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細(xì)菌
本詞條是多義詞，共3個義項
生物的主要類群之一
細(xì)菌（學(xué)名：Bacteria）是生物的主要類群之一，屬于細(xì)菌域。也是所有生物中數(shù)量最多的一類，據(jù)估計，其總數(shù)約有5×10^30個。細(xì)菌的形狀相當(dāng)多樣，主要有球狀、桿狀，以及螺旋狀。
細(xì)菌簡介
細(xì)菌的個體非常小，目前已知最小的細(xì)菌只有0.2微米長，因此大多只能在顯微鏡下被看到。細(xì)菌一般是單細(xì)胞，細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，缺乏細(xì)胞核、細(xì)胞骨架以及膜狀胞器，例如線粒體和葉綠體。基于這些特征，細(xì)菌屬于原核生物（Prokaryote）。原核生物中還有另一類生物稱作古細(xì)菌（Archaea），是科學(xué)家依據(jù)演化關(guān)系而另辟的類別。為了區(qū)別，本類生物也被稱為真細(xì)菌（Eubacteria）。
細(xì)菌廣泛分布于土壤和水中，或者與其他生物共生。人體身上也帶有相當(dāng)多的細(xì)菌。據(jù)估計，人體內(nèi)及表皮上的細(xì)菌細(xì)胞總數(shù)約是人體細(xì)胞總數(shù)的十倍。此外，也有部分種類分布在極端的環(huán)境中，例如溫泉，甚至是放射性廢棄物中，它們被歸類為嗜極生物，其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌（Thermotoga maritima），科學(xué)家是在意大利的一座海底火山中發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌的。然而，細(xì)菌的種類是如此之多，科學(xué)家研究過并命名的種類只占其中的小部分。細(xì)菌域下所有門中，只有約一半是能在實驗室培養(yǎng)的種類。
細(xì)菌的營養(yǎng)方式有自養(yǎng)及異養(yǎng)，其中異養(yǎng)的腐生細(xì)菌是生態(tài)系中重要的分解者，使碳循環(huán)能順利進(jìn)行。部分細(xì)菌會進(jìn)行固氮作用，使氮元素得以轉(zhuǎn)換為生物能利用的形式。細(xì)菌也對人類活動有很大的影響。一方面，細(xì)菌是許多疾病的病原體，包括肺結(jié)核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細(xì)菌所引發(fā)。然而，人類也時常利用細(xì)菌，例如乳酪及酸奶的制作、部分抗生素的制造及廢水的處理等，都與細(xì)菌有關(guān)。在生物科技領(lǐng)域中，細(xì)菌也有著廣泛的運用。
細(xì)菌是一種單細(xì)胞生物體，生物學(xué)家把這種生物歸入“裂殖菌類”。細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞壁非常像普通植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，但沒有葉綠素。因此，細(xì)菌往往與其他缺乏葉綠素的植物結(jié)成團(tuán)塊，并被看作“真菌”。細(xì)菌因為特別小而區(qū)別于其他植物細(xì)胞。實際上，細(xì)菌也包括存在著的最小的細(xì)胞。此外，細(xì)菌沒有明顯的核，而具有分散在整個細(xì)胞內(nèi)的核物質(zhì)。因此，細(xì)菌有時與被稱為“藍(lán)綠藻”的簡單植物細(xì)胞結(jié)成團(tuán)塊，藍(lán)綠藻也有分散的核物質(zhì)，但它還有葉綠素。人們越來越普遍地把細(xì)菌和其他大一些的單細(xì)胞生物歸在一起，形成既不屬于植物界也不屬于動物界的一類生物，它們組成生命的第三界——“原生物界”。有些細(xì)菌是“病原的”細(xì)菌，其含義是致病的細(xì)菌。然而，大多數(shù)類型的細(xì)菌不是致病的，而的確常常是非常有用的。例如，土壤的肥沃在很大程度上取決于住在土壤中的細(xì)菌的活性。“微生物”，恰當(dāng)?shù)卣f，是指任何一種形式的微觀生命。“菌株”一詞用得更加普遍，因為它指的是任何一點小的生命，甚至是一個稍大一點的生物的一部分。例如，包含著實際生命組成部分的一個種子的那個部分就是胚芽，因此我們說“小麥胚芽”。此外，卵細(xì)胞和精子（載著最終將發(fā)育成一個完整生物的極小生命火花）都稱為“生殖細(xì)胞”。然而，在一般情況下，微生物和菌株都用來作為細(xì)菌的同義詞；而且確實尤其適用于致病的細(xì)菌。
發(fā)現(xiàn)細(xì)菌最早是被荷蘭人列文虎克（Antonie van Leeuwemhoek，1632-1723）在一位從未刷過牙的老人牙垢上發(fā)現(xiàn)的，但那時的人們認(rèn)為細(xì)菌是自然產(chǎn)生的。直到后來，巴斯德用鵝頸瓶實驗指出，細(xì)菌是由空氣中已有細(xì)菌產(chǎn)生的，而不是自行產(chǎn)生，并發(fā)明了“巴氏消毒法”，被后人譽(yù)為“微生物之父”。
細(xì)菌這個名詞最初由德國科學(xué)家埃倫伯格（Christian Gottfried Ehrenberg，1795-1876）在1828年提出，用來指代某種細(xì)菌。這個詞來源于希臘語βακτηριον，意為“小棍子”。
1878年，法國外科醫(yī)生塞迪悅（Charles Emmanuel Sedillot，1804-1883）提出“微生物”來描述細(xì)菌細(xì)胞或者更普遍的用來指微小生物體。
因為細(xì)菌是單細(xì)胞微生物，用肉眼無法看見，需要用顯微鏡來觀察。1683年，安東·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek，1632-1723）最先使用自己設(shè)計的單透鏡顯微鏡觀察到了細(xì)菌，大概放大200倍。路易·巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）和羅伯特·科赫（Robert Koch，1843-1910）指出細(xì)菌可導(dǎo)致疾病。
細(xì)菌（放大）
細(xì)菌的形態(tài)
一、基本形態(tài)與大小
（1）球菌：
球菌是外形呈圓球形或橢圓形的細(xì)菌，直徑0.5～1微米，有以下幾種類型：①單球菌：單獨存在，如尿素小球菌；②雙球菌：如肺炎雙球菌；③鏈球菌：如乳酸鏈球菌；④四聯(lián)球菌：形成的4個細(xì)胞排列在一起，成田字，如四聯(lián)球菌；⑤八疊球菌：如尿素生孢八疊球菌；⑥葡萄球菌：如金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。
（2）桿菌：
外形為桿狀的細(xì)菌稱桿菌，常有長寬接近的短桿或球桿狀菌，如甲烷短桿菌屬(Methano—brevibacter)；長寬相差較大的棒桿狀或長桿狀菌，如枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、梭狀桿菌(Bacterium fusiformis)；分枝狀或叉狀菌，如雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)；竹節(jié)狀(兩端平截)，如炭疽芽孢桿菌(Bacillusanthracis)等。
（3）螺旋狀：
螺旋狀的細(xì)菌稱螺旋菌，一般長5～50微米，寬0.5～5微米，根據(jù)菌體的彎曲可分為：①弧菌(Vibrio)：螺旋不足一環(huán)者呈香蕉狀或逗點狀，如霍亂弧菌(Vibrio cholerae)；②螺菌(Spirillum)：滿2～6環(huán)的小型、堅硬的螺旋狀細(xì)菌，如小螺菌(Spirillum minor)；③螺旋體(Spirochaeta)：旋轉(zhuǎn)周數(shù)多(通常超過6環(huán))、體長而柔軟的螺旋狀細(xì)菌，如梅毒螺旋體（Treponema Pallidum）。
二、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)
細(xì)菌的結(jié)構(gòu)分為基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)。基本結(jié)構(gòu)是各種細(xì)菌都具有的結(jié)構(gòu)，包括細(xì)菌的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)。某些細(xì)菌特有的結(jié)構(gòu)稱為特殊結(jié)構(gòu)，包括細(xì)菌的莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞。
細(xì)胞壁
細(xì)胞壁（cell wall) 位于菌細(xì)胞的最外層，包繞在細(xì)胞膜的周圍，組成較復(fù)雜，并隨細(xì)菌不同而異。革蘭陽性菌和革蘭陰性菌細(xì)胞壁的共有組分為肽聚糖，但各自有其特殊組分。
細(xì)胞壁厚度因細(xì)菌不同而異，一般為15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸構(gòu)成雙糖單元，以β-1,4糖苷鍵連接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽側(cè)鏈，相鄰聚糖纖維之間的短肽通過肽橋（革蘭陽性菌）或肽鍵（革蘭陰性菌）橋接起來，形成了肽聚糖片層，像膠合板一樣，粘合成多層。
肽聚糖中的多糖鏈在各物種中都一樣，而橫向短肽鏈卻有種間差異。革蘭陽性菌細(xì)胞壁厚約20～80nm，有15-50層肽聚糖片層，每層厚1nm，含20-40%的磷壁酸（teichoic acid），有的還具有少量蛋白質(zhì)。革蘭陰性菌細(xì)胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，其他成分較為復(fù)雜，由外向內(nèi)依次為脂多糖、細(xì)菌外膜和脂蛋白。此外，外膜與細(xì)胞之間還有間隙。
肽聚糖是革蘭陽性菌細(xì)胞壁的主要成分，凡能破壞肽聚糖結(jié)構(gòu)或抑制其合成的物質(zhì)，都有抑菌或殺菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶的活性，抑制肽橋形成。
細(xì)菌細(xì)胞壁的功能包括：①保持細(xì)胞外形，提高機(jī)械強(qiáng)度；②抑制機(jī)械和滲透損傷（革蘭陽性菌的細(xì)胞壁能耐受20kg/cm 的壓力）；③介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用（侵入宿主）④；防止大分子入侵；⑤協(xié)助細(xì)胞運動和生長，分裂和鞭毛運動；⑥賦予細(xì)菌特定的抗原性以對抗生素和噬菌體的敏感性。
其中還有一些缺壁細(xì)菌，分為四類：①L型細(xì)菌，是指某些在實驗室或宿主體內(nèi)，通過自發(fā)突變，形成細(xì)胞壁缺陷的變異菌株；②原生質(zhì)體，是指在人為條件下（用溶菌酶或青霉素）處理革蘭陽性細(xì)菌，獲得的無壁細(xì)胞；③球狀體，是指在人為條件下，處理革蘭陰性菌，獲得的殘留部分細(xì)胞壁的細(xì)胞；④支原體，是指在進(jìn)化過程中獲得的無壁的原核微生物。
細(xì)胞膜
是典型的單位膜結(jié)構(gòu)，厚約8~10nm，外側(cè)緊貼細(xì)胞壁，某些革蘭陰性菌還具有細(xì)胞外膜。通常不形成內(nèi)膜系統(tǒng)，除核糖體外，沒有其它類似真核細(xì)胞的細(xì)胞器，呼吸和光合作用的電子傳遞鏈位于細(xì)胞膜上。某些進(jìn)行光合作用的原核生物（藍(lán)細(xì)菌和紫細(xì)菌），質(zhì)膜內(nèi)褶形成結(jié)合有色素的內(nèi)膜，與捕光反應(yīng)有關(guān)。某些革蘭陽性細(xì)菌質(zhì)膜內(nèi)褶形成小管狀結(jié)構(gòu)，稱為中膜體（mesosome）或間體，中膜體擴(kuò)大了細(xì)胞膜的表面積，提高了代謝效率，有擬線粒體（Chondroid）之稱，此外還可能與DNA的復(fù)制有關(guān)。
細(xì)胞質(zhì)與核質(zhì)體
細(xì)菌和其它原核生物一樣，只有擬核，沒有核膜，DNA集中在細(xì)胞質(zhì)中的低電子密度區(qū)，稱核區(qū)或核質(zhì)體（nuclear body）。細(xì)菌一般具有1-4個核質(zhì)體，多的可達(dá)20余個。核質(zhì)體是環(huán)狀的雙鏈DNA分子，所含的遺傳信息量可編碼2000～3000種蛋白質(zhì)，空間構(gòu)建十分精簡，沒有內(nèi)含子。由于沒有核膜，因此DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成可同時進(jìn)行，而不像真核細(xì)胞的這些生化反應(yīng)在時間和空間上是嚴(yán)格分隔開來的。
每個細(xì)菌細(xì)胞約含5000～50000個核糖體，部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)菌核糖體的沉降系數(shù)為70S，由大亞單位（50S）與小亞單位（30S）組成，大亞單位含有23SrRNA，5SrRNA與30多種蛋白質(zhì)，小亞單位含有16SrRNA與20多種蛋白質(zhì)。30S的小亞單位對四環(huán)素與鏈霉素很敏感，50S的大亞單位對紅霉素與氯霉素很敏感。
細(xì)菌核區(qū)DNA以外的，可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子，稱為質(zhì)粒（plasmid）。質(zhì)粒是裸露的環(huán)狀雙鏈DNA分子，所含遺傳信息量為2~200個基因，能進(jìn)行自我復(fù)制，有時能整合到核DNA中去。質(zhì)粒DNA在遺傳工程研究中很重要，常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。
胞質(zhì)顆粒是細(xì)胞質(zhì)中的顆粒，起暫時貯存營養(yǎng)物質(zhì)的作用，包括多糖、脂類、多磷酸鹽等。
莢膜
許多細(xì)菌的最外表還覆蓋著一層多糖類物質(zhì)，邊界明顯的稱為莢膜（capsule），如肺炎球菌，邊界不明顯的稱為粘液層（slime layer），如葡萄球菌。莢膜對細(xì)菌的生存具有重要意義，細(xì)菌不僅可利用莢膜抵御不良環(huán)境；保護(hù)自身不受白細(xì)胞吞噬；而且能有選擇地粘附到特定細(xì)胞的表面上，表現(xiàn)出對靶細(xì)胞的專一攻擊能力。例如，傷寒沙門桿菌能專一性地侵犯腸道淋巴組織。細(xì)菌莢膜的纖絲還能把細(xì)菌分泌的消化酶貯存起來，以備攻擊靶細(xì)胞之用。
另外在細(xì)菌入侵免疫系統(tǒng)時，莢膜可以防止免疫系統(tǒng)識別細(xì)菌，從而存活下來。
鞭毛
鞭毛是某些細(xì)菌的運動器官，由一種稱為鞭毛蛋白（flagellin）的彈性蛋白構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上不同于真核生物的鞭毛。細(xì)菌可以通過調(diào)整鞭毛旋轉(zhuǎn)的方向（順和逆時針）來改變運動狀態(tài)。
菌毛
菌毛是在某些細(xì)菌表面存在著一種比鞭毛更細(xì)、更短而直硬的絲狀物，須用電鏡觀察。特點是：細(xì)、短、直、硬、多，菌毛與細(xì)菌運動無關(guān)，根據(jù)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，可分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細(xì)菌吸附和侵染宿主有關(guān)，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質(zhì)有關(guān)。
有些細(xì)菌在生長發(fā)育的后期，個體縮小，細(xì)胞壁增厚，形成芽孢。芽孢是細(xì)菌的休眠體，對不良環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗能力。小而輕的芽孢還可以隨風(fēng)四處飄散，落在適當(dāng)環(huán)境中，又能萌發(fā)成為細(xì)菌。細(xì)菌快速繁殖和形成芽孢的特性，使它們幾乎無處不在。
某些細(xì)菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營養(yǎng)時，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體，由于芽孢在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)形成，故常稱為內(nèi)生孢子。
芽孢的生命力非常頑強(qiáng)，有些湖底沉積土中的芽孢桿菌經(jīng)500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在pH 7.0時能耐受100℃煮沸5-9.5小時。芽孢由內(nèi)及外有以下幾部分組成：
2．內(nèi)膜（inner membrane）：由原來繁殖型細(xì)菌的細(xì)胞膜形成，包圍芽孢原生質(zhì)。還有細(xì)模質(zhì)。
3．芽孢壁（spore wall）：由繁殖型細(xì)菌的肽聚糖組成，包圍內(nèi)膜。發(fā)芽后成為細(xì)菌的細(xì)胞壁。
4．皮質(zhì)（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一層，由肽聚糖組成，但結(jié)構(gòu)不同于細(xì)胞壁的肽聚糖，交聯(lián)少，多糖支架中為胞壁酐而不是胞壁酸，四肽側(cè)鏈由L-Ala組成。
5．外膜（outer membrane）：也是由細(xì)菌細(xì)胞膜形成的。
7．外壁（exosporium）：芽孢外衣，是芽孢的最外層，由脂蛋白及碳水化合物(糖類)組成，結(jié)構(gòu)疏松。
細(xì)菌的繁殖
細(xì)菌是非常微小而又原始的生物，所以它們的繁殖方式及在培養(yǎng)基上的生長情況與高等動植物細(xì)胞有較大的差異。
一、細(xì)菌的繁殖方式
細(xì)菌主要以無性二分裂方式繁殖(裂殖)，即細(xì)菌生長到一定時期，在細(xì)胞中間逐漸形成橫隔，由一個母細(xì)胞分裂為兩個大小相等的子細(xì)胞。細(xì)胞分裂是連續(xù)的過程，分裂中的兩個子細(xì)胞形成的同時，在子細(xì)胞的中間又形成橫隔，開始細(xì)菌的第二次分裂。有些細(xì)菌分裂后的子細(xì)胞分開，形成單個的菌體，有的則不分開，形成一定的排列方式，如鏈球菌、鏈桿菌等。
采用電子顯微鏡研究細(xì)菌的分裂過程表明：細(xì)菌細(xì)胞分裂大致可經(jīng)過核物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分裂、橫隔壁形成和子細(xì)胞分離等過程。細(xì)菌細(xì)胞分裂時，核質(zhì)DNA與中介體或細(xì)胞膜相連，首先DNA復(fù)制并向細(xì)胞兩端移動，與此同時，細(xì)菌細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷并形成一垂直于細(xì)胞長軸的細(xì)胞質(zhì)隔膜，使細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)均勻分配到兩個子細(xì)胞中。其次細(xì)胞形成橫隔壁，在細(xì)胞膜不斷內(nèi)陷，形成子細(xì)胞各自的細(xì)胞質(zhì)膜同時，母細(xì)胞的細(xì)胞壁也從四周向中心逐漸延伸。最后，逐漸形成子細(xì)胞各自完整的細(xì)胞壁。接著，子細(xì)胞分裂，形成兩個大小基本相等的子細(xì)胞。
細(xì)菌繁殖速度快，一般細(xì)菌約20～30min便分裂一次，即為一代。接種子肉湯培養(yǎng)中的細(xì)菌在適宜的溫度下迅速生長繁殖，肉湯很快即可變渾濁，表明有細(xì)菌的大量生長，有些細(xì)菌，如結(jié)核分枝桿菌的繁殖速度較慢，需要15-18小時才能繁殖一代。
二、細(xì)菌的菌落特征
當(dāng)細(xì)菌劃線接種到固體平板培養(yǎng)基上后，在適宜的培養(yǎng)條件下。細(xì)菌便迅速生長繁殖。由于細(xì)菌細(xì)胞受固體培養(yǎng)基表面或深層的限制，故不能像在液體培養(yǎng)基中那樣自由擴(kuò)散，因此繁殖的菌體常聚集在一起，形成了肉眼可見的細(xì)菌集落，通常稱之為菌落(colony)。由于平板劃線的分散作用，單個菌落來源于細(xì)菌的一個細(xì)胞，生長一定時間后便肉眼可見，挑選一個菌落移種到另一固體斜面培養(yǎng)基上，即可獲得細(xì)菌的純培養(yǎng)。
各種細(xì)菌在一定條件下形成的菌落均具一定的特征，包括菌落的大小、形狀、光澤、顏色、硬度、透明程度等．所以細(xì)菌菌落特征是細(xì)菌菌種鑒定的重要依據(jù)，在細(xì)菌分類學(xué)上具有重大意義。
菌落特征決定于組成菌落的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與生長行為，如細(xì)菌的莢膜，它的存在與否和菌落形態(tài)等有直接關(guān)系。肺炎鏈球菌因具有莢膜就形成光滑型菌落，其表面光滑黏稠，不具莢膜的菌株形成的菌落為粗糙型，菌落表面干燥、有皺折，表明菌落特征和細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
菌落的形狀和大小不僅決定于菌落中細(xì)胞的特性，而且也受到周圍菌落的影響，菌落靠得太近，由于營養(yǎng)物質(zhì)有限，有害代謝物的分泌和積累，因而生長受到抑制。所以在平板分離菌種時，常可看到平板上互相靠近的菌落都較小，而那些分散開的菌落均較大。，即使在同一菌落中，由于各個細(xì)菌細(xì)胞所處的空間位置不同，在營養(yǎng)物的攝取及空氣供應(yīng)等方面亦都不一樣，所以在生理上、形態(tài)上亦或多或少會有所差異。
在平板培養(yǎng)基上形成的菌落往往有三種情況，即表面菌落、深層菌落和底層菌落，上面所介紹的菌落特征都是指表面菌落。某些細(xì)菌在明膠培養(yǎng)基中生長繁殖時，能產(chǎn)生明膠酶水解明膠。如果將這些菌種穿刺接種在盛有明膠培養(yǎng)基的試管中，則由于明膠被水解形成不同形狀的溶解區(qū)，由于一定的細(xì)菌形成一定形狀的溶解區(qū)，所以是細(xì)菌分類的項目之一。
基因重組
1．轉(zhuǎn)化。受菌直接攝取供菌的游離DNA片斷，并將它整合到自己的基因組中，而獲得供菌部分遺傳性狀的現(xiàn)象。
2．轉(zhuǎn)導(dǎo)。以噬菌體為媒介，供菌中的DNA片段被帶至受菌中，使后者獲得部分遺傳性狀。
4．接合。供菌與受菌通過直接接觸或性菌毛介導(dǎo)，供菌的大段DNA（包括質(zhì)粒）進(jìn)入受菌，而與后者發(fā)生基因重組的現(xiàn)象。
致病性：
細(xì)菌對寄主的侵犯，包括細(xì)菌吸附于體表，侵入組織或細(xì)胞，生長繁殖，產(chǎn)生毒素，乃至擴(kuò)散蔓延以及抗拒寄主的一系列防御機(jī)能，造成機(jī)體損傷。
吸附：細(xì)菌能以它表面的特殊成分和結(jié)構(gòu)附著于寄主體表或各器官的上皮粘膜，如大腸桿菌的某些菌株借其表面抗原（K88）吸附于腸上皮，淋球菌借其表面絲狀突出物吸附于尿道上皮，化膿性鏈球菌借其表面特異性M蛋白吸附于咽部粘膜等。
侵入機(jī)體：分三種不同現(xiàn)象：
在體內(nèi)繁殖：細(xì)菌在體內(nèi)繁殖，要求適合它生長的營養(yǎng)條件和抵抗寄主的能力，如變形桿菌，由于具有尿素酶，能利用尿素生長，并產(chǎn)生氨損傷組織，所以比其他細(xì)菌引起更為嚴(yán)重的腎盂腎炎。又如布氏桿菌能在胎型絨毛膜和羊水中大量生長，造成流產(chǎn)，因為胚胎組織中有豐富的赤癬醇是布氏桿菌生長的刺激素。
擴(kuò)散：某些細(xì)菌能產(chǎn)生可溶性物質(zhì)，分解結(jié)締組織基質(zhì)中的透明質(zhì)酸，造成皮下擴(kuò)散，如化膿性鏈球菌。另外有些細(xì)菌如布氏桿菌、鼠疫桿菌，在淋巴結(jié)內(nèi)不被清除，反而能生長繁殖，通過淋巴液擴(kuò)散至體內(nèi)其他部位。在機(jī)體抵抗力差時，局部感染的細(xì)菌可侵入血循環(huán)造成菌血癥。
對寄主防御機(jī)能的抵抗：如鏈球菌的溶血素、肺炎球菌的莢膜、金黃色葡萄球菌的凝固酶、結(jié)核桿菌的抑制和抵抗溶菌酶的作用，有些致病菌還能產(chǎn)生某些物質(zhì)殺傷吞噬細(xì)胞等，這些均能使細(xì)菌在機(jī)體內(nèi)存活而致病。
毒素：有外毒素和內(nèi)毒素兩類，肉毒桿菌的毒素和葡萄球菌的腸毒素即是外毒素（在體外產(chǎn)生）。還有在傳染病中起主要作用或起部分致病作用的如白喉、破傷風(fēng)的毒素以及鏈球菌的紅斑毒素等。引起腸道感染的細(xì)菌，可產(chǎn)生一些毒素激活腺苷酸環(huán)化酶使cAMP增加，腸道分泌增多而致腹瀉。內(nèi)毒素是和革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁相關(guān)的磷脂多糖蛋白質(zhì)，大分子復(fù)合物，脂多糖是其主要成分，內(nèi)毒素可以引起微循環(huán)灌注不足，休克、彌漫性毛細(xì)血管內(nèi)凝血和施瓦茨曼氏反應(yīng)（局部皮膚反應(yīng)）等。
代謝
細(xì)菌具有許多不同的代謝方式。一些細(xì)菌只需要二氧化碳作為它們的碳源，被稱作自養(yǎng)生物。那些通過光合作用從光中獲取能量的，稱為光合自養(yǎng)生物。那些依靠氧化化合物中獲取能量的，稱為化能自養(yǎng)生物。另外一些細(xì)菌依靠有機(jī)物形式的碳作為碳源，稱為異養(yǎng)生物。
光合自養(yǎng)菌包括藍(lán)細(xì)菌，它是已知的最古老的生物，可能在制造地球大氣的氧氣中起了重要作用。其他的光合細(xì)菌進(jìn)行一些不制造氧氣的過程。包括綠硫細(xì)菌，綠非硫細(xì)菌，紫硫細(xì)菌，紫非硫細(xì)菌和太陽桿菌。
正常生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)包括氮，硫，磷，維生素和金屬元素，例如鈉，鉀，鈣，鎂，鐵，鋅和鈷。
根據(jù)它們對氧氣的反應(yīng)，大部分細(xì)菌可以被分為以下三類：一些只能在氧氣存在的情況下生長，稱為需氧菌；另一些只能在沒有氧氣存在的情況下生長，稱為厭氧菌；還有一些無論有氧無氧都能生長，稱為兼性厭氧菌。細(xì)菌也能在人類認(rèn)為是極端的環(huán)境中旺盛得生長，這類生物被稱為極端微生物。一些細(xì)菌存在于溫泉中，被稱為嗜熱細(xì)菌；另一些居住在高鹽湖中，稱為喜鹽微生物；還有一些存在于酸性或堿性環(huán)境中，被稱為嗜酸細(xì)菌和嗜堿細(xì)菌；另有一些存在于阿爾卑斯山冰川中，被稱為嗜冷細(xì)菌。
運動
運動型細(xì)菌可以依靠鞭毛，細(xì)菌滑行或改變浮力來四處移動。另一類細(xì)菌，螺旋體，具有一些類似鞭毛的結(jié)構(gòu)，稱為軸絲，連接周質(zhì)的兩細(xì)胞膜。當(dāng)他們移動時，身體呈現(xiàn)扭曲的螺旋型。螺旋菌則不具軸絲，但其具有鞭毛。
運動型細(xì)菌可以被特定刺激吸引或驅(qū)逐，這個行為稱作趨性，例如，趨化性，趨光性，趨機(jī)械性。在一種特殊的細(xì)菌，粘細(xì)菌中，個體細(xì)菌互相吸引，聚集成團(tuán)，形成子實體。
細(xì)菌的種類
細(xì)菌
細(xì)菌（Bacteria）是生物的主要類群之一，屬于細(xì)菌域。細(xì)菌是所有生物中數(shù)量最多的一類，據(jù)估計，其總數(shù)約有5×10^30個。細(xì)菌的個體非常小，目前已知最小的細(xì)菌只有0.2微米長，因此大多只能在顯微鏡下看到它們。細(xì)菌一般是單細(xì)胞，細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，缺乏細(xì)胞核、細(xì)胞骨架以及膜狀胞器，例如線粒體和葉綠體。基于這些特征，細(xì)菌屬于原核生物（Prokaryota）。原核生物中還有另一類生物稱作古細(xì)菌（Archaea），是科學(xué)家依據(jù)演化關(guān)系而另辟的類別。為了區(qū)別，本類生物也被稱做真細(xì)菌（Eubacteria）。
根據(jù)形態(tài)分類
細(xì)菌具有不同的形狀。大部分細(xì)菌根據(jù)形狀分為三類：桿菌是棒狀；球菌是球形（例如鏈球菌或葡萄球菌）；螺旋菌是螺旋形，包括弧菌、螺旋菌和螺旋體。
細(xì)菌的結(jié)構(gòu)十分簡單，原核生物，沒有成形的細(xì)胞核，沒有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器例如線粒體和葉綠體，但是有細(xì)胞壁，有的細(xì)菌還有鞭毛和莢膜，根據(jù)細(xì)胞壁的組成成分，細(xì)菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。“革蘭氏”來源于丹麥細(xì)菌學(xué)家革蘭（Hans Christian Gram），他發(fā)明了革蘭氏染色。
細(xì)菌
細(xì)菌的分類的變化根本上反應(yīng)了發(fā)展史思想的變化，許多種類甚至經(jīng)常改變或改名。隨著基因測序，基因組學(xué)，生物信息學(xué)和計算生物學(xué)的發(fā)展，細(xì)菌學(xué)被放到了一個合適的位置。最初除了藍(lán)細(xì)菌外（它完全沒有被歸為細(xì)菌，而是歸為藍(lán)綠藻），其他細(xì)菌被認(rèn)為是一類真菌。隨著它們的特殊的原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)，這明顯不同于其他生物（它們都是真核生物），導(dǎo)致細(xì)菌歸為一個單獨的種類，在不同時期被稱為原核生物，細(xì)菌，原核生物界。一般認(rèn)為真核生物來源于原核生物。
通過研究rRNA序列，美國微生物學(xué)家伍茲（Carl Woese）于1976年提出，原核生物包含兩個大的類群。他將其稱為真細(xì)菌（Eubacteria）和古細(xì)菌（Archaebacteria），后來被改名為細(xì)菌（Bacteria）和古菌（Archaea）。伍茲指出，這兩類細(xì)菌與真核細(xì)胞是由一個原始的生物分別起源的不同的種類。研究者已經(jīng)拋棄了這個模型，但是三域系統(tǒng)獲得了普遍的認(rèn)同。這樣，細(xì)菌就可以被分為幾個界，而在其他體系中被認(rèn)為是一個界。它們通常被認(rèn)為是一個單源的群體，但是這種方法仍有爭議。
古細(xì)菌
古細(xì)菌（archaeobacteria）（又可叫做古生菌或者古菌）是一類很特殊的細(xì)菌，多生活在極端的生態(tài)環(huán)境中。具有原核生物的某些特征，如無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細(xì)胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白；此外還具有既不同于原核細(xì)胞也不同于真核細(xì)胞的特征，如：細(xì)胞膜中的脂類是不可皂化的；細(xì)胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質(zhì)為主，有的含雜多糖，有的類似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。
根據(jù)類別分類
門：
產(chǎn)水菌門Aquificae
熱袍菌門Therm
熱脫硫桿菌門Thermodesulfobacteria
異常球菌-棲熱菌門Deinococcus-Tmus
產(chǎn)金菌門Chrysiogenetes
綠彎菌門Chloroflexi
熱微菌門Thermomicrobia
硝化螺旋菌門Nitrospirae
脫鐵桿菌門Deferribacteres
藍(lán)藻門Cyanobacteria
綠菌門Chlorobi
變形菌門Proteobacteria
厚壁菌門Firmicutes
放線菌門Actinobacteria
浮霉菌門Planctomycetes
衣原體門Chlamydiae
螺旋體門Spirochaetes
纖維桿菌門Fibrobacteres
酸桿菌門Acidobacteria
擬桿菌門Bacteroidetes
黃桿菌門Flteria
鞘脂桿菌門Sphingobacteria
梭桿菌門Fusobacria
疣微菌門Verrucomicrob
網(wǎng)團(tuán)菌門Dictyoglomi
芽單胞菌門Gemm
用途與危害
細(xì)菌對環(huán)境，人類和動物既有用處又有危害。一些細(xì)菌成為病原體，導(dǎo)致了破傷風(fēng)、傷寒、肺炎、梅毒、霍亂和肺結(jié)核。在植物中，細(xì)菌導(dǎo)致葉斑病、火疫病和萎蔫。感染方式包括接觸、空氣傳播、食物、水和帶菌微生物。病原體可以用抗菌素處理，抗菌素分為殺菌型和抑菌型。
細(xì)菌通常與酵母菌及其他種類的真菌一起用于酦酵食物，例如在醋的傳統(tǒng)制造過程中，就是利用空氣中的醋酸菌（Acetobacter）使酒轉(zhuǎn)變成醋。其他利用細(xì)菌制造的食品還有奶酪、泡菜、醬油、醋、酒、優(yōu)格等。細(xì)菌也能夠分泌多種抗生素，例如鏈霉素即是由鏈霉菌（Steptomyces）所分泌的。
細(xì)菌能降解多種有機(jī)化合物的能力也常被用來清除污染，稱做生物復(fù)育（bioremediation）。舉例來說，科學(xué)家利用嗜甲烷菌（methanotroph）來分解美國佐治亞州的三氯乙烯和四氯乙烯污染。
細(xì)菌也對人類活動有很大的影響。例如奶酪及優(yōu)格的制作、部分抗生素的制造、廢水的處理等，都與細(xì)菌有關(guān)。在生物科技領(lǐng)域中，細(xì)菌也有著廣泛的運用。
細(xì)菌發(fā)電
生物學(xué)家預(yù)言，21世紀(jì)將是細(xì)菌發(fā)電造福人類的時代。說起細(xì)菌發(fā)電，可以追溯到1910年，英國植物學(xué)家利用鉑作為電極放進(jìn)大腸桿菌的培養(yǎng)液里，成功地制造出世界上第一個細(xì)菌電池。1984年，美國科學(xué)家設(shè)計出一種太空飛船使用的細(xì)菌電池，其電極的活性物質(zhì)是宇航員的尿液和活細(xì)菌。不過，那時的細(xì)菌電池放電效率較低。到了20世紀(jì)80年代末，細(xì)菌發(fā)電才有了重大突破，英國化學(xué)家讓細(xì)菌在電池組里分解分子，以釋放電子向陽極運動產(chǎn)生電能。其方法是，在糖液中添加某些諸如染料之類的芳香族化合物作為稀釋液，來提高生物系統(tǒng)輸送電子的能力。在細(xì)菌發(fā)電期間，還要往電池里不斷地充氣，用以攪拌細(xì)菌培養(yǎng)液和氧化物質(zhì)的混合物。據(jù)計算，利用這種細(xì)菌電池，每100克糖可獲得1352930庫侖的電能，其效率可達(dá)40%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使用的電池的效率，而且還有10%的潛力可挖掘。只要不斷地往電池里添入糖就可獲得2安培電流，且能持續(xù)數(shù)月之久。
利用細(xì)菌發(fā)電原理，還可以建立細(xì)菌發(fā)電站。在10米見方的立方體盛器里充滿細(xì)菌培養(yǎng)液，就可建立一個1000千瓦的細(xì)菌發(fā)電站，每小時的耗糖量為200千克，發(fā)電成本是高了一些，但這是一種不會污染環(huán)境的"綠色"電站，更何況技術(shù)發(fā)展后，完全可以用諸如鋸末、秸稈、落葉等廢棄的有機(jī)物的水解物來代替糖液，因此，細(xì)菌發(fā)電的前景十分誘人。
各發(fā)達(dá)國家如八仙過海，各顯神通：美國設(shè)計出一種綜合細(xì)菌電池，是由電池里的單細(xì)胞藻類首先利用太陽光將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖，然后再讓細(xì)菌利用這些糖來發(fā)電；日本將兩種細(xì)菌放入電池的特制糖漿中，讓一種細(xì)菌吞食糖漿產(chǎn)生醋酸和有機(jī)酸，而讓另一種細(xì)菌將這些酸類轉(zhuǎn)化成氫氣，由氫氣進(jìn)入磷酸燃料電池發(fā)電；英國則發(fā)明出一種以甲醇為電池液，以醇脫氫酶鉑金為電極的細(xì)菌電池。
而且，各種不同的細(xì)菌電池相繼問世。例如有一種綜合細(xì)菌電池，先由電池里的單細(xì)胞藻類利用日光將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成糖，然后再讓細(xì)菌利用這些糖來發(fā)電。還有一種細(xì)菌電池則是將兩種細(xì)菌放入電池的特制糖漿中，讓一種細(xì)菌吞食糖漿產(chǎn)生醋酸和有機(jī)酸，再讓另一種細(xì)菌將這些酸類轉(zhuǎn)化成氫氣，利用氫氣進(jìn)入磷酸燃料電池發(fā)電。
細(xì)菌益腸胃
身體大腸內(nèi)的細(xì)菌靠分解小腸內(nèi)部的廢棄物生活。這些東西由于不可消化，人體系統(tǒng)拒絕處理它們。這些細(xì)菌自己裝備有一系列的酶和新陳代謝的通道。這樣，它們能夠繼續(xù)把遺留的有機(jī)化合物進(jìn)行分解。它們中的大多數(shù)的工作都是分解植物中的碳水化合物。大腸內(nèi)部大部分的細(xì)菌是厭氧性的細(xì)菌，意思就是它們在沒有氧氣的狀態(tài)下生活。它們不是呼出和呼入氧氣，而是通過把大分子的碳水化合物分解成為小的脂肪酸分子和二氧化碳來獲得能量。這一過程稱為“發(fā)酵”。
一些脂肪酸通過大腸的腸壁被重新吸收，這會給我們提供額外的能源。剩余的脂肪酸幫助細(xì)菌迅速生長。其速度之快可以使它們在每20分鐘內(nèi)繁殖一次。因為它們合成的一些維生素B和維生素K比它們需要的多，所以它們非常慷慨地把多余的維生素供應(yīng)給它們這個群體中其他的生物，也提供給你——它們的宿主。盡管你不能自己生產(chǎn)這些維生素，但你可以依靠這些對你非常友好的細(xì)菌來源源不斷供應(yīng)給你。
科學(xué)家們剛剛開始明白這一集體中不同的細(xì)菌之間的復(fù)雜關(guān)系，以及它們同人這個宿主之間的相互作用。這是一個動態(tài)的系統(tǒng)，隨著宿主在飲食結(jié)構(gòu)和年齡上的變化，這一系統(tǒng)也做出相應(yīng)的調(diào)整。你一出生就開始在體內(nèi)匯集你所選擇的細(xì)菌的種類。當(dāng)你的飲食結(jié)構(gòu)從母乳變?yōu)榕Ｄ蹋肿兂刹煌墓腆w食物時，你的體內(nèi)又會有新的細(xì)菌來占據(jù)主導(dǎo)地位了。
積聚在大腸壁上的細(xì)菌是經(jīng)歷過艱難旅程后的幸存者。從口腔開始經(jīng)過小腸，他們受到消化酶和強(qiáng)酸的襲擊。那些在完成旅行后而安然無恙的細(xì)菌在到達(dá)時會遇到更多的障礙。要想生長，它們必須同已經(jīng)住在那里的細(xì)菌爭奪空間和營養(yǎng)。幸運的是，這些“友好的”細(xì)菌能夠非常熟練地把自己粘貼到大腸壁上任何可利用的地方。這些友好的細(xì)菌中的一些可以產(chǎn)生酸和被稱為“細(xì)菌素”的抗菌化合物。這些細(xì)菌素可以幫助抵御那些令人討厭的細(xì)菌的侵襲。
那些友好的細(xì)菌能夠控制更危險的細(xì)菌的數(shù)量，增加人們對“前生命期”食物的興趣。這種食物含有培養(yǎng)菌，酸奶就是其中的一種。在你喝下一瓶酸奶的時候，檢查一下標(biāo)簽，看一看哪種細(xì)菌將會成為你體內(nèi)的下一批客人。這就是益生菌。
識別身份
美國科羅拉多大學(xué)的科學(xué)家開展了一項研究，他們分別從三個人的指尖與他們個人電腦的鍵盤和鼠標(biāo)上采集細(xì)菌樣本，然后又從數(shù)量眾多的，他們未接觸過的鍵盤、鼠標(biāo)上采集細(xì)菌樣本。經(jīng)過對這些樣本的DNA比較，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在三人未接觸過的電腦部件上找不到存活于三人雙手上的細(xì)菌。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，在室溫條件下，手上的細(xì)菌離開人體還可以存活兩周左右。另外，細(xì)菌繁殖力非常強(qiáng)大，即使我們用殺菌力超強(qiáng)的香皂洗手，它們也能在幾小時內(nèi)“死灰復(fù)燃”。
細(xì)菌帶有磁性
發(fā)現(xiàn)
1683年，荷蘭人列文虎克（Antonie van Leeuwemhoek，1632-1723）在一位從未刷過牙的老人牙垢上觀察到了細(xì)菌，當(dāng)時的人們認(rèn)為細(xì)菌是自然產(chǎn)生的，即自然發(fā)生論。
1975年，布萊克摩爾博士在實驗中發(fā)現(xiàn)了一個怪現(xiàn)象，當(dāng)他在顯微鏡下觀察含有微生物的水滴時，發(fā)現(xiàn)有些細(xì)菌很快地向顯微鏡靠北的一邊移動。布萊克摩爾博士以為實驗靠北面的窗子射入了更多的光線，誘使這些小東西朝北游動。于是，他換了一個位置，觀測到的現(xiàn)象卻與先前一樣。他又試驗了其他幾種有可能影響細(xì)菌游動方向的因素，細(xì)菌并不受這些因素的影響仍舊向北游動。
布萊克摩爾想到鴿子能夠依靠地球磁場來為自己導(dǎo)航的現(xiàn)象，他從中得到啟示，是否是磁場影響了這些細(xì)菌的游動方向呢？他決定用磁鐵試一試。當(dāng)他在顯微鏡附近放一塊磁鐵再觀察時，看到細(xì)菌朝磁鐵的北極方向游去。
科學(xué)家們又在南半球發(fā)現(xiàn)了向南的細(xì)菌。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，南半球的細(xì)菌大多向南運動，赤道附近的細(xì)菌向兩級的數(shù)目大致相同。
培養(yǎng)的方法
常用的細(xì)菌培養(yǎng)基
馬鈴薯
取新鮮牛心（除去脂肪和血管）250克，用刀細(xì)細(xì)剁成肉末后，加入500毫升蒸餾水和5克蛋白胨。在燒杯上做好記號，煮沸，轉(zhuǎn)用文火燉2小時。過濾，濾出的肉末干燥處理，濾液pH值調(diào)到7.5左右。每支試管內(nèi)加入10毫升肉湯和少量碎末狀的干牛心，滅菌，備用。
分布
細(xì)菌是非常古老的生物，大約出現(xiàn)于37億年前。
真核生物細(xì)胞中的兩種細(xì)胞器：線粒體和葉綠體，通常被認(rèn)為是來源于內(nèi)共生細(xì)菌。
微生物大量分布于有食物，潮濕，合適的溫度，適于它們繁殖和生長的地方。細(xì)菌可以被氣流從一個地方帶到另一個地方。人體是大量細(xì)菌的棲息地；可以在皮膚表面、腸道、口腔、鼻子和其他身體部位找到。它們存在于人類呼吸的空氣中，喝的水中，吃的食物中。
細(xì)菌廣泛分布于土壤和水中，或者與其他生物共生。
歸類為嗜極生物其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌（Thermotogamaritima），只有約一半包含能在實驗室培養(yǎng)的種類。細(xì)菌的營養(yǎng)方式有自營及異營。
相關(guān)資料
書籍
《GERMS!GERMS!GERMS!》（《細(xì)菌！細(xì)菌！細(xì)菌！》）的故事書。[美]bobbi katz（鮑比·卡茲）
《瘟疫的力量 ——人類與微生物的殊死斗爭》[德]克勞迪婭·艾伯哈特-麥茲格 雷拉德·瑞斯 合著
細(xì)菌與生物鏈
區(qū)別
與病毒的區(qū)別
細(xì)菌和病毒同屬于微生物，只有在顯微鏡下才能看到。但兩者是截然不同的東西。
細(xì)菌和病毒均屬于微生物。在一定的環(huán)境條件下，細(xì)菌和病毒都可以在人體中增殖，并可能導(dǎo)致疾病發(fā)生。細(xì)菌較大，用普通光學(xué)顯微鏡就可看到，它們的生長條件也不高。病毒則比較小，一般要用放大倍數(shù)超過萬倍的電子顯微鏡才能看到。病毒沒有自己的生長代謝系統(tǒng)，它的生存靠寄生在宿主(如人)和細(xì)胞中依賴他人的代謝系統(tǒng)。也是因為如此，目前抗病毒的特殊藥物不多。有一點值得指出的是，在人們身體的許多部位都有細(xì)菌的增殖。醫(yī)學(xué)上稱之為正常茵群，它們與我們和平相處，互惠互利。而在任何情況下從機(jī)體中發(fā)現(xiàn)病毒都非正常狀況。因為只有侵入我們的活組織細(xì)胞中這些病毒才能存活。
病毒與細(xì)菌不同之處是，病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可以說是最低等的生物，但是它的能耐可不小，人類的疾病從小的感冒到大的癌癥都和它有關(guān)系。細(xì)菌是由單細(xì)胞或多細(xì)胞組成的簡單生物，和植物一樣，有細(xì)胞壁，而人的細(xì)胞是沒有細(xì)胞壁的，這就是很多抗生素殺菌的原理。比如破壞它的細(xì)胞壁或者阻止合成細(xì)胞壁，細(xì)菌就死掉了，而人沒有這個結(jié)構(gòu)，所以對人無影響。
病毒：構(gòu)造很簡單，外面是一層蛋白質(zhì)，稱為病毒外殼。蛋白質(zhì)外殼內(nèi)部包裹著病毒的遺傳物質(zhì)，可以是DNA，也可以是RNA。病毒自己不能完成新陳代謝，也不能完成繁殖，需要寄生在其它細(xì)胞內(nèi)完成。病毒和細(xì)菌的絕大部分是對人類沒有害的，有害的只是很小的一部分。
病毒和細(xì)菌可以通過結(jié)膜到達(dá)血液中，說明它能夠抵抗溶菌酶的消化降解。細(xì)菌和病毒共有的生物元素是C、H、O、N、P。細(xì)菌一般可在特定培養(yǎng)基上培養(yǎng)，而病毒一般不能。
與真菌的區(qū)別
細(xì)菌和真菌的名稱中均有一個“菌”字，同屬微生物，但兩者在生物類型、結(jié)構(gòu)、大小、增殖方式和名稱上卻有著諸多不同。比較如下：
1．生物類型：一是就有無成形的細(xì)胞核來看：細(xì)菌沒有核膜包圍形成的細(xì)胞核，屬于原核生物；真菌有核膜包圍形成的細(xì)胞核，屬于真核生物。二是就組成生物的細(xì)胞數(shù)目來看：細(xì)菌全部是由單個細(xì)胞構(gòu)成，為單細(xì)胞型生物；真菌既有由單個細(xì)胞構(gòu)成的單細(xì)胞型生物（如酵母菌），也有由多個細(xì)胞構(gòu)成的多細(xì)胞型生物（如食用菌、霉菌等）。
2．細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)菌和真菌都具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，屬于細(xì)胞型生物，在它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中都具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)，但卻存在諸多不同，具體表現(xiàn)在：一是細(xì)胞壁的成分不同：細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分是肽聚糖，而真菌細(xì)胞壁的主要成分是幾丁質(zhì)。二是細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器組成不同：細(xì)菌只有核糖體一種細(xì)胞器；而真菌除具有核糖體外，還有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、中心體等多種細(xì)胞器。三是細(xì)菌沒有成形的細(xì)胞核，只有擬核；真菌具有。四是細(xì)菌沒有染色體，其DNA分子單獨存在；真菌細(xì)胞核中的DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起形成染色體（染色質(zhì)）。
3．細(xì)胞大小：原核細(xì)胞一般較小，直徑一般為1μm~10μm；真核細(xì)胞較大，直徑一般為10μm~100μm。
4．增殖方式：細(xì)菌是原核生物，為單細(xì)胞型生物，通過細(xì)胞分裂而增殖，具有原核生物增殖的特有方式——二分裂；真菌為真核生物，細(xì)胞的增殖主要通過有絲分裂進(jìn)行，因真菌種類的不同其個體增殖方式主要有出芽生殖（如酵母菌）和孢子生殖（食用菌）等方式。
5．名稱組成：盡管在細(xì)菌和真菌的名稱中都有一個菌字，但細(xì)菌的名稱中一般含有：球、桿、弧、螺旋等描述細(xì)菌形態(tài)的字眼，只有乳酸菌例外（實為乳酸桿菌）；而真菌名稱中則不含有。
臨床檢驗
臨床細(xì)菌學(xué)檢驗在檢驗醫(yī)學(xué)中具有特殊的位置，主要表現(xiàn)在它的高風(fēng)險性（如腦脊液培養(yǎng)結(jié)果正確與否直接關(guān)系到患者的生死）、高干擾性（如標(biāo)本采集、運送等過程中的諸多因素都會干擾檢出率和正確率）、高技術(shù)性和高嚴(yán)謹(jǐn)性（準(zhǔn)確表達(dá)、報告和解釋結(jié)果直接影響治療的成敗）。因此，細(xì)菌培養(yǎng)和藥敏試驗等屬于高度復(fù)雜的試驗范疇。
由于致病菌的多樣性和變異性，臨床細(xì)菌學(xué)始終是一門知識更新和發(fā)展較快的學(xué)科。為此，從事臨床細(xì)菌檢驗的醫(yī)師和技師必須具有較好的業(yè)務(wù)素質(zhì)和敬業(yè)精神，要勤于學(xué)習(xí)和探索，要有嚴(yán)謹(jǐn)求實的作風(fēng)和對新事物的敏感性，這是高質(zhì)量完成細(xì)菌檢驗任務(wù)的首要條件。
細(xì)菌檢驗的全面質(zhì)量管理是一個連續(xù)的質(zhì)量管理過程，包括從患者準(zhǔn)備，申請單書寫，標(biāo)本采集、標(biāo)識、保存、運送、處理和檢驗，結(jié)果分析和報告，直至醫(yī)師的理解和應(yīng)用（診治）。為了有效地對這一過程進(jìn)行全面質(zhì)量管理，本文從檢驗前、檢驗中和檢驗后三個方面提出相關(guān)要求。
檢驗前
（一）檢驗項目的申請
細(xì)菌檢驗項目的申請要有針對性和合理性。臨床醫(yī)師應(yīng)在熟悉人體各部位正常菌群以及常見致病菌的基礎(chǔ)上，結(jié)合感染患者的癥狀、體征，科學(xué)地提出檢驗申請。對于有感染跡象者（WBC增高，中性粒細(xì)胞升高，CRP>20mg/L等），應(yīng)盡快申請做細(xì)菌培養(yǎng)與藥敏試驗，并力爭在使用抗菌藥物之前送檢標(biāo)本，以便及時獲得致病菌的有關(guān)資料和藥敏結(jié)果，正確選用抗菌藥。對于低臨床價值的細(xì)菌標(biāo)本，如口腔和腸內(nèi)容物、直腸周圍膿腫、褥瘡、多毛的膿腫、惡露、嘔吐物、Foley導(dǎo)管尖等，由于易受正常菌群的污染，細(xì)菌培養(yǎng)價值較低，一般不做細(xì)菌培養(yǎng)；必須申請細(xì)菌培養(yǎng)時，其結(jié)果應(yīng)結(jié)合臨床分析。由于細(xì)菌檢驗的特殊性，細(xì)菌檢驗申請單必須提供臨床信息，特別應(yīng)說明患者是否使用過抗菌藥以及使用過何種抗菌藥，以便于實驗室有的放矢地抵消抗菌藥的作用，提高細(xì)菌培養(yǎng)陽性率。
（二）檢驗標(biāo)本的采集、保存、運送和驗收
1．患者的準(zhǔn)備 主要包括兩個方面：一是做好采集部位的清潔和消毒工作，防止正常菌群的污染；二是耐心細(xì)致地交待患者，使其主動配合以便采集到有價值的標(biāo)本。
2．標(biāo)本采集 標(biāo)本正確采集十分重要，其目的是千方百計捕捉病原菌并保持其活性，以提高檢出率，同時又要盡可能避免非病原菌的污染和干擾。為此，要根據(jù)各種感染性疾病和目標(biāo)病原菌的不同特點，正確合理地確定采樣部位、時機(jī)和次數(shù)。要選用恰當(dāng)?shù)牟蓸悠鞑牟?yán)格按規(guī)范操作。一般來講，采樣量多一些有利于病原菌的檢出，但應(yīng)以不影響患者健康和便于操作為前提，因此采樣量要恰當(dāng)。
3．標(biāo)本保存與送檢 盛標(biāo)本的容器應(yīng)無菌、不漏和便于密封。要根據(jù)目標(biāo)病原菌的特點決定是否使用保菌液、運送液或增菌液，以及選擇何種保菌液、運送液或增菌液。標(biāo)本采集后應(yīng)盡可能立即送檢。如不能及時送檢，要根據(jù)目標(biāo)病原菌的特點確定保存條件（如溫度等），在規(guī)定的時間內(nèi)送到實驗室。
4．驗收和登記 標(biāo)本的驗收和登記要有專人負(fù)責(zé)。驗收的內(nèi)容主要包括：采樣時間與送檢時間（注意時間間距）以及送檢條件是否符合保存致病菌活力的要求；盛標(biāo)本容器是否有溢漏和污染；申請單是否填寫完整；標(biāo)本標(biāo)識是否與申請單一致和唯一等。對不合格的標(biāo)本要拒收，并向送檢醫(yī)護(hù)人員說明拒收原因，告知正確送檢的要求，囑其重新采集和送檢標(biāo)本。
以上各項均與細(xì)菌檢驗的質(zhì)量密切相關(guān)，檢驗科（細(xì)菌室）應(yīng)與臨床科室通過共同研討，認(rèn)真制定有關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)操作程序，并嚴(yán)格執(zhí)行。
檢驗中
（一）致病菌分離鑒定
1．標(biāo)本（細(xì)菌）的接種、分離和鑒定
根據(jù)標(biāo)本和檢驗?zāi)康牡牟煌臃N不同的培養(yǎng)基。對陽性培養(yǎng)要分離純化，然后進(jìn)行分群和種屬鑒定。整個操作過程要按標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP）進(jìn)行，不得隨意更改操作程序，對于疑難菌株，要查閱文獻(xiàn)、組織會診，不能草率作出結(jié)論。
2．檢驗過程的記錄和結(jié)果報告
檢驗過程中所見現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)的問題，均應(yīng)如實地記錄，以便于分析實驗結(jié)果，作出正確結(jié)論和發(fā)出可信的報告，亦可作為今后總結(jié)和改進(jìn)工作的依據(jù)。所發(fā)報告內(nèi)容要登記，以便查詢；如原（初步）報告有誤或不完善，應(yīng)發(fā)糾正報告。
（二）藥敏試驗質(zhì)控
藥敏試驗應(yīng)嚴(yán)格按最新發(fā)布的NCCLS所規(guī)定的培養(yǎng)基、操作方法、藥敏紙片和判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。為了監(jiān)控試驗過程的質(zhì)量，必須做好藥敏質(zhì)控。
1．常用的藥敏質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)菌株
NCCLS從美國菌種收集中心（ATCC）選擇推薦了一些菌株作為質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)株（見表1）。
細(xì)菌[生物]
盡管質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)株比其他一些菌株藥敏結(jié)果是相對穩(wěn)定的，但反復(fù)多次的傳代不可避免地會造成菌株的變異。為防止變異，必須將標(biāo)準(zhǔn)株凍干保存。每月從凍干株中復(fù)蘇1次，種入大豆胰酶消化肉湯中（厭氧菌可用GAM肉湯等）作為工作株。工作株可存于4℃～8℃，并于每周轉(zhuǎn)種1次。通常工作株轉(zhuǎn)種4～5次后即須棄去。在質(zhì)控中，如發(fā)現(xiàn)工作株結(jié)果有疑問，應(yīng)予以更換。反復(fù)傳代亦易使其敏感性變異，特別是銅綠假單胞菌（ATCC 27853），將會丟失對脲基青霉素的敏感性。如無凍干條件時，可將質(zhì)控株置入：①含10～15%甘油的大豆胰酶消化肉湯，或②脫纖維羊（或兔）血，或③脫脂奶，或④含50%小牛血清的肉湯，存于-20℃以下環(huán)境中（最好－60℃以下），亦可防止變異。
3．藥敏質(zhì)控方法
質(zhì)控株應(yīng)每天隨臨床分離株一道進(jìn)行藥敏試驗，質(zhì)控株的藥敏結(jié)果如果在質(zhì)控允許范圍內(nèi)（參見最新CLSI文件），說明實驗條件符合要求，結(jié)果可信；若藥敏結(jié)果在質(zhì)控允許范圍外，則實驗中可能存在差錯。由于質(zhì)控允許范圍的最大值與最小值是質(zhì)控株在標(biāo)準(zhǔn)條件下多次重復(fù)實驗的95%可信限，故20次連續(xù)質(zhì)控結(jié)果中僅允許1次落在范圍外，但不能偏離質(zhì)控允許范圍中間值[（最大值+最小值）/2]4個標(biāo)準(zhǔn)差。由于允許范圍恰好包括4個標(biāo)準(zhǔn)差，故落在允許范圍外的抑菌圈直徑一定要在離中間值一個允許范圍（中間值±1個允許范圍）之內(nèi)。此外，20次或更多次藥敏結(jié)果的平均值應(yīng)接近中間值。如果20次連續(xù)質(zhì)控結(jié)果中≥2次或30次中有≥4次結(jié)果超出了允許范圍，則提示實驗過程中存在問題，必須查找原因加以解決。常規(guī)的藥敏質(zhì)控可按下法進(jìn)行：連續(xù)測定某藥對質(zhì)控株的藥敏結(jié)果，每天一次，共測20或30天，取得20或30個值。⑴如果20個值中僅有一個值，或30個值中僅有三個以下的值超出允許范圍，則結(jié)果基本可信，可改每天質(zhì)控一次為每周一次。此后，若某周出現(xiàn)一次質(zhì)控值超出允許范圍，則于當(dāng)天查找原因（包括用錯紙片和質(zhì)控株，菌株污染，孵育條件錯誤等），經(jīng)糾正明顯錯誤后重測，如結(jié)果在允許范圍內(nèi)可繼續(xù)每周一次的質(zhì)控；如未能找出明顯原因則需采取立即糾正措施：連續(xù)質(zhì)控五天，每天一次：①若五次結(jié)果皆在允許范圍以內(nèi)，則繼續(xù)每周一次的質(zhì)控；②五次結(jié)果只要有一次失控，則存在系統(tǒng)誤差，需進(jìn)行增加的糾正措施：查找到原因，然后改每周一次質(zhì)控為每天一次，完成20（或30）天質(zhì)控，其間失控次數(shù)若在一次（或三次）以內(nèi)，則再改為每周一次。⑵如果有兩個（或四個）以上的值超過允許范圍，則繼續(xù)做每天一次的質(zhì)控。⑶每當(dāng)改變試劑、藥敏紙片和培養(yǎng)基等時，均要重新進(jìn)行連續(xù)20（或30）天的質(zhì)控。⑷每次失控均要查找原因，糾正后才能發(fā)出報告。
（三）培養(yǎng)基、試劑和染色的質(zhì)控
1．培養(yǎng)基的質(zhì)控
細(xì)菌[生物]
培養(yǎng)基的質(zhì)控主要包括以下四個方面：①無菌試驗，每批培養(yǎng)基在高壓或過濾除菌后均要抽取樣本進(jìn)行培養(yǎng)，以證實無菌生長。②支持生長試驗，以適宜的菌株接種，經(jīng)培養(yǎng)應(yīng)生長良好。③選擇和抑制生長試驗，對選擇性培養(yǎng)基應(yīng)至少分別選1株可生長、1株被抑制菌進(jìn)行接種培養(yǎng)，可生長菌應(yīng)生長良好，被抑制菌應(yīng)不能生長。④生化反應(yīng)培養(yǎng)基至少應(yīng)分別選陽性和陰性反應(yīng)菌株各1株，以證實應(yīng)有的反應(yīng)。常用的質(zhì)控菌見表2，請正確選用。
2．生化反應(yīng)試紙和試劑的質(zhì)控
細(xì)菌[生物]
細(xì)菌[生物]
（四）儀器設(shè)備質(zhì)量監(jiān)測
實驗室內(nèi)的各種儀器設(shè)備的運行情況，應(yīng)每天進(jìn)行監(jiān)測，每一儀器均要有專人按使用說明書要求進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，儀器上要附有運行記錄卡，每天由維護(hù)保養(yǎng)人記錄溫度等指標(biāo)的變化情況。一旦發(fā)現(xiàn)異常或失控，應(yīng)立即查找原因并進(jìn)行維修。
（五）積極參加室間質(zhì)評
要按規(guī)定參加細(xì)菌學(xué)的室間質(zhì)評，對實驗室質(zhì)控水平進(jìn)行全面評估，不斷提高檢測水平。
檢驗后
檢驗工作完成后，要綜合檢驗結(jié)果，正確及時地發(fā)出報告。陽性結(jié)果應(yīng)先通知醫(yī)師，以爭取時間搶救患者。對于可疑的陰性結(jié)果或與臨床不符的結(jié)果，要與醫(yī)師共同探討，找出可能的原因，不斷提高診斷水平。對于所分離的特殊菌株，最好設(shè)法保存，以利于今后的研究工作。經(jīng)常征求醫(yī)護(hù)人員和患者的意見，加強(qiáng)相互間的溝通，重視醫(yī)師和患者的投訴和抱怨，定期對質(zhì)量管理工作進(jìn)行評價，作出書面總結(jié)。要求全體檢驗人員都知道存在的問題和克服的辦法，不斷調(diào)整和改進(jìn)質(zhì)量管理體系。
細(xì)菌合成
2016年3月28日科學(xué)家在實驗室中制造了一個人工細(xì)菌基因組，只包括生命所需的最少量基因。這一成果使得為了特定任務(wù)——如清除石油——而定制基因組的合成生物體成為可能。這種人工細(xì)菌能夠代謝營養(yǎng)物質(zhì)并自我復(fù)制（分裂和增殖）。它只具有473個基因，相比之下，自然界中的細(xì)菌往往具有數(shù)千個基因。不過，研究團(tuán)隊目前還不知道該基因組中149個基因的確切功能。
滅菌方法
（1）溫度。細(xì)菌對低溫的耐受性較強(qiáng)，大多數(shù)細(xì)菌在液態(tài)空氣（-190℃）或液態(tài)氧（-252℃）下可保存多年。高溫對細(xì)菌有明顯的殺傷作用，大多數(shù)無芽胞菌在100℃煮沸時立即死亡，而有芽胞的細(xì)菌對高熱有抗力，如炭疽芽胞可耐受煮沸5-15分鐘，濕熱滅菌比干熱效果強(qiáng)，因為濕熱滅菌滲透性大。
（2）干燥。大多數(shù)細(xì)菌的繁殖體在干燥空氣中很快死亡，有些菌如結(jié)核桿菌對干燥耐力強(qiáng)，在干痰中保存數(shù)月后仍有傳染性，干燥不能作為有效的滅菌手段，只能用于保存食物，但細(xì)菌在濕度<15%、真菌在濕度<5%時，均不利其生長，因此干燥的食物可保藏相當(dāng)一段時間而不壞。
（3）射線。紫外線對細(xì)菌的作用包括誘發(fā)突變及致死，紫外線的波長260nm時作用最強(qiáng)。主要作用于細(xì)菌的DNA，但紫外線的穿透力很弱，一薄層蓋玻片就能吸收大部分紫外線，紫外線適量照射可以殺死細(xì)菌，但在照射后3小時再用可見光照射，則部分細(xì)菌又能恢復(fù)其活力，這種現(xiàn)象稱為光復(fù)活作用。可見光殺菌作用雖不大，但在通過某些染料時，染料放出的熒光具有與紫外線同樣的作用，可殺死細(xì)菌，稱為光感作用。其原理尚不太清楚。
研究成果
據(jù)美國《科學(xué)》雜志官網(wǎng)報道，由美國勞倫斯伯克利國家實驗室等機(jī)構(gòu)組成的研究小組在2022年6月24日發(fā)行的《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章稱，發(fā)現(xiàn)了最大長度可達(dá)2厘米的巨大細(xì)菌。通常細(xì)菌的長度只有1/500毫米左右，這一發(fā)現(xiàn)“顛覆了傳統(tǒng)的細(xì)菌概念”。
參考資料
[1]
科學(xué)家人工合成最小細(xì)菌:基因合成生物體成可能 · 新浪科技[引用日期2016-03-29]
[2]
美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)2厘米長巨大細(xì)菌 顛覆傳統(tǒng)概念 · 中新網(wǎng)[引用日期2022-06-24]
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
