细胞生物学/细胞类型/细菌
细菌是原核生物，单细胞生物。细菌非常小；小到10亿个细菌可以放在人牙龈上1平方厘米的空间里，1克消化的食物中有100亿个细菌。细菌是最简单的生物体。以前它们属于原生生物界，但现在它们属于两个不同的域：古细菌和真细菌。两者之间存在一些差异。通常，21世纪的微生物学家将这些群体称为“古菌”和“细菌”。三个域的共同发现者之一认为，术语“原核生物”应该从课堂中移除，因为它反映了一种已经被证伪的进化假说，因为古菌与真核生物的关系比与细菌的关系更密切（Pace 2006，自然 441 p. 289）。
认为细菌是“简单”的观点是错误的，因为它们没有可以使用光学显微镜观察到的内部细胞器。例如，细菌的核区是一个高度组织化的结构，即使它通常只包含一个或两个环状染色体，总共有数百万个碱基对的 DNA（Thanbichier 等人，2005，细胞生物化学杂志 96:506-521；另见 http://www.microbelibrary.org/Laboratory%20Diagnostics/details.asp?id=782&Lang=English）。细菌在细胞膜外有复杂的细胞壁。一些细菌含有质粒，质粒通常是环状 DNA，其复制与二分裂（细胞分裂）无关。自然界的质粒通常编码对人类具有重要意义的性状，例如对抗菌药物具有临床意义的抗性，或降解 TNT 或人造污染物等“奇特”碳源的能力。来自大肠杆菌的质粒已经被“驯化”，并且长期用于基因工程，因为分离和修饰质粒 DNA 以及将其引入新细胞比修饰细菌染色体更容易（参见 dnai.org 上的“技术”；另见 http://www.microbelibrary.org/Laboratory%20Diagnostics/details.asp?id=707&Lang=English）。一些细菌的系统发育群体可以产生内孢子，内孢子代谢惰性，但能够抵抗高温、辐射和干燥（见 http://www.microbelibrary.org/Laboratory%20Diagnostics/details.asp?id=2511&Lang=English）。
细菌的繁殖始终是无性繁殖，通常通过二分裂进行，曾经被认为是一个简单的生长和分裂过程。然而，微生物学家现在知道，二分裂是一个复杂的过程，它需要数十种蛋白质协同作用，才能构建隔膜（“子细胞”之间的新细胞壁）并积极分离两个子染色体。此外，细菌中还有其他形式的繁殖，它们都是“无性”的，因为它们不使用配子也不涉及基因交换（Angert 2005，自然评论微生物学 3:214-224）。细菌中的基因交换被称为水平（或侧向）基因转移，因为细菌可以从非亲本生物体获得遗传信息（Amabile-Cuevas 2003，美国科学家 91:138-149）。（垂直遗传传递是指 DNA 在世代之间的遗传。）水平基因转移可以随时发生，与细胞分裂无关。主要有三种类型：结合，即质粒 DNA 的共享；转导，即细菌病毒意外地将细菌 DNA 从一个细菌转移到另一个细菌；以及转化，即细菌结合环境中的 DNA，将其内化，并可以使用该 DNA 作为遗传物质。
古菌是与真核细胞关系比与细菌关系更密切的微生物（http://tolweb.org/tree/home.pages/aboutoverview.html）。在光学显微镜下，它们在视觉上类似于细菌，因此直到进化生物学中使用分子方法的出现，它们才被认为属于它们自己的域（一个高于界水平的系统发育分组）。古菌具有与细菌中类似的超微结构特征，但通常由独特的分子组成。例如，它们确实有细胞壁，但细胞壁从未含有肽聚糖。相反，肽聚糖是细菌的独特分子特征。古菌在其细胞膜中也有奇特的脂类。它们最初是在被认为类似于早期地球条件的极端环境中发现的，但现在微生物学家在检测它们方面变得更加熟练，很明显古菌并不局限于极端栖息地，相反，它们可以在任何地方被发现。的确，一些古菌是“极端嗜极生物”，存在于极其咸或热的環境中，但也有嗜极细菌，甚至是一些非常不寻常的嗜极真核生物。最了解的古菌群体是
- 产甲烷菌使用二氧化碳和氢气来制造甲烷。它们存在于污水、牛和沼泽中，它们不吸收氧气。
- 极端嗜盐菌生活在极其咸的地方（例如：死海和大盐湖）。
- 嗜热酸菌喜欢极其炎热、酸性的区域（例如：温泉和火山）。
（有时被称为“真细菌”）
细菌的细胞壁中含有肽聚糖，它们没有不寻常的磷脂。细菌有四种形状
- 杆菌（杆状）
- 弧菌（弯曲状）
- 球菌（圆形）
- 螺旋菌（螺旋状）。
细菌在名称之前也可以有前缀：链球菌，表示链状的细菌，葡萄球菌，表示簇状的细菌。19世纪的一位微生物学家发明了革兰氏染色法，该方法至今仍用于将细菌区分成两种类型，革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌（http://en.wikipedia.org/wiki/Hans_Christian_Gram）。这些类型对确定系统发育没有用，但在临床环境中非常有用，因为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌对某些类型的抗生素表现出不同的敏感性。细菌域中可能存在数十个“界”，但细菌的系统发育仍在争论中，因为微生物学家继续使用分子方法研究细菌的进化。一些主要的细菌类型是
- 蓝细菌是光合自养生物，它们从水中剥夺电子，并使用这些电子固定二氧化碳；它们是海洋生态系统中重要的有机碳来源。
- 螺旋体是革兰氏阴性细菌，具有柔韧的细胞和内部鞭毛，呈一种不寻常的形式，更典型的革兰氏阴性细胞壁。
- 变形菌门（大肠杆菌）
一些细菌产生毒力因子，可以导致疾病。这些毒力因子的例子包括由革兰氏阳性菌释放的肠毒素和由革兰氏阴性菌死亡时释放的内毒素。然而，还有许多其他例子，特定的病原体会产生一套独特的毒力因子，导致该病原体引起的特定疾病。