第2章第二节 古菌
古菌课件
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思考：如果用某种方法对不同的细菌进行染色，结 果会呈现不同颜色吗？为什么？
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革兰氏染色法（Gram，G染色法）
多由闭合环状双螺旋DNA分子构成，能自我复制，称为质 粒（Plasmid），具有不同功能，是遗传工程中重要的载体。
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（5）内含物
• 细菌新陈代谢产物，或者是贮备的营养物质（种类数量变 化）
• 常见的内含物颗粒： • 异染颗粒（磷源、能源，化学组分：多聚偏磷酸盐-----生
物除磷） • 聚β-羟基丁酸盐（PHB，碳源、能源） • 肝糖和淀粉粒（碳源、能源） • 硫粒（硫的贮藏物质） • 气泡（漂浮）
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2.2 放线菌
• 2.2.1 放线菌的形态结构 • 2.2.2 放线菌的繁殖与生理特征 • 2.2.3 放线菌的代表属
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• 主要特点：产生大量的、种类繁多的抗生素。如：
• 链霉素
灰色链霉菌
• 土霉素
龟裂链霉菌
• 制霉菌素
诺尔斯氏链霉菌
• 利福霉素
诺卡氏菌
• 博来霉素
轮丝链霉菌
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2.1.1 细菌的形态和大小
• 什么是细菌（bacteria）？ 一类单细胞、个体微小（ μm ）、结构简单、没有真
正细胞核的原核生物。仅有原始的核物质，没有核仁与核 膜分化。
• 形态 球状、杆状、螺旋状、其他形状
• 细菌是水与废水处理中最重要的微生物类群
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古生菌
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2.3.5 嗜盐细胞内溶质浓度的调节 嗜盐微生物由于产生大量的内溶质或保留从外 部取得的溶质而得以在高盐环境中生存。 氨基酸在嗜盐细胞内溶质浓度调节中起着重要 作用。随培养基食盐的增加，氨基酸浓度有规律 的增加，其中主要是谷氨酸和脯氨酸，及甘氨酸， 它们具有渗透保护作用，是溶质浓度调节的重要 因子。
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二、古生菌的结构 古生菌细胞有细胞质、细胞膜和细胞壁三种结 构。古生菌细胞也有一层把细胞和外部环境隔离 开的外膜。在膜内包裹着细胞质，其中悬浮着 DNA，古生菌的生命活动在这里进行。几乎所有 的古生菌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。
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三、古生菌与其它生物的最显著的化学差异 古生菌与其它生物最显著的化学差异是体现在 生物膜上，其主要差异有四点： （1）甘油的立体构型。组成细胞膜的基本单位是 磷脂。用来构建古生菌磷脂的甘油是细菌和真核 生物细胞膜上所用的甘油的立体异构体。细菌和 真核生物的细胞膜中是D型甘油，而古生菌的是L 型。
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2.3.3 嗜盐菌质膜、 色素及 H+泵作用 （1）嗜盐菌质膜、 色素 嗜盐菌具有异常的膜。嗜盐菌细胞膜外有一个 亚基呈六角形排列的 s单层，这个所谓的“s 单层” 由磺化的糖蛋白组成，由磺酸基团的存在使 s 单 层呈负电性，因此使组成亚基的糖蛋白得到屏蔽， 在高盐环境中保持稳定。
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古菌之所以能够存在于高温、 高盐以及强酸性 等极端条件下,得益于它特殊的侧链及成键的分子 特性.古菌的侧链多为不含活性官能团的碳长链分 子,与甘油酸分子以非常稳定的醚键相联,并且组成 细胞膜的脂类为一整个长碳链分子,形成单层细胞 膜. 这种相当稳定的结构使得古菌细胞膜非常坚固, 能够抵抗即使是非常恶劣的外界条件.
第二章原核微生物古菌
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二、古菌的分类
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二、古菌的分类 类型1（为大多数G+甲烷菌所具）
含拟胞壁质（不含 二氨基庚二酸和胞 壁酸）或异多糖 （未硫酸化）
类型1是古菌细胞结构中最 普遍的，我们常见的如：
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厌氧手套箱 2020/8/13
（ Anaerobie glove box，中国生物器材网） 37
第三节 放线菌
放线菌是真细菌的一个大类群，革兰氏阳 性，它们是具多核的单细胞原核生物。
放线菌中许多种类能产生抗生素、维生素和 各种酶类
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放线菌的几个基本概念
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真核生物软骨组织中的硫酸化异多糖
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一、古菌的特点之细胞壁
由以上2种成分可看出，古菌部分成分 类似于真细菌（假胞壁质），部分成分类 似于真核生物（未硫酸化的异多糖），这 也是古菌介于真细菌和真核生物之间的佐 证。
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古生菌细胞壁种类如下：
➢假肽聚糖细胞壁 ➢独特多糖细胞壁 ➢硫酸化多糖细胞壁 ➢糖蛋白细胞壁 ➢蛋白质细胞壁
二、古菌的分类
噬热菌
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二、古菌的分类
极端噬盐菌
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2020/8/13ltum）是 迄今所发现的 最耐热的生物 之一，它的最 适生长温度为 105℃。
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二、古菌的分类
在《伯杰氏系统细菌学
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
(医学文档)古菌ppt演示课件
光合细菌（PSB） 能以光作为能源，能在厌氧光照或好氧黑暗条件 下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供 氢体进行光合作用。
分类 产氧、不产氧光合细菌（APB）
厌氧光合生长且不释放氧气
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（蓝细菌）
2.4.2 APB的生理特性
光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、 江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。 光合细菌的适宜水温为10—45C,最适水温为25—28C。 最佳pH值范围为7~8.5之间。
51243apb的应用与生产应用关系密切的apb主要是红螺菌科的一些1利用apb生产单细胞蛋白和制剂2利用apb处理高浓度有机废水apb能以多种有机酸和醇类有机化合物作为光合作用的氢供体与碳源其中不少能耐受高浓度有机物并具有较强的分解和去除有机物的能力已成功地应用于多种高浓度有机废水如啤酒厂屠宰厂酵母生产厂同时获得大量光合细菌菌体进一步应用于养殖肥料等并得到新能源5225蓝细菌又称
.
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（2）球衣细菌的作用
构成生物膜的重要菌种 利于有机物的去除 容易引起污泥膨胀
☆污泥膨胀：丝状细菌在活 性污泥中大量繁殖，使污泥 结构极度松散，絮块漂浮水 面，比重减轻，随水流流出。 该异常现象称污泥膨胀。
球衣菌
正常时的活性污泥
.
膨胀时的活性污泥
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2.4 光合细菌
2.4.1 光合细菌的种类与特点
贝日阿托氏菌 1.2.3 体内含明显硫粒
发硫细菌 1 菌丝一段吸附在植物残片上或纤维 2 从活性污泥菌胶团中伸出的菌丝
硫磺细菌在水管中大量繁殖时，因有强酸产生，对管道有 . 腐蚀作用。
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2.3.3 球衣细菌
古生菌
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生物界级学说发展的示意图
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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。
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3.3 极端嗜热菌的耐热机制 嗜热微生物能够在高温环境中生长并繁殖，有 其独特的适应机制，特殊结构的细胞膜、蛋白质、 遗传物质都与之有关。
（1）特殊的细胞膜 具体内容参见第一节
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（2）稳定的天然结构 蛋白质的一级结构中，个别氨基酸的改变会影 响整体的热稳定性。嗜热微生物中蛋白质和酶的 一级结构与常温菌同源蛋白相比，氨基酸的组成 和顺序有明显的差异，具有高的热稳定性。卢柏 松等人发现嗜热菌蛋白质中Leu，Pro，Glu和Arg 的含量高于常温菌，这些氨基酸都有利于提高蛋 白质的稳定性。
Archaea
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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。
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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。
3水处理微生物学-古菌——【环境微生物学】
一、古菌的分类
1、产甲烷菌__广古生菌门 2、嗜热嗜酸菌 泉古生菌
门胞壁、鞘、荚膜、细胞质膜、原生质、核质
2、培养方式 专性厌氧培养：Hungate厌氧滚管法、厌氧手套箱等
嗜热嗜酸菌
包括古生硫酸还原菌和极端嗜热古菌 专性嗜热（70~105℃）、G-、杆状、丝状或球状、嗜 酸性或中性。 多为硫代谢菌
本节内容结束
第二章 原核微生物 第一节 古菌域
原核生物界
1．光能营养原核生物门 Ⅰ蓝绿光台细菌纲（蓝细菌类） Ⅱ红色光合细菌纲 Ⅲ绿色光合细菌纲
2．化能营养原核生物门 I细菌纲 Ⅱ立克次氏体纲 Ⅲ柔膜体纲 Ⅳ古细菌纲
一、古菌的特点
1、形态 薄而扁平，直角几何立体形态 2、细胞结构 细胞膜的结构不同，多为酸性的 脂蛋白 3、代谢 特殊的辅酶，如产甲烷菌的F420 4、呼吸类型 多为严格厌氧或兼氧，少数好氧 5、繁殖速度 慢，世代时间长，进化时间长 6、生活习性 极端环境：如酸碱性、热、氧等
极端嗜盐古菌
适应高浓度NaCl在 80~300g/L，依靠钠、氯、镁离子 维持细胞的结构和硬度。 细胞壁主要成分为脂蛋白
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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（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。
古生菌
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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。
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（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。
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生物界级学说发展的示意图
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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。
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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。
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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。
原核微生物1
第二节 细菌（Bacteria）
一、细菌的形态和大小
1、细菌细胞的形态 2、细菌细胞的大小
一、细菌
1、细菌的形态：球状、杆状、螺旋状和丝状
其次
自 然 界 中 哪 种 最 多？
最多
最少
a.球菌(coccus)
单球菌 双球菌 四联球菌 八叠球菌 葡萄球菌 链球菌
1. 分裂方向
2. 分裂后相互间 的连接方式
成分
占细胞壁干重的%
G＋
G－
肽聚糖 含量很高（30-95） 含量很低（5-20）
磷壁酸 含量较高（<50） 0
类脂质 一般无（<2） 蛋白质 0
含量较高（10-20） 含量较高
革兰氏阳性的细胞壁
G-细菌细胞壁的构造和化学组成
G-细菌细胞壁较薄，但有多层构造，其化学组成除有肽聚糖外， 还有一定量的类脂质和蛋白质等成分。G-细胞壁的组成和结构 比G+更复杂。主要成份为：脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。
真核微生物
真核微生物有发育完好的细胞核，核内 有核仁和染色质，有核膜将细胞核和细胞 质分开，使两者有明显的界限，有高度分 化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基 氏体、内质网等，进行有丝分裂。包括除 蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动 物、微型后生动物等。
细菌
原核微生物： （由原核细胞构成） 放线菌
（3）脱色（95%乙醇10~20S） （4）复染（蕃红30 ~ 60S）
A
A
A
B
机 制
B B
和
A
步
B
骤
（3）脱色（95%乙醇30-45S）
革
（1）初染（结晶紫30S）
兰 氏 染 色
（2）媒染剂（碘液30S）
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。
微生物学第二节古细菌复习进程
是一类无细胞壁、嗜热、嗜酸、行好 氧化能有机营养的古细菌。目前已知只有 三个种。热原体的基因组极小，与其他原 核生物不同的是，其DNA周围裹有结合蛋 白，经氨基酸测序比较，其蛋白组分与真 核细胞核小体中的组蛋白有一定的同源性。
由于古细菌所栖息的环境与地球生命 起源初期的环境有许多相似之处，以及古 细菌中蕴藏着远多于真细菌和真核生物的、 未知的生物学过程和功能，所以深入研究 古细菌，不仅有助于阐明生命进化规律的 线索，而且有不可估量的生物技术开发前 景。
通常生存于含硫的热泉、泥潭、海底热溢口等 处。目前已分离到的超嗜热古细菌最适生长温度70105℃。有18个属，绝大多数专性厌氧，行化能有 机营养或化能无机营养，能代谢硫。这类菌的耐高 温酶类有很大的应用前景，如PCR技术中所使用的 Taq酶就是从水生嗜热菌（T.aquatics）中分离到的， TaqDNA聚合酶的应用，明显提高了PCR的各项性 能，才使这一技术得到迅速发展和广泛的应用。
微生物学第二节古细菌
是专性厌氧菌，生活于沼泽、污水、水
稻田、反刍动物的反刍胃等富含有机质且 严格无氧的环境中。
有18个属，自养或异养，能利用H2还原 CO2产生甲烷（CH4）。这类菌已用于污水 处理和沤肥，在将有机物转化为气体燃料 甲烷的过程中起重要作用。
生活于盐湖、盐田、死海及盐腌制品表面， 能够在盐饱和环境中生长，当盐浓度低于10％ 时不能生长。是严格好氧的化能异养菌，有8个 属。在厌氧光照条件下，有些菌株产生一种菌视 紫素嵌入细胞质膜中，成为紫膜，使菌体呈现红 紫色。紫膜能进行光合作用，将太阳能转换为电 能。利用紫膜的能量转换机制，有可能使紫膜成 为功能材料用于电子器件，作为生物计算机的光 开关、存储器等组装元件。
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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。
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（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
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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 。
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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）。
3第二章细菌古菌
磷壁酸
G+特有的 同肽聚糖混在一起的 是一类 分子比较短(6~9个) 以 甘油磷壁酸 为主链
核糖醇磷壁酸
的阴离子多聚物
功能
G+抗原(表面抗原决定因子为磷壁酸) 噬菌体的吸附位点 聚集阳离子Mg2+ 保持胞壁透性 激活酶活性
脂多糖
是一类
G-特有的 位于外壁外层 厚度8~10nm 类脂+各种多糖
功能
丝状：丝状菌
长杆菌，如
Bactillus subtilis枯 杆菌
草芽孢杆菌
短杆菌，如
Escherichia coli大 肠杆菌
球菌
• 单、双链 • 四联球菌 • 八叠球菌 • 葡萄球菌
金黄色葡萄球菌
螺旋菌
• 弧菌(vibrio)<1圈 • 螺菌(spirillum)=2~6圈 • 螺旋体(spirochaete)>6圈
第二章 原核微生物
原核微生物的类群
细菌门：（真）细菌、古菌、放线菌、
原核微生物
粘细菌、螺旋体、立克次氏 体、支原体、衣原体
蓝细菌门： 蓝细菌
第一节 细菌
一、细菌的个体形态和大小
球状：球菌，大小0.5~2.0µm。
形态
杆状：杆菌，宽×长 (0.5~1.0) µm×(1~5) µm 螺旋状：螺旋菌，(0.25~1.7) µm×(2~60) µm
助。 • 可在细胞质膜上进行物质代谢和能量代
谢。 • 为鞭毛提供附着点。
2、细胞质及其内含物
• 无色透明、粘稠的复杂 • 包括核糖体和内含颗粒
胶体
• 核糖体由核糖核酸和蛋
• 由蛋白质、核酸、多糖、 白质组成
脂类、无机盐和水组成 • 蛋白质起维持形态和稳
海洋微生物——精选推荐
第二章海洋微生物第一节微生物基本知识一、微生物的定义：所有形体微小，单细胞或个体结构较简单的多细胞，或无细胞结构的低等生物的总称二、微生物的特点•体积小，表面积大•吸收多，转化快•生长旺，繁殖快•适应强，易变异•分布广，种类多三、三域学说四、微生物的形态结构原核细胞真核细胞G+和G-细胞壁构造比较含量较高无蛋白质弱强机械抗性G-菌G+菌比较项目内壁层2-3，外壁层820-80厚度(nm)含量低（‾10）含量高（50-90）肽聚糖(%)强弱溶菌酶抗性含量较高（‾20）一般无（<2）类脂质有无脂多糖(LPS)无含量较高（<50）磷壁酸G+和G-细胞壁的主要区别（一）古菌1. 古菌的细胞壁•一般都有细胞壁，但化学成分差异很大，没有真正的肽聚糖，由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成•类型①假肽聚糖细胞壁甲烷杆菌属②独特多糖细胞壁甲烷八叠球菌③硫酸化多糖细胞壁盐球菌属④糖蛋白细胞壁盐杆菌属⑤蛋白质细胞壁少数产甲烷菌2. 古菌的细胞膜•磷脂双层选择性透过膜•L型甘油分子，其他微生物为D型•磷脂分子上的疏水侧链为异戊二烯，含多种色素（细菌红素，胡萝卜素，番茄红素，视黄醛等），其他微生物为16-18个C的脂肪烃•疏水侧链与甘油分子通过醚键连接，其他生物通过酯键连接•双层分子有时共价结合，形成单分子层膜，具更高的机械强度（嗜高温菌）古菌的核糖体RNA相对保守，tRNA分子结构特别，其核苷酸序列中不含胸腺嘧啶T3. 古菌的分类•广域古菌门甲烷杆菌、甲烷球菌、盐杆菌、热原体、热球菌、古生球菌、甲烷嗜热菌•嗜泉古菌门热变形菌•初生古菌门（不可培养的超嗜热菌）（二）真细菌1. 真细菌的形态•细菌形态大多为球菌，杆菌，螺旋菌；形态大小受多种因素影响菌落湿润、黏稠、光滑、易挑取，质地均匀，颜色一致•放线菌形态有菌丝（基内菌丝，气生菌丝，孢子丝），菌丝无隔膜，有孢子（形状和表面结构因种而异）菌落干燥、不透明、难以挑取，基内菌丝和孢子有颜色，使菌落正反面呈不同色泽细菌菌落放线菌菌落2. 真细菌的分类•在伯杰氏系统细菌学手册中分成26个部分产液菌、栖热菌、异常球菌、栖热袍菌、产金色菌、绿屈扰菌、热微菌、蓝细菌、绿菌、α-变形细菌、β-变形细菌、γ-变形细菌、δ-变形细菌、ε-变形细菌、梭菌类、柔膜菌、芽孢杆菌、放线细菌、浮霉状菌、螺旋体、丝状杆菌、拟杆菌、黄杆菌、屈扰杆菌、梭杆菌、疣微菌（三）真菌1.真菌的形态不含叶绿体、具细胞核、含线粒体、化能有机营养，以孢子进行繁殖，有发达的菌丝体（丝状，絮状、粉状）形态差异大，有单细胞酵母，有大型的灵芝等蕈菌酵母菌菌落霉菌菌落2. 真菌的细胞核•球形或椭球形，通常含一个核，有的含两个或多个，核内有DNA，RNA，在核分裂过程中核仁中的RNA消失，核膜一直存在。
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三 衣原体(Chlamydia)
是一类在真核细胞内营专性 能量寄生的小型革兰氏阴性 原核生物 能量寄生物
生活史
萤光抗体染色，黄绿色为衣原体
感染 衣原体 寄主细胞 小细胞(壁厚)
始体(空泡) 大细胞(壁薄)
破裂
包涵体
大量繁殖
第四节支原体、立克次氏体和衣原体
斑疹伤寒 突尼斯，巴斯德研究所， 尼科尔(1928年诺贝尔 奖)，体虱 H.T.Ricketts,1910年去 世
一 支原体(Mycoplasma)
特征
类菌质体、类胸膜肺炎微生 物 是一类无壁、G-、能通过细 菌滤器、可以人工培养的最 小型原核生物。
•无细胞壁，多形(可通过细菌 滤器、对抑制细胞壁的青霉素 和溶菌酶不敏感、对抑制蛋白 质的抗生素敏感 •膜(外、中、内)三层 •二等分裂、少芽殖 •菌落形态：油煎蛋状
二 立克次氏体(Rickettsia)
是一类只能寄生在真核生 物细胞内的革兰氏阴性原 核微生物。
特征
•有细胞壁(对抑制细胞壁的青 霉素和溶菌酶敏感 •二等分裂 •有不够完整的产能代谢途径， 利用谷氨酸产能而不能利用葡 萄糖
(二)嗜热嗜酸菌Thermophilus and acidophilic bacteria 包括古生硫酸还原菌和极端嗜热古菌。最适生长 温度在70—105℃之间。 (三)极端嗜盐菌Extreme halophilic bacteria 他们对NaCl有特殊的适应性和需要性。 有些菌株在低氧压条件下，在细胞膜上形成由视黄 醛构成的一种特殊紫色素蛋白——菌紫质。菌紫质 可做光感受器，可利用光合成ATP。菌紫质参与形 成能量转换系统——紫膜。紫膜为细胞质膜的一部 分，可成为生物芯片，用于制作生物计算机的材料。
四 放线菌的作用
利 产生抗生素、生产 酶制剂、提取维生素、 固氮作用 害 动植物病害
结核杆菌 麻风构造
1、营养（基内）菌丝：潜入固体培养基内汲 取营养。有无色的，有产色素的。色素有水 溶性的和脂溶性的。 2、气生菌丝：由营养菌丝长出培养基外， 伸向空间的菌丝为气生菌丝。 3、孢子丝：生长发育到一定阶段，在气生 菌丝的上部分分化出可形成分生孢子的孢子 丝。
第三节
放线菌Actinomycetes
因菌落呈放射状而得名，是丝状分枝细胞的 细菌。 一般分布在含水量低，有机质丰富的中性偏 碱性土壤中，特殊土腥味。 大多数是腐生菌，少数寄生；多数异养，好 氧。 突出特性是产各种抗生素。
一 定义：是一类呈菌丝 状生长、主要以孢子 繁殖和陆生性较强的 原核生物。
第二节 古菌
肽聚糖是细菌细胞壁特有成分，也是原核微生物特有成分 （而古生菌没有） 一、古菌的特点 1、古菌的形态 古菌的细胞很薄，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、古细菌的细胞结构 细胞壁：不含二氨基庚二酸和胞壁酸。其组分大多是脂 蛋白，蛋白质是酸性的。 3、代谢 古细菌在代谢过程中有许多特殊的辅酶，其代谢呈多样性。 3类型：异养，自养，不完全光合作用． 4、呼吸类型 多数为严格厌氧、兼型厌氧，还有专性好氧。 5、繁殖速度慢，进化速度也比细菌慢。 6、生活习性 大多古菌生活在极端环境；有特殊的代谢途径，有的古菌 还有热稳定性酶和其他特殊酶。
二 放线菌近细菌特征
三 放线菌的分布
土壤 空气、水体、反刍动物肠道
原核 菌丝直径与细菌相仿 细胞壁的主要成分是肽聚糖 有鞭毛的放线菌孢子同细菌鞭 毛相同 放线菌噬菌体同细菌的相似 pH值同多数细菌相似，呈碱 性 DNA重组方式同细菌同 核糖体为70S 对溶菌酶敏感 同细菌有相同敏感的抗生素
二、古菌的分类 Archaea Classification
按造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，极端嗜盐古菌。 (一)产甲烷菌Methanogens 为专性厌氧菌，产甲烷菌的细菌结构：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。有G+和G-菌，他们的细胞壁结构和 化学组分有所不同。也是与真细菌的区别点。
横割分裂
六 放线菌的菌落
干燥、小、密 菌落表面颜色为孢子丝颜色+孢子的颜色 菌丝细，直径同细菌类似 菌丝密 菌落边缘下陷，难以挑起。
第四节 蓝细菌(cyanobacteria)
G－，具原核生物相似的特征，以水为供氢 体和电子供体。以硝酸盐或氨作为氮源，多 数能固氮，含叶绿素a、β胡萝卜素、类胡萝 卜素、藻胆素等。 应用：在水稻田培养可保持和提高土壤肥力， 可作为食物和辅助营养物。 还有螺旋藻等
1 基内菌丝 2 气生菌丝 3 孢子丝
吸收营养
气生菌丝及孢子丝
功能：繁殖 直、钩状、螺旋状 (圈数、方向)、轮生、 螺旋数目、疏密程度、 旋转方向等等
(二)放线菌的繁殖
通过分生孢子或胞囊孢子繁殖的，也可以一 段营养菌丝繁殖。 以无性孢子为主，菌丝断裂片段也可繁殖成 新菌体。 孢子形成方式：横隔分裂