生物工程概论作业

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1、生物工程概论作业T吠霖201433350118714国贸1班一、古生菌命名简要：古纶菌(Archaea)或称古核牛物是一•类在进化途径上很早就与真细菌和真核牛.物相互独立的生物类群。发现由来：20世纪70年代，卡尔•乌斯(CarlWoese)博士率先研究了原核生物的进化关系。他没有按常规靠细菌的形态和生物化学特性来研究，而是靠分析由DNA序列决定的另一类核酸-核糖核酸(RNA)的序列分析來确定这些微隹物的亲缘关系。我们知道，DNA是通过指导蛋白质合成来表达它决定某个生物个体遗传特征的，其中必须通过一个形成和应RNA的过程。并且蛋白质的合成必须在-•种叫做核糖核蛋白体

2、的结构上进行。因此细胞中最重要的成分是核糖核蛋口休，它是细胞屮一种大而复杂的分子，它的功能是把DNA的信息转变成化学产物。核糖核蛋白体的主要成分是RNA,RNA和DNA分了非常相似，组成它的分子也冇自己的序列。由于核糖核蛋白体对生物表达功能是如此重耍，所以它不会轻易发生改变，因为核糖核蛋白体序列中的任何改变都口J能使核糖核蛋白体不能行使它为细胞构建新的蛋白质的职责,那么这个牛物个体就不可能存在。因此我们可以说，核糖核蛋白体是十分保守的，它在数亿万年中都尽可能维持稳定，没有什么改变，即使改变也是I•分缓慢而且非常谨慎。这种缓慢的分了进化速率使核糖核蛋白体RNA的序列成

3、为一个破译细菌进化Z谜的材料。乌斯通过比较许多细菌、动物、植物屮核糖核蛋白体的RNA序列，根据它们的相似程度排出了这些生物的亲缘关系。乌斯和他的同事们研究细菌的核糖核蛋白体中RNA序列时，发现并不是所有的微小生物都是亲戚。他们发现原来我们以为同是细菌的人肠杆菌和能产生甲烷的微生物在亲缘关系上竟是那么不相干。它们的RNA序列和一般细菌的差别一点也不比与鱼或花的差别小。产甲烷的微生物在微生物世界是个杲类，因为它们会被氧气杀死，会产生一些在其它生物小找不到的酶类，因此他们把产牛•甲烷的这类微牛物称为笫三类牛物。后來乂发现还有一些核糖核蛋白体RNA序列和产甲烷菌相似的微生物

4、，这些微生物能够在盐里生长，或者可以在接近沸騰的温泉屮生长。而我们知道，早期的地球人气中没有氧气，而含有人量氨气和甲烷,可能还非常热。在这样的条件下植物和动物无法生存，对这些微生物却非常合适。在这种异常地球条件下，只有这些奇异的生物可以存活，进化并在早期地球上占统治地位，这些微生物很町能就是地球上最古老的生命。因此，乌斯把这类第三牛物定名为古牛菌(Archaea),成为和细菌域、真核生物域并驾齐驱的三大类生物之一。他们开始还没有如此大胆，只是称为古细菌(Archaebacteria),后来他们感到这个名词很可能使人误解是一般细菌的同类，显不出它们的独特性，所以干脆把

5、"bacteria"后缀去掉了。这就是古生菌一词的来由。形态结构：古牛菌微小，一般小于1微米，虽然在高倍光学显微镜下可以看到它们，但最大的也只像肉眼看到的芝麻那么人。不过用电子显微镜能够讣我们区分它们的形态。虽然它们很小，但是它们的形态形形色色。有的像细菌那样为球形、杆状，但也有叶片状或块状。特别奇怪的是，古生菌冇呈三介形或不规则形状的，还冇方形的，像儿张连在一起的邮票。有的占生菌有鞭毛，例如詹氏甲烷球菌(Methanococcusjanaschii)在细胞的一端生有多条鞭毛。鞭毛是一种像头发-•样的细胞附属器官，它的功能是使细胞能够运动。古牛菌是原核生物，像细菌一

6、样，没有核膜，它们的DNA也以环状形式存在。不过，它的tRNA分子（转运RNA）有些不同于其它生物的特征。转运RNA分子是一种相对比较小的核糖核酸分子，它对解读DNA的遗传密码、合成蛋白质至关重要。细菌、动物、植物、真菌的转移RNA的结构特征是相同的，但是古生菌的tRNA分子的结构却很特别，所以耍区分古生菌和细菌，搞清楚这种分了的结构有关键性的意义。古生菌的转运RNA的许多特征更近似真核牛•物的，倒不太像细菌的。同样，古生菌的核糖核蛋口体的许多特征也更像高等真核*物如动物和植物的，例如细菌的核糖核蛋白体对某些化学抑制剂敏感，而古生菌和真核生物却对这些抑制剂无动于衷。

7、这使我们觉得古生菌和真核生物的亲缘关系更近。像具它牛物一样，古牛菌细胞有细胞质、细胞膜和细胞壁三种结构。古牛菌细胞也有一层把细胞和外部环境隔离开的外膜。在膜内包裹着细胞质，其中悬浮着DNA,古生菌的生命活动在这里进行。儿乎所冇的古生菌细胞的外面都围冇细胞壁，这是一层半固态的物质,它可以维持细胞的形状，并保持细胞内外的化学物质平衡。在细菌和大多数生物细胞中可以区分这三部分，但是仔细观察每部分，就会发现它们只是结构相似，而化学成分并不相同。换句话说，古生菌像具它生物一样构建同样的结构，但是它们用不同的化合物來构建。例如所有细菌的细胞壁含有肽聚糖，而古牛菌没有这种化合