古细菌
总结古细菌的特点
总结古细菌的特点1. 引言古细菌（Archaea）是一类单细胞微生物，最早发现于20世纪70年代，最初被分类为细菌的一类。
然而，进一步的研究表明，古细菌与细菌和真核生物有着许多显著的区别，使其成为一个独立的生物界。
在本文中，我们将对古细菌的特点进行总结，以增加对这一神秘生物的认识。
2. 细胞结构古细菌的细胞结构与细菌和真核生物有所不同。
古细菌的细胞壁通常由蛋白质构成，而不是多糖，这使得其在抗生物质作用上有别于细菌。
此外，古细菌的细胞膜中含有特殊的脂类，称为异戊烷脂。
这种脂类能够帮助古细菌在极端环境中生存，如高温、高盐度和低酸度等条件。
3. 基因组特征古细菌的基因组结构也与细菌和真核生物有所区别。
古细菌的基因组通常较小且较简单，相对于真核生物而言，其基因数目较少。
此外，古细菌的基因组还存在一种独特的复制方式，称为环形复制，与真核生物和部分细菌的线性复制方式不同。
4. 系统发育在早期的分类系统中，古细菌被归类为细菌的一类。
然而，随着分子生物学技术的发展，研究人员发现古细菌与细菌和真核生物有很大的区别，因此被单独归为一个独立的生物界。
根据系统发育树的构建，古细菌被认为是生命进化的第三个域，与细菌和真核生物形成三个独立的分支。
5. 生存环境古细菌广泛存在于地球上各种极端环境中，如深海热液喷口、高温泉水、高盐度湖泊和极寒地区的冰川。
这些极端环境对于大多数其他生物来说是致命的，但古细菌却能够适应并繁衍生息。
这一适应能力使得古细菌成为了研究极端生命形式的重要模型。
6. 代谢特征古细菌的代谢特征也与细菌和真核生物有所不同。
一些古细菌能够进行厌氧呼吸，以产生能量。
此外，一些生活在高盐度环境中的古细菌还能够利用光合作用产生能量。
这些特殊的代谢特征使得古细菌在现代生物多样性中占据了独特的地位。
7. 应用价值古细菌的独特特点使得它们具有广泛的应用价值。
例如，由于其特殊的耐高温能力，古细菌酶已被应用于许多工业过程中，如制药和食品加工。
微生物之古细菌
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
细菌的基本形态有三： 真核生物范围很广， 球形、杆形和螺旋形。 有大有小，形态各 此外，有的细菌还有 异。 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。
特征
古细菌
细菌
真核
中间代谢
亚基)
d、甲烷螺菌：无细胞壁，只有 一层由蛋白质纤维组成的鞘
1、产甲烷菌
（2）培养方法 专性厌氧，需要在特殊环境下操作；
目前最好的是厌氧手套箱
厌氧培养箱
2、极端嗜盐古菌
分为5大群、8属、19种
生活环境：高盐环境 细胞形状：细胞形态为链状、 杆状、球状等多形态。革兰氏阴性， 极生鞭毛。好氧或兼性厌氧。
5、RNA聚合酶AB’B’型
营养类型：化能异养，不发酵（好氧或兼性厌氧有关）
3 热原体
• 无细胞壁、嗜热嗜酸、好氧、化能有机营养，所以被称为热
原体Thermoplasma
• 有的种具有多根鞭毛，能够运动 • 质膜的主要成分是一种带有甘露糖和葡萄糖单位的四醚类脂
(tetratherlipid)的脂多糖化合物。同时质膜中也含有糖肽，
但没有固醇类化合物，这样的质膜使热原体表现出对渗透压、 酸、热的稳定性。
嗜酸热原体
Thermoplasma acidophilum
4、古生硫酸盐还原菌 专性嗜热，好氧、兼性厌氧、严格厌氧，革兰 氏阴性，杆状、丝状或球状。大多数种是硫代谢菌，
经常在温泉中发现。
4、古生硫酸盐还 原菌
分布于深海海底、热泉和地层深部储油层。化能 自养，单极多生鞭毛，并产少量甲烷。
延胡索酸火叶菌
（Pyrolobus fumarii）， 一种生活在113℃大西洋 热液喷口的古菌。
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。
古细菌
广古菌门(Euryarchaeota)
包含了古菌中的大多数种类，包括了经常能 在动物肠道中发现的产甲烷菌、在极高盐浓 度下生活的盐杆菌、一些超嗜热的好氧和厌 氧菌，也有海洋类群。在16S rRNA系统发育 树上，它们组成一个单系群。
古菌域(Archaea)－广古菌门
盐杆菌纲(Halobacteria) 甲烷杆菌纲(Methanobacteria) 甲烷球菌纲(Methanococci) 甲烷微菌纲(Methanomicrobia) 甲烷火菌纲(Methanopyri) 古球状菌纲(Archaeoglobi) 热原体纲(Thermoplasmata) 热球菌纲(Thermococci)
产甲烷古菌可能是火星生命形式
一个美国科学家小组2005年12月5日报告说，他们 在格陵兰岛地下冰芯中发现了产甲烷古菌生存的证 据。科学家称，这种能在极端严酷条件下生存的微 生物有可能在火星上生存。
研究人员认为产甲烷古菌很可能存在于火星上，并 且是火星大气中甲烷的来源。为了验证这一设想他 们制造一台荧光探测仪，用来探测产甲烷古菌新陈 代谢时产生的微弱荧光，这台仪器能探测出每毫升 土壤或地层中存在的1个古菌，安装在新的火星车 上寻找火星生命。
1977年，C. R. Woese等人在用各种原核生物的16S rRNA进行分子进化研究时，发现一类能利用CO2和H2产
生甲烷的厌氧细菌（产甲烷菌Methanococcus）的rRNA
序列与一般细菌的十分不同，不同的程度比一般细菌的 rRNA序列与真核生物的rRNA序列的差异还要大。
原来被认为是细菌的甲烷球菌代表着一种既不同于真核生物, 也不同于细菌的生命形式。他们认为这是地球上的第三生命 形式,并命名为古细菌。进一步的研究确证了古细菌与真细 菌之间的重大差异，同时发现古细菌的一系列分子生物学和 细胞生物学特征与真核生物有不少相似之处。
古细菌
5/8/2014
5/8/2014
1.2 产甲烷菌的分类 随着厌氧培养技术和菌种鉴定技术的不断成熟， 产甲烷菌的系统分类也在不断完善. 《伯杰氏系统 细菌学手册》第9版将近年来的研究成果进行了总 结和肯定，并建立了以系统发育为主的产甲烷菌最 新分类系统. 产甲烷菌分可为5个大目，分别是：甲 烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷球菌目 (Methanococcales)、甲烷微菌(Methanomicrobiales)、 甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷火菌目 (Methanopyrales) 。
5/8/2014
1.3 产甲烷菌的化学组成 在化学组成上与其他细菌差距甚大。它的细胞 壁不含有真正的肽聚糖，而是含有假肽聚糖。细 胞壁没有细菌细胞壁胞壁质的特征，而是富含有 各种表层蛋白。其细胞膜的主要成分为植烷醇基 甘油醚。
5/8/2014
1.4 产甲烷菌的生活环境 产甲烷菌主要生活在多水、缺氧的沼泽和湿地 等环境中。它们通过将CO2还原成CH4而获得能量 生长，电子供体仅限于H2、甲酸和CO。氨为唯一#43;泵作用 嗜盐菌的菌视紫素可强烈吸收 570nm 处的绿色 光谱区，菌视紫素的视觉色基(发色团) 通常以一 种全—反式结构存在于膜内侧。 当受光照时，分子中的生色团（一视黄醛）在 光刺激下产生快速的从全反结构到 13 顺结构的光 异构化过程。
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这种转型作用的结果使H+质子经转移到膜的外 面，然后通过热弛豫，历经一系列中间态再回到 基态 B，完成顺式状态又转换成更为稳定的全— 反式异构体的一次光循环。 这种循环，形成质膜上的H+质子梯度差，即H+ 泵，产生电化势，菌体利用这种电化势在ATP 酶 的催化下，进行ATP的合成，为菌体贮备生命活动 所需要的能量。
几种古细菌的介绍汇总
四 、 古细菌的用途
1、钠线嗜盐古菌 钠线嗜盐菌属于革兰氏阴性菌，好氧生长，最 适生长Nacl浓度为20%，最适生长ｐＨ值为7.5，能 利用酵母膏、葡萄糖、果糖、乳糖等多种糖类作为 能源与碳源生长。经鉴定该菌属于Natrinema pallidum。Ｎatrinema pallidum sp.CGMCC No.1873 分泌的一种蛋白类抗生素－嗜盐菌素，嗜 盐菌素成熟蛋白在抑制或杀灭极端嗜盐古菌中具有 重要的应用价值。
二 、古细菌的形态及其生存环境
1、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。
2、生存环境 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，比如生活在 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。
三、代表性古细菌
1 极端嗜热菌：只有在高 温下才能良好地生长。 迄今为止已分离出50多 种嗜热细菌。在这些细 菌中有一种最抗热的菌 株，在105℃繁殖率最 高，甚至在高达113℃ 也能增殖。美国的J. A. Baross发现一些从火山 口中分离出的细菌可以 生活在250℃的环境中。
2 极端嗜盐菌：能在极 端地盐环境下生长和 繁殖，特别是在天然 地盐湖和盐池中生存。 由渗透势原理可知高 盐溶液中的细胞将失 去更多的水分，成为 脱水细胞。而嗜盐细 菌可产生大量的内溶 质或保留从外部取得 溶质的方式来维持自 身的生存。
古细菌的概念
古细菌的概念古细菌是一类生物体，属于原核生物界中的一支，与细菌和真核生物一同构成生物界的三个主要分支。
虽然古细菌过去被认为是细菌的一部分，但现在已被确认为一个独立的生物类别。
古细菌的发现和研究，为科学家们带来了关于生命起源和进化的重要线索，也让我们对生命的多样性有了更深入的认识。
古细菌最早是在20世纪70年代由美国微生物学家卡尔·瓦欣克发现的。
当时，他在热泉中发现了一类形态独特的微生物，这些微生物的特点在形态和生理上都与细菌和真核生物有所不同，因此被称为古细菌。
瓦欣克的发现引起了科学界的广泛关注，并且为古细菌的研究打开了大门。
通过对古细菌的研究，科学家们发现了许多有趣的特点。
首先，古细菌在形态上与其他生物有着明显的区别。
它们的细胞壁结构和细胞膜组成都与细菌和真核生物不同，具有独特的脂肪酸组成和特殊的酶系统。
其次，古细菌具有很强的适应能力和抗逆能力。
它们可以生存在极端环境中，如高温、高压、高盐、低温等，这些环境对其他生物来说是致命的，但对古细菌来说却是它们生存的理想场所。
古细菌的这种适应能力使得科学家们开始研究古细菌在生物技术、环境修复和药物研发等方面的潜力。
古细菌的研究也为科学家们提供了关于生命起源和进化的重要线索。
根据一种学说，生命最早是在地球上的海洋中诞生的，而古细菌可能是最早出现的生物形式之一。
古细菌的化学组成和生理特点与地球早期的环境相适应，这使得科学家们推测古细菌可能是地球上最早的生物。
通过研究古细菌的基因组和生物化学反应，科学家们可以揭示生命起源和进化的一些奥秘。
此外，古细菌还具有重要的应用潜力。
由于其独特的生理特点和适应能力，古细菌的一些特殊酶系统被广泛应用于生物技术领域。
例如，一些古细菌酶可以在高温条件下工作，被用于在热带地区进行酶解作用。
另外，古细菌的一些代谢产物也具有药物研发和环境修复的潜力。
因此，对古细菌的研究不仅可以扩展我们对生命起源和进化的认识，还可以为生物技术和医药领域的发展做出贡献。
古细菌名词解释
古细菌名词解释古细菌（Archaea）是一类单细胞微生物，广泛存在于各种环境中，包括极端环境如高温泉、高盐湖和酸碱性环境等。
它们的名称源自于希腊语中“古老”一词，因为它们是地球上最早出现的生命形式之一，可以追溯到数十亿年前。
古细菌具有细胞壁、细胞膜和质粒等基本细胞结构，但在细胞壁的化学成分和细胞膜中的脂质组成上，与真细菌和真核生物有所不同。
古细菌细胞壁主要由蛋白质构成，而非多糖，这使得它们对于抗生素等常用于治疗细菌感染的药物具有耐受性。
另外，古细菌的细胞膜中的脂质结构也与真细菌和真核生物不同，这使得它们能够适应极端环境下的高温、高压、高盐浓度和酸碱度等条件。
古细菌可以根据它们对氧气的需求分为两类：厌氧古细菌和光合古细菌。
厌氧古细菌不能以氧气作为电子供体，它们通过其他可供氧的化合物如硫酸盐、甲烷和氢来产生能量。
光合古细菌则利用阳光作为能量来源进行光合作用，类似于植物中的光合作用。
古细菌在地球上的分布非常广泛，它们可以存在于极端环境中，如深海热液喷口、沸泉、温泉、盐湖和冰川等。
其中，一些极端嗜热古细菌（thermophile）可以在高温环境中生存，最适生长温度可达80至110摄氏度。
高温嗜盐古细菌（thermoacidophile）则可以在高温和酸碱度极端的环境中生存。
古细菌对于地球上的生态系统具有重要的作用。
它们参与了地球上一部分碳循环和氮循环，同时还起到了分解有机物质、产生气体和维持深海生态系统稳定性等重要功能。
此外，古细菌还具有许多具有潜在价值的应用，如生物技术、环境修复和制药等领域。
总的来说，古细菌是一类具有特殊生理适应性和生态功能的微生物，它们生存在极端环境中，对地球生态系统和人类利益都具有重要影响。
研究古细菌可以帮助我们更好地理解地球生命的起源、演化和适应性，同时也有助于开发出更多有益的应用。
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亚基)
d、甲烷螺菌：无细胞壁，只有 一层由蛋白质纤维组成的鞘
1、产甲烷菌
（2）培养方法 专性厌氧，需要在特殊环境下操作；
目前最好的是厌氧手套箱
厌氧培养箱
2、极端嗜盐古菌 分为5大群、8属、19种 生活环境：高盐环境 细胞形状：细胞形态为链状、
杆状、球状等多形态。革兰氏阴性
，极生鞭毛。好氧或兼性厌氧。
嗜酸热原体
Thermoplasma acidophilum
4、古生硫酸盐还原菌 专性嗜热，好氧、兼性厌氧、严格厌氧，革兰 氏阴性，杆状、丝状或球状。大多数种是硫代谢菌
，经常在温泉中发现。
4、古生硫酸盐还原菌
分布于深海海底、热泉和地层深部储油层。化能 自养，单极多生鞭毛，并产少量甲烷。
盐沼盐杆菌——生活在盐湖、 盐场及腐败的盐制品等中性盐 环境中。
2、极端嗜盐古菌
极端嗜盐菌细胞结构特点：
1、细胞壁不含二氨基庚二酸、胞壁酸，主要成分为脂蛋白
2、细胞质膜上含有菌紫质——菌视紫红蛋白，形成紫膜，紫 膜是细胞质膜的一部分
3、细胞质中含有胡萝卜素、菌红素，保护菌体
4、有气泡，调节浮力 5、RNA聚合酶AB’B’型 营养类型：化能异养，不发酵（好氧或兼性厌氧有关）
细胞封套：包括细胞壁、表面 层、鞘和荚膜，分为四种
a、细胞壁：G+产甲烷菌细胞壁结构
与G+真细菌相似。化学成分不同，不
含胞壁质（即不含二氨基庚二酸或胞 壁酸），而是假胞壁质或未硫酸化的
异多糖
1、产甲烷菌
b、G+炽热高温甲烷菌：细胞壁
外有一层六角形蛋白质亚基即S 层覆盖 c、G-产甲烷菌：无外膜，只有 一层S层(蛋白质亚基或糖蛋白
1 、产甲烷菌：广泛存在于湖泊等水域底部。 是一群迄今为止所知的最严格厌氧的、能形成 甲烷的化能自养或化能异养的古菌群。
产甲烷细菌是都能产生甲烷的一大类群，包括了
球形、杆形、螺旋形、长丝状等不同形态。
1、产甲烷菌
（1）细胞结构
包括细胞封套、细胞质膜、原生质和核质。 产甲烷菌有 G+ 和 G- 之分，细胞壁结构和化学组分 不同，也是与真细菌的区别点。
极端嗜盐菌
无细胞壁古生菌
极端嗜热硫代谢菌
2001年出版的《伯杰系统细菌手册》，将古菌域分 类为泉古生菌门和广古生菌门。
（一）泉古生菌门
极端嗜热、嗜酸，硫代谢
硫在厌氧呼吸中作为电子受体和无机营养的电 子源。
从系统发育树上看，泉古菌的分支相对较短， 且非常接近古菌的基部。
最先发现的喜好高 温的古生菌来自美 国黄石公园。
延胡索酸火叶菌
（Pyrolobus fumarii） ，一种生活在113℃大西 洋热液喷口的古菌。
（二包括了经
常能在动物肠道中发现的产甲烷菌、在 极高盐浓度下生活的盐杆菌、一些超嗜 热的好氧和厌氧菌，也有海洋类群。
主要类群
1、产甲烷菌 2、极端嗜盐菌 3、无细胞壁古菌（热原体） 4、还原硫酸盐古菌
3 热原体
无细胞壁、嗜热嗜酸、好氧、化能有机营养，所
以被称为热原体Thermoplasma
有的种具有多根鞭毛，能够运动 质膜的主要成分是一种带有甘露糖和葡萄糖单位 的四醚类脂(tetratherlipid)的脂多糖化合物。 同时质膜中也含有糖肽，但没有固醇类化合物， 这样的质膜使热原体表现出对渗透压、酸、热的 稳定性。
性好氧
5、繁殖速度：较慢，进化也比细菌慢
6、生活习性：生活在极端环境，如高温、极热、极 酸、绝对厌氧。牛、白蚁和海洋生物体内产甲烷 。有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性酶 和其他特殊酶。具有开发应用价值。
古生菌的分类
按照古菌的生活习性和生 理特征，可分为： 产甲烷菌 嗜热嗜酸菌：包括古生 硫酸还原菌和极端嗜热菌 《伯杰系统细菌手册 》1984，五大类群： 产甲烷古菌 古生硫酸还原菌 极端嗜盐菌
古细菌
古菌
1 古菌的特点 2 古菌的代表种类 产甲烷细菌 极端嗜盐细菌 嗜酸嗜热细菌
古生菌的形态
电子显微镜
光学显微镜
古细菌细胞扁平，薄，有精确的方角和垂直的边 构成几何形态。
古细菌的细胞结构
a、大多数古菌细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸。结构 和化学组成多样。 b、细胞膜的脂类：甘油脂肪酸，酯键（细菌和真核生物）。 甘油和烃链之间是非皂化性甘油二醚和磷脂连接的醚键 （古细菌）。
c、细胞膜有双层膜和单层膜
d、DNA环状，但含有内含子。原核生物基因中没有内含 子 e、核糖体介于原核生物和真核生物之间 f、具有组蛋白，形成类似真核生物核小体的构造
3、代谢： 有许多特殊的辅酶，如绝对厌氧的
产甲烷菌有辅酶M、F420、F430等。异养型、自养
型和不完全光合作用。 4、呼吸类型：多为严格厌氧、兼性厌氧，少数专