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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623

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。

什麼是細菌?概念、存在類型、結構、例子以及與病毒差異

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

什麼是細菌?概念、存在類型、結構、例子以及與病毒差異

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:

    • 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

什麼是細菌?概念、存在類型、結構、例子以及與病毒差異

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

什麼是細菌?概念、存在類型、結構、例子以及與病毒差異

大腸桿菌常見溫血生物的腸道。

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。

病毒和細菌的區別

儘管病毒和細菌是人類最熟知和最常見的感染形式,但它們卻截然不同。

主要區別在於它們的結構和大小:細菌是單細胞生物,長度在 0.5 至 5 微米之間,而病毒則更簡單、更基本的無細胞生物,除了感染其他細胞外無法繁殖。後,充當病毒複製工廠。

目前,科學界對於病毒是否真的有生命還無法達成一致,因為它們的存在非常原始,只不過是包裹在一層蛋白質中的DNA或RNA分子。因此,抗生素不是作用於病毒,而是作用於細菌;而抗病毒藥物和抗逆轉錄病毒藥物則專門用於對抗病毒感染。

更多內容:病毒

標籤: 生物學

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