古生菌(极端微生物)在环境保护中的应用
极端微生物——生物活性物质的新源泉
极端微生物——生物活性物质的新源泉李江;李光友【摘要】It is now recognised that extreme environments, once thought to be too hostile to permit survival of living organisms, are the natural habitat of certain microorganisms known as extremo-philes. The discovery and characterisation of a wide array of microorganisms that thrive under extreme values of temperature, acidity, alkalinity, salt concentration and pressure led not only to major improvements in the understanding of the environmental conditions limiting life, but also in the descriptions of early stages of cellular e-volutiont Meanwhile the search results of adaptation mechanism and metabolites of extremophiles have markedly facilitated and improved our theory and technology in the biogeochemistry and bio-technological applications.%曾经被认为是“不毛之地”的极端环境,实际上却孕育着大量鲜活的微生物,它们被称为“极端微生物”.极端微生物的发现,对于研究生命起源、系统进化等方面具有重要的启示作用；对于极端微生物的生存机制研究和代谢产物的应用研究,已经使某些新的生物技术手段成为可能,改变了整个生物技术领域的面貌.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2011(033)005【总页数】6页(P275-280)【关键词】极端环境;极端微生物;适应机制;活性物质;生物技术【作者】李江;李光友【作者单位】国家海洋局海洋生物活性物质重点实验室,山东青岛266061;国家海洋局海洋生物活性物质重点实验室,山东青岛266061【正文语种】中文曾经被认为是“不毛之地”的极端环境，实际上却孕育着大量鲜活的微生物，它们被称为“极端微生物”。
某理工大学《微生物学》考试试卷(1201)
某理工大学《微生物学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（155分，每题5分）1. 利用发光细菌的荧光强度受环境中的氧、毒物的种类和浓度影响的原理，可把它用于检测水样的污染程度。
（）答案：正确解析：2. 稀释平板测数通常是采用十倍稀释法。
（）答案：正确解析：3. 艾滋病的病原微生物是近年来发现的细菌。
（）答案：错误解析：艾滋病的病原微生物是人类免疫缺陷病毒，此病毒能攻击并严重损伤人体的免疫功能，特别是损伤T淋巴细胞的免疫功能，从而使人体免疫功能缺损。
4. 数值分类方法在微生物分类学中仅适用于对某一疑难菌种进行鉴定。
（）答案：错误解析：数值分类方法在微生物分类学中仅适用于对多种菌种进行鉴定。
5. 细菌的类毒素经过0.3～0.4甲醛处理后，可成为治疗用的抗毒素。
（）答案：错误解析：细菌的外毒素经过0.3～0.4甲醛处理后，可成为治疗用的类毒素。
类毒素若再进一步用它去免疫动物，就可从中获得抗毒素。
6. 多数微生物对培养基的渗透压十分敏感，因此，在配制培养基时，其渗透压以调节至生理盐水的浓度（0.9NaCl）为宜。
（）答案：错误解析：微生物在长期进化过程中，已进化出一套高度适应渗透压的特性，例如可通过体内糖原、PHB等大分子贮藏物的合成或分解来调节细胞内的渗透压。
据测定，G＋细菌的渗透压可达20个大气压，G－细菌则可达到5～10个大气压。
细胞壁脆弱或丧失的各种缺壁细胞，例如原生质体、球状体或支原体则对渗透压极其敏感。
7. 炎症引起发热、红肿、疼痛及功能障碍现象，是对机体有害的。
（）答案：错误解析：8. 立克次氏体可在固体培养基表面形成特有的“油煎蛋”状微小菌落。
（）答案：错误解析：立支原体可在固体培养基表面形成特有的“油煎蛋”状微小菌落。
古生菌
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。
2022年华南理工大学生物技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案)
2022年华南理工大学生物技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、E.coli肽聚糖双糖亚单位由______、______、______和______组成。
它与金黄色葡萄球菌肽聚糖双糖亚单位组成的区别在于______和______。
2、最先发现噬菌体的是______，他在培养______时在菌苔上发现了透明斑点。
3、微生物生物氧化的过程可以分为______、______和______三个阶段。
4、光能无机营养型微生物的能源是______，氢供体是______，基本碳源是______，其代表性微生物如______和______等。
5、真菌菌丝具有的功能是______和______。
6、微生物在其体制等方面具有一系列的优势，如______、______、______、______和______等。
7、若干常用抗生素的抗菌谱是：青霉素以抗革兰氏______性菌为主，链霉素以抗革兰氏______性菌和______为主，金霉素、土霉素、四环素属广谱抗生素，可抗______、______、______和______；抗真菌的抗生素有______、______和______等。
8、微生物寄生于其他微生物的例子如______、______；微生物寄生于植物的例子如______；微生物寄生于动物的例子如______。
9、外源DNA导入原核细胞可以采用以下3种方法：______方法，即重组质粒载体导入感受态细胞；______方法，即重组噬菌体DNA或重组噬菌质粒导入感受态细胞；______方法，即外源DNA被包装成λ噬菌体颗粒导入宿主细胞。
10、常用的特异性免疫治疗剂有______、______、______和______等。
二、判断题11、质粒与染色体DNA一样，失去质粒，细菌细胞就会死亡。
（）12、在配制异养微生物培养基时，实际上只要加入6种营养要素中的4～5种即可。
（）13、无氧呼吸的最终氢受体只有氧化态无机盐一种类型。
古生菌作用
古生菌作用古生菌是一类生物，其存在可以追溯到地球的早期时期。
这些微生物可以生存于极端环境中，包括高温、高压、高酸碱度、高盐度等。
古生菌的存在对于地球的生态系统和生命演化有着重要的意义。
除此之外，古生菌还有着一些神奇的作用。
一、生物技术领域古生菌中的一些酶具有特殊的催化性质，可以在高温、高盐度等极端环境下发挥作用。
这些酶被广泛应用于生物技术领域，例如制药、纺织、食品加工等。
其中，最为著名的就是聚合酶链式反应（PCR）技术，这项技术的发明者克利福德·斯托克斯是一名对古生菌研究有深入了解的科学家。
二、生态系统维护古生菌在一些极端环境中生存，这些环境对于其他生物来说是致命的。
然而，古生菌却能够在这些环境中生存和繁殖。
这些微生物对于生态系统的维护有着至关重要的作用。
例如，在海底的热液喷口附近，古生菌通过化学反应来维持整个生态系统的平衡。
三、医疗领域古生菌中的一些物质具有抗菌、抗病毒等作用。
这些物质被广泛应用于医疗领域。
例如，人们利用古生菌中的一种物质来制备一种新型的抗生素，这种抗生素可以对抗耐药菌株。
四、基因组研究古生菌的基因组研究对于生命科学的发展具有重要的意义。
古生菌的基因组比较简单，其中很多基因在其他生物中都不存在。
通过研究古生菌的基因组，科学家可以更好地了解基因的演化和功能，这对于基因工程和生命科学的发展具有重要的意义。
五、地球演化研究古生菌的存在可以追溯到地球的早期时期，这些微生物对于地球演化的研究有着重要的意义。
例如，古生菌中的一些蛋白质具有类似于细胞骨架的结构，这一发现对于人们了解生命起源和演化过程有着重要的意义。
古生菌作为一类特殊的微生物，具有着丰富的生态和应用价值。
未来，随着科学技术的不断进步，我们相信古生菌的作用会越来越广泛，也会对人类的生存和发展产生越来越重要的影响。
极端微生物
四、应用展望
极端微生物的研究虽然起步晚，但是发展很快，极端微 生物特殊的多样化适应机制及其代谢产物将使某些新的生物 技术手段成为可能，在食品工业、环境保护、医药工业、能 源利用、遗传研究、生产特殊酶制剂等多种生产和科研领域 中发挥着重要的作用，具有广阔的研究与应用前景。
此外，采用基因工程技术，对极端微生物性状、功能进 行有益改良，进而为人类服务，是一条崭新的道路。
稳性高。
2、嗜盐菌
1）在细胞内积累高浓度K+或Na+，或积累大量的小分子 极性物质，如甘油、单糖、氨基酸等，这些极性小分子物质 均可帮助细胞从高盐环境中获取水分，可在胞内随外界环境 渗透压变化而增减其合成和降解的速率。
2）细胞壁成分中不含肽聚糖，而以脂蛋白为主，高浓 度Na+提高了细胞壁蛋白质亚单位之间的结合能力，维护细 胞结构的完整性。
嗜酸热古菌被认为是地球上最古老的生命形式之一，因 此它在生物冶金、元素的地球化学循环等方面起重要作用。
一般认为酸矿水的形成与嗜酸菌有关，这些细菌可以氧 化黄铁矿、黄铜矿以及一些含锰和锌的矿床并产酸，致使废 弃矿坑中的酸度进一步变强，对周边地区的环境和矿产的流 失都有非常大的影响。
虽然嗜酸菌对Cu、Fe、Mn、Zn和S等元素在酸矿水环境中 的地球化学循环有直接影响，但对酸矿水的生物治理也需要 通过对嗜酸菌的研究来找到解决的途径。
古生菌
六、甲烷火菌纲 七、热球菌纲 八、 热 原 体 纲
古生菌的分布
一、古生菌的分布相当广泛，存在的环境包 括湖泊、开放大洋、热泉以及沉积物等极端 环境,土壤中还有大量的古生菌。并且含量远 比早先科学家预想的要多得多.如： Karner 等人通过对太平洋海水中 古菌含量的测定和估算, 预计古菌占现代海洋中 原核生物的1/ 3 。
古生菌的生存环境及生活
一、生存环境
最先发现的喜好高温的古生菌来自美国黄石公园。 古生菌的生活环境常常是极端环境，即普通常见的生物是很 难生存的高温、强酸强碱或盐浓度很高的环境中。例如温度 超过100℃的深海地表的裂缝处、温泉、以及极端酸性或碱 性的水中。它们还存在于牛、白蚁和海洋生物的体内并且在 那里产生甲烷。它们生长在没有氧气的海底淤泥中，甚至生 长在沉积在地下的石油中。某些古菌在晒盐场上的盐结晶里 生存。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。
古生菌的遗传
一、与细菌相同之处
古生菌是原核生物，像细菌一样，没有核膜，它们 的DNA也以环状形式存在。
二、不同之处
2022年天津农学院食品科学与工程专业《微生物学》期末试卷A(有答案)
2022年天津农学院食品科学与工程专业《微生物学》期末试卷A(有答案）一、填空题1、细菌的染色方法有______、______和______。
其中鉴别染色法又可分为______、______、______和______。
2、由一步生长曲线可获得病毒繁殖的两个特征性数据，即潜伏期和裂解量。
前者为______所需的最短的时间，后者为______的平均数目。
3、次级代谢是微生物生长至______或______，以______为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。
次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物，如______、______、______、______、______及______等多种类别。
4、培养基的主要理化指标通常有______、______、______和______等数种。
5、酵母菌细胞膜上的类脂由______、______和______三类成分组成，其中第三类中的______是维生素D2的前体。
6、人类对微生物的发现和认识，比对动、植物晚得多，其原因是微生物具有______、______、______和______四个特点。
7、酸菜、饲料贮存是利用______发酵产生的______抑制______，使之得以长久贮存。
8、植物根际微生物对植物有害的方面有______和______等。
9、普通性转导的基本要求是______，它可能出现的三种后果是______、______和______。
10、人体的白细胞种类很多，它们在免疫防御中具有重要作用，例如，具有吞噬功能的如______、______、______和______；无吞噬功能但在特异性免疫中作用极其重要的有两种，即______与______。
二、判断题11、由于间体是细胞膜内陷形成的，因此其组成结构和功能与细胞膜是完全相同的。
（）12、在分离化能无机自养细菌时，必须使用以硅胶作凝固剂的无机培养基平板。
（）13、化能自养微生物的产能效率、生长速率和生长得率都很低。
环境微生物学2-1古菌
古菌繁殖方式有二分裂、芽殖。其繁殖速率较慢， 进化速率也比细菌慢。
6
2017/12/28
（六）生活习性
大多数古菌生活在极端环境的湖泊、海洋水中，它们的生活 环境具有下述特点 ： 盐分高 极酸 绝对厌氧的环境 极热 极冷 在南极，它们的量占南极海岸表面水域原核生物总量的34%以上。 古菌的代谢途径特殊，有的古菌有热稳定性酶和其他特殊酶。 产甲烷菌生长在富含有机物的厌氧环境中，如沼泽、温泉、淡水、 海水沉积物、在反刍动物瘤胃和肠道中，粪便、污水处理厂剩余污泥 的厌氧消化罐、有机固体废弃物厌氧堆肥或填埋中。
5、六界系统： 沃斯（ C.R.Woese ）认为，把原核生物界分成两界，即古
细菌界和真细菌界。古细菌生活在一些极端环境中，真细 菌界的细菌为常见细菌和蓝绿藻。 我国王大耜教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核原 生生物界、真菌界、动物界和植物界。
综合微生物的细胞结构、化学组成，尤其对
DNA、RNA及它们特殊的生活环境进行了深入细
1
生物界的划分
4、五界系统： 由于显微镜技术的发展，
可把细胞分成原核细胞 和真核细胞，所以魏塔 克于1969年又提出了五 界系统：原核生物界（ 包括细菌和其他原核生 物）、原生生物界（包 括单细胞真核生物，如 原生动物和多数藻类） 、真菌界、 植物界和动 物界 。
2017/12/28
生物界的划分
系统发育进化树 （Phylogenetic trees）
进化树由结点（node）和进化分支（branch）组 成，每一结点表示一个分类学单元（属、种群、个 体等），进化分支定义了分类单元（祖先与后代） 之间的关系，一个分支只能连接连个相邻的结点。
进化树分支的图像称为进化的拓扑结构，其中分支 长度表示该分枝进化过程中变化的程度，标有分枝 长度的进化分支叫标度枝（scaled branch）。
极端微生物的特性及应用
极端微生物的特性及应用摘要：依赖极端环境才能正常生长的繁殖的微生物，称为嗜极菌或极端微生物，极端微生物的类型有嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物。
其细胞中的DNA、RNA、蛋白质、脂类和多糖成分，以及其代谢途径、基因表达、抗逆性机制等都与一般生物不同，近年来倍受各国学者们的重视。
关键词：嗜热微生物；嗜冷微生物；嗜酸微生物；嗜碱微生物；嗜盐微生物；嗜压微生物1.引言嗜极菌是指生活在各种极端恶劣环境下的微生物。
极端环境的如高温、低温、高压、高酸、高碱、高盐、高渗、干旱以及含高浓度的有机溶剂、重金属或其他有毒物质的环境或高辐射环境等。
凡依赖这些环境才能正常生长的繁殖的微生物，称为嗜极菌或极端微生物，极端微生物的类型有嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物。
其细胞中的DNA、RNA、蛋白质、脂类和多糖成分，以及其代谢途径、基因表达、抗逆性机制等都与一般生物不同[1]，因此不仅在生物学基础理论研究中具有重要意义，而且在生产实践（冶金、采矿、石油开采、特种酶制剂和代谢产物的生产等）中具有巨大的应用潜力。
因此，近年来倍受各国学者们的重视。
本文就极端微生物的功能特性、生理机制、工业应用及研究进展等各方面进行阐述。
2.极端酶来自嗜极菌的酶称为极端酶，嗜极菌之所以能生长于超常生态环境条件下,与极端酶具有的非凡功能是分不开的。
极端酶来自嗜极菌,但并非嗜极菌体内所有的酶都是极端酶。
例如,嗜酸菌或嗜碱菌的细胞仍保持接近中性的内环境,其胞内酶仍属中性酶。
但其胞外酶,如淀粉酶和蛋白酶等则不同，仅在极酸或极碱条件下起作用）[2]。
由于适合极端酶生长的条件一般具有腐蚀性,并产生有毒物质,不能用常规发酵系统来生产,因而极端酶的分离纯化目前还限于小规模，低产量水平。
2.1极端酶的稳定因素[3]仅有少数几种极端酶的晶体结构现已搞清楚。
有关极端酶稳定因素的研究主要通过比较极端酶与相应中性酶的一级和二级结构,以及建立计算机模型来进行。
极端微生物
极端微生物的研究及其应用何康生1，眭光华2(1．广州市浩蓝环保工程有限公司，广东广州510630；2．广州市奥思贝斯环保技术有限公司，广东广州510760)[摘要]极端微生物是能适应极端环境的特殊种类，它具有特殊的遗传背景和代谢途径，能够产生各种具有特殊功能的酶类及其它活性物质。
究极端微生物的特性对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。
它们在医药、食品、化工、环保等领域有着重大的应用力。
本文对重要极端微生物的种类、生理特点、适应机理及其应用进行综述。
[关键词]极端微生物；极端环境；适应机理；应用潜力[中图分类号]Q[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2009)07-0109-03Extremophilic Microrganisms's Research and Its ApplicationHe Kangsheng1,Sui Guanghua2.Guangzhou HomeLand Environmental Engineering Co.,Ltd.,Guangzhou 510630；2.Guangzhou AuspiciousEnvironmental Protection Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510760,China)bstract:Extremophilic microrganisms(EM)are special kinds of beings adapted to extreme environment.They have special genetic background andolism pathway,and can produce many active substances which have particular funcfiom.Studying the characteristics of EM has important significance forring the origin of life,breeding of microorganisms,and their development and utilization.They show great potential in many areas,such as medicine,food,cal engineering and environment protecting.In the paper,the important extreme microorganism's type,the physiological characteristic,adaptable thenism and its application were introduced briefly.eywords:extremophilic microrganism；extreme environment；adaptive mechanism；potential utility 随着工业生产过程中对生物催化剂的迫切需要，人们长期于寻找各种催化酶类。
2022年天津师范大学生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)
2022年天津师范大学生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案）一、填空题1、两个典型的革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌经革兰氏染色后都呈阴性反应往往是由于______和______引起。
2、一般地说，动物病毒的核酸类型以______和______为主，植物病毒以______为主，噬菌体以______居多，而真菌病毒则都是______。
3、呼吸链在传递氢或电子的过程中，通过与______反应相偶联，产生了生物的通用能源______，其形成机制可根据英国学者______的______ 学说来解释。
4、一般而言，微生物在含糖基质上生长，会产生______，而使______；微生物分解蛋白质或氨基酸会产生______，而使______。
5、真菌是不含有______素、______营养，以______进行繁殖的真核微生物。
6、在微生物促进人类医疗保健事业发展过程中，曾发生过“六大战役”，即______，______，______，______，______，______。
7、评价化学杀菌剂或治疗剂的药效和毒性的关系时，最重要的三个指标是______、______和______。
8、常用的污水处理装置有两种，一是利用______进行处理的______，另一是利用______进行处理的______。
9、原核生物中的转座因子有3种类型：______、______和______。
10、生理上的屏障结构有______和______。
二、判断题11、根据微生物的系统进化原理，可把原核生物分成“三菌”（细菌、放线菌、蓝细菌）和“三体”（支原体、立克次氏体、衣原体）共六个大类。
（）12、微生物有极广的碳源谱，它不论对整个微生物界整体或对个别微生物种来说，都是一致的。
（）13、细菌产生酒精，只有通过ED途径才能达到。
（）14、植物病毒一般均无包膜。
（）15、担孢子是担子菌亚门的有性孢子，外生。
（）16、DNA（G＋C）mol%值是微生物（除少数以RNA为遗传物质的病毒）的一个基本遗传特征，它通常以RNA中鸟嘌呤（G）加胞嘧啶（C）的摩尔（mo1）数的百分、比，即（G＋C）mol%来表示。
《环境微生物古生菌》课件
古生菌在碳循环、氮循环等全球重要 元素循环中发挥着重要作用，对地球 环境产生深远影响。
生物多样性及其价值
生物多样性
古生菌具有丰富的生物多样性，它们在形态、基因组结构和 代谢方式等方面存在巨大差异，是研究生命起源和演化的重 要资源。
价值
古生菌在工业、农业和医学等领域具有广泛的应用价值，如 生物采油、生物除臭、生物制氢等，对人类社会的发展具有 重要意义。
有机物。
与动物的互利共生关系
02
部分古生菌与动物（如某些海洋生物。
与植物的相互作用
03
古生菌与植物根系形成共生关系，促进植物生长和养分吸收。
04 环境微生物古生菌的应用
在环境保护方面的应用
污水处理
利用古生菌降解有机污染物，提高污水处理效率 。
土壤修复
通过古生菌改善土壤质量，降低重金属污染。
温室气体减排
降低甲烷、二氧化碳等温室气体的排放。
在生物技术产业的应用
生物燃料生产
利用古生菌发酵产生生物燃料，如乙醇、丁醇 等。
生物塑料合成
通过古生菌合成可降解的生物塑料，替代传统 塑料。
酶制剂生产
利用古生菌发酵产生酶制剂，用于食品、纺织、造纸等领域。
在生命科学研究中的应用
生命起源与进化研究
古生菌是生命起源和进化的重要研究对象， 有助于揭示生命起源和演化的奥秘。
针对古生菌的特点，开发专门的研究工具和技术，提高研究水平。
03
建立古生菌资源库和数据中心
通过建立古生菌资源库和数据中心，促进古生菌资源的共享和利用。
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全基因组测序
对古生菌基因组进行全测序，获取完 整的基因组信息。
2021年黑龙江生物科技职业学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案)
2021年黑龙江生物科技职业学院生物制药技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、在蓝细菌类囊体内存在的光合色素是______和______，在蓝细菌类囊体外表面有藻胆蛋白体，其中有______、______、______三种光合色素。
2、大多数DNA动物病毒的核酸在______复制，蛋白质在______合成，病毒粒子的组装在______完成。
3、细菌的二次生长现象是指当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，优先利用______，当其耗尽后，细菌经过一段停滞期，不久在______的诱导下开始合成______，细菌开始利用______。
该碳代谢阻遏机制包括______和______的相互作用。
4、在用曲法对微生物进行固体培养时，根据培养容器和规模的不同，可把它分为______、______、______、______、______和______等形式。
5、食用菌一般是指可食用的有大型______的高等真菌，分类上主要属于______，其次为______。
6、被誉为微生物学奠基人的是______世纪、______国的______；而细菌学的奠基人则为______国的______。
7、最常见的厌氧菌有① ______，② ______，③ ______，④ ______，⑤ ______，⑥ ______等。
8、细菌沥滤又称细菌冶金，主要分三阶段：______，______，______；其中后一步是关键，它由化能自养细菌______来完成的。
9、微生物菌种保藏的原理是在______、______、______、______和______等环境条件下，使其处于代谢不活泼状态。
10、当前已开发的新型疫苗有______、______、______、______、______和______等。
二、判断题11、形态通常有球状、杆状、螺旋状三类。
在自然界中杆菌最常见，球菌次之，螺旋菌最少。
（）12、用白糖配制培养基能满足微生物对一般微量元素的需要。
古生菌
2/7/2019
ห้องสมุดไป่ตู้ 最古老的细菌
苏丝曼拍摄的最为古老的活生物是俄罗斯西伯 利亚地区的细菌Actinobacteria。这些真正意义上 的“老寿星”是在一个冰芯中发现的。 DNA分析 结果显视该古菌的年龄在40万岁到60万岁之间。 苏丝曼曾前往丹麦哥本哈根的尼尔斯· 波尔研究所， 利用显微镜给Actinobacteria拍照。
2/7/2019
（2）醚键。当侧链加到甘油分子上时，大多数生 物是通过酯键来结合的，即加上两个氧原子而连 接到甘油的一端。其中一个氧原子用来与甘油形 成化学键，另一个原子则在发生结合后伸出来。 相反，古生菌的的侧链是通过醚键来连接的，没 有伸出来的氧原子。因此，古生菌的磷脂的化学 性质不同于其它生物的膜脂。
2/7/2019
生物界级学说发展的示意图
2/7/2019
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。
2/7/2019
第二节 古生菌的形态与结构特征
一、古生菌的形态 古生菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳 垂形、盘状、不规则形状、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。
2/7/2019
二、极端嗜盐菌 2.1 极端嗜盐菌的形态 极端嗜盐菌是古细菌的典型代表之一。它们的 细胞常呈现杆状、球状、三角形、多角形、盘形 等多种形态。革兰氏染色呈阴性。极生鞭毛，运 动或不运动。好氧或兼性厌氧。细胞内含有各种 色素。
微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发
微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发土壤是微生物良好的生活场所，也是微生物的大本营，在土壤中，能够找到各类微生物的踪影，而各类微生物种类在土壤中的分布也是不同的，一般来说，细菌最多，放线菌次之，然后是霉菌、酵母菌、藻类和原生动物。
当然了，很多有害的微生物也会多在土壤中的哟，所以，小时候你妈妈会告诉你，割破了手指头就不要去玩土哟，很容易发生感染的，明白为什么了吗？微生物在土壤中的分布也很有意思喽，土壤越深微生物种类越少，但想一想，在5000米的深度，会以哪种原核生物类群为优势菌呢？真细菌还是古生菌？当然是古生菌的极端微生物类群了。
不仅深度，土壤中有机物含量尤其是碳源含量那可是座向标，有吃的谁不愿意来呀。
当然了酸碱度也影响到微生物的分布了，盐碱地一定是嗜盐耐碱的微生物居多呀。
当然，手割伤了，你妈妈也会禁止你碰水的，因为水环境中微生物也不少呀，且越是有水，微生物生长的越很好呀。
就是我们每天使用的自来水中也是存在很多微生物的，当然了，国家对自来水中微生物的种类和数量是有严格要求的，每升水中细菌总数不得超过100个，大肠菌群数不得超过3个。
微生物无处不在，大气中也当然有微生物了，包括某些呼吸道传染病，是通过空气传染的，当然了，天干物燥是不利于微生物存活的。
空气质量好坏可不仅仅是PM2.5多少呀，其中微生物多少也影响空气的质量哟，城市街道，医院、畜舍等公共场所空气中微生物尤其是一些致病微生物含量高，而原始森林、大洋上空微生物就少的多了，空气质量自然也很好呀。
工农业产品上的微生物很多会起到破坏作用哟，最重要的是影响产品的储藏期哟。
你知道一些大的粮库中为了防止粮食霉变的采用的最好的方法是什么吗？对了，降低水分含量，水分不超过8%，万物生长离不开水呀，尤其是微生物这种好水的生物。
当然了密闭低温缺氧环境和使用防霉化学药剂也是必不可少的。
工业材料上的微生物更是随处可见了，木材腐烂、衣服鞋长毛了，金属腐蚀了，很多都是拜微生物所赐。
古生菌作用
古生菌作用古生菌的介绍古生菌（Archaea）是一类与细菌和真菌都不同的单细胞微生物。
古生菌被认为是地球上最古老的生物之一，可以在极端的环境中生存，如高温、高盐度和低氧条件。
虽然古生菌的数量相对较少，但它们在地球生态系统中发挥着重要的作用。
细胞结构的特点与细菌相比，古生菌在细胞结构上有一些特点。
首先，古生菌的细胞壁不含有常见的细胞壁成分，如脂多糖。
其细胞壁由一种特殊的蛋白质聚合物组成，可以提供细胞结构的支持和稳定性。
其次，古生菌的细胞膜中含有特殊的脂质，使其能够适应高温环境。
此外，古生菌的基因组也具有一些独特的特点，如缺乏真核生物特有的转录调控因子。
分类和生活方式根据其生活方式和环境偏好，古生菌可以分为三个主要的门：甲烷古生菌门（Euryarchaeota）、嗜极古生菌门（Crenarchaeota）和嗜盐古生菌门（Halobacteria）。
甲烷古生菌是一类在缺氧环境中产生甲烷气体的古生菌，例如湖泊的沉积物和牛的消化系统。
嗜极古生菌可以在极端的环境中生存，如高温泉和海洋热液喷口。
嗜盐古生菌能够耐受高盐度环境，如盐湖和盐田。
古生菌的生态功能古生菌在地球上的生态功能多种多样，下面将介绍古生菌在不同方面的作用。
1. 环境修复古生菌在环境修复中发挥着重要的作用。
一些古生菌可以耐受极端条件，如高温和污染物，可以被用于清理受污染的土壤和水体。
古生菌通过降解有毒物质和腐蚀性化学物质，促进自然环境的恢复。
2. 生态矿化古生菌在生态矿化中也扮演着关键的角色。
它们可以参与地球物质的循环过程，如氮和硫的转化。
一些古生菌可以通过氧化硫化物产生硫酸盐，从而促进硫循环。
古生菌还可以参与甲烷的产生和消耗，对地球气候的平衡具有重要的影响。
3. 共生关系古生菌还可以与其他生物形成共生关系。
例如，一些古生菌可以与根部的植物形成共生关系，帮助植物吸收营养和抵抗病原体。
此外，古生菌还与一些生物体共同生活在极端环境中，如海洋热液喷口和矿物温泉，形成复杂的生态系统。
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古生菌（极端微生物）在环境保护中的应用摘要：本文介绍了古生菌的特点及利用其极端性在环境保护方面的应用，综述了极端微生物及其产生的极端梅在清洁生产、环保型生物材料的生产及环境污染治理中的应用前景及对环境保护的意义。
关键字：古生菌、极端环境、环境保护、污染治理、清洁环保正文：现代基本把生物分为三大领域: 真核生物( Eucarya) ,细菌(Bacteria) 和古菌(Archaea) . 古菌作为三大领域之一的生物,具有其独特的性质,也是目前生物地球化学研究的热点之一. 古菌和细菌一样,是原核生物,即细胞核没有核膜包裹,细胞核与细胞质没有明显界限. 与真核生物和细菌相比, 古菌代表了生物圈的极限. 例如热网菌属(Pyrodictium) 能在高达121 ℃的温度下存活并生长. 这是至今为止所发现的最耐热生物. 在最初的时候,人们在火山口、盐湖等高热、高盐度、缺氧的极端环境发现有微生物,他们可以在极端恶劣的环境下生存。
现在对古生菌的研究主要集中在以下四个类群：产甲烷菌、极端嗜盐菌、极端嗜热菌以及嗜热嗜酸细菌。
他们和我们人类的生活息息相关，我们可以在很多方面都应用到他们。
尤其是在环境保护中的应用。
一、古菌及古菌的特点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。
古菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、盘状，不同古菌规则形状也不相同，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。
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。
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，还有专性好氧古菌的繁殖方式有二分裂、芽殖。
其繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。
大多数古菌生活在极端环境，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。
编辑本段古菌的分类按照古菌的生活习性和生理特性，古菌可分为三大类型：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌。
从2001年起着手出版的《伯杰系统细菌学手册》第二版中，将原核生物分为古菌域和细菌域。
古菌域分类为泉古生菌门和广古生菌门。
大多数泉古生菌门极端嗜热、嗜酸，代谢硫。
硫在厌氧呼吸中作为电子受体和无机营养的电子源。
它们多生长在含硫地热水或土壤中（如美国的黄石国家公园的富硫温泉）。
广古生菌门：产甲烷菌、极端嗜盐菌、热原体、古生硫酸盐还原菌、嗜热嗜酸菌二、古菌在环境保护中的应用1、古生菌产生的耐热木聚糖用于造纸工业的清洁生产造纸工业中的化学漂白产生大量有毒、致癌的含氯废水, 给环境带来严重的污染, 因此生物漂白技术是造纸业实现清洁生产的发展方向。
用极端微生物中的嗜碱菌产生的耐热木聚糖酶代替氯及其衍生物,可以避免污染的同时减少纸浆成分的损失。
在高温下,木聚糖酶可以打开细胞壁,在漂白阶段促进木质素的去除。
而目前市场上的木聚糖酶在70 ℃以上时迅速变性,用这些酶处理纸浆时,必须先将纸浆冷却处理后再加热以进行下一个工艺步骤,既浪费时间和能量,又比较繁琐。
因此,利用耐热木聚糖酶进行漂白显示了普通酶无法比拟的优越之处,正在成为关注和开发的目标。
迄今为止, 只发现少数几种超嗜热极端微生物能分泌具有高热稳定活力的木聚糖酶。
其中大多数来自Thermotogasp1FjSS3 - B11、T1maritime 、T1neapolitana 以及Thermotoga thermarum。
这些酶主要在80～105 ℃具有酶活。
几个编码木聚糖酶的基因已经被克隆和测序, 来自T1maritima 的木聚糖酶基因在大肠杆菌中被克隆和表达。
经比较研究发现, 该酶比目前用于造纸业中的最好的木聚糖酶更具有应用价值。
因此极端微生物产生的耐热木聚糖酶用于造纸业的漂白过程, 可实现清洁生产, 从源头削减污染, 对环境保护有重要意义。
2、古生菌用于环保型生物材料的生产以石油为原料制造的塑料在自然环境条件下不易被生物降解, 燃烧时又产生大量的有害气体, 造成的白色污染问题日益严重, 人们一直在致力于可生物降解塑料的研究和开发。
以微生物发酵法产生的PHA (聚β2羟基烷酸) 为原料制造的新型塑料, 可被多种微生物完全降解, 开发应用前景十分可观。
极端嗜盐菌比普通细菌产生的PHA 中的PHV (聚β2羟基戊酸) 含量较高, 可解决目前以PHB (聚β2羟基丁酸) 制备的塑料韧性不够的问题; 而且由于嗜盐菌在低盐中细胞自溶的特点,将大大简化后处理生产工艺, 有望降低成本, 为目前生产的PHB 由于价格问题而限制大规模生产提供新的出路, 因此极端嗜盐菌产生的PHA 将是用于降低白色污染的重要的环保型生物材料, 对环境保护有重要的意义。
3、古生菌用于清洁能源的生产乙醇是理想的清洁能源, 利用极端微生物中的嗜热菌的高温酒精发酵, 可实现发酵和蒸馏的同步化, 可解决发酵周期长等问题。
工业生产中的有机废物、废水和农业废弃物既是巨大的环境污染源, 同时又是再生能源的主要资源, 据统计, 我国农作物秸秆年产出量为6104 亿吨。
秸秆、废渣等在高温、酸、碱等条件下易于处理, 极端微生物及其极端酶能够在此类极端环境中实现普通微生物不能完成的对纤维素半纤维素的有效转化。
利用微生物混合菌群, 尤其是嗜碱和嗜热微生物或产甲烷菌的合理组合, 有望直接从秸秆发酵产生乙醇或甲烷, 实现环境整治和可再生能源的有机结合。
4、古生菌用于洁净煤技术当前, 煤炭是我国主要的能源之一, 然而大多数煤中都含有很高的无机或有机硫成分, 通常含量约0125 %～7 % , 煤燃烧产生的SO2 直接进入大气中, 促进了酸雨的形成, 所以对煤的直接利用已引起了严重的环境污染。
在煤脱硫处理的方法中,微生物除硫既能除去煤中的有机硫, 又能除去无机硫, 因而具有较高的经济价值和社会效益, 对环境保护有重要意义。
微生物除硫中发挥作用的微生物主要是极端嗜酸菌。
研究表明, 可以利用嗜酸硫杆菌脱除煤中的无机硫, 利用嗜热嗜酸菌(如硫化叶菌)既能脱除煤中无机硫, 也能脱出有机硫。
5、古生菌用于极端环境中的污染治理利用生物方法治理极端环境中的污染物时, 普通微生物甚至在实验室构建的工程菌在实际应用中不能发挥作用, 而极端微生物则是作用的主体。
当高原或纬度高的寒冷地带的河流、湖泊及土壤被污染时, 嗜冷微生物可对污染物进行降解和转化。
应用低温微生物对广受污染的寒冷地域环境进行废物处理越来越受到人们的重视, 受污染寒冷土壤和水体的恢复可通过低温微生物的原位清洁作用来实现。
Whyte 等在加拿大被石油污染的土壤中发现大量的嗜冷烃降解菌, 对寒冷地区石油污染的生物修复有重要的意义。
arvinen 等进行了氯酚类的低温生物降解研究, 他们从地下水中分离到的耐冷高效氯酚降解菌用于好氧流化床, 净化地下水中的氯酚污染。
实验结果表明: 在5～7 ℃下, 氯酚负荷为740mgP (L•d) 时, 氯酚去除率达9919 %。
工业生产产生的酸性工业废水和碱性工业废水可以分别考虑用嗜酸微生物和嗜碱微生物进行处理, 可以大大简化处理程序, 降低处理成本。
而在高温高盐的极端环境中, 污染物的降解则需嗜热、嗜盐微生物。
6、嗜盐菌在高盐废水生物处理中的应用污泥在含盐环境中经过适当的驯化可以适应高盐环境,但是污泥驯化所需的时间过长而且有些污泥能耐受的盐度范围是有限的。
盐田、盐湖中有丰富的嗜盐微生物,利用嗜盐微生物处理高盐废水是一种快速有效的方法,国内外已有关于这方面的报导,而且取得了较好的效果。
Woolard CR[ 27 - 28 ]利用从美国大盐湖中分离出的嗜盐菌处理盐度为1% ～15%的含酚废水。
研究结果表明,酚的去除率达到99% ,出水悬浮固体质量浓度约50 mg/L,低于普通污泥处理的含盐废水出水的悬浮固体;当盐度从1%突变到15%时,处理系统仍能对酚进行稳定有效地去除,这可能与反应器中同时存在耐盐微生物与嗜盐微生物有关。
G. T. Shin等用酵母菌处理泡菜生产废水,48 h 后可以完全除去废水的酸度, BOD 由11 000mg/L 降到< 3 200 mg/L, 去除率为70%。
M. H. Choi等用耐高渗透压酵母菌Pichia guilliermondiiA9处理泡菜生产废水, 24 h后废水BOD5 由1 210mg/L降到120 mg/L,去除率达到90%; NaCl质量分数为10%时,A9的生长没有受到抑制。
B. M. Peyton等将五种不同的嗜盐菌放在含盐质量分数10%以酚为培养基的介质中培养。
这五种菌都能将50 mg/L 的酚降解到2 mg/L。
其中一种菌能降解初始质量浓度为320 mg/L的酚溶液。
动力学分析表明:酚降解与酚浓度成零级关系,污泥增长量与污泥浓度成一级关系。
初始酚质量浓度为50 mg/L时,它们的污泥比增长速率在0122～0132h-1 ,与非嗜盐菌降解酚的污泥比增长速率近似。
F. Kargi在生物转盘中,以嗜盐菌和活性污泥。
三、古生菌的发展前景利用基因工程技术将极端微生物特异功能基因片段转入一般微生物体内或将一般微生物特异基因片段导入极端微生物中, 从而改造受体的生理功能,甚至创造新的物种. 例如利用大肠杆菌产生嗜盐性芽孢杆菌的胞外木聚糖[46]. 又如, 将嗜碱菌的纤维素酶、淀粉酶、B 甘露聚糖酶等在中性细菌中加以克隆和表达[47]. 再如Rawling[48]用遗传工程手段获得氧化亚铁硫杆菌抗砷菌株, 用于金精矿的浸出可提高金属的回收率. 再如Feller49]将一株耐冷型(Moraxella. sp)的脂酶基因在嗜温型大肠杆菌中克隆的表达. 总之, 采用基因工程技术对极端微生物性状、功能进行有益改良, 进而为人类服务是一条崭新的道路.综上所述, 极端微生物是一类古老而崭新的生命群体, 它的进一步研究, 为揭示极端生命形式的奥秘, 甚至对人类向外层空间的探索都有重大意义.四、结论在目前的工业生产和人类活动所排放的废弃物(如废水、废气、固体废物)中有些会处于一极端的环境状态(高温、低温、高盐、高pH值、低pH值等) 。