第3章 古菌

地热泉
Thermus: 正常生长在55℃左右，耐 热可至75～80℃，其孢子可在pH6.1 的溶液中沸煮24小时而不失活
水生嗜热杆菌 (Thermus aquaticus)
从海底的热火山口分离得到的
坎氏甲烷嗜高热菌生长最低温度 是84℃，最适温度是98℃，在 110℃下也能生长（高于水的沸 点）。
代表属 盐杆菌பைடு நூலகம்、盐球 菌属、嗜盐碱杆 茵属
无细胞壁 无细胞壁的多型细胞，嗜热嗜酸及化 学有机能营养型，兼性厌氧，质膜含 古菌
有丰富甘露糖的糖蛋白和脂多糖
热浆菌属 (Thermoplasma)
主要古生物类群的特征 类群 一般特征 极端嗜热 革兰式阴性杆状，丝状或球状。绝对 嗜热(最适生长温度70-110°C之间)通 o s 代谢菌 常绝对厌氧但可以是好氧或兼性，嗜
3.2 古生菌的分类
rRNA 分为广古生门(Euryarchaeota) 和泉古菌门 (Crenarchaeota)
7个纲：甲烷杆菌纲、甲烷球菌纲、盐杆 菌纲、热浆菌纲、热球菌纲、古生球菌 纲和甲烷嗜高热菌纲的9个目及16个科 产甲烷菌是这个门中的优势生理类群 常见古生菌：产甲院菌、极端嗜盐菌、硫 酸盐还原菌和许多极端嗜热依赖硫代谢菌
非细胞型 （病毒）
微生物 Eubacteria
Archaebacteria 原核微生物 （真细菌） 细胞型 （古细菌）
古生菌（Archaea） 细菌（Bacteria）
真核微生物（Eukarya）
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。
产甲烷菌
产甲烷古菌是一大群在严格厌氧条件下产生甲烷的菌， 形态多样
主要古生物类群的特征 类群 一般特征 代表属
甲烷杆菌属、甲烷 球菌属、甲烷微菌 属、甲烷八迭球菌 属
产甲烷古菌 甲烷是主要代谢最终产物。S0 绝对厌气 可以还原成H2S不产生能量。
细胞有辅酶M、因子420和430 和甲烷喋呤
硫酸还原古 不规则革兰氏阴性类球状细胞， 从硫代硫酸盐和硫酸盐生成H2S· 菌
在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain）， 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。 多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中， 例如高温、高盐、高酸等。
原名：古细菌（Archaebacteria）；后改名：古生菌（Archaea）
3.2 古生菌的特点
结构上，除无壁嗜热古菌外，与原核微生物相似，有细 胞壁，但组成不同 型态：球形、杆状、螺 旋形、耳垂形、盘状，不规则 形状或多形态 一些为单细胞，也有形成丝状体或聚集体 大小：直径从0.1~1.5 µm以上，有些丝状体能够生长至 200 µm长 按需氧性分类：好氧性、兼性厌氧性或绝对厌氧性 按营养型：化学无机自营性生物到有机异养性生物 生长环境：极端环境——厌气、高盐或高温环境中
第3章 古 菌
主讲教师: 陈兰洲
极端环境
极端环境下的微生物
嗜热微生物 嗜酸微生物 嗜盐微生物 嗜冷微生物 嗜碱微生物 嗜压微生物
42万年的南极东方湖（Lake Vostok） 3593m处 的冰芯中分离到的活细菌。
在低温下生长的微生物还有酵母、真菌
和藻。
嗜冷菌——雪藻
高温环境中的微生物
嗜热微生物（thermophilic microorganisms）包括蓝细菌、光合 细菌、芽孢杆菌、乳酸菌、甲烷菌、甲基营养菌、硫氧化菌、 硫还原菌、假单胞菌、放线菌、原生动物、藻和真菌等。
利用硫代硫酸盐和H2自营性生长 能异营生长，也形成少量甲烷， 极端嗜热和绝对厌氧，有因子420 和甲烷喋呤 ，没有辅酶M和因子430
古生球菌属 (Archaeoglobus)
主要古生物类群的特征 类群 一般特征
极端嗜盐 类球状或不规则杆状，革兰氏阴性或 古菌 革兰氏阳性，主要为好气有机化学营
养型，生长需要高浓度NaCI(≧1.5M) 菌落呈各种浓淡红色，嗜中性或嗜碱 性。嗜温或微嗜热。有些种有细菌视 紫质并利用光合成ATP
酸或嗜中性，自营型或异营型，大部 分为硫代谢者S。在厌氧下还原成H2S 在好氧下-H2S或S0 氧化成H2SO4
代表属 脱硫球菌属、热 网菌属、火球菌 属、 硫化叶菌属、 热球茵属、热变 形菌属
当温度超过80℃时，环境中存在的细菌主要为古细菌（Archae），如:
绝对厌氧的产甲烷细菌 Methanococcus jannaschii
能代谢硫的好氧和厌氧细菌 Sulfolobus
3 古生菌（Archaea）
3.1 概念的提出
1977年，Carl Woese以16S rRNA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。