介绍
单细胞生物称为细菌生活在周围,大部分生活和无生命的东西。除了少数例外,细菌可以看到只在显微镜的帮助下,和数百万人会戴在头上的针。
尽管一些细菌是有害的,许多细菌物种都是有益的。细菌生活在肠人类在消化食物是必不可少的。其他物种在扮演一个角色发酵,这一过程会产生食物,如酸奶和奶酪。细菌本身很容易受到感染病毒称为噬菌体。
细菌被称为细菌学的研究。它经常与其他微生物的研究,集成或微生物,形形色色,包括藻类古生菌,真菌,原生动物。这些组合的研究微生物学。
物理特性的细菌
细菌是prokaryotes-that,他们没有明显的核,他们缺乏大部分的内部结构中细胞更复杂的生物称为真核生物。大多数生物学家分类细菌构成三个领域之一生物。(连同域细菌,其中包括古菌,包括原核生物有不同的分子特征分离细菌,真核生物,包括所有其他生物,包括植物和动物。)以前分为细菌构成王国叫做无核原虫类。
科学家将细菌分成组基于形状:球形细胞,这是贴上球菌(单数,球菌);杆状细胞,称为杆菌(杆菌);弯曲的杆,称为弧菌属;和螺旋形细菌。后者进一步分为螺旋状菌(螺旋菌)、刚性、厚螺旋;和螺旋体薄而灵活。
周围几乎所有的细菌都有细胞壁细胞膜。细胞内的膜位于细胞质中,果冻状物质组成的水,蛋白质,和其他分子。一个循环链DNA自由漂浮在细胞质中,ribosomes-structures帮助细菌蛋白质。许多物种有独立的DNA片段称为质粒,可以转移到其他细菌繁殖。在一些物种中,凝胶状的胶囊包含细胞壁。
细菌居住
细菌中发现的各种各样的栖息地。一茶匙(5毫升)的肥沃的土壤可能含有多达5亿个细菌。一些物种生活在在其他生物,如动物、真菌(看到共生)。细菌在海洋、沙漠、温泉、甚至下雪了。他们发现了高在大气中,河流和湖泊的底部,在最深的矿山。一些物种可以产生高温热液喷口;polar-dwelling物种适应零下的温度。
细菌的大小
细菌通常比真核生物的细胞小,但比病毒。细菌以单位长度称为微米,或者微米。1毫米等于1000微米;大约需要25000微米,一英寸(2.5厘米)。一些细菌指标只有一个半微米。相比之下,Thiomargarita namibiensis,一种细菌,生活埋在海洋沉积物,可以测量多达750微米(大约0.03英寸或0.75毫米),并可以看到没有显微镜。
大多数细菌的范围从1到5微米大小。光学显微镜能放大图像约1000倍,和用于基础研究的细菌。专业显微镜,如电子或相差显微镜,用于检查特殊细菌结构的细节。
细菌是如何生活
营养
细菌吸收营养和分泌废物通过细胞壁。他们分泌酶他们很快在环境中分解食物成可溶性的形式,这样就可以通过墙,进入细胞质。一些细菌可以生活在简单的无机化合物。其他人则非常复杂的食物需求。自养细菌可以制造有机nutrients-compounds等碳水化合物、蛋白质、维生素从简单的无机物质如硫、水、和空气中的二氧化碳。异养细菌必须从环境获取有机养分。这个群体包括病原、致病细菌,这依赖于宿主提供营养;和腐生菌生活在腐朽的其他生物的遗体。
呼吸
一些细菌物种不能容忍接触氧气。这些细菌被称为厌氧生物;他们占领不同的栖息地,如土壤和温泉。很多都是正常菌群的一部分(微生物)生活在胃肠道和嘴。梅毒denticola住在牙菌斑,就是一个很好的例子。需要氧气被称为需氧菌的细菌。百日咳博德特氏菌,这导致百日咳在这一组。的细菌生活在没有空气或称为兼性厌氧菌。一些,如大肠杆菌,是身体正常菌群的一部分。其他的兼性厌氧菌,如沙门氏菌和志贺氏杆菌致病性。
运动
许多细菌能够穿过液体通过taillike附件即鞭毛,或小细微的结构称为纤毛。其他物种无法移动自己,但进行关于动物或昆虫,或通过空气灰尘。
孢子形成
几组的细菌可以形成结构称为内孢子,或孢子。孢子是静止期,使得生物体能够忍受不利条件。当环境改善,细菌孢子转化为活跃。一些孢子,比如那些导致疾病炭疽热,肉毒中毒,破伤风可以承受极端恶劣的条件,包括沸水,极端寒冷,和接触许多化学消毒剂,在很长一段时间。
繁殖
大多数细菌通过一分为二无性繁殖,这一过程被称为二分裂。这两个新细胞生长,然后每个分裂形成两个新细胞,导致共有四个细胞从单亲细胞相同的DNA。一些物种分裂只每隔16小时以上。然而在增长最快的细菌,每隔15分钟,就可能发生裂变产生数十亿美元的细菌具有相同DNA在24小时内。
之前一些细菌交换遗传物质发生裂变。在这些物种中,两个细菌细胞之间延伸的管状结构。的捐赠转移部分收件人的DNA。这使得细菌传播某些遗传性状,如耐药,其他细菌的人口。(另请参阅生殖系统。)
在自然界中意义
分解的有机物质(物质包含碳)在自然界带来主要通过大量的腐生菌,尽管腐生的真菌为这个过程做出贡献。如果没有腐烂,死亡生物的遗骸和城市的废物会积累得太快,他们很快就会干扰日常生活。腐生菌分解有机物,如腐烂的树叶和死昆虫,他们丰富了土壤通过返回矿物质和营养物质。分解的副产品二氧化碳,这是由植物使用光合作用。
虽然植物生长需要氮,植物不能使用氮有大量的气体,在空气中。几种细菌可以从大气中氮和将其转换成一种可用的植物,这一过程被称为固氮。一些固氮细菌,如根瘤菌,占领结节的根源豆类(植物如豌豆和豆类)和生活在一个与植物共生的关系(看到共生)。等土壤固氮细菌固氮菌是自由生活和固定氮释放到土壤中,它可以被植物的根。
细菌是如何引起疾病
致病性细菌可能进入人体在许多方面,如通过口腔或皮肤通过削减。如果他们用足够可以造成感染。感染可能是由于微生物本身,或毒药叫它们产生的毒素。一些毒素,如那些产生的金黄色葡萄球菌比细菌更危险。植物也容易受到细菌感染,尽管他们受到不同种类比动物。(另请参阅疾病,人类;免疫系统;植物的疾病。)
疫苗、抗毒素和抗生素
疫苗可以生产,保护人类和动物免受感染某些致病菌及其毒素。疫苗细菌感染通常是准备通过杀死或削弱了标本的病原细菌溶解在一个解决方案。当注入人体物质刺激个人的免疫系统形成抗体的微生物,从而保护个人免受将来生病如果感染。
抗毒素注射含有的抗体。他们准备将细菌毒素注入活的动物。收集的血液后,血清分离通过化学手段。抗毒素作用比疫苗更迅速,但保护通常持续不超过几个星期或几个月。然而,疫苗保护一年或更长时间。
某些微生物分泌的物质抗生素可以摧毁其他微生物。青霉素最著名的抗生素,产品的模具。杆菌肽和多粘菌素是由细菌。许多广泛使用的抗生素,如链霉素、新霉素、红霉素、四环素、来自属的成员链霉菌属,一群moldlike特色土壤细菌。
食品中细菌
带来的细菌衰变是食物变质的主要原因。新鲜食品的衰变过程可能会降低制冷或被冻结。冷冻食品解冻时,然而,细菌再次活跃起来。
许多种类的细菌可以被加热。因为一些物种生长在酸性食物,干、咸,或非常甜,更容易过程的食物这些品质。例如,罐头酸性的食物,如西红柿比处理青豆那么复杂。可以成功nonacidic食品所需的热量非常高,因为需要破坏嗜热嗜热细菌和孢子。
像一些细菌和其他微生物营养“消化”,他们通过这一过程被称为生产某些化学产品发酵。乳制品在许多方面是发酵来生产产品,如酸奶油、酪乳,奶酪,酸奶。奶酪欠他们的各种风格几乎完全不同种类的细菌和霉菌的组合。
细菌在工业、医药和农业
发酵化学工业也很重要。因为他们可以快速增长,大量的细菌细胞作为微型化学工厂,生产各种substances-some只能由细菌产生的。溶剂的丁醇和丙酮(用于涂料)形成的梭状芽胞杆菌细菌。一个乳酸菌从玉米淀粉或乳清物种使乳酸。醋菌属使用酒精合成醋酸,给的成分醋其特点的味道。右旋糖酐,用于扩大血容量在出血或脱水的情况下,是由一个明串珠菌属细菌从蔗糖,常见的蔗糖。
某些细菌能够分解污染物或有毒物质消费环境中,应用程序称为生物修复。这种细菌有时被使用,例如,去除石油石油泄漏后污染了水。在20世纪末科学家发现一种基因从植物和动物转移到某些细菌细胞。随着细菌增多,他们生产的产品编码的基因转移。技术用于生产各种各样的物质,包括胰岛素和人类生长激素,有很多应用领域从医药到农业。(另请参阅基因工程。)
细菌在实验室
在实验室里,细菌生长在一种物质叫做培养基。试管液体媒体用于许多类型的细菌的研究。在其他的研究中,固化剂如琼脂(获得海藻)被添加到混合,倒入浅板称为培养皿和允许凝结。细菌是应用于果冻状介质的表面,在那里生长,形成斑块称为殖民地,每个都包含数以百万计的单个细菌细胞。
营养物质添加到文化取决于物种的需求。自养菌生长硫粉和其他无机物质和碳从空气中二氧化碳。糖类、氨基酸和维生素是用于一些异养生物。血液可能被添加到文化用于种植一些致病的物种。细菌的鉴定是困难的,通常需要大量的应用标准,包括显微观察的大小、形状和外观的细菌染色后。
