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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。
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。
【地球生物全系列——从单细胞到人类】古细菌界（上）古细菌界（上）所谓古细菌就是远古时代特殊生态环境下生活的细菌，其生活习性和化学组成都很特殊。
它适合生活于高温、高盐和缺氧的环境。
细胞壁不含肽聚糖；细胞膜的脂类与其他任何生物都不一样；RNA聚合酶和核糖体中的一种蛋白质都和真核细胞相似而和原核细胞不同。
它们可能是地球形成初期古老细菌的代表，保持了古老的形态，很早就和其他细菌分道扬镳。
所以，有人主张把古细菌从原核生物中划出来另立一个古细菌界，与原核生物、真核生物并列为界。
人类在发现和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的两大界——动物界和植物界。
随着人们对微生物认识的逐步深化，从两界系统经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统，直到70年代后期，发现了地球上的第三生命形式－古菌，才导致了生命三域学说的诞生。
该学说认为生命是由古菌域（Archaea）、细菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所构成。
“古细菌”这个概念第一次出现是在1977年，由卡尔·乌斯和乔治·福克斯提出的，原因是它们在16S核糖体RNA的系统发生树上和其它原核生物的区别。
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（当时乌斯与福克斯更倾向于用“总界”一词）。
后来乌斯认为它们是两支根本不同的生物，于是在1990年重新命名其为古菌和细菌，并将这两支和真核生物划为域这一新建立的分类阶元，一起构成了生物的三域系统。
起初只有一些产甲烷菌（英语：methanogen）属于这个新域，这些古菌以一些极端环境为栖息地，比如温泉和盐湖。
到20世纪末，微生物学家意识到古菌是一个庞大而多元化的群体，不只局限于极端环境，而是广泛存在于自然界中，如土壤和海洋里。
由于聚合酶链式反应（PCR）被大量用于探测采样土壤或水中的原核生物的核酸，古菌的重要性和独特性得到新的重视。
PCR方法可以不经细菌培养（英语：microbiological culture）而直接探测和鉴别微生物。
什么是古细菌？古菌与细菌的区别
关键词：古细菌
古细菌（又称为古生菌、古菌）是一类在极端环境（如缺氧、高
虽然古菌与细菌相似，古菌染色体DNA呈闭合环状，基因也组织成操纵子；无核膜及内膜系统；细胞形态相似，也具有球状形、杆状、螺旋状、不规则形状、多形态等，但他们却有着本质的区别。
1、环境适应性不同：古细菌（又可叫做古生菌或者古菌）是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。
如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和绝对厌氧的环境，有的在极冷的环境生存，而且细菌多生长在与人类相似的比较温和的环境中。
2、基因-蛋白质转录翻译方式不同：古菌在基因的转录与翻译这两个分子生物学的中心过程上，与细菌明显的不同，反而非常接近真核生物。
比如，古菌蛋白的翻译使用真核的启动和延伸因子，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，且蛋白翻译译过程需要真核生物中的TATA框结合蛋白和TFIIB。
3、细胞结构不同：古菌只有一层细胞膜而缺少肽聚糖细胞壁。
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。
而且，绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由甘油酯组成，而古菌的膜脂由非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物构成。
这些区别也许是对超高温等极端环境的适应。
古菌的细胞膜有两种：双层膜和单层膜。
古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。
4、细胞代谢形式不同：古菌的代谢与细菌也不同，古菌可分为异养型、自养型和不完全光合作用3种类型，而细菌是单纯的异养型。
5、进化变异速度不同：古菌的繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。
古细菌研究进展(************** 生命科学学院黑龙江大学哈尔滨 15080)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产甲烷菌。
Archaea research progress(************** , College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin, 150080) Abstract: Mainly on the taxonomy of the three domain Archaea domain theory, biological characteristic, form briefly, and expounds several archaeal molecular mechanism and its research progress and development prospect of.Key Words: Archaea The biological classification of three domain theoryThermophilic bacteria Halophilic bacteria Methane producing bacteria 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。
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