科学的未来只能是属于勤奋而又谦虚的年轻一代。
——巴甫洛夫
人和动植物都会患病，但不是所有的疾病都是由微生物引发的。例如血吸虫病是较高等的软体动物引起的，肺癌多半由环境因素（如吸烟）造成，流血不止的血友病则是遗传性疾病。虽然今天不是由微生物引发的疾病，例如癌症、心血管疾病和中风等在人类死亡原因中的比例逐年在增加，然而大量致病微生物却仍然给我们的生活带来了极大的危害。
每位读者都有生病的经验，但不一定了解为什么会生病。致病微生物引起的疾病，即传染病种类繁多，我们在这里将重点讨论这类疾病的发生，传播及怎样避免和治疗它们。这是医学微生物学的任务，也是微生物学的首要任务。
要了解微生物引起的传染病，先要了解引起疾病的微生物的来源。微生物无处不在，前面介绍微生物的分布时已经讲到，这些微生物就在我们的周围。微生物广泛分布在所有生物体表和体内，甚至我们人体的许多部位都存在着微生物。我们把它们称为寄生物，因为它们是靠它们所寄生的生物体，即宿主生存的。虽然呱呱落地的婴儿体内几乎是无菌的，仅带有从母亲子宫获得的细菌，但是出生2小时后他便从母乳中获得乳杆菌，在24小时后，婴儿排出的每克粪便中便可以检测到上亿个大肠杆菌，3天后各种细菌便开始定居在体内。成年人体的皮肤上和鼻腔中几乎都有葡萄球菌；口腔中都有链球菌；咽喉部位有链球菌，甚至有脑膜炎奈瑟氏菌，还是大量病毒的避风的港湾。这些微生物中有相当一部分是不会引起疾病的，但是我们称它们为正常菌群，因为这些寄生物在正常情况下与宿主相安无事，互相适应，而且各种微生物之间也相互制约而保持一个彼此共存的状态。任何一种自然界的生物，如果体内连一个微生物细胞都没有是不可能的，除非采取特殊的办法繁殖。当长期不洗澡或洗脸不认真时，就可能由细菌或霉菌在身上或脸上引起皮疹，发炎，继而流出大量的脓和污物；皮肤大面积烧伤或黏膜破损时，葡萄球菌便会侵袭创伤面而大量繁殖，引起创伤发炎溃烂；当机体着凉或疲劳过度时，在健康人的呼吸道一定能分离到的，造成典型肺炎的肺炎链球菌。它们会引起咽炎和扁桃体炎。龋齿是牙齿腐坏的一种常见形式，可能主要是由于正常菌群的稳定性被破坏而使某些厌氧细菌造成的。特别要提到的是所谓“水土不服”，即许多人新到一个地方品尝美味佳肴后大倒胃口，发生腹泻。产生这种疾病多半是由于患者到达这个新地方后，由于最初几天饮食不慎，通过饮水或其他途径使患者肠道内增加了某些新的微生物，它们与原来居住在患者肠道内的微生物的协调关系没有建立起来，某些可能致病的细菌大量繁殖，因而引发类似痢疾的症状。虽然可能发生伤寒和副伤寒，但大多数游客们所患的水土不服并不是由恶性致病菌造成的，而是那些在当地无害的普通细菌寄生在那些没有免疫力的旅游者身上所致。如果长期服用抗生素，杀死了肠道内的许多细菌，而某些不能被抗生素杀死或抑制，可能致病的微生物大量繁殖，也会引起疾病，医学家把这类病因叫做“菌群失调”。
对于水土不服，其实并没有什么办法能够避免接触这些微生物，所要做的仅仅是尽量少接触它们，避免非微生物引发的肠道功能紊乱，在没有什么痛苦的情况下建立常规防御系统。具体措施就是，在初到一个地方的头几天不要饮食过量，少喝些当地的水，选择新鲜烹调的菜肴，水果要洗净等。如果能这样做，几天以后，这些旅游者便可以津津有味地大嚼当地的美食，而不必担心肠胃不适了。
传染病是微生物与宿主相互作用的结果。传染病是寄生物和宿主发生相互作用造成宿主身体某部分损伤和不适，因此传染是一个寄生过程。在这个过程中，一种微生物侵入宿主的某一部位并且大量繁殖，破坏了宿主与原有微生物的平衡关系，便引起宿主产生疾病。
人体对微生物的入侵和繁殖并不是听之任之的。当一种微生物侵入宿主并大量繁殖时，宿主自身的生物防御功能会被激发，事实上人体至少对微生物的致病至少有四道防线。第一道防线是宿主的皮肤和黏膜，它们除可以作为一道机械的屏障外，皮肤上的汗腺、皮脂腺，胃和鼻腔粘膜以及唾液、眼泪中都含有一种称为溶菌酶的酶，它能够溶解许多细菌，同时，生活在皮肤上的一些正常菌群产生的物质也可以在一定程度上抑制某些致病菌的生长，例如有种丙酸杆菌产生的脂类化合物可以抑制金黄色葡萄球菌和酿脓链球菌的生长。第二道防线是一组统称为干扰素的物质，它是由被病毒感染的细胞产生的干扰病毒生长的蛋白质。
第三道防线是血液中存在的白细胞，它很像变形虫，其中一些称作巨噬细胞，可以吞噬并消化任何外来的微生物，还能够在免疫反应中起协同作用，即使一个小伤口也会吸引这些巨噬细胞聚集到伤口周围来防范感染，我们常常在伤口看到化脓，脓实际上是“宿主卫士”白细胞在抵抗微生物侵入时牺牲后的尸体。在高等动物还有最后一道防线，即一整套免疫器官，包括中枢免疫器官和外周免疫器官，前者如骨髓、胸腺，后者如淋巴结和脾脏等，它们可以在需要时产生后备巨噬细胞。
在上述防御系统没有阻挡住微生物大量繁殖时，微生物便进入血液并繁殖起来，在短时间数量便超过亿万个，这时巨噬细胞寡不敌众，败退下来。随后患者病情加重，如果这些致病微生物产生致命的毒素，那么患者很可能就一命呜呼了。倘若病人恢复健康了，那是因为人体的第四道防线发挥了作用，即宿主的免疫系统击退了来犯之敌。
遗传密码的被揭露，中心法则的确立，基因对酶的调节控制等分子生物学的基本原理都与微生物学有密切的关系。在确证DNA是遗传物质基础的漫长过程中，微生物充当了不可替代的角色。此后，分子生物学的每一个重要发现几乎无不是用微生物来达到的。其中结构简单，生长迅速的大肠杆菌立了头功。
在沃森和克里克提出DNA双螺旋模型后，麦舍逊等在1958年用大肠杆菌作材料，利用同位素技术第一次证实了DNA作为模版进行“半保留复制”的假说。人们开始有了从分子实体上了解遗传特性传递的规律，知道为什么能够“种瓜得瓜，种豆得豆”，上一代的特征可以遗传给下一代。同样，主要用大肠杆菌和它们的噬菌体证实了由DNA“转录”成RNA，再“翻译”成蛋白质的“中心法则”，确定了组成DNA分子的核苷酸如何决定蛋白质的结构，提出了“遗传密码”的概念，后来尼伦伯格等人发现并从微生物细胞中提取出生物合成核酸所必需的核苷酸酸聚合酶，在试管中实现了遗传密码指导的蛋白质合成。随即编出了组成蛋白质的20种氨基酸的遗传密码。在此过程中，一批科学家还用微生物进行生物化学研究，确定了在生物体内发生的许多新陈代谢过程。
1975年3位美国科学家荣获诺贝尔生理学医学奖，因为他们证实在一些癌病毒和艾滋病毒中存在从RNA到DNA的逆转录过程，并发现了催化这个过程的逆转录酶。使人们认识到生命世界的遗传信息传递不是单一的，有时竟是相反的。这个发现不仅有重大理论意义，而且为后来的基因工程准备了更为有效的手段。20世纪80年代，科学家们又在病毒中发现了具有催化功能的RNA，被称为核酶。所有这些新发现，立即被用到了从20世纪70年代兴起的基因工程研究和应用中，大大推进了生命科学和生物技术的发展。
随着现代工业化的飞速发达，我们的地球正在经历环境危机，城乡垃圾成山，臭气冲天；江河湖海水质恶化，鱼虾稀少；城市空气污浊，酸雨频繁。由于地球正常生态环境的不断遭到破坏，现在越来越多的人关注我们生存的环境，各国政府都把环境治理作为重要而艰巨的任务。
微生物的生命活动不仅是维持地球正常生态环境不可缺少的成员，而且在环境的保护和修复已经遭到破坏的环境中担负着重要的作用。微生物在治理环境污染和保护环境的艰苦工作中，微生物将以它无所不能的巨由病原菌引起的头发断落。
微生物学作为一门科学，已经走过了100多年的历史，20世纪微生物学的成就深刻地改变了人类的生活。展望未来，我们依旧满怀信心。未来的100年仍然会有许多激动人心、影响深远的重大发现，我们今天所知的微生物世界有许多谜底没有破解，还有成千上万的问题无法解决，对某些看来似乎简单的对象我们实际上还一窍不通。例如即使花费了数百亿美元也对付不了一个小小的艾滋病毒，从一个侧面反映了微生物学家今天的尴尬处境。相对于占地球生物总重量60%，大部分微生物还不为人所知的现状，微生物学家实在没有理由志得意满。在未来，我们不仅要从深度和广度两方面在地球上展开不懈的探索，还要在太空中施展微生物学家的本领。
在本世纪微生物学家面临着分子生物学和生物技术发展的挑战，出现了有关微生物学命运的争论，一部分人声称“微生物学已经死亡”，另一部分人则坚定地高呼“微生物学万岁”。但是微生物学毕竟已经是一门树大根深的重要学科，面对新出现的和死灰复燃的病原微生物，面对爆炸性的人口增长和人类无法遏止的物质精神需求，微生物学必然兴旺发达。
