第二章 海洋生物的分类与特征 第一节 原核生物

二、细菌域
补充知识： 细菌细胞结构
二、细菌域
补充知识： 细菌细胞壁结构
二、细菌域
补充知识： 氯霉素的结构及作用机制
二、细菌域
补充知识： 有丝分裂过程
二、细菌域
补充知识： 有丝分裂过程
二、细菌域
补充知识： 有丝分裂、减数 分裂比较
二、细菌域
细菌域
（23个门）
《伯杰氏系统细菌学手册》
常见的海洋细菌
二、细菌域--栖热菌门
（三）异常球菌-栖热菌门
栖热菌纲 • 一种嗜热菌，细胞不运动，没有鞭毛，不产芽孢，革兰氏阴性，
大多形成黄色，橙色，或红色菌落，这些颜色由类胡萝卜素所 致。好氧，氧化酶和接触酶阳性。通常水解明胶，一般弱水解 淀粉。常常还原硝酸盐到亚硝酸盐。嗜高温，最适温度70-75 度。
二、细菌域--硝化螺菌门
课后作业
作 业
1.名词解释：海洋生物学 2.简答：简述生物的分界及各界的主要特征。
一、古菌域--泉古菌门--热变形菌纲--硫还原球菌目
火球菌属（Ignicoccus）是化能无
机营养的硫酸盐还原菌，其结构独 特，细胞有一层外膜松散的包围， 形成很大的周质空间，其中含有小 囊，可能具有运输功能。
一、古菌域--泉古菌门--热变形菌纲--硫还原球菌目
一、古菌域--广古菌门--盐杆菌纲
补充知识：氨基酸
一、古菌域--广古菌门--盐杆菌纲
补充知识：摩尔 摩尔（mole），简称摩，旧称克分子、克原子，符号为mol，是
物质的量的单位，是国际单位制7个基本单位之一。每1摩尔任何 物质（微观物质，如分子、原子等）含有阿伏加德罗常量（约 6.02×10²³）个微粒。使用摩尔时基本微粒应予指明，可以是原 子、分子、离子及其他微观粒子，或这些微观粒子的特定组合体 。
一、古菌域--泉古菌门--热变形菌纲--硫还原球菌目
火叶菌属分离自热液区，最适生长温度 为106℃。
最近一株分离自太平洋海面以下2400m 的深海热泉口附近的嗜热菌，在121℃ 仍有繁殖能力。细胞是叶球状，细胞壁 由蛋白质组成。它专性好氧，行化能无 机营养，所需能量来自反应：
4H2+NO3-+H+→NH4++2H2O+OH-(a) 5H2+S2O3→2H2S+3H2O (b)
➢从海底热泉中分离到一 种目前已知最小的古菌， 其细胞直径只有400nm； ➢唯一一个寄生的古菌
二、细菌域
原核生物 《伯杰氏系统细菌学手册》
古菌域 细菌域
细菌域特点：
细胞形态多样； 细胞壁多含肽聚糖和胞壁酸，结构和化学组成多样； 细胞膜所含脂类为磷酸类脂，具有双层膜； 遗传物质为DNA分子，对氯霉素和卡那霉素敏感。 代谢类型多样，严格厌氧，兼性厌氧，专性好氧，光能营养或化能营养。
甲烷球菌目（Methanococcales）：
细胞呈球杆状，生长于海洋中，利用氢气和二氧化碳或甲酸盐产 生甲烷；
细胞壁具有硫层； 在无菌醇的质膜中含有N-乙酰葡萄糖胺和羟基古菌醇，卡克醇或
古菌醇。
一、古菌域--广古菌门--甲烷火菌纲
甲烷火菌纲目前仅1目1科1属1种。
甲烷火菌目（Methanopyrales）：
物生长的最高温度。 嗜酸，最低pH值为2.0，化能无机自养或异养，化能异养菌可进行
硫呼吸。 广泛存在于海洋环境中。是深海水域中生命形式最多的古菌。
一、古菌域--泉古菌门
泉古菌门的分类
泉古菌门
热变形菌纲
热变形菌目 暖球形菌目 硫还原球菌目 硫化叶菌目
一、古菌域--泉古菌门
生长环境 ➢ 最适生长温度为75-100℃，中度嗜酸，生产的pH范围为4.5-7.0。
产液菌门 栖热袍菌门 异常球菌-栖热菌门 硝化螺菌门
蓝细菌门
绿细菌门
变形杆菌门 坚壁菌门 放线菌门 浮霉状菌门 螺旋体门 拟杆菌门
二、细菌域--产液菌门
产液菌门（Aquificae）包括1纲1目1科1属。
特征： 嗜热，所有菌株最适生长温度在70℃或更高，发
现与陆地或浅海温泉。最适生长pH值为6.0-8.0。 运动或不运动的杆状，长为0.2-0.6µm。 革兰阴性。不形成芽孢。 可以利用氢气、氧气及二氧化碳进行化能无机营
分类 ➢ 包括2个科，5个属。各属间的区别主要是对氧的需求、生长温
度和pH值。
一、古菌域--泉古菌门--热变形菌纲--热变形菌目
形态 ➢ 细胞呈杆状或丝状，直径为0.15-
0.60µm，长度可达100µm，细胞末 端通常形成膨大的球状体。
一、古菌域--泉古菌门--热变形菌纲-热变形菌目
热变形菌属（Thermoproteus）
✓ 为极端嗜盐菌，最适生长NaCl浓度为2-4M。 ✓ 细胞壁缺少肽聚糖，含有醚质以及典型的古菌RNA聚合酶结构。 ✓ 多数嗜盐古菌不运动，少数以鞭毛运动。 ✓ 多数嗜盐古菌利用氨基酸和有机酸为能量和碳源。
一、古菌域--广古菌门--盐杆菌纲
补充知识：氨基酸
一、古菌域--广古菌门--盐杆菌纲
补充知识：氨基酸
一、古菌域--广古菌门
பைடு நூலகம்
2、广古菌门
古菌域
泉古菌门 广古菌门
热变形菌纲
热变形菌目 暖球形菌目 硫还原球菌目 硫化叶菌目
初生古菌门
一、古菌域--广古菌门
广古菌门（Euryarchaeota）共有8个纲。
1
能在动物肠 道中发现的 产甲烷菌
2
在极高盐浓 度下生活的 盐杆菌
3
一些超嗜热 的好氧和厌 氧菌
养、微好氧生长。
二、细菌域--栖热袍菌门
• 栖热袍菌门（Thermotogae）包括1纲1目1科6属。
特点： ✓嗜热，不形成芽孢，杆状细胞外面具有 壳状包被； ✓革兰阴性； ✓严格厌氧发酵； ✓广泛分布于世界各地，主要生长在低盐 火山或高温环境，如浅海或深海热液系统 及陆地油田。
二、细菌域--异常球菌-栖热菌门
✓ 化能无机营养时以二氧化碳为唯一碳源，从反应H2+S0→H2S中获得能量。 ✓ 化能有机营养时从反应：有机物（碳源） +S0→H2S+CO2获得能量，生活
于硫黄热泉和海底喷泉。
一、古菌域--泉古菌门--热变形菌纲--硫还原球菌目
硫还原球菌目
形态 ➢ 细胞呈不规则的类球体状，直径为0.3-2.5µm
约6.02×10²³个原子就是1摩尔，就好比人们常说的一打就是 指12个，“摩尔”和“打”一样只是一种特殊的单位量。0.012kg （12克） ¹²C（碳-12)所包含的原子个数就是1摩尔。
一、古菌域--初生古菌门
古菌域
泉古菌门 广古菌门
热变形菌纲
热变形菌目 暖球形菌目 硫还原球菌目 硫化叶菌目
初生古菌门
一、古菌域
古菌域的主要分类
泉古菌门
古菌域 广古菌门
热变形菌纲
热变形菌目 暖球形菌目
硫还原球菌目 硫化叶菌目
初生古菌门
一、古菌域--泉古菌门
泉古菌门特点 极端嗜热、嗜酸，代谢元素硫，多数生活在陆地硫磺热泉或海底
热液口。 形态多样，包括杆状、球状和盘状细胞。 革兰阴性。 专性嗜热，生长温度范围为70-113℃，是目前已知的能够允许生
生长环境 ➢ 超嗜热，最适生长温度均高于85℃；中度嗜酸，生产的pH范围为
4.5-7.0。
分类 ➢ 包括硫还原球菌科和热网菌科2个科。
一、古菌域--泉古菌门--热变形菌纲--硫还原球菌目
海洋硫还原球菌科分类
海洋硫还原球菌科
气热火菌属 火球菌属 葡萄嗜热菌属 斯提特菌属 热盘菌属 热网菌属 火叶菌属
核质与细胞质之间无核膜，因而无成形的细胞核； 遗传物质是一条不与组蛋白结合的环状双螺旋脱氧核糖核酸
（DNA）丝，不构成染色体； 以简单二分裂方式繁殖，无有丝分裂或减数分裂; 没有性行为，有的种类有时有通过接合、转化或转导，将部分
基因组从一个细胞传递到另一个细胞的准性行为（见细菌接 合）； 没有由肌球、肌动蛋白构成的微纤维系统，故细胞质不能流动， 也没有形成伪足、吞噬作用等现象； 鞭毛仅由几条螺旋或平行的蛋白质丝构成； 细胞质内仅有核糖体而没有线粒体、高尔基体、内质网、溶酶 体、液泡和质体（植物）、中心粒(低等植物和动物)等细胞器；
菌落略呈绿黑色，严格厌氧，化能自养，氧化氢气，还原硫酸 盐，产生硫化氢，并产少量甲烷。
极端嗜热，最适合生长温度为80℃，分布于深海海底、热泉和 地层深部储油层。
一、古菌域--广古菌门--古球菌纲
一、古菌域--广古菌门--古球菌纲
一、古菌域--广古菌门--盐杆菌纲
盐杆菌纲（Halobacteria）包括1目1科18属
（四）硝化螺菌门 • 硝化螺菌门（Nitrospirae）包括1纲1目1科。
• 细胞呈蓬松螺旋状至弧状，宽0.3-0.4 μm，长为0.8-1.0 μm。 • 无运动性，无胞质内膜，周质空间的厚度是其他革兰阴性菌的2倍。 • 化能无机自养型。海水是生长必需的。
第二章 第一节 原核生物
原核生物的概念
原核生物：是没有成形的细胞核或线粒体的一类单细胞生物， 是 个体最小、结构最简单的生物。
原核生物拥有细胞的基本构造并含有细胞质、细胞壁、细胞膜、 以及鞭毛的细胞。所有的原核生物都有细胞壁，只有一个例外： 原核生物中，除了支原体，其余的都有细胞壁。
原核生物的特点
一、古菌域--广古菌门
产甲烷菌是一类能够利用一碳或二碳化合物产生甲烷的古菌，不 能代谢比乙酸更复杂的有机物。产甲烷菌是一群迄今为止所知的 最严格厌氧的化能自养或化能异养的古菌群。产甲烷菌广泛存在 于海洋等水域底部。
甲烷杆菌纲 甲烷球菌纲
甲烷微菌纲
甲烷火菌纲
一、古菌域--广古菌门--甲烷球菌纲
甲烷球菌纲包括1个目2个科。
生长温度范围为50-100℃，最适温度为80℃。 大多数种是海洋种，多发现于海洋热液口，其生活压力为
200atm以上。 最佳生长NaCl浓度为3%，在中性pH值条件下生长，并具有很强
的抗辐射能力。
一、古菌域--广古菌门--古球菌纲
古球菌纲（Archaeoglobi）包括1目1科1属。
细胞一般为不规则球形、三角形，直径为0.4-2.0µm，单个或成 对，单极多生鞭毛，革兰阴性。
异常球菌-栖热菌门是一群对环境逆性具有高度抗性的细菌，包括抗辐射 的异常菌纲和抗热的栖热菌纲。
异常菌纲： ✓异常球菌属细胞球状，直径0.5～3.5 μm，成对或四联，比其他球菌为大。
革兰氏阳性，但细胞壁组成较复杂，有几层的结构。不运动，不产芽孢。 好氧。菌落通常红色或橙色。具呼吸代谢的化能异养菌，对糖类趋不活跃 倾向。接触酶阳性。高度抗γ-射线，含有大量的棕榈酸盐。最适温度 30～37℃。
细胞呈杆状，超嗜热，是目前发现的生长温度最高的甲烷菌； 细胞壁含有假胞壁酸； 质膜中无卡克醇和环化的古菌醇。
一、古菌域--广古菌门--热球菌纲
热球菌纲包括1目1科3属。
热球菌属（Thermococci）：
为快速形成高度能动的球形细胞，直径约为0.8µm，属于厌氧化 能有机营养型，利用复杂的底物，如蛋白质、碳水化合物等， 以硫作为电子受体。
葡萄嗜热菌属（Staphylothermus）形成球状聚集体，进行化
能有机营养，可发酵生成二氧化碳，氢气和脂肪酸，广泛分布 在近海和深海热液系统，是有机物质的主要降解者，它是已知 最大的古菌成员，通常其直径为1µm。
热网菌属（Pyrodictium）的细胞是圆盘状的，层叠成菌丝状，
借助于很细的中空管道连到硫晶体上。
原核生物的特点
细胞内的单位膜系统一般都由细胞膜内褶而成，其中有氧化磷 酸化的电子传递链；
在蛋白质合成过程中起重要作用的核糖体散在于细胞质内，核 糖体的沉降系数为70S;
大部分原核生物有成分和结构独特的细胞壁等等。
原核生物的分类
《伯杰氏系统细菌学手册》
原核生物
古菌域 细菌域
《伯杰氏系统细菌学手册》： 一本有代表性的、参考价值极高、 比较全面系统的细菌分类手册。由 美国布瑞德（Breed）等人主编。
底黑烟囱中。 ➢ 有的生存在很冷的环境或者高盐、强酸或强碱性的水中。 ➢ 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。
一、古菌域
形态 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。
一、古菌域
基本情况 ✓ 在细胞结构和代谢上，很多方面接近其它原核生物。 ✓ 与大多数细菌不同，它们只有一层细胞膜而缺少肽聚糖细胞壁。 ✓ 呼吸类型：多为严格厌氧、兼性厌氧，繁殖速度较慢，进化也比
细菌慢。
一、古菌域
生存环境：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