（一）微生物的基础知识
微生物是指一大群个体体积微小（一般直径小于1mm），结构简单，大多是单细胞，少数是多细胞，还有些没有细胞结构的低等生物。人们必须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能看清其形态结构。
世界上所有生物大致可分为五大界：病毒界、原核生物界、真菌界、植物界和动物界，前三界属于微生物范畴，微生物的特点是体积小、分布广、种类多、繁殖快、代谢能力强，易发生变异、适应性强。此外，微生物也具有生命的一切基本特征，如新陈代谢、遗传变异、生长繁殖、应激性等。
1.微生物的种类及形态结构
（1）细菌
细菌是低等的单细胞原核生物，只能吸取环境中的各类有机物为营养。根据形态的不同，细菌可分为三种：①杆菌，即杆状的细菌，宽度多为0.5—1μm，长度为1—8μm。根据长度与宽度的比例关系，杆菌有长杆菌和短杆菌之分；依杆菌分裂后子细胞的排列状态，杆菌可以分为链状杆菌和分枝杆菌。②球菌，即球状的细菌，直径的大小为0.5—2.0μm。根据分裂方向和分裂后各子细胞排列状态的不同，球菌可分为草球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌等。③螺旋菌，即螺旋状的细菌，长度和宽度与杆菌相似。根据菌体的弯曲程度又分为弧菌、螺旋菌和螺旋体。
（2）霉菌
霉菌是一类丝状真菌的统称，凡生长在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌落的真菌称为霉菌。
第一，霉菌的形态结构。霉菌菌丝是一种管状的细丝，直径为3—10μm。菌丝分枝，互相交织成菌丝体。根据霉菌种类的不同，菌丝分无隔菌丝和有隔菌丝两种。
第二，霉菌细胞的结构。霉菌细胞是真核细胞，由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核四个部分组成。
第三，霉菌的繁殖。霉菌的繁殖分为无性繁殖和有性繁殖。绝大多数霉菌是无性繁殖，主要通过无性孢子来实现，如分生孢子、孢囊孢子、芽生孢子、节孢子和厚壁孢子。有性繁殖一般可分为质配、核配和减数分裂三个阶段。霉菌的繁殖能力很强，在很少面积的霉层上就有上千个孢子头，每个孢子头内又有成千上万个孢子。[4]
2.微生物的生长条件
（1）营养物质
第一，碳源。碳素化合物是构成微生物机体内有机化合物的骨架，各类微生物细胞中含碳量比较稳定，约占细胞干重的50%；同时，碳素化合物也是大多数微生物的能源。
第二，氮源。氮素化合物是构成微生物细胞物质蛋白质和核酸的主要元素，蛋白质又是代谢反应催化剂酶的成分，因此，氮素化合物在微生物的生长、繁殖、遗传、变异和代谢等生理活动中起着极重要的作用。
第三，矿质元素。除了碳、氮、氢、氧、硫，微生物还需要其他元素，包括主要元素和微量元素两类。主要元素有磷、镁、钾、钠等，它们参与细胞结构物质的组成、能量的转移、控制原生质胶态和细胞的渗透性等，微生物对它们的需要量较大。微量元素有铁、铜、锌、锰、硼、钴、钼、钒等，需求量极少；这些元素是酶的辅基成分或激活剂，缺少了它们，微生物就无法生长或生长不好。(www.xing528.com)
第四，水。微生物细胞含水量较高，占细胞干重的70%—90%，水不仅是细胞原生质的主要组成成分，而且是体内物质良好的溶剂和细胞进行生化反应的良好介质，还能维持微生物细胞的膨压。
第五，生长素。指微生物生长不可缺少的微量有机物，一般包括维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等等。大多数维生素是酶的成分，与微生物生长和代谢关系极为密切，氨基酸是蛋白质的组成单位，嘌呤和嘧啶是核酸和辅酶的成分。
（2）环境条件
第一，温度。温度对微生物影响很大，因为微生物生长发育是一系列复杂的生化反应，需要在一定的温度范围内进行。文物库房内腐生型微生物大多属中温性嗜室温菌，最低生长温度为5℃—10℃，最适宜生长温度18℃—28℃，最高生长温度40℃—45℃以上温度范围并非绝对。同时，微生物生长的温度与相对湿度存在很大关系，一般相对湿度越大，微生物最适宜生长温度越高，如对于真菌，相对湿度分别为70%、95%、100%时，最适宜温度分别为24℃—25℃、30℃、37.5℃。
第二，湿度。微生物在生命活动中，水是不可缺少的物质，湿润的环境有利于其生长发育。文物库房内的霉菌大多为中湿性，少数为干生性；细菌为喜湿性微生物，对水分要求较高。不同微生物抗干燥的能力不同，一般来说长形细胞对于干燥敏感而易死亡；小型细胞、厚壁细胞、圆形细胞和孢子较耐干燥，特别是细菌芽孢和霉菌孢子在干燥环境下可存活几年乃至几十年。
第三，酸碱度（pH值）。酸碱度能影响微生物菌体细胞膜的带电荷性质、膜的渗透性及膜对物质的吸收能力，还能影响菌体内酶的合成和活性，以及原生质胶体的结构和性质，此外还影响氧化还原电位。大多数细菌的pH适应范围为4.0—10.0，最适宜pH值为6.5—7.5；放线菌一般适应微碱性的环境，最适宜值为7.5—8.0；霉菌最适宜pH值为5.0—6.0的酸性环境，适应范围为1.5—10.0。
第四，氧气。不同微生物对氧需要的耐受能力不同。按照它们和氧的关系，可将之分为好氧微生物、兼性好氧微生物和厌氧微生物三类。绝大多数有害微生物为好氧性微生物，必须在有氧条件下生长。
（二）微生物对文物的危害
1.微生物对纤维质文物（棉、麻、纸、木）的危害
微生物之所以能危害文物材料，主要是它们能以文物材料为培养基，分解或液化其他物质材料。纤维质文物材料多含有纤维素、淀粉、明胶等，微生物能够分泌出分解这些文物材料的酶，使其霉烂。其损害可归纳为以下几个方面：①造成材料结构破坏。微生物代谢过程中产生的各种酶，将纤维素、淀粉、木质素等有机大分子化合物降解为葡萄糖、二糖、芳香族小分子，导致纤维素柔软无力，机械强度大大下降，淀粉胶性失效等。这种物质分子结构的破坏是不可逆的。②形成霉斑。微生物的菌落和孢子大多有色，一般来说颜色较深；有些细菌和霉菌还分泌多种色素。③增加文物材料酸度。微生物细胞呼吸的代谢产物甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸等有机酸长期积累在纤维质文物上，作为催化剂加速纤维素的水解反应。纸张被霉菌作用后，酸度数月内即可增加1—2倍。④增加湿度。有些霉菌和细菌在代谢过程中会从空气中吸收一定的水分，使文物材料的含水量提高，有时还会出现水滴。这些水滴往往与材料中的胶类物质作用使文物黏连成浆状。
2.微生物对蛋白质文物（丝、毛、皮革类）材料的破坏
（1）蛋白质纤维发生降解
在微生物分泌的蛋白酶作用下，蛋白质纤维发生水解生成氨基酸等物质。氨基酸等经微生物进一步分解，脱氨、脱酸之后，生成饱和或不饱和的脂肪酸、酮酸、羧酸、醇、硫醇类物质以及胺、CO2、NH3、H2S、吲哚及甲基吲哚等。H2S、NH3等会使有机物腐败发臭并带毒。最终，蛋白质文物材料强度和光泽都减弱，表面发黏。
（2）霉斑
与纤维质文物材料相似，蛋白质文物材料被微生物侵蚀后会引起霉变，霉变后的文物表面就会产生各种颜色的霉斑。
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