細菌

[[File:大腸桿菌.jpg|right|thumb|200px|[[大腸桿菌]]]]
'''細菌'''（英文：germs；學名：bacteria）是[[生物]]的主要類群之一，屬于[[細菌域]]。廣義的細菌即為[[原核生物]], 是指一大類[[細胞核]]無[[核膜]]包裹，只存在[[擬核區]]（nuclear region)(或擬核)的裸露[[DNA]]的原始[[單細胞生物]]，包括[[真細菌]]（eubacteria）和[[古生菌]]（archaea）兩大類群。其中除少數屬古生菌外，多數的原核生物都是真細菌。本條目說的細菌專指真細菌。

細菌為[[原核微生物]]的一類，是一類形狀細短，結構簡單，多以[[二分裂方式]]進行繁殖的原核生物。細菌一般是單細胞，細胞結構簡單，主要由[[細胞壁]]、[[細胞膜]]、[[細胞質]]、[[核質體]]等部分構成，有的細菌還有[[莢膜]]、[[鞭毛]]、[[菌毛]]等特殊結構, 缺乏細胞核、[[細胞骨架]]以及[[膜狀胞器]]，例如[[粒線體]]和[[葉綠體]]。絕大多數細菌的直徑大小在0.5~5μm之間。 細菌是所有生物中數量最多的一類，據估計，其總數約有 5×10的三十次方個。

細菌的個體非常小，目前已知最小的細菌只有0.2微米長，因此大多只能在顯微鏡下看到它們。但處于有利環境中時，細菌可以形成肉眼可見的集合體，例如菌簇。

細菌廣泛分布于土壤和水中，或者與其他生物共生。人體是大量細菌的棲息地；可以在皮膚表面、[[腸道]]、口腔、鼻子和其他身體部位找到。據估計，人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。此外，也有部分種類分布在極端的環境中，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），科學家是在意大利的一座海底火山中發現這種細菌的。

==細菌分類==
*細菌具有不同的形狀。大部分細菌是如下三類：[[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。另一類，[[弧菌]]，是逗號形。
*根據細胞壁的組成成分，細菌分為[[革蘭氏陽性菌]]和[[革蘭氏陰性菌]]。(“革蘭氏”來源于丹麥細菌學家[[革蘭]](Hans Christian Gram)，他發明了[[革蘭氏染色]]。)
*細菌具有許多不同的代謝方式。一些細菌只需要二氧化碳作為它們的碳源，被稱作[[自養菌]]。那些通過光合作用從光中獲取能量的，稱為[[光合自養生物]]。那些依靠氧化化合物中獲取能量的，稱為[[化能自養生物]]。另外一些細菌依靠有機物形式的碳作為碳源，稱為[[異養菌]]。其中異養菌包括[[腐生菌]]和[[寄生菌]]。
*根據細菌對氧氣的反應，可分為：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]]。
*根據細菌生長環境:一些細菌存在于溫泉中，被稱為[[嗜熱細菌]]；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]]環境中，被稱為[[嗜酸細菌]]和[[嗜堿細菌]]；另有一些存在于阿爾卑斯山冰川中，被稱為[[嗜冷細菌]]
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==視頻：細菌的分離培養法==
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==細菌的結構==
桿菌，球菌，螺旋菌，弧菌的形態各不相同，但主要都是由以下結構組成。
===基本結構===
#[[細胞壁]]（Cell wall）細胞壁為細菌表面比較復雜的結構。是一層較厚（5～80nm）、質量均勻的網狀結構，可承受細胞內強大的滲透壓而不破壞。細胞壁堅韌而有彈性。 
#[[細胞膜]]（Cell membrane）或稱胞膜(Cytoplasmic membrane)位于細胞壁內側，包繞在細菌胞漿外的具有彈性的半滲透性脂質雙層生物膜。
#胞漿（Cytoplasm）是無色透明膠狀物，基本成份是水、[[蛋白質]]、[[脂類]]、[[核酸]]及少量[[無機鹽]]。細胞漿中還存在一些[[胞漿顆粒]]。 
##[[質粒]]（Plasmid） 這是[[染色體]]外的遺傳物質，為雙股環狀[[DNA]]。[[分子量]]比染色體小，可攜帶某些遺傳信息，例如[[耐藥因子]]、細菌素及性菌毛的基本均編碼在[[質粒]]上。質粒能進行獨立復制，失去質粒的細菌仍能正常存活。質?？赏ㄟ^接合、轉導作用等將有關性狀傳遞給另一細菌。 
##[[核糖體]]（Ribosome）電鏡下可見到胞漿中有大量沉降系數為70S的顆粒，即核糖體。其化學組成70%為[[RNA]]，30%為蛋白質。細胞中約90%的RNA和40%的蛋白質存在于核糖體中。當mRNA連成多[[聚核蛋白體]]（Polyribosome）,就成為合成蛋白質的場所。細菌的70S核糖體由50S和30S兩個亞基組成。[[鏈霉素]]能與細菌核糖體的30S基結合，[[紅霉素]]能與50S亞基結合，從而干擾細菌蛋白質的合成而導致細菌的死亡；[[真核細胞]]的核糖體為80S，因此對人體細胞則無影響。 
##[[胞漿顆粒]]（Cytoplasma granula）大多數為營養貯藏物，較為常見的是貯藏高能[[磷酸鹽]]的[[異染顆粒]]（Metachrometic granula），嗜堿性較強，用特殊染色法可以看得更清晰。根據異染顆粒的形態及位置，可以鑒別細菌。
#核質（Nnclear materal）或擬核(Nucleoid)是細菌的遺傳物質，決定細菌的遺傳特征。
===特殊結構===
#[[莢膜]]（Capsule）許多細菌胞壁外圍繞一層較厚的粘性、膠凍樣物質。大多數細菌（如[[肺炎球菌]]、[[腦膜炎球菌]]等）的莢膜由[[多糖]]組成。　莢膜除對鑒別細菌有幫助外，還能保護細菌免遭[[吞噬細胞]]的吞噬和消化作用，因而與細菌的[[毒力]]有關。莢膜抗吞噬的機理還不十分清楚，可能由于莢膜粘液層比較光滑，不易被吞噬細胞捕捉之故。莢膜能貯留水分使細菌能抗干燥，并對其他因子（如[[溶菌酶]]、[[補體]]、[[抗體]]、[[抗菌藥物]]等）的侵害有一定抵抗力。 
#[[鞭毛]]（Flagllum）在某些細菌菌體上具有細長而彎曲的絲狀物，稱為鞭毛。鞭毛是細菌的運動器官，往往有[[化學趨向性]]，常朝向有高濃度營養物質的方向移動，而避開對其在害的環境。
#[[菌毛]]（Pilus）菌毛是許多革蘭氏陰性菌菌體表面遍布的比鞭毛更為細、短、直、硬、多的絲狀蛋白附屬器，也叫做纖毛（Fimbriae)。菌毛與運動無關。菌毛可分為'''普通菌毛'''(Commonpilus)和'''[[性菌毛]]'''(Sexpilus)兩種。
#[[芽胞]]（Spore）在一定條件下，[[芽胞桿菌屬]]（如[[炭疽桿菌]]）及[[梭狀芽胞桿菌屬]]（如[[破傷風桿菌]]、[[氣性壞疽病原菌]]）能在菌體內形成一個折光性很強的不易著色小體，稱為'''內芽胞'''（Endospore），簡稱芽胞。 

=== 視頻：顯微鏡下的細菌 ===
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==細菌繁殖==
細菌可以以無性或者[[遺傳重組]]兩種方式繁殖，細菌一般以簡單的[[二分裂法]]進行[[無性繁殖]]，個別細菌如[[結核桿菌]]偶有[[分枝繁殖]]的方式。二分裂方式無性繁殖，其突出的特點為繁殖速度極快。[[大腸桿菌]]的代時(細菌分裂倍增的必須時間)為20分鐘，以此計算，在最佳條件下8小時后，1個細胞可繁殖到200萬上，10小時后可超過10億，24小時后，細菌繁殖的數量可龐大到難以計數據和程度。

單個細胞也會通過如下幾種方式發生[[遺傳變異]]：[[突變]]（細胞自身的[[遺傳密碼]]發生隨機改變），[[轉化]]（無修飾的DNA從一個細菌轉移到溶液中另一個細菌中），[[轉染]]（[[病毒]]的或細菌的DNA，或者兩者的DNA，通過[[噬菌體]]轉移到另一個細菌中），[[細菌接合]]（一個細菌的DNA通過兩細菌間形成的特殊的蛋白質結構，接合菌毛，轉移到另一個細菌）。細菌可以通過這些方式獲得DNA，然后進行分裂，將重組的基因組傳給后代。許多細菌都含有包含染色體外DNA的質粒。
　　
==細菌運動==
運動型細菌可以依靠鞭毛，細菌滑行或改變浮力來四處移動。另一類細菌，螺旋體，具有一些類似鞭毛的結構，稱為'''軸絲'''，連接周質的兩細胞膜。當他們移動時，身體呈現扭曲的螺旋型。螺旋菌則不具軸絲,但其具有鞭毛。

細菌鞭毛以不同方式排布。細菌一端可以有單獨的極鞭毛，或者一叢鞭毛。周毛菌表面具有分散的鞭毛。

運動型細菌可以被特定刺激吸引或驅逐，這個行為稱作'''趨性'''，例如，[[趨化性]]，[[趨光性]]，[[趨機械性]]。在一種特殊的細菌，粘細菌中，個體細菌互相吸引，聚集成團，形成子實體。
　　
　　
==細菌的分布==
===土壤中的細菌===
土壤中含有大量的[[微生物]]，以細菌為主，放線菌次之，另外還有[[真菌]]、[[螺旋體]]等。土壤中微生物絕大多數對人是有益的，它們參與大自然的物質循環，分解動物的尸體和排泄物；固定大氣中的[[氮]]，供給植物利用；土壤中可分離出許多能產生抗生素的微生物。進入土壤中的病原微生物容易死亡，但是一些能形成[[芽胞]]的細菌如[[破傷風桿菌]]、[[氣性壞疽病原菌]]、[[肉毒桿菌]]、[[炭疽桿菌]]等可在土壤中存活多年。因此土壤與創傷及戰傷的厭氧性感染有很大關系。
===水中的細菌===
水中的病菌如[[傷寒桿菌]]、[[痢疾桿菌]]、[[霍亂弧菌]]、[[鉤端螺旋體]]等主要來自人和動物的糞便及污染物。
===空氣中的細菌===
室外空氣中常見[[產芽胞桿菌]]、[[產色素細菌]]及[[真菌孢子]]等；室內空氣中的微生物比室外多，尤其是人口密集的公共場所、醫院病房、門診等處，容易受到帶菌者和病人污染。室內空氣中常見的[[病原菌]]有[[腦膜炎奈瑟氏菌]]、[[結核桿菌]]、[[溶血性球菌]]、[[白喉桿菌]]、[[百日咳桿菌]]等。空氣細菌衛生檢查有時用[[甲型溶血性鏈球菌]]作為指示菌，表明空氣受到人上呼吸道分泌物中微生物的污染程度。 

　　
==細菌的用途與危害==
細菌對環境，人類和動物既有用處又有危害。一些細菌成為[[病原體]]，導致了[[破傷風]]、[[傷寒]]、[[肺炎]]、[[梅毒]]、[[霍亂]]和[[肺結核]]、[[淋病]]、[[炭疽病]]、[[鼠疫]]、[[砂眼]]等。在人類歷史上，由細菌引起的傳染病曾奪去無數人的生命。在植物中，細菌導致[[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。

細菌通常與[[酵母菌]]及其他種類的[[真菌]]一起用于[[酦酵]]食物，例如在[[醋]]的傳統制造過程中，就是利用空氣中的[[醋酸菌]]（Acetobacter）使[[酒]]轉變成醋。其他利用細菌制造的食品還有奶酪、泡菜、醬油、醋、酒、優格等。細菌也能夠分泌多種[[抗生素]]，例如[[鏈霉素]]即是由[[鏈霉菌]]（Steptomyces）所分泌的。

細菌能降解多種有機化合物的能力也常被用來清除污染，稱做[[生物復育]]（bioremediation ）。舉例來說，科學家利用[[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。

細菌也是生物學的重要實驗材料，科學家曾用[[肺炎球菌]]發現并證實DNA是遺傳物質。隨著遺傳工程的興起，科學家已獲得了能產生[[胰島素]]等的[[大腸桿菌]]和對[[烴類]]有很強分解能力的[[假單胞菌]]的新菌株。

==參看==
*[[抗菌消炎類藥品列表]]
*[[滅菌]]
*[[無菌操作]]
*[[致病菌]]
*[[感染]]
*[[正常菌群]]
*[[古細菌]]
[[Category:細菌]]
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[[分類:醫學視頻]]