原核微生物第一節(jié)古細(xì)菌

原核微生物第一節(jié)古細(xì)菌第一頁，共十二頁，2022年，8月28日第二章原核微生物（prokaryotes）

生物三域：古細(xì)菌、真細(xì)菌、真核生物（分子生物學(xué)水平）原核微生物：細(xì)菌、古菌、放線菌、藍細(xì)菌、立克次氏體、支原體、螺旋體（外表特征）第二頁，共十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)古菌(Archaea)第三頁，共十二頁，2022年，8月28日

古菌是最古老的生命體，如果將地球約４６億年的年齡比作一年，那么古菌早在３月２０日就出現(xiàn)了，而人類誕生不過是１２月３１日的事。它們多生長于極端環(huán)境，如熱泉、高壓的海底火山口、鹽湖等。第四頁，共十二頁，2022年，8月28日一、古菌的特點1.形態(tài)：古菌有扁平直角幾何形狀的細(xì)胞，而細(xì)菌從未發(fā)現(xiàn)2.大?。簡蝹€古菌細(xì)胞直徑在0.1~15m之間3.代謝：多樣性，代謝中有特殊的輔酶4.呼吸類型：嚴(yán)格厭氧是古菌的主要呼吸類型5.繁殖：古菌繁殖速率較真細(xì)菌緩慢6.生活習(xí)性（生境）：大多數(shù)古菌生活在極熱、高鹽、極酸、或高度缺氧的極端環(huán)境里第五頁，共十二頁，2022年，8月28日二、古菌的分類按生活習(xí)性和生理特征分類（三類）《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊》（第三卷）將古菌分為五大群常見古菌：產(chǎn)甲烷古菌，硫酸鹽還原古菌，極端嗜鹽菌，極端嗜熱古菌，嗜熱嗜酸古菌第六頁，共十二頁，2022年，8月28日（一）產(chǎn)甲烷菌特點形態(tài)多樣，有球形、桿形、螺旋形、長絲狀等；嚴(yán)格厭氧，分離和培養(yǎng)等操作均需在特殊環(huán)境中進行2.培養(yǎng)方法目前最好的是厭氧手套箱厭氧手套箱第七頁，共十二頁，2022年，8月28日一般的產(chǎn)甲烷菌都是中溫性的、最適宜的溫度在25~40℃之間，高溫性產(chǎn)甲烷菌的適宜溫度則在50~60℃之間產(chǎn)甲烷菌生長最適宜的pH值范圍約在6.8~7.2之間。如pH值低于6或高于8，產(chǎn)甲烷菌的生長繁殖將受到極大影響2.產(chǎn)甲烷菌對于溫度和pH值都相當(dāng)敏感第八頁，共十二頁，2022年，8月28日（二）硫酸鹽還原古菌特點：嚴(yán)格厭氧，G-，細(xì)胞一般為不規(guī)則球形或三角形，生長溫度范圍在60~95℃大多數(shù)硫酸鹽還原古菌可利用葡萄糖、乳酸鹽、甲酸鹽和蛋白質(zhì)等作電子受體，而以硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等作電子供體并生成H2S，有的還產(chǎn)生少量甲烷第九頁，共十二頁，2022年，8月28日

三、環(huán)境保護和環(huán)境工程領(lǐng)域研究古菌的意義

嗜酸菌、嗜鹽菌、嗜堿菌、嗜熱菌、嗜冷菌及嗜壓菌等古菌具有特殊的基因結(jié)構(gòu)、特殊的生命過程及產(chǎn)物，對它們的研究有利于解決人類生命起源及演化；對其基因組的研究有助于從分子水平研究極限條件下微生物的適應(yīng)性，加深對生命本質(zhì)的認(rèn)識。極端微生物有廣闊的應(yīng)用前景，已應(yīng)用的有：

極端嗜堿微生物的堿性酶用于生產(chǎn)洗衣粉；從嗜高溫菌體內(nèi)提取的TaqDNA酶應(yīng)用于PCR（聚合酶鏈反應(yīng)）技術(shù)中，使體外擴增DNA成為可能，使該技術(shù)得到發(fā)展。第十頁，共十二頁，2022年，8月28日目前處理狀況在環(huán)境工程領(lǐng)域：有極端性質(zhì)的廢水，如高鹽分（化工、發(fā)酵工業(yè)廢水等）、酸性廢水(如味精廢水pH=2～3、合成制藥廢水pH=4)、堿性廢水(如造紙廢水pH=14)、極毒重金屬廢水、低溫廢水、超高溫廢水等。還有CODCr高達1×104～10×104mg/L的化工、發(fā)酵工業(yè)、制藥廢水等。以上廢水都涵蓋了自然極端環(huán)境的所有惡劣條件。目前處理這些廢水時，都要事先將極端廢水調(diào)整到合適的范圍后再進行微生物處理。鹽分高、有機物濃度過高，用大量的水稀釋；水溫過高要先冷卻；水溫過低要加溫；過酸用堿調(diào)節(jié)到中性；過堿用酸調(diào)節(jié)到中性。工藝復(fù)雜，運行費用高，浪費資源。第十一頁，共十二頁，2022年，8月28日

利用產(chǎn)甲烷菌對糞便和高濃度有機廢水進行厭氧消化處理的時間已久，但對其他極端環(huán)境的古菌研究較少，知之不多。