古菌域

环境工程微生物学第二章第一节古菌域，讲述了古菌域概念、古菌的特点、古菌的分类、古菌域分类、环境保护和环境工程领域中研究古菌的意义。

古菌域

• 古菌域
  • 概念
    • 1977年， 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。
    • （1）在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域，并且在进化谱系上更接近真核生物。
    • （2）在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。
    • （3）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：古菌（Archaea）
• 古菌的特点
  • 古菌的特点
    • 古菌的形态
      • 显微镜下，古菌与细菌具有类似的个体形态
    • 古菌的细胞结构 在细胞结构与功能上，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。
      • 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； 细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸。
        • 已研究过的一些古菌，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，对 -内酰胺 类抗菌素（青霉素）和溶菌酶不敏感；对蛋白酶敏感。
        • 热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁
      • 细胞膜
        • 古菌质膜本质上也是由磷脂组成，但比真细菌或真核生物具 有更明显的多样性。
        • 亲水头（甘油）与疏水尾（烃链）间是通过醚键而不 是酯键连接的；
        • 细胞膜的化学组分存在多样性；
        • 古菌质膜中存在独特单分子层膜或单、双分子层混合 膜，而真细菌或真核生物质膜都是双分子层。
      • 细胞质和内含物
        • 无复杂内膜的细胞器；
        • 核糖体70S
        • 有些种类细胞质中具有颗粒 状内含物
      • 核 区
        • 没有具有核仁、核摸的细胞核
        • 染色体脱氧核糖核酸为共价闭合环状
    • 代谢
      • 有许多特殊的辅酶，如绝对厌氧的产甲烷菌有 辅酶M、F420、F430等。
      • 代谢呈多样性。有异养菌、自养菌和不完全光 合作用3种类型。
    • 呼吸类型
      • 多数严格厌氧、兼性厌氧，个别专性好氧。 Woese认为古菌没有严格的好氧型，没有完全的 光合型。
    • 繁殖方式与繁殖速度
      • 繁殖方式有二分裂、芽殖。
      • 繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。
    • 生活习性
      • 大多数古菌生活在极端环境。 如盐分高的湖泊，极热、极冷、极酸和绝对厌氧 环境。
  • 古菌的分类
    • 按照古菌生活习性和生理特性，分为三大类型
      • 产甲烷菌
      • 嗜热嗜酸菌
      • 极端嗜盐菌
  • 古菌域分类
    • 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。
    • 广古生菌门
      • 产甲烷菌
        • 优势群类
      • 极端嗜盐菌
      • 热原体
• 环境保护和环境工程领域中研究古菌 的意义
  • 极端微生物对于研究生命起源及演化具有重要意义。
  • 研究极端微生物对环境的适应机制，可以加深对生命 本质的认识。
  • 适应极端环境酶的应用。如耐碱蛋白酶和碱性纤维素 酶作洗涤剂的添加成分，
  • 废水处理
  • 其他方面的应用。