2002 5 论述古细菌的特征和重要意义

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。

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。

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。

古菌对生命起源的启示生命是地球上最神秘的存在。

多年来，科学家们一直在研究生命的起源和进化。

我们知道，生命的基础是由DNA和蛋白质组成的，但是这些分子并不足以解释生命的起源。

最近几年，古菌的研究给生命的起源提供了更深刻的启示。

什么是古菌？在生物分类学上，古菌是一个独立的生物领域，与细菌和真核生物是不同的。

最早被命名为“古细菌”的生物体是在20世纪70年代发现的。

古菌形状、大小、生活方式和代谢等特征与其他生物系统都不同，它们通常生活在极端环境下，如热泉、盐湖、深海热泉和冰冷的海洋中。

古菌提供的生命起源启示1. 古菌与生命起源的联系古菌和早期生命起源之间的联系被广泛研究。

首先，古菌的发现表明，生命可能起源于极端环境。

当地球上的环境发生巨大变化时，古菌可能是最早适应新环境并生存下来的生命形式。

其次，古菌与DNA和RNA合成和修复、蛋白质合成和折叠等方面的基本生物学过程密切相关，这些过程是所有生命所共有的。

2. 古菌是解决DNA复制和蛋白质折叠难题的关键DNA的复制和蛋白质的折叠是所有生命的基础过程。

这些过程仍然是生命起源研究中存在的难题。

然而，研究古菌的过程中，科学家们发现了许多让人震惊的发现。

例如，古菌的DNA复制和修复过程与现代生命的相似度很高，但古菌的DNA修复和复制能力却比现代生命强得多。

此外，古菌的蛋白质折叠和稳定性是所有已知的生物中最强的。

这些发现为生命起源的进一步研究提供了新的指导。

3. 古菌可能就是地球上最早的生命已知的地球上最古老的岩石可以追溯到大约40亿年前，如果我们相信生命可以在极端环境中存在和演化，那么古菌可能是地球上最早的生命形式。

因此，研究古菌可能有助于深入了解早期生命的来源和演变。

4. 古菌有助于研究类阳性细菌古菌与类阳性细菌的嵌合体ARC复合体在生物学中也是一个重要研究领域。

ARC复合体是指嵌合有古菌和类阳性细菌基因的复合体，包含着两者的生理学特征和功能。

研究ARC复合体有助于深入理解细菌免疫机制、DNA修复和合成等基本生物学过程。

古生菌及其生理特点学校：黑龙江大学学院：生命科学学院专业：制药工程（生物制药）2班姓名：孙滨学号：20093589古生菌及其生理特点孙滨（制药工程（生物制药）2 班生命科学学院黑龙江大学哈尔滨 150080）摘要：古生菌是和细菌域、真核生物域并驾齐驱的三大类生物之一，古生菌一般较为微小，但是他们的形态是较为多样的。

古生菌是原核生物，像细菌一样，没有核膜，它们的DNA以环状形式存在。

古菌可以在极端环境中生存，如高温（经常100℃以上）、极冷的环境、高盐、强酸或强碱性的水中，也有些古生菌是嗜中性的。

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、生理特性、极端环境。

Archaea and it’s Physiological characteristicsSun Bin（Pharmaceutical Engineering（Biopharmaceutica）Class 2 Life Sciences DepartmentHeilongjiang University Harbin 150080）Abstract：Archaea and bacteria domain,eukaryotes domain constitute three types of biological,generally archaeas are small,but they have a lots of shape.Archaea areprokaryotes, same as the bacteria, no nuclear membrane, Their DNA are in loop form.Archaea can live in extreme environments,as high temperature（Beyond 100℃）,coldhigh-salt,acid or base,and some archaea are addicted to neutral. Usually archaeas areharmless to other biological, and unknown pathogenic archaea.Keywords: Archaea Physiological characteristics Extreme environments.古生菌微小，一般小于1微米，虽然在高倍光学显微镜下可以看到它们，但最大的也只像肉眼看到的芝麻那么大。

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。