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  在生物圈内广泛生存的单细胞原核生物。细菌个体小,直径大多为0.3~2.0微米;种类多。广义的细菌包括放线菌、枝原体、立克次氏体、衣原体和螺旋体。自20世纪60年代起,学者们倾向于将以水为电子供体行光合作用的蓝、绿藻也包括在细菌内,称为蓝细菌或蓝绿细菌。这样一来,细菌一词便成为原核生物的同义语了。下面介绍狭义的细菌。

目录

形态和结构

  细菌的基本形态有球状、杆状和螺旋状3种。杆状细菌可延长成丝,分枝或不分枝。在培养过程中,细菌的形状一般稳定,但少数种类有变化,球状和杆状可以互变。老培养物中常见衰退型细胞。(见彩图)

  大多数细菌细胞有细胞壁,主要成分为肽聚糖。但产甲烷细菌、盐杆菌、硫化叶菌等的细胞壁中不含有这种物质。丧失形成细胞壁能力的细菌叫做L型细菌,它们可在等渗溶液中生存、繁殖,并呈球形。细胞壁内为细胞膜,膜内为原生质,基因载体所在地为无定形的核区,核区内是DNA双螺旋丝。 常有一些细菌在核区外还具有小得多的环形DNA,称为质粒。核区外是细胞质,细胞质中没有由单位膜包围的细胞器。有些细菌的细胞膜内褶构成细菌特有的内膜系统或间体。细胞质中有大量散在的核糖体,其沉降系数为70S。但有些种类的细胞质中有贮存物质,如肝糖和聚β-羟基丁酸盐。少数细菌在生长发育的一定阶段,于营养细胞内形成一种独特的休眠体,叫做芽孢,可耐受干燥、热和药物等不利因素。在适宜条件下,芽孢可萌发成营养细胞。有些光合细菌在细胞质内有气泡。细菌细胞外可有一层粘液层,其中有明确界面的叫做荚膜。粘液层未必是细菌生存所必需的,但有的具有独特的功能,如妨碍吞噬细胞的吞噬。某些细菌在细胞外生有长鞭状的游动器官──鞭毛,另一些细菌在细胞外生有短丝状的纤毛(见纤毛、鞭毛)。细菌的细胞壁和壁外物质(如荚膜和鞭毛等),常成为细菌的O、H、K、Vi抗原。

分布

  细菌广泛分布于土壤、水和空气中,有些在各种动、植物体内或体表共生、寄生或附生。腐生类型大多参与生物圈的物质循环。与豆科植物营共生并固定大气氮的根瘤菌(见根瘤菌科)是著名的共生细菌。寄生细菌能引起很多疾病,如人类的伤寒、斑疹伤寒、结核、脑膜炎;动物的炭疽、鼻疽、流产;植物的青橘病、软腐疡、根癌等。

  细菌的生存条件是多样的。能量来源有光能(见光细菌纲)和化学能(见暗细菌纲)。对营养的需求差别很大,有的只需要一些无机盐便可正常生长,有的则需要有机碳化合物或多种复杂的有机化合物才能生长,有的甚至只能在活体内生存。大部分常见细菌的最适宜生长温度为28~37℃。嗜冷细菌喜好中性微碱的环境,有些嗜酸细菌在pH2的条件下生长,嗜碱细菌在pH10~12或以上的环境中生长。由于代谢途径的差异,细菌对分子氧的需求也不尽相同。营呼吸代谢的种类(以分子氧为最终电子受体)属好氧细菌;只能以其他还原物质(如SO厈为最终电子受体)进行厌氧呼吸的种类,以及专营发酵代谢的种类,均属厌氧细菌;同时具有呼吸和发酵两套代谢系统的细菌属兼性厌氧细菌。专性好氧细菌只能在有充足分子氧的环境中生存,而对于专性厌氧菌,分子氧则是有毒的。

生长与繁殖

  细菌的生长一是指细菌细胞物质的增长(个体体积的增长),再就是细菌群体的增长。绝大多数细菌以简单二分分裂法繁殖,个别类型以不对称二分分裂法繁殖。除衣原体外,一般细菌没有生活史。细菌在繁殖过程中没有有丝分裂和减数分裂,所以一般都是单倍体细胞。然而,由于基因突变转化转导细菌接合等原因,细菌常生变异。

分类

  目前还没有一个完整的细菌分类系统。20世纪70年代末,C.R.沃斯等人根据分析16S(或18S)核糖体核糖核酸(rRNA)寡核苷酸谱的结果,主张将生物划分为3大类群:真核生物、真细菌和古细菌。真细菌包括有细胞壁的细菌和无细胞壁的细菌以及蓝、绿藻。

  细菌在生物圈的物质循环中起着不可置换的作用(见固氮微生物氮素循环碳素循环),在工农业生产中有越来越多的产品与细菌的作用联系;另一方面,细菌也可引起人、畜、植物的疾病,并可使工农业产品腐坏变质而造成损失。

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