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什麼是細菌？概念、存在類型、結構、例子以及與病毒差異

2024-09-12自然科學491

我們解釋什麼是細菌、存在的類型以及它們的結構。另外，還有一些例子以及它們與病毒的差異。

細菌是地球上最原始、最豐富的生物。

什麼是細菌？

細菌是一大群原核微生物（缺乏界定細胞核的膜），具有各種可能的形狀和大小。儘管過去「細菌」一詞將所有原核生物歸為一類，但目前分類學將它們分為兩類：細菌域和古細菌域。兩者都屬於由所有原核生物組成的超級王國或原核帝國，它們構成了地球上最原始和最豐富的生物，幾乎適應所有條件和棲息地。。有些細菌甚至可以在惡劣的條件下生存，例如外太空。

現代原核生物（其中全是細菌）是地球上最早的單細胞生命形式的直系後代，這些生命形式在大約 40 億年前的條件下與今天的條件截然不同。

或許由於細菌的豐富性，細菌與大多數細胞的演化飛躍有關。例如，人們相信，透過內共生過程，它們影響了粒線體（所有真核細胞中存在的細胞器）或葉綠體（藻類和植物細胞獨有的細胞器）的起源。

這些生物幾乎與地球上所有形式的生命都有關係，無論是透過共生關係（例如在皮膚上增殖的細菌）、互利共生關係（例如與腸道內食物消化合作的關係）或寄生關係。感染和疾病的物質）。

細菌生命在有機物的分解過程中至關重要，對於碳或氮等元素的循環利用是必需的，並且構成了各種環境的營養鏈的基礎。

細菌透過無性程序快速繁殖，其中包括將祖細胞複製成兩個完全相同的細胞（二元裂變）。據估計，在有利的環境中，細菌只需 15-20 或 20-30 分鐘即可分裂，具體取決於物種。

另請參閱：自養生物

細菌的種類

球菌呈球形或圓形。

細菌是透過細菌學（微生物學的一個分支）來研究的。該學科根據各種標準對它們進行了分類：

按其形態分：

桿菌。細長的形狀，像微觀的條狀。桿菌也可以兩個為一組或形成絲狀形式存在。
椰子。形狀為球形或圓形。球菌型細菌也可以成對出現（雙球菌）、四球菌（四球菌）、鏈狀（鏈球菌）和不規則群或簇（葡萄球菌）。
螺旋形狀。它們可以是：弧菌，逗號形狀且略微彎曲；螺旋形、剛性螺旋形或螺旋形；或螺旋體，呈柔性小環形狀。

同一物種的細菌之間通常採用不同的形態類型，稱為「多形性」。

依其細胞壁的組成分：

革蘭氏陽性菌。當使用結晶紫染料時，由於細胞壁增厚，它們會呈現紫色或藍色。
革蘭氏陰性菌。當使用結晶紫染料時，由於存在薄的細胞壁，它們呈現粉紅色或紅色。

根據你的營養狀況：

光合自養細菌。它們利用陽光作為能源，利用無機物（主要是CO 2）作為碳源。
化能自養細菌。他們使用還原的無機化合物作為能源，並使用二氧化碳作為碳源。
光合異養細菌。他們使用光作為能源，並使用有機分子作為碳源。
化學異養細菌。他們使用有機分子作為碳源，也將其用作反應中的反應物以獲得能量。

細菌還有其他分類，它們考慮了棲息地或其生化成分。

細菌的結構

菌毛是參與細菌間遺傳物質交換的結構。

細菌的單細胞結構通常非常簡單。細菌由單一細胞組成，沒有界定細胞核的膜，幾乎沒有明確的細胞器，但具有類核（發現原核生物環狀DNA的不規則區域）和肽聚醣細胞壁，肽聚醣細胞壁覆蓋細胞的外部質膜。此外，它們經常具有菌毛（參與細菌之間遺傳物質交換的結構）或鞭毛（如果它們是移動的）。有些細菌還具有莢膜，這是一種位於細胞壁外部的剛性保護結構。

核醣體（蛋白質在其中進行合成）分散在整個細菌細胞質中，通常還有質粒（非染色體 DNA 小分子）和小液泡（充當儲備物質的儲存庫）。有些細菌具有原核隔間，即被朝向細胞質的質膜折疊包圍的原始細胞器，用於細胞內的特定生化任務，這取決於它們的新陳代謝。

細菌的例子

大腸桿菌常見於溫血生物的腸道。

細菌是地球上最豐富的生物體，並且具有巨大的多樣性。在整個進化過程中，它們成功地適應了所有類型的環境，這就是為什麼它們存在於所有陸地和水生棲息地，甚至在最極端的環境中，例如酸性泉水和海洋深處。

人們普遍認為細菌是能夠引起傳染病的病原生物。雖然其中一些是有害的，但還有許多其他是無害甚至有益的。例如：

大腸桿菌。它是一種革蘭氏陰性細菌，常見於人類和其他溫血動物的胃腸道。這種細菌的某些菌株在某些時候能夠引起感染。
淋病奈瑟菌。它是一種會引起淋病的淋病雙球菌，淋病是人類的一種性傳染感染。
炭疽桿菌。它是一種不動的革蘭氏陽性細菌，會在皮膚上產生可識別的黑色病變（癰）。
纖維素囊腫。它是一種革蘭氏陰性黏細菌，在土壤中極為常見，並且具有無害的新陳代謝。
肉毒桿菌。它是肉毒桿菌中毒的致病因子。這種細菌會分泌一種神經毒素，這種毒素會在罐頭食品和其他醃製食品中生長（打開時膨脹的罐頭會釋放氣體是一個明顯的症狀）。
嗜酸乳桿菌。它是一種乳酸菌，是人類腸道和其他哺乳動物腸道中的互利共生者。由於其自身的新陳代謝，這種細菌可以提供不同的好處，因為它可以協同消化，提高營養物質的生物利用度，並有助於保持消化道免受病原微生物的侵害。