原核生物是指一类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。它包括细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体、支原体、蓝细菌和古细菌等。它们都是单细胞原核生物，结构简单 [1]，个体微小，一般为1～10 μm，仅为真核细胞的十分之一至万分之一。 [2]
地球上95%的原核生物（约占地球总生物量的19%）居住在地底深处。 [6]
- 中文名
- 原核生物
- 外文名
- Prokaryotes
- 适用领域
- 环境生态
- 分 类
- 细菌、蓝细菌、放线菌等
- 特 点
- 无核膜
- 呼吸方式
- 有氧呼吸和无氧呼吸
病理简介
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原核生物即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称做核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类群，但由于古生菌又具有许多真核生物的特征，明显区别于细菌，因此不将古生菌列入其中，而将其拿出来单独描述。具体根据外表特征等方面可以把原核生物分为狭义的细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体和立克次氏体七大类。 [3]
古细菌界结构
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原核生物仍拥有细胞的基本构造并含有细胞质、细胞壁、细胞膜、以及鞭毛的细胞。细胞壁不包括所有的原核生物，原核生物有一个例外：原核生物中，除了支原体，其余的都有细胞壁；支原体是唯一不具有细胞壁的原核生物。
原核生物的多样性
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地球上95%的原核生物（约占地球总生物量的19%）居住在地底深处。 [6]
虽然它不完全、虽然它简单，但是能在这个竞争激烈的环境中长久地活下去都会拥有自己的专属技能——原核生物的多样性。比如细胞形态的多样性、运动的多样性、生长发育多样性、细胞结构多样性、细胞化学多样性、代谢功能多样性、遗传变异多样性等。所以它是有着极高利用价值的生物资源。这一资源不仅表现为与人类生存着动息息相关的几乎所有生物无穷的代谢功能性状，也同样表现为一个五彩缤纷的微生物世界。 [4]
特点
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光合作用呼吸方式
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原核生物细胞能进行有氧呼吸。有的原核生物，如硝化细菌、根瘤菌，虽然没有线粒体，但却含有全套的与有氧呼吸有关的酶，这些酶分布在细胞质基质和细胞膜上，因此，这些细胞是可以进行有氧呼吸的。利用细胞膜和细胞质的酶系进行有氧呼吸。第一个阶段发生的场所在细胞质内，产生的丙酮酸进入三羧酸循环，被彻底氧化生成CO2和水，同时释放大量能量.因其呼吸链组分在细胞膜上，所以主要在细胞膜上进行。有的原核生物如产甲烷杆菌等，没有与有氧呼吸有关的酶，因此，只能进行无氧呼吸。总之，大多数原核生物能进行有氧呼吸。
基因组成
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细胞骨架
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人们已经在细菌中发现的FtsZ、MreB 和CreS 依次与真核细胞骨架蛋白中的微管蛋白、肌动蛋白丝及中间丝类似。FtsZ 能在细胞分裂位点装配形成Z 环结构，并通过该结构参与细胞分裂的调控；MreB能形成螺旋丝状结构，其主要功能有维持细胞形态、调控染色体分离等；CreS存在于新月柄杆菌中，它在细胞凹面的细胞膜下面形成弯曲丝状或螺旋丝状结构，该结构对维持新月柄杆菌细胞的形态具有重要作用。
常见原核生物
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原核生物支原体
支原体(mycoplasma)是1898年Nocard等发现的一种类似细菌的原核微生物，1967年正式命名为支原体。支原体是最小、最简单的细胞，也是唯一不具有细胞壁的原核生物。支原体直径小于0.3um,能通过细菌滤器，可引起肺炎、脑炎和尿道炎等疾病。由于支原体没有细胞壁，因此，影响细胞壁合成的抗菌药物，如青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类、万古霉素等对支原体无效，临床治疗常用四环素类、大环内酯类和氟喹诺酮类药物。
细菌
细菌(bacteria)是原核生物的典型代表。1683年，列文虎克最先使用自己设计的单透镜显微镜观察到大概放大200倍的细菌。常见的细菌有球菌、杆菌和螺旋菌。 [5]
结构
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鞭毛
鞭毛结构细胞膜
细胞质
核糖体
核糖体无膜结构，主要由蛋白质（40%）和RNA（60%）构成。核糖体按沉降系数分为两类，一类（70S）存在于线粒体、叶绿体以及细菌中，另一类（80S）存在于真核细胞的细胞质中。他们有的漂浮在细胞质中，有的结集在一起，主要在粗糙内质网内。
糖萼
夹杂物
夹杂物(细胞质)是一种的化学物质，可能会或可能不会在一个细胞，这取决于细胞的类型。它包含储存的营养物质、分泌的产物、和色素颗粒。
70年代分子生物学的资料表明：产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、极端耐酸耐热的硫化叶菌和嗜热菌质体等的16S rRNA核苷酸序列，既不同于一般细菌，也不同于真核生物。此外，这些生物的细胞膜结构、细胞壁结构、辅酶、代谢途径、tRNA和rRNA的翻译机制均与一般细菌不同。因而有人主张将上述的生物划归原核生物和真核生物之外的“第三生物界”或古细菌界。
疾病
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微生物在自然界中分布极为广泛。土壤、空气、江河、海洋等都有数量不等、种类不一的微生物存在，其中以土壤中微生物最多。在人体、动植物的体表以及人体和动物体与外界相通的腔道如呼吸道、消化道等，均有多种微生物存在。正常情况下寄居于人体表面及与外界相通腔道如口腔、鼻咽腔、肠道以及泌尿生殖道中的微生物称之为“正常菌群”。
微生物在自然界中绝大多数对人类动植物是有益的、必需的。例如，土壤中的微生物能将动植物的有机蛋白质转化为无机含氮化合物、以供植物生长的需要，而植物又为人类和动物所食用。空气中的大量氮气，只有依靠固氮菌等作用才能被植物吸收。肠道中的大肠杆菌能合成维生素B、维生素K，供机体所利用并具有拮抗某些病原菌的作用，受到广泛应用的抗生素都是微生物的代谢产物，用于治疗各种急、慢性传染病，因此，微生物与人类的关系极为密切。
自然界中除了一部分对人类有益的微生物外，还有一部分能引起人类和动植物的病害，这些具有致病性的微生物称“病原微生物”。例如，能引起人类痢疾、伤寒、结核、病毒性肝炎，对动植物可引起鸡霍乱、鸭瘟、水稻白叶枯病等。
原核生物致食物中毒用革兰氏染色法可把所有细菌分为革兰氏阳性菌和阴性菌。这种方法是最常用的一种常规染色法。细菌经过结晶紫、碘液先后染色后，都被染成深紫色。这时再用95%酒精脱色，有些细菌可脱掉紫色，用复红再染后变为红色，称为革兰氏阴性菌（简写为G－ 菌）。有些细菌不被酒精脱色，仍然保留深紫色，称革兰氏阳性菌（简写为G+菌）。
区分这两类细菌对于鉴别细菌，分析细菌的致病作用和选择抗菌药物都有重要意义。将所有细菌初步分成G+和G－两大类后，一方面便于进一步鉴定细菌种类；另一方面由于G+菌和G－菌对抗生素敏感性不同，这样便于选择有效药物进行及时治疗。G+菌对青霉素、头孢菌素敏感，而G－ 菌对链霉素、庆大霉素、卡那霉素、氯霉素较敏感，可供治疗时用药的参考。化验室尚可通过分离培养细菌进行药物敏感试验，帮助正确选择有效药物，达到合理治疗不同传染病的目的。此外，在细菌的致病作用方面G+菌和G－菌也有不同，如G+菌一般以外毒素致病，G－菌则主要以内毒素致病。
细菌性食物中毒（包括毒素性食物中毒和感染性食物中毒）除肉毒杆菌所产生的肉毒毒素外，其他细菌所引起的食物中毒临床表现均为急性胃肠炎症状，以腹痛、腹泻、呕吐等为主（少数伴发烧）。一般症状较轻，预后良好，1～2天可自愈，极少有引起死亡的报道。
在气温较高的夏秋季，由细菌污染引起的食物中毒是很常见的。有多种细菌可以引起食物中毒，其中最常见的是沙门氏菌。它广泛存在于各种动物，如猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅及鼠类的肠道和粪便里，蛋类也容易被这种菌污染。金黄色葡萄菌也是引起食物中毒常见病原菌之一，它常常存在于正常人的鼻腔、咽喉部和皮肤化脓病灶中。奶牛的乳房化脓疱里也存在大量葡萄球菌。在金黄色葡萄球菌引起的食物中毒中，以A型引起者最多，B和C型金黄葡萄球菌次之。
平常我们见到的细菌性食物中毒，发病很急，大多在吃了不洁食物几小时后就可出现腹痛、腹泻、呕吐等症状，但恢复也较快，1～2天就可自愈。但是，有一种毒素性食物中毒（一般在食品加工过程中被肉毒杆菌的芽孢污染，在厌氧条件下细菌生长繁殖产生的一种剧烈外毒素，称肉毒毒素），如果人食入含有这种外毒素的食物，即可引起食物中毒。即使这种毒素仅1微克，也可使人致命，因此，它就是食物中毒中的最危险的“刺客”。
在国外，这种食物中毒主要是以腊肠、家制罐头、肉制品为主，但在我国此类食品引起肉毒中毒很少见，大多是由发酵的豆制品和面制品所致。如臭豆腐、豆鼓（占80%）、甜面酱（占10%）等。我国十几个省均有发现，以新疆、西藏、青海、宁夏回族自治区为多见。肉毒杆菌只有在没有氧气的环境下才能生长，当它存在于土壤和家畜的粪便这些对它不利的有氧环境中，就会在体内产生一个卵圆形小体，叫做芽孢。这样肉毒杆菌就能存活很长时间，几年甚至几十年，若制作加工时食品被肉毒杆菌芽孢污染，在厌氧条件下就可以在其中大量生长繁殖，产生毒性强烈的肉毒毒素。由于它是神经毒素，人摄入后导致特殊的神经中毒症状，眼部、咽部的肌肉麻痹造成复视、斜视、眼睁不开、进食困难、阻嚼无力，30%以上的病人脑神经可受损。
在自然情况下，大多数致病性细菌只对人类或动物引起感染。但也有少数动物源性病原菌使人类患病。这类由同一种病原菌引起的家畜（或野生动物）和人类共患的疾病，称为人畜共患病。例如，家畜的布鲁氏菌病主要是牛羊、猪等家畜的病原菌，患病后表现为流产、睾丸炎、副睾炎、子宫炎等；当人类与病畜接触或通过其污染的乳制品，病菌可通过皮肤、消化道、呼吸道、眼结膜等途径传染给人，出现菌血症，发热呈波浪型，称为波浪热。人畜共患病还可由鼠疫杆菌、炭疽杆菌引起。鼠疫杆菌是鼠类病原菌之一，亦可经染菌鼠蚤叮咬人类发生人类鼠疫。炭疽杆菌主要引起草食动物炭疽病，也可传给人类和肉食动物，引起人类炭疽病。
相关研究
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2025-08-08，中国科学院广州地球化学研究所（下称“广州地化所”）于国际著名期刊《科学进展》（Science Advances）上发表的一项突破性研究显示，地壳断裂瞬间释放的化学能，可以成为地下微生物的能量来源。这一发现颠覆了学界对地球深部生态系统的理解，也为人类在火星、欧罗巴（木卫二）等星球寻找“暗生命”提供了理论依据。 [6]
