微生物概述
2021-08-04 13:41:01
天緯化學小編
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細菌具有原核細胞結(jié)構(gòu)，通常被認為是未分化的單細胞，長度在1~10 μm之間。符合這一描述的細菌很常見，但實際上細菌在外觀和功能上差異很大。最小的細菌不超過0.15~0.2 μm微米，最大可達700 μm。有些細菌可以分化成多種細胞類型，甚至是多細胞。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了30個主要的細菌門，有些門中包含數(shù)千種物種，而有些門的物種很少。可培養(yǎng)的微生物中，90%以上的細菌屬于以下4個門：放線菌門、厚壁菌門、變形菌門和擬桿菌門。對環(huán)境樣本的rRNA基因或宏基因組測序分析表明，可能至少存在80個細菌門。雖然某些細菌門的物種具有獨特的表型特征，但大多數(shù)細菌門都具有很大的物種多樣性和生理多樣性。例如變形菌門含有各種代謝類型的微生物，包括有氧呼吸、無氧呼吸，各種類型發(fā)酵、光營養(yǎng)，以及利用H2、氮硫化合物、甚至金屬的化能營養(yǎng)代謝。變形菌門還具有廣泛的生態(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。另外有一點很重要，雖然大多數(shù)植物和動物門起源于6億年內(nèi)，但細菌門已經(jīng)存在數(shù)十億年，為生命研究提供更多的參考資料。像細菌一樣，古菌也有原核細胞結(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)多樣性比細菌少，大多數(shù)古生菌以未分化的細胞存在，長度為1~10 μm。主要古菌群包括5個門：廣古菌門、泉古菌門、奇古菌門、納古菌門、初古菌門。許多古菌只能通過從環(huán)境中的rRNA基因或基因組序列來了解，通過分析表明古菌可能超過12個門。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菌都是極端微生物。實際上，古細菌在自然界中廣泛存在。例如，產(chǎn)甲烷菌在濕地和動物腸道中很常見，它產(chǎn)生的甲烷是一種溫室氣體；奇古菌門棲息于世界各地的土壤和海洋中，是全球氮循環(huán)的重要貢獻者。古菌通常人畜無害，很少成為動植物的病原體。目前研究的多數(shù)菌株屬于泉古菌門和廣古菌門，奇古菌門、納古菌門、初古菌門的菌株相對較少。植物、動物和真菌是真核生物中特征最明顯的類群。與細菌和古生菌相比，這些群體相對年輕，起源于大約6億年前開始的寒武紀大爆發(fā)。最早的真核生物是單細胞微生物，包括各種藻類和原生動物，真核微生物可能最早出現(xiàn)在20億年前，遠早于動植物和真菌。真核微生物在大小、形狀和生理機能上差異很大。其中最小的是納米鞭毛蟲，它們是微生物捕食者，可小可達2 μm長；綠藻屬的Ostreococcus直徑為0.8 μm，比許多細菌都要小。最大的單細胞生物是真核生物，但它們不是微生物。例如在馬里亞納海溝里發(fā)現(xiàn)了長達10 cm的Xenophyophos，其形似變形蟲，只生活在深海；此外由單個細胞質(zhì)室構(gòu)成的黏菌直徑可達30 cm。真核微生物生理類型多樣，包括各種光營養(yǎng)、微生物捕食者、共生體和寄生蟲等等。生命之樹上并沒有病毒，也就是說病毒是不是生命還有爭議。病毒專性寄生，只能在宿主細胞內(nèi)復制。病毒不是細胞，缺乏細胞生命中所存在的細胞質(zhì)膜、細胞質(zhì)和核糖體。病毒不能保存能量，也不能進行代謝，但它們接管了被感染細胞的代謝系統(tǒng)，以制造更多的病毒。細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基因。正因如此，病毒與病毒之間，病毒與其他細胞之間沒有保守基因，所以永遠不可能把病毒加入到生命之樹。病毒種類繁多，能夠感染所有的生命細胞。病毒通常根據(jù)結(jié)構(gòu)、基因組組成和宿主特異性進行分類。感染細菌的病毒稱為噬菌體，噬菌體已被用作研究病毒生物學的模型系統(tǒng)。大多數(shù)病毒都比細菌細胞小得多，但也有不走尋常路大病毒，如潘多拉病毒可超過1 μm長，含多達2500個基因，比許多細菌都大。
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