原核生物界

資料出處:http://content.edu.tw/junior/bio/tc_wc/textbook/ch10/supply10-2-0.htm

地球上最早的生物大約在距今35億至 41憶年前形成,原核生物是最原始的生物,如細菌和藍綠藻。原核生物細胞內的遺傳物質沒有核膜包圍,亦即沒有完整的細胞核,包括我們較熟悉的真細菌門 (Division Eubacteria) 和一群很特別的古細菌門 (Division rchaebacteria),由於核酸序列的研究,有些生物學家認為他們應分屬於真細菌界 (Kingdom Eubacteria)和古細菌界(Kingdom chaebacteria)。
 
一、真細菌
          真細菌大部分為單細胞,需用顯微鏡才觀察得到,細胞壁含有月太.gif (368 bytes)聚醣
(peptidoglycan)。

中文名

英文俗名

固氮菌

Niitrogen-fixing bacteria

常與豆科植物的根共生

乳酸菌

Lactic acid bacteria

在優格內或泡菜過程中產生乳酸

內孢子菌

Endospore-forming bacteriia

如臘腸桿菌

腸內菌

Enterobacteria

如大腸菌或傷寒菌

光合細菌

Photorophic bacteria

如綠硫菌或紫硫菌

綠膿桿菌

Pseudomonads

螺旋體

Spirochetes

如梅毒細菌

立克次體

Rickettsias

如斑疹傷寒菌

披衣菌

Chlamydias

如引起砂眼的病原菌

菌質

Mycoplasmas

最小的原核生物,100∼250nm,唯一沒有細胞壁的原核生物。

藍綠藻

Cyanobacteria

行光合作用,放出氧氣。如藍球藻、念珠藻等。

綠氧菌

Chloroxybacteria

亦行光合作用,放出氧氣。介於藍綠藻和綠藻之間。

   藍綠藻和綠氧藻雖然為原核生物界的成員,但具有葉綠素,可行光合作用,放出氧氣,有別於其他細菌,茲特別敘述於下:

 a.藍綠藻

 由藍綠藻的化石可推斷,在35億年前他即已生存在地球上。cyanobacteria在未有 「原核生物界」 名稱之前被稱為blue-green algae,中文譯為藍綠藻或藍藻,他除了葉綠素 a 外,因含有藻藍素 (phycocyanin)而呈藍綠色,也因此而得名。他除了藻藍素外尚有藻紅素 (phycoerythrin),二者皆為蛋白質,合稱藻膽色素 (phycobilins),這些蛋白質只存在藍綠藻和紅藻中,為光合作用光系Ⅱ的色素,此特徵與其他植物相反,植物的光系統Ⅱ的色素是葉綠素 b。此外,藍綠藻亦不儲藏澱粉,而是儲存一種似動物肝醣的藍(綠)藻澱粉 (cyanophycean starch)。

 藍綠藻生存的範圍非常廣泛,如雪地、極區、極酸、極鹹或貧養的水、 沙漠、石頭縫、85度的溫泉等,他們亦共生於地衣、原生動物、變形蟲、水生蕨類、熱帶植物的根、海葵及許多其他寄主內。藍綠藻約1500餘種,有單細胞、群體的或絲狀的,他們的細胞皆比其他種類的原核細胞大。在某些海洋中,有時每公升海水可含高達一千萬個藍綠藻細胞,他為海洋提供了20%的初級產物。

 

體制

代表屬名

單細胞的(unicellular)

藍綠藻(Gloeocapsa)、
色球藻(Chroococcus)

群體的(colonial)

棋盤藻(Merismopedia)、
微囊藻(Microcystis)

絲狀的(filamentous)

念珠藻(魚腥藻)(Anabaena)、
顫藻(Oscillatoria)、
林比式藻(Lyngbya)

 在氮素含量低的環境中,有些藍綠藻會產生異形細胞(heterocyte),他比一般營養細胞大,壁也較厚,且可以固氮。藍綠藻亦會產生厚壁孢子(akinetes),他可抵抗乾燥和冰凍,因此可休眠。當環境變得適宜時,他可萌發產生新的個體。

 藍綠藻以裂殖 (fission) 的方式生殖,也可進行斷裂生殖(framentation)、外孢子生殖 (exospore) ,或經異形細胞、厚壁孢子萌發而產生新個體。但藍綠藻沒有有性生殖。

 藍綠藻沒有鞭毛,但可滑行 (如顫藻) ,這是由於細胞壁內的小纖維扭曲而造成的。有一種圓形的Synechococcus每秒可移動25μm,但此種運動的機制則未知。 

 b.綠氧菌

 1976年,Ralph A.Lewin在墨西哥Buja California的潮間帶的噴出囗發現一單細胞、原核的生物。他在構造和化學成分上像藍綠藻,但似高等植物含有葉綠素a和b,而且也缺藻膽色素。Lewinr將此圓形單細胞的新生物命名,屬名為Prochloron。到了 1984 年,荷蘭的科學家在荷蘭Loosdrecht湖的洞穴裡發現了一絲狀的,且細胞構造和化學成分與Prochloron 相似的原生生物,將之命名,屬名為為Prochlorothrix,他也具有葉綠素a和b,且無藻膽色素。此外ProchloronProchlorothrix 的葉綠層 (thylakoids) 與綠藻及植物相似而成疊狀 (藍綠藻的葉綠層不成疊狀)。

 生物學家因此認為ProchloronProchlorothrix 可能是綠色植物葉綠體的祖先,他與植物的葉綠體一樣具有相同的原核祖先。這兩種新的生物有時被歸在藍綠藻門 (Division Cyanobacteria),有時則被獨立於綠氧菌門(Division Chloroxybacteria) (或稱原綠藻門(Prochlorophyta)),其分類特徵介於藍綠藻和綠藻之間。

二、古細菌

 古細菌亦為原核細胞、單細胞,也需用顯微鏡才觀察得到 ;但他的細胞壁不含有月太聚醣,生化反應亦與真細菌迥異,他比真細菌更接近真核生物,因此有人將他獨立為一界。他們都適應在極端惡劣的環境,如溫泉和深海熱噴囗。

古細菌重要群

習性
甲烷細胞(Methanogens) 泥沼和沼澤中重要的分解者
嗜鹽細菌(Extreme halophile) 生長於高鹽度(15∼20%)的水域中
嗜熱酸細菌(Thermoacidiphiles) 生長於60∼80度和PH 2~4 的環境中