Nature：挑战常规！鉴定出一种全新的细菌细胞壁聚合酶---SEDS蛋白

Nature：挑战常规！鉴定出一种全新的细菌细胞壁聚合酶---SEDS蛋白

2016年08月18日讯 在一项新的研究中，来自哈佛大学和哈佛医学院的研究人员鉴定出一种新的几乎所有细菌都用来制造和维持它们的细胞壁的蛋白家族。相关研究结果于2016年8月15日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“SEDS proteins are a widespread family of bacterial cell wall polymerases”。

论文通信作者David Rudner和Thomas Bernhardt说，发现第二组细胞壁合成蛋白（cell wall synthesizer）能够为开发靶向细菌细胞壁的急需疗法来杀死有害细菌铺平道路。

Rudner说，“我们知道这些蛋白是良好的靶标，这是因为它们是聚合酶，所以我们能够在细胞外面抑制它们。”

Bernhardt说，“如今，我们能够更好地控制这些蛋白发挥什么功能，以及一种潜在的药物如何可能影响它们的活性。”

细胞壁在维持细菌的结构完整性中发挥着至关重要的作用，从而决定着它们的形状，而且并让它们躲避来自毒素、药物和病毒的外部攻击。细菌细胞壁是由通过短肽连接在一起的糖链组成的。

半个世纪以来，青霉素结合蛋白（penicillin-binding protein）---如此命名是因为药物青霉素让它们失去功能---被认为是主要的可能也是唯一的细胞壁合成蛋白。

青霉素是1928年发现的，而且在1942年首次被用来治疗细菌性感染，但是直到1957年，科学家们才理解青霉素如何阻断合成细菌细胞壁的这些蛋白（即青霉素结合蛋白）。在二十世纪七八十年代针对大肠杆菌的研究让青霉素结合蛋白合成细胞壁的机制具体化。

其他的因子可能参与细菌细胞壁产生的线索随后也浮现了。2003年取得的一项关键发现被这个领域的很多人忽视了：即便在青霉素结合蛋白不存在的情形下，枯草芽孢杆菌也能够生长和合成它的细胞壁。一些人因这种“下落不明的聚合酶”而干着急。

论文共同作者、Bernhardt实验室研究员Tsuyoshi Uehara认为一种对细菌细胞的形状、延伸、分裂和孢子形成负责的蛋白家族---被缩写为SEDS蛋白---可能是这种下落不明的聚合酶的头号嫌疑犯。SEDS蛋白在细菌细胞周围移动的方式提示着它们可能参与合成细胞壁，因而一旦让它们失去活性的话，就会阻止细胞壁合成。

为了验证SEDS蛋白可能参与细胞壁合成的这种假设，论文第一作者、Rudner实验室研究生Alexander Meeske清除了所有已知参与细胞壁合成的青霉素结合蛋白。然而，SEDS蛋白继续与正常时一样在细胞周围移动。这一发现使得SEDS蛋白看起来像是这些下落不明的聚合酶。

随后的遗传实验和生化实验证实SEDS蛋白确实是一种全新的细胞壁合成蛋白家族。

研究人员也证实这两种细胞壁合成蛋白家族---青霉素结合蛋白和SEDS蛋白---能够合作发挥作用：尽管环绕着细菌细胞壁移动的SEDS蛋白制造环状结构，但是青霉素结合蛋白弥散性地移动，制造较小的链：这些较小的链与环状结构一起组成细菌细胞壁。

研究人员说，早前的研究证实当阻断青霉素结合蛋白时，细菌死亡，这会掩盖住SEDS蛋白的重要性。

在当前的研究中，研究人员发现SEDS蛋白要比青霉素结合蛋白在细菌中更加常见，从而为一种靶向SEDS蛋白的潜在抗生素可能有效地抵抗一系列细菌感染提供希望。

Bernhardt说，“在这个领域长期以来，人们认为一组酶作用在一组复合物上，从而合成细胞壁。如今，我们发现两组酶似乎在不同的系统中发挥作用。它们在某种程度上不得不合作产生这种网状结构，而且当细菌细胞生长和分裂时，这些网状结构保持完整性，并且发生扩展。”

这两种蛋白家族如何一起发挥作用是这项新研究提出的多种问题之一，还需进一步开展研究来阐明。

人类的起源

归结：从生物学分类上:不同种的分类最主要的是看是否存在生殖隔离,也就是说如果他们不能产生稳定的后代(即能产生生孕后代,且后代能继续生孕),则分为同一类.看这样的逆否命题,既然人和猿在分类上不一样,我觉得就不会产生稳定的后代吧!但是产生后代与否可以验证一下但是不知道谁愿意做实验了!

1. 进化论仅仅是一种理论。它既非事实，也不是科学定律。

许多人在小学时就学过，按等级划分的话，理论居於中等—它比纯粹的假说有把握，但与定律相比又略逊一筹。然而，科学家并不是以此划分这些术语的。按照美国国家科学院(NAS)的解释，科学理论是「对自然界的某一方面所作的有充分依据的阐释，它可以包括事实、定律、推论以及经过检验的假说等。」定律是有关自然界的概括性描述，而一种理论无论得到多少证实，都不会使它变成定律。因此当科学家们谈到进化论时(或者就这个问题而言，谈到原子理论或相对论时)，他们并没有表示对这一理论的真实性有任何异议。

除了进化的理论之外(所谓进化指的是遗传上的一代胜过一代的概念)，人们也可能举出进化的实例来。美国科学院把「事实」定义为「已经获得反覆证明的、实际上已被大家公认为『真实』的观测结果」。化石记录和不计其数的其他证据证明了有机物是随著时间的推移而逐步进化的。虽然没有人直接看到这些变化，但间接的证据既清楚又明确，足以令人信服。

无论哪一门科学，依靠间接证据来说明问题都是司空见惯的事情。例如，物理学家不可能直接看到亚原子粒子，因此他们通过观测粒子在云室中留下的特有轨迹来证明粒子的存在。但物理学家并没有因为无法直接观测而使所得的结论欠缺说服力。

2. 自然选择陷入了循环论证的怪圈：适者生存，存者即为适者。

「适者生存」是一种有争论的自然选择表述方式，实际上更专业的表述方式应采用「生存和繁殖分异率」(differential rate of survival and reproduction)这一术语。这种描述法不是给各个物种贴上适应或不适应的标签，而是描述各物种在既定条件下可能留下多少后代。将一对繁殖迅速的小嘴雀科鸣鸟和一对繁殖较慢的大嘴雀科鸣鸟放到一个食物丰富的岛上。在几代之内，繁殖迅速的鸣鸟就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鸣鸟更容易嗑开种子，那麼优势就可能转向这些繁殖较慢的鸣鸟一边。美国普林斯顿大学的 Peter R. Grant 在对加拉帕戈斯群岛上的雀科鸣鸟所做的一项开创性研究中，观察到了野生条件下种群此消彼长的变化情况。[参看本刊 1992年 2月号上 Grant所撰的「自然选择与达尔文的鸣鸟」一文。]

关键在於，给物种的适应性下定义可以不参照其生存能力的强弱：鸟的大嘴更适合嗑开种子，不论这一特性是否在给定条件下具有增强生存能力的价值。

3. 进化是不科学的，因为它既不能验证，也无法推翻。它的种种论断所涉及的物种变化都无法观察到，也永远不可能重现。

这种全盘否定进化论的说法忽视了把进化划分为至少两大类—微观进化与宏观进化—的若干重要特点。微观进化考察的是物种内随时间的推移而发生的变化，这类变化可能是新物种形成的前兆。宏观进化则研究物种这一层次以上的分类学族群是如何演变的。它的证据通常来自化石资料以及重构各种有机物之间的关系而进行的 DNA比较。

如今连大多数创世说者都承认，实验室中的试验(如对细胞、植物和果蝇所作的研究)以及实地进行的考察(如 Grant对加拉帕戈斯鸣鸟嘴部形状演变所进行的考察)都证实了微观进化的存在。自然选择及其它机制(包括染色体改变、共生和杂交等)都可以促使生物群体发生深刻的变化。

宏观进化的历史性研究所涉及的是根据化石和 DNA而不是直接观测作出的推论。但是，对於历史科学(包括天文学、地质学和考古学和进化生物学)，科学家仍然可以对假说进行检验，看这些假说是否与物理证据相符，是否能对未来的科学发现作出具有检验性的预测。例如，进化意味著在人类最早的祖先(距今大约 500万年)以及解剖结构上最早的现代人类(距今约 10万年)之间，应该存在一系列其他原始人，它们身上猿的特点越来越少，而人的特点越来越多，这恰好与化石资料完全吻合。但是我们不会(也的确没有)在侏罗纪(距今约 6500万年)的地层中找到现代人类的化石。进化生物学的常规研究作出的预测比这精细得多、准确得多，而且研究人员也不断对这些预测进行检验。

创世说者也可能通过其他方式来反驳进化论。如果能够找到资料证明哪怕仅仅一种复杂的生命形式是从无生命物质中自发产生的，那麼我们至少在化石中看到的几种生物可能是通过这种方式进化而来的。如果曾有超级智能外星人出现并创造了地球上的生命(甚至创造了特定的物种)，那麼纯粹进化论的解释将遭受怀疑。但是迄今没人提出这类证据。

应该指出，把可伪证性当作界定科学的特性这一观点是哲学家 Karl Popper在 20世纪 30年代提出来的。因为他的思想准则中狭隘的解释将很多货真价实的科学研究分支排除在外，直到最近一些年来，他的思想观点才逐渐被广义化了。

4. 科学家越来越怀疑进化的真实性。

没有证据表明进化论的支持者在逐渐减少。随便翻开任何一期生物学的专业杂志，你都会找到支持并发展进化论研究或者赞同进化是一种根本的科学概念的文章。

与创世说的观点相反，严肃的科学杂志更没有否定进化的报导。上世纪 90年代中期，美国华盛顿大学的 George W. Gilchrist 调查了列入原始文献的数千种期刊，想要找到关於「神力设计」或创世说的文章。他查遍了数十万个的科学报告，也没有发现一篇关於创世说的报告。过去两年中，由东南路易斯大学的 Barbara Forrest和凯斯西部保留地大学的 Lawrence M. Krauss分别独立进行了同样的调查，结果也是无功而返。

创世说者则反唇相讥，声称思想封闭、顽固排外的科学界拒不接受他们的证据。然而，据《Nature》、《Science》及其他重要杂志的编辑们讲，他们几乎没有见过有关反对进化论的投稿。有些反对进化论的作者曾在严肃的科学杂志上发表过论文。但这些论文极少直接攻击进化论，也从不旗帜鲜明地举出创世说的论点。它们最多不过是指出进化论存在某些未解决的问题(这一点并没有人反对)。简而言之，创世说者拿不出充足的理由使科学界能够认真地对待他们的说法。

5. 连进化生物学家彼此间都存在各种分歧，这说明进化论所依据的科学基础根本不牢靠。

进化生物学家激烈争论的焦点是各种各样的。例如，物种是如何形成的、进化的快慢、鸟类和恐龙的祖先是否有血缘关系，尼安德特人是否是不同於现代人的独立物种等各种问题。任何一门学科都难免会存在这样那样的争论，进化论自然也不例外。但是，生物学界仍然一致接受进化论，把进化作为生物界中存在的真实事情和一项指导原则。

遗憾的是，虚伪的创世说者总是断章取义地引用科学家的话以夸大并曲解他们之间的分歧。任何一位熟悉哈佛大学古生物学家 Stephen Jay Gould著作的人都知道，Gould除了是「间断平衡模型」(punctuated equilibrium model)的创立人之一外，还是进化论最积极的捍卫者和宣传者。(间断平衡模型认为，大多数进化都是在地质史上相对短暂的时期内发生的，这样就可以解释我们在化石记录中所观察到的现象。不过，地质史上的短暂时期可能也有数百代之久。)然而，创世说者却总是不遗余力地从 Gould丰富的著作中断章取义，使人们以为 Gould曾对进化论表示过怀疑。更有甚者将间断平衡的理论歪曲理解，仿佛间断平衡会使新物种在一夜之间就脱颖而出，或者使鸟类从爬行动物的卵中产生出来。

如果读者碰到引用科学权威人士的话语对进化论提出质疑时，一定要结合上下文来看看这段话究竟是甚麼意思。可以肯定，所谓科学家对进化论的攻击最终被证明是凭空捏造的。

6. 如果人类从猴子演变而来的，那麼为何现在还有猴子？

这种论据司空见惯，反映出提问者对进化论不同程度的无知。第一个错误是进化论并没有告诉我们人是猴子变来的；它只是说人和猴子的祖先相同。

此论据所犯的更深层次错误与下面这种问法如出一辙：「如果小孩是成年人生的，那为什麼还有成年人？」新物种是通过从现有物种中分化出来而实现进化的；当某些生物种群与其家族的主要分支隔离开来，并得到充分的变异而使其永远成为一个与原来物种明显不同的新物种时，这种分化就产生了。作为母体的物种此后可能无限期地生存下去，当然也可能走向灭绝。

7. 进化论无法解释生命最初是如何在地球上出现的。

生命的起源在很大程度上仍是一个不解之谜，但是生物化学家已经弄清楚原始核酸、氨基酸及构成生命的其他各种基本元素是如何形成并实现自我复制的，从而奠定了细胞生化过程的基础。天体化学分析表明，这类化合物最初可能大量地在太空中形成，然后随彗星来到地球上。这一理论或许可以解释，在地球年轻时的各种条件下，这些生命组成要素是如何出现的。

创世说者有时抓住科学家当前暂时无法解释生命的起源这一点大作文章，试图以此全盘否定进化。其实，即使地球上的生命真的通过进化以外的途径诞生的(如外星人在数十亿年前将首批细胞带到了地球上)，不计其数的微观进化与宏观进化研究有力地证明了生命的进化是一个确凿的事实。

8. 数学的分析表明，像蛋白质这样复杂的东西随机产生是不可思议的，更不用说活细胞乃至人类。

机遇在进化中起著一定的作用(例如通过随机突变而使物种获得新的特性)，但进化过程并不是靠运气来产生有机物、蛋白质或其他生命实体的。恰恰相反，自由选择(应为人知的主要进化机制)通过保留「有益的」(适应性)特徵并淘汰「无益的」(非适应性)特徵而实现非随机的变化。只要选择的力度保持稳定，自然选择就可以推动进化朝著一个方向前进，在出人意料的短期内产生出复杂的结构。

我们用这样的类比打个比方，将「TOBEORNOTTOBE」这 13个字母组成的序列拿来考虑。假定有 100万只猴子在键盘上胡敲乱按，每只猴子每秒钟打出一个像上述序列那样长的字母序，那麼它们需要敲击 7.88万年才可能从 2613 种长度一样的序列中敲出上面那个字母序列。然而，到了 80年代，美国格伦代尔学院的 Richard Hardison编写了一个能随机生成短语的计算机程序，此程序的特点是，如果单个字母恰好位於在短语的既定位置上，那麼该字母就在这一位置上保持下去(实际上也就是选择更接近於哈姆雷特所说的那句话的短语)。该程序平均只需重复 336次，就能再次产生那句短语，所花时间不到 90秒。更令人称奇的是，该程序甚至可在 4天半的时间里就将莎士比亚的整部剧作重组一遍。

9. 热力学第二定律认为，随著时间的推移，系统必定朝著越来越无序的方向发展。因此，活细胞不可能从无生命的化学物质中进化出来，而多细胞生物也不可能从原生动物进化而来。

这种说法错在误解了热力学的第二定律。如果这种说法站得住脚的话，那麼矿物晶体和雪花应该也属於不可能成形的物质，因为它们同样是从无序的组分中形成的复杂结构。

热力学第二定律实际上是说，一个封闭系统(即不与外界发生能量和物质交换的系统)的总熵不会随著时间的推移递减。熵是一个物理学概念，常常被说成是「无序」。然而这个术语与惯用的词还是有很大的差别。

更重要的是，热力学第二定律允许一个系统的某部分的熵减少，只要该系统其他部分的熵有相应的增加。因此，我们的地球作为一个整体可能会变得愈加复杂，因为太阳不断把热和光散射到地球上，而太阳内部热核反应所导致的熵增大足以抵消散射到地球的熵。简单的有机体可以通过耗用其他的生命形式以及非生命物质而朝著越来越复杂的方向发展。

10. 突变对於进化理论来说必不可少。但是突变只能消除特性，而不能产生新的特性。

恰恰相反，生物学资料已经证明，许多特性是通过点突变(point mutation)产生的(所谓点突变就是在一种有机体的 DNA中确切的位置上出现的变化)。细菌对抗生素的耐受性便是一个很好的例子。

动物体内调节发育的同源盒结构基因(homeobox)的突变也可以产生复杂的效应。Hox基因决定腿、翼、触角以及躯体的各部分应该在何处长出来。例如，果蝇的触角足突变(Antennapedia)使在本该长触角的地方长出了腿。这些异常的肢体不起甚麼作用，但是它们的存在证明了遗传基因出现了错误，可以产生复杂的结构，而自然选择可以借此对这些结构进行试验，看其是否有用。

此外，分子生物学研究已经发现了一些比点突变更高级的遗传变化机制，这些机制扩大了物种新特性出现的途径。基因内的功能分子可以通过各种新颖的方式拼接在一起。整个的基因也可能意外地在一种有机物的 DNA内被复制，而复制的基因则可以突变成新的具有复杂特性的基因。对多种有机物的 DNA所作的比较表明，血液中的珠蛋白就是以这种方式在数百万年中进化的。

11. 自然选择或许能解释微观进化，但它无法解释新物种的起源和生命的高级运转规则。

进化生物学家对於自然选择如何产生新物种已经作过广泛的论述。例如，哈佛大学的 Ernst Mayr建立了一个名为「不重叠分布区」(allopatry)的模型。该模型认为，如果通过地理边界把某一群体的有机物同其余群体隔绝开来，那麼它就可能面临不同的选择压力。被隔绝的群体内将逐渐积累起变异的因素。等到这些变异因素积累到相当显著的地步，以致这个分化出来的群体不可能(或者通常情况下不会)同原始的种群交配而繁殖后代时，该群体就会独立地进行繁殖，并沿著这条道路发展下去直至最终变成一个新物种。

自然选择是研究得最为详尽的一种进化机制，但是生物学家也同时考虑了其他各种可能的进化机制。生物学家一直在评估引起物种形成或产生有机物复杂特性的若干不寻常遗传机制的潜力。美国阿默斯特马萨诸塞大学的 Lynn Margulis及其他研究人员令人信服地证明了某些细胞器(如产生能源的线粒体)是通过古代有机体的共生融合而进化来的。因此，关於进化可能是由自然选择以外的其他力量所引起的研究，科学界表示欢迎。但是这些力量必须源於自然界，而不能归功於神秘莫测的创世天使的神力作用，因为这类作用的存在根据没有得到科学的证明。

12. 没有任何人看到过新物种的进化过程。

物种形成可能是相当罕见的，在某些情况下可能要花费若干世纪的时间。此外，识别一个处於形成阶段的新物种可能比较困难，因为生物学家对於如何界定新物种的概念有时持不同看法。目前应用最广泛的定义是 Mayr 提出的「生物物种概念」(Biological Special Concept)。该定律认为，某一物种是由若干独立繁殖的群体构成的一个确定种群，也就是通常不会或不能在其种群以外进行繁殖的若干种有机体。实际上，这一定义可能很难用於因相距遥远或地域不同而彼此隔离的有机体，也很难用於植物(更不用说无法繁殖的化石)。因此生物学家通常将有机物的实体和行为特性作为其物种归属的线索。

但是，科学文献中的确存在有关植物、昆虫及蠕虫的物种形成报告。在多数这类试验中，研究人员把有机体置於各种各样的选择条件下(以解剖差异、交配行为、栖居地喜好以及其他物种特性为选择对象)，并发现由此而生成了一些不与外界异族物种进行繁殖的有机体种群。例如，新墨西哥大学的 William R. Rice和加利福尼亚大学戴维斯分校的 George W. Salt证明，如果他们根据果蝇对某种环境的喜好特性来选择一组果蝇，并将其单独隔离开来繁殖 35代以上，最终所得的结果是，被隔离的果蝇将拒绝与来自环境完全不同的果蝇交配。

13. 进化论者拿不出任何化石证据证明有过渡动物(如半是爬虫半是鸟的动物)出现过。

其实，古生物学家早就知晓有关中间化石(即外形介於各种不同的分类群体之间物种的化石)的许多详尽实例。最有名的化石之一是始祖鸟化石(Archaeopteryx)，它既具有鸟类特有的羽毛特徵，又具有类似恐龙的骨骼结构特徵。研究人员还发现了大量其他有羽毛的动物化石，它们与鸟化石相似的程度，参差不齐。一系列届的化石完整地描述了现代马从小型始祖马(Eohippus)开始的进化过程。鲸的祖先是在陆地上爬行的四肢动物，而在它们之间的过渡动物则是名为 Ambulocetus和 Rodhocetus的两种两栖动物[参看本刊 2002年第 8期 Kata Wong所著的「征服海洋的哺乳动物」一文]。海洋贝壳的化石重现了各种软体动物在千百万年间的进化历程。大约二十多种人科动物(它们并非都是人类的祖先)填补了南方古猿露西(Lucy the australopithecine)和现代人之间的空白。

但创世说者却对这些化石研究成果视而不见。他们声称，始祖鸟并不是爬行动物和鸟类之间的过渡物种，只不过是一种已经灭绝的鸟类，具有某些爬行动物的特徵罢了。创世说者希望进化论者拿出一种匪夷所思、异想天开的怪物，它不能归入到已知的任何一类种群中。即使创世说者承认某一化石是两类物种之间的过渡生物，他们可能还坚持非要看到该化石与后两类物种之间的其他中间化石不可。这类令人恼火的要求可以一个接一个无休止地提出来，而化石记录始终是不完整的，根本不可能满足这样的无理要求。

不过，进化说者可以从分子生物学获得进一步的有力证据。所有有机体都拥有绝大部分的相同基因，但进化论者预见，这些基因的结构及其产物将根据各物种之间的进化关系而分异。遗传学家所说的「分子时钟」将记录这一时间进程。这些分子数据也显示了各种不同的有机体在进化过程中的过渡关系。

14. 生物在解剖层次、细胞层次和分子层次上均有令人惊异的复杂结构特徵；其复杂性哪怕是只差一点点，它们也将无法正常发挥其功能，对此唯一可能的结论就是，生物是神力设计而非进化的产物。

这种所谓的「设计论据」构成了最近抨击进化论的核心说法，而且也是创世说者最早使用的论据之一。1802年，神学家 William Paley撰文说，如果某人在地里捡到一块表，那麼最合乎情理的推论应该是这块表是有人掉在地里的，而不是靠自然力量形成的。Paley声称，由此推知，生物的复杂结构必定也是直接的神力所为。达尔文写了《物种起源》一书来反驳 Paley。该书阐述了作用於遗传特徵的自然选择力量如何逐步地完善复杂的有机体结构的进化过程。

一化又一代的创世说者以眼睛是一种可能靠进化而形成的结构来试图驳倒达尔文的观点。他们认为，眼睛之所以能产生视觉，全凭其各组成部分之间天衣无缝的组合。因此自然选择不可能倾向於眼睛进化过程中所需要的过渡结构(试问半只眼睛有甚麼用呢？)。达尔文似乎对创世说者的这种诘难有先见之明，他指出，即使是「不完整」的眼睛也可能有它的好处(如帮助动物转向有光的方向)，因此可以被遗传下来以待进化过程对其作出进一步的改良。生物学证实了达尔文的分析：研究人员在整个动物王国中都可鉴定出原始的眼睛和感光器官，甚至还通过比较遗传学研究勾画出了眼的进化史。(现在看来，在不同的有机体家族中，眼睛是独立进化的。)

如今鼓吹神力设计的人比其老前辈更加老练，但其论据和目标仍是万变不离其宗。为了驳倒进化论，他们企图证明进化论不可能解释我们所知道的生命，进而坚持认为，唯一站得住脚的替代理论就是，生命是靠一种高深莫测的神力创造出来的。

15. 新近的发现证明，即使在微观层次上，生命也具有某种不可能通过进化产生的复杂性。

「不可简化的复杂性」是《达尔文的黑盒子：进化论面临的生化挑战》一书的作者，列哈依大学的 Michael J. Behe提出的口号。Behe以捕鼠夹作为「不可简化的复杂性」的一个通俗例子。捕鼠夹这种器具的特点是，只要有任何零件丢失，它便不起任何作用，而且它的各个零件只有作为一个整体的组成部分才有价值。Behe宣称，如果说捕鼠夹如此，那麼细菌的鞭毛就更是如此(鞭毛是一种起推进作用的鞭状细胞器，其功能犹如船舶的舷外发动机)。构成鞭毛的蛋白质如鬼斧神工般巧妙地排列成发动机的部件、方向舵以及工程师可能要求采用的其他种种结构。Behe声称，这样复杂巧妙的布局通过进化上的改良而设计出来的可能性实际上等於零，因此证明了它只能是神力表演的绝技。他对於凝血机制以及其他分子系统也表述了类似的观点。

然而进化生物学家已经反驳了这类看法。首先，有些鞭毛的构形比 Behe所提到的鞭毛简单，因此一种鞭毛并不一定需要上述所有组成部分均齐备才能发挥作用。Behe所提到的鞭毛其较高级的组成部分全都可以在自然界的其他地方找到先例，布朗大学的 Kenneth R. Miller及其他研究人员对此已有论述。实际上，整个鞭毛系统与一种名为 Yersinia pestis的细胞器极其相似(鼠疫细菌利用这种细胞器将毒素注射进细胞中)。

关键在於，尽管 Behe声称鞭毛的各组成系统除了用於推进作用以外没有其他任何价值，但实际上这些系统可能具有多种功能，从而有利於鞭毛的进化。因此鞭毛的最终进化过程可能仅仅是通过某种新颖的方式把原先为其他用途进化出来的复杂组成部分重新组合起来。加利福尼亚大学圣迭戈分校的 Russell F. Doolittle所做的研究表明，凝血系统看来是通过改良并完善了最初用於消化的蛋白质而进化的，这与鞭毛的进化有异曲同工之妙。所以，Behe用来作为神力设计证据的「不可简化的复杂性」并非真的不可简化。

另一类复杂性—所谓「特定复杂性」(specified complexity)—是贝乐大学的 William A. Dembski在其著作《设计推理》和《没有免费的午餐》中提出的神力设计论据的核心。他的论据实质上是说，生物的复杂性是任何盲目的、随机的过程永远无法产生的。Dembski声称，唯一合乎逻辑的结论是某位超人的神灵创造了生命并左右其发展，这一说法与 Paley 200年前的论断如出一辙。

Dembski的论据有若干漏洞。他暗示对生物进化的解释只是随机产生或神灵设计，这是不正确的。在圣菲研究所和其他地方研究非线性系统与元胞自动机(cellularautomata)的研究人员已经证明，简单的无向过程能够产生极其复杂的模式。因此，有机体中所呈现的某些复杂性从一定程度上讲，可能是通过我们几乎还不了解的自然现象产生的。然而这完全不等於说生物的复杂性不可能自然地产生。

结论—不科学的创世说

「创世科学」的提法本身就是自相矛盾。现代科学的核心原则就是方法论的自然主义，即力求通过观测到的或可检验的自然机制来解释宇宙。物理学用支配物质与能量的特定概念来描述原子核，并通过实验对这些描述进行检验。只有当实验数据显示先前的描述不足以解释观测到的现象时，物理学家才会引入新的粒子(如夸克)来丰富其理论。而且，这些新粒子的特性并不能随便定义(新粒子的界定受到严格的约束，因为它们必须能纳入到现有的物理学框架中)。

相反，鼓吹神力设计的理论家则搬出各种虚幻莫测的东西，并随意赋予它们以不受约束的各种能力—总之是，怎样能解答当前的问题就怎样说。这样的答案非但不能促进科学探索，反而会阻挡科学探索的道路(如，如何否定万能神灵的存在？)。

神力设计说不能解决任何问题。例如，具有设计能力的神灵是何时介入生命史的？又是怎样介入的？是通过创造第一个 DNA，第一个细胞，还是第一个人？每一物种都是神力设计的吗？抑或只有少数早期物种是神力设计的？鼓吹神力设计说的人常常回避这些问题。他们关於神力设计的说法常常是五花八门，迥然不同，他们也甚至懒得去互相沟通一下以自圆其说。他们采用排除法来进行论证，也就是极力贬低进化论的解释，将其斥为牵强附会或不完整的理论，从而间示只有以神力设计为基础的替代理论者是站得住脚的。

从逻辑上讲，设计说的鼓吹者完全是在误导人：即使某种自然主义的解释有问题，也并不意味著所有这类解释都应该一棍子打死。此外，他们的论述也没有使任意一种神力设计说显得比另一种更合理，实际上就是让听众们自己去作判断，而某些听众在进行这类判断时无疑会用宗教信仰去取代科学概念。

科学研究一次又一次地证明方法论的自然主义可以克服无知，为那些一度看来深不可测的难解之谜找到越来越详尽、合理的答案。有关光的本性、疾病的起源以及脑的机理等问题均是如此。现在进化论正在为破解生命如何形成和发展之谜做著同样的工作。创世说无论以何种名义作掩饰，都不会为这方面的科学研究增添丝毫有价值的东西。

细菌都有细胞壁吗

细菌（英文：germs；学名：bacteria）广义的细菌即为原核生物是指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作拟核区（nuclear region)(或拟核)的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌（eubacteria）和古生菌（archaea）两大类群。人们通常所说的即为狭义的细菌，狭义的细菌为原核微生物的一类，是一类形状细短，结构简单，多以二分裂方式进行繁殖的原核生物，是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。
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产水菌门 Aquificae
热袍菌门 Thermotogae
热脱硫杆菌门 Thermodesulfobacteria
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绿弯菌门 Chloroflexi
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绿菌门 Chlorobi
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放线菌门 Actinobacteria
浮霉菌门 Planctomycetes
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酸杆菌门 Acidobacteria
拟杆菌门 Bacteroidetes
黄杆菌门 Flavobacteria
鞘脂杆菌门 Sphingobacteria
梭杆菌门 Fusobacteria
疣微菌门 Verrucomicrobia
网团菌门 Dictyoglomi
芽单胞菌门 Gemmatimonadetes细菌主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等部分构成，有的细菌还有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。绝大多数细菌的直径大小在0.5~5μm之间。可根据形状分为三类，即：球菌、杆菌和螺形菌（包括弧菌、螺菌、螺杆菌）。 按细菌的生活方式来分类，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。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。按细菌生存温度分类，可分为喜冷、常温和喜高温三类。细菌的发现者：荷兰商人安东·列文虎克。
细菌是生物的主要类群之一，属于细菌域。细菌是所有生物中数量最多的一类，据估计，其总数约有 5×10的三十次方个。细菌的个体非常小，目前已知最小的细菌只有0.2至0.5微米长，因此大多只能在显微镜下看到它们。细菌一般是单细胞，细胞结构简单，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器，例如粒线体和叶绿体。基于这些特征，细菌属于原核生物（Prokaryota）。原核生物中还有另一类生物称做古细菌（Archaea），是科学家依据演化关系而另辟的类别。为了区别，本类生物也被称做真细菌（Eubacteria）。
细菌广泛分布于土壤和水中，或者与其他生物共生。人体身上也带有相当多的细菌。据估计，人体内及表皮上的细菌细胞总数约是人体细胞总数的十倍。此外，也有部分种类分布在极端的环境中，例如温泉，甚至是放射性废弃物中，它们被归类为嗜极生物，其中最著名的种类之一是海栖热袍菌（Thermotoga maritima），科学家是在意大利的一座海底火山中发现这种细菌的。然而，细菌的种类是如此之多，科学家研究过并命名的种类只占其中的小部份。细菌域下所有门中，只有约一半包含能在实验室培养的种类。
细菌的营养方式有自养及异养，其中异营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。
[编辑本段]研究历史
细菌最早是被路易·巴斯德(Louis Pasteur, 1822-1895)发现的，他用鹅颈瓶实验出，细菌是由空气中已有细菌产生的，而不是自行产生，并研制出“巴氏消毒液”。
微生物学家巴斯德细菌这个名词最初由德国科学家埃伦伯格(Christian Gottfried Ehrenberg, 1795-1876)在1828年提出，用来指代某种细菌。这个词来源于希腊语βακτηριον，意为“小棍子”。
1866年，德国动物学家海克尔(Ernst Haeckel, 1834-1919)建议使用“原生生物”，包括所有单细胞生物（细菌、藻类、真菌和原生动物）。
1878年，法国外科医生塞迪悦(Charles Emmanuel Sedillot, 1804-1883)提出“微生物”来描述细菌细胞或者更普遍的用来指微小生物体。
因为细菌是单细胞微生物，用肉眼无法看见，需要用显微镜来观察。1683年，安东·列文虎克(Antony van Leeuwenhoek, 1632–1723)最先使用自己设计的单透镜显微镜观察到了细菌，大概放大200倍。路易·巴斯德(Louis Pasteur, 1822-1895)和罗伯特·科赫(Robert Koch, 1843-1910)指出细菌可导致疾病。
[编辑本段]形态结构
杆菌，球菌，螺旋菌，弧菌的形态各不相同，但主要都是由以下结构组成。
（一）细胞壁
细菌结构 细胞壁厚度因细菌不同而异，一般为15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以β-1,4糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合板一样，粘合成多层。
肽聚糖中的多糖链在各物种中都一样，而横向短肽链却有种间差异。革兰氏阳性菌细胞壁厚约20～80nm，有15-50层肽聚糖片层，每层厚1nm，含20-40％的磷壁酸（teichoic acid），有的还具有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，其他成分较为复杂，由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外，外膜与细胞之间还有间隙。
肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分，凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质，都有抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制转肽酶的活性，抑制肽桥形成。
细菌细胞壁的功能包括：保持细胞外形；抑制机械和渗透损伤（革兰氏阳性菌的细胞壁能耐受20kg/cm2的压力）；介导细胞间相互作用（侵入宿主）；防止大分子入侵；协助细胞运动和分裂。
脱壁的细胞称为细菌原生质体（bacterial protoplast）或球状体（spheroplast，因脱壁不完全），脱壁后的细菌原生质体，生存和活动能力大大降低。
（二）细胞膜
是典型的单位膜结构，厚约8~10nm，外侧紧贴细胞壁，某些革兰氏阴性菌还具有细胞外膜。通常不形成内膜系统，除核糖体外，没有其它类似真核细胞的细胞器，呼吸和光合作用的电子传递链位于细胞膜上。某些行光合作用的原核生物（蓝细菌和紫细菌），质膜内褶形成结合有色素的内膜，与捕光反应有关。某些革兰氏阳性细菌质膜内褶形成小管状结构，称为中膜体（mesosome）或间体（图3-11），中膜体扩大了细胞膜的表面积，提高了代谢效率，有拟线粒体（Chondroid）之称，此外还可能与DNA的复制有关。
（三）细胞质与核质体
细菌和其它原核生物一样，没有核膜，DNA集中在细胞质中的低电子密度区，称核区或核质体（nuclear body）。细菌一般具有1-4个核质体，多的可达20余个。核质体是环状的双链DNA分子，所含的遗传信息量可编码2000～3000种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。由于没有核膜，因此DNA的复制、RNA的转录与蛋白的质合成可同时进行，而不像真核细胞那样这些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。
每个细菌细胞约含5000～50000个核糖体，部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中。细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）与小亚单位（30S）组成，大亚单位含有23SrRNA，5SrRNA与30多种蛋白质，小亚单位含有16SrRNA与20多种蛋白质。30S的小亚单位对四环素与链霉素很敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素很敏感。
细菌核区DNA以外的，可进行自主复制的遗传因子，称为质粒（plasmid）。质粒是裸露的环状双链DNA分子，所含遗传信息量为2~200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去。质粒DNA在遗传工程研究中很重要，常用作基因重组与基因转移的载体。
胞质颗粒是细胞质中的颗粒，起暂时贮存营养物质的作用，包括多糖、脂类、多磷酸盐等。
（四）其他结构
许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质，边界明显的称为荚膜（capsule），如肺炎球菌，边界不明显的称为粘液层（slime layer），如葡萄球菌。荚膜对细菌的生存具有重要意义，细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境；保护自身不受白细胞吞噬；而且能有选择地粘附到特定细胞的表面上，表现出对靶细胞的专一攻击能力。例如，伤寒沙门杆菌能专一性地侵犯肠道淋巴组织。细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化酶贮存起来，以备攻击靶细胞之用。
鞭毛是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白（flagellin）的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向（顺和逆时针）来改变运动状态。
菌毛是在某些细菌表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，须用电镜观察。特点是：细、短、直、硬、多，菌毛与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，可分为普通菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与传递遗传物质有关。
[编辑本段]种类
细菌可以按照不同的方式分类。细菌具有不同的形状。大部分细菌是如下三类：杆菌是棒状；球菌是球形（例如链球菌或葡萄球菌）；螺旋菌是螺旋形。另一类，弧菌，是逗号形。
细菌的结构十分简单，原核生物，没有膜结构的细胞器例如线粒体和叶绿体，但是有细胞壁。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。“革兰氏”来源于丹麦细菌学家革兰(Hans Christian Gram)，他发明了革兰氏染色。
有些细菌细胞壁外有多糖形成的荚膜，形成了一层遮盖物或包膜。荚膜可以帮助细菌在干旱季节处于休眠状态，并能储存食物和处理废物。
细菌的分类的变化根本上反应了发展史思想的变化，许多种类甚至经常改变或改名。最近随着基因测序，基因组学，生物信息学和计算生物学的发展，细菌学被放到了一个合适的位置。
最初除了蓝细菌外（它完全没有被归为细菌，而是归为蓝绿藻），其他细菌被认为是一类真菌。随着它们的特殊的原核细胞结构被发现，这明显不同于其他生物（它们都是真核生物），导致细菌归为一个单独的种类，在不同时期被称为原核生物，细菌，原核生物界。一般认为真核生物来源于原核生物。
通过研究rRNA序列，美国微生物学家伍兹(Carl Woese)于1976年提出，原核生物包含两个大的类群。他将其称为真细菌(Eubacteria)和古细菌(Archaebacteria)，后来被改名为细菌(Bacteria)和古菌(Archaea)。伍兹指出，这两类细菌与真核细胞是由一个原始的生物分别起源的不同的种类。研究者已经抛弃了这个模型，但是三域系统获得了普遍的认同。这样，细菌就可以被分为几个界，而在其他体系中被认为是一个界。它们通常被认为是一个单源的群体，但是这种方法仍有争议。
古细菌
古细菌(archaeobacteria) （又可叫做古生菌或者古菌）是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白；此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征，如：细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。
[编辑本段]繁殖
细菌可以以无性或者遗传重组两种方式繁殖，最主要的方式是以二分裂法这种无性繁殖的方式：一个细菌细胞细胞壁横向分裂，形成两个子代细胞。并且单个细胞也会通过如下几种方式发生遗传变异：突变（细胞自身的遗传密码发生随机改变），转化（无修饰的DNA从一个细菌转移到溶液中另一个细菌中），转染（病毒的或细菌的DNA，或者两者的DNA，通过噬菌体转移到另一个细菌中），细菌接合（一个细菌的DNA通过两细菌间形成的特殊的蛋白质结构，接合菌毛，转移到另一个细菌）。细菌可以通过这些方式获得DNA，然后进行分裂，将重组的基因组传给后代。许多细菌都含有包含染色体外DNA的质粒。
处于有利环境中时，细菌可以形成肉眼可见的集合体，例如菌簇。
细菌以二分裂的方式繁殖，某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体，由于芽胞在细菌细胞内形成，故常称为内生孢子。
芽孢的生命力非常顽强，有些湖底沉积土中的芽抱杆菌经500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在pH 7.0时能耐受100℃煮沸5-9.5小时。芽孢由内及外有以下几部分组成：
1．芽孢原生质（spore protoplast，核心core）：含浓缩的原生质。
2．内膜（inner membrane）：由原来繁殖型细菌的细胞膜形成，包围芽孢原生质。 还有细模质
3．芽孢壁（spore wall）：由繁殖型细菌的肽聚糖组成，包围内膜。发芽后成为细菌的细胞壁。
4．皮质（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一层，由肽聚糖组成，但结构不同于细胞壁的肽聚糖，交联少，多糖支架中为胞壁酐而不是胞壁酸，四肽侧链由L-Ala组成。
5．外膜（outer membrane）：也是由细菌细胞膜形成的。
6．外壳（coat）：芽孢壳，质地坚韧致密，由类角蛋白组成(keratinlike protein),含有大量二硫键，具疏水性特征。
7．外壁（exosporium）：芽孢外衣，是芽孢的最外层，由脂蛋白及碳水化合物(糖类)组成，结构疏松。
[编辑本段]代谢
细菌具有许多不同的代谢方式。一些细菌只需要二氧化碳作为它们的碳源，被称作自养生物。那些通过光合作用从光中获取能量的，称为光合自养生物。那些依靠氧化化合物中获取能量的，称为化能自养生物。另外一些细菌依靠有机物形式的碳作为碳源，称为异养生物。
光合自养菌包括蓝细菌，它是已知的最古老的生物，可能在制造地球大气的氧气中起了重要作用。其他的光合细菌进行一些不制造氧气的过程。包括绿硫细菌，绿非硫细菌，紫硫细菌，紫非硫细菌和太阳杆菌。
正常生长所需要的营养物质包括氮，硫，磷，维生素和金属元素，例如钠，钾，钙，镁，铁，锌和钴。
根据它们对氧气的反应，大部分细菌可以被分为以下三类：一些只能在氧气存在的情况下生长，称为需氧菌；另一些只能在没有氧气存在的情况下生长，称为厌氧菌；还有一些无论有氧无氧都能生长，称为兼性厌氧菌。细菌也能在人类认为是极端的环境中旺盛得生长，这类生物被称为极端微生物。一些细菌存在于温泉中，被称为嗜热细菌；另一些居住在高盐湖中，称为喜盐微生物；还有一些存在于酸性或碱性环境中，被称为嗜酸细菌和嗜碱细菌；另有一些存在于阿尔卑斯山冰川中，被称为嗜冷细菌。
[编辑本段]运动
运动型细菌可以依靠鞭毛，细菌滑行或改变浮力来四处移动。另一类细菌，螺旋体，具有一些类似鞭毛的结构，称为轴丝，连接周质的两细胞膜。当他们移动时，身体呈现扭曲的螺旋型。螺旋菌则不具轴丝,但其具有鞭毛。
细菌鞭毛以不同方式排布。细菌一端可以有单独的极鞭毛，或者一丛鞭毛。周毛菌表面具有分散的鞭毛。
运动型细菌可以被特定刺激吸引或驱逐，这个行为称作趋性，例如，趋化性，趋光性，趋机械性。在一种特殊的细菌，粘细菌中，个体细菌互相吸引，聚集成团，形成子实体。
[编辑本段]用途与危害
细菌对环境，人类和动物既有用处又有危害。一些细菌成为病原体，导致了破伤风、伤寒、肺炎、梅毒、霍乱和肺结核。在植物中，细菌导致叶斑病、火疫病和萎蔫。感染方式包括接触、空气传播、食物、水和带菌微生物。病原体可以用抗菌素处理，抗菌素分为杀菌型和抑菌型。
细菌通常与酵母菌及其他种类的真菌一起用于酦酵食物，例如在醋的传统制造过程中，就是利用空气中的醋酸菌（Acetobacter）使酒转变成醋。其他利用细菌制造的食品还有奶酪、泡菜、酱油、醋、酒、优格等。细菌也能够分泌多种抗生素，例如链霉素即是由链霉菌（Steptomyces）所分泌的。
细菌能降解多种有机化合物的能力也常被用来清除污染，称做生物复育（bioremediation ）。举例来说，科学家利用嗜甲烷菌（methanotroph）来分解美国佐治亚州的三氯乙烯和四氯乙烯污染。
细菌也对人类活动有很大的影响。一方面，细菌是许多疾病的病原体，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。然而，人类也时常利用细菌，例如奶酪及优格的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等，都与细菌有关。在生物科技领域中，细菌有也著广泛的运用。
[一]细菌发电
生物学家预言，21世纪将是细菌发电造福人类的时代。说起细菌发电，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。1984年，美国科学家设计出一种太空飞船使用的细菌电池，其电极的活性物质是宇航员的尿液和活细菌。不过，那时的细菌电池放电效率较低。到了20世纪80年代末，细菌发电才有了重大突破，英国化学家让细菌在电池组里分解分子，以释放电子向阳极运动产生电能。其方法是，在糖液中添加某些诸如染料之类的芳香族化合物作为稀释液，来提高生物系统输送电子的能力。在细菌发电期间，还要往电池里不断地充气，用以搅拌细菌培养液和氧化物质的混和物。据计算，利用这种细菌电池，每100克糖可获得1352930库仑的电能，其效率可达40％，远远高于现在使用的电池的效率，而且还有10％的潜力可挖掘。只要不断地往电池里添入糖就可获得2安培电流，且能持续数月之久。
利用细菌发电原理，还可以建立细菌发电站。在10米见方的立方体盛器里充满细菌培养液，就可建立一个1000千瓦的细菌发电站，每小时的耗糖量为200千克，发电成本是高了一些，但这是一种不会污染环境的"绿色"电站，更何况技术发展后，完全可以用诸如锯末、秸秆、落叶等废弃的有机物的水解物来代替糖液，因此，细菌发电的前景十分诱人。
现在,各发达国家如八仙过海，各显神通：美国设计出一种综合细菌电池，是由电池里的单细胞藻类首先利用太阳光将二氧化碳和水转化为糖，然后再让细菌利用这些糖来发电；日本将两种细菌放入电池的特制糖浆中，让一种细菌吞食糖浆产生醋酸和有机酸，而让另一种细菌将这些酸类转化成氢气，由氢气进入磷酸燃料电池发电；英国则发明出一种以甲醇为电池液，以醇脱氢酶铂金为电极的细菌电池。
而且现在，各种不同的细菌电池相继问世。例如有一种综合细菌电池，先由电池里的单细胞藻类利用日光将二氧化碳和水转化成糖，然后再让细菌利用这些糖来发电。还有一种细菌电池则是将两种细菌放入电池的特制糖浆中，让一种细菌吞食糖浆产生醋酸和有机酸，再让另一种细菌将这些酸类转化成氢气，利用氢气进入磷酸燃料电池发电。
人们还惊奇地发现，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"。最近，美国科学家在死海和大盐湖里找到一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在把所接受的大约10％的阳光转化成化学物质时，即可产生电荷。科学家们利用它们制造出一个小型实验性太阳能细菌电池，结果证明是可以用嗜盐性细菌来发电的，用盐代替糖，其成本就大大降低了。由此可见，让细菌为人类供电已不是遥远的设想，而是不久的现实。
[二]细菌益肠胃
身体大肠内的细菌靠分解小肠内部的废弃物生活。这些东西由于不可消化，人体系统拒绝处理它们。这些细菌自己装备有一系列的酶和新陈代谢的通道。这样，它们能够继续把遗留的有机化合物进行分解。它们中的大多数的工作都是分解植物中的碳水化合物。大肠内部大部分的细菌是厌氧性的细菌，意思就是它们在没有氧气的状态下生活。它们不是呼出和呼入氧气，而是通过把大分子的碳水化合物分解成为小的脂肪酸分子和二氧化碳来获得能量。这一过程称为“发酵”。
一些脂肪酸通过大肠的肠壁被重新吸收，这会给我们提供额外的能源。剩余的脂肪酸帮助细菌迅速生长。其速度之快可以使它们在每20分钟内繁殖一次。因为它们合成的一些维生素B和维生素K比它们需要的多，所以它们非常慷慨地把多余的维生素供应给它们这个群体中其他的生物，也提供给你——它们的宿主。尽管你不能自己生产这些维生素，但你可以依靠这些对你非常友好的细菌来源源不断供应给你。
科学家们刚刚开始明白这一集体中不同的细菌之间的复杂关系，以及它们同人这个宿主之间的相互作用。这是一个动态的系统，随着宿主在饮食结构和年龄上的变化，这一系统也做出相应的调整。你一出生就开始在体内汇集你所选择的细菌的种类。当你的饮食结构从母乳变为牛奶，又变成不同的固体食物时，你的体内又会有新的细菌来占据主导地位了。
积聚在大肠壁上的细菌是经历过艰难旅程后的幸存者。从口腔开始经过小肠，他们受到消化酶和强酸的袭击。那些在完成旅行后而安然无恙的细菌在到达时会遇到更多的障碍。要想生长，它们必须同已经住在那里的细菌争夺空间和营养。幸运的是，这些“友好的”细菌能够非常熟练地把自己粘贴到大肠壁上任何可利用的地方。这些友好的细菌中的一些可以产生酸和被称为“细菌素”的抗菌化合物。这些细菌素可以帮助抵御那些令人讨厌的细菌的侵袭。
那些友好的细菌能够控制更危险的细菌的数量，增加人们对“前生命期”食物的兴趣。这种食物含有培养菌，酸奶就是其中的一种。在你喝下一瓶酸奶的时候，检查一下标签，看一看哪种细菌将会成为你体内的下一批客人。这就是益生菌。
[编辑本段]培养的方法
常用的细菌培养基
配方一 牛肉膏琼脂培养基
牛肉膏0.3克 ，蛋白胨1.0克，氯化钠 0.5克，琼脂 1.5克，
水 100毫升
在烧杯内加水100毫升，放入牛肉膏、蛋白胨和氯化钠，用蜡笔在烧杯外作上记号后，放在火上加热。待烧杯内各组分溶解后，加入琼脂，不断搅拌以免粘底。等琼脂完全溶解后补足失水，用10%盐酸或10%的氢氧化钠调整pH值到7.2～7.6,分装在各个试管里，加棉花塞，用高压蒸汽灭菌30分钟。
配方二 马铃薯培养基
取新鲜牛心（除去脂肪和血管）250克，用刀细细剁成肉末后，加入500毫升蒸馏水和5克蛋白胨。在烧杯上做好记号，煮沸，转用文火炖2小时。过滤，滤出的肉末干燥处理，滤液pH值调到7.5左右。每支试管内加入10毫升肉汤和少量碎末状的干牛心，灭菌，备用。
配方三 根瘤菌培养基
葡萄糖 10克 磷酸氢二钾 0.5克
碳酸钙 3克 硫酸镁 0.2克
酵母粉 0.4克 琼脂 20克
水 1000毫升 1%结晶紫溶液 1毫升
先把琼脂加水煮沸溶解，然后分别加入其他组分，搅拌使溶解后，分装，灭菌，备用。
其他
细菌是非常古老的生物，大约出现于37亿年前。
真核生物细胞中的两种细胞器：线粒体和叶绿体，通常被认为是来源于内共生细菌。
微生物大量分布于有食物，潮湿，合适的温度，适于它们繁殖和生长的地方。细菌可以被气流从一个地方带到另一个地方。人体是大量细菌的栖息地；可以在皮肤表面、肠道、口腔、鼻子和其他身体部位找到。它们存在于人类呼吸的空气中，喝的水中，吃的食物中。
关于细菌的书本
在美国有很多书关于细菌(GERMS)其中就有一本叫<GERMS!GERMS!GERMS!>的故事书。它的作者是“bobbi katz”我个人认为它是一本非常好的书。建议大家做作业时要参考就参考这本书。（这只代表我的意见并不代表其他人的立场）
[编辑本段]细菌与生物链
大部分细菌是分解者，处在生物链的最底层。还有一部分细菌是消费者和生产者。比如硫细菌，铁细菌等，他们是化能合成异养型，属于生产者，可以利用无极物硫铁等制造自身需要的有机物。而根瘤菌则是消费者，它们与豆科植物互利共生，消耗豆科植物光合作用所生产的有机物，因此为消费者。当然，细菌最主要的作用还是分解者，如果没有细菌真菌等微生物，世界将是尸体的海洋。

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