古生菌的多样性.
古生菌(极端微生物)在环境保护中的应用
古生菌（极端微生物）在环境保护中的应用摘要：本文介绍了古生菌的特点及利用其极端性在环境保护方面的应用，综述了极端微生物及其产生的极端梅在清洁生产、环保型生物材料的生产及环境污染治理中的应用前景及对环境保护的意义。
关键字：古生菌、极端环境、环境保护、污染治理、清洁环保正文：现代基本把生物分为三大领域: 真核生物( Eucarya) ,细菌(Bacteria) 和古菌(Archaea) . 古菌作为三大领域之一的生物,具有其独特的性质,也是目前生物地球化学研究的热点之一. 古菌和细菌一样,是原核生物,即细胞核没有核膜包裹,细胞核与细胞质没有明显界限. 与真核生物和细菌相比, 古菌代表了生物圈的极限. 例如热网菌属(Pyrodictium) 能在高达121 ℃的温度下存活并生长. 这是至今为止所发现的最耐热生物. 在最初的时候,人们在火山口、盐湖等高热、高盐度、缺氧的极端环境发现有微生物,他们可以在极端恶劣的环境下生存。
现在对古生菌的研究主要集中在以下四个类群：产甲烷菌、极端嗜盐菌、极端嗜热菌以及嗜热嗜酸细菌。
他们和我们人类的生活息息相关，我们可以在很多方面都应用到他们。
尤其是在环境保护中的应用。
一、古菌及古菌的特点古菌是最古老的生命体，古菌一些奇特的生活习性和与此相关的潜在生物技术开发前景，长期以来一直吸引着许多人的注意。
古菌常被发现生活于各种极端自然环境下，如大洋底部的高压热溢口、热泉、盐碱湖等。
古菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、盘状，不同古菌规则形状也不相同，有的很薄、扁平，有的有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态，有的以单个细胞存在，有的呈丝状体或团聚体。
其直径大小一般在0.1~15μm，丝状体长度有200μm。
古菌的细胞结构与细菌不同，如古菌的细胞外膜就与细菌不同。
大多数古菌的细胞壁不含二氨基庚二酸（D－氨基酸）和胞壁酸，不受溶菌酶和内酰胺抗生素如青霉素的作用。
革兰氏阳性古菌的细胞壁含有各种复杂的多聚体，如产甲烷菌的细胞壁含假肽聚糖，甲烷八叠球菌和盐球菌不含假肽聚糖，而含复杂聚多糖。
古细菌
古细菌姓名：唐选盼学号：20092113310050 班级：09海科2班定义古细菌(archaeobacteria)（又可叫做古生菌、古菌、古核生物的结构核细胞或原细菌）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。
常生活于热泉水、缺氧湖底、盐水湖等极端环境中的原核生物。
具有一些独特的生化性质，如膜脂由醚键而不是酯键连接。
在能量产生与新陈代谢方面与真细菌有许多相同之处，而复制、转录和翻译则更接近真核生物。
古核生物与真核生物可能共有一个由真细菌的祖先歧化而来的共同祖先。
生存环境及形态很多古菌是生存在极端环境中的。
一些生存在极高的温度（经常100℃以上）下，比如间歇泉或者海底黑烟囱中。
还有的生存在很冷的环境或者高盐、强酸或强碱性的水中。
然而也有些古菌是嗜中性的，能够在沼泽、废水和土壤中被发现。
很多产甲烷的古菌生存在动物的消化道中，如反刍动物、白蚁或者人类。
古菌通常对其它生物无害，且未知有致病古菌演化和分类从rRNA演化树上，古菌分为两类，泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)。
另外未确定的两类分别由某些环境样品和2002年由Karl Stetter发现的奇特的物种纳古菌门(Nanoarchaeum equitans)构成。
Woese认为细菌、古菌和真核生物各代表了一支具有简单遗传机制的远祖生物的后代。
这个假说反映在了“古菌”的名称中（希腊语archae为“古代的”）。
随后他正式称这三支为三个域，各由几个界组成。
古生菌
古生菌概述摘要：本文简要地介绍了古生菌的发现、分类及其应用前景，并简要阐述了几类古生菌的形态特征、生理功能以及生活环境。
关键词：古生菌产甲烷菌极端嗜热菌极端嗜盐菌嗜热嗜酸菌On the contribution of KochAbstract: This article briefly describes the discovery of archaea, classification and its application prospects, and briefly described the types of archaea of the morphological characteristics, physiological functions, as well as living environment.Key words：Archaea methanogen Extreme thermophiles Extreme halophile Acidophilic thermophilic bacteria古细菌是一类生活在今天的生物,被称为活化石细菌。
它们并不是细菌,因为它们有着与细菌不同的遗传基因。
它们是独立的一类生物[1]。
它们之所以被称为古细菌,是因为它们的栖息生境类似于早期的地球环境（如热、酸、盐等）[2],并且在形态上跟细菌差不了多少,所以人们把它们叫做古细菌。
古细菌这个概念是1977年由Carl Woese和George Fox提出的，原因是它们在16SrRNA的系统发生树上和其它原核生物有所区别。
这两组原核生物起初被定为古细菌和真细菌两个界或亚界。
而Woese认为它们是两支根本不同的生物，通过对不同细菌的rRNA样品进行检测分析，他重新将其命名为古菌和细菌，这两支和真核生物一起构成了生物的三域系统[3]。
古细菌域又可再细分为三个类群[4]：广古生菌界（包括甲烷球菌属和热球菌属），泉古生菌界（包括硫化叶菌属和热叶菌属），古生古菌界。
古生菌简介——精选推荐
古生菌简介古生菌（Archaea）：又称为古细菌（archaeobacteria）或称古菌，是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物群，主要包括一些独特生态类型的原核生物。
它们在生物化学和大分子结构方面与真核生物和真细菌都有明显的差异。
古细菌一词是美国人C. R. Woese（沃斯/伍斯）于 1977年首先提出来的。
1977年，Carl Woese以16S和18 S rRNA的寡核苷酸序列比较为依据，提出的独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。
随着分子数据的增加，并比较其同源性水平后，提出了不同于以往生物界级分类的新系统，即生命的三域学说（Three Domains Theory）。
三域是指：细菌域（Bacteria）、古生菌域（Archaea）和真核生物域（Eukarya）。
古生菌在分类地位上与真细菌和真核生物并列，并且在进化谱系上更接近真核生物。
在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。
生存环境很多古菌是生存在极端环境中的，如极高温度、极低温度、高盐、强酸或强碱性的水中。
也有些古菌是嗜中性的，能够在沼泽、废水和土壤中被发现。
很多产甲烷的古菌生存在动物的消化道中，如反刍动物、白蚁或者人类。
古菌通常对其它生物无害，且未知有致病古菌。
形态单个古菌细胞直径在0.1到15微米之间，有一些种类形成细胞团簇或者纤维，长度可达200微米。
它们可有各种形状，如球形、杆形、螺旋形、叶状或方形。
结构像其它生物一样，古生菌细胞有细胞壁、细胞膜、细胞质和核区等结构。
其每部分虽是结构相似，而化学成分却不尽相同。
换句话说，古生菌像其它生物一样构建同样的结构，但是它们用不同的化合物来构建。
细胞壁：细胞的外面都围有细胞壁，这是一层半固态的物质，它可以维持细胞的形状，并保持细胞内外的化学物质平衡。
除Thermoplasma无细胞壁外，其余的都有细胞壁。
细胞壁中不含有肽聚糖，含有假肽聚糖（类似肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质。
3.2古生菌 (NXPowerLite)
热原体The Thermoplasms 热原体为嗜热酸菌纲，没有细胞壁，有三个属， 热原体属(Thermoplasma)、嗜酸菌属 (Picrophilus)和铁原体属(Ferroplasma) 热原体 生长在煤矿的废物堆中，其含有大量的硫化 亚铁(FeS) ，可被化学无机营养细菌氧化成 硫酸，在55–59℃和pH 1～2生长最佳 质膜有大量的二甘油四乙醚，脂多糖和糖蛋 白，增加其强度 DNA有一 特殊似组蛋白的蛋白质相连而稳定， 该蛋白质压缩 DNA呈颗粒状类似真核菌核小 体 59℃下呈不规则菌丝状，而在较低温度下呈 球状 可能有鞭毛具运动性
第二节 古生菌
p.374-380
一、概述
二、泉古生菌门
三、广古生菌门
四、古生菌适应机制
五、研究古生菌的意义
一、概述
古生菌(希腊语archaios 古老的)在形态和生理上都相 当多样性 染色：革兰氏阳性或是革兰氏阴性 形态：球形、杆状、螺旋形、耳垂形、盘状，不规则 状或多形态 一些为单细胞，也有形成丝状体或聚集体 大小：直径从0.1至15 µm以上，有些丝状体可生长至 200 µm长 增殖：可以用二分裂、出芽、裂殖或其他机制 氧气：好氧性、兼性厌氧性或绝对厌氧性 营养：化能无机自养到化能有机异养 温度：有些是嗜温，另一些超嗜热 常存在于厌氧、高盐或高温环境中
蛋白质合成的机制有细菌和真核生物的特色 蛋白质分泌方式与真核生物途径更为相似 当蛋白质移动通过膜后，其信号肽序列被信 号肽酶移除 古生菌分类学 依据rRNA，伯杰氏手册分为广古生菌门和泉古 生菌门 广古生菌门因其生存的生态环境广，并有各种 不同的代谢类型而得名 有7个纲：甲烷杆菌纲、甲烷球菌纲、盐杆 菌纲、热浆菌纲、热球菌纲、古生球菌纲和 甲烷嗜高热菌纲 产甲烷菌是这个门中的优势生理类群
《微生物生物学》课程教学大纲
《微生物生物学》课程教学大纲（Microbiology）课程编号：1912010课程类别：学科基础课适用专业：生物技术、生物科学、生物科学（师范）、生物工程先修课程：动物生物学、植物生物学、动物生物化学后续课程：免疫学、基因工程、发酵工程总学分：4.5 其中实验学分：1总学时：88 （其中理论56学时、实验32学时）教学目的与要求：以阐明微生物的五大生物学规律——形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化为主线，分别介绍微生物的细胞结构和功能、营养、代谢、生长繁殖及其控制，病毒、微生物遗传、微生物与基因工程，微生物的生态、进化、系统发育、感染与免疫等内容。
通过本课程的学习，可为学习《免疫学》《分子生物学》等课程奠定理论和技术基础；也可为以后从事与微生物相关的生产实践、科学研究打下坚实的专业基础。
教学内容与学时安排绪论（2学时）一、学习目的和要求二、基本内容微生物的含义及特点；微生物的发现和微生物的发展；三、研究简况四、资料简介教学基本要求：了解第一章原核微生物的结构与功能（9学时）第一节显微镜与显微技术一、镜的种类及原理普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜二、观察样品的制备光学显微镜活体观察样品可采用压滴法、悬滴法及菌丝埋片法等；染色观察法包括死菌和活菌的方法，死菌染色又包括正染色和负染色。
本章重点：分离纯培养的方法难点：显微镜的工作原理教学基本要求：掌握第二节细菌的形态与构造一、细菌的基本构造一般构造：细胞壁、细胞质膜、内含物、核体、间体、细胞质；是一般细菌都有的构造二、细菌的特殊构造特殊构造：鞭毛、菌毛、性毛、芽孢、荚膜；细菌在特殊环境下才有的构造第三节放线菌一、放线菌的形态构造放线菌是具有分支状菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。
二、放线菌的繁殖以无性孢子和菌丝断裂的方式进行无性繁殖。
三、放线菌的菌落特征能产生大量分枝和气生菌丝的菌种菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎；不能产生大量菌丝体的菌种粘着力差，粉质，针挑起易粉碎。
古细菌,真细菌,真核生物的比较
请根据文献报道（非教材、ppt）列表比较古细菌、细菌和真核生物的不同点教材和PPT中的不同点：细胞壁：古细菌细胞壁为蛋白质或假肽聚糖（肽聚糖类似物）；细菌的细胞壁主要为肽聚糖，还有多糖类物质；真核生物的细胞壁为多糖或几丁质或无；细胞膜：古细菌细胞膜含有支链烃以及甘油醚键；细菌有些有荚膜（多糖类物质）在外表覆盖，且细菌细胞膜主要由蛋白质和脂类，还有糖类组成；真菌的细胞膜由直链脂肪酸和甘油分子以醚键相连构成基因组成：古细菌中有环状DNA分子，类组蛋白结合，存在质粒；有关基因组成操纵子，有些基因有intron结构；细菌中环状DNA分子，类组蛋白结合，存在质粒；有关基因组成操纵子个别基因有intron结构；真核生物中线状DNA分子，与组蛋白结合；有关基因组成操纵子基因有intron结构；特征细菌古细菌真核膜围细胞器无无有细胞核无无有内含子无无有参考文献中的不同点特征古细菌细菌真核生殖方式无性生殖无性生殖（主要是二分裂形式）大多为有性生殖，也有无性生殖（如：酵母菌）生存环境目前发现的古细菌都生活在极端的环境中，如（产甲烷菌、极端嗜盐菌和硫依赖嗜热菌等）。
根据不同种细菌生存环境也不同（如：厌氧型细菌生活在无氧环境中，兼性厌氧型细菌在无氧和有氧环境中均可进行，而需氧性细菌则必须在有氧环境在才能生存）。
真核生物的生存环境很广泛，也是根据不同真核生物的代谢类型而有不同的生存环境。
形态单个古菌细胞直径在0.1到15微米之间，有一些种类形成细胞团簇或者纤维，长度可达200微米。
它们可有各种形状，如球形、杆形、螺旋形、叶状或方形。
细菌的基本形态有三：球形、杆形和螺旋形。
此外，有的细菌还有荚膜，鞭毛以及芽孢。
但在不利的生活环境下或菌龄老时会出现不规则的多形性。
真核生物范围很广，有大有小，形态各异。
中间代谢古细菌有独特的辅酶。
如产甲烷菌含有F420，F430和COM及B因数。
细菌在生长繁殖的迟缓期和对数期代谢活跃，酶多，导致代谢产物也很多。
环境中的微生物(古细菌)
变成甲烷或甲烷和CO2而获得能量
• 古生菌最大的类群 • 5个目和27个属：甲烷杆菌目、甲烷球菌目、甲烷微菌目、
甲烷八叠球菌目和甲烷嗜高热菌目
• 形态、16S rRNA序列、细胞壁化学组成和结构，膜脂及其 他特性上有很大的差別
• 甲烷嗜高热菌属
• 革兰氏阴性古生菌在其质膜外有一层蛋白质 或糖蛋白 –厚度可达20-40 nm厚，有時候有两层 –其化学物质变化化相当大 • 古生菌的脂类和膜 –与细菌和真核生物都不同 –有分支的碳氢键与甘油相连连，而非与脂肪酸以酯键 相连 –两个甘油基相连形成一个四乙醚 –膜中有极性脂：磷酸脂、硫酸脂和糖脂 –极端嗜热菌的膜，几乎全部都是四乙醚单层膜
• 好氧化学能异养型，行呼吸代谢，生长需要复杂的营养，一 般为蛋白质和氨基酸 • 不能运动或以鞭毛运动 • 它們绝对依赖高浓度 NaCl
– 至少需要1.5 M NaCl – 通常最适浓度约3~4 M NaCl (17-23%) – 可生长在超饱和盐中(约36%)
• 当NaCl浓度降至约1.5 M其细胞壁就不完整
– 从海底的热火山口分离得到 – 最低温度84°C，最适温度98°C，在110°C下亦能生長
– 产甲烷古生菌是最早的生物体之一，在类似于地球早期环境的
条件下生存较好
• 代谢与一般细菌不一样
– 有几种独特的辅因子：四氢甲烷喋呤(H4MPT, tetrahydomethanopterin)、甲烷夫喃(MFR)、辅酶 M (2-硫 基乙烷磺酸)、辅酶F420、F 430
酶F420
主要古生物类群的特征 类群 一般特征 代表属
产甲烷古生菌 甲烷是主要代谢最终产物。S0 可以 甲烷杆菌属、甲烷球 绝对厌氧 还原成H2S不产生能量。细胞有輔酶 菌属、甲烷微菌属、 M、因子420和430和甲烷喋呤 甲烷八疊球菌属 硫酸还原古生 不规则革兰氏阴性类球狀細胞，从硫 古生球菌属 菌 代硫酸盐和硫酸盐生成H2S·-利用硫 (Archaeoglobus) 代硫酸盐和H2 自养性生长。能异养 生长，也形成少量甲烷，极端嗜热和 绝对厌氧，有因子420和甲烷喋呤 ， 没有辅酶M和因子430