嗜熱菌
嗜熱菌俗稱高溫菌，廣泛分布在溫泉、堆肥、地熱區土壤、火山地區以及海底火山地等。
兼性嗜熱菌最適宜生長溫度在50-65℃之間，專性嗜熱菌最適宜生長溫度則在65-70℃之間。在冰島，有一種嗜熱菌可在98℃的溫泉中生長。在美國黃石國家公園的含硫熱泉中，曾經分離到一株嗜熱的兼性自養細菌——酸熱硫化葉菌（Sulfolobus），它們可以在高於90℃的溫度下生長。
近年來，這種細菌已受到了廣泛重視，可用於細菌浸礦、石油及煤炭的脫硫。在一些汙泥、溫泉和深海地熱海水中，生活著能產甲烷的嗜熱細菌，生活的環境溫度高，鹽濃度大，壓力也非常高，在實驗室很難分離和培養。嗜熱真菌通常存在於堆肥、幹草堆和碎木堆等高溫環境中，有助於一些有機物的降解。
在發酵工業中，嗜熱菌可用於生產多種酶製劑，例如纖維素酶、蛋白酶、澱粉酶、脂肪酶、菊糖酶等，由這些微生物中產生的酶製劑具有熱穩定性好、催化反應速率高，易於在室溫下保存。
近年來，嗜熱菌研究中最引人注目的成果之一就是將水生棲熱菌中耐熱的Taq DNA聚合酶用於基因的研究和遺傳工程的研究以及基因技術的廣泛應用中。
嗜鹽菌
嗜鹽菌通常分布在曬鹽場、鹽湖、醃製品中以及世界上著名的死海中。嗜鹽菌能夠在鹽濃度為15—20%的環境中生長，有的甚至能在32%的鹽水中生長。極端嗜鹽菌有鹽杆菌（Halobacterium）和鹽球菌（Halococcus），屬於古菌。鹽杆菌細胞含有紅色素，所以在鹽湖和死海中大量生長時，會使這些環境出現紅色。一些嗜鹽細菌的細胞中存在有紫膜，膜中含有一種蛋白質，叫做細菌視紫紅質，能吸收太陽光的能量。
嗜鹽菌能引起食品腐敗和食物中毒，副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）是分布極廣的海洋細菌，也是引起食物中毒的主要細菌之一，通過汙染海產品、鹹菜、烤鵝等致病。嗜鹽菌可用於生產胞外多糖、聚羥基丁酸（PHB）、食用蛋白、調味劑、保健食品強化劑、酶保護劑、計算機存儲器等，還可用於海水淡化、鹽堿地改造利用以及能源開發等。
嗜酸菌
嗜酸菌分布在酸性礦水、酸性熱泉等地區，如氧化硫硫杆菌在pH值低於0.5的環境中仍能存活，專性自養嗜酸的氧化亞鐵硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans）能氧化硫和鐵，並產生硫酸，這兩種細菌都是極端嗜酸菌。在酸性環境中，還存在能夠氧化鐵的鉤端螺旋菌（Leptospira）。嗜酸硫杆菌（Thiobacillus acidophilus）是一種能進行化能自養和化能異養生長的細菌，最適生長pH值在3.0—3.5之間的環境中。
在酸性環境中，還生活著一些嗜酸嗜熱的芽孢杆菌（Bacillus），在60—65℃、pH3-4的條件下，生長速率達到最大。這種細菌能利用碳水化合物或氨基酸作為營養源。在酸熱環境中生長繁殖的一種最異常的微生物是嗜酸熱原體（Thermoplasma acidophilum），它的最適生長溫度為59℃，最適pH為2左右，無細胞壁，對營養要求相當複雜，必需利用酵母膏作為營養基質，但必須有天然的有機營養才能生長。
此外，在酸性環境中，還生活著許多嗜酸的真核微生物，如橢圓酵母、紅酵母等。有一種頭孢黴（Cephalosporium），能在濃度為10％以上的硫酸中生長，並要求培養基中含有4%的硫酸銅，它是迄今發現的抗酸能力最強的微生物。多年來，一些嗜酸細菌被廣泛用於銅等金屬的細菌浸出。
另外，人們也在嚐試利用硫杆菌分解磷礦粉，通過提高其溶解度來增加磷礦粉的肥效。過提高其溶解度來增加磷礦粉的肥效。
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