再有就是微生物在長期的對周圍環境的鬥爭中，針對環境的變化會在子代微生物身上產生抗體，醫療領域的耐藥性就是一個典型的例子。1943年，青黴素剛剛問世，那時，它對金黃色葡萄球菌作用濃度是0.02毫克/毫升。而20年後，金黃色葡萄球菌有的菌株的抗藥性比原始菌株提高了一萬倍。20世紀40年代初剛開始使用青黴素時，即使是病情嚴重的病人，少量的青黴素注入體內都能取得顯著的效果。現在，病情嚴重時，可能會用到數千萬個甚至上億個單位的青黴素！主要原因就是因為病菌在同青黴素抗爭的過程中，發生了變異，產生了對青黴素的耐藥性，在病人身上，青黴素抗生素已失去了功效使疾病變得越來越頑固，不容易治愈。
5.微生物生態
微生物有屬於它自己內部的穩定的生態係統。主要的微生物生態在生物學中分別被形象地稱為捕食、抗生、寄生、共生和互生。
捕食又稱獵食，一般是指一種大型的生物直接捕捉、吞食另一種小型生物以滿足其營養需要的相互關係。微生物間的捕食關係主要是原生動物捕食細菌和藻類，它是水體生態係統中食物鏈的基本環節，在汙水淨化中也有重要作用。另有一類是捕食性真菌巧妙地捕食土壤線蟲的例子，例如少孢節叢孢菌等，它對生物防治具有一定的作用。
抗生又稱拮抗，指由某種生物所產生的特定代謝產物可抑製其他種生物的生長發育甚至殺死它們的一種相互關係。根據拮抗作用的選擇性，拮抗可以分為非特異性拮抗和特異性拮抗兩類。
在製造泡菜、酸奶青儲飼料等過程中，乳酸菌會迅速繁殖產生大量乳酸導致環境的pH下降，從而抑製其他微生物的生長，這是一種非特異拮抗，因為這種抑製作用沒有特定專一性，對不耐酸細菌均有抑製作用。
許多微生物在生命活動過程中，能產生某種抗生素，可以選擇性地抑製或殺死別種微生物，這是一種特異性拮抗。如青黴菌產生的青黴素抑製G+菌，鏈黴菌產生的製黴菌素抑製酵母菌和黴菌等。
微生物間的拮抗關係已被廣泛地應用於抗生素的篩選、醫療保健、食品保藏和動植物病害的防治等領域。
寄生一般指一種小型生物生活在另一種較大型生物的體內（包括細胞內）或體表，奪取較大型生物的營養進行生長繁殖，同時損害甚至殺死後者的一種相互關係。前者稱為寄生物，後者稱為寄主或宿主。
有些寄生物一旦離開寄主就不能生長繁殖，這類寄生物稱為專性寄生物。有些寄生物在脫離寄主以後營腐生生活，這些寄生物稱為兼性寄生物。
在微生物中，噬菌體寄生於宿主菌是常見的寄生現象。此外，細菌與真菌、真菌與真菌之間也存在著寄生關係。土壤中存在著一些溶真菌細菌，通常侵入真菌體內，生長繁殖，造成真菌菌絲溶解，最終殺死寄主真菌。真菌間的寄生現象比較普遍，如某些木黴寄生於絲核菌的菌絲內。蛭弧菌與寄主細菌屬於細菌間的寄生關係。
寄生於動植物及人體的微生物也極其普遍，常引起各種病害。所有引起動植物和人類發生病變的微生物統稱為致病微生物。致病微生物在細菌、真菌、放線菌、病毒中都有。真菌是主要引起植物病害的致病微生物。能引起人和動物致病的微生物很多，主要是細菌、真菌和病毒。微生物也能使害蟲致病，利用昆蟲病原微生物防治農林害蟲已成為生物防治的重要方麵。
共生是指兩種生物共居在一起，相互分工合作、相依為命，以至於難分難解、合二為一的極其緊密的一種相互關係。最典型的例子是由菌藻共生或菌菌共生的地衣。前者是真菌（一般為子囊菌）與綠藻共生，後者是真菌與藍細菌共生。綠藻或藍細菌進行光合作用，為真菌提供有機養料，而真菌則產生有機酸，用有機酸去分解岩石中的某些成分，為藻類或藍細菌提供所必需的礦質元素。
另外，根瘤菌與豆科植物之間的關係，牛、羊、鹿、駱駝和長頸鹿等反芻動物與瘤胃微生物之間的關係，都屬於共生關係。
互生是指兩種可以單獨生活的生物，當它們在一起時，通過各自的代謝活動而有利於對方，或偏利於一方的生活方式。這是一種鬆散的相互關係，“可分可合，合比分好”。
土壤中好氧性自生固氮菌與纖維素分解菌生活在一起時，後者分解纖維素的產物有機酸可為前者提供固氮時的營養，而前者可將固定的有機氮化物提供給後者。兩者相互為對方創造有利於各自增殖和擴展的條件。
根際微生物與高等植物之間也存在著互生關係。根係向周圍土壤中分泌有機酸、糖類、氨基酸、維生素等物質，為根際微生物提供重要的營養來源和能量來源。另外根係的穿插，使根際的通氣條件和水分狀況比根際外的要好，溫度也比根際外的略高一些。因此根際是一個對微生物生長有利的特殊生態環境。根際微生物的活動加速了根際有機物質的分解，並且有旺盛的固氮作用，菌體的自溶和產生的一些生長刺激物等，既為植物提供了養料，又能刺激植物的生長。有些根際微生物還能產生殺菌素，抑製植物病原菌的生長。
正常菌群與宿主間主要是互生關係。人體為腸道微生物提供了良好的生態環境，使微生物能在腸道得以生長繁殖。而腸道內的正常菌群可以完成多種代謝反應，對人體生長發育有重要意義，如多種核苷酶反應，固醇的氧化、酯化、還原、轉化、合成蛋白質和維生素等作用。腸道微生物所完成的某些生化過程是人體本身無法完成的，如維生素K和維生素B1、B2、B6、B12的合成等。此外，人體腸道中的正常菌群還可抑製或排斥外來腸道致病菌的侵入。
6.“無中生有”的困惑
微生物的出現大大地激發了科學家們的研究興趣，他們研究它們的種類、習性特點，還對微生物的“來路”也進行了種種地探索。對於一般大的植物和動物來說，這不是什麼大的問題。動物懷胎生仔或產卵繁殖，植物從種子發芽生長，這是盡人皆知的常識，正所謂“種瓜得瓜，種豆得豆”。但是對於體型如此微小、結構如此簡單的微生物來講，自然生殖的理論似乎更通情理，更說得過去，因為在19世紀70年代，人們一直認為結構簡單的生命體最初是由無生命體演化而來的。例如人們以前一直認為蒼蠅是靠自然生殖的，後來才弄清楚蒼蠅靠產卵繁殖。
為了弄清楚微生物最初的狀態，生物學家們在研究微生物的過程中，做了很多的嚐試。
1748年，一位名叫約翰·圖柏維勒·尼德安的英國籍生物學家，把經過煮沸的羊肉湯密封起來，數日後觀察湯中仍有微生物存在，由此他認為微生物是自然生殖的，因為羊肉湯在煮沸的過程中，其中的微生物已經被殺死，然後將之密封保存，這就杜絕了外界微生物的介入。但是仍能在盛湯的容器中發現微生物，說明它們是後來自然生殖產生的。但是其他生物學家對通過煮沸將微生物全部殺死的說法表示懷疑，他的實驗遭到質疑：煮沸時的溫度是否足夠高？煮沸的時間是否足夠長？煮沸這種方式是否能將所有的微生物全部殺死？也就是說容器中的羊肉湯不一定是一種“無菌狀態”。
在整整的一個世紀裏，生物學家為此事爭論不休。直到1858年，一位名叫路易斯·巴斯德的法國化學家才給出了一個令人信服的答案。