细菌是自然界中分布最广、数量最多、与人和自然关系最为密切的一类微生物,这类微生物都是以单个细胞形式存在,无细胞核。
细菌很小,衡量它的单位是微米(千分之一毫米)。一个细菌一般只有1微米那么大,所以我们必须用显微镜把它们放大几千倍甚至几万倍才能看到它们。
细菌形态多样,但基本的形态有三种,即球状、杆状与螺旋状,因而我们可把细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌三种。
根据球菌分裂后排列成的形状,又可分为双球菌、链球菌、回联球菌、八叠球菌和葡萄球菌等。很多球菌存在于空气和人畜体内,多数为不致病菌,但也有一些可致病,如引起人肺炎的双球菌,引起人畜化脓炎症的链球菌和金黄色葡萄球菌等。
杆菌又可分为长直大杆菌、短杆菌、球杆菌、棒状杆菌和梭菌等,其中梭菌是因为杆菌的菌体内形成一个比菌体直径大的芽孢,因而形成外形如织网的梭状。自然界中细菌多数是杆菌,杆菌中有许多是致病的,像炭疽杆菌、结核杆菌、坏死杆菌、沙门氏杆菌、丹毒杆菌、布氏杆菌、巴氏杆菌等,它们可引起烈性传染病,严重地危害人畜。还有的如梭菌,则能产生强烈的外毒素,可引起人畜中毒,如破伤风梭菌能产生神经痉挛毒,引起人畜强直症。又如肉毒梭菌产生的肉毒素,是现已知的毒物中最毒的一种,1毫克毒素能致死109只小白鼠,可使几十万人死亡。
螺旋菌又可分为弧菌和螺菌。弧菌是菌体只有一个弯曲度的一类细菌,这类细菌中,我们熟悉的如人霍乱弧菌就是。螺菌是数次旋转呈螺旋形的,如人畜中的一种致病菌——空肠结肠弯杆菌即是。
细菌的结构有基本结构和特殊结构两种。基本结构包含细胞壁、细胞膜和细胞质,及少量的细胞器,没有细胞核,核内的遗传物质均分散在细胞质中。
有些细菌有特殊结构,如黄膜、鞭毛、菌毛和芽孢。黄膜是细胞壁外的一层滑液样物质,在白细胞捕捉细菌的时候,细菌依靠黄膜逃逸。鞭毛是细菌长出的长长的尾巴或长毛,它可以摆动,细菌借此可以运动。菌毛是细菌周身长的一层细的绒毛,通过这些菌毛可以黏附在寄生物的表面。芽孢是有的细菌在条件恶劣的情况下,菌体发生浓缩、外壳变厚所形成的一种小体,它可以帮助细菌躲过难关,并在条件适宜时重新长成菌体。
细菌作为一个独立的生命体,它时刻进行着新陈代谢,与周围环境进行物质交换,合成菌体组成成分,分解一些物质,获得能量。在新陈代谢的同时,细菌也进行着生长和繁殖。这些都是一些生物化学反应的过程。在这些过程中,需要各种酶(生物化学反应的催化剂,是一种蛋白质)参与,不同的细菌有不同的酶系统,因此鉴别细菌就靠鉴别其所含有的酶。
细菌与外界环境间的物质交换很迅速,生长很快。一般细菌只要几分钟到十几分钟就可完成一个世代,它们繁殖的方式是二分裂法,即1个变2个、2个变4个、4个变8个,如此,一个细菌在合适的条件下培养24小时后,可以达到数万亿个细菌。从一个细菌起,在这短短的24小时所进行的物质交换可达1017千克以上。可见细菌的代谢和繁殖是多么的神速。
我们一般认为,细菌这种微生物的代谢和繁殖在生态系统中起到分解作用,即分解有机物,使有机物还原为矿物态的无机物,供植物利用。事实上,所有的腐生性细菌和寄生性细菌都是这样的。它们分解动植物的尸体、分泌物和排泄物,分解食物残渣,甚至分解活的机体,让有机物质变成无机物质,使地球上有限的物质资源能周而复始循环运转着,而不致枯竭。这类起分解作用的细菌我们叫它们为异养菌。但除异养菌外在自然界中还存在种类和数量繁多的自养菌,这些细菌有的能氧化无机物,像硝化细菌、硫化细菌和氢细菌,它们通过氧化无机物质获得能量,利用这些能量再同化二氧化碳,合成菌体所需的成分。有些细菌菌体中具有光合色素,它们能像绿色植物一样直接利用光进行光合作用,合成有机物,如绿硫细菌、紫色细菌和蓝细菌等。这些类型的细菌,很多在其生长过程中不需要有机物,有机物存在反而会抑制它们生长。
自然界中存在的细菌多数是对我们有利的,它们在自然界的物质转化中起着不可缺少的作用。由于这些细菌的存在,使自然界的物质处于循环往复的转化中,这对我们来说是很有意义的。当然,在自然界中还存在着一小部分致病性细菌,它们能引起各种动植物病害,有的甚至造成灾难,所以说细菌既是人类的朋友,也是人类的敌人。