古细菌研究进展
产甲烷菌的研究进展
产甲烷菌的研究进展XXX生物工程一班生命科学学院xxx大学150080摘要：甲烷菌是一个古老的原生菌。
随亨格特（Hungate）无氧分离技术发展以来，人们对甲烷菌的研究逐渐深入。
从产甲烷菌生存环境分离、筛选出新的产甲烷菌种。
20世纪90年代对甲烷菌的探讨、研究比较多，近10年的研究比较少。
简述了产甲烷菌的发展历史及分类。
产甲烷菌是重要的环境微生物,是古细菌的一种，在自然界的破素循环中起重要作用。
迄今已有种产甲烷菌基因组测序完成。
基因组信息使人们对产甲烷菌的细胞结构、进化、代谢及环境适应性有了更深的理解。
关键词：微生物，产甲烷菌，分类。
Research progress of methanogenic bacteriaZhengzongqiaoThe first class of Biotechnology, College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin,150080Abstract: methanogens is an ancient native bacteria. With the Since Heng Gete (Hungate) anaerobic separation technology development, people gradually in-depth study of methanogens. Living environment separated from the methane-producing bacteria filter out new methane-producing bacteria. Of methanogens in the 1990s, research more, nearly 10 years of study is relatively small. The brief history of the development of the methanogenic bacteria and classification. Methane-producing bacteria is an important environmental microorganisms, is a kind of archaebacteria, play an important role in the hormone cycle of the nature of the broken. So far has been a kind of methane-producing bacteria genome sequencing is completed. Genomic information to make The Methanogens the cell structure, evolution, have a deeper understanding of metabolic and environmental adaptability.Keywords: microorganisms, methane-producing bacteria。
古菌的基础生物学和进化研究
古菌的基础生物学和进化研究古菌是一类极端环境微生物，存在于各种极端条件下，如高温、高压、高盐、低温、低氧、低营养等环境中。
与细菌和真核生物相比，古菌的生物学特性更为复杂，其基因组结构、基因表达和代谢途径均具有与其他生物截然不同的特点。
因此，研究古菌的基础生物学和进化是理解生命起源和生命进化的重要途径之一。
一、古菌的基础生物学特征1、基因组结构古菌的基因组大小、复制方式和基因密度与细菌和真核生物差异较大。
与细菌相比，古菌的基因组大小较小，但基因密度更高，并且在染色质上存在较强的平行余缺特征。
与真核生物相比，古菌的基因组大小更小，但存在多倍体性和交叉互补的DNA修复机制。
2、转录和翻译机制古菌的转录机制与细菌较为相近，其中RNA聚合酶复合物具有更复杂的结构和更高的专一性。
与真核生物相比，古菌的转录后加工和调控机制更为简单。
与细菌和真核生物相比，古菌的翻译机制具有特殊的氨基酰RNA合成酶、转运RNA、核糖体和蛋白质质量控制系统。
3、代谢途径古菌的代谢途径与细菌和真核生物有很大的不同，且存在极端适应性和多样性。
其中包括纳米细菌利用CO2为唯一碳源生存、甲烷菌修复甲烷为棕色煤和烷基磷酸脂、硫化古菌利用化合物氧化为能量等。
二、古菌的进化研究古菌是生命进化的重要研究对象，其独特的生物学和生态学特征提供了解决生命起源和进化问题的重要线索。
近年来，研究者们通过分子进化学、基因组学和生态学等手段对古菌的进化历史和系统发育进行了深入探究。
1、古菌与生命起源的关系古菌是自然界种类最多、形态最为古老的生命形式之一，在生命起源和进化研究中具有重要的意义。
通过分析古菌和其他生物的系统演化关系，研究者们发现古菌与细胞核起源有关，且可能在所有生命起源中起到了重要的作用。
2、古菌的地域分布和适应性在地球早期的极端环境条件下，古菌具有适应性强的生物学和代谢特征，且分布广泛。
通过研究古菌的地域分布和适应性，可以更好地了解生命进化和生态演化的规律。
古菌的化学生物学特性及其在环境修复中的应用研究
古菌的化学生物学特性及其在环境修复中的应用研究古菌（Archaea）是一类独特的微生物，其细胞结构、生理过程和基因组组成都与细菌和真核生物有很大的差异。
近年来，随着对古菌研究的不断深入，人们发现古菌在环境修复、产生有用化学物质等方面有着潜在的应用价值。
本文将介绍古菌的化学生物学特性以及其在环境修复中的应用研究。
一、古菌的化学生物学特性1.基于RNA的分类目前，所有生物被分为三个域：细菌（Bacteria）、真核生物（Eukarya）和古菌（Archaea）。
古菌的分类主要基于RNA序列的相似性，这是比较古菌与其他生物之间亲缘关系的一种最为有效的方法。
2.细胞结构古菌细胞壁不含有真菌和细菌的主要成分——封闭多糖，而是由一种特殊的合成多糖和一层糖蛋白组成的膜状结构。
此外，古菌细胞膜的脂质组成也与细菌和真核生物有所不同。
3.代谢途径古菌具有多样的代谢途径，其中包括光合作用、化能和化合物作为能源的氧化、还原和甲烷作为能源的化学反应。
古菌还能够在极端条件下生存，如高温、高盐度、高压和强酸碱性环境。
4.基因组组成古菌的基因组结构比较简单，通常只有数百万个碱基对，比真核生物要小得多。
古菌的基因组大小和复杂度与生活方式和栖息环境密切相关。
二、古菌在环境修复中的应用1.重金属污染修复古菌能够在高温、高压和强酸碱性等极端环境下生长，因此对于重金属污染的修复具有一定的应用前景。
研究人员发现，古菌能够吸附、还原和沉淀重金属离子，如汞、铅、铬等。
同时，古菌还能够产生多个对重金属具有降解和还原性质的酶类物质，如硫酸盐还原酶和底物级磷酸酰化酶等。
2.有机污染修复除了重金属污染，有机污染也是环境修复中的重要问题。
古菌在生产有机物的过程中还能够产生许多酶，这些酶可以分解和利用有机污染物。
古菌能够利用多种有机废料为基础生产产物，其中含有大量的有机污染物，如苯、酚、酮等。
古菌利用这些有机物产生氨基酸、聚酯、纤维素和其他有用化学物质，从而实现了有机废物资源化的环保效益。
古生菌的研究意义
10/9/2018
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三、古生菌与其它生物的最显著的化学差异 古生菌与其它生物最显著的化学差异是体现在 生物膜上，其主要差异有四点： （1）甘油的立体构型。组成细胞膜的基本单位是 磷脂。用来构建古生菌磷脂的甘油是细菌和真核 生物细胞膜上所用的甘油的立体异构体。细菌和 真核生物的细胞膜中是D型甘油，而古生菌的是L 型。
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生物界级学说发展的示意图
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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。
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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) 。
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二、古生菌的结构 古生菌细胞有细胞质、细胞膜和细胞壁三种结 构。古生菌细胞也有一层把细胞和外部环境隔离 开的外膜。在膜内包裹着细胞质，其中悬浮着 DNA，古生菌的生命活动在这里进行。几乎所有 的古生菌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。
古细菌名词解释
古细菌名词解释一种称为古细菌的类似细菌，在沉积岩里的条带状硅质岩层中发现。
细胞大小从几微米到数十微米。
没有核膜或核孔。
每个细胞含多种细菌，并且是许多其他生物(如酵母菌)的食物。
很多种古细菌能将有机物分解成无机物。
5亿年前，当人类还只是一个细胞的时候，我们的地球妈妈就已经诞生了。
在那个时候，地球表面还非常温暖潮湿。
由于地壳运动，山脉隆起，形成高原和峡谷，并产生了各种化石。
许多年以后，太阳发生了变化，地球被严寒的冰川覆盖着。
白天，气温非常低，太阳发出的热量不能使冰川融化；夜晚，气温非常低，放出的热量也不能把冰川溶化。
地球上的动植物都被冻死了，只有很少数能耐寒而生存下来。
但地球上仍然有少数细菌，它们不怕冷，躲在冰块下，靠吃掉动植物残体而生活。
如果用原子弹轰击这些细菌，有些细菌会被炸死，有些细菌不会被炸死，却被炸碎了。
于是，细菌就分散开来，变成了一些互相连接、松散堆积的“石头”。
细菌被压扁了，里面的细菌却没事，反而因为缺氧而大量繁殖起来。
它们的身体呈红色、褐色或黑色。
直到50亿年后的今天，这些细菌的化石依然保存得好好的。
经过研究，科学家发现了细菌化石里的秘密。
原来，这些细菌不怕冷，它们有一个共同特点：它们都是古细菌。
现在，科学家知道，地球形成后，大约在5亿年前，宇宙空间充满了氢气。
当时，地球正处在温暖的环境中。
地壳中的含氢化合物经过复杂的化学变化，最终形成了水。
地球是一个大磁场，它使宇宙中的电子也能够在地球表面流动，形成电流。
地球自转的速度很快，因此引力也很强。
强大的引力造成了局部地区高温、高压。
有些地方的高温、高压把这里的碳、氮、氢和氧等元素分解出来，这样就在地壳中留下了丰富的有机物质。
科学家发现，在地球形成后不久，大气里就出现了第一批细菌。
它们生活在火山附近，利用火山喷发出的炽热的气体作为养料，从而迅速繁殖起来。
经过50亿年的演变，这些细菌变成了形态各异、颜色鲜艳的细菌。
这就是最早的细菌。
细菌主要分布在哪儿呢？你可别小看它，它虽然很小，但它可是地球上不可缺少的东西，它能分解有机物，从而释放出二氧化碳和水，有了它，植物才能生长，才能进行光合作用。
土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌的研究进展
土壤中的氨氧化微生物硝化作用（Nitrification）是指生物利用氧气将氨氧化为亚硝酸盐继而将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的作用。
氨氧化作用是硝化作用的第一个反应步骤，也是限速步骤，是全球氮循环的中心环节。
氨氧化为亚硝酸盐的过程是由两群微生物完成：氨氧化细菌（AOB）与氨氧化古菌（AOA）。
研究最多的土壤中的氨氧化细菌属于亚硝化单胞菌属与亚硝化球菌属。
尽管在土壤中氨氧化同时发生在细菌和古菌之中，但古菌的氨氧化作用却同时在土壤以及海洋环境中占首要地位。
氨氧化细菌是执行硝化作用第一步的关键微生物，即将氨氧化为亚硝酸盐，该步骤也是硝化速率的限制性步骤。
自养型氨氧化细菌可分为两大类, 一类属于γ-变形细菌(γ-proteobacteria)，只存在于海洋和咸水中，另一类属于β-变形细菌(β-proteobacteria)，土壤中的氨氧化细菌均属此类。
氨氧化细菌通过单加氧酶(amoA)活性控制氨氧化成亚硝酸盐的速率。
最新研究发现具有amoA 基因的泉古菌门的古细菌，进一步研究证实自然界中存在具有氨氧化功能的氨氧化古菌，且陆地生态系统中氨氧化古菌的数量和分布比氨氧化细菌更丰富。
第二步（将亚硝酸盐氧化为硝酸盐）主要是由细菌中的硝化杆菌属来完成。
以上步骤都会产生能量并偶联合成腺苷三磷酸，硝化有机体都是化能自养菌并且利用二氧化碳作为他们生长的碳源。
一些氨氧化细菌具有一种称为脲酶的酶，这种酶催化尿素分子分解为两分子的氨以及一分子的二氧化碳。
人们发现欧洲亚硝化单胞菌与土壤生的氨氧化细菌群一样，可以通过卡尔文循环同化脲酶反应生成的二氧化碳以产生生物质能，并通过将氨（脲酶的另一产物）氧化为亚硝酸盐的过程收获能量。
这一特性可解释为什么在酸性环境中存在尿素的情况下会促进氨氧化细菌的生长。
早年通过同位素示踪技术的研究发现，14C—衰减性无机碳和H132 CO3都能嵌合到生长旺盛的泉古菌细胞上,结合对古代泉古菌的类脂特征分析均表明这些中温海洋泉古菌营自养型生长。
古细菌的研究进展
古细菌的研究进展古细菌（Archaea）是一类原核生物，与细菌（Bacteria）和真核生物（Eukarya）共同构成生命的三个域。
最早发现于20世纪70年代，由于其生态多样性和独特的生存环境，古细菌的研究引起了科学界的广泛兴趣。
本文将介绍古细菌的研究进展，主要包括其多样性、生态适应性以及潜在的应用价值。
首先，古细菌的多样性是近年来研究的重点之一、古细菌分布于各种极端环境，如热液喷口、盐湖、酸性矿泉等，这些环境对其他生命形式来说是极端的，但对古细菌来说却是其赖以生存的家园。
比如，热液喷口中的嗜热菌（Thermophiles）可以生存于高温水域（>80°C），耐辐射菌（Radiophiles）可以在高剂量辐射下存活，盐湖中的嗜盐菌（Halophiles）可以在高盐浓度环境中繁衍。
通过对这些极端环境中的古细菌进行研究，科学家们揭示了其独特的生态适应性。
其次，古细菌的生态适应性与其基因组特点密切相关。
近年来，通过对古细菌的全基因组测序和比较基因组学分析，科学家们发现古细菌拥有一系列适应极端环境的基因。
例如，热液喷口中的嗜热菌拥有独特的热稳定蛋白和热休克蛋白，使其可以在高温下保持生命活动；耐辐射菌则具有DNA修复和抗氧化系统，可以抵御辐射损伤；盐湖中的嗜盐菌则具有调节细胞内盐浓度的机制。
这些基因的发现不仅有助于揭示古细菌的生存方式，也为工业和医学等领域的应用提供了新的思路。
古细菌的研究还为科学家们提供了一扇了解早期生命进化的窗口。
根据生命在地球上出现的时间，细菌和古细菌是远古生命的代表。
相比于细菌，古细菌与真核生物更为相似，被认为是真核生物的祖先或近亲。
通过对古细菌的研究，科学家们试图揭示早期生命进化的过程和机制。
例如，古细菌的膜脂层结构与真核生物相似，通过对古细菌膜脂酯合成基因的研究，科学家们探索了早期生命进化中脂质合成的原理和机制。
此外，古细菌还具有潜在的应用价值。
古细菌的特殊生态适应性和基因组特点赋予其在环境修复、能源开发和药物研发等方面的潜在应用价值。
古细菌
古细菌的发展秦耕（生物技术3班生命科学学院黑龙江大学哈尔滨 150080）摘要：极端嗜盐菌(extreme halophiles)在它们生存环境中耐受或需要高盐浓度。
如Halobacterium(一种嗜盐菌)生活在盐湖、盐田及含盐的海水中，它们可污染海盐并引起咸鱼及腌制的动物腐败。
由于嗜盐菌细胞含类胡萝卜素，使大多数菌落呈红、粉红或橘红色。
类胡萝卜素有利于保护它们抵御环境中强烈的阳光照射。
有时嗜盐菌与某些藻类造成的污染将海水变成红色。
关键词：极端耐热、古细菌、嗜盐细菌、进化.The development of the bacteriaQingeng（The 3th class of Biological technology, College of Life Science, Heilongjiang University,Harbin, 150080)Abstract: Extreme a salt bacteria (extreme halophiles) in their survival environment toleranceor need high salt concentration. If Halobacterium (a kind of a salt bacteria) live in salt lake, saltern and salt water, they can cause pollution sea salt and salted fish and salted animal corruption. Because a bacteria cells containing salt carotenoids, most colonies are red, pink or orange. Of carotenoids to protect them against known as environment the bright sun. Sometimes a certain algae bacteria and the salt sea water will become the pollution caused by the red.Key words: Extreme heat、The ancient bacteria、Eosinophilic salt bacteria、evolution。
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古细菌研究进展
摘要：主要对生物分类的三域学说，古细菌域生物的特征、形态做了简要介绍，并阐述了几类古细菌的分子机制及其研究进展与发展前景。
关键词：古细菌、生物分类的三域学说、嗜热菌、嗜盐菌和产甲烷菌。
多年来,科学家们一直认为地球上的生命由原核生物和真核生物两大类组成,到20世纪70年代后期,这个概念受到了Woese研究的挑战。
1977年Woese
等选择了16SrRNA作为研究生物进化的分子计时器,因为它们为生物细胞所共有,其功能同源,且最为古老,即含保守序列,又含可变序列,分子大小也较适合操作,更重要的是它的序列变化速度与进化距离相适应。
Woese等在比较了来自不同原核生物及真核生物的16SrRNA序列的相似性后发现,原来被认为是细菌的甲烷球菌代表着一种即不同于真核生物,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。
据此,Woese于1990年提出了生物的三域分类学说, ,即认为生命是由细菌域(Bacteria)、古菌域(Archaea)和真核生物域(Eucarya)所构成,并由此构建了一个生命进化总树。
之后,人们将其他序列的生物大分子用于生命进化的研究中,如RNA聚合酶的亚基,延伸因子EF-Tu、ATPase等。
其研究结果也支持Woese的三域生命学说,进一步证明了古菌是地球上一种独特的生命形式。
从此人类开始了对古细菌研究的新篇章。
古菌是一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞生物,多生活在各种极端的自然环境中,如海洋底部的高压热溢口、热泉、盐碱湖等。
目前,可在实验室培养的古菌主要包括三大类:产甲烷菌、极端嗜热菌和极端嗜盐菌。
产甲烷菌生活于富含有机质且严格的无氧环境中,参与地球上的碳素循环,是能合成甲烷的生物;极端嗜盐菌生活于盐湖、盐田及盐腌制品表面,能够在盐饱和的环境中生长;极端嗜热菌通常分布于含硫或硫化物的陆相或水相地质热点,它们中绝大多数严格厌氧,在获得能量时完成硫的转化尽管不同的古菌生活习性大相径庭,但它们却有共同的、有别于其他生物的细胞学及生物化学特征。
一古细菌的形态特征
古细菌体积小,直径约0.5￣5 !m, 形状有杆状、球形、螺旋形、丝状,基因组大小为2￣4mbp,多数为嗜热、嗜酸、自养型,古细菌有丰富的组蛋白,DNA 以核小体的形式存在[3,4]。
古细菌与一般细菌的氧化磷酸化产能不同, 如产甲烷菌(Methanogen)和硫细菌(Sulfolobus)用氢还原CO2、S生成CH4、H2S 来获得能
量, 有些古核生物利用钨代替高温下不稳定的NADH 参与电子传递链。
古细菌具有比细菌更多样化的质膜结构。
古细菌质膜由特殊脂类组成, 甘油和脂肪酸链之间的结合是通过醚键而不是酯键来实现的。
古细菌没有以胞壁酸为基质的粘肽类细胞壁,而真细菌具有与胞壁酸相结合的细胞壁。
古细菌对作用于真细菌细胞壁的抗生素如青霉素、头孢霉素以及抑制真细菌翻译过程的氯霉素和环丝氨酸不敏感, 而对抑制真核生物翻译过程的白喉毒素却十分敏感。
与真细菌相比, 不同类型古细菌的多种蛋白质一级结构中疏水残基的平均数量增多, 增强了蛋白质的高温稳定性。
例如, S.solfataricus!S 腺苷半胱氨酸水。
古菌、细菌及真核生物在细胞结构和基因组结构方面的异同
二古细菌生物的遗传信息传递机制
古细菌生物的遗传信息传递机制与真核生物相似:
1)DNA 及基因结构具有重复序列和内含子;
2)古核生物中依赖DNA 的RNA 聚合酶亚基和延长因子,与真核生物的同源性高于与原核生物的同源性;
3)具有与真核生物组蛋白H2A、H2B、H3、H4 对应的组蛋白,但种属之间序列差异较大, 具体包装过程及核小体的周期规律也不清楚;
4)古核生物氨酰- tRNA 合成酶基因序列与真核生物质的同源性较高;
5) 对5S rRNA 的分子分析及二级结构的研究表明古细菌与真核生物相似,与原核生物差距甚远;
6) 蛋白质合成起始以甲硫氨酸作为新生肽链的N 端氨基酸, 全部以AUG 为起始密码子。
以上分析说明古细菌与真核生物在进化上的关系较原核生物更为密切, 真细菌很可能首先从古细菌和真核生物的共同干线中分支出来。
三几种典型的古细菌研究进展
1）产甲烷菌( Methanococcus) 能利用氢和二氧化碳生成甲烷, 有些还能利用甲酸或甲醇、乙酸或甲胺产生甲烷和二氧化碳。
根据16S rRNA 序列的不同又可将其分为3 种类型:Ⅰ型包括甲烷杆菌和甲烷短杆菌,细胞壁主要成分为拟肽聚糖, 膜的磷脂有C20 二醚和C40 四醚;Ⅱ型只有甲烷球菌, 细胞壁由蛋白质组成,膜脂含C20 二醚;Ⅲ型,包括甲烷螺菌和甲烷八迭球菌,前者细胞壁由蛋白质组成, 膜脂含有C20 二醚和C40 四醚;后者细胞壁由酸性杂多糖组成,膜脂含有C40 二醚。
1996 年8 月, 《SCIENCE》发表了美国基因组研究中心L.Bult 领导的研究小组的最新学术成果——产甲烷球菌的全基因组序列,同源性搜索和GENE MARK 的基因定位方法的结果表明,在产甲烷球菌基因组中,只有
38%的基因对应于数据库中已知功能的基因, 所以证明产甲烷球菌存在着大量的新基因序列,它同时具有类似细菌和真核生物的基因序列。
1996 年8 月, 《SCIENCE》发表了美国基因组研究中心L.Bult 领导的研究小组的最新学术成果——产甲烷球菌的全基因组序列,同源性搜索和GENE MARK 的基因定位方法的结果表明,在产甲烷球菌基因组中,只有38%的基因对应于数据库中已知功能的基因, 所以证明产甲烷球菌存在着大量的新基因序列,它同时具有类似细菌和真核生物的基因序列。
2）嗜盐菌
A生态分布：该菌通常分布于晒盐场、腌制海产品、盐湖和死海等处，常见的咸鱼上的紫红斑块就是嗜盐菌的细胞群。
其生长的最适盐度高15% ~ 20%，甚至还能生长在32%(或5. 2mo1/L)的饱和盐水中，通常必须在高盐(3. 5~5.0 mol/L NaCI)环境中才能生长。
B 嗜盐菌(Extremehalophiles) 现已发现2 个属: 盐球菌, 不运动,细胞壁由酸性杂多糖组成, 膜含C20 二醚; 嗜盐杆菌, 末端生鞭毛, 能运动, 细胞壁由糖蛋白组成, 膜含C20 二醚。
嗜盐菌从细胞结构到组成成分上, 都有一些耐盐的因素:1)盐细菌有电子传递链,能进行有氧呼吸,而且在氧含量低且有光照时,也能利用光能产生ATP;2) 细胞壁成分特殊,不含肽聚糖而以脂蛋白为主;3)极端嗜盐菌还积累或产生一些维持细胞内外渗透压平衡,又有助于细胞代谢活动的相溶性物质,如积累K+、合成糖、氨基酸等;4)菌体内的酶是嗜盐性的,酶中所含的酸性氨基酸比率较高,这有助于对高盐环境的适应。
3）嗜热菌
A 生态分布及生理特征
该菌广泛分布在草堆、厩肥、温泉、煤堆、火山地、地热区土壤及海底火山附近等处。
在湿草堆和厩肥中生活着好热的放线菌和芽抱杆菌，它们的生长温度在45~ 65℃的范围，有时甚至可使草堆自燃。
在前苏联勘察加地区的温泉(水温为57~ 90℃)中存在着一种专性嗜热菌—Thermus ruber(红色栖热菌)，另一种Bacillus caldolyticus(热溶芽抱杆菌)可在9293℃下生长。
嗜热嗜酸菌已鉴定出 3 个类群: 硫化细菌、热支原体和热变形杆菌。
一般最适生长温度在90℃以上的微生物称为极端嗜热菌,极端嗜热菌大多是古细菌,生活在深海火山喷口附近或其周围区域。
嗜热菌多为异养菌,许多能将硫氧化以取得能量,其耐热机制一般是多种因子共同作用的结果: 1)细胞膜不是真正的双层,单层的脂类末端具有极性基团, 降低了高温环境中的膜流动性。
膜的化学成分
随环境温度的升高发生变化, 增加了膜稳定性; 2)重要代谢产物能迅速合
成,tRNA 周转率提高; DNA 中的G、C 的含量较高, 使生物体中的遗传物质更加稳定; 一些组蛋白也增加DNA的耐热性; 3)蛋白质一级结构中个别氨基酸的改变导致其热稳定性的改变, 二级结构中包括稍长的螺旋结构,三股链组成的β折叠结构,C 末端和N 末端氨基酸残基间的离子作用以及较小的表面环等使其形成紧密而有韧性的结构,利于热稳定4)斯坦福大学发现古细菌中一种含钨的酶(一般生物中的钨没有作用) ,认为钨在耐高温的古细菌的代谢中起关键性作用。
四展望
目前,古菌的研究正在全世界范围内升温,这一是由于古菌中蕴藏着许多未知的生理过程和功能,以及有助于阐明生物进化规律的线索,更是由于古菌有着不可估量的生物技术开发前景。
古菌已经不止一次地让人们吃惊,相信在不久的将来,这群独特的生物将会继续向人们展示生命的无穷奥秘。
参考文献：
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