細(xì)菌是什么生物，它的細(xì)胞包括

【專家解說】：

細(xì)菌（英文：germs；學(xué)名：bacteria）廣義的細(xì)菌即為原核生物是指一大類細(xì)胞核無核膜包裹，只存在稱作擬核區(qū)（nuclear region)（或擬核）的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物，包括真細(xì)菌（eubacteria）和古生菌（archaea）兩大類群。人們通常所說的即為狹義的細(xì)菌，狹義的細(xì)菌為原核微生物的一類，是一類形狀細(xì)短，結(jié)構(gòu)簡單，多以二分裂方式進(jìn)行繁殖的原核生物，是在自然界分布最廣、個體數(shù)量最多的有機(jī)體，是大自然物質(zhì)循環(huán)的主要參與者。

細(xì)菌種類簡介

細(xì)菌細(xì)菌主要由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體等部分構(gòu)成，有的細(xì)菌還有莢膜、鞭毛、菌毛等特殊結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑大小在0.5~5μm之間。并可根據(jù)形狀分為三類，即：球菌、桿菌和螺旋菌（包括弧菌、螺菌、螺桿菌）。按細(xì)菌的生活方式來分類，分為兩大類：自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌，其中異養(yǎng)菌包括腐生菌和寄生菌。按細(xì)菌對氧氣的需求來分類，可分為需氧（完全需氧和微需氧）和厭氧（不完全厭氧、有氧耐受和完全厭氧）細(xì)菌。按細(xì)菌生存溫度分類，可分為喜冷、常溫和喜高溫三類。細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)者：荷蘭商人安東·列文虎克。細(xì)菌很小，只能用顯微鏡才能看見。

細(xì)菌（英語：Bacteria）是生物的主要類群之一，屬于細(xì)菌域。細(xì)菌是所有生物中數(shù)量最多的一類，據(jù)估計，其總數(shù)約有5×10個。細(xì)菌的個體非常小，目前已知最小的細(xì)菌只有0.2微米長，因此大多只能在顯微鏡下看到它們。細(xì)菌一般是單細(xì)胞，細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，缺乏細(xì)胞核、細(xì)胞骨架以及膜狀胞器，例如線粒體和葉綠體?；谶@些特征，細(xì)菌屬于原核生物（Prokaryota）。原核生物中還有另一類生物稱作古細(xì)菌（Archaea），是科學(xué)家依據(jù)演化關(guān)系而另辟的類別。為了區(qū)別，本類生物也被稱做真細(xì)菌（Eubacteria）。

細(xì)菌廣泛分布于土壤和水中，或著與其他生物共生。人體身上也帶有相當(dāng)多的細(xì)菌。據(jù)估計，人體內(nèi)及表皮上的細(xì)菌細(xì)胞總數(shù)約是人體細(xì)胞總數(shù)的十倍。此外，也有部分種類分布在極端的環(huán)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(xué)家是在意大利的一座海底火山中發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌的。然而，細(xì)菌的種類是如此之多，科學(xué)家研究過并命名的種類只占其中的小部分。細(xì)菌域下所有門中，只有約一半能在實驗室培養(yǎng)的種類。

細(xì)菌的營養(yǎng)方式有自營及異營，其中異營的腐生細(xì)菌是生態(tài)系中重要的分解者，使碳循環(huán)能順利進(jìn)行。部分細(xì)菌會進(jìn)行固氮作用，使氮元素得以轉(zhuǎn)換為生物能利用的形式。細(xì)菌也對人類活動有很大的影響。一方面，細(xì)菌是許多疾病的病原體，包括肺結(jié)核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細(xì)菌所引發(fā)。然而，人類也時常利用細(xì)菌，例如乳酪及酸奶的制作、部分抗生素的制造、廢水的處理等，都與細(xì)菌有關(guān)。在生物科技領(lǐng)域中，細(xì)菌有也著廣泛的運用。

細(xì)菌是一種單細(xì)胞生物體，生物學(xué)家把這種生物歸入“裂殖菌類”。細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞壁非常像普通植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，但沒有葉綠素。因此，細(xì)菌往往與其他缺乏葉綠素的植物結(jié)成團(tuán)塊，并被看作屬于“真菌”。細(xì)菌因為特別小而區(qū)別于其他植物細(xì)胞。實際上，細(xì)菌也包括存在著的最小的細(xì)胞。此外，細(xì)菌沒有明顯的核，而具有分散在整個細(xì)胞內(nèi)的核物質(zhì)。因此，細(xì)菌有時與稱為“藍(lán)綠藻”的簡單植物細(xì)胞結(jié)成團(tuán)塊，藍(lán)綠藻也有分散的核物質(zhì)，但它還有葉綠素。人們越來越普遍地把細(xì)菌和其他大一些的單細(xì)胞生物歸在一起，形成既不屬于植物界也不屬于動物界的一類生物，它們組成生命的第三界——“原生物界”。有些細(xì)菌是“病原的”細(xì)菌，其含義是致病的細(xì)菌。然而，大多數(shù)類型的細(xì)菌不是致病的，而的確常常是非常有用的。例如，土壤的肥沃在很大程度上取決于住在土壤中的細(xì)菌的活性?！拔⑸铩?，恰當(dāng)?shù)卣f，是指任何一種形式的微觀生命?！熬辍币辉~用得更加普遍，因為它指的是任何一點小的生命，甚至是一個稍大一點的生物的一部分。例如，包含著實際生命組成部分的一個種子的那個部分就是胚芽，因此我們說“小麥胚芽”。此外，卵細(xì)胞和精子（載著最終將發(fā)育成一個完整生物的極小生命火花）都稱為“生殖細(xì)胞”。然而，在一般情況下，微生物和菌株都用來作為細(xì)菌的同義詞；而且確實尤其適用于致病的細(xì)菌。

3研究歷史

細(xì)菌細(xì)菌最早是被荷蘭人列文虎克（Antony van Leeuwemhoek，1632-1723）在一位從未刷過牙的老人牙垢上發(fā)現(xiàn)的，但那時的人們認(rèn)為細(xì)菌是自然產(chǎn)生的。直到后來，巴斯德用鵝頸瓶實驗指出，細(xì)菌是由空氣中已有細(xì)菌產(chǎn)生的，而不是自行產(chǎn)生，并發(fā)明了“巴氏消毒法”，被后人譽(yù)為“微生物之父”。

細(xì)菌這個名詞最初由德國科學(xué)家埃倫伯格（Christian Gottfried Ehrenberg，1795-1876）在1828年提出，用來指代某種細(xì)菌。這個詞來源于希臘語βακτηριον，意為“小棍子”。

1866年，德國動物學(xué)家?？藸枺‥rnst Haeckel，1834-1919）建議使用“原生生物”，包括所有單細(xì)胞生物（細(xì)菌、藻類、真菌和原生動物）。

1878年，法國外科醫(yī)生塞迪悅（Charles Emmanuel Sedillot，1804-1883）提出“微生物”來描述細(xì)菌細(xì)胞或者更普遍的用來指微小生物體。

因為細(xì)菌是單細(xì)胞微生物，用肉眼無法看見，需要用顯微鏡來觀察。1683年，安東·列文虎克（Antony van Leeuwenhoek，1632-1723）最先使用自己設(shè)計的單透鏡顯微鏡觀察到了細(xì)菌，大概放大200倍。路易·巴斯德（Louis Pasteur，1822-1895）和羅伯特·科赫（Robert Koch，1843-1910）指出細(xì)菌可導(dǎo)致疾病。

4形態(tài)結(jié)構(gòu)

DNA核糖體鞭毛纖毛莢膜細(xì)胞壁質(zhì)膜

基本形態(tài)

（1）球菌：按其排列方式又可分為單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌，葡萄球菌和鏈球菌。

（2）桿菌：細(xì)胞形態(tài)較復(fù)雜，有短桿狀、棒桿狀、梭狀、月亮狀、分枝狀。

（3）螺旋狀：可分為弧菌（螺旋不滿一環(huán)）和螺菌（螺旋滿2~6環(huán)，小的堅硬的螺旋狀細(xì)菌）。此外，人們還發(fā)現(xiàn)星狀和方形細(xì)菌。

細(xì)胞大小

測量細(xì)菌大小的單位是微米，球菌直徑一般為0.5~1微米，桿菌直徑與球菌相似。

細(xì)胞壁

細(xì)胞壁厚度因細(xì)菌不同而異，一般為15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸構(gòu)成雙糖單元，以β-1,4糖苷鍵連接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽側(cè)鏈，相鄰聚糖纖維之間的短肽通過肽橋（革蘭氏陽性菌）或肽鍵（革蘭氏陰性菌）橋接起來，形成了肽聚糖片層，像膠合板一樣，粘合成多層。

肽聚糖中的多糖鏈在各物種中都一樣，而橫向短肽鏈卻有種間差異。革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁厚約20～80nm，有15-50層肽聚糖片層，每層厚1nm，含20-40%的磷壁酸（teichoic acid），有的還具有少量蛋白質(zhì)。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，其他成分較為復(fù)雜，由外向內(nèi)依次為脂多糖、細(xì)菌外膜和脂蛋白。此外，外膜與細(xì)胞之間還有間隙。

肽聚糖是革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁的主要成分，凡能破壞肽聚糖結(jié)構(gòu)或抑制其合成的物質(zhì)，都有抑菌或殺菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶的活性，抑制肽橋形成。

細(xì)菌細(xì)胞壁的功能包括：①保持細(xì)胞外形，提高機(jī)械強(qiáng)度；②抑制機(jī)械和滲透損傷（革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁能耐受20kg/cm2的壓力）；③介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用（侵入宿主）④；防止大分子入侵；⑤協(xié)助細(xì)胞運動和生長，分裂和鞭毛運動。

其中還有一些缺壁細(xì)菌，分為四類：①L型細(xì)菌，是指某些在實驗室或宿主體內(nèi)，通過自發(fā)突變，形成細(xì)胞壁缺陷的變異菌株；②原生質(zhì)體，是指在人為條件下（用溶菌酶或青霉素）處理革蘭氏陽性細(xì)菌，獲得的無壁細(xì)胞；③球狀體，是指在人為條件下，處理革蘭氏陰性菌，獲得的殘留部分細(xì)胞壁的細(xì)胞；④支原體，是指在進(jìn)化過程中獲得的無壁的原核微生物。

細(xì)胞膜

是典型的單位膜結(jié)構(gòu)，厚約8~10nm，外側(cè)緊貼細(xì)胞壁，某些革蘭氏陰性菌還具有細(xì)胞外膜。通常不形成內(nèi)膜系統(tǒng)，除核糖體外，沒有其它類似真核細(xì)胞的細(xì)胞器，呼吸和光合作用的電子傳遞鏈位于細(xì)胞膜上。某些行光合作用的原核生物（藍(lán)細(xì)菌和紫細(xì)菌），質(zhì)膜內(nèi)褶形成結(jié)合有色素的內(nèi)膜，與捕光反應(yīng)有關(guān)。某些革蘭氏陽性細(xì)菌質(zhì)膜內(nèi)褶形成小管狀結(jié)構(gòu)，稱為中膜體（mesosome）或間體（圖3-11），中膜體擴(kuò)大了細(xì)胞膜的表面積，提高了代謝效率，有擬線粒體（Chondroid）之稱，此外還可能與DNA的復(fù)制有關(guān)。

細(xì)胞質(zhì)與核質(zhì)體

細(xì)菌和其它原核生物一樣，只有擬核，沒有核膜，DNA集中在細(xì)胞質(zhì) 細(xì)菌(7張)中的低電子密度區(qū)，稱核區(qū)或核質(zhì)體（nuclear body）。細(xì)菌一般具有1-4個核質(zhì)體，多的可達(dá)20余個。核質(zhì)體是環(huán)狀的雙鏈DNA分子，所含的遺傳信息量可編碼2000～3000種蛋白質(zhì)，空間構(gòu)建十分精簡，沒有內(nèi)含子。由于沒有核膜，因此DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成可同時進(jìn)行，而不像真核細(xì)胞那樣這些生化反應(yīng)在時間和空間上是嚴(yán)格分隔開來的。

每個細(xì)菌細(xì)胞約含5000～50000個核糖體，部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)菌核糖體的沉降系數(shù)為70S，由大亞單位（50S）與小亞單位（30S）組成，大亞單位含有23SrRNA，5SrRNA與30多種蛋白質(zhì)，小亞單位含有16SrRNA與20多種蛋白質(zhì)。30S的小亞單位對四環(huán)素與鏈霉素很敏感，50S的大亞單位對紅霉素與氯霉素很敏感。

細(xì)菌核區(qū)DNA以外的，可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子，稱為質(zhì)粒（plasmid）。質(zhì)粒是裸露的環(huán)狀雙鏈DNA分子，所含遺傳信息量為2~200個基因，能進(jìn)行自我復(fù)制，有時能整合到核DNA中去。質(zhì)粒DNA在遺傳工程研究中很重要，常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。

胞質(zhì)顆粒是細(xì)胞質(zhì)中的顆粒，起暫時貯存營養(yǎng)物質(zhì)的作用，包括多糖、脂類、多磷酸鹽等。

其他結(jié)構(gòu)

許多細(xì)菌的最外表還覆蓋著一層多糖類物質(zhì)，邊界明顯的稱為莢膜（capsule），如肺炎球菌，邊界不明顯的稱為粘液層（slime layer），如葡萄球菌。莢膜對細(xì)菌的生存具有重要意義，細(xì)菌不僅可利用莢膜抵御不良環(huán)境；保護(hù)自身不受白細(xì)胞吞噬；而且能有選擇地粘附到特定細(xì)胞的表面上，表現(xiàn)出對靶細(xì)胞的專一攻擊能力。例如，傷寒沙門桿菌能專一性地侵犯腸道淋巴組織。細(xì)菌莢膜的纖絲還能把細(xì)菌分泌的消化酶貯存起來，以備攻擊靶細(xì)胞之用。

鞭毛是某些細(xì)菌的運動器官，由一種稱為鞭毛蛋白（flagellin）的彈性蛋白構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上不同于真核生物的鞭毛。細(xì)菌可以通過調(diào)整鞭毛旋轉(zhuǎn)的方向（順和逆時針）來改變運動狀態(tài)。

菌毛是在某些細(xì)菌表面存在著一種比鞭毛更細(xì)、更短而直硬的絲狀物，須用電鏡觀察。特點是：細(xì)、短、直、硬、多，菌毛與細(xì)菌運動無關(guān)，根據(jù)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，可分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細(xì)菌吸附和侵染宿主有關(guān)，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質(zhì)有關(guān)。

芽孢

芽孢是細(xì)菌的休眠體，對不良環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗能力。小而輕的芽孢還可以隨風(fēng)四處飄散，落在適當(dāng)環(huán)境中，又能萌發(fā)成為細(xì)菌。細(xì)菌快速繁殖和形成芽孢的特性，使它們幾乎無處不在。

5種類

細(xì)菌可以按照不同的方式分類。細(xì)菌具有不同的形狀。大部分細(xì)菌根據(jù)形狀分為三類：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，包括弧菌、螺旋菌和螺旋體。

細(xì)菌的結(jié)構(gòu)十分簡單，原核生物，沒有成形的細(xì)胞核，沒有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器例如線粒體和葉綠體，但是有細(xì)胞壁，有的細(xì)菌還有鞭毛和莢膜，根據(jù)細(xì)胞壁的組成成分，細(xì)菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌?！案锾m氏”來源于丹麥細(xì)菌學(xué)家革蘭（Hans Christian Gram），他發(fā)明了革蘭氏染色。

有些細(xì)菌細(xì)胞壁外有多糖形成的莢膜，形成了一層遮蓋物或包膜。莢膜可以幫助細(xì)菌在干旱季節(jié)處于休眠狀態(tài)，并能儲存食物和處理廢物。鞭毛可以幫助細(xì)菌運動。

細(xì)菌細(xì)菌的分類的變化根本上反應(yīng)了發(fā)展史思想的變化，許多種類甚至經(jīng)常改變或改名。隨著基因測序，基因組學(xué)，生物信息學(xué)和計算生物學(xué)的發(fā)展，細(xì)菌學(xué)被放到了一個合適的位置。最初除了藍(lán)細(xì)菌外（它完全沒有被歸為細(xì)菌，而是歸為藍(lán)綠藻），其他細(xì)菌被認(rèn)為是一類真菌。隨著它們的特殊的原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)，這明顯不同于其他生物（它們都是真核生物），導(dǎo)致細(xì)菌歸為一個單獨的種類，在不同時期被稱為原核生物，細(xì)菌，原核生物界。一般認(rèn)為真核生物來源于原核生物。

通過研究rRNA序列，美國微生物學(xué)家伍茲（Carl Woese）于1976年提出，原核生物包含兩個大的類群。他將其稱為真細(xì)菌（Eubacteria）和古細(xì)菌（Archaebacteria），后來被改名為細(xì)菌（Bacteria）和古菌（Archaea）。伍茲指出，這兩類細(xì)菌與真核細(xì)胞是由一個原始的生物分別起源的不同的種類。研究者已經(jīng)拋棄了這個模型，但是三域系統(tǒng)獲得了普遍的認(rèn)同。這樣，細(xì)菌就可以被分為幾個界，而在其他體系中被認(rèn)為是一個界。它們通常被認(rèn)為是一個單源的群體，但是這種方法仍有爭議。

物理因素

①溫度。細(xì)菌對低溫的耐受性較強(qiáng)，大多數(shù)細(xì)菌在液態(tài)空氣（-190℃）或液態(tài)氧（-252℃）下可保存多年。高溫對細(xì)菌有明顯的殺傷作用，大多數(shù)無芽孢菌在100℃煮沸時立即死亡，而有芽孢的細(xì)菌對高熱有抗力，如炭疽芽孢可耐受煮沸5-15分鐘，濕熱滅菌比干熱效果強(qiáng)，因為濕熱滅菌滲透性大。

②干燥。大多數(shù)細(xì)菌的繁殖體在干燥空氣中很快死亡，有些菌如結(jié)核桿菌對干燥耐力強(qiáng)，在干痰中保存數(shù)月后仍有傳染性，干燥不能作為有效的滅菌手段，只能用于保存食物，但細(xì)菌在濕度<15%、真菌在濕度<5%時，均不利其生長，因此干燥的食物可保持相當(dāng)一段時間而不壞。

③射線。紫外線對細(xì)菌的作用包括誘發(fā)突變及致死，紫外線的波長260μm時作用最強(qiáng)。主要作用于細(xì)菌的DNA，但紫外線的穿透力很弱，一薄層蓋玻片就能吸收大部分紫外線，紫外線適量照射可以殺死細(xì)菌，但在照射后3小時再用可見光照射,則部分細(xì)菌又能恢復(fù)其活力，這種現(xiàn)象稱為光復(fù)活作用?？梢姽鈿⒕饔秒m不大，但在通過某些染料時，染料放出的熒光具有與紫外線同樣的作用，可殺死細(xì)菌，稱為光感作用。其原理尚不太清楚。

④電離射線。放射性核素可以放出α、β、γ三種射線。β射線穿透力強(qiáng)，在幾秒鐘內(nèi)就能滅菌；γ射線穿透力比α、β射線都強(qiáng)，但對細(xì)菌作用弱，消毒需要的時間長；α射線穿透力弱，有殺菌和抑菌作用。電離射線損傷細(xì)胞的DNA，使細(xì)胞死亡，電離輻射通過介質(zhì)時還可引起猛烈沖擊。其他影響表面張力的溶液如有機(jī)酸、醇、肥皂等也可使一些細(xì)菌不生長或溶解。

6繁殖

細(xì)菌可以以無性或者遺傳重組兩種方式繁殖，最主要的方式是以二分裂法這種無性繁殖的方式：一個細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞壁橫向分裂，形成兩個子代細(xì)胞。并且單個細(xì)胞也會通過如下幾種方式發(fā)生遺傳變異：突變（細(xì)胞自身的遺傳密碼發(fā)生隨機(jī)改變），轉(zhuǎn)化（無修飾的DNA從一個細(xì)菌轉(zhuǎn)移到溶液中另一個細(xì)菌中），轉(zhuǎn)染（病毒的或細(xì)菌的DNA，或者兩者的DNA，通過噬菌體轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)菌中），細(xì)菌接合（一個細(xì)菌的DNA通過兩細(xì)菌間形成的特殊的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，接合菌毛，轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)菌）。細(xì)菌可以通過這些方式獲得DNA，然后進(jìn)行分裂，將重組的基因組傳給后代。許多細(xì)菌都含有包含染色體外DNA的質(zhì)粒。

處于有利環(huán)境中時，細(xì)菌可以形成肉眼可見的集合體，例如菌簇。

細(xì)菌以二分裂的方式繁殖，某些細(xì)菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營養(yǎng)時，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體，由于芽孢在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)形成，故常稱為內(nèi)生孢子。

芽孢的生命力非常頑強(qiáng)，有些湖底沉積土中的芽孢桿菌經(jīng)500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在pH 7.0時能耐受100℃煮沸5-9.5小時。芽孢由內(nèi)及外有以下幾部分組成：

1．芽孢原生質(zhì)（spore protoplast，核心core）：含濃縮的原生質(zhì)。

2．內(nèi)膜（inner membrane）：由原來繁殖型細(xì)菌的細(xì)胞膜形成，包圍芽孢原生質(zhì)。還有細(xì)模質(zhì)。

3．芽孢壁（spore wall）：由繁殖型細(xì)菌的肽聚糖組成，包圍內(nèi)膜。發(fā)芽后成為細(xì)菌的細(xì)胞壁。

4．皮質(zhì)（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一層，由肽聚糖組成，但結(jié)構(gòu)不同于細(xì)胞壁的肽聚糖，交聯(lián)少，多糖支架中為胞壁酐而不是胞壁酸，四肽側(cè)鏈由L-Ala組成。

5．外膜（outer membrane）：也是由細(xì)菌細(xì)胞膜形成的。

6．外殼（coat）：芽孢殼，質(zhì)地堅韌致密，由類角蛋白組成(keratinlike protein),含有大量二硫鍵，具疏水性特征。

7．外壁（exosporium）：芽孢外衣，是芽孢的最外層，由脂蛋白及碳水化合物(糖類)組成，結(jié)構(gòu)疏松。

7基因重組

將性狀不同的個體細(xì)胞的遺傳基因，轉(zhuǎn)移到另一細(xì)胞內(nèi)，使之發(fā)生遺傳變異的過程。細(xì)菌的基因重組有：

1．轉(zhuǎn)化。受菌直接攝取供菌的游離DNA片斷，并將它整合到自己的基因組中，而獲得供菌部分遺傳性狀的現(xiàn)象。

2．轉(zhuǎn)導(dǎo)。以噬菌體為媒介,供菌中的DNA片段被帶至受菌中，使后者獲得部分遺傳性狀。

3．溶原轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫和噬菌體感染其寄主，將噬菌體基因帶入寄生基因組時，使后者獲得新的性狀的現(xiàn)象。當(dāng)寄生菌喪失該噬菌體時，所獲得新的性狀亦消失。

4．接合。供菌與受菌通過直接接觸或性菌毛介導(dǎo)，供菌的大段DNA（包括質(zhì)粒）進(jìn)入受菌，而與后者發(fā)生基因重組的現(xiàn)象。

致病性：細(xì)菌對寄主的侵犯，包括細(xì)菌吸附于體表，侵入組織或細(xì)胞，生長繁殖，產(chǎn)生毒素，乃至擴(kuò)散蔓延以及抗拒寄主的一系列防御機(jī)能，造成機(jī)體損傷。

吸附：細(xì)菌能以它表面的特殊成分和結(jié)構(gòu)附著于寄主體表或各器官的上皮粘膜，如大腸桿菌的某些菌株借其表面抗原（K88）吸附于腸上皮，淋球菌借其表面絲狀突出物吸附于尿道上皮，化膿性鏈球菌借其表面特異性M蛋白吸附于咽部粘膜等。

侵入機(jī)體：分三種不同現(xiàn)象：

1．細(xì)菌在表面生長繁殖，釋放毒素，毒素進(jìn)入人體，如破傷風(fēng)、白喉等。

2．有些細(xì)菌在吸附后，細(xì)胞膜上形成裂隙，細(xì)菌進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)繁殖產(chǎn)生毒素，使細(xì)胞死亡，如痢疾桿菌和沙門氏桿菌。

3．另有些細(xì)菌，通過粘膜上皮細(xì)胞進(jìn)入皮下組織，并進(jìn)一步擴(kuò)散如鏈球菌所致丹毒及蜂窩組織炎等。

在體內(nèi)繁殖：細(xì)菌在體內(nèi)繁殖，要求適合它生長的營養(yǎng)條件和抵抗寄主的能力，如變形桿菌，由于具有尿素酶，能利用尿素生長，并產(chǎn)生氨損傷組織，所以比其他細(xì)菌引起更為嚴(yán)重的腎盂腎炎。又如布氏桿菌能在胎型絨毛膜和羊水中大量生長，造成流產(chǎn)，因為胚胎組織中有豐富的赤癬醇是布氏桿菌生長的刺激素。

擴(kuò)散：某些細(xì)菌能產(chǎn)生可溶性物質(zhì)，分解結(jié)締組織基質(zhì)中的透明質(zhì)酸，造成皮下擴(kuò)散,如化膿性鏈球菌。另外有些細(xì)菌如布氏桿菌、鼠疫桿菌，在淋巴結(jié)內(nèi)不被清除，反而能生長繁殖，通過淋巴液擴(kuò)散至體內(nèi)其他部位。在機(jī)體抵抗力差時，局部感染的細(xì)菌可侵入血循環(huán)造成菌血癥。

對寄主防御機(jī)能的抵抗：如鏈球菌的溶血素、肺炎球菌的莢膜、金黃色葡萄球菌的凝固酶、結(jié)核桿菌的抑制和抵抗溶菌酶的作用，有些致病菌還能產(chǎn)生某些物質(zhì)殺傷吞噬細(xì)胞等，這些均能使細(xì)菌在機(jī)體內(nèi)存活而致病。

毒素：有外毒素和內(nèi)毒素兩類，肉毒桿菌的毒素和葡萄球菌的腸毒素即是外毒素（在體外產(chǎn)生）。還有在傳染病中起主要作用或起部分致病作用的如白喉、破傷風(fēng)的毒素以及鏈球菌的紅斑毒素等。引起腸道感染的細(xì)菌，可產(chǎn)生一些毒素激活腺苷酸環(huán)化酶使cAMP增加，腸道分泌增多而致腹瀉。內(nèi)毒素是和革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁相關(guān)的磷脂多糖蛋白質(zhì)，大分子復(fù)合物，脂多糖是其主要成分，內(nèi)毒素可以引起微循環(huán)灌注不足，休克、彌漫性毛細(xì)血管內(nèi)凝血和施瓦茨曼氏反應(yīng)（局部皮膚反應(yīng)）等。

8代謝

細(xì)菌具有許多不同的代謝方式。一些細(xì)菌只需要二氧化碳作為它們的碳源，被稱作自養(yǎng)生物。那些通過光合作用從光中獲取能量的，稱為光合自養(yǎng)生物。那些依靠氧化化合物中獲取能量的，稱為化能自養(yǎng)生物。另外一些細(xì)菌依靠有機(jī)物形式的碳作為碳源，稱為異養(yǎng)生物。

光合自養(yǎng)菌包括藍(lán)細(xì)菌，它是已知的最古老的生物，可能在制造地球大氣的氧氣中起了重要作用。其他的光合細(xì)菌進(jìn)行一些不制造氧氣的過程。包括綠硫細(xì)菌，綠非硫細(xì)菌，紫硫細(xì)菌，紫非硫細(xì)菌和太陽桿菌。

正常生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)包括氮，硫，磷，維生素和金屬元素，例如鈉，鉀，鈣，鎂，鐵，鋅和鈷。

根據(jù)它們對氧氣的反應(yīng)，大部分細(xì)菌可以被分為以下三類：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。細(xì)菌也能在人類認(rèn)為是極端的環(huán)境中旺盛得生長，這類生物被稱為極端微生物。一些細(xì)菌存在于溫泉中，被稱為嗜熱細(xì)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(huán)境中，被稱為嗜酸細(xì)菌和嗜堿細(xì)菌；另有一些存在于阿爾卑斯山冰川中，被稱為嗜冷細(xì)菌。

9運動

運動型細(xì)菌可以依靠鞭毛，細(xì)菌滑行或改變浮力來四處移動。另一類細(xì)菌，螺旋體，具有一些類似鞭毛的結(jié)構(gòu)，稱為軸絲，連接周質(zhì)的兩細(xì)胞膜。當(dāng)他們移動時，身體呈現(xiàn)扭曲的螺旋型。螺旋菌則不具軸絲，但其具有鞭毛。

細(xì)菌鞭毛以不同方式排布。細(xì)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(xì)菌可以被特定刺激吸引或驅(qū)逐，這個行為稱作趨性，例如，趨化性，趨光性，趨機(jī)械性。在一種特殊的細(xì)菌，粘細(xì)菌中，個體細(xì)菌互相吸引，聚集成團(tuán)，形成子實體。