微生物学理论指导：古生菌的生态

古菌对生态系统的调节作用随着人类的技术日益发展，对于自然界的认知也越发深入。

科学家们发现，自然界中存在着一种神秘微生物——古菌，其具有极强的生存能力，可以在高温、高辐射、高压力等极端环境下存活。

近年来，人们开始关注古菌在生态系统中的作用，研究表明，古菌对于维持生态平衡具有重要的调节作用。

一、古菌在土壤中的作用地球上的土壤含有丰富的微生物，而古菌便是其中之一。

古菌在土壤中可以分解有机物质，释放出一些有益的养分，如氮、磷、钾等，既减少了土壤中有害物质的积累，又为植物的生长提供了养分，使得土壤呈现出良好的肥力状态。

此外，古菌在土壤中还可以分解甲烷、硝酸盐等有机物质，从而减缓大气中这些有害物质的积累，有助于维护全球的大气环境平衡。

二、古菌在水生生态系统中的作用水生生态系统对于整个自然界的生态平衡具有重要的影响，而古菌在其中也发挥了它的重要作用。

古菌参与了水生生态系统中的氮循环和硫循环等过程，通过分解和转化有害物质，减少了水中的有害物质的含量，促进了水生生物的生长和繁殖。

此外，古菌在水中还可以参与沉降物的分解，减轻河流的淤积，保持水流通畅。

三、古菌对于生物间关系的调节作用生态系统中的各种生物之间的关系错综复杂，而古菌则可以通过各种微生物的群落结构与动态相互作用，发挥着调节作用。

例如，在牛肚菌群落中，古菌可以通过抑制其它微生物，控制牛肚菌的比例，从而维持群落的稳定性。

此外，古菌在动植物肠道中也存在很高的数量，参与了维持肠道菌群平衡的重要过程，促进了免疫系统的正常发挥。

综上所述，古菌在生态系统中的作用十分重要，其通过分解和转化有害物质、参与循环过程、调节微生物群落结构等方式，为维持生态平衡做出了重要贡献。

在未来的研究和开发中，人们应更加重视古菌的生态价值，保护好这个自然界中神秘而伟大的微生物。

古菌的生化特性和生态学功能研究古菌是一种生活在极端环境下的微生物，比如高温、高压、强辐射、酸碱、高盐等极端环境，它们可以生活在一些其他生物不能生存的地方，比如热液喷口、海底黑烟团、矿物化土壤等等。

古菌具有独特的生化特性和生态学功能，在生命科学、地质学、天文学等领域有着广泛的研究价值。

一、生化特性1. 基因表达调控机制古菌具有先进的基因表达调控机制，与细菌和真核生物都不同。

比如，古菌基因启动子的组成和活动方式与真核生物类似，而不像细菌那样使用一些共同的启动子；同时古菌还具有独特的转录因子家族，这些因子参与了基因表达的调控，例如TFB（转录因子B）和TBP（转录因子B结合蛋白）。

2. 基因组结构古菌的基因组结构也非常独特，它们的染色体结构与真核生物类似，由多个线性片段组成。

此外，古菌还有许多以前未见过的基因，其中包括许多酶和代谢途径，例如水解酶，硫代解酶，以及一些非编码RNA等。

3. 代谢途径古菌一些独特的代谢途径，能够自主光合作用，通过氧化亚硫酸根或硫化氢氧化产生ATP，或通过去氧醣胺酸反应超除氨基的质子，从而产生能量。

还有一些独特的代谢途径，例如硝化作用。

4. 蛋白质合成和修饰古菌的蛋白质合成和修饰也非常独特，古菌中存在许多不同于真核生物和细菌的修饰方式，例如N-糖基化、N-咪唑基化等；古菌的tRNA也存在独特的结构和翻译机制。

二、生态学功能1. 生态系统中的重要角色古菌可以在很多特殊环境中生存，这使得它们在生物圈中扮演着重要的角色。

比如，它们是地球上最早的生命形式之一，因此对于了解地球生命演化的过程至关重要。

古菌还存在于某些极端环境中，如极地和矿物化土壤，这些环境会造成一些化学反应，如硫酸化和碳化等，进而改变环境及其他生态系统的生态学。

2. 营养循环过程古菌中的一些酶和代谢途径可以参与丰富大气成分和地面成分的元素循环。

古菌可以从硫离子，硫化物、硫酸、亚硝酸根离子等中生产能量，进而支撑生态系统。

古生菌的生理生态特点董怡萱（食品科学与工程2班生命科学学院黑龙江大学哈尔滨 150080）摘要：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。

关键词：古生菌、微生物、极端环境Ancient lives the fungus the physiological ecology characteristicDong Yixuan（The 2th Food science and engineering, College of Life Science, Heilongjiang University,Harbin, 150080）Abstract：Many Archaea are the survival in the extreme environment. Some survivals in extremely high temperature (frequently 100℃above), for instance geyser or in seabed black chimney. Also some survivals in very cold environment or Gao Yan, strong acid or in alkalinity water. However also some Archaea are neutrophil, can in the bog, the waste water and the soil was discovered. Very prolificacy methane Archaea survival in animal's digestive tract, like ruminant, termite or humanity. The Archaea is usually harmless to other living thing, and unknown has the pathogenesis Archaea.Key words：Ancient lives the fungus, the microorganism, the extreme environment1977年，Carl Woese以16S和18S 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。

古菌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。

中文学名古菌别称古细菌、太古菌或太古生物界细菌界形态球形、杆状、螺旋形、耳垂形等细胞结构细胞壁不含二氨基庚二酸繁殖方式二分裂、芽殖生活习性生活在极端环境分类产甲烷菌嗜热嗜酸菌极端嗜盐菌目录1形态2细胞结构3代谢4繁殖方式5生活习性6分类▪泉古生菌门▪广古生菌门7发现8两种学说9三域学说10新挑战11争论1形态编辑古菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、盘状、不古菌规则形状、多形态，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。

2细胞结构编辑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。

革兰氏阴性古菌没有外膜，含蛋白质或糖蛋白亚基的表层，其厚度在20~40nm。

甲烷叶菌属、盐杆菌属和极端嗜热的硫化叶菌属、热变形菌属和热网菌属的细胞壁有糖蛋白；甲烷球菌属、甲烷微菌属、产甲烷菌属和极端嗜热的脱硫球菌属有蛋白质壁，蛋白质呈酸性。

古菌的细胞膜所含脂质与细菌的很不同，细菌的脂类是甘油脂肪酸酯，而古菌的脂质是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物。

古菌的细胞膜有两种：双层膜和单层膜。

3代谢编辑古菌在代谢过程中，有许多特殊的辅酶。

古菌因有5个类群，所以，它们的代谢呈多样性。

古菌中有异养型、自养型和不完全光合作用3种类型。

古菌多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧。

古菌[1]4繁殖方式编辑古菌的繁殖方式有二分裂、芽殖。