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1、.原核生物多样性：学号：专业班级：【摘要】微生物是一群以分解代为主的重要生物类群,其生物学多样性十分丰富。但由于它们的微观性,尤其原核微生物不但形态简单、而且不存在有性生殖，也缺乏化石资料[29]而造成难以对其进行种群数目和数量的统计,因而对微生物的多样性研究远没有宏观生物那样深入和受到重视。本文根据原核微生物的特性,从其形态结构、进化分支、生理代类群、遗传及应用等方面简述了它们的多样性及重要意义,意在引起科学界和全社会对这类生物资源的认识和保护的重视。【关键词】原核微生物多样性应用原核生物包括细菌、放线菌、衣
2、原体、支原体、立克次氏体和蓝细菌。（一）、形态结构的多样性以细菌为代表说明原核生物形态结构的多样性：1、细胞壁原核生物经过革兰氏染色，可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。革兰氏染色反映的是细胞壁结构的差异。革兰氏阳性菌细胞壁主要由肽聚糖和磷壁酸组成，其中肽聚糖是细菌特有的成分，而磷壁酸则是革兰氏阳性菌所特有。革兰氏阴性菌的细胞壁主要是由肽聚糖和脂多糖（LPS）组成。其中脂多糖为革兰氏阴性菌特有。2、细胞膜细菌细胞膜有如下功能：控制细胞外物质交换和运输；壁多糖和荚膜等大分子物质合成场所；氧化磷酸化或光合磷酸化产能基
3、地；鞭毛着生点并提供运动所需能量。3、细胞质中的含物细菌细胞质中的含物主要包括：核糖体，是蛋白质合成的场所；载色体，质膜陷形成囊状载色体，属膜系统，是光合细菌光合作用的场所；羧化体，在化能自养细菌中常发现由膜陷包裹形成的羧化体，是将CO2还原成糖的场所；气泡，水生，无鞭毛的光合细菌细胞所含众多充满气体的小泡囊，由蛋白质膜包围而成。4、细菌细胞的特殊结构[30]..荚膜：某些细菌细胞壁外包裹的一层胶状结构，统称荚膜。化学组成多是胞外多糖类，少量蛋白质，常呈粘稠状；鞭毛：某些细菌在体表长出的波曲的长丝状物，是细菌的
4、运动器官；菌毛：是细菌表面的一种纤细、中空、外直、数量多的蛋白质附属物，功能是使菌体细胞粘连在宿主各器官表面。性菌毛是一种特殊的菌毛，主要用于遗传物质的传递；芽孢：某些细菌在生长发育后期，在营养体细胞形成一个圆形或椭圆型抗逆休眠体，叫芽孢或生孢子。5、形态[29]细菌形态基本上分为球状、杆状、和螺旋状三大类。球菌按其相互连接方式又可分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌等。杆菌形态较复杂，常有短杆菌、棒杆菌、梭状杆菌、分枝菌等。按其排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。螺旋菌一
5、般可分为弧菌（螺旋不满一环）和螺菌（满2-6环的小型、坚硬的螺旋状细菌）。（二）、进化分支多样性1990年，Woese等人总结了多年的研究成果，提出地球上的细胞生物是沿着3个主要谱系进化的，这3个进化谱系在分类学上称为3个域，图1就是以原核生物最理想的进化计时器16SrRNA序列构建的生命系统发育树。[29]（三）、生理类群多样性原核微生物具有多种多样的代能力和生理功能,可适应各种生态环境并以不同的生活方式与其他生物相互作用,构成了丰富多彩的生态体系。..1、生境的广泛性高等生物通过功能专化或分化的细胞或器官对
6、付逆境,而微生物则是通过适应性不同的单细胞群体而形成了可耐受和适应广泛的特殊环境的生物种群。它们能够耐受烧烤、冰冻、酸、碱、高盐、无氧、营养极限等其他生物无法耐受和生存的极端环境。尤其是古菌,它们的最适环境大多是地球上开始出现生命的原始环境和极端生境。有一种产甲烷的古生菌能够在高压下达到112℃的过热水中生长。[28]2、代类型的多样性细菌的主要代也具有多样性:(1)碳代:EMP、ED和戊糖磷酸途径。不同的途径产生不同的代产物;(2)氮代:细菌可同化氨态氮,也可固定大气氮为细胞氮原。固氮是细菌特有的功能,且种群
7、很多,自生固氮细菌的代表是圆褐固氮菌,共生固氮菌以根瘤菌为主;(3)CO2的固定:细菌可利用光能或化学能,在好氧或厌氧环境中将CO2同化为细胞碳或转化为其他产物,如蓝细菌的光合作用、同型产乙酸菌的产乙酸作用、甲烷菌的产甲烷作用及逆向的三羧酸循环。3、生活方式的多样性微生物同其他生物间的关系也因种群而异,根据微生物对其他生物的依赖关系可分为腐生、互生、共生和寄生。在厌氧降解过程中,不同菌群协同将有机物最终无机化为甲烷和CO2是典型的食物链方式,尤其互营细菌和产甲烷菌之间通过种间H2/甲酸转移完成有机酸的降解是近年
8、来研究的热点,它从热力学的角度揭示了物种间相互依赖的原因,也代表了不同物种间存在的另一种关系。（四）、遗传多样性与高等生物相比,微生物的多样性在基因水平更为突出,不同种群间的遗传物质和基因表达具有很大的差异。1、基因组大小和基因数目的多样性Cole和Girons(1994)综述了各种细菌的基因组信息,已知原核生物不同种群的基因组大小围从0.6Mb(分支杆菌)到9.45Mb(粘细菌),据
