环境微生物古生菌.ppt

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1、极端环如黄石这种喷,第四节 古(生)菌（Archaea）,别名：古菌 古细菌,一些产甲烷细菌:(a)亨氏甲烷螺菌;(b)史氏甲烷短杆菌;(c)巴氏甲烷八叠球菌;(d)马泽氏甲烷八叠球菌;(e)布氏甲烷杆菌;(f)黑海甲烷袋状菌.,一.古生菌的形态:与细菌相似,二、细胞结构1、细胞壁：骨架为蛋白质、糖蛋白或假胞壁酸。热原体属（Thermoplasma）无细胞壁。,2、细胞膜：也由磷脂组成，但具多样性：疏水尾：异戊二烯的重复单位（如四聚体植烷、六聚体鲨烯等）。不是脂肪酸！,亲水头（甘油）与疏水尾间通过醚键连接(不是酯键！)。,glycerol 甘油；ester酯；ether醚；stearic ac

2、id硬脂酸；phytanol植烷,存在独特的单分子层膜或单双分子混合膜；单分子层膜多存在于嗜高温的古生菌中。,含多种独特脂类：嗜盐菌：细菌红素、-胡萝卜素、番茄红素、萘醌等。在极性头的甘油C3上，可连接磷酸酯基、硫酸酯基以及多种糖基。,磷脂,半乳糖脑苷脂：,三、酶的作用方式独特,1、无6-磷酸果糖激酶，不通过EMP途径降解葡萄糖。,2、极端嗜盐古生菌和嗜热古生菌：用一种修饰的ED途径降解葡萄糖。,3、产甲烷菌不分解葡萄糖。但它和嗜盐古生菌可按照EMP的逆途径进行 葡萄糖异生。,四、古生菌类群伯杰氏系统细菌学手册（第二版，2000年）：古生菌域-泉古生菌门、广古生菌门、初古生菌门、纳古生菌门20

3、8种 泉古生菌门、广古生菌门研究、描述比较清楚。,泉古生菌门：1纲6目，包括硫嗜热菌和海洋嗜温菌，生长温度范围广（低温-113oC），涵盖最广泛的生长温度范围。广古生菌门：类群广泛，包括产甲烷菌、还原硫酸盐菌、极端嗜盐菌、极端嗜酸菌、代谢S0的极端嗜热菌等。产甲烷菌最主要、分布最广泛。,1、产甲烷菌（或称为产甲烷古生菌）存在于沼泽、湖底及动物消化道（瘤胃）等厌氧环境，以及污水的厌氧处理反应器中。,（1）分类,（2）特征：细胞壁：不含肽聚糖，对青霉素、溶菌酶无反应。细胞膜：主要由植烷甘油醚、二植烷甘油醚组成，不易水解，耐热性强。严格厌氧：O2或氧化剂对其有很强的毒害作用。其他：a.碳源；b.生长

4、因子；c.微量元素；d.独特的辅酶,（3）产甲烷反应：由H2/CO2产生甲烷：4H2+HCO3-+H+CH4+H2O由甲酸产生甲烷：4HCOO-+4H+CH4+CO2+H2O以上两项为废水处理的厌氧生物处理反应。,由甲醇、乙醇产生甲烷：CH30H 3CH4+CO2+2H2O2CH3CH20H+CO2 CH4+2CH3COOH,由乙酸产生甲烷：CH3COO-+H+CH4+3CO2,2、硫酸盐还原古生菌 生活在含有机质、硫酸盐的厌氧环境中。,乳酸+H2SO42CH3COOH+2CO2+H2S+2H2O,在厌氧条件下，将土壤中硫酸盐还原成硫化氢气体，释放到大气中。,注意：硫酸盐还原细菌也可将硫酸盐还

5、原,3、极端嗜盐菌：发现于在大盐湖、死海等处，需要非常高的盐离子浓度才能生存：最低生长NaCl浓度：1.5mol/L（约9%）；最适生长NaCl浓度：2-4mol/L（约12%-23%）；最高生长NaCl浓度：5.5mol/L（约32%，NaCl 饱和浓度）,4、极端嗜热和超嗜热（代谢元素硫的）古生菌：发现于80 100摄氏度的温泉、海洋火山口中，它们利用硫作为能源代谢物。,总结：古生菌的特点,一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞原核生物，多生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中，营自养、异养生活；有特殊生理功能；有独特的细胞结构 酶作用方式既不同于细菌又不同于真核生物。,第二章 思考题,1.名词解释:菌落、芽孢、糖被、鞭毛、纤毛、质粒、异染颗粒2.细菌细胞的基本结构和特殊结构有哪些？3.试比较G-和G细菌细胞壁结构的异同；4.简述细菌革兰氏染色的过程和机制；5.列表比较细菌鞭毛、菌毛和性毛的异同；6.简述芽孢的构造和组成；7.简述细菌、放线菌的主要繁殖方式；8.试比较古生菌和细菌的异同。,