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细菌是最常见的微生物类群,属于原核生物(无成形的细胞核,遗传物质集中在拟核区),单细胞结构,形态多样,主要分为球菌、杆菌、螺旋菌三大类,此外还有弧菌、梭菌等特殊形态。
1. 基本结构:细胞壁(保护细胞、维持形态)、细胞膜(控制物质进出)、拟核(含环状DNA,是遗传物质的主要载体)、细胞质(含核糖体,用于合成蛋白质),部分细菌还具有荚膜(保护细菌,增强抵抗力)、鞭毛(用于运动)、芽孢(细菌的休眠体,耐高温、耐干燥,条件适宜时可萌发为正常细菌)。
2. 营养方式:多数为异养型,需从外界获取有机物作为营养来源;少数为自养型,如蓝细菌(蓝藻)可通过光合作用合成有机物,硝化细菌可通过化能合成作用合成有机物。
3. 繁殖方式:主要为二分裂繁殖,繁殖速度快,部分细菌可通过接合生殖(细菌之间通过性菌毛传递遗传物质)实现基因重组,增强适应性。
4. 常见种类及作用:
有益细菌:乳酸菌(用于制作酸奶、泡菜,分解乳糖产生乳酸,改善食品风味,同时抑制有害菌生长)、双歧杆菌(人体肠道有益菌,调节肠道菌群平衡,促进消化吸收,增强免疫力)、大肠杆菌(正常情况下寄生在人体肠道,帮助合成维生素B族,部分菌株(如O157:H7)为致病菌)、根瘤菌(与豆科植物共生,固定空气中的氮气,转化为植物可吸收的氮素养分,改良土壤)、放线菌(虽单独分类,但与细菌亲缘关系密切,用于生产抗生素,如链霉菌生产链霉素)。
致病细菌:沙门氏菌(常见食源性致病菌,污染肉类、蛋类、乳制品,食用后引发肠胃炎,出现腹痛、腹泻、呕吐等症状)、金黄色葡萄球菌(污染食品后产生毒素,引发食物中毒,还可导致皮肤感染、肺炎等)、幽门螺杆菌(寄生在人体胃黏膜,可引发胃炎、胃溃疡、胃癌等疾病)、结核分枝杆菌(引发肺结核,通过呼吸道传播)、链球菌(引发扁桃体炎、猩红热、风湿热等)。
真菌属于真核生物(有成形的细胞核),分为单细胞真菌(酵母菌)和多细胞真菌(霉菌、大型真菌),细胞结构包括细胞壁(主要成分为几丁质,与植物细胞壁的纤维素不同)、细胞膜、细胞核、细胞质(含多种细胞器,如线粒体、核糖体、内质网等)。
1. 营养方式:均为异养型,无法自身合成有机物,需从外界获取营养,分为腐生(分解动植物遗体、排泄物获取营养,如霉菌、蘑菇)、寄生(寄生在动植物体内,获取营养,如白色念珠菌)、共生(与其他生物共生,如地衣是真菌与藻类的共生体)。
2. 繁殖方式:分为无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖包括出芽生殖(酵母菌)、孢子生殖(霉菌、蘑菇,产生孢子,孢子萌发形成新个体);有性繁殖通过配子结合形成合子,再发育为新个体,增强物种的适应性。
3. 常见种类及作用:
酵母菌:单细胞真菌,呈圆形或椭圆形,常用于食品发酵,如酿酒(分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳)、制作面包、馒头(二氧化碳使面团膨胀),同时也是模式生物,用于生物学研究,部分酵母菌(如白色念珠菌)可引发人体感染(如鹅口疮、阴道炎)。
霉菌:多细胞真菌,由菌丝组成(分为营养菌丝和气生菌丝),常见的有青霉菌、曲霉菌、毛霉菌。青霉菌可产生青霉素(第一种抗生素,用于治疗细菌感染);曲霉菌用于制作酱油、腐乳,部分曲霉菌(如黄曲霉菌)会产生黄曲霉毒素(强致癌物质,污染粮食、油料作物,食用后危害人体健康);毛霉菌可用于制作腐乳、豆豉,也可能导致食品霉变,引发中毒。
大型真菌:多细胞真菌,子实体可肉眼观察,如蘑菇、香菇、金针菇、木耳等,多为腐生,可食用,富含蛋白质、膳食纤维等营养物质,部分大型真菌(如灵芝、冬虫夏草)具有药用价值,可增强免疫力;少数大型真菌(如毒蘑菇)含有毒素,食用后会引发中毒,甚至危及生命。
病毒是一类无细胞结构的微生物,也是最小的微生物,仅由核酸(DNA或RNA,二者只能有一种)和蛋白质外壳(衣壳)组成,部分病毒还具有包膜(由宿主细胞膜衍生而来)。病毒无法独立完成生命活动,必须寄生在活细胞内,利用宿主细胞的代谢系统进行增殖,离开活细胞后会处于休眠状态,无法繁殖。
1. 结构特点:无细胞壁、细胞膜、细胞核等细胞结构,核心是核酸(遗传物质),外壳是蛋白质,包膜上有糖蛋白,可帮助病毒识别并吸附宿主细胞。
2. 增殖方式:分为吸附、侵入、脱壳、生物合成、组装、释放六个步骤。病毒首先吸附到宿主细胞表面,然后侵入宿主细胞,脱去蛋白质外壳,释放核酸,利用宿主细胞的核糖体、原料等合成病毒的核酸和蛋白质,再组装成新的病毒颗粒,最后释放到宿主细胞外,继续感染其