普通微生物生长的NaCl浓度在2％以下，对15％以上NaCl浓度有特殊适应能力的称极端嗜盐菌(halophiles)，大多在饱和盐水中(20％-30％以上)，pH9-10下生长，好氧，分布在盐湖、盐碱湖及海水中。有盐杆菌属(Halobac terium)和盐球菌属(Halococcus)，都为G-菌，细胞除正常的杆状或球状外还呈片状、碟状、方匣状等。在含NaCl l5％或更高的水域中才能正常生长，除Na+外还需K+、Mg++等盐类。嗜盐菌有多种功能使其获得如此特殊的生活能力。
(1)对盐的抗性及适应性: Kushner等认为这类菌的胞内外离子强度一样，但对离子有选择性，即离子组成胞内外不同。胞内高的盐浓度可抵抗胞外高浓度盐对细胞的脱水作用，并使菌体能在高盐培养基中悬浮，同时可保持细胞的结构、细胞的刚韧性及酶活性。研究表明极端嗜盐菌有浓缩K+和排Na+ 的能力，这类菌的核蛋白体中含有酸性蛋白，导致需要有高浓度的KCl才具活性。高渗酵母能在胞内合成大量的多元醇如阿拉伯糖醇，以提高体内渗透压。
(2)酶的嗜盐性: 许多酶的活性及稳定性、核蛋白的稳定性及功能都需要一定浓度的NaCl和KCl来维持。
从酶对盐浓度的关系可分三类：
① 需以高浓度(1mo1／L)盐维持酶活性，在2-4mo1／L浓度盐溶液中呈最大活性，在低盐中失活变性，如天冬氨酸转氨甲酰酶、许多氨基酸的活化酶及与质膜相连接的某些酶。
② 以中度盐浓度(0.5-1.5mo1／L)为酶的最适活性，如异柠檬酸脱氢酶。
③ 在低盐下呈酶活性，高盐浓度有抑制作用，如脂肪合成酶、依赖DNA的RNA聚合酶等。
(3)具有异常的膜: 嗜盐菌细胞结构的一大特征是有紫膜(purplemembrane)，由菌视蛋白与类胡萝卜素类色素1：1结合组成。它是光能转换器，接受光能，趋动胞内质子形成电位梯度，产生能量，为细胞活动、ATP合成、输送氨基酸、排盐等提供能量。嗜盐菌紫膜的这种H+泵作用和排盐作用使之能在高盐下生存。紫膜合成量与细菌生活基质、光照、通气条件等有关，当细胞在生长对数后期给予光照并限制供氧时，可使紫膜含量占全膜总量的51％。目前正研究将紫膜制成离体物，企图用于合成ATP、太阳能电池、淡化海水以及宇航中。
据生物化学、分子生物学和遗传学的研究表明，嗜盐菌、嗜酸嗜热菌及甲烷菌等是既不同于真细菌又有别于真核生物的第三类生物——古细菌亚界(Archaebacteria)，它具原核相似的细胞结构，但在分子水平上与真细菌有很大差异：细胞壁具多样性，有的是蛋白质性质，有的是杂多糖性质，有的虽类似肽聚糖、但都不含胞壁酸、D-氨基酸和二氨基庚二酸。质膜所含类脂都是不可皂化的，中性脂以类异戊二烯类的碳氢化合物为主，极性脂以植烷甘油醚为主。rRNA、tRNA具独特的核苷酸序列。核糖体表面上是70S，但对原核细胞蛋白质合成有抑制的氯霉素、卡那霉素对古细菌无作用，而茴香霉素对真核生物和古细菌的蛋白质合成都有抑制作用，因而其实质与80S核糖体有些相似(表3)。这类生物大都栖居极端生态条件下，在进化系统上具特殊地位。
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