20世纪50年代以前，由病原引起的传染病和各种炎症是人类健康的最大威胁。其实从19世纪后半叶以来，随着微生物学的发展，人们已经陆续发现了寄生虫、细菌。进入20世纪后，人们又进一步认识了螺旋体和病毒等病原微生物，为人类的健康打开了一扇窗子。
随着对微生物认识进一步加深，人们逐渐认识到有一些微生物可以为人所用，比如人们从青霉中提取出抗炎类药青霉素，可以利用微生物清理环境，甚至于利用微生物勘探石油。
现在生命科学已成为前沿学科之一。基因、DNA、基因工程、生物技术等，不仅仅是科学家们关心的主题，它们也日益成为普通百姓谈论的话题。对于DNA的理解将使我们在21世纪经受一次人类自身进化的风暴。
1.走进微观世界
1665年，列文虎克终于自己研制出了第一台显微镜，这是世界上第一台显微镜，也是列文虎克的一张走向微观世界的通行证。列文虎克用显微镜观察一些肉眼很难看清楚的东西，比如，苍蝇的翅膀、蜘蛛的脚爪等。他不停地观察，不停地记录。
1675年的一天，忽然下起了滂沱大雨，狭小的实验室又黑又闷，列文虎克无法再在显微镜下观察了，便站在屋檐下，眺望从天飞落的雨水。忽然，他萌生了一个念头：想看一看雨水里面是不是还有什么东西？
于是，他用吸管在水塘里取了一管雨水，滴了一滴在显微镜下，进行观察。
“雨水怎么会活？”列文虎克不禁大叫起来。原来，他看到雨水里有无数奇形怪状的小东西在蠕动。起初他十分惊骇，就连忙大声呼唤自己的女儿，女儿听到父亲的喊叫声，以为实验室里发生了什么意外的事，于是直奔实验室。女儿也看到了这种奇观。
列文虎克并没有放弃对这个问题的探索，他叫女儿用干净的杯子到外面接了半杯雨水，然后取出一滴，放在显微镜下，结果没有看到什么东西。可是，过几天再观察，杯子里的雨水又有“小居民”了。因此，列文虎克得出结论：这些“小居民”不是来自天上的。
自从在雨水里发现“小居民”后，列文虎克又转向研究其他东西，他想其他东西中是否也存这样的“小居民”呢？他将别人的牙垢取下来观察，又将泥土取来，稀释后观察，结果也看到了“小居民”。列文虎克将这些实验记录，写成实验报告，寄给了英国皇家学会。
最初绝大多数的科学家对列文虎克的报告持怀疑的态度，所幸英国皇家学会组织了由12名学术权威组成的考察团乘船渡过北海，来到列文虎克的家乡——荷兰的德尔夫特。
在列文虎克家，科学家们在列文虎克自制的显微镜下，观察到了水中的“小居民”。他们激动万分，纷纷称赞列文虎克的发现“具有里程碑的意义”。考察结束后，他们向英国皇家学会提交了书面报告，报告称：“列文虎克在他的小实验室里创造了奇迹！”
列文虎克发现的“小居民”就是后来人们所说的细菌。他的这一发现，打开了微观世界的一扇窗口，开创了微生物学这一全新的领域。透过这扇窗口，人们就可以看到一个神奇的微观世界。
1680年，列文虎克被选为英国皇家学会会员。这是对他20年来刻苦钻研的最好褒奖。
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细菌小档案
中文名：细菌
英文名：Bacterium
细菌是属于原核型细胞的一种单胞生物，形体微小，结构简单。没有成形细胞核，也无核仁和核膜，除核蛋白体外无其他细胞器。在适宜的条件下其保持相对稳定的形态与结构。一般将细菌染色后用光学显微镜观察，可识别各种细菌的形态特点，但是它内部的超微结构须用电子显微镜才能看到。研究细菌的形态对诊断和防治疾病以及研究细菌等方面的工作，具有重要的理论和实践意义。
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1931年，德国科学家卢斯卡和诺尔根据磁场可以会聚电子束这一原理发明了世界上第一台电子显微镜。在电子显微镜下我们可以看见比细菌小得多的病毒。
2.酱油上的白花
入夏的一天傍晚，妈妈让文文去买瓶酱油，酱油买回来了，妈妈打开一看，上面浮着一层白花。于是妈妈说酱油有问题，文文想不明白：这酱油是今年5月份产的，肯定没过期；酱油瓶密封得也挺好的。晚上他去书房问爸爸。
爸爸从他们家的书架上找出一本书，看过后，他告诉文文，这是一种很常见的现象。尤其是在初夏到深秋之间，在酱油的表面，常常可以看见一朵朵白色的“花”——白浮。这些白浮最初只不过是一个个白色的小圆点，但是这些小圆点一天天变大，成了有皱纹的被膜，日子久了，颜色渐渐转为黄褐色。这一现象，叫做酱油发霉或酱油生花。
酱油的生花，主要是一种产膜性酵母菌寄生、繁殖而成的。据研究，这种酵母菌大约有七八种之多。这些酵母菌大都是杆状的或球状的，用孢子进行繁殖，这些孢子轻而小，在空中到处飞扬，落到酱油中便生子生孙，大量繁殖起来。
虽然产膜性酵母菌是酱油生花的祸首，但这与外界条件也有关系：
首先是气温。产膜性酵母菌最适宜的繁殖温度是30℃左右。因此在一年之中，夏、秋繁殖很盛，寒冬则繁殖较难。
其次与卫生环境的不洁有关。酱油厂灰尘多或工具不洁，使产膜性酵母菌混进了酱油。
再者，它还与酱油成分有关。酱油盐量高，不易生花；含糖量高，则易生花。
酱油生花，会使酱油变质、变味。为了防止酱油生花，人们也想出了许多办法：例如，把酱油加热或暴晒，进行杀菌；把酱油瓶盖紧盖子；在酱油上倒一滴菜油或麻油，使酱油与空气隔绝；盛酱油的容器，事先要煮沸过。另外，切忌在酱油中掺入生水。
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中文名：酵母菌
英文名：saccharomycete
酵母菌属单细胞真菌。一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形。菌落形态与细菌相似，但较大较厚，呈乳白色或红色，表面湿润、黏稠，易被挑起。生殖方式分无性繁殖和有性繁殖。酵母菌分布很广，在含糖较多的蔬菜、水果表面分布较多，在空气土壤中较少。
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酵母菌在酿造、食品、医药等工业上占有重要的地位。早在4000多年前的殷商时代，中国就用酵母菌酿酒。
3.有益的霉菌
当我们感冒发烧需要输液时，医生会在输液前在我们手臂上做皮肤试验，以此确定我们是否对青霉素过敏。别小看瓶子里的那一小簇白色的粉末，它的功劳可不小呢。青霉素的发现也是一个很长的过程。
青霉素，按英文译音叫盘尼西林。其拉丁文原意非常古怪：毛笔。原来，人们是从毛笔一样毛茸茸的霉菌里，提取盘尼西林的，所以就给它取名“毛笔”。
我们伟大的祖国在2500年以前，就有人用豆腐上的霉来医治痈、疖等疾患。在欧洲的希腊、塞尔维亚，古代也曾把发了霉的面包放在化脓的创口上，用来消炎。可见，在古代人们就知道用青霉素消炎了。
1640年，英国伦敦的医生巴尔金森曾经这样写过：“古墓里死人脑盖所产生的霉具有奇异性能，可以医治伤口而不用贴膏药。”19世纪70年代，俄罗斯医生伏·阿·马纳辛和阿·格·柏洛切勃夫，也曾用青霉放在伤口上，用来给病人治病。
许许多多国家的医生们早就知道了青霉能够杀菌，但对青霉素为什么能够杀菌却一直都不明白，直到1929年，这个问题才第一次被弄清楚。那么，青霉素究竟为什么能够杀菌呢？英国的细菌学家亚历山大·佛来明从青霉中提取出白色的结晶体，证明它具有极强的杀菌能力，并把这种物质叫做“青霉素”。不过，佛来明最初制的青霉素质地不纯，性质也很不稳定。1940年，人们才制得了较纯净的青霉素，并开始大规模地生产。
青霉素是青霉菌分泌的一种抗生素，能够杀死链球菌、葡萄球菌、肺炎球菌、淋球菌、脑膜炎球菌等，医疗范围有点和磺胺类药相近。青霉素的杀菌本领非常强，把它用水冲稀30万倍，也能有效地阻止葡萄球菌的生长，杀菌效力远远超过磺胺类药物。
除了青霉素以外，青霉素的姐妹们——链霉素、氯霉素、金霉素等，也都是从各种霉菌分泌液中提取出来的抗生素，它们的杀菌能力也非常强，是现代著名的药物。
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青霉素小档案
中文名：青霉素（盘尼西林）
英文名：penicillin
青霉素是抗生素的一种，是从青霉菌培养液中提制的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
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小朋友们都知道在输液时，如果药品中有青霉素的话，要事先进行皮肤测试，看一下是否对青霉素过敏。但是你知道吗？在口服青霉素制剂时也要进行皮肤测试。因为所有抗生素类药物都可以引起过敏反应，而在药店买一些像阿莫西林等的药品时，工作人员很少提醒顾客做皮肤测试。即便如此，你也应该先做皮肤测试。
4.狂犬病研究室与病毒发现
19世纪80年代，巴斯德开始研究征服狂犬病的方法，经过反复实验后，他制成了一种疫苗。
随后，他牵了两只狗，先让疯狗把这两只狗咬伤，然后对其中一只用特殊的方法注射疫苗，另一只不采取任何措施。结果，那只没采取措施的狗得了狂犬病死了，而注射疫苗的狗却躲过了鬼门关。巴斯德由此得出了结论，免疫注射法对已被疯狗咬伤的狗同样有效。1885年，巴斯德在狗身上进行的狂犬病免疫治疗的报告受到广泛的好评，但由于治疗过程中要用到有毒性的脊髓，考虑到人命关天，巴斯德一直不敢在人身上做试验。但是，终于有一天，形势迫使他不得不下决心把这种疫苗用到人身上。
1885年7月的一天，巴斯德的实验室来了一位可怜的远方小客人墨斯特，他是在上学途中被疯狗咬伤的。他的父母急得晕头转向，四处求医都没有结果。他们怀着最后一线希望，来到巴斯德处治疗。巴斯德通过检查后确认墨斯特已感染狂犬病原。假如对他进行注射疫苗的治疗，他就有死里逃生的可能，否则他就只能等死。
当晚，巴斯德决定给墨斯特注射用干燥了14天的脊髓制作的疫苗，第二天注射13天的，然后是12天的、11天的，共注射了14次。巴斯德详细观察和记录了墨斯特的病情。治疗终于获得了成功，墨斯特战胜了死神，又回到了学校。墨斯特长大以后，为了报答巴斯德的救命之恩，主动要求到巴斯德研究所做一名看门人，而他的名字也随这段故事被载入科技史。
在研究狂犬病的过程中，巴斯德还有一项意外的发现。因为他想尽了办法都无法用显微镜找到引起这种狂犬病的病原微生物，也无法用一般培养细菌的培养基来培养它，这激起了他刨根问底的决心。通过仔细研究，他发现这是一种比细菌更小，能通过细菌过滤器的微小生命。这种生命后来被称作病毒。巴斯德也因此成为第一个发现病毒的人。
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病毒小档案
中文名：病毒
英文名：virus
一个世纪前，科学家们相信，传播疾病的微生物是细菌。直到1939年，人们才终于看见了体积一般只有细菌百分之一大小的病毒。现在我们知道，病毒的形状和大小千差万别。体积最大的病毒，像天花一类的疹类病毒直径约0.003毫米。在病毒的蛋白壳体内含有病毒的DNA，能使被感染细胞对病毒进行复制。体积最小的是小核糖核酸病毒，直径只有几千个原子叠加起来的长度，但这么小的病毒仍能使人严重感冒好几天。
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巴斯德（Louis Pasteur，1822—1895年），法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。他一生进行了多项探索性的研究，取得了重大成果，他的理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。他还成功地挽救了处于困境中的法国酿酒业、养蚕业和畜牧业。他的对饮料加热灭菌的方法，被后人称为巴氏消毒法。直到今天，许多企业还在运用巴氏消毒法进行食品消毒处理。
5.抗生素功臣——放线菌
一天爸爸问乐乐：“医生常常用头孢霉素、螺旋霉素、庆大霉素、利福霉素、链霉素等抗生素为病人治病，使许多病人转危为安。你可知道生产抗生素的主角是谁吗？”乐乐查了很多资料后，告诉爸爸说：“生产抗生素的主角就是一种被称作放线菌的细菌。目前已经发现的抗生素有近60000种，其中4000多种是由放线菌产生的。”
爸爸很高兴乐乐已经养成勤于动手动脑的好习惯，接着爸爸又让乐乐介绍一下放线菌。于是乐乐又向爸爸做了仔细地介绍，原来放线菌是一种原核生物，细胞构造和细胞壁的化学组成都与细菌十分相似，因菌落呈放射状而得名。实际上，它们是细菌家庭中一个独立的大家庭，如果按照革兰氏染色法进行分类，放线菌是一类革兰氏阳性细菌。然而，放线菌又有许多真菌家族的特点，例如菌体呈纤细的丝状，而且有分支，所以从生物进化的角度看，它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。放线菌有许多交织在一起的纤细菌体，叫菌丝。当放线菌在固体营养物质上生长时，不同的菌丝分工不同，有的扎根于它们的食物中“埋头大吃”，不用说这肯定是专管吸收营养的营养菌丝，又因为这些菌丝是生长在培养基内的，因而也称为基内菌丝；有的菌丝朝天猛长，这是由营养菌丝发育后形成的气生菌丝。放线菌长到一定阶段，便开始“生儿育女”了。它们先在气生菌丝的顶端长出孢子丝，成熟之后，就形成各种各样形态各异的孢子。孢子的外形有的像球，有的像秆子，还有的像瓜子。它们可以随风飘散，遇到适宜的环境，就会在那里“安家落户”，开始吸收水分和营养，萌生成新的放线菌。
放线菌平时最乐意住的地方就是有机质丰富的微碱性土壤，这种土壤所特有的“泥腥味”就是由放线菌产生的。放线菌中绝大多数是腐生菌，能将动植物的尸体腐烂、“吃”光，然后转化成有利于植物生长的营养物质，在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。科学家根据不同的放线菌的特点制成抗生素，帮助人类抵抗病菌的骚扰。除了生产抗生素外，放线菌在工业上还有大贡献呢。例如，利用放线菌还可以生产维生素B12、β胡萝卜素等维生素，生产蛋白酶、溶菌酶，以及用于生产高果糖浆的葡萄糖异构酶等酶制剂。另外，放线菌在石油工业和污水处理等方面也可发挥一技之长。为了使自己的说法生动形象，乐乐还拿出书中的图片给爸爸看。
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抗生素小档案
中文名：抗生素
英文名：antibiotic
抗生素也叫抗菌素，它是从微生物及动物、植物代谢产物中提取或人工合成的化学物质，能抑制或杀灭一种或多种微生物，广泛应用于医疗、畜牧、农林和食品工业上。
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瓦克斯曼为了寻找制服结核病的抗生素，鉴定了泥土中的细菌种数达8000种，从土壤中成功地培养出了一种药物后，又经过一万多次实验，才发现了理想的新药物——一种灰色放线菌，并几经努力才制成新药链霉素。可见，完成一项造福人类的伟大发明发现，不仅需要韧性，还需要严谨的治学态度。
6.美味的真菌
什么样的微生物最美味可口？