过程中的解毒产物；或者它只是毫无用处的排泄废物；还有人认为抗生素是细胞中的储藏物质，以备必要时用。究竟谁是谁非，现在还无法断定。
不过，人们已经发现了在放线菌的细胞中，有一种叫质粒的结构与抗生素的产生有密切关系。因此，不少人认为，各种抗生素的产生是由自然界中存在的各种质粒决定的。质粒最早是50年代初期在大肠杆菌中发现的，它能够决定细菌的“性别”。后来，人们发现它的作用不仅在于此，它与痢疾杆菌的抗药性有关，与大肠杆菌产生的一种毒素也有关系。到了60年代，人们又发现质粒决定着放线菌抗生素的产生。如果我们设法把质粒从细胞中除去，那么，痢疾杆菌就会失去抗药性，大肠杆菌不再分泌毒素，放线菌也不产生抗生素了。
质粒是染色体外的遗传因素，它可以进行自我复制，能代代相传，
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