细菌域

生物分类学当中的三域系统

生物分类学当中的三域系统是由Carl Woese在1990年提出的一种生物分类体系，将原核生物分成了两大类，起初称为真细菌(Eubacteria)和古细菌(Archaebacteria)。

体系介绍

生物分类学当中的三域系统是由Carl Woese在1990年提出的一种生物分类体系，将原核生物分成了两大类，起初称为真细菌(Eubacteria)和古细菌(Archaebacteria)。Woese依据16S rRNA序列上的差别，认为这两类生物和真核生物一起从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来，因此将三者各置为一“域”(Domain)，作为比界高的分类系统，并分别命名为细菌域(Bacteria)、古菌域(Archaea)和真核域(Eukarya)。

类别

细菌域包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古菌以外的其他原核生物。

细菌（英文名：Bacteria）是生物的主要类群之一，属于细菌域。细菌是所有生物中数量最多的一类，据估计，其总数约有 5×10的30次方个。细菌的个体非常小，目前已知最小的细菌只有0.2微米长，因此大多只能在显微镜下才能看到它们。细菌一般是单细胞，细胞结构简单，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状细胞器，例如粒线体和叶绿体。基于这些特征，细菌属于原核生物（Prokaryota）。原核生物中还有另一类生物称做古细菌（Archaea），是科学家依据演化关系而另辟的类别。为了区别，本类生物也被称做真细菌（Eubacteria）。

生存方式

分布

细菌广泛分布于土壤和水中，或者与其他生物共生。人体身上也带有相当多的细菌。据估计，人体内及表皮上的细菌细胞总数约是人体细胞总数的十倍。此外，也有部分种类分布在极端的环境中，例如温泉，甚至是放射性废弃物中，它们被归类为嗜极生物，其中最著名的种类之一是海栖热袍菌（Thermotoga maritima），科学家是在意大利的一座海底火山中发现这种细菌的。然而，细菌的种类是如此之多，科学家研究过并命名的种类只占其中的小部份。细菌域下所有门中，只有约一半能在实验室培养的种类。

营养方式

细菌的营养方式有自营及异营，其中异营的腐生细菌是生态系中重要的分解者，使碳循环能顺利进行。部分细菌会进行固氮作用，使氮元素得以转换为生物能利用的形式。细菌也对人类活动有很大的影响。一方面，细菌是许多疾病的病原体，包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由细菌所引发。然而，人类也时常利用细菌，例如乳酪及酸奶的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等，都与细菌有关。在生物科技领域中，细菌有也著广泛的运用。

古细菌域

古细菌原本是被认为是一些可生活于极严酷环境的细菌。如在温泉水中，浓盐水中，酸、碱性极高的水中，或是矿井的水中等等。生物学家对于它们的适应性感到惊奇，以为它们仅是少数的情况。

但后来发现它们的存在十分广泛，甚至在海水中亦分布甚广，于是正视它们的存在，并认同为可独立成一类的生物。但由于研究不足，生物学家们对它们的认识不足，所以它们的分类尚未成熟。现只能确认它们当中的四个门。其它的还有甚多尚待研究及确定。

最早发现的古核生物是产甲烷细菌类。但随着进化分子生物学与进化细胞生物学的兴起，特别是发现在海洋深处的热泉口很高温度的环境中存在众多嗜热细菌，是人们很自然联想到这些古细菌与地球早期生命环境的关系，设想它们可能在细胞起源与进化中扮演过重要角色。

古核生物细胞的形态和遗传结构装置与原核细胞相似，但有些分子进化特征更接近真核细胞，有些生物学家建议将生物分为原核生物、古核生物与真核生物3大领域，将其细胞相应分为3大类型：原核细胞、古核细胞和真核细胞。

形态特征

古细菌体积小,直径约 0.5-5μm, 形状有杆状、球形、螺旋形、丝状,基因组大小为 2-4mbp,多数为嗜热、嗜酸、自养型,古细菌有丰富的组蛋白,DNA 以核小体的形式存在。古细菌与一般细菌的氧化磷酸化产能不同, 如产甲烷菌(Methanogen)和硫细菌(Sulfolobus)用氢还原 CO2、S生成 CH4、H2S 来获得能量, 有些古核生物利用钨代替高温下不稳定的 NADH 参与电子传递链。古细菌具有比细菌更多样化的质膜结构。古细菌质膜由特殊脂类组成, 甘油和脂肪酸链之间的结合是通过醚键而不是酯键来实现的。古细菌没有以胞壁酸为基质的粘肽类细胞壁,而真细菌具有与胞壁酸相结合的细胞壁。古细菌对作用于真细菌细胞壁的抗生素如青霉素、头孢霉素以及抑制真细菌翻译过程的氯霉素和环丝氨酸不敏感, 而对抑制真核生物翻译过程的白喉毒素却十分敏感。与真细菌相比, 不同类型古细菌的多种蛋白质一级结构中疏水残基的平均数量增多, 增强了蛋白质的高温稳定性。古菌、细菌及真核生物在细胞结构和基因组结构方面的异同。

古细菌域 - 古细菌与真核细胞遗传信息传递机制相似　古细菌比真细菌更可能真核细胞的祖先，二者曾在进化上有过共同历程。

1.细胞壁的成分真细菌的细胞壁主要由含壁酸的肽聚糖构成，古细菌也有细胞壁，但其成分却与真细胞一样完全不含上述成分，因此抑制壁酸合成的链霉素，抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对真细菌类有强的抑制生长作用的药物对古细菌与真核细胞无作用。

2.DNA与基因结构真核细胞DNA中含有大量的重复序列，真细菌的细胞DNA不含重复序列，而古核细胞DNA中却有重复序列存在。

3.核小体结构原核细胞核区主要由一个环状DNA分子组成，没有或只有极少的蛋白质与DNA结合，古核细胞具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体的结构，但与真核细胞典型的核小体又有差异。

4.核糖体多数古细菌类的核糖体介于真核细胞与真细菌之间。古细菌对作用于真细菌核糖体大、小亚基，抑制蛋白的抗生素不敏感, 而对抑制真核生物翻译过程的白喉毒素却十分敏感。

5.5S rRNA根据对 5S rRNA 序列分析及二级结构的研究表明古细菌与真核生物相似,与原核生物差距甚远。

除上述各点外，根据DNA聚合酶分析，氨酰- tRNA 合成酶的作用，起始氨酰tRNA与肽链延长因子等分析，也说明古细菌与真核生物在进化上的关系较原核生物更为密切。

分类

古细菌域包括一些嗜热和超嗜热古细菌、极端嗜盐古细菌、产甲烷古细菌和热原体古细菌，分为两个门，共有217个种。目前,可在实验室培养的古菌主要包括三大类:产甲烷菌、极端嗜热菌和极端嗜盐菌。

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