古细菌的介绍及其与真细菌的比较

古细菌的介绍及其与真细菌的比较* * *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），是一类多生活在极端的生态环境中的特殊细菌。 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 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。它们具有多种代谢类型。值得注意的是，盐杆菌可以利用光能制造ATP，尽管古菌不能像其他利用光能的生物一样利用电子链传导实现光合作用。 代表性古细菌极端嗜热菌（themophiles）：能生长在90以上的高温环境。斯坦福大学科学家发现的古细菌，最适生长温度为100，80以下即失活；德国的斯梯特（K.Stetter）研究组在意大利海底发现的一族古细菌，能生活在110以上高温中，最适生长温度为98，降至84即停止生长；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。嗜热菌的营养范围很广，多为异养菌，其中许多能将硫氧化以取得能量。 极端嗜盐菌（extremehalophiles）：生活在高盐度环境中，盐度可达25%，如死海和盐湖中。 极端嗜酸菌（acidophiles）：能生活在pH值1以下的环境中，往往也是嗜高温菌，生活在火山地区的酸性热水中，能氧化硫，硫酸作为代谢产物排出体外。 极端嗜碱菌（alkaliphiles）：多数生活在盐碱湖或碱湖、碱池中，生活环境pH值可达11.5以上，最适pH值810。 产甲烷菌（metnanogens）：是严格厌氧的生物，能利用CO2使H2氧化，生成甲烷，同时释放能量。 CO2+4H2CH4+2H2O+能量 嗜热细菌嗜热细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（Phyolobous fumarii），在105繁殖率最高，甚至在高达113也能增殖。有人认为嗜热细菌生存的极限温度可能是150，若超过这一温度，无论哪种生命形式都不可避免地使维持DNA和其他重要的生命大分子完整性的化学键遭到破坏。深海极端嗜热和产甲烷细菌，备受人们关注，因为它位于生命进化系统树的根部附近，对它进行深入研究，可能有助于我们弄清世界上最早的细胞是如何生存的问题。PCR技术中所使用的Taq酶就是从水生嗜热菌(T.aquatic）中分离到的。嗜盐细菌它能在极端地盐环境下生长和繁殖，特别是在天然地盐湖和太阳蒸发盐池中生存。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，如嗜盐杆菌（Halobacterium salinarum）在其细胞质内浓缩了高浓度氯化钾，其中有一种酶只有在高浓度的氯化钾中，才有活性，才能发挥其功能。而与环境中盐类接触的盐杆菌，其细胞质中的蛋白质需要有高浓度的氯化钠才能发挥作用。 古细菌与真细菌的比较比较项目古细菌真细菌细胞大小单个细胞直径在0.115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；球菌：f0.21.5；杆菌：宽长小型：0.20.40.71.5 mm中型：0.51.02.03.0 mm大型：1.01.53.08.0 mm螺旋菌：宽长 0.31.0150 mm形态特征它们可有各种形状，如球形、杆形、螺旋形、叶状或方形。基本形态：球形、杆形、螺旋形； 不规则形态：由环境条件或菌龄引起，畸形，衰颓形细胞结构细胞壁蛋白质，肽聚糖类似物，不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。 肽聚糖、磷壁酸、类脂质（脂多糖、脂蛋白、磷脂）及蛋白质等细胞膜古细菌膜含醚而不是酯，其中甘油以醚键连接长链碳氢化合物异戊二烯，而不是以酯键同脂肪酸相连磷脂(20-30%) 蛋白质(50 70%)少量糖蛋白、糖脂(约2%)遗传物质环状DNA分子，许多含有内含子拟核- DNA；个别含有内含子特殊构造有的有鞭毛，但是成分和形成过程与细菌不同只存在于某些细菌、甚至是某特定的生理阶段，包括：鞭毛、伞毛、纤毛、荚膜、芽孢生存环境多数生存在极端环境（高温100以上，很冷的环境，高盐、强酸或强碱性的水中）； 嗜中性的能够在沼泽、废水和土壤中；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。 好氧微生物 专性好氧菌 兼性厌氧菌 微好氧菌 厌氧微生物 耐氧厌氧菌 专性厌氧菌中间代谢有独特的辅酶，如产甲烷的古细菌含有F420，F430，COM,B因子在生长繁殖的迟缓期和对数期，生长活跃，产生的梅多，代谢产物种类也多呼吸类型严格厌氧为主厌氧型，需氧型，兼性厌氧型代谢多样性代谢类型单一代谢多样化有氧呼吸，无氧呼吸，发酵分子可塑性可塑性强