目前上世界最小的细菌是多大

　　从显微镜问世以来，人们才发现显微镜下的微生物是世界上最小最小的生物，微生物是生物界最大的王国，那么你知道世界目前上世界最小的细菌是多大吗?一起来看看吧。

　　世界最小的细菌:　最小直径为50纳米

　　一般细菌直径都在1微米以上，而芬兰科学家发现了一种能引起尿结石的纳米细菌，其细胞最小直径为50纳米，甚至比最大的病毒更小。这种细菌分裂缓慢，三天才分裂一次。是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。

　　细菌

　　广义的细菌即为原核生物。是指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作拟核区(nuclear region)(或拟核)的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌(eubacteria)和古生菌(archaea)两大类群。人们通常所说的即为狭义的细菌，狭义的细菌为原核微生物的一类，是一类形状细短，结构简单，多以二分裂方式进行繁殖的原核生物，是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。

　　基本信息

　　细菌(英文：germs;学名：bacteria)广义的细菌即为原核生物是指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作拟核区(nuclear region)(或拟核)的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌(eubacteria)和古生菌(archaea)两大类群。人们通常所说的即为狭义的细菌，狭义的细菌为原核微生物的一类，是一类形状细短，结构简单，多以二分裂方式进行繁殖的原核生物，是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。

　　细菌的发现

　　细菌最早是被荷兰人列文虎克(Antony van Leeuwemhoek，1632-1723)在一位从未刷过牙的老人牙垢上发现的，但那时的人们认为细菌是自然产生的。直到后来，巴斯德用鹅颈瓶实验指出，细菌是由空气中已有细菌产生的，而不是自行产生，并发明了“巴氏消毒法”，被后人誉为“微生物之父”。

　　细菌这个名词最初由德国科学家埃伦伯格(Christian Gottfried Ehrenberg，1795-1876)在1828年提出，用来指代某种细菌。这个词来源于希腊语βακτηριον，意为“小棍子”。

　　1866年，德国动物学家海克尔(Ernst Haeckel，1834-1919)建议使用“原生生物”，包括所有单细胞生物(细菌、藻类、真菌和原生动物)。

　　1878年，法国外科医生塞迪悦(Charles Emmanuel Sedillot，1804-1883)提出“微生物”来描述细菌细胞或者更普遍的用来指微小生物体。

　　因为细菌是单细胞微生物，用肉眼无法看见，需要用显微镜来观察。1683年，安东·列文虎克(Antony van Leeuwenhoek，1632-1723)最先使用自己设计的单透镜显微镜观察到了细菌，大概放大200倍。路易·巴斯德(Louis Pasteur，1822-1895)和罗伯特·科赫(Robert Koch，1843-1910)指出细菌可导致疾病。

　　用途与危害

　　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。

　　细菌通常与酵母菌及其他种类的真菌一起用于酦酵食物，例如在醋的传统制造过程中，就是利用空气中的醋酸菌(Acetobacter)使酒转变成醋。其他利用细菌制造的食品还有奶酪、泡菜、酱油、醋、酒、优格等。细菌也能够分泌多种抗生素，例如链霉素即是由链霉菌(Steptomyces)所分泌的。

　　细菌能降解多种有机化合物的能力也常被用来清除污染，称做生物复育(bioremediation)。举例来说，科学家利用嗜甲烷菌(methanotroph)来分解美国佐治亚州的三氯乙烯和四氯乙烯污染。

　　细菌也对人类活动有很大的影响。例如奶酪及优格的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等，都与细菌有关。在生物科技领域中，细菌有也着广泛的运用。

　　【拓展】细菌简介

　　细菌的个体非常小，目前已知最小的细菌只有0.2微米长，因此大多只能在显微镜下被看到。细菌一般是单细胞，细胞结构简单，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器，例如线粒体和叶绿体。基于这些特征，细菌属于原核生物（Prokaryote）。原核生物中还有另一类生物称作古细菌（Archaea），是科学家依据演化关系而另辟的类别。为了区别，本类生物也被称为真细菌（Eubacteria）。

　　细菌广泛分布于土壤和水中，或者与其他生物共生。人体身上也带有相当多的细菌。据估计，人体内及表皮上的细菌细胞总数约是人体细胞总数的十倍。此外，也有部分种类分布在极端的环境中，例如温泉，甚至是放射性废弃物中，它们被归类为嗜极生物，其中最著名的种类之一是海栖热袍菌（Thermotoga maritima），科学家是在意大利的一座海底火山中发现这种细菌的。然而，细菌的种类是如此之多，科学家研究过并命名的种类只占其中的小部分。细菌域下所有门中，只有约一半是能在实验室培养的种类。

　　细菌的营养方式有自养及异养，其中异养的腐生细菌是生态系中重要的分解者，使碳循环能顺利进行。部分细菌会进行固氮作用，使氮元素得以转换为生物能利用的形式。细菌也对人类活动有很大的影响。一方面，细菌是许多疾病的病原体，包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由细菌所引发。然而，人类也时常利用细菌，例如乳酪及酸奶的制作、部分抗生素的制造及废水的处理等，都与细菌有关。在生物科技领域中，细菌也有着广泛的运用。

　　细菌是一种单细胞生物体，生物学家把这种生物归入“裂殖菌类”。细菌细胞的细胞壁非常像普通植物细胞的细胞壁，但没有叶绿素。因此，细菌往往与其他缺乏叶绿素的植物结成团块，并被看作“真菌”。细菌因为特别小而区别于其他植物细胞。实际上，细菌也包括存在着的最小的细胞。此外，细菌没有明显的核，而具有分散在整个细胞内的核物质。因此，细菌有时与被称为“蓝绿藻”的简单植物细胞结成团块，蓝绿藻也有分散的核物质，但它还有叶绿素。人们越来越普遍地把细菌和其他大一些的单细胞生物归在一起，形成既不属于植物界也不属于动物界的一类生物，它们组成生命的第三界——“原生物界”。有些细菌是“病原的”细菌，其含义是致病的细菌。然而，大多数类型的细菌不是致病的，而的确常常是非常有用的。例如，土壤的肥沃在很大程度上取决于住在土壤中的细菌的活性。“微生物”，恰当地说，是指任何一种形式的微观生命。“菌株”一词用得更加普遍，因为它指的是任何一点小的生命，甚至是一个稍大一点的生物的一部分。例如，包含着实际生命组成部分的一个种子的那个部分就是胚芽，因此我们说“小麦胚芽”。此外，卵细胞和精子（载着最终将发育成一个完整生物的极小生命火花）都称为“生殖细胞”。然而，在一般情况下，微生物和菌株都用来作为细菌的同义词；而且确实尤其适用于致病的细菌。

　　大部分细菌是分解者，处在生物链的最底层。还有一部分细菌是消费者和生产者。比如硫细菌，铁细菌等，他们是化能合成异养型，属于生产者，可以利用无机物硫铁等制造自身需要的有机物。而根瘤菌则是消费者，它们与豆科植物互利共生，消耗豆科植物光合作用所生产的有机物，因此为消费者。当然，细菌最主要的作用还是分解者，如果没有细菌真菌等微生物，世界将是尸体的海洋。

　　基本形态与大小

　　（1）球菌：

　　球菌是外形呈圆球形或椭圆形的细菌，直径0.5-1微米，有以下几种类型：①单球菌：单独存在，如尿素小球菌；②双球菌：如肺炎双球菌；③链球菌：如乳酸链球菌；④四联球菌：形成的4个细胞排列在一起，成田字，如四联球菌；⑤八叠球菌：如尿素生孢八叠球菌；⑥葡萄球菌：如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。

　　（2）杆菌：

　　外形为杆状的细菌称杆菌，常有长宽接近的短杆或球杆状菌，如甲烷短杆菌属（Methano—brevibacter）；长宽相差较大的棒杆状或长杆状菌，如枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、梭状杆菌（Bacterium fusiformis）；分枝状或叉状菌，如双歧杆菌属（Bifidobacterium）；竹节状（两端平截），如炭疽芽孢杆菌（Bacillusanthracis）等。

　　按杆菌细胞的排列方式不同则有成对的双杆菌、呈链状的链杆菌，另外，常有栅状、“八”字状以及由鞘衣包裹在一起的丝状等多种。典型的杆菌有大肠杆菌、枯草杆菌、链杆菌、变形杆菌。

　　（3）螺旋状：

　　螺旋状的细菌称螺旋菌，一般长5-50微米，宽0.5-5微米，根据菌体的弯曲可分为：①弧菌（Vibrio）：螺旋不足一环者呈香蕉状或逗点状，如霍乱弧菌（Vibrio cholerae）；②螺菌（Spirillum）：满2-6环的小型、坚硬的螺旋状细菌，如小螺菌（Spirillum minor）；③螺旋体（Spirochaeta）：旋转周数多（通常超过6环）、体长而柔软的螺旋状细菌，如梅毒螺旋体（Treponema Pallidum）。

　　结构

　　细菌的结构分为基本结构和特殊结构。基本结构是各种细菌都具有的结构，包括细菌的细胞壁、细胞膜、细胞质、核质。某些细菌特有的结构称为特殊结构，包括细菌的荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。

　　（1）细胞壁

　　细胞壁（cell wall）位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围，组成较复杂，并随细菌不同而异。革兰阳性菌和革兰阴性菌细胞壁的共有组分为肽聚糖，但各自有其特殊组分。

　　细胞壁厚度因细菌不同而异，一般为15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以β-1，4糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰阳性菌）或肽键（革兰阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合板一样，粘合成多层。

　　肽聚糖中的多糖链在各物种中都一样，而横向短肽链却有种间差异。革兰阳性菌细胞壁厚约20-80nm，有15-50层肽聚糖片层，每层厚1nm，含20-40%的磷壁酸（teichoic acid），有的还具有少量蛋白质。革兰阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，其他成分较为复杂，由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外，外膜与细胞之间还有间隙。

　　肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分，凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质，都有抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制转肽酶的活性，抑制肽桥形成。

　　细菌细胞壁的功能包括：①保持细胞外形，提高机械强度；②抑制机械和渗透损伤（革兰阳性菌的细胞壁能耐受20kg/cm2的压力）；③介导细胞间相互作用（侵入宿主）④；防止大分子入侵；⑤协助细胞运动和生长，分裂和鞭毛运动；⑥赋予细菌特定的抗原性以对抗生素和噬菌体的敏感性。

　　其中还有一些缺壁细菌，分为四类：①L型细菌，是指某些在实验室或宿主体内，通过自发突变，形成细胞壁缺陷的变异菌株；②原生质体，是指在人为条件下（用溶菌酶或青霉素）处理革兰阳性细菌，获得的无壁细胞；③球状体，是指在人为条件下，处理革兰阴性菌，获得的残留部分细胞壁的细胞；④支原体，是指在进化过程中获得的无壁的原核微生物。

　　（2）细胞膜

　　是典型的单位膜结构，厚约8-10nm，外侧紧贴细胞壁，某些革兰阴性菌还具有细胞外膜。通常不形成内膜系统，除核糖体外，没有其它类似真核细胞的细胞器，呼吸和光合作用的电子传递链位于细胞膜上。某些进行光合作用的'原核生物（蓝细菌和紫细菌），质膜内褶形成结合有色素的内膜，与捕光反应有关。某些革兰阳性细菌质膜内褶形成小管状结构，称为中膜体（mesosome）或间体，中膜体扩大了细胞膜的表面积，提高了代谢效率，有拟线粒体（Chondroid）之称，此外还可能与DNA的复制有关。

　　（3）细胞质与核质体

　　细菌和其它原核生物一样，只有拟核，没有核膜，DNA集中在细胞质中的低电子密度区，称核区或核质体（nuclear body）。细菌一般具有1-4个核质体，多的可达20余个。核质体是环状的双链DNA分子，所含的遗传信息量可编码2000-3000种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。由于没有核膜，因此DNA的复制、RNA的转录与蛋白质的合成可同时进行，而不像真核细胞的这些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。

　　每个细菌细胞约含5000-50000个核糖体，部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中。细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）与小亚单位（30S）组成，大亚单位含有23SrRNA，5SrRNA与30多种蛋白质，小亚单位含有16SrRNA与20多种蛋白质。30S的小亚单位对四环素与链霉素很敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素很敏感。

　　细菌核区DNA以外的，可进行自主复制的遗传因子，称为质粒（plasmid）。质粒是裸露的环状双链DNA分子，所含遗传信息仅为2-200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去。质粒DNA在遗传工程研究中很重要，常用作基因重组与基因转移的载体。

　　胞质颗粒是细胞质中的颗粒，起暂时贮存营养物质的作用，包括多糖、脂类、多磷酸盐等。

　　（4）荚膜

　　许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质，边界明显的称为荚膜（capsule），如肺炎球菌，边界不明显的称为粘液层（slime layer），如葡萄球菌。荚膜对细菌的生存具有重要意义，细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境；保护自身不受白细胞吞噬；而且能有选择地粘附到特定细胞的表面上，表现出对靶细胞的专一攻击能力。例如，伤寒沙门杆菌能专一性地侵犯肠道淋巴组织。细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化酶贮存起来，以备攻击靶细胞之用。

　　另外在细菌入侵免疫系统时，荚膜可以防止免疫系统识别细菌，从而存活下来。

　　（5）鞭毛

　　鞭毛是某些细菌运动的特殊结构，由一种称为鞭毛蛋白（flagellin）的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向（顺和逆时针）来改变运动状态。

　　（6）菌毛

　　菌毛是在某些细菌表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，须用电镜观察。特点是：细、短、直、硬、多，菌毛与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，可分为普通菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与传递遗传物质有关。

　　（7）芽胞

　　有些细菌在生长发育的后期，个体缩小，细胞壁增厚，形成芽胞。芽胞是细菌的休眠体，对不良环境有较强的抵抗能力。小而轻的芽胞还可以随风四处飘散，落在适当环境中，又能萌发成为细菌。细菌快速繁殖和形成芽胞的特性，使它们几乎无处不在。

　　某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生胞子，又称芽胞，是对不良环境有强抵抗力的休眠体，由于芽胞在细菌细胞内形成，故常称为内生胞子。

　　芽胞的生命力非常顽强，有些湖底沉积土中的芽孢杆菌经500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽胞在pH 7.0时能耐受100℃煮沸5-9.5小时。

　　菌落特征

　　当细菌划线接种到固体平板培养基上后，在适宜的培养条件下。细菌便迅速生长繁殖。由于细菌细胞受固体培养基表面或深层的限制，故不能像在液体培养基中那样自由扩散，因此繁殖的菌体常聚集在一起，形成了肉眼可见的细菌集落，通常称之为菌落（colony）。由于平板划线的分散作用，单个菌落来源于细菌的一个细胞，生长一定时间后便肉眼可见，挑选一个菌落移种到另一固体斜面培养基上，即可获得细菌的纯培养。

　　各种细菌在一定条件下形成的菌落均具一定的特征，包括菌落的大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明程度等．所以细菌菌落特征是细菌菌种鉴定的重要依据，在细菌分类学上具有重大意义。

　　菌落特征决定于组成菌落的细胞结构与生长行为，如细菌的荚膜，它的存在与否和菌落形态等有直接关系。肺炎链球菌因具有荚膜就形成光滑型菌落，其表面光滑黏稠，不具荚膜的菌株形成的菌落为粗糙型，菌落表面干燥、有皱折，表明菌落特征和细菌细胞的结构密切相关。

　　菌落的形状和大小不仅决定于菌落中细胞的特性，而且也受到周围菌落的影响，菌落靠得太近，由于营养物质有限，有害代谢物的分泌和积累，因而生长受到抑制。所以在平板分离菌种时，常可看到平板上互相靠近的菌落都较小，而那些分散开的菌落均较大。即使在同一菌落中，由于各个细菌细胞所处的空间位置不同，在营养物的摄取及空气供应等方面亦都不一样，所以在生理上、形态上或多或少会有所差异。

　　在平板培养基上形成的菌落往往有三种情况，即表面菌落、深层菌落和底层菌落，上面所介绍的菌落特征都是指表面菌落。某些细菌在明胶培养基中生长繁殖时，能产生明胶酶水解明胶。如果将这些菌种穿刺接种在盛有明胶培养基的试管中，则由于明胶被水解形成不同形状的溶解区，由于特定的细菌形成一定形状的溶解区，所以是细菌分类的项目之一。

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