微生物的特性
微生物的化学成分
碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素
微生物的营养成分
1水和无机盐
2碳源：任何能为微生物的生长和繁殖提供碳的营养物质
3氮源：任何能为微生物提供必需氮的营养物质；Function :主要用于合成蛋白质、核酸和含氮代谢物
4能源：可以提供营养或辐射能作为微生物生命活动的初始能源
5生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物
能在人和动物体内引起疾病的微生物称为病原微生物，分八类：1。真菌：引起皮肤病。深层组织感染。放线菌：皮肤和伤口感染。密螺旋体病：皮肤病，血液感染如梅毒和钩端螺旋体病。细菌：皮肤病化脓、上呼吸道感染、泌尿道感染、食物中毒、血压衰竭、急性传染病等。立克次体：斑疹伤寒等。衣原体：沙眼，泌尿生殖道感染。7病毒：肝炎、乙脑、麻疹、艾滋病等。支原体：肺炎，尿路感染。生物世界中有成千上万的微生物，其中大多数对人类有益，只有少数能致病。有些微生物通常是非致病性的，在特定情况下会引起感染。它能引起食物变质腐败，也正是因为它们分解了自然界中的物体，自然界的物质循环才能完成。
微生物的作用
微生物对人类最重要的影响之一是传染病的流行。50%的人类疾病是由病毒引起的。根据世界卫生组织公布的数据，传染病的发病率和死亡率在所有疾病中居首位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了很大的进步，但新的和复发性的微生物感染仍在继续发生，如大量的病毒性疾病，这些疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的发病机制尚不清楚。大量广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，导致许多菌株发生变异，产生耐药性，对人类健康构成新的威胁。有些分段病毒可以通过重组或重配进行突变，最典型的例子就是流感病毒。每一种大流行性流感病毒都不同于导致先前感染的毒株。这种快速的变化给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。然而，耐药结核杆菌的出现使得原本几乎得到控制的结核病感染在全球范围内肆虐。
微生物有很多种，有些是腐败的，也就是说，它们会引起食物气味和组织结构的不良变化。当然，有些微生物是有益的。它们可以用来生产奶酪、面包、泡菜、啤酒和葡萄酒。微生物很小，必须用显微镜放大1000倍左右才能看到。比如中等大小的细菌，1000个堆在一起，只有句号那么大。想象一滴牛奶。每毫升腐乳中大约有5000万个细菌，或者说每夸脱牛奶中大约有50亿个细菌。也就是一滴牛奶可能含有50亿个细菌。微生物会导致食物、布料、皮革等的疾病、发霉和腐烂。但微生物也有有益的一面。正是弗莱明最先从青霉菌中发现青霉素来抑制其他细菌的生长，这对于医学领域来说是一个划时代的发现。后来从放线菌的代谢产物中筛选出大量抗生素。抗生素的使用在二战中挽救了无数生命。一些微生物广泛用于工业发酵生产乙醇、食品和各种酶制剂。一些微生物可以降解塑料，处理废水和废气等。而且可再生资源潜力很大，这叫环保微生物；也有一些微生物可以在高温、低温、高盐、高碱、高辐射等极端环境下生存，还有一些微生物依然存在。我们似乎发现了很多微生物，但实际上，由于培养方法和其他技术手段的限制，人类现在发现的微生物只占自然界存在的微生物的一小部分。
微生物之间的相互作用机制也相当神秘。比如健康人的肠道内有大量的细菌，称为正常菌群，包括几百种细菌。在肠道环境中，这些细菌是相互依存、互惠互利的。食物、有毒物质甚至药物的分解吸收，菌群在这些过程中的作用，以及细菌之间的相互作用机制，目前还不清楚。一旦菌群失调，就会引起腹泻。
随着医学研究进入分子水平，人们对基因和遗传物质等技术术语越来越熟悉。人们意识到是遗传信息决定了一个生物体的生命特征，包括其外部形态和生命活动，而生物体的基因组是这些遗传信息的载体。因此，阐明一个生物体的基因组所携带的遗传信息，将对揭示生命的起源和奥秘有很大的帮助。从分子水平研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性是传统微生物学的一次革命。
以人类基因组计划为代表的生物基因组研究已经成为整个生命科学研究的前沿，微生物基因组研究是其中的一个重要分支。世界权威期刊《科学》曾将微生物基因组研究评为世界主要科学进步之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因，研制疫苗，开发新的抗病毒、抗菌、抗真菌药物，将有效控制新老传染病的流行，促进医疗卫生事业的快速发展和壮大！
在分子水平上对微生物进行基因组研究，为探索微生物个体和种群之间相互作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分利用微生物(尤其是细菌)资源，1994年，美国启动了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发利用微生物的重要功能基因，不仅可以加深对微生物致病机制、重要代谢和调控机制的认识，还可以开发出一系列与我们生活密切相关的基因工程产品，包括疫苗接种用疫苗、治疗用新药、诊断试剂以及工农业生产用的各种酶制剂等。通过基因工程方法的转化，可以促进新菌株的构建和传统菌株的转化，全面推动微生物产业时代的到来。工业微生物涉及食品、制药、冶金、矿业、石油、皮革、轻化工业等多个行业。微生物发酵生产抗生素、丁醇、维生素C，制备部分风味食品；一些特殊的微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油和采矿，甚至直接用作洗衣粉添加剂等。此外，一些微生物代谢产物可以作为天然微生物农药广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌基因组的研究，发现了一系列与抗生素和重要工业酶生产相关的基因。乳酸菌作为一种重要的微生态调节剂，参与食品发酵过程。对乳酸菌进行基因组研究将有助于找到关键的功能基因，然后转化该菌株，使其更适合工业化生产过程。我国两步发酵生产维生素C的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，通过基因工程改造实现新工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，进而实现经济效益的大幅提高。通过工业微生物的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因和与代谢产物生产相关的重要代谢过程和功能基因，应用于传统产业和工艺的生产和改造，促进了现代生物技术的快速发展。
据统计，全球每年因病害导致的农作物减产可高达20%，其中植物细菌性病害最为严重。除了培育遗传抗性品种和加强园艺管理，似乎没有更好的病害控制策略。因此，积极开展一些植物病原微生物的基因组研究，认识其致病机理，制定新的病害防治对策迫在眉睫。
柑橘这种经济作物的病原是世界上第一个发表的植物病原微生物。我国还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物，如欧文氏菌、植物病原假单胞菌和黄单胞菌。最近，植物固氮根瘤菌的完整序列刚刚确定。借鉴从人类病原微生物基因组信息中筛选治疗药物的成熟方案，可以初步应用于植物病原。尤其是柑橘类病原菌，需要昆虫载体来完成其生命周期，只能通过基因研究来寻找毒力相关因子，寻找抗性靶标来制定更有效的防治策略。固氮菌所有遗传信息的分析对于开发利用关键固氮基因，提高作物产量和品质也具有重要意义。在全面促进经济发展的同时，滥用资源、破坏环境的现象日益严重。面对全球环境的不断恶化，倡导环保已经成为全世界人民的共同呼声。生物去污在环境污染控制中具有巨大的潜力，微生物参与是生物去污的主流。微生物可以降解塑料、甲苯等有机物；还可以处理工业废水中的磷酸盐和含硫废气，改良土壤。微生物可以分解纤维素等物质，促进资源的循环利用。在深入了解这种特殊代谢过程的遗传背景的前提下，可以有选择地利用这些微生物的基因组研究，如寻找降解不同污染物的关键基因，将其组合在某一菌株中，构建一种高性能的基因工程菌株，可以同时降解不同的环境污染物，充分发挥其改善环境、消除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法研究特殊条件下微生物的表达谱，以寻找降解有机物的关键基因，并设定开发利用的目标。
能在极端环境中生长的微生物称为极端微生物，也称为极端微生物。极性细菌对极端环境的适应性很强，对极端微生物基因组的研究有助于在分子水平上研究微生物在极端条件下的适应性，加深对生命本质的认识。
有一种极地细菌，暴露在几千倍的辐射下就能存活，而人类一剂就会死亡。这种细菌的染色体在接受了数百万条Rade A射线后被粉碎成数百个片段，但它可以在一天内恢复。研究DNA修复机制对于开展辐射污染地区环境的生物治理具有重要意义。开发和利用极端微生物的极端特性，可以突破当前生物技术领域的某些限制，建立新的技术手段，并在环境、能源、农业、卫生和轻化工业领域革新生物技术能力。来自极端微生物的极端酶可以在极端环境中发挥作用，这将大大拓展酶的应用空间，是建立高效低成本生物技术加工工艺的基础。比如PCR技术中的TagDNA聚合酶和洗涤剂中的碱性酶就有代表性的意义。极端微生物的研究和应用将是获得现代生物技术优势的重要途径，在开发新酶、新药和环境修复方面具有巨大潜力。