古生菌的形态
古细菌
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。
古细菌
广古菌门(Euryarchaeota)
包含了古菌中的大多数种类，包括了经常能 在动物肠道中发现的产甲烷菌、在极高盐浓 度下生活的盐杆菌、一些超嗜热的好氧和厌 氧菌，也有海洋类群。在16S rRNA系统发育 树上，它们组成一个单系群。
古菌域(Archaea)－广古菌门
盐杆菌纲(Halobacteria) 甲烷杆菌纲(Methanobacteria) 甲烷球菌纲(Methanococci) 甲烷微菌纲(Methanomicrobia) 甲烷火菌纲(Methanopyri) 古球状菌纲(Archaeoglobi) 热原体纲(Thermoplasmata) 热球菌纲(Thermococci)
产甲烷古菌可能是火星生命形式
一个美国科学家小组2005年12月5日报告说，他们 在格陵兰岛地下冰芯中发现了产甲烷古菌生存的证 据。科学家称，这种能在极端严酷条件下生存的微 生物有可能在火星上生存。
研究人员认为产甲烷古菌很可能存在于火星上，并 且是火星大气中甲烷的来源。为了验证这一设想他 们制造一台荧光探测仪，用来探测产甲烷古菌新陈 代谢时产生的微弱荧光，这台仪器能探测出每毫升 土壤或地层中存在的1个古菌，安装在新的火星车 上寻找火星生命。
1977年，C. R. Woese等人在用各种原核生物的16S rRNA进行分子进化研究时，发现一类能利用CO2和H2产
生甲烷的厌氧细菌（产甲烷菌Methanococcus）的rRNA
序列与一般细菌的十分不同，不同的程度比一般细菌的 rRNA序列与真核生物的rRNA序列的差异还要大。
原来被认为是细菌的甲烷球菌代表着一种既不同于真核生物, 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。进一步的研究确证了古细菌与真细 菌之间的重大差异，同时发现古细菌的一系列分子生物学和 细胞生物学特征与真核生物有不少相似之处。
古生菌简介——精选推荐
古生菌简介古生菌（Archaea）：又称为古细菌（archaeobacteria）或称古菌，是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物群，主要包括一些独特生态类型的原核生物。
它们在生物化学和大分子结构方面与真核生物和真细菌都有明显的差异。
古细菌一词是美国人C. R. Woese（沃斯/伍斯）于 1977年首先提出来的。
1977年，Carl Woese以16S和18 S 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。
随着分子数据的增加，并比较其同源性水平后，提出了不同于以往生物界级分类的新系统，即生命的三域学说（Three Domains Theory）。
三域是指：细菌域（Bacteria）、古生菌域（Archaea）和真核生物域（Eukarya）。
古生菌在分类地位上与真细菌和真核生物并列，并且在进化谱系上更接近真核生物。
在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。
生存环境很多古菌是生存在极端环境中的，如极高温度、极低温度、高盐、强酸或强碱性的水中。
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。
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。
结构像其它生物一样，古生菌细胞有细胞壁、细胞膜、细胞质和核区等结构。
其每部分虽是结构相似，而化学成分却不尽相同。
换句话说，古生菌像其它生物一样构建同样的结构，但是它们用不同的化合物来构建。
细胞壁：细胞的外面都围有细胞壁，这是一层半固态的物质，它可以维持细胞的形状，并保持细胞内外的化学物质平衡。
除Thermoplasma无细胞壁外，其余的都有细胞壁。
细胞壁中不含有肽聚糖，含有假肽聚糖（类似肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质。
古生菌
古生菌的名称由来
戊斯革命 20世纪70年代，美国科学家卡尔·戊斯靠分析由DNA序列决定的另
一类核酸—核糖核酸（RNA）的序列分析来确定微生物的亲缘 关系，发现并不是所有的微小生物都是亲戚。他们发现产甲烷的 微生物在微生物世界是个异类，因为它们会被氧气杀死，会产生 一些在其它生物中找不到的酶类，因此他们把产生甲烷的这类微 生物称为第三类生物。乌斯把这类第三生物定名为古生菌 （Archaea），成为和细菌域、真核生物域并驾齐驱的三大类生 物之一。这一变革被称为戊斯革命 。
三角形
方形
杆状
不 规 则 形
六、古生菌的细胞结构
像其它生物一样，古生菌 细胞有细胞质、细胞膜和 细胞壁三种结构。
1、细Байду номын сангаас壁结构 （1）假肽聚糖 产甲烷菌的细胞壁含假 肽聚糖
（2）酸性杂多糖 2分子N-乙酰氨基半乳糖和1分子葡萄糖醛酸组成的三 糖单位经反复连接而成的古生菌细胞壁。
甲烷八叠球菌和盐球菌不含假肽聚糖，而含复杂聚多糖。
一、古生菌的概念
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。
（二）生存环境 最先发现喜好高温的古生菌来自美国黄石公园。 古生菌生活的环境常常是极端环境，如高温、高盐、高酸、高碱、 高压等。 在动物的消化道中同样存在，如反刍动物、白蚁和人类。 古生菌通常对其它生物无害，且未知有致病古生菌。
几种古细菌的介绍汇总
5 、利用嗜碱古菌生产的洗衣粉用酶的经济效益 也非常不错，每年市场营业额可高达6亿美元。 6 、极端嗜盐古菌蕴藏着丰富的极端嗜盐酶类、 生物表面活性物质、重要的生物纳米材料“紫膜” 和生物可降解塑料的前体物PHA。
谢 谢！
3 极端嗜酸菌：能生活在pH值1以下的环境中，往往也 是嗜高温菌，生活在火山地区的酸性热水中，能氧 化硫，硫酸作为代谢产物排出体外。 4 极端嗜碱菌：多数生活在盐碱湖或碱湖、碱池中， 生活环境pH值可达11.5以上，最适pH值8～10。
5 产甲烷菌是严格厌氧 的生物，能利用CO2 使H2氧化，生成甲烷， 同时释放能量。 CO2＋4H2→CH4 ＋2H2O＋能量
沙东（E. Chatton）于1937年提出了生物界新的二 分法则，即生物分为含细胞核的真核生物和不含细 胞核的原核生物。 伍斯于1977年提出，生物可分为三大类群，即真核 生物、原核生物和古细菌。但反对者坚持认为： 核与真核的区分是生物界最根本的、具有进化意义 的分类法则；与具有丰富多样性表型的真核生物相 比，古细菌与细菌的差异远没有大到需要改变二分 法则的程度。
几种古细菌的介 绍及应用
一、古细菌的概念 二、古细菌的形态及其生存环境 三、代表性古细菌
四、古细菌的用途
一 、 古细菌的概念
古细菌（又可叫做古生菌、古菌、古核细胞或原细 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；也有真核生物的某些特征，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；此外还具有一些既不同于原核细胞也不同于 真核细胞的特征，如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。
04-古生菌
盐、高酸等。
一、古生菌
2.古生菌形态
在显微镜下，古生菌与细菌具 有类似的个体形态。
一、古生菌
3.细胞结构
在细胞的结构与功能上，古 生菌既有类似真细菌之处，也有 类似真核生物之处，还具有一些 自己独特的特点。
一、古生菌
（1）细胞壁
具有与真细菌类似功能的细胞壁 细胞壁的结构和化学成分均差别甚大
已研究过的一些古生菌,它们细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由多糖(假 肽聚糖)、糖蛋白或蛋白质构成的。
热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁
一、古生菌
β-1,3糖苷键不被 溶菌酶水解
N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗 糖胺糖醛酸交替连接而成,连 在后一氨基糖上的肽尾由 L-glu、L-ala和L-lys三个L 型氨基酸组成，肽桥则由 L-glu一个氨基酸组成。
一、古生菌
（3）细胞质和内含物
无细胞器
核糖体沉降系数为70 S 有些种类的细胞质中 具有有一定功能的颗粒 状内含物
产甲烷嗜热菌细胞内的气泡
一、古生菌
（4）核区
没有具有核仁、核膜的细胞核 染色体DNA为共价闭合环状 核糖体16S和真细菌的核糖体同样大小，但在某些特性上， 它们与真核生物的核糖体相似 蛋白质合成起始氨基酸为甲硫氨酸，不同与细菌而同与 真核生物
一、古生菌
4.古细菌地位
一、古生菌
5.真生菌、真核生物和古生菌间的比较
特征
细胞壁
细胞膜 甲烷生成过程
RNA多聚酶 起始tRNA
抗生素作用
真细菌、真核生物和古生菌间的差异
环境微生物学2-1古菌
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
温度/℃ 最低 最适 82 105
革
pH 兰 氏
最高
染
色
110 嗜酸
与O2 电子 营养源 关系 受体
厌氧 S0
S0 、H2
细胞壁
70 70～80 80
G-
2～3
好氧 O2
糖、
脂蛋白
谷氨酸、 多糖
热变形菌属
70
（Thermoproteus）
97 2.5～ 6.5
厌氧 Fe2+ S0
葡萄糖、 糖蛋白 氨基酸、 乙醇、
（五）繁殖方式与繁殖速率
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。
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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。
系统发育进化树 （Phylogenetic trees）
进化树可以是有根的(rooted)，也可以是无根的（ unrooted），分为“有根树”和“无根树”两类。
第二章 原核微生物1(古菌)
这就是所谓的“沼气发酵”。
②极端嗜盐菌 这类菌对NaCL有特殊的适应性和需要性。栖息 在高盐环境。通常极端嗜盐菌的要求盐浓度下限
为1.5mol/L（约9％），大多数为2～4mol/L（约
12～23％），甚至高达5.5mol/L（32％，达饱和
状态）。有的种类也能在低盐浓度下生长。
这种细菌是英国微生物 学家安东尼· 瓦尔斯比于１９ ８０年发现的，地点在红海 附近一个盐分含量很高的水 池里。它身长约0.15微米， 呈方形，样子有点像邮票， 这在细菌中极为罕见。
（二）广古生菌门
有7纲（甲烷杆菌纲、甲烷球菌纲、盐杆菌 纲、热原体纲、古生球菌纲、甲烷嗜高热 纲）9目、15科、48属，其代表属特征见表 2－2。
①产甲烷菌
产甲烷菌与其他微生物（水解菌、产酸菌）
协同作用，能使有机物甲烷化，产生具有
经济价值的生物能物质—甲烷。
产甲烷菌是严格厌氧菌，截至1992年把它
分为3目、7科、19属、70种。
2－4
产甲烷菌的细胞结构： 有细胞封套（包括细胞壁、表面层、鞘和
荚膜）、细胞质膜、原生质和核质。
产甲烷菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性
菌。
产甲烷菌的培养方法：
由于产甲烷菌是严格厌氧的，其分离和培
养等要求特殊的环境和方法。如厌氧的培养条
件、厌氧的操作条件（如厌氧手套箱）。 在环境工程中，产甲烷菌具有特殊的意义。 在厌氧条件下，产甲烷菌与其他菌（水解菌、 产酸菌等）共同作用，将有机物转化为甲烷，
一、古菌的特点
①古菌的形态 细胞很薄，扁平。有精确的方角和垂直的边构 成直角几何形态的细胞。
②古菌的细胞结构 大多数古菌的细胞壁不含有二氨基庚二酸和胞 壁酸。组合多为脂蛋白，蛋白质为酸性的，脂 类是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物。 有内含子。
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
古生菌的介绍
泉古生菌門 PHYLUM CRENARCHAEOTA 大部分已分離之泉古生菌為極端嗜熱性，許多 屬於嗜酸性和需硫 硫可以作為厭氧呼吸作用的電子接受者或是 在無機營養性之電子來源 生長在含硫元素之地熱水或土壤中，這些環 境廣泛分佈於全世界 極端嗜熱菌：熱網菌屬Pyrodictium，由海 底熱泉分離出 最低生長溫度為82°C，最適溫度為 105°C，和最高生長溫度為110°C 研究較多的為熱變形菌屬(Thermoproteus) 和硫化葉菌屬(Sulfolobus)
革蘭氏陰性古生菌在其質膜外有一層蛋白質 或糖蛋白 厚度可達20-40 nm厚，有時候有兩層 這些層的化學物質變化相當大 古生菌的脂類和膜Archaeal Lipids and Membranes 與細菌和真核生物都不同 有分支的碳氫鏈與甘油以乙醚鏈ether相 連，而非與脂肪酸以酯鏈ester相連 兩個甘油基相連形成一個極長四乙醚 膜中有極性脂：磷酸脂、硫酸脂和糖脂 極端嗜熱菌的膜，如熱漿菌屬和硫化葉菌 屬幾乎全部都是四乙醚單層膜
泉古生菌特徵瞭解較清楚是嗜熱菌或超嗜熱菌 分為10個綱，熱變形菌綱， 3個目和5 個科 熱變形菌目(Thermoproteales) :為革蘭氏陰 性厭氧性至兼性厭氧性，超嗜熱桿菌 »為化學無機自營型，可將硫還原成硫化氫 硫化葉菌目 (Sulfolobales)成員是球菌嗜熱 酸菌 硫還原球菌目 (Desulfurococcales)包括革 蘭氏陰性球菌或盤狀的極端嗜熱菌 »可以用氫氧化作用行化學無機營養性生長 »發酵作用或呼吸作用以硫為電子接受者行 有 機營養性生長 在海洋中發現了嗜溫形式，這些泉古生菌是 組成海洋超微型浮游生物的一個重要部分
與細菌和真核生物核糖體都不同 香黴素anisomycin敏感 氯徽素和卡那徽素的不敏感 與真核生物的核糖體相似 延長因子對白喉毒素反應如真核生物EF-2因 子 甲烷菌，有組蛋白與DNA結合形成似核小體 構造，與細菌不同 DNA複製如同細菌一樣 依賴DNA的RNA聚合酶DNA dependent RNA polymerase與真核生物聚合酶相似 對利褔平rifampin和利迪鏈黴素 streptolydigin不敏感
古菌的形态-概述说明以及解释
古菌的形态-概述说明以及解释1.引言1.1 概述古菌（Archaea）是一类广泛存在于地球上的微生物，其独特的形态和生态特征引起了科学界的广泛关注。
与细菌和真核生物不同，古菌形态多样，常常具有一些特殊的形态结构。
古菌最初被认为是细菌的一类，但随着对古菌的深入研究，人们逐渐认识到了古菌与细菌和真核生物的差异。
在形态上，古菌与细菌有相似之处，但也有许多独特的形态特征。
古菌的细胞壁通常由多聚糖和蛋白质复合物组成，这与细菌和真核生物的细胞壁组成不同。
古菌的形态结构包括球形（球菌）、杆状、盘状、螺旋状等多种形态，而且古菌在形态上的变化还可能随着环境的变化而发生。
古菌的形态多样性与其生活环境密切相关。
古菌广泛存在于各种极端环境中，如高温泉水、盐湖、沼泽等，这些环境对古菌的生长和繁殖提出了极高的要求，也促使了古菌形态的多样性产生。
例如，一些生活在高温环境中的古菌具有耐热的特点，它们通常具有球形或杆状的形态，以减少热量的散失。
而一些生活在酸性环境或高盐浓度环境中的古菌，则可能具有不同于前述的其他形态。
古菌的形态对其生存与适应具有重要意义。
形态特征可以帮助古菌适应不同的环境条件，比如通过控制细胞壁的渗透性、调节细胞内外物质的交换等方式来维持生命活动。
此外，古菌的形态还可能与其功能和生物学特性密切相关，如一些球形古菌常常形成聚集体，从而形成一定的社会行为。
因此，对古菌形态的深入研究不仅有助于加深对古菌生物学特性的理解，还可能为科学家们提供新的研究方向和思路。
总之，古菌的形态多样且与环境密切相关。
对古菌形态特征的研究有助于揭示其适应极端环境的机制，进一步深化对古菌生物学特性的认识。
在未来的研究中，我们有望通过深入挖掘古菌形态与其生活环境、生理功能的关系，为我们理解生命的多样性和适应能力提供更多的启示。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：正文部分包括古菌的基本特征和生活环境介绍。
在2.1节中，我们将介绍古菌的基本特征，包括其细胞结构、细胞壁组成、染色体特征等。
古细菌与真细菌 差别
古细菌与真细菌差别
作为微生物的两大主要类型，古细菌和真细菌在很多方面差别很大。
下面将从以下几
个角度分别介绍两者的差别：
1.形态和结构：古细菌和真细菌在形态和结构上很不一样。
古细菌的形态多样，可以
是球形、棒状、螺旋状等，其细胞壁成分不同于真细菌和细胞核也有不同之处。
真细菌的
形态一般比古细菌简单，分为球菌、杆菌和螺旋菌三类，细胞壁主要由不同种类的多糖构成。
2.生存环境：古细菌和真细菌生存环境很不一样，古细菌可以在极端环境下生存，例
如高温、高压、高盐度和强辐射等，是极端嗜好者，而真细菌一般生活在温和的环境下。
真细菌广泛分布于自然界，可以在土壤、水、食品等各种环境中生存。
3.代谢途径：古细菌和真细菌的代谢途径也有差别，古细菌主要是厌氧菌，可以通过
不同的代谢途径获得能量，例如反硫酸盐还原、氢化合物氧化、甲烷氧化等；而真细菌主
要是好氧菌和厌氧菌，可以通过呼吸作用和发酵作用获得能量。
4.基因组结构：古细菌和真细菌的基因组结构也有不同之处。
古细菌基因组比真细菌
更小，通常只有数百万个碱基对，基因数目相对较少。
而真细菌基因组大小和基因数目相
对较大，通常在数百万到数千万个碱基对之间。
5.致病性：相对于真细菌，古细菌对人类的致病性较低，目前尚未发现对人类有害的
地球生命古细菌，而真细菌中有很多种可以引起人类疾病的致病菌，例如金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等。
总之，古细菌和真细菌在形态、生存环境、代谢途径、基因组结构和致病性等方面都
存在较大差别。
这些差别也给科学家研究和探索微生物世界提供了更广阔的视野和思路。
古菌——精选推荐
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。
古菌及极端微生物知识讲解
2酿酒工业上的应用
泸州老窖古酿酒窖池群是全国重点文物保护单位， 自公元1573年开始酿造浓香型曲酒一直延续至今.
80年代首次从泸州老窖泥中分离出氢营养型 的布氏甲烷杆菌CS菌株，揭示了酿酒窖池是 产甲烷古菌存在的又一生态系统 窖泥中栖息的产甲烷古菌既是生香功能菌，又是 标志老窖生产性能的指示菌.
3产甲烷菌在煤层气开发中的应用
今后对产甲烷菌的研究
可以主要集中在以下3个方面 1.通过改进极端环境微生物分类鉴定技 术，发现更多产甲烷菌的类群； 2.对产甲烷菌特征基因及其与代谢的关 系进行更加细致的研究； 3.对产甲烷菌群与其它微生物的协同消 化有机物的代谢进行研究，为环境的生物 治理和生物能源的开发提供理论依据.
甲烷是地球上主要的温室 气体，对全球气候变暖的 增温作用大约占15%，其 相对二氧化碳的增温效应 值为19。
产甲烷杆菌的应用前景
1废水处理
现有的厌氧生物处理工艺大多要求在中温 或高温的范围内进行，通常要对废水与废物 进行加热，这种作法消耗能源，削弱了厌氧 生物处理的优越性，。利用嗜冷产甲烷菌实 现低温厌氧生物处理过程，可从本质上突破 低温厌氧工艺的技术瓶颈，进而大大拓展厌 氧生物处理技术的应用范围并降低废水处理 的成本。
沼 气 在 发 电 方 面 的 应 用
工程位于内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县盛乐经济园区（ 蒙牛总部），工程采用高浓度畜禽废弃物高效厌氧消化技术处 理牧场存栏10000头奶牛的鲜牛粪280 t/d，尿及冲洗废水360 t/d，日产沼气10000m3/d，日发电20000 kW·h/d; 年减排COD 9125 t，CO2当量2.4万t，TN 487 t，TP 96 t。沼渣沼液供周 边约10万亩牧草种植地利用。该工程是目前我国最大的牛场粪 污处理沼气发电工程。
11古菌及极端微生物
气体，对全球气候变暖的 增温作用大约占15%，其 相对二氧化碳的增温效应 值为19。
1.甲烷古菌（又称甲烷菌）可以释放出
甲烷气，它可以生存在极端的环境，包 含了地底深处、沙漠、海洋深处、火山 或地热区、盐湖或盐海、地球以外的星 球等。就目前所知道的、可以在这么极 端的环境下活下来的生物，全部都是有 着上千万年以上的太古生物，其中有甲 烷菌。 2.甲烷菌只需二氧化碳和氢气就能生存， 但只要一遇到氧气就会死亡，它能适应 摄氏2度至115度，和淡水到高盐环境， 并且经过甲烷化过程产生能量；
Deinococcus peraridilitoris球菌是耐辐射球 菌一个鲜为人知的亲戚，被称之为地球上最强 悍的细菌，曾入选《吉尼斯世界纪录大全》。 据悉，这种球菌能够经受住寒冷、真空、干旱 和辐射考验。其强大生存能力的关键在于拥有 多个基因组拷贝。
图片展示的是在红海附近盐滩发现的细菌 Haloquadratum walsbyi。这一地区含盐度 极高，能够幸存下来可谓一个奇迹。方形超扁 平古细菌Haloquadratum walsbyi之所以能 够在这种恶劣条件下生存，是因为它们的表面 体积比是所有地球生物中最高的，能够有效阻 止因所在地区含盐度过高慢慢萎缩。
隐蔽热网菌 Pyrodictium occultum
1977年，美国深海潜水器“阿尔文”号在洋中脊地区 发现了从海底冒出浓烟般的热泉。令人难以置信地是， 在喷出热泉的“黑烟囱”周围水温250-350℃、265大 气压的海水中，竟存在着一个极其奇特、黑暗而酷热 的生命世界。隐蔽热网菌即生活于其中。
今后对产甲烷菌的研究
可以主要集中在以下3个方面 1.通过改进极端环境微生物分类鉴定技 术，发现更多产甲烷菌的类群； 2.对产甲烷菌特征基因及其与代谢的关 系进行更加细致的研究； 3.对产甲烷菌群与其它微生物的协同消 化有机物的代谢进行研究，为环境的生物 治理和生物能源的开发提供理论依据.
第三章 古菌
厌氧培养箱
2、极端嗜盐古菌
• 这是一类生活在很高浓度甚至接近饱和浓度盐环 境中的古菌。 • 细胞形态为杆形、球形和三角形、多角形、方形、 盘形等多形态。革兰氏阴性，极生鞭毛。好氧或 兼性厌氧。 • 胞内含有 类胡萝卜素（菌红素），产红色、粉红 色、橙色或紫色等各不同色素。化能有机营养型。
盐沼盐杆菌Halobacterium spp.
• 七 甲烷杆菌属（Methanobacterium）厌氧生物处理
• 八 甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）厌氧生物处理
3.1 古菌的特点
• 1.形态：薄，扁平；
• 2.细胞结构：多含脂蛋白，不含二氨基庚二酸 和胞壁酸；
• 3.代谢：多样性，代谢中有特殊的辅酶； • 4.呼吸类型：多数厌氧 • 5.繁殖：繁殖速度慢，进化速度慢 • 6.生活习性：极端环境生活。
3.2 古菌的分类
按生活习性和生理特征分类
三类：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌
第三章 古 菌
古菌是最古老的生命体，如果将地 球约４６亿年的年龄比作一年，那么古菌 早在３月２０日就出现了，而人类诞生不 过是１２月３１日的事。
它们多生长于极端环境，如热泉、 高压的海底火山口、盐湖等。
古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关 系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。
3、硫酸盐还原古菌
• 这一类主要是指古生球菌 archaeoglobales 的古菌。细胞一般为不 规则球形、三角形 ，直径在 0.4~2.0 μm ， 单个或成对，革兰氏阴性。菌落可略呈绿 黑色，在 420nm 处可产蓝绿色荧光，严 格厌氧。
闪烁古生球菌A. fulgidus
• 分布于深海海底、热泉和地层深部储油层。 化能自养，单极多生鞭毛，并产少量甲烷。
古生菌的介绍
嗜酸菌 最早從日本溫熱硫磺溫泉中分離出來。缺 乏正規細胞壁，但在質膜外有一個S-層 細胞呈不規則球形，直徑約1- 1.5 µm 好氧性，生長在47 - 65℃之間，最適生 長溫度 60℃ 僅在pH 3.5以下環境生長，最適pH為0.7
極端嗜熱S0-代謝菌 Extremely Thermophilic S0Metabolizers 熱球菌綱、熱球菌目：Thermococcus、 Paleococcus和Pyrococcus 絕對厭氧性，可以還原硫成硫化物 以鞭毛運動 最適生長溫度約88～100 ℃ 硫酸鹽還原古生菌Sulfate-Reducing Archaea 屬於古生球菌綱和古生球菌目 革蘭氏陰性，不規則類球形，細胞壁含糖蛋白次 單元 能從各種電子供應者(如H2、乳酸、葡萄糖)提供 電子，還原硫酸鹽、亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽成硫 化 物。元素硫不能做為電子接受者 極端嗜熱性(最適溫度約的83℃) 可以還原硫酸鹽， 且有甲烷喋呤(MPT,
泉古生菌特徵瞭解較清楚是嗜熱菌或超嗜熱菌 分為10個綱，熱變形菌綱， 3個目和5 個科 熱變形菌目(Thermoproteales) :為革蘭氏陰 性厭氧性至兼性厭氧性，超嗜熱桿菌 »為化學無機自營型，可將硫還原成硫化氫 硫化葉菌目 (Sulfolobales)成員是球菌嗜熱 酸菌 硫還原球菌目 (Desulfurococcales)包括革 蘭氏陰性球菌或盤狀的極端嗜熱菌 »可以用氫氧化作用行化學無機營養性生長 »發酵作用或呼吸作用以硫為電子接受者行 有 機營養性生長 在海洋中發現了嗜溫形式，這些泉古生菌是 組成海洋超微型浮游生物的一個重要部分
代表屬 鹽桿菌屬、鹽球 菌屬、嗜鹽鹼桿 茵屬
熱漿菌屬 (Thermoplasma)
革蘭氏陰性古生菌在其質膜外有一層蛋白質 或糖蛋白 厚度可達20-40 nm厚，有時候有兩層 這些層的化學物質變化相當大 古生菌的脂類和膜Archaeal Lipids and Membranes 與細菌和真核生物都不同 有分支的碳氫鏈與甘油以乙醚鏈ether相 連，而非與脂肪酸以酯鏈ester相連 兩個甘油基相連形成一個極長四乙醚 膜中有極性脂：磷酸脂、硫酸脂和糖脂 極端嗜熱菌的膜，如熱漿菌屬和硫化葉菌 屬幾乎全部都是四乙醚單層膜
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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。
不过用电子显微镜能够让我们区分它们的形态。
虽然它们很小，但是它们的形态形形色色。
有的像细菌那样为球形、杆状，但也有叶片状或块状。
特别奇怪的是，古生菌有呈三角形或不规则形状的，还有方形的，像几张连在一起的邮票。
三角形和方形的古生菌不规则形状的古生菌有的古生菌有鞭毛，例如詹氏甲烷球菌（Methanococcus janaschii）在细胞的一端生有多条鞭毛。
鞭毛是一种像头发一样的细胞附属器官，它的功能是使细胞能够运动。
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。
不过，它的tRNA分子（转移RNA）有些不同于其它生物的特征。
转移RNA分子是一种相对比较小的核糖核酸分子，它对解读DNA的遗传密码、合成蛋白质至关重要。
细菌、动物、植物、真菌的转移RNA的结构特征是相同的，但是古生菌的tRNA分子的结构却很特别，所以要区分古生菌和细菌，搞清楚这种分子的结构有关键性的意义。
古生菌的转移RNA的许多特征更近似真核生物的，倒不太像细菌的。
同样，古生菌的核糖核蛋白体的许多特征也更像高等真核生物如动物和植物的，例如细菌的核糖核蛋白体对某些化学抑制剂敏感，而古生菌和真核生物却对这些抑制剂无动于衷。
这使我们觉得古生菌和真核生物的亲缘关系更近。