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简答题简述七类极端环境微生物的生境、生态分布及其机理。
  • 1）嗜热微生物：嗜热菌广泛分布在草堆、厩肥、温泉、煤堆、火山地、地热区土壤及海底火山附近等。它们的最适生长温度一般在50～60℃，有的可以在更高的温度下生长。嗜热菌代谢快、酶促反应温度高、代时短。
    2）嗜冷微生物：嗜冷菌分布在南北极地区、冰窖、高山、深海等低温环境中。其酶、转运系统和蛋白质合成均能在低温下保持活性的可能原因是：其细胞膜含有较多的高不饱和脂肪酸；低温下核糖体仍能正确参与蛋白质的合成；当温度高于20℃时，嗜冷菌多因膜结构被破坏而无法正常生存。
    3）嗜酸微生物：嗜酸菌分布在工矿酸性水，酸性热泉和酸性土壤等处。
    嗜碱微生物：在碱性和中性环境中均可分离到嗜碱菌。 极端嗜酸或嗜碱微生物能在强酸或强碱环境中生长的主要原因是它们存在着以下特殊机制来保持细胞质的中性环境：细胞质膜上有高效的K+-H+或Na+-H+及HCO3—OH-等反向传递系统；能编码产生某种酸或碱稳定蛋白，以防止细胞内蛋白变性或恢复变性蛋白的活性。
    4）嗜盐微生物：嗜盐菌通常分布在晒盐场、腌制海产品、盐湖和著名的死海等处。其耐盐机制如下：嗜盐菌具有能适应高盐环境的细胞结构和离子浓度，有选择吸收钾离子排除钠离子的能力，细胞内高浓度钾离子有利于防止原生质脱水，又能维持酶和蛋白质等的活性；具有嗜盐的酶；光合盐杆菌的细胞质膜上含有视紫红蛋白和光合色素，能利用光能造成膜内外氢离子的浓度梯度，并借以产生ATP和向细胞外排出Na+。
    5）嗜压微生物：嗜压菌仅分布在深海底部和深油井等少数地方。嗜压菌与耐压菌不同，它们必须生活在高静水压环境中，而不能在常压下生长。有关嗜压菌和耐压菌的耐压机制目前还不太清楚。
    6）抗辐射微生物：抗辐射微生物对辐射仅有抗性或耐受性，而不是“嗜好”。与微生物有关的辐射有可见光、紫外线、X射线和γ射线，其中生物接触最多、最频繁的是太阳光中的紫外线。生物具有多种防御机制，或能使它免受放射线的损伤，或能在损伤后加以修复。抗辐射的微生物就是这类防御机制很发达的生物。

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