细菌：特征，形态，类型，繁殖 - 生物学 - 2025

的细菌是一大组的原核微生物。它们通常只有几微米大小。它们具有从圆柱形到螺旋形到甘蔗形的不同形状。

它们实际上是普遍存在的生物，可以位于土壤，海洋和淡水水域中，栖息于许多脊椎动物的肠道菌群和唾液中，并作为动植物的寄生虫。还发现它们存在于极端环境中，例如酸性温泉，热液喷口和放射性废物。

细菌在不锈钢容器中生长的细菌，酒石芽孢杆菌和芽孢杆菌。取自commons.wikimedia.org

这些微生物是许多营养循环的重要组成部分。它们是所有营养链微生物群的基本组成部分，其生物量可以通过地球上大约5×10 ^30个细菌来计算。

另一个有趣的数字是人体中细菌的数量：据认为，一般人体内大约有39万亿细菌细胞，其中大多数是肠道菌群的一部分。

细菌的传统分类包括多系统分类群。如今，该群体已分为细菌和古细菌两个领域。细菌被认为是由甘油的二酰基二酯组成的膜脂质的原核基团。

另一方面，古细菌是原核生物，其膜由类异戊二烯脂质（甘油二醚或甘油四醚）组成。它们的核糖体RNA也存在差异，分别称为细菌rRNA和古细菌rRNA。

形态学

细菌具有很大的形态学变化和大小。这些单细胞生物的尺寸为0.3微米至0.5毫米，但是，它们的尺寸通常在0.3到5.0微米之间。

细菌的形状称为球菌（球菌），是细菌中最常见的形状。但是，其他形式，例如杆菌（形状像棍棒或棒）也相对常见。

细菌中其他不常见的变体是：逗号，也称为弧菌（形状像微弯曲的杆或标点符号“，”），以及螺旋形或螺旋形（螺旋形）。还有一些不寻常的形状仍然像星星。

其他非形态特征

细菌域的代表是原核单细胞生物，没有呈现明确的核或复杂的膜细胞器。它们的细胞壁具有包含山寨酸的果胶聚糖，并且膜脂质包含具有酯键的直链脂肪酸。

他们提出气体囊泡。转移RNA具有胸腺嘧啶（在大多数tRNA中）和N-甲酰甲硫氨酸（由引发剂tRNA携带）。它们呈现多顺反子mRNA，也就是说，它们编码不止一种蛋白质。

核糖体大小为70年代。它们对氯霉素和卡那霉素敏感，对抗生素茴香霉素不敏感。

细菌RNA聚合酶是一个大分子。它有五个亚单位，每个亚单位约410公里。另外，RNA聚合酶在结构上有一个长55Å，宽25Å的凹槽。您对利福平敏感。它没有II型聚合酶启动子。

细菌固氮，进行基于叶绿素的光合作用，还进行化学萎缩（无机化合物的氧化）。它们不产生甲烷，也不提供酶ATPase。

ID

细菌的鉴定和分类是微生物生物学中最复杂的问题之一。有许多特征和方法可用于识别和分类这些个体。

经典特征包括形态，生理和代谢，生物化学，生态关系和功能以及遗传学。

最常用的分析是：发酵产品，营养类型，碳和氮源，存储夹杂物，运动性，渗透压耐受性，最佳物理化学条件，光合色素等。

在分子水平上发现了其他非经典特征。近几十年来，在细菌分类学中使用核酸和蛋白质获得了巨大的发展势头。

基因（蛋白质和核酸）之间的比较提供了有关亲属关系的大量信息，当然也提供了生物之间的相似性。

类型（分类）

细菌是传统上用来指定所有单细胞原核生物的术语。但是，分子系统学表明，这一古老的生物体（原核生物）分为两个组或域。

这两组被称为真细菌和古细菌。他们后来被更名为细菌和古细菌。始祖鸟是与第三域成员Eukarya最密切相关的一个群体。

最后一组由真核生物组成。这三个域（细菌，古细菌和真核生物）共同构成了当前的生命分类。

由三个域组成的系统：细菌，古细菌和Eukarya。取自commons.wikimedia.org

-细菌的分类

细菌可以按照各种标准进行分类，例如：

单元组织

细菌通常是单细胞的，但是，根据细胞的组织，它们可​​以分类为“单细胞和多细胞”。

代谢

根据发现它们的环境以及它们获取能量和营养的过程的方式，细菌可分为：

• 厌氧：那些在无氧环境中生存和发展的生物。
• 有氧的：在有氧环境中生存和繁衍的细菌。
• 兼性：那些在厌氧或有氧环境中难以生存和发展的生物，也就是说，它们可以生活在有氧或无氧的环境中。

细胞壁

根据细菌细胞壁的组成，它们会与革兰氏染色反应，呈深蓝色或紫色，或者呈粉红色或红色，其分类如下：

• 革兰氏阳性：蓝色或紫色，细胞壁增厚。
• 革兰氏阴性：粉红色或红色，细胞壁薄或薄。

生长发育温度

根据这些微生物生长的温度，它们可以分为：

• 嗜冷菌：在极低温度的环境中生长的细菌。
• 中温：在15到35°C（中等温度）之间生活和生长的细菌，但是一些研究人员认为在20到40°C的中温范围内生长的生物。
• 嗜热菌：在高温（即高于约45°C）下生长和生活的细菌细胞。

形状

长期以来，细菌已根据其形状进行鉴定，其分类如下：

• 球菌科：圆柱形或球形。这些形状根据其形成的单元数量和构建的形状具有各种分类。例如，关于数量，当成对观察到球菌科时，它们被称为“双球菌”，而当发现它们的数量为4时，它们被称为“四球菌”。但是当涉及到形状时，如果这些形成链被称为“链球菌”，则当它们形成簇时“葡萄球菌”，而当它们呈立方体形时被称为“ sarcins”。
• 杆菌：具有细长形状的细菌，如杆或棒。当这些细菌形成链时，它们被称为“链球菌”。
• Cocobacilli：半圆柱形细菌，但在两极扁平，呈椭圆形。
• 螺旋藻：具有螺旋形状的细菌，类似于开瓶器。
• 弧菌：具有短而弯曲的杆状的生物，它们也称为逗号，如标点符号。

细菌的形态。取自commons.wikimedia.org

-细菌结构域的当前分类

继1990年Carl Woese及其同事进行革命性分类之后，细菌的分类发生了根本性的变化。当前，根据LPSN或命名法中具有站立名称的原核名称列表（具有命名法中具有站立名称的原核名称列表），细菌域被划分为34个门。这些门中有：

Spirochaetes

伸长的螺旋细菌。革兰氏阴性。他们有一个外部细胞包膜。它们通过轴向细丝移动。

坚定

革兰氏阳性菌群，主要是细胞壁增厚，GC含量低或百分比低。硬毛主要为杆状，有时为椰子状。许多物种产生内生孢子。

变形细菌

革兰氏阴性细菌，具有多种形态，并由脂多糖形成细胞壁。主要是异养的，尽管有些物种可以光合作用。它们在海洋和其他水域中非常丰富。

蓝细菌

细菌生物具有叶绿素和藻蓝蛋白。它们被称为蓝藻。它们是革兰氏阴性的，能够进行光合作用。

拟杆菌属

细菌适应了多种生境。无氧代谢。革兰氏阴性。一些物种是机会病原体。

克洛罗比

进行厌氧性光合作用的细菌群。无氧代谢。革兰氏阴性。它们被称为绿色硫细菌。

叶绿素

单表皮细菌，即它们具有单细胞膜。它们具有非常薄的肽聚糖外细胞壁。该小组有嗜热和嗜温的代表。一些光合作用。主要有氧运动。革兰氏阳性。

嗜热菌

它们是适于生活在极端环境中的细菌。它们被认为是超嗜热生物。无氧代谢，可以加工碳水化合物。它们是革兰氏阴性的。

再生产

二分裂

细菌繁殖的主要机制是二元裂变或二分分裂。它是无性繁殖的一种，细菌细胞的大小需要加倍然后分裂，从而产生两个子细胞。

这种无性繁殖使细菌的种群增长速度成指数增长。这样，不断增长的人口可以更好，更快地利用可用资源，并且还扩大了产生对它们所处的不同环境具有抵抗力的生物或菌株的可能性。

多重裂变

它是一种细胞分裂，其中细胞核被分成几个相等的部分，然后发生细胞质分裂，从而同时产生几个子细胞。

萌芽或萌芽

这种类型的无性细菌繁殖发生在亲本细菌的非特异性位置。它以称为芽的细胞质中的隆突开始，然后膨胀成双倍的亲本大小，并作为新的个体（子代细胞）分离。这种类型的繁殖已在门菌，菌毛和蓝细菌中观察到。

嗜碱性粒细胞的产生

这种繁殖，也称为非典型二元裂变，由一个小的圆形细胞（白细胞）组成，随后其质量或大小增加，从而形成一个营养细胞。

在尺寸增加期间，该营养细胞会复制其DNA多次，然后进入生殖期，在此阶段进行细胞质分裂，然后分裂成数十个甚至数百个白细胞。在蓝细菌中已经研究了这种类型的繁殖。

营养

细菌有多种营养类型：

碎石

使用无机底物（如亚硝酸盐，硝酸盐，铁或硫酸盐）进行生物合成或通过厌氧或需氧的能量保存的细菌。

有机营养

从有机源（例如碳水化合物，碳氢化合物或脂质）获得氢或电子的细菌生物。这些生物可以是需氧的或厌氧的，甚至是异养或自养的。

自养细菌

通过合成可能是碳的无机物质而发展而来的生物，而无机物质如二氧化碳。

异养细菌

那些合成碳源为有机的化学物质的生物，例如多糖。

混合营养

细菌需要合成无机物质以节省能量并获得能量，但也需要有机化合物来满足其生物合成代谢需求。

引起的疾病

人类已知的细菌种类繁多，只有少数（按比例）引起疾病。这些微生物在人类中引起的病理可以根据其来源进行分类，即根据其传播或获取的机制进行分类：

-空降

引起空气传播疾病的细菌通常会影响呼吸道或呼吸系统，在其他情况下会导致皮肤状况。以下是一些空气传播疾病：

白喉

在大多数情况下，该疾病是由白喉棒状杆菌传播的，尽管溃疡杆菌可产生类似的临床表现。

该疾病通过呼吸过程中传播的颗粒从患病的人传播到健康的人。它也可以通过与皮肤病灶的分泌物接触而发生。白喉几乎可以影响任何粘膜，最常见的临床形式是：

• 咽：这是最常见的表现。症状包括全身不适，轻度发烧，嗓子疼甚至厌食。
• 鼻前：这是最不常见的临床表现。它表现为流鼻血。鼻中隔也可能出现脓性粘液分泌或可能形成假膜。
• 喉：白喉的这种临床表现会在呼吸时产生发烧，声音嘶哑，呼吸急促，吠叫咳嗽和高音。如果不能及时控制，则可能由于呼吸道阻塞而导致死亡。
• 皮肤：表现为皮肤上的鳞状皮疹或明确的溃疡。根据患处（膜）的位置及其程度，可能会发生诸如肺炎，心肌炎，神经炎，气道阻塞，化脓性关节炎，骨髓炎甚至死亡等并发症。

军团菌病或军团菌病

该病是由土壤和水生生态系统中一种称为军团菌的嗜肺革兰氏阴性细菌引起的。该细菌也已在空调系统和淋浴房中分离出来。

该病是细菌通过空气从储存库传播到人体呼吸系统的结果。吸烟，酗酒或免疫缺陷的50岁以上男性更容易感染该疾病。

细菌滞留在肺泡巨噬细胞的吞噬体中，从那里繁殖并引起组织损伤。该疾病的症状是：咳嗽而没有呼吸道分泌物排出，发烧，严重的支气管肺炎和神经系统疾病可能会出现。

脑膜炎

这种疾病包括大脑和脊髓的脑膜发炎。它可以是无菌或细菌来源。细菌起源的病理学来自疾病携带者的呼吸道分泌物或活跃病例。

引起脑膜炎的细菌最初定居在鼻咽，从那里穿过粘膜进入血液，然后从那里到达脑脊液，从那里刺激脑膜。

这种感染的症状是：呼吸系统疾病或喉咙痛，然后出现意识混乱，呕吐，头痛（在某些情况下为严重），脖子和背部僵硬。

肺炎

几种细菌与肺炎有关，但是鸟分枝杆菌和胞内分枝杆菌是造成该疾病的主要原因。这些细菌在世界范围内分布，不仅感染人类，还感染其他脊椎动物和昆虫。

呼吸系统和消化系统被认为是这些细菌在患者体内定殖的切入点。这种疾病在人类中表现为肺部感染，就像肺结核引起的一样。

其他疾病

气道细菌还传播许多其他疾病，其中我们可以提及的是：科氏杆菌（结核分枝杆菌）产生的结核病；百日咳是由百日咳博德特氏菌引起的，而链球菌则是疾病。

-节肢动物传播

由这些无脊椎动物引起的细菌性疾病被认为是罕见的，但是它们却引起了人们的极大关注。其中一些疾病是：

hr虫病

病原体是由查菲埃里希氏菌引起的，它是由动物水库（例如壁虱）传播的。细菌一旦进入血液，就会引起一种非特异性的发热性疾病，称为人类单核细胞埃希氏菌病（HEM）。该疾病的特征是症状，如：发烧，发冷，头痛和肌痛。

流行性斑疹伤寒

细菌病是通过虱子传播给人的。引起这种疾病的杆菌是立克氏菌。当虱子以感染者为食时，细菌感染节肢动物的肠道并传播。

不久后，虱子粪便中出现大量立克次体，当虱子吸吮另一名健康个体的血液时，它们便排便。

当刺痛引起的刺激使人抓挠时，它会污染受损的部位，并使立克次体进入其血液，随后它们会通过感染内皮细胞而引起血管发炎。这种疾病的症状是发烧，严重头痛和肌痛。

莱姆病

莱姆病是由a叮咬传播给人的细菌感染，其自然宿主为田鼠和鹿。致病细菌是疏螺旋体属的螺旋体。

在临床上，该疾病分为三个阶段：首先，它通常始于像环一样扩大的皮肤病变。该阶段通常伴有发烧，发冷，疲劳，全身乏力和头痛。

第二阶段的特征是关节炎，心脏发炎和神经系统疾病。第三和最后一个阶段可以在数年后观察到，其特征在于个体发展为神经元脱髓鞘，并表现出类似于阿尔茨海默氏症或多发性硬化症的症状。

其他疾病

尽管节肢动物传播的细菌感染被认为是罕见的，但有些感染已导致人类大量死亡，例如由鼠疫耶尔森氏菌引起的黑死病或鼠疫。

另一种不像黑死病那样致命的疾病是由柯氏杆菌柯氏杆菌引起的Q热，并感染牲畜，家畜和人。

引起黑死病的细菌。鼠疫耶尔森氏菌。取自https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Yersinia_pestis_fluorescent.jpeg

-直接接触疾病

这些细菌性疾病主要与皮肤感染和基础组织有关。其中一些病理是：

痈

与被感染的家畜或其产品直接接触而传播的疾病。引起该病的细菌是炭疽芽孢杆菌，其内生孢子在土壤或动物中可以存活许多年。

人类感染的发生主要是由于皮肤受损或割伤（皮肤感染），还可能影响呼吸系统（肺炭疽）和胃肠道（胃肠道炭疽）。

皮肤上形成焦char（溃疡的皮肤丘疹），并伴有发烧，头痛和恶心等症状。

细菌性阴道病

它是一种多病菌性传播疾病（性传播疾病），由几种细菌产生。这样的细菌是阴道加德纳氏菌，Mobiluncus属和人支原体。

它是一种被认为是轻度但极具传染性的疾病，其症状是：泡沫状，大量白带，带有类似于鱼的气味，没有疼痛，灼痛或瘙痒。

淋病

另一种细菌性传播疾病。它是由淋病奈瑟菌引起的。这种双球菌一旦进入人体，就会通过菌毛和蛋白质II与黏液细胞结合。这种粘附力可以防止它被正常的分泌物或尿液从阴道中排出。

男性的症状是：从尿道排出黄色到绿色的脓液，尿频，伴有疼痛和灼痛感。暴露于细菌的人中只有10-20％在女性中发展，如果他们患了这种疾病，它会引起异位妊娠甚至不育。

其他疾病

通过直接接触引起的细菌性疾病在其起源和发展方面都非常多样化，其中最常提及的是性病，我们可以提及的是：解脲支原体和人型支原体产生的泌尿生殖道疾病；和溃疡病，由嗜血杆菌产生。

由细菌引起的其他非性接触疾病包括：结膜结膜炎，麻风病，猫抓病，气性坏疽等。

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