地球生物全系列——从单细胞到人类生物的三域系统细菌古菌微生物细胞器

生物是指称类生命的个体。在生物学和生态学中,地球上约有870万种物种(±130万),其中650万种物种在陆地上,220万种则生活在水中。

生物最重要和基本的特征在生物会进行新陈代谢及遗传两点,前者说明所有生物一定会具备合成代谢以及分解代谢(两个是完全相反的两个生理反应过程),并且可以将遗传物质复制,通过自我分裂生殖(无性生殖)或有性生殖,交由下一代繁殖下去以避免灭绝,这是类生命现象的基础。

虽然知道生物源自演化,但生命的起源和确切演化史仍有许多待解决的细节。生物学分类在近代受到分子生物学的挑战。一般而言,我们将生物分为三个域:细菌、古菌、以及真核生物。

三域系统是由美国微生物学家和生物物理学家卡尔·乌斯等人在1977年提出的细胞生命形式的分类,是古菌域、细菌域和真核域。

乌斯依据16S 核糖体RNA序列上的差别,将原核生物分成两大类,起初称为真细菌和古细菌,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祖先(最后共同祖先)分别演化而来,因此将三者各置为一个“域”,作为比“界”高一级的分类系统。

生物三域六界

古菌域下有古细菌界,细菌域下有细菌界,真核生物域下有四个界:原生生物界、真菌界、植物界和动物界。加上其他未专属域下有病毒和亚病毒因子两个界。

在生物分类学中,域是三域系统中最高的分类单元,该系统中,生命之树包含细菌、古菌与真核生物等三个域,其中前两者为原核生物,不具有细胞核,后者则具有细胞核。

1.古菌域

古菌又称古细菌、古生菌或太古生物、古核生物,是单细胞微生物,构成生物分类的一个域,或一个界。这些微生物1970年前的分类属于原核生物,它们与细菌有很多相似之处,即它们没有细胞核与任何其他膜状胞器,同时另一些特征相似于真核生物,比如存在重复序列与核小体。

环境微生物之古细菌

过去曾经将古菌和细菌一同归为原核生物,并将其命名为“古细菌”,但这种分类方式已过时。事实上古菌有其独特的进化历程,并与其它生命形式有显著的生化差异,所以现在将其列为三域系统中的一个域。在这个系统中,古菌、细菌与真核生物各为一个域,并进一步划分为界与门。到目前为止,古菌已被划分为公认的四个门,随着进一步研究,还可能建立更多的门类。在这些类群中,研究最深入的是泉古菌门与广古菌门。但对古菌进行分类仍然是困难的,因为绝大多数的古菌都无法在实验室中纯化培养,只能通过环境宏基因组检测来分析。

古菌和细菌的大小和形状非常相似,但少数古菌有不寻常的形状,如嗜盐古菌窝氏盐方扁平古菌拥有平面正方形的细胞。尽管看起来与细菌更相似,但古菌与真核生物的亲缘关系更为密切,特别是在一些代谢途径(如转录和转译)有关酶的相似性上。古菌还有一些性状是独一无二的,比如由依赖醚键构成的细胞膜。与真核生物相比,古菌有更多的能量来源,从熟悉的有机物糖类到氨到金属离子直到氢气。嗜盐菌,如嗜卤盐菌可以以太阳光为能源,其它一些种类的古菌能进行固碳反应;没有一种古菌能像蓝藻与植物进行光合作用。古菌通过分裂、出芽、断裂来进行无性生殖,但没有发现能产生孢子的种类。

一开始,古菌被认为都是一些生活在温泉、盐湖之类极端环境的嗜极生物,但近来发现它们的栖息地其实十分广泛,从土壤、海洋、到河流湿地。它们也被发现在人类的大肠、口腔、与皮肤[7]。尤其是在海洋中古菌特别多,一些浮游生物中的古菌可能是这个星球上数量最大的生物群体。现在,古菌被认为是地球生命的一个重要组成部分,在碳循环和氮循环中可能扮演重要的角色。目前没有已知的作为病原体或寄生虫的古菌,他们往往是偏利共生或互利共生。一个例子是产甲烷菌,生活在人和反刍动物的肠道中帮助消化,产甲烷菌还被用于沼气生产和污水处理。嗜极生物古菌中的酶能承受高温和有机溶剂,常被生物技术所利用。

2.细菌域

细菌是生物的主要类群之一,也是所有生物中数量最多的一类,据估计,其总数约有5×1030个。细菌是非常古老的生物,大约出现于37亿年前。真核生物细胞中的两种细胞器:线粒体和叶绿体,通常被认为是来源于内共生细菌。微生物无处不在,只要是有生命的地方,都会有微生物的存在。它们存在于人类呼吸的空气中,喝的水中,吃的食物中。细菌可以被气流从一个地方带到另一个地方。人体是大量细菌的栖息地;可以在皮肤表面、肠道、口腔、鼻子和其他身体部位找到。

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看到它们;而世界上最大的细菌可以用肉眼直接看见,有0.2-0.6毫米大,是一种叫纳米比亚嗜硫珠菌的细菌。细菌一般是单细胞,细胞结构简单,缺乏细胞核以及膜状胞器,例如线粒体和叶绿体。基于这些特征,细菌属于原核生物。原核生物中还有另一类生物称做古细菌,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。古细菌与真细菌在生活环境、营养方式以及遗传上有所不同。细菌的形状相当多样,主要有球状、杆状,以及螺旋状。

革兰氏阳性菌的结构图

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。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,科学家是在意大利的一座海底火山中发现这种细菌的。甚至在航天飞机上也能生长。然而,细菌种类是如此多,科学家研究过并命名的种类只占其中的小部分。细菌域下所有门中,只有约一半能在实验室培养的种类。

细菌的营养方式有自养及异养,其中异养的腐生细菌是生态系统中重要的分解者,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,例如乳酪及酸奶和酒酿的制作、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。

3.真核生物域

真核生物是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称,它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜包裹着的复杂亚细胞结构的生物,而不包括细菌和古菌,因它们的细胞器无膜包裹。

真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核,因此以真核来命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其它细胞器,如线粒体、叶绿体、高尔基体等。

由于具有细胞核,因此真核细胞的细胞分裂过程与没有细胞核的原核生物也大不相同。

真核生物在演化上是单源性的,都属于生物分类三域系统中的真核域,另外两个域为同属于原核生物的细菌和古菌。但由于真核生物与古菌在一些生化性质和基因上具有一定相似性,因此有时也将这两者共同归于新壁总域演化支。

科学家相信,从基因证据上来看,真核生物是细菌与古菌的基因融合体,它是某种古菌与细菌共生,异种结合的产物。

多种多样的真核生物

真核细胞之所以可以发展出有质膜包围的细胞核和细胞器,被认为有两个过程:膜内折和内共生。

膜内折指始祖古核生物细胞的质膜内折成为真核细胞的膜系统。经过第二次内折,内质网膜形成高尔基体等细胞器。

内共生学说指,古核生物吞入了需氧的、较小的、始祖原核生物(需氧真细菌,如变形细菌)和由寄生过渡到共生变为线粒体。通过类似的过程,古核生物细胞与较小的、始祖光合原核生物(如蓝细菌)共生,产生绿藻和红藻,第二次被古核生物吞入成为共生者,并演变为叶绿体。膜内折产生的原始的内质网膜系统,限制了吞入细菌的活动,避免了细胞成分被其“吃掉”。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

THE END
0.28.单细胞生物及与人类的关系科普视频小狐狸380360735关注jvzquC41vx4tqqz0eqs0x8iZOxS{i€R|[yT{O:Q|O4T{GS|[4ST7ƒfJTvhB?F3jvor
1.单细胞生物与人类的关系是()A.不影响人类的生活B.对人类是有害的C.对人类是有益的 D.有的对人类是有害的,有的对人类是有益的 试题答案 在线课程 分析单细胞生物与人类关系.有的对人类是有害的,有的对人类是有益的. 解答解:单细胞生物有的对人类是有益,如草履虫可以污水净化;有的单细胞生物危害人的健康,如肺炎双球菌. 故选:D 点评关键点:单细胞生物与人类关系. 练习册系列答案 西城jvzq<84yyy422:5lkcpjcx3eqo5d|||1ujoukhnfa8k8h==cc:j6f=j92c6bc:fgc::df:he;
2.单细胞生物与人类有什么关系单细胞生物对人类有什么好处或坏处答案解析 查看更多优质解析 解答一 举报 单细胞生物有许多,有些对于人类是有益的,比如人体的正常的肠道细菌;但有些就无益,比如HIV;但是在一定条件下,有益菌也会变成有害菌,如肠道内的有益大肠杆菌过多所引起肚泻,但这也是一种正常的调节现象. 解析看不懂?免费查看同类题视频解析查看解答 jvzquC41yy}/|‚gcpi4dqv4swgyukxs12h8d2@hh929:298668>7d:<:g:93hoh50jznn
3.考点透析09单细胞生物初中生物知识点总结单细胞生物知识点包括单细胞生物、常见的单细胞生物、单细胞生物的结构、单细胞生物与人类的关系等考点归纳总结。考点总结1.单细胞生物:由一个细胞构成,生命活动都在这一个细胞内完成的生物。单细胞生物可以独立地完成各项生命活动,如运动、摄食、消化等。特别jvzquC41yy}/uqnogpmzwjs0eqs0|qnujkjjcw436::/j}rn
4.生物中考必背知识点笔记3.单细胞生物与人类的关系:有益也有害 益处:①鱼的饵料; ②净化污水 害处:①引发疾病;②形成赤潮(单细胞生物大量繁殖,水体缺氧) 生物中考常考知识点 一、两栖动物和爬行动物 两栖动物 1、青蛙的前肢 短小 ,可以 支撑身体 ;后肢发达,趾间有 蹼 ,既能 跳跃 也能 划水 。眼睛后面有鼓膜,可感知声波;头部前端jvzquC41yy}/z~jzkng/exr1zwkykok1|juoitfqhwjbq8h37;>85<3jvor
5.微生物与人类关系的重要性1、微生物与人类关系的重要性,你怎么强调都不过分,微生物是一把十分锋利的双刃剑,它们在给人类带来 的同时也来来 。 2、1347年的一场由 引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲,有1/3的人(约2500万人)死于这场灾难。 3、2003年SARS在我国一些地区迅速蔓延,正常的生活和工作节奏严重地被打乱,这是因为SARS有很强的传染jvzq<84yyy4vpsx0eqs0|~nzkp~jcx}k1|omkjt142782A5422612Ad363923A3jvor
6.打印微生物的多样性与人类生物安全微生物与人类生活关系密切,并无时无刻不在影响着人类的生存环境。微生物在农业生产中扮演着无可比拟的重要角色。在农业生产中,微生物学与相关技术被广泛地应用于农业实践当中。利用农业有机废料,通过微生物发酵工程制取的单细胞蛋白、菌体蛋白或微生物发酵饲料等被广泛地应用于畜牧业与种植业的生产中。而利用微生物jvzq<84crr4837hp1rxjp}3rjrEdqwygpvoe?:65;661
7.单细胞原生生物在海洋碳汇研究中的重要性和展望Opisthokonta领鞭虫 Choanoflagellates、微孢子虫 Microsporidia在海洋中广泛分布,部分类群能够适应极地海洋环境,与动物有着直接的进化关系 表选项 对于明确单细胞原生生物在海洋碳循环中的作用,理解它们在海洋碳汇研究中的重要性来说,以营养类型和生态功能为分类依据的功能类群划分意义远大于系统生物学类群划分。为此,Mitrjvzq<84lqwxocux0ko4be7hp1jznn8|uyzzcew4423>068yd3:652A=80jzn
8.下列关于单细胞生物与人类的关系的叙述.错误的是()A.单细胞生物D、单细胞生物对人类有的有益,有的有害,如草履虫能净化污水,有些单细胞生物是对人类有害的,如疟原虫、痢疾内变形虫等,能侵入人体,危害健康,D错误. 故选:D 点评了解单细胞生物与人类的关系. 练习册系列答案 孟建平系列丛书浙江考题系列答案 导学与演练系列答案 jvzq<84yyy422:5lkcpjcx3eqo5d|||1ujoukhnfa2=77o69cf6gf;6cee>dd>625e=:9<>87
9.Science:构建出迄今为止最为庞大的多种人类器官的单细胞图谱这篇新论文是本周发表在Science期刊上的四项主要合作研究之一,作为国际人类细胞图谱(HCA)联盟的一部分,所有这些研究都构建了全面和可公开获得的跨组织细胞图谱。HCA得到了包括陈-扎克伯格倡议(Chan Zuckerberg Initiative, CZI)在内的广泛的全球资助者的支持。CZI的单细胞生物学项目也为Tabula Sapiens联盟jvzquC41yy}/ew2jgcrujlftg0ipo8ftvkimg€r142832>681euovnsv/3967?730jznn
10.场馆概况无脊椎动物与人类的关系 学者墙 馆藏的1万多件珍贵标本是我校3代生物学家、历经半个多世纪积累传承下来的。由于学校党委的重视,才使得一个教研室的生物标本及研究成果得以建馆面世。首先是伍律教授,提到他,不得不提到一本大家耳熟能详的少儿科普读物《蛇岛的秘密》,就是有伍律教授编写的。伍律教授带领团队,立足贵jvzquC41m{i/|vz0gf{/ew4|{{qez|rmzi5dipp0jvs
11.生物中考必背知识点20223.单细胞生物与人类的关系:有益也有害 益处:①鱼的饵料;②净化污水害处:①引发疾病;②形成赤潮(单细胞生物大量繁殖,水体缺氧) 中考生物必考要点 1、除病毒外,生物都是由细胞构成的。 2、细胞是生物结构和功能的基本单位。 3、生物圈为生物的生存提供的基本条件有:营养物质、阳光、空气和水、适宜的温度和一定的jvzquC41yy}/z~jzkng/exr1zwkykok1|juoitfqhwjbq8h375=8;:3jvor