病菌、病毒、细菌、真菌的异同（区别与联系）

天问一号

      病菌、病毒、细菌、真菌都可以引起人类和其它生物疾病，都可以是致病源。
     病菌是能引起人或其他生物产生疾病的致病微生物即细菌和病毒的总称，也统称为病原菌或致病菌(pathogenic bacterium)。
     病菌是机体致病的微小生物，其形体微小，它们通过多种途径进入人体，并在人体内繁殖，感染人体。

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       细菌（Bacteria）一般是细胞结构简单，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器（例如线粒体和叶绿体）的单细胞原核生物（Prokaryote）。原核生物中还有另一类生物称作古细菌（Archaea），也被称为真细菌（Eubacteria）。
      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。
      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。

     细菌对人类影响
    1）一方面是许多疾病的病原体，细菌对寄主的侵犯包括细菌吸附于体表，侵入组织或细胞，生长繁殖，产生毒素，乃至扩散蔓延以及抗拒寄主的一系列防御机能，造成机体损伤。可以通过各种方式，如接触、消化道、呼吸道、昆虫叮咬等在正常人体间传播疾病，具有较强的传染性，例如，对社会危害极大包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由细菌所引发。
     2）另一方面，人类也时常利用细菌，例如乳酪及酸奶和酒酿的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等，都与细菌有关。
     3）另外，在生物科技领域中，细菌也有着广泛的运用：①身份识别。②发电，此可以追溯到1910年，英国植物学家利用铂作为电极放进大肠杆菌的培养液里，成功地制造出世界上第一个细菌电池；可以建立细菌发电站；细菌还具有捕捉太阳能并把它直接转化成电能的"特异功能"。③磁性细菌可作为微磁传感器加以应等。④现在利用和研发最广泛和深入的是基因重组应用。

    细菌分类
     1）根据形状主要分为三类，即：球菌、杆菌和螺旋菌（包括弧菌、螺菌、螺杆菌）；
     2）按细菌的生活方式分为两大类：自养菌和异养菌，其中异养菌包括腐生菌和寄生菌；
     3）按细菌对氧气的需求来分类，可分为需氧（完全需氧和微需氧）和厌氧（不完全厌氧、有氧耐受和完全厌氧）细菌；
     4）按细菌生存温度分类可分为喜冷、常温和喜高温三类；
     5）根据细胞壁的组成成分，细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。

     灭菌方法
     19世纪中期，法国微生物学家巴斯德（Louis pasteur)经过反复研究，发现温度在62℃时加热30分钟，可以杀灭物质中不耐高温的细菌等微生物。人们至今还在使用这种方法消灭酒中的杂菌。为了纪念这位微生物学家，人们把这种消毒方法称为巴斯德消毒法。现今常用有四种灭菌方法：
     1）温度。细菌对低温的耐受性较强，大多数细菌在液态空气（-190℃）或液态氧（-252℃）下可保存多年。高温对细菌有明显的杀伤作用，大多数无芽胞菌在100℃煮沸时立即死亡，而有芽胞的细菌对高热有抗力，如炭疽芽胞可耐受煮沸5-15分钟，湿热灭菌比干热效果强，因为湿热灭菌渗透性大。
      2）干燥。大多数细菌的繁殖体在干燥空气中很快死亡，有些菌如结核杆菌对干燥耐力强，在干痰中保存数月后仍有传染性，干燥不能作为有效的灭菌手段，只能用于保存食物，但细菌在湿度<15%、真菌在湿度<5%时，均不利其生长，因此干燥的食物可保藏相当一段时间而不坏。
      3）射线。紫外线对细菌的作用包括诱发突变及致死，紫外线的波长260nm时作用最强。主要作用于细菌的DNA，但紫外线的穿透力很弱，一薄层盖玻片就能吸收大部分紫外线，紫外线适量照射可以杀死细菌，但在照射后3小时再用可见光照射，则部分细菌又能恢复其活力，这种现象称为光复活作用。可见光杀菌作用虽不大，但在通过某些染料时，染料放出的荧光具有与紫外线同样的作用，可杀死细菌，称为光感作用。其原理尚不太清楚。
      4）电离射线。放射性核素可以放出α、β、γ三种射线。β射线穿透力强，在几秒钟内就能灭菌；γ射线穿透力比α、β射线都强，但对细菌作用弱，消毒需要的时间长；α射线穿透力弱，有杀菌和抑菌作用。电离射线损伤细胞的DNA，使细胞死亡，电离辐射通过介质时还可引起猛烈冲击。其他影响表面张力的溶液如有机酸、醇、肥皂等也可使一些细菌不生长或溶解。

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     病毒：现在是一个很广泛的概念，最开始只是生物概念上的应用，后来延伸到电子计算机领域等。这里只讨论生物病毒。
    病毒（Biological virus）是一种个体微小，结构简单，没有细胞结构即由蛋白质外壳和内部遗传物质（只含一种DNA或RNA核酸）组成，必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物。
     狭义的生物病毒是一种独特的传染因子，它是能够利用宿主细胞的营养物质来自主地复制自身的DNA或RNA、蛋白质等生命组成物质的微小生命体。而广义的病毒复杂得多，包括拟病毒、类病毒和病毒粒子（virion），其中拟病毒和类病毒仅是1条简单的ssRNA链，virion是一种类似酶的蛋白分子。因此生物病毒很难有1个确定的、明确的定义。

病毒构成图

     病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成，病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒不能独立生存，必须生活在其他生物的细胞内，离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。它的复制、转录、和转译的能力都是在宿主细胞中进行，当它进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量完成生命活动，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。
    生物病毒不管是烈性噬菌体还是温和型噬菌体，都必需在活的宿主细胞中才能得以复制繁殖，利用宿主细胞的核苷酸和氨基酸来自主地合成自身的一些组件，装配下一代个体。并达到他们的目的。复制后的生物病毒裂解宿主细胞而被释放出去，感染新的宿主细胞。
     病毒的生命过程大致分为：吸附，注入（遗传物质），合成（逆转录/整合入宿主细胞DNA），装配（利用宿主细胞转录RNA，翻译蛋白质再组装），释放五个步骤。     
     病毒分类：1）从来源上分为植物病毒、动物病毒和细菌病毒；2）从结构上还分为：单链RNA病毒、双链RNA病毒、单链DNA病毒和双链DNA病毒。
     病毒应用：1）灭活病毒做疫苗，2）基因工程中作载体，3）细胞工程中作细胞融合的诱因（灭活病毒）

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      真菌 是一种具真核的、产孢的、无叶绿体的真核生物。包含霉菌、酵母、蕈菌以及其他人类所熟知的菌菇类。目前已经发现了十二万多种真菌。真菌独立于动物、植物和其他真核生物，自成一界。真菌的细胞有含甲壳素, 能通过无性繁殖和有性繁殖的方式产生孢子。
     真菌（Fungus）一词的“拉丁文”Fungus （fungi）原意是蘑菇，其定义包括以下几方面： ①真菌具有真正的细胞核； ②没有叶绿素，以吸收为营养方式的异养生物； ③一般都能通过无性繁殖和有性繁殖的方式产生孢子，延续种群；④其典型的营养体为丝状分支结构；⑤细胞壁的主要成分为几丁质或纤维素或两者兼有。

     目前真菌较高层级的分类系统仍有很大争议，新理论不断被提出，各个分类阶层的名称均常有变动。《安贝氏菌物词典》第9版中，将真菌界分为4门和1类：壶菌门、接合菌门、子囊菌门、担子菌门、半知菌类。

     真菌应用：
     1）酵母菌是重要的发酵素，能分解碳水化合物产生酒精和二氧化碳等。生产上常用的有面包酵母、饲料酵母、酒精酵母和葡萄酒酵母等。有些能合成纤维素供医药使用，也有用于石油发酵的。
     2）假丝酵母能形成假菌丝、不产生子囊孢子的酵母。不少的假丝酵母能利用正烷烃为碳源进行石油发酵脱蜡，并产生有价值的产品。其中氧化正烷烃能力较强的假丝酵母多是解脂假丝酵母（C. lipolytica）或热带假丝酵母（C. tropicalis）。有些种类可用作饲料酵母，个别种类能引起人或动物的疾病。
      3）黄曲霉属于半知菌类，黄曲霉群的一种常见腐生真菌。多见于发霉的粮食、粮食制品或其他霉腐的有机物上。可用于生产淀粉酶、蛋白酶和磷酸二酯酶等，也是酿造工业中的常见菌种。早在六世纪时，《齐民要术》中就有用“黄衣”、“黄蒸”两种麦曲来制酱的记载，这两种黄色的麦曲，主要由黄曲霉一类微生物产生的大量孢子和蛋白酶、淀粉酶所组成。
     4）白地霉。菌体生长最适宜的温度为28℃。常见于牛奶和各种乳制品（如酸牛奶和乳酪）中，在泡菜和酱上，也常有白地霉。可用来制造核苦酸、酵母片等。
     5）抗生菌抗生菌亦称“拮（颉）抗菌”。能抑制别种微生物的生长发育，甚至杀死别种微生物的一些微生物。其中有的能产生抗菌素，如链霉菌产生链霉素，青霉菌产生青霉素，多粘芽抱杆菌产生多粘菌素等。

      真菌与生活
      1）真菌危害。治病的真菌可引起动、植物和人类的多种疾病，在人类主要有三种类型：真菌感染、变态反应性疾病、中毒性疾病。真菌在农业、林业和畜牧业中能引起植物多种病害，从而造成巨大的经济损失。例如，1845年欧洲由于马铃薯晚疫病的流行摧毁了5/6的马铃薯，中国由于1950年的小麦锈病和1974年的稻瘟病而使小麦和水稻各减产60亿千克。
     2）参与环境再循环。真菌像细菌和微生物一样都是分解者，就是一些分解死亡生物的有机物生物。真菌将生物分解为各类无机物，使土地肥力增强。
     3）食物与真菌。还有些真菌也成为重要的食物来源。可食用的蕈菌有200多种，如冬菇、草菇、木耳、云耳等。以及真菌所侵入后的生（动，植物）物空壳，如冬虫夏草。还有的真菌用于食物加工，例如酵母菌用于面包等加工，酿酒也需要真菌。
     5）青霉素的发现。青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的发现大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。1928年，英国科学家Fleming在实验研究中最早发现了青霉素。 青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病。继青霉素之后，链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等抗生素不断产生，增强了人类治疗传染性疾病的能力。

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      细菌和病毒同属于微生物，只有在显微镜下才能看到。但两者是截然不同的东西。
     病毒是一类个体微小，无完整细胞结构，由蛋白质和核酸组成，必须在活细胞内寄生并复制的非细胞型微生物。
     细菌和病毒均属于微生物。在一定的环境条件下，细菌和病毒都可以在人体中增殖，并可能导致疾病发生。细菌较大，用普通光学显微镜就可看到，它们的生长条件也不高。病毒则比较小，一般要用放大倍数超过万倍的电子显微镜才能看到。病毒没有自己的生长代谢系统，它的生存靠寄生在宿主（如人）和细胞中依赖他人的代谢系统。也是因为如此，目前抗病毒的特殊药物不多。有一点值得指出的是，在人们身体的许多部位都有细菌的增殖。医学上称之为正常茵群，它们与我们和平相处，互惠互利。而在任何情况下从机体中发现病毒都非正常状况。因为只有侵入我们的活组织细胞中这些病毒才能存活。
     病毒与细菌不同之处是，病毒没有细胞结构，可以说是最低等的生物，但是它的能耐可不小，人类的疾病从小的感冒到大的癌症都和它有关系。细菌是和植物一样，有细胞壁，而人的细胞是没有细胞壁的，这就是很多抗生素杀菌的原理。比如破坏它的细胞壁或者阻止合成细胞壁，细菌就死掉了，而人没有这个结构，所以对人无影响。
     病毒的构造很简单，外面是一层蛋白质，称为病毒外壳。蛋白质外壳内部包裹着病毒的遗传物质，可以是DNA，也可以是RNA。病毒自己不能完成新陈代谢，也不能完成繁殖，需要寄生在其它细胞内完成。病毒和细菌的绝大部分是对人类没有害的，有害的只是很小的一部分。  
     病毒和细菌可以通过结膜到达血液中，说明它能够抵抗溶菌酶的消化降解。细菌和病毒共有的生物元素是C、H、O、N、P。细菌一般可在特定培养基上培养，而病毒一般不能。

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     细菌和真菌的名称中均有一个“菌”字，同属微生物，但两者在生物类型、结构、大小、增殖方式和名称上却有着诸多不同。比较如下：
     1）生物类型
      一是就有无成形的细胞核来看：细菌没有核膜包围形成的细胞核，属于原核生物；真菌有核膜包围形成的细胞核，属于真核生物。
      二是就组成生物的细胞数目来看：细菌全部是由单个细胞构成，为单细胞型生物；真菌既有由单个细胞构成的单细胞型生物（如酵母菌），也有由多个细胞构成的多细胞型生物（如食用菌、霉菌等）。
     2）细胞结构：细菌和真菌都具有细胞结构，属于细胞型生物，在它们的细胞结构中都具有细胞壁、细胞膜、细胞质，但却存在诸多不同，具体表现在：
     一是细胞壁的成分不同：细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，而真菌细胞壁的主要成分是几丁质。
     二是细胞质中的细胞器组成不同：细菌只有核糖体一种细胞器；而真菌除具有核糖体外，还有内质网、高尔基体、线粒体、中心体等多种细胞器。
     三是细菌没有成形的细胞核，只有拟核；真菌具有。
     四是细菌没有染色体，其DNA分子单独存在；真菌细胞核中的DNA与蛋白质结合在一起形成染色体（染色质）。  
     3）细胞大小：原核细胞一般较小，直径一般为1μm-10μm；真核细胞较大，直径一般为10μm-100μm。  
     4）增殖方式：细菌是原核生物，为单细胞型生物，通过细胞分裂而增殖，具有原核生物增殖的特有方式——二分裂；真菌为真核生物，细胞的增殖主要通过有丝分裂进行，因真菌种类的不同其个体增殖方式主要有出芽生殖（如酵母菌）和孢子生殖（食用菌）等方式。
     5）名称组成：尽管在细菌和真菌的名称中都有一个菌字，但细菌的名称中一般含有：球、杆、弧、螺旋等描述细菌形态的字眼，只有乳酸菌例外（实为乳酸杆菌）；而真菌名称中则不含有。