第三節 病毒與細菌
微生物 個體微小 種類： 種類及數量繁多、分布極廣，且在生態系上扮演極重要的角色，與人類的關係非常密切。 病毒 細菌 真菌 原生動物 藻類
病毒 形態： 構造： 病毒非常小 電子顯微鏡觀察 核心 外殼
核心部分：遺傳物質核酸（DNA或RNA）組成 外殼： 多種蛋白質，依特定的排列構成 有些殼外尚含有套膜
病毒 形狀和大小差異很大： 長桿狀：菸草鑲嵌病毒 多面體：腺病毒 球狀：流行性感冒病毒 蝌蚪狀：噬菌體
病毒種類繁多 依其寄主的種類： 病毒各有其一定的寄主範圍，只能感染一種或少數種生物 細菌病毒（噬菌體） 植物病毒 動物病毒
特徵 可在寄主細胞外生存 唯在寄主體外時，因缺少代謝作用所需的各種酵素，所以無法表現各種生命現象 絕對寄生（obligatory parasitism）： 病毒都需在寄主細胞內才可繁殖
病毒的感染與繁殖 感染：病原體進入寄主的過程 不同的病進入細胞的方式不一樣
感染過程：噬菌體 噬菌體先利用尾部的蛋白質殼吸附在細菌的細胞壁上 注入核酸 病毒的基因開始表現
一方面抑制寄主細胞生長 一方面利用寄主細胞的原料及酶系，合成自己的核酸及蛋白質殼
將病毒的蛋白質殼及核酸組合成病毒顆粒 離開寄主細胞並繼續感染鄰近細胞
感染過程：動物病毒 它的蛋白質殼附著於黏膜表面 當寄主細胞以內吞作用(endocytosis)攝入病毒後 病毒除去蛋白質殼使核酸裸露 基因才能表現
動物病毒離開寄主細胞 造成寄主細胞的死亡與解體，於是病毒便散出，例如：小兒麻痺病毒 不一定會造成寄主細胞死亡，增殖的病毒可移至細胞膜而釋出，再繼續感染鄰近細胞，例如：流行感冒病毒
感染過程：植物病毒 植物的外表有表皮，表皮外有角質層，細胞本身又有細胞壁，故病毒無法『直接感染』，而是經由昆蟲咬傷或人為的傷口等進入細胞 植物病毒在寄主細胞內增殖後，植物細胞並不因病毒的感染而破裂
病毒的傳播 病毒可自被感染的個體傳播到另一未感染的個體。
動物病毒的傳播 傳播途徑很多，常依病毒種類而異： 呼吸道感染：麻疹、SARS和流行性感冒病毒 飲食感染：小兒麻痺、腸病和A型肝炎病毒
輸血感染：B型肝炎、C型肝炎和愛滋病病毒 蚊蟲傳播：日本腦炎和登革熱病毒 動物咬傷而傳播：狂犬病病毒
植物病毒的傳播 原生質絲感染 輸導組織感染 藉花粉或種子在植物間傳播
病毒與人類的關係 有些病毒會感染人類而造成疾病，例如：小兒麻痺病毒與肝炎病毒 B型肝炎→慢性肝炎，引起肝硬化或轉變為肝癌
有些病毒是藉由其他生物為媒介再感染人類 例如：藉蚊蟲傳播的日本腦炎和登革熱病毒 避免蚊蠅滋生而傳播疾病 動物和植物病毒也會受到病毒的感染，常造成人類在農、漁、牧業方面之重大損失
基因改造：利用病毒把核酸帶入寄主細胞 製作疫苗：預防疾病 病毒感染的專一性：病毒性農藥
細菌的形態和構造 非常細小 以放大千倍的光學顯微鏡觀察 種類繁多，分布很廣 根據形狀： 球菌（coccus） 桿菌（bacillus） 螺旋菌（spirillum）
球菌 不具鞭毛 不會運動 如：肺炎雙球菌
桿菌 呈桿狀 有的具有鞭毛，可運動 如：大腸桿菌
螺旋菌 呈螺旋狀 具有鞭毛可使菌體運動 通常不致病
特殊細菌 形態或構造上比較特殊 例如： 螺旋體（spirochete）：引起人類梅毒的病原體
能量寄生菌 無法自行合成ATP，只能在活細胞中獲得能量，以進行增殖 例如：呈球形且可引起砂眼的披衣菌（衣原菌）
細菌的結構 染色體： 多數呈圓環狀結構 少數細菌（如鏈黴菌），染色體呈線狀
質體（plasmid）：有些細菌除染色體外，尚具有額外的DNA 細菌缺少膜狀胞器（如粒線體），ATP的形成是在細胞膜部位進行
莢膜（capsule） 有些細菌在細胞壁外尚有莢膜 成分大多是多醣類 具有保護作用 其存在與否往往與致病力有關 如：具莢膜的肺炎雙球菌，才會引起肺炎
內孢子（endospore） 少數細菌在環境不適時，體內會形成一種休眠芽胞 環境適合時，一個內孢子可以萌發成一個細菌
細菌的繁殖 細菌在適宜的環境中生長到一定大小時，即可藉分裂生殖（fission）增加數量
過程 染色體先行複製為兩條 細胞延長 並在菌體的中央凹陷並形成新的細胞膜與細胞壁 將兩條染色體分隔在兩個子細菌細胞內
細菌在理想的環境中，甚至每隔數十分鐘就可以分裂一次，在實驗室裡，一個細菌可在一天之內培養成一個肉眼可見的菌落
病毒、細菌與人類的關係 微生物被廣泛利用，現代生物科技快速發展，微生物更有效的被利用於醫學、農業、工業及遺傳工程上
除少數種類有害外 大多數無害或有益的： 近代許多基因工程、生技產業亦都藉由細菌及病來完成 人體腸道內的腸內細菌，不危害身體健康 腐生菌能分解屍體及排泄物，促進生態系物質的循環
致病細菌 疾病：霍亂、肺結核、肺炎 感染家禽、家畜及農作物，影響糧食生產 分泌毒素：使食物變質而引起食物中毒
醫藥上的應用 許多微生物會引起人類的疾病，但對抗這些病原體的藥物，有些卻是由細菌產生的
目前常用的抗生素，多數是由土壤中的細菌所分泌出來的 如鏈黴素來自鏈黴菌 醫學上也常利用病原體或其產物來預防疾病 如肺炎雙球菌疫苗可預防肺炎
在農業、工業上的應用 根瘤菌能將大氣中的氮氣轉化為氮化物 ，供植物吸收利用
有機堆肥是利用多種微生物，將動、植物的遺體或排泄物分解為植物可利用的肥料
發酵工業：製造酒精和有機酸等 環保工業：去除重油汙染及汙水處理 在食品工業上：乳酪製作，泡菜、優酪乳等
在遺傳工程上的應用 利用細菌製造胰島素、生長激素 農作物及牲畜品種改良，得到抗蟲、抗殺草劑或具高產量、高營養價值的品種