微生物概述
2021-08-04 13:41:01
天緯化學(xué)小編
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細(xì)菌具有原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)，通常被認(rèn)為是未分化的單細(xì)胞，長(zhǎng)度在1~10 μm之間。符合這一描述的細(xì)菌很常見(jiàn)，但實(shí)際上細(xì)菌在外觀和功能上差異很大。最小的細(xì)菌不超過(guò)0.15~0.2 μm微米，最大可達(dá)700 μm。有些細(xì)菌可以分化成多種細(xì)胞類(lèi)型，甚至是多細(xì)胞。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了30個(gè)主要的細(xì)菌門(mén)，有些門(mén)中包含數(shù)千種物種，而有些門(mén)的物種很少?？膳囵B(yǎng)的微生物中，90%以上的細(xì)菌屬于以下4個(gè)門(mén)：放線(xiàn)菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、變形菌門(mén)和擬桿菌門(mén)。對(duì)環(huán)境樣本的rRNA基因或宏基因組測(cè)序分析表明，可能至少存在80個(gè)細(xì)菌門(mén)。雖然某些細(xì)菌門(mén)的物種具有獨(dú)特的表型特征，但大多數(shù)細(xì)菌門(mén)都具有很大的物種多樣性和生理多樣性。例如變形菌門(mén)含有各種代謝類(lèi)型的微生物，包括有氧呼吸、無(wú)氧呼吸，各種類(lèi)型發(fā)酵、光營(yíng)養(yǎng)，以及利用H2、氮硫化合物、甚至金屬的化能營(yíng)養(yǎng)代謝。變形菌門(mén)還具有廣泛的生態(tài)分布，除了地球上最熱和最咸的環(huán)境外，幾乎可以在所有環(huán)境中找到它們。另外有一點(diǎn)很重要，雖然大多數(shù)植物和動(dòng)物門(mén)起源于6億年內(nèi)，但細(xì)菌門(mén)已經(jīng)存在數(shù)十億年，為生命研究提供更多的參考資料。像細(xì)菌一樣，古菌也有原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)。雖然古生菌在生理上有很大的多樣性，但培養(yǎng)分離的菌形態(tài)多樣性比細(xì)菌少，大多數(shù)古生菌以未分化的細(xì)胞存在，長(zhǎng)度為1~10 μm。主要古菌群包括5個(gè)門(mén)：廣古菌門(mén)、泉古菌門(mén)、奇古菌門(mén)、納古菌門(mén)、初古菌門(mén)。許多古菌只能通過(guò)從環(huán)境中的rRNA基因或基因組序列來(lái)了解，通過(guò)分析表明古菌可能超過(guò)12個(gè)門(mén)。古生菌一直與極端環(huán)境聯(lián)系在一塊兒，最早的古菌菌株分離自熱、咸或酸的環(huán)境，古生菌確實(shí)在各種最極端的環(huán)境中保留著許多生命的極限記錄，但并不是所有的古細(xì)菌都是極端微生物。實(shí)際上，古細(xì)菌在自然界中廣泛存在。例如，產(chǎn)甲烷菌在濕地和動(dòng)物腸道中很常見(jiàn)，它產(chǎn)生的甲烷是一種溫室氣體；奇古菌門(mén)棲息于世界各地的土壤和海洋中，是全球氮循環(huán)的重要貢獻(xiàn)者。古菌通常人畜無(wú)害，很少成為動(dòng)植物的病原體。目前研究的多數(shù)菌株屬于泉古菌門(mén)和廣古菌門(mén)，奇古菌門(mén)、納古菌門(mén)、初古菌門(mén)的菌株相對(duì)較少。植物、動(dòng)物和真菌是真核生物中特征最明顯的類(lèi)群。與細(xì)菌和古生菌相比，這些群體相對(duì)年輕，起源于大約6億年前開(kāi)始的寒武紀(jì)大爆發(fā)。最早的真核生物是單細(xì)胞微生物，包括各種藻類(lèi)和原生動(dòng)物，真核微生物可能最早出現(xiàn)在20億年前，遠(yuǎn)早于動(dòng)植物和真菌。真核微生物在大小、形狀和生理機(jī)能上差異很大。其中最小的是納米鞭毛蟲(chóng)，它們是微生物捕食者，可小可達(dá)2 μm長(zhǎng)；綠藻屬的Ostreococcus直徑為0.8 μm，比許多細(xì)菌都要小。最大的單細(xì)胞生物是真核生物，但它們不是微生物。例如在馬里亞納海溝里發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)10 cm的Xenophyophos，其形似變形蟲(chóng)，只生活在深海；此外由單個(gè)細(xì)胞質(zhì)室構(gòu)成的黏菌直徑可達(dá)30 cm。真核微生物生理類(lèi)型多樣，包括各種光營(yíng)養(yǎng)、微生物捕食者、共生體和寄生蟲(chóng)等等。生命之樹(shù)上并沒(méi)有病毒，也就是說(shuō)病毒是不是生命還有爭(zhēng)議。病毒專(zhuān)性寄生，只能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制。病毒不是細(xì)胞，缺乏細(xì)胞生命中所存在的細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和核糖體。病毒不能保存能量，也不能進(jìn)行代謝，但它們接管了被感染細(xì)胞的代謝系統(tǒng)，以制造更多的病毒。細(xì)胞的基因組一般由雙鏈DNA組成，而病毒的基因組由雙鏈或者單鏈的DNA或RNA組成。病毒基因組通常很小，最小的基因組只有三個(gè)基因。正因如此，病毒與病毒之間，病毒與其他細(xì)胞之間沒(méi)有保守基因，所以永遠(yuǎn)不可能把病毒加入到生命之樹(shù)。病毒種類(lèi)繁多，能夠感染所有的生命細(xì)胞。病毒通常根據(jù)結(jié)構(gòu)、基因組組成和宿主特異性進(jìn)行分類(lèi)。感染細(xì)菌的病毒稱(chēng)為噬菌體，噬菌體已被用作研究病毒生物學(xué)的模型系統(tǒng)。大多數(shù)病毒都比細(xì)菌細(xì)胞小得多，但也有不走尋常路大病毒，如潘多拉病毒可超過(guò)1 μm長(zhǎng)，含多達(dá)2500個(gè)基因，比許多細(xì)菌都大。
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