細菌是最常見的微生物類群,屬于原核生物(無成形的細胞核,遺傳物質集中在擬核區),單細胞結構,形態多樣,主要分為球菌、桿菌、螺旋菌三大類,此外還有弧菌、梭菌等特殊形態。
1. 基本結構:細胞壁(保護細胞、維持形態)、細胞膜(控制物質進出)、擬核(含環狀DNA,是遺傳物質的主要載體)、細胞質(含核糖體,用于合成蛋白質),部分細菌還具有莢膜(保護細菌,增強抵抗力)、鞭毛(用于運動)、芽孢(細菌的休眠體,耐高溫、耐干燥,條件適宜時可萌發為正常細菌)。
2. 營養方式:多數為異養型,需從外界獲取有機物作為營養來源;少數為自養型,如藍細菌(藍藻)可通過光合作用合成有機物,硝化細菌可通過化能合成作用合成有機物。
3. 繁殖方式:主要為二分裂繁殖,繁殖速度快,部分細菌可通過接合生殖(細菌之間通過性菌毛傳遞遺傳物質)實現基因重組,增強適應性。
4. 常見種類及作用:
有益細菌:乳酸菌(用于制作酸奶、泡菜,分解乳糖產生乳酸,改善食品風味,同時抑制有害菌生長)、雙歧桿菌(人體腸道有益菌,調節腸道菌群平衡,促進消化吸收,增強免疫力)、大腸桿菌(正常情況下寄生在人體腸道,幫助合成維生素B族,部分菌株(如O157:H7)為致病菌)、根瘤菌(與豆科植物共生,固定空氣中的氮氣,轉化為植物可吸收的氮素養分,改良土壤)、放線菌(雖單獨分類,但與細菌親緣關系密切,用于生產抗生素,如鏈霉菌生產鏈霉素)。
致病細菌:沙門氏菌(常見食源性致病菌,污染肉類、蛋類、乳制品,食用后引發腸胃炎,出現腹痛、腹瀉、嘔吐等癥狀)、金黃色葡萄球菌(污染食品后產生毒素,引發食物中毒,還可導致皮膚感染、肺炎等)、幽門螺桿菌(寄生在人體胃黏膜,可引發胃炎、胃潰瘍、胃癌等疾病)、結核分枝桿菌(引發肺結核,通過呼吸道傳播)、鏈球菌(引發扁桃體炎、猩紅熱、風濕熱等)。
真菌屬于真核生物(有成形的細胞核),分為單細胞真菌(酵母菌)和多細胞真菌(霉菌、大型真菌),細胞結構包括細胞壁(主要成分為幾丁質,與植物細胞壁的纖維素不同)、細胞膜、細胞核、細胞質(含多種細胞器,如線粒體、核糖體、內質網等)。
1. 營養方式:均為異養型,無法自身合成有機物,需從外界獲取營養,分為腐生(分解動植物遺體、排泄物獲取營養,如霉菌、蘑菇)、寄生(寄生在動植物體內,獲取營養,如白色念珠菌)、共生(與其他生物共生,如地衣是真菌與藻類的共生體)。
2. 繁殖方式:分為無性繁殖和有性繁殖。無性繁殖包括出芽生殖(酵母菌)、孢子生殖(霉菌、蘑菇,產生孢子,孢子萌發形成新個體);有性繁殖通過配子結合形成合子,再發育為新個體,增強物種的適應性。
3. 常見種類及作用:
酵母菌:單細胞真菌,呈圓形或橢圓形,常用于食品發酵,如釀酒(分解葡萄糖產生酒精和二氧化碳)、制作面包、饅頭(二氧化碳使面團膨脹),同時也是模式生物,用于生物學研究,部分酵母菌(如白色念珠菌)可引發人體感染(如鵝口瘡、陰道炎)。
霉菌:多細胞真菌,由菌絲組成(分為營養菌絲和氣生菌絲),常見的有青霉菌、曲霉菌、毛霉菌。青霉菌可產生青霉素(第一種抗生素,用于治療細菌感染);曲霉菌用于制作醬油、腐乳,部分曲霉菌(如黃曲霉菌)會產生黃曲霉毒素(強致癌物質,污染糧食、油料作物,食用后危害人體健康);毛霉菌可用于制作腐乳、豆豉,也可能導致食品霉變,引發中毒。
大型真菌:多細胞真菌,子實體可肉眼觀察,如蘑菇、香菇、金針菇、木耳等,多為腐生,可食用,富含蛋白質、膳食纖維等營養物質,部分大型真菌(如靈芝、冬蟲夏草)具有藥用價值,可增強免疫力;少數大型真菌(如毒蘑菇)含有毒素,食用后會引發中毒,甚至危及生命。
病毒是一類無細胞結構的微生物,也是最小的微生物,僅由核酸(DNA或RNA,二者只能有一種)和蛋白質外殼(衣殼)組成,部分病毒還具有包膜(由宿主細胞膜衍生而來)。病毒無法獨立完成生命活動,必須寄生在活細胞內,利用宿主細胞的代謝系統進行增殖,離開活細胞后會處于休眠狀態,無法繁殖。
1. 結構特點:無細胞壁、細胞膜、細胞核等細胞結構,核心是核酸(遺傳物質),外殼是蛋白質,包膜上有糖蛋白,可幫助病毒識別并吸附宿主細胞。
2. 增殖方式:分為吸附、侵入、脫殼、生物合成、組裝、釋放六個步驟。病毒首先吸附到宿主細胞表面,然后侵入宿主細胞,脫去蛋白質外殼,釋放核酸,利用宿主細胞的核糖體、原料等合成病毒的核酸和蛋白質,再組裝成新的病毒顆粒,最后釋放到宿主細胞外,繼續感染其