原細菌的發現使得可以把現代具細胞的生命形式分成3個門類，即原細菌、真細菌和真核生物。由于現代的原細菌的生活環境相對來說比較接近原始地球的環境，因此，可以認為它們是原始生物的比較直接的后代，它們所擁有的原始性狀會比較多。

真核生物由于有不少與原細菌相似的分子生物學性狀，因此，它們某些方面也是相當原始的，雖然在具有細胞核和細胞器這一點上無疑是進化的。至于真細菌，雖然在沒有細胞核這一點上是原始的，但它們在很多其他的分子生物學和細胞生物學性狀上與原細菌相差甚遠，所以，真細菌其實是擁有不少進化或特化的性狀的。通過這些分析，可以說，一般的細菌并不原始。

細菌的質粒

作為原核生物，細菌沒有細胞核，整個基因組DNA呈環狀，位于細胞內的特定區域。細菌也沒有線粒體，負責蛋白質合成的核糖體則分布在細胞質內。在細胞質內，除了基因組DNA外，很多細菌還有質粒（一種小的環狀DNA分子），能在細胞內獨立復制擴增，并隨著寄主細胞的分裂而被遺傳到子代細胞。質粒的天然

構型看起來就像麻花一樣呈超螺旋狀。質粒本身帶有許多基因，這些基因的表達產物可以賦予細菌很多新的特。

病毒的演化

對于病毒的起源曾有過種種推測：①病毒可能類似于最原始的生命；②病毒可能是從細菌退化而來，由于寄生性的高度發展而逐步喪失了獨立生活的能力，例如腐生菌—寄生菌—細胞內寄生菌—支原體—立克次氏體—衣原體—大病毒—小病毒；③病毒可能是宿主細胞的產物。這些推測各有一定的依據，目前尚無定論。因此，病毒在生物進化中的地位是未定的。但是，不論其原始起源如何，病毒一旦產生以后，同其他生物一樣，能通過變異和自然選擇而演化。

在病毒大家庭中，有一種病毒有著特殊的地位，這就是煙草花葉病毒。無論是病毒的發現，還是后來對病毒的深人研究，煙草花葉病毒都是病毒學工作者的主要研究對象，起著與眾不同的作用。

1886年，在荷蘭工作的德國人麥爾把患有花葉病的煙草植株的葉片加水研碎，取其汁液注射到健康煙草的葉脈中，發現這種汁液能引起花葉病，證明這種病是可以傳染的。通過對葉子和土壤的分析，麥爾指出煙草花葉病是由細菌引起的。

1892年，俄國科學家伊萬諾夫斯基重復了麥爾的試驗，證實了麥爾所看到的現象，而且進一步發現，患病煙草植株的葉片汁液，通過細菌過濾器后，還能引發健康的煙草植株發生花葉病。這種現象起碼可以說明，致病的病原體不是細菌，但伊萬諾夫斯基將其解釋為是由于細菌產生的毒素而引起。伊萬諾夫斯基未能做進一步的思考，從而錯失了一次獲得重大發現的機會。

1898年，荷蘭細菌學家貝杰林克同樣證實了麥爾的觀察結果，并同伊萬諾夫斯基一樣，發現煙草花葉病病原能夠通過細菌過濾器。但貝杰林克想得更深入。他把煙草花葉病株的汁液置于瓊脂凝膠塊的表面，發現感染煙草花葉病的物質在凝膠中以適度的速度擴散，而細菌仍滯留于瓊脂的表面。

從這些實驗結果，貝杰林克指出，引起煙草花葉病的致病因子有三個特點：①能通過細菌過濾器；②僅能在感染的細胞內繁殖；③在體外非生命物質中不能生長。根據這幾個特點他提出這種致病因子不是細菌，而是一種新的物質，稱為“有感染性的活的流質”，或者“濾過性病毒”，簡稱為“病毒”，拉丁名叫“Virus”。

幾乎是同時，德國細菌學家勒夫勒和費羅施發現引起牛口蹄疫的病原也可以通過細菌過濾器，從而再次證明伊萬諾夫斯基和貝杰林克的重大發現。

病毒能增殖、遺傳和演化，因而具有生命最基本的特征。從本質上看病毒的特征是：

（1）含有單一種核酸（DNA或RNA）的基因組和蛋白質外殼，沒有細胞結構；

（2）在感染細胞的同時或稍后釋放其核酸，然后以核酸復制的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖；

（3）嚴格的細胞內寄生性。病毒缺乏獨立的代謝能力，只能在活的宿主細胞中，利用細胞的生物合成機器來復制其核酸并合成由其核酸所編碼的蛋白，最后裝配成完整的、有感染性的病毒單位，即病毒粒。病毒粒是病毒從細胞到細胞或從宿主到宿主傳播的主要形式。

病毒可以導致疾病，關于病毒所導致的疾病，早在公元前2～3世紀的印度和中國就有了關于天花的記錄。但直到19世紀末，病毒才開始逐漸得以發現和鑒定。在19世紀末，病毒的特性被認為是感染性、可濾過性和需要活的宿主，也就意味著病毒只能在動物或植物體內生長。1913年，科學家在豚鼠角膜組織中成功培養了牛痘苗病毒，突破了病毒需要體內生長的限制。1928年，有了更進一步的突破，科學家們成功利用切碎的母雞腎臟的懸液對牛痘苗病毒進行了培養。

20世紀早期，英國細菌學家弗雷德里克·托沃特發現了可以感染細菌的病毒，并稱之為噬菌體。隨后一位法裔加拿大微生物學家描述了噬菌體的特性：將其加入長滿細菌的瓊脂固體培養基上，一段時間后會出現由于細菌死亡而留下的空斑。高濃度的病毒懸液會使培養基上的細菌全部死亡，但通過精確的稀釋，可以產生可辨認的空斑。通過計算空斑的數量，再乘以稀釋倍數就可以得出溶液中病毒的個數。他們的工作揭開了現代病毒學研究的序幕。

1931年，德國工程師恩斯特·魯斯卡和馬克斯·克諾爾發明了電子顯微鏡，利用電子顯微鏡使得研究者首次得到了病毒形態的照片。1935年，美國生物化學家和病毒學家溫德爾·梅雷迪思·斯坦利發現煙草花葉病毒大部分是由蛋白質所組成的，并得到病毒晶體。隨后，他將病毒成功地分離為蛋白質部分和RNA部分。溫德爾·斯坦利也因為他的這些發現而獲得了1946年的諾貝爾化學獎。

煙草花葉病毒是第一個被結晶的病毒。1955年，通過分析病毒的衍射照片，科學家揭示了病毒的整體結構。同年，科學家發現將分離純化的煙草花葉病毒RNA和衣殼蛋白混合在一起后，可以重新組裝成具有感染性的病毒，這說明這一簡單的機制很可能就是病毒在它們的宿主細胞內的組裝過程。

現在已經證明，病毒沒有細胞結構，僅由核酸和包裹著核酸的蛋白質外殼組成，和其他微生物類群相比，病毒的結構顯然簡單多了。可以說病毒是一類個體極其微小的特殊的生命體，準確地說，是一類傳染性顆粒，所以一般來說，科學家不說某個病毒是“死”還是“活”，而是說這個病毒有或者沒有“活性”。在電子顯微鏡下，可以清楚地觀察到病毒的真面目。

病毒的蛋白質外殼稱為衣殼，衣殼由許多亞單位即衣殼體構成，病毒之所以有各種各樣的形狀，就是因為衣殼體排列的不同。有些動物病毒在衣殼之外還有一層囊膜。囊膜來自宿主的細胞膜或核膜，病毒入侵人體后，就可借由囊膜上的特定糖蛋白識別宿主細胞，然后通過囊膜和細胞膜融合，將病毒顆粒送入細胞。

衣殼包裹著病毒的遺傳物質核酸。有些病毒的核酸是核糖核酸（RNA），有些是脫氧核糖核酸（DNA），每一種病毒都只能有一種核酸。根據病毒核酸的組成，可以將病毒分為DNA病毒和RNA病毒。病毒的核酸只有一條，可以是雙鏈，也可以是單鏈。整個基因組大約編碼幾個到幾百個基因，這些基因大多和病毒的入侵和基因組的復制相關。和高等生物基因組動輒成千上萬個基因相比，病毒的基因組算是很簡單的了。

古菌的演化

古菌又稱古細菌、太古菌或太古生物，是原核生物中的一大類，也是最古老的生命體。古菌有著獨特的生命形式，它們既與細菌有很多相似之處，同時又有一些特征類似于真核生物。

單個古菌細胞直徑在0.1到15微米之間，有一些種類形成細胞團簇或者纖維，長度可達200微米。它們有各種形狀，如球形、桿形、螺旋形、葉狀或方形。它們具有多種代謝類型。

古菌和真核生物的關系很復雜。一些人認為真核生物起源于一個古菌和細菌的融合，二者分別成為細胞核和細胞質。這解釋了很多基因上的相似性，但在解釋細胞結構上又存在解釋不清的問題。

很多古菌是生存在極端環境中的。一些生存在極高的溫度（經常在100度以上）下，比如間歇泉或者海底黑煙囪中。還有的生存在很冷的環境或者高鹽、強酸、強堿性的水中。然而也有些古菌是嗜中性的，能夠在沼澤、廢水和土壤中被發現。很多產甲烷的古菌生存在動物的消化道中，如反芻動物、白蟻或者人類。

在細胞結構和代謝上，古菌在很多方面接近其他原核生物。然而在基因轉錄和翻譯這樣的分子生物學的中心過程上，它們并不明顯表現出細菌的特征，反而非常接近真核生物。

古菌還具有一些其他特征。與大多數細菌不同，它們只有一層細胞膜而缺少肽聚糖細胞壁。而且，絕大多數細菌和真核生物的細胞膜中的脂類主要由甘油酯組成，而古菌的膜脂由甘油醚構成。這些區別也許是對超高溫環境的適應。古菌鞭毛的成分和形成過程也與細菌不同。

古菌的繁殖方式為二分裂、芽殖。其繁殖速度較慢，進化速度也比細菌慢。

真菌的演化

真菌是微生物王國中最大的家族，它的成員有25萬多種。味道鮮美的蘑菇，營養豐富的銀耳、木耳，利水消腫、健脾安神的茯苓，保肺益腎、止血化痰的冬蟲夏草，這些都是真菌大家族的成員。釀酒、發面、制醬油，都離不開酵母菌或霉菌的幫助，而酵母和霉菌也是真菌大家族的成員。

從生物進化的過程來看，真菌的誕生要比細菌晚10億年左右，所以它是微生物王國中最年輕的家族。它們和細菌、放線菌最根本的區別是真菌已經有了真正的細胞核，因此人們把真菌的細胞叫作真核細胞。從原核細胞發展到真核細胞，是生物進化史上的一件大事。真菌具有多細胞結構，能產生孢子進行有性和無性繁殖。

雖然蘑菇、猴頭這一類真菌長得又高又大，樣子很像植物，但它們的細胞壁里還沒有纖維素和葉綠體，不能像植物那樣產生葉綠素，這是真菌與植物的重要區別。

關于真菌的起源眾說紛紜，但直到現在還沒有一個能被真菌學家們普遍接受的學說。一般關于真菌的起源有兩種結論。一種是起源多元論，認為真菌來自藻類，如壺菌目源自原藻，水霉目源自無隔藻等。這種結論的依據是真菌性器官的形態及交配方式與藻類相似。另一種是鞭毛生物起源論，認為絕大多數真菌生物起源于一種原始的水生生物——鞭毛生物。這類生物屬于單細胞生物，身上有鞭毛，體內含有葉綠素或其他色素，有的不含色素。經過演化，含有色素的鞭毛生物成為藻類，而無色素的則成為菌類。這種結論把真菌和藻類的起源都歸到了鞭毛生物。

從生活習性上看，水生真菌是原始型，演化的過程是由水生到陸生，在演化過程中還可能由陸生返回水生。在這個基礎上可以說具有鞭毛的游動孢子較原始，而不游動的靜止孢子是相對進化的。

從營養方式上看，腐生方式是原始的生活類型，寄生生活方式比腐生生活方式高級。專性寄生生活方式比兼性寄生生活方式高級，最高級的生活方式是特異性的專性寄生方式。從生物形態上看，應該是由簡單到復雜，再由復雜退化和失去特殊的結構，使結構簡單化。最終確定真菌的演化主軸路線是從鞭毛生物到壺菌，壺菌到接合菌，結合菌到子囊菌，子囊菌到擔子菌。

子囊菌綱為真菌中最多的一綱，現已知的種類約有42000種，都是陸生。最重要的特征在有性過程中形成子囊，產生子囊孢子。子囊菌除酵母菌是單細胞外，都有發達的菌絲體，菌絲分枝，有橫隔壁，夾生在子囊之間，分化為不產生孢子的隔絲，隔絲與子囊排列一層，叫子實層。

子囊菌的無性繁殖，是在分生孢子梗頂端產生分生孢子傳播菌體。分生孢子在一個生長季節里往往可以發生若干代。日常見到的子囊菌有青霉，它生長在腐爛的水果、蔬菜、肉類上，呈藍綠色，這就是分生孢子的顏色。青霉能分泌一種抗生素，叫青霉素，在醫療上使用很廣。

擔子菌綱為真菌中最高等的種類，約有25000種，分布很廣。常腐生于朽木、敗葉、垃圾上面，也有穿生于動植物及人體中的。它的菌絲體為分枝的多細胞，子實體顯著，具有特殊的形狀，如傘狀（蘑菇）、片狀（木耳）、球狀（馬勃）等。擔子菌最重要的特征，是在子實體中產生一種棒狀的菌絲叫擔子，擔子上生長4個孢子，叫擔孢子。

地衣

地衣為植物界中一類特殊的植物，全世界約有15000種。地衣的葉狀體，由藻類和真菌共生組成。組成地衣的真菌多為子囊菌，少數為擔子菌；組成地衣的藻類，則為單細胞的綠藻和藍藻。菌類吸收水分和無機鹽類供藻類使用，藻類制造的有機物為菌類所需，彼此互利。