细菌

细菌是一类没有细胞核膜和细胞器膜的单细胞微生物，另一类是古细菌(archaea)。细菌是最古老，数量最多的生物，经常存在于土壤中，水中及大多数多细胞生物的体内和体外。

细菌非常小，通常大小只有0.5到5.0微米。研究细菌的科学，细菌学，是微生物学的一个组成部分。细菌这个名词最初由德国科学家C.G. Ehrenberg在1828年提出，用来指代某种细菌。这个词来源于希腊语，βακτηριον意思是“小棍子”。

细菌可以以无性或者遗传重组两种方式繁殖，最主要的方式是以二分裂法这种无性繁殖的方式：一个细菌细胞细胞壁横向分裂，形成两个子代细胞。并且单个细胞也会通过如下几种方式发生遗传变异：突变（细胞自身的遗传密码发生随机改变），转化（无修饰的DNA从一个细菌转移到溶液中另一个细菌中），转导（病毒的或细菌的DNA，或者两者的DNA，通过噬菌体转移到另一个细菌中），细菌接合（一个细菌的DNA通过两细菌间形成的特殊的蛋白质结构，接合菌毛，转移到另一个细菌）。细菌可以通过这些方式获得DNA，然后进行分裂，将重组的基因组传给后代。许多细菌都含有包含染色体外DNA的质粒。

处于有利环境中时，细菌可以形成肉眼可见的集合体，例如菌簇。

细菌具有许多不同的代谢方式。一些细菌只需要二氧化碳作为它们的碳源，被称作自养生物。那些通过光合作用从光中获取能量的，称为光合自养生物。那些依靠氧化化合物中获取能量的，称为化能自养生物。另外一些细菌依靠有机物形式的碳作为碳源，称为异养生物。

光合自养菌包括蓝细菌，它是已知的最古老的生物，可能在制造地球大气的氧气中起了重要作用。其他的光合细菌进行一些不制造氧气的过程。包括绿色硫细菌，绿色非硫细菌，紫色硫细菌，紫色非硫细菌和heliobacteria。

正常生长所需要的营养物质包括氮，硫，磷，维生素和金属元素，例如钠，钾，钙，镁，铁，锌和钴。

根据它们对氧气的反应，大部分细菌可以被分为以下三类：一些只能在氧气存在的情况下生长，称为需养菌；另一些只能在没有氧气存在的情况下生长，称为厌养菌；还有一些无论有氧无氧都能生长，称为兼性厌氧菌。细菌也能在人类认为是极端的环境中旺盛得生长，这类生物被称为极端微生物。一些细菌存在于温泉中，被称为嗜热细菌；另一些居住在高盐湖中，称为喜盐微生物；还有一些存在于酸性或碱性环境中，被称为嗜酸细菌和嗜碱细菌；另有一些存在于阿尔卑斯山冰川中，被称为嗜冷细菌。

运动型细菌可以依靠鞭毛，细菌滑行或改变浮力来四处移动。另一类细菌，螺旋菌，具有一些类似鞭毛的结构，称为轴丝，连接周质的两细胞膜。当他们移动时，身体呈现扭曲的螺旋型。

细菌鞭毛以不同方式排布。细菌一端可以有单独的极鞭毛，或者一丛鞭毛。周毛菌表面具有分散的鞭毛。

运动型细菌可以被特定刺激吸引或驱逐，这个行为称作趋性，例如，趋化性，趋光性，趋机械性。在一种特殊的细菌，粘细菌中，个体细菌互相吸引，聚集成团，形成子实体。

细菌可以按照不同的方式分类。细菌具有不同的形状。大部分细菌是如下三类：杆菌是棒状；球菌是球形（例如链球菌或葡萄球菌）；螺旋菌是螺旋形。另一类，弧菌，是逗号形。

细菌的结构十分简单，原核生物，没有膜结构的细胞器例如线粒体和叶绿体，但是有细胞壁。根据细胞壁的组成成分，细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。“革兰氏”来源于汉斯·克里斯蒂安·革兰，他发明了革兰氏染色。

有些细菌细胞壁外有多糖形成的荚膜，形成了一层遮盖物或包膜。荚膜可以帮助细菌在干旱季节处于休眠状态，并能储存食物和处理废物。

细菌对环境，人类和动物既有用处又有危害。一些细菌成为病原体，导致了破伤风、伤寒、肺炎、梅毒、霍乱和肺结核。在植物中，细菌导致叶斑病、火疫病和萎蔫。感染方式包括接触、空气传播、食物、水和带菌微生物。病原体可以用抗菌素处理，抗菌素分为杀菌型和抑菌型。

在土壤中，微生物中固氮菌的酶将氮气转化为氨，可以让植物利用，这些微生物位于根系周围（包括根表面和经轻微晃动后仍附着在根上的土壤）。一些细菌可以利用氮气分子作为氮源，将其转化为含氮化合物，称为固氮。另外一些细菌与人类或其他生物共生。例如，存在于肠道内的细菌，如乳酸菌可以帮助阻止具有潜在威胁的有害微生物生长，以及分泌具有益人体的物质提供少量的维生素。

细菌具有非凡的降解各种有机化合物的能力。高度专一的微生物在特定种类的有机化合物的矿化过程中起了重要作用。例如，植物组织中大量存在的纤维素的分解主要由需氧细菌纤维粘菌来完成的。

细菌通常与酵母和霉菌一起被用于酦酵食物，例如干酪、泡菜、酱油、醋、酒、酸奶等。使用生物技术，可以将细菌经基因工程修饰后用于生产药物，例如胰岛素，或者用于有毒废物的生物处理。