整理沈萍微生物学第十三章微生物物种多样性.docx
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整理沈萍微生物学第十三章微生物物种多样性
第十三章微生物物种多样性
微生物在营养类型、酶系统、营养物质的吸收利用、生态环境等方面呈现其独特性。
目前采用分子生物学实验技术以16SrRNA（原核生物）、18SrRNA（真核生物）、DNA和蛋白作为系统发育的指示物进行自然界中生物系统发育研究。
本章重点介绍原核微生物（真细菌、古生菌）和真核微生物（真菌、黏菌、单细胞藻类、原生动物）多样性。
第一节真细菌的多样性
一真细菌系统发育总观
自然界中所有微生物被分成细菌、古生菌、真核生物3个域domain，古生菌和真核生物具有共同祖先，细菌与古生菌亲缘关系不如前两者密切。
细菌域比其他的域都更早出现。
在每一个特定系统发育类群中的大多数或者所有生物的rRNA中都有一段保守的寡核苷酸特征性序列oligonucleotidesignaturesequence。
通过16SrRNA序列分析揭示出不同细菌本身保守的16SrRNA寡核苷酸序列是识别系统发育的标记。
据此可将《伯杰氏系统细菌学手册》第一版中真细菌23个门归纳成细菌系统发育的12个独特类群。
类群1紫色光合细菌及其有关细菌
目前类群1称为变形细菌protebacterium（变形杆菌门）是细菌中包括的属最多且在生理特性上最具有多样性，由α、β、γ、δ和ε5个纲组成。
其中能进行光合作用的紫色细菌包括在α、β、γ三个纲中，有机化能营养属（埃希氏菌属、假单胞菌属、醋单胞菌属）和无机化能营养属（硝化杆菌属、亚硝化单胞菌属、贝日阿托氏菌属）的一些菌也包含在这三个纲。
δ和ε只包含菲光和作用的细菌。
所有的肠道细菌、大多数假单胞菌、自生和共生固氮细菌、大多数化能无机营养细菌在形态、生理和生态分布的表型上与紫色细菌明显不同，但在系统发育上却有关系。
由紫色细菌谱系可引伸出各种差异大的重要细菌。
16SrRNA序列分析表明AAAUUGG序列可鉴别α纲的紫色细菌；
CYUUACACAUG是β纲序列特征；
ACUAAAACUCAAAG位于大多数δ纲紫色细菌的16SrRNA中，尚未发现γ和ε纲的特征序列。
类群2绿硫细菌（绿菌门）有独特的光合色素（菌绿素c或d）、绿色体、自养代谢，绿菌属的所有种均不运动，仅绿滑菌属滑行云运动，与其他细菌之间缺乏密切的系统发育关系，AUACAAUG是其特征标记。
类群3无硫绿细菌（绿曲菌门）包括两个非光合作用属，滑柱菌属、高温微菌属，是细菌中古老独特的谱系，CCUAAUG标记
类群4蓝细菌（蓝细菌门）目前分类仍注重于形态指标，AAUUUUYGG
类群5浮霉状菌属-小梨形菌属（浮霉状菌门）自然界自由生活时，多以柄或固着器附着在基物表面。
与其他细菌十分不同，是细菌主要分支，CUUAUUGG
类群6螺旋体（螺旋体菌门）包括自由生活无致病性螺旋体属、寄生并致病疏螺旋体属、密螺旋体。
根据形态和运动方式归为一类，AAUCUUG，UCACACYACYG则是大多数螺旋体特征序列。
类群7拟杆菌属-黄杆菌属（拟杆菌门）是G-菌主要的系统发育系。
类群8衣原体Chlamydia（衣原体门）只包括专性胞内寄生的种，如引起性病和沙眼的pathogen。
该类群与浮霉状菌属共同特点是：
细胞壁均缺乏肽聚糖成分。
类群9异常球菌属–栖热菌属仅包括G+、高度抗辐射异常球菌属、G-、化能有机营养、嗜热的栖热菌属。
两个属共性是有非典型细胞壁，cellwell中肽聚糖的二氨基庚二酸为鸟氨酸所取代。
CUUAAG
类群10G+杆状、球状的G+包括形成芽孢的细菌、乳酸菌、棒杆菌、放线菌、大多厌氧和好氧的球菌，还包括无细胞壁的支原体。
支原体在系统发育上可看做是无细胞壁的梭菌。
某些光合细菌也与该类群有关，G+根据rRNA序列分析可将G+分为两个主要类别：
相对低（G+C）mol%和高（G+C）mol%的。
后者的标记序列为CUAAAACUCAAAG，前者还没发现。
类群11栖热袍菌属-栖热腔菌属，仅含有两个属都是嗜高温细菌，前者最适温度为80℃，二者都位于生物总系统发育树根部，为早期生物都是嗜热这一假说提供了有力证据。
类群12产液菌属-氢杆菌属仅包括极端嗜热产液菌属（仅发现一个种嗜火产液菌）和氢杆菌属（仅俩种嗜酸氢杆菌、嗜热氢杆菌）。
前者最适生长温度85℃最高90，后者79-75℃，最高80。
氢杆菌专性化能无机营养、只能氧化氢，在细菌系统发育树中位于最根部，嗜热、能氧化氢、行无计划能营养的细菌发现，进一步支持了地球上最早的细菌是超嗜热的论点。
通过rRNA序列分析结果，可明显看出细菌系统发育中至少分为12个类群，其中最大的类群是紫色细菌（变形细菌），包括大部分G-菌，另一个重要的大群包括大部分G+菌。
二真细菌的主要类型
真细菌主要类型进一步划分，按照《伯杰氏系统细菌学手册》（1984-1989）
1G-细菌（变形杆菌）这是原核生物中种类最多的一类细菌。
细胞形态和排列接单，横向二分裂，运动的种自由游动，化能有机营养，主要生长方式为异样，有些种在氢气环境中可自养。
多为腐生菌，也有寄生菌。
寄生菌中有的是条件致病菌，有的高度致病。
（1）螺旋体（螺旋体门）菌体细长、弯曲呈螺旋状，其细胞主体为细胞质和核区，细胞外周为细胞质膜和细胞壁，形成原生质柱。
螺旋状原生质柱外缠绕周质鞭毛，也称轴丝。
轴丝与原生质柱由3层膜包围，称为外鞘outersheath。
根据形态、生理特性、致病性和生态环境螺旋体分为13个属。
（2）螺旋状或弧状的G-细菌这类细菌成螺旋状或弧状，具有典型细菌鞭毛、化能有机营养，大多数不能利用糖类，有的种可在含有H2、CO2、O2的混合气体中自养生长，偶的可在微氧条件下固氮。
有9个属，分布在δ和ε变形菌纲中。
螺、水螺、弯曲杆、螺杆、海洋螺、固氮螺、草螺、蛭弧菌属，其中蛭弧菌属中有一类特别的蛭弧菌，可以寄生在另外一些菌体上，利用寄主的细胞质组分作为营养、生长发育，也可无寄主生存。
蛭弧菌生活史：
蛭弧菌的生活史有两个阶段。
既有自由生活的、能运动、不进行增殖的形式；又有在特定宿主细菌的周质空间内进行生长繁殖的形式。
这两种形式交替进行。
P363
（3）G-的杆菌和球菌，都能利用氧作为最终电子受体进行严格呼吸产能代谢。
也有厌氧产能呼吸，以硝酸盐、延胡索酸盐或其他物质作为最终电子受，有的可固氮。
名称
归类
特征
与人类、生产关系
假单胞菌属
γ-变形杆菌纲
有一根或几根极生鞭毛，最突出特点是在大多数情况下只需要简单营养，能广泛利用有机化合物作为碳源和能源
是水和土壤中重要细菌，可分解动植物遗体，铜绿色假单胞菌与人泌尿生殖道和呼吸道感染有关，其感染人严重烧伤或皮肤外伤的创伤面后会引起全身性感染，导致败血症。
因该菌在创伤面生长可产生蓝脓素而使脓液呈蓝绿色，通常称为绿脓杆菌。
土壤中该菌作为反硝化细菌在氮素循环中起重要作用。
假单胞菌在工农业、污水处理、消除环境污染中起重要作用。
许多对植物有致病性
黄单胞菌属
γ-变形杆菌纲
极生鞭毛运动，专性好氧，在培养基中产生非水溶性的黄色色素（一种类胡萝卜素），其化学称为为溴芳基多烯，使菌落呈黄色。
另一特征是植物病原菌。
造成甘蓝黑腐病的野油菜黄单胞菌可作为菌种生产荚膜多糖，即黄原胶，在纺织、造纸、采油等工业上由广泛应用。
固氮菌属
γ-变形杆菌纲
细胞卵圆形、个体大，在含糖培养基，菌体形成丰厚荚膜或黏液层，使菌落呈粘液状，胞内具有特殊防氧保护机制，可在好氧条件下自生固氮，消耗1g葡萄糖生成10mg氮素，固氮酶中的钼可用钒代替。
主要分布在水和土壤
根瘤菌属
α-变形杆菌纲
细胞杆状、呈多形态。
在糖培养基上生长可产生大量胞外黏液。
刺激豆科植物的根部形成根瘤，在根瘤中以只生长不分裂的类菌体bacteroids形式存在。
类菌体被一层类菌体周膜periobacterialmembrane包围形成良好的氧、氮和营养环境，有效地进行根瘤菌与豆科植物共生固氮
甲基球菌属和甲基单胞菌属
γ-变形杆菌纲
两属形态不同，但都在好氧和微好氧条件下以甲烷、甲醇、甲醛等一碳化合物作为唯一碳源和能源，故又称为甲烷氧化菌
因其生理特性独特，将来有可能利用甲烷这一廉价碳源培养甲烷氧化菌以获得无毒的细菌蛋白扩大人类蛋白食品来源。
醋酸杆菌
α-变形杆菌纲
细胞椭圆形至杆状、直或弯曲，最显著特点是能将乙醇氧化成醋酸，并将醋酸或乳酸进一步氧化成水和CO2.其生长
最佳碳源是乙酸和乳酸，是制醋工业菌种；可引起水果腐烂，有的菌株生长过程中能合成纤维素，在细菌中非常罕见，纤维素结成片层将菌体包埋，形成一层纤维素膜。
埃希氏菌属
γ-变形杆菌纲
细胞呈直杆状，许多菌株产生荚膜、微荚膜，有的产生大量菌毛，化能有机营养，因其为兼性厌氧菌，故有呼吸代谢和发酵代谢两种产能系统。
该属最典型的代表种是大肠杆菌，其是微生物学、分子遗传学、基因工程研究的好材料，大肠杆菌在动物和人肠道内是正常菌群能产生维生素B和K供人利用，分泌大肠杆菌素抑制肠道致病菌（如痢疾杆菌）和腐生菌生长。
当机体处于极度衰弱时，大肠杆菌侵入肠外组织或器官，称为条件致病菌，引起肠外感。
一些致病性大肠杆菌产生由质粒编码的肠毒素，引起严重腹泻，大肠杆菌O157曾引起严重肠道传染病。
大肠杆菌数量越多表明粪便污染情况越严重，同时表明伤寒杆菌、痢疾杆菌等肠道致病菌污染的可能性。
卫生细菌学长以“大肠杆菌群数”“细菌总数”作为饮水、牛奶、食品等卫生检定标准，我国指标是生活饮用水细菌总数不得超过100个/ml，1000ml不得超过3个。
（4）支原体、立克次氏体和衣原体
特征
细菌
支原体
立克次氏体
衣原体
病毒
直径/微米
0.5-0.2
0.2-0.25
0.2-0.5
0.2-0.3
小于0.25
可见性
光学显微镜
光学显微镜勉强可见
光学显微镜
光学显微镜勉强可见
电子显微镜
过滤性
不能过滤
能
不能
能
能
革兰氏反应
阴或阳性
阴
阴
阴
无
细胞壁
有坚韧细胞壁
缺
与细菌类似
与细菌类似
无
繁殖方式
二均分裂
二均分裂
二均分裂
二均分裂
复制
培养方式
人工培养
人工培养
宿主细胞
宿主细胞
宿主细胞
核酸种类
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA或RNA
核糖体
有
有
有
有
无
大分子合成
有
有
进行
进行
只能利用宿主合成系统
产生ATP系统
有
有
有
无
无
增值过程中结构完整性
保持
保持
保持
保持
失去
入侵方式
多样
直接
昆虫媒介
不清楚
决定宿主细胞性质
对抗生素
敏感
敏感（青霉素例外）
敏感
敏感
不敏感
对干扰素
某些敏感
不敏感
有的敏感
有的敏感
敏感
1）支原体又称类菌质体，介于一般细菌与立克次氏体之间的原核生物，因最早从患胸膜肺炎的牛体分离，故称类胸膜肺炎微生物PPLO，突出特征是不含细胞壁，只有细胞膜，典型菌落像“油煎荷包蛋”，除肺炎支原体外，一般不使人致病，但能引起禽畜病害。
采用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培养时，常被支原体污染，光学显微镜观察不到，现常用含有琼脂量少的培养基直接培养法、DNA荧光染色法、探针杂交法和PCR检测法等监察。
在组织培养细胞中事先加入新霉素或卡那霉素抑制支原体生长，可防其感染。
2）立克次氏体一类严格的活细胞内寄生的原核微生物。
美国医生H.T.Ricketts1909发现于斑疹伤寒的病原体，并因此而牺牲，主要以节肢动物为媒介，寄生于其消化管表皮细胞中，通过节肢动物叮咬和排泄传播给人和其他动物。
能引起流行性斑疹伤寒、恙虫热、Q热等严重疾病，且多为人兽共患病原体。
3）衣原体介于立克次氏体和病毒之间、能透过细菌过滤器、专性活细胞内寄生的一类原核微生物。
在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态：
A具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大称为始体；
B始体无感染性，但能在空泡中以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积累于细胞质内称为各种形状的包涵体inclusionbody，宿主细胞破裂释放出的原体则感染新的细胞。
衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物、鸟类，仅少数致病，如人类沙眼衣原体、鸟的鹦鹉热衣原体，有的是人畜共患病原体。
1956年我国微生物学家汤飞凡等用鸡胚卵黄囊接种法，首次成功分离培养沙眼衣原体，现衣原体可用多种细胞培养。
2G+菌是细菌中重要一大类，细胞形状多为球形、杆状、多数规则，排列呈单个、成对、成链或称分支菌丝。
（1）G+球菌球形、有机营养和不形成芽孢仅仅是其共同形态学和生理特征
名称
特征
其他
微球菌属
大多可产生类胡萝卜素，致使菌落呈黄、橙、橙红、或红色
系统发育来看，不是一个独立的属，可能是节杆菌在细胞周期中的微球菌阶段，是一种退化
葡萄球菌属
存在于温血动物皮肤、皮肤腺体和黏膜上
有的种是人或动物的条件致病菌。
可引起化脓性感染，可产生肠毒素，引起食物中毒。
可导致丘疹、肺炎、骨髓炎、心肌炎、脑膜炎、关节炎
明串珠菌属
生长需要复杂生长因子和AA丰富培养基，所有种都需要盐酸、硫胺素、生物素及泛酸的衍生物，在培养基中添加酵母粉、西红柿等菜汁可加速生长
通过己糖单磷酸途径和磷酸酮糖裂解途径联合发酵葡萄糖形成异型乳酸发酵，产生左旋或右旋乳酸。
肠膜明串珠菌能在蔗糖中生成大量黏液物，称为为大分子右旋糖苷，经右旋糖苷酶酶解产生相对分子量在20000或20000以上的产物可作为血浆代用品，用于输液和战地救护。
该菌也是制糖工业和食品加工业中的有害菌
（2）产芽孢的G+杆菌和球菌（芽孢杆菌纲）该类菌在细菌生活周期中产生芽孢，芽孢是细菌休眠器官，是细菌细胞物质功能上的分化现象，芽孢产生后从细胞中脱离出来，遇到合适环境会萌发成一个新细菌，细胞数量并未增加，故芽孢不是繁殖器官。
1）芽孢杆菌属细胞杆状，内生一个芽孢，好氧或兼性厌氧，化能有机营养类型。
氧是最终电子受体。
枯草芽孢杆菌是代表种，除作为细菌生理学研究外，也是重要的工业生产用菌种，可生产蛋白酶、淀粉酶；
属内地衣芽孢杆菌可用于生产碱性蛋白酶、甘露聚糖酶和柑菌肽，（畜用抗生素，可杀灭动物肠道中G+致病菌）；
炭疽芽胞杆菌是人和动物的致病菌，可引起皮肤炭疽、肺炭疽、肠炭疽等；
多粘芽孢杆菌可产生多粘菌素，用于杀灭家畜、家禽肠道中的G-致病菌；
蜡状芽孢杆菌是工业发酵中常见污染菌，也引起人的胃肠炎；
苏云金芽孢杆菌的伴孢晶体可杀死农业害虫；
幼虫芽孢杆菌、日本甲虫芽孢杆菌是昆虫致病菌；
球形芽孢杆菌可杀灭蚊子幼虫。
2）梭状芽孢杆菌属杆状形成椭圆形或球形芽孢，芽孢常使菌体膨大成鼓槌状、梭状。
多为专性厌氧，化能有机营养类型。
丙酮丁醇梭菌是工业上采用发酵法产生丙酮丁醇的菌种。
3）芽孢八叠球菌属八叠球状，严格好氧，化能有机营养，大多生长需要生长因子
（3）G+杆菌分为低G+C含量的G+菌和高G+C含量的G+菌
名称
分类
特征
应用
乳酸杆菌属
低G+C含量G+菌
形态变化大，多为成链排列，微好氧，具有发酵代谢，化能有机营养，营养要求复杂，需生长因子。
明显特征是具有高度耐酸性，最适pH5.5-6.2，pH5.0以下仍可生长
专性代谢糖类化合物生成50%以上的乳酸，多分布于肠道，口腔、胃、阴道，是正常菌群，很少致病，德氏乳酸杆菌是工业上产生乳酸的菌种。
棒状杆菌属
高G+C含量G+菌
放线菌纲
细胞呈直、略弯、两端常呈一端膨大的棒状，常呈“八”字形和栅状排列，兼性厌氧，有的好氧，化能有机营养，细胞壁含内消旋二氨基庚二酸和阿拉伯糖、半乳糖；呼吸链中有甲基萘醌，胞内含枝菌酸。
产谷氨酸北京棒杆菌利用其代谢调控机制筛选出产各种AA的菌株，寄生型棒杆菌可引起人和动植物病害，如人患白喉病的白喉杆菌以及造成马铃薯环腐病的马铃薯环腐病棒杆菌
丙酸杆菌
高G+C含量G+菌
放线杆菌纲
多变的形态是其细菌形态学上的突出特征，细胞壁中含LL-二氨基庚二酸和内消旋DAP，厌氧至耐氧，化能有机营养
能发酵乳酸、糖类、蛋白胨产生丙酸及乙酸，使乳酸具有特殊风味是该类细菌独特生理特征。
费氏丙酸杆菌是工业上用来生产丙酸和VB12的菌种。
双歧杆菌属
高G+C含量G+菌
放线菌纲
呈多样性，单个、成链、呈星形、V形排列，厌氧有的耐氧，
发酵代谢通过果糖-6-磷酸途径分解葡萄糖，双歧杆菌产乙酸具有降低肠道pH、抑制腐败细菌滋生、分解致癌前体物、抗肿瘤细胞、提高机体免疫力等多种对人体有效生理功能
分枝杆菌属
高G+C含量G+菌
放线菌纲
（5）污染防止措施能否达到要求。
受到触动时菌丝破碎成杆状或球状，因细胞表面含有分枝菌酸，具有抗酸性。
细胞壁中的肽聚糖含有内消旋二氨基庚二酸，阿拉伯糖和半乳糖。
质膜中磷脂含有磷脂酰乙醇胺。
好氧，化能有机营养，包括专性细胞内寄生、腐生和兼性
结核分枝杆菌是人类肺结核、肠结核、骨结核及肾结核等结核病的pathogen，分为人、牛、鸟、鼠、冷血动物、非洲型，这6型。
麻风分枝杆菌是引起人类麻风病的pathogen，动物中的对麻风杆菌高度敏感是研究麻风杆病的动物模型。
3光合细菌自然界中以光合作用产能的细菌根据其所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌（蓝细菌和原绿菌）和不产氧光合细菌（紫色细菌和绿色细菌）。
（1）蓝细菌有叶绿素a、以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物的光合细菌，曾被称为蓝藻。
不含核膜、无有丝分裂器、细胞壁含有二氨基庚二酸的肽聚糖和脂多糖层构成；
（2）列出有关的法律、法规、规章、标准、规范和评价对象被批准设立的相关文件及其他有关参考资料等安全预评价的依据。
革兰氏染色阴性，分泌黏液层、荚膜或形成鞘衣，细胞内含70S核糖体；
虽有叶绿素的光合色素但没叶绿体，进行光合作用的是含有叶绿素a、β-胡萝卜素、类胡萝卜素、藻胆素（包括藻蓝素和藻红素）的类囊体。
大纲要求这些特征与原核生物相近，故为细菌家族。
藻蓝素占优势的色素使细胞呈现特殊的蓝色，故而得名为蓝细菌。
按形态分为5大类群，29属。
蓝细菌细胞最小的聚球蓝细菌属直径0.5-1微米，大颤蓝菌属可超过60微米。
蓝细菌营养极为简单，不需维生素，以硝酸盐或氨为N源，多数能固氮，在水稻中培养蓝细菌可保持和提高土壤肥力。
一些实验表明将蓝细菌作为食物对肝硬化、贫血、白内障、青光眼及胰腺炎、糖尿病、肝炎有一定辅助治疗效果。
蓝细菌可能是地球上第一个产氧的光合生物，对地球从无氧到有氧环境的转变、真核生物的进化起着里程碑式的作用。
（2）紫色细菌含有菌绿素和类胡萝卜素、能光合作用、光合内膜多样、以硫化物或硫酸盐作为电子供体、沉积硫的光能自养型细菌。
因含有不同类型类胡罗卜素故细胞培养液呈紫色、红色、橙褐色或黄褐色，故称为紫色细菌。
红螺菌属、红假单胞菌属、红微菌属，均属于α-变形杆菌纲,曾被认为不能利用硫化物还原CO2，称为非硫紫色细菌，后发现大多可利用低浓度硫化物，故又归为紫色硫细菌。
（3）环境影响分析、预测和评估的可靠性；4化能无机营养细菌从氧化无机物中获取能量，以CO2为唯一碳源，称之为化能无机营养细菌，包括硝化细菌、氢细菌、无色硫细菌等，也有很多可利用有机物且不以CO2为唯一碳源。
名称
（1）可能造成重大环境影响的建设项目，编制环境影响报告书，对产生的环境影响应进行全面评价；分类
（2）辨识和分析评价对象可能存在的各种危险、有害因素，分析危险、有害因素发生作用的途径及其变化规律。
营养类型
3）应用污染物排放标准时，依据项目所属行业、环境功能区、排放的污染物种类和环境影响评价文件的批准时间确定采用何种标准。
综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行，即：
有行业排放标准的执行行业排放标准，没有行业排放标准的执行综合排放标准。
硝化细菌
α-变形杆菌纲
4.将环境影响价值纳入项目的经济分析凡是能利用还原态的无机氮化物、进行无机营养生长的细菌称为硝化细菌，自然界没有化能无机自养细菌能使氨完全氧化成硝酸盐，而是由两类不同生理类群的细菌协同进行完成氧化过程。
能把氨氧化成亚硝酸盐的细菌称为亚硝化细菌。
能将亚硝酸进一步氧化成硝酸盐的细菌称为硝化细菌。
6.建设项目环境影响评价文件的其他要求无色硫细菌
（3）专项规划环境影响报告书的内容。
除包括上述内容外，还应当包括环境影响评价结论。
主要包括规划草案的环境合理性和可行性，预防或者减轻不良环境影响的对策和措施的合理性与有效性，以及规划草案的调整建议。
代表性的硫杆菌属（β-变形杆菌纲）
能够氧化还原态或部分还原态无机硫化物的非光能营养型细菌称为无色硫细菌，与厌氧有光条件下氧化还原态硫化物的光合硫细菌不同，这些细菌在硫素循环中其主要作用。
硫杆菌属细胞呈小杆状，能氧化硫或各种还原态的硫化物，氧化的终产物是硫酸盐，从中获能，以CO2为唯一碳源，自养生活。
硫酸盐氧化的形成会造成酸性环境，可用此类细菌进行冶金，可将含硫铜矿中的铜转化为硫酸铜然后置换或萃取出海绵铜，经加工得到铜锭。
氢细菌
氢杆菌属直杆状、最适生长温度70-75℃，最高位80℃
以H2作为电子供体，通过对H2的氧化获能、同化CO2的化能自养细菌。
细胞内脂肪酸主要成分是18C直链饱和脂肪酸和20C的直链不饱和脂酸。
该菌在宇航工业中具有潜在重要利用价值。
5有附属物、无附属物芽殖和非芽殖细菌
有些细菌在细胞表面产生细胞质性突起物，如柄、菌丝等，内含细胞质外具细胞壁，称为附属物。
这类细菌与典型真细菌的区别在于它们繁殖方式、特殊形状、完整的生活史。
名称
细胞特点
代表性细菌的生活史
有附属物芽殖的细菌（生丝微菌属）
细胞呈杆状、末端尖、或椭圆形、卵形、菜豆形；可产生单极生，或双极生的丝状物。
生丝微菌属，其繁殖方式独特、形成生活史：
P371
1母细胞附着在固体基物上；
2长出丝状物；
3丝状物末端形成芽体；
4芽体膨大，长出1根鞭毛形成的子细胞；
5脱离母细胞，游动；
6子细胞失去鞭毛，成熟为母细胞
该属是好氧的华能有机营养型，可从含有大量锰沉积物的水管中分离到。
有附属物非芽殖的细菌（柄杆菌）
cell呈杆状、类弧状、纺锤状，具有独特的不对称细胞分裂方式，形成非芽殖的分裂周期，幼龄细胞一端着生一根鞭毛，老龄细胞具柄，柄有外膜、肽聚糖、细胞质膜和细胞质。
柄杆菌生活史：
P371
1细胞延长，以收缢方式二分裂，无隔膜；
2一端长出一根鞭毛，称为游动细胞；
3与母细胞脱离，游动；
4固着在新的基物上；
5鞭毛消失，由长鞭毛处形成新柄。
无附属物、非芽殖的细菌（嘉氏铁柄杆菌属）
细胞呈肾形，子细胞分裂后迅速变圆，在含有亚铁的天然水或矿质培养基中生长的细胞从细胞的凹面出分泌出胶质氢氧化铁，形成很强的无机质柄，二分裂繁殖，细胞旋转式运动引起柄的扭曲，若细胞离开柄，则靠一根单极生鞭毛运动。
无附属物、芽殖细菌（浮霉状菌属）
Cell呈球形、椭圆形、泪珠状、球茎状。
通过固着器将细胞连接成同源的聚集物，呈玫瑰花结或花束状。
芽殖，有生活史循环：
1无柄母细胞发芽；
2具鞭毛的游离细胞；
3失去鞭毛；
4无柄可发芽的母细胞。
6鞘细菌、滑行细菌和黏细菌
名称
特征
生活史
鞘细菌
一类以丝状体生长的细菌，多个细菌共处于管状鞘内，细胞呈直线排列，外观上鞘细菌成丝状。
在化工厂冷却水管道中滋生时，可造成管道堵塞，游动球衣
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