生理的性質による分類(1) 光合成細菌（ほとんどはグラム陰性)
光のエネルギーを利用してATPを産生(2) グラム陰性従属栄養好気性細菌
有機物をO2で酸化して生育する細菌(3) グラム陰性独立栄養化学合成細菌
無機物をO2で酸化して生育する細菌(4) グラム陰性任意嫌気細菌

O2が利用できれば有機物をO2で酸化して生育（呼吸）．利用できないところでは，発酵により生育．

(5) グラム陰性嫌気性細菌

O2があっては生育できない細菌．メタン生成細菌や硫酸還元菌など．

(6) グラム陽性で胞子をつくらない細菌
乳酸菌や結核菌など

生理的性質による分類(7) グラム陽性で胞子をつくる細菌

内生胞子をつくる細菌：納豆菌，破傷風菌
分生子を作る細菌：放線菌(8) スピロヘーター
非常に細長い細菌(9) リケッチアとクラミジア

宿主に寄生しないと生きていけない(10) マイコプラズマ

細胞壁を持たない細菌(11) 超好熱性細菌

最適生育温度が80℃以上の細菌．好気性も嫌気性も存在(12) ウイルス

宿主の中でしか増殖することができず，核酸はDNAかRNAのいずれかしかもたない.

生理的性質による細菌の分類(a) 光合成(b) 従属栄養好気性細菌
細菌

グラム陰性(c) 独立栄養細菌(d) 任意嫌気性細菌(e) 絶対嫌気性細菌

化学合成
グラム陽性

(f) 胞子形成する細菌(g) 胞子形成しない細菌

光合成細菌1. シアノバクテリア

地球上で最初の酸素発生光合成生物（独立栄養光合成細菌）

2. 緑色硫黄細菌

緑色でH2Sを光エネルギーを用いて硫酸に酸化し，CO2から体の構成成分を合成（独立栄養光合成細菌）

3. 紅色硫黄細菌

紅色でH2Sを光エネルギーを用いて硫酸に酸化し，CO2から体の構成成分を合成（独立栄養光合成細菌）

4. 紅色非硫黄細菌

紅色から褐色のものまで．有機物を食べ，光エネルギーを用いてATP生産（従属栄養・独立栄養光合成細菌）

シアノバクテリアの形態学的多様性
A. 単細胞B. コロニー状

C. フィラメント状

D. フィラメント状異質細胞あり
E. 分枝したフィラメント状シアノバクテリアの異質細胞異質細胞：
窒素固定専用の細胞

異質細胞

栄養細胞

緑色硫黄細菌

・緑色と茶色のChlorobium
・バクテリオクロロフィルa,c,d など

Chlorobium limicola（クロロビウム・リミコーラ）

紅色硫黄細菌

Chromatium okenii（クロマチウム・オケニー）

紅色硫黄細菌を含むマホニー湖水（ブリティッシュコロンビア州）
硫黄泉にある紅色硫黄細菌の華紅色非硫黄細菌

Rhodospirillum（ロドスピリルム）属

Rhodopseudomonas
Rhodobacter（ロドシュードモナス）属 （ロドバクテル）属

紅色非硫黄細菌
12345

1. Rhodospirillum rubrum
2. カロチノイド欠損変異体（バクテリオクロロフィルaの色）
3. Rhodopila globiformis
4. Rhodobacter sphaeroides
5. カロチノイドの1つを欠損（緑色を呈する）

グラム陰性化学合成細菌
1. 従属栄養好気性細菌

有機物をO2で酸化して生育するグラム陰性細菌

2. 独立栄養細菌

光を利用せずに，無機物だけで生きていける好気性細菌

3. 任意嫌気性細菌

O2があれば有機物をO2で酸化し（呼吸）， O2がなければ発酵で生育する

4. 絶対嫌気性細菌

O2があっては生育できないグラム陰性化学合成細菌
1. 従属栄養好気性細菌(1) Pseudomonas aeruginosa （シュードモナス・アエルギノサ）
化膿箇所に緑色の膿をつくる，緑膿菌ともよばれる(2) Azotobacter vinelandii （アゾトバクテル・ウィネランディイ）
土壌中に生息し，窒素固定をする細菌(3) 根粒菌 Rhizoibum（リゾビウム）属とBradyrhizobium（ブラデュリゾビウム）属
マメ科植物の根に根粒をつくり，その中で窒素固定をする
根粒菌とこれが根粒を作るためのマメ科植物との組み合わせは決まっている(4) Magnetospirillum magnetotacticum （マグネトスピリルム・マグネトタクチクム）
マグネタイト（Fe3O4）を含むマグネトソームをもつ(5) 酢酸菌

Acetobacter aceti （アセトバクテル・アセティ）

エタノールを酸化して酢酸を作る

Acetobacter xylinum （アセトバクテル・キシリヌム）
グルコースからセルロースを作る（ナタ・デ・ココ）(6) Neisseria gonorrhoeae （ネイセリア・ゴノロエアエ）
淋病の病原菌．グラム陰性だが，ペニシリンが有効

緑膿菌
Pseudomonas（シュードモナス）属窒素固定細菌
Azotobacter vinelandii（アゾトバクテル・ウィネランディイ）

A. 栄養細胞B. シスト•

非共生的にN2を固定できる•

バイエリンクによって発見
された

根粒菌

A. 根粒菌の超薄切片
B. ダイズの根粒

C. 窒素を含まない土壌のダイズ

根粒なし

Bradyrhizobium japonicumが感染し発達した腫瘤

根粒形成

走磁性細菌
Magnetospirillum magnetotacticum（マグネトスピリルム・マグネトタクチクム）

マグネトソーム
マグネタイト（Fe3O4）と硫化鉄（Fe3S4）からなる磁気顆粒

酢酸菌
Acetobacter aceti （アセトバクテル・アセティ）•

エタノールを酸化して酢酸をつくる•

食用酢の商業生産に利用されている•酢酸菌の中にはグルコースからセルロースをつくるものもある（ナタデココ）

Neisseria gonorrhoeae（ネイセリア・ゴノロエアエ，淋病の病原菌）

ヒトの白血球内に存在する菌体
ヒトの卵管粘膜に吸着
ソラマメ状で，ペアで存在する

グラム陰性化学合成細菌
2. 独立栄養細菌(1) 硫黄酸化細菌

Thiobacillus thiooxidans （チオバチラス・チオオキシダンス）
硫黄，硫化水素，チオ硫酸などを酸化して硫酸を作る
生育pHは1-5(2) 鉄酸化細菌

Thiobacillus ferrooxidans （チオバチラス・フェロオキシダンス）
2価鉄イオンを3価鉄イオンに酸化して生育する細菌
pH2という酸性で生育する，好酸性鉄酸化細菌(3) アンモニア酸化細菌

Nitrosomonas europaea （ニトロソモナス・エウロパエア）
アンモニアを酸化して亜硝酸を生成(4) 亜硝酸酸化細菌

Nitrobacter winogradskyi （ニトロバクテル・ウィノグラドスキイ）
亜硝酸を硝酸塩に酸化アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌を合わせて，硝化細菌とよばれる

硫黄酸化細菌
Thiobacillus neapolitanus（チオバチラス・ネオポリタヌス）• コンクリートの腐食に関わる

Baggiatoa属：• フィラメント状で硫黄顆粒で満たされている• 硫黄泉，腐敗した海藻の層，下水の汚染水，深海の熱水噴出孔など，硫化水素（H2S）の豊富な場所で生息

鉄酸化細菌
Thiobacillus ferrooxidans（チオバチラス・フェロオキシダンス）

A. 酸性鉱山廃水で増殖

B. 培養液Fe3+が生成されるとすぐにFe(OH)3が形成され，黄-オレンジ色になる

三価鉄は水に溶けにくい水酸化第二鉄（Fe(OH)3）の沈殿物になる

アンモニア酸化細菌
Nitrosomonas（ニトロソモナス）属

微生物の世界（筑波出版会）

・硝化細菌のうち，アンモニアを酸化する細菌

亜硝酸酸化細菌
Nitrobacter winogradskyi（ニトロバクテル・ウィノグラドスキイ）

・硝化細菌のうち，亜硝酸を酸化する細菌グラム陰性化学合成細菌
3.任意嫌気性細菌(1) 大腸菌
Escherichia coli （エスケリキア・コリ）

O2があれば有機物をO2で酸化して生育，O2がないときは糖を発酵して，エタノール，酢酸，乳酸，コハク酸，ギ酸，H2，CO2などを生成(2) Zymomonas （ジュモモナス）属の細菌

純粋アルコール発酵をする
リュウゼツランのしぼり汁をこの細菌で発酵し，プルケという発酵種を蒸留したものがテキーラ(3) Photobacterium phosphoreum （フォトバクテリウム・フォスフォレウム）発光細菌で， O2がある時は光をだす大腸菌
Escherichia coli （エスケリキア・コリ）

E. coli K-12

Zymomonas 属の細菌

Zymomonas mobilis （ザイモモナス・モビリス）

The Naib http://www.blog.thesietch.org/

http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/pr_display.asp?prid=993

発光細菌
Photobacterium phosphoreum（フォトバクテリウム・フォスフォレウム）•生物発光をするほとんどの細菌は海産で，魚に付着した状態でみつかる

グラム陰性化学合成細菌
4. 絶対嫌気性細菌(1) メタン生成細菌
Methanobacterium thermoautotrophicum （メタノバクテリウム・テルモアウトトロピクム）とMethanosarcina barkeri （メタノサルキナ・バルケリ）

H2をCO2で酸化して（呼吸），そのとき遊離するエネルギーを利用して生育．その結果としてメタン（CH4）が生じる(2) 硫酸還元菌
Desulfovibrio vulgaris （デサルホビブリオ・ブルガリス）

有機物（乳酸など）を硫酸塩で酸化してATPをつくり，その際，硫酸塩は還元されて硫化水素（H2S）になる．公害をもたらす．
硫黄酸化細菌と組んでコンクリートを腐食メタン生成細菌

Methanobacterium属

Methanosarcina属

生息地：無酸素の沈降物（沼地，水田など），動物の消化管，熱水孔，嫌気性原生動物の内部共生体

硫酸還元菌

Desulfovibrio desulfuricans

Desulfonema limicola

Desulfobulbus propionicus

Desulfobacter postgatei

Desulfosarcina variabilis

Desulfuromonas acetoxidans

グラム陽性化学合成細菌
1. 胞子をつくらない細菌(1) 結核菌(2) 黄色ブドウ球菌(3) 乳酸菌
2. 胞子をつくる細菌(1) 内生胞子をつくる細菌(2) 分生子をつくる細菌

(1) 結核菌

グラム陽性化学合成細菌
1. 胞子をつくらない細菌

Mycobacterium（ミコバクテリウム）属

ヒト型結核菌 M. tuberculosis （メタノバクテリウム・ツベルクロシス）
ハンセン型結核菌 M. leprae（メタノバクテリウム・レプラエ）
固形培地で培養すると，一般に黄色でチーズのような塊になる
ジフテリア菌 Corynebacterium diphteriae （コリネバクテリウム・ジプテリアエ）(2) 黄色ブドウ球菌
Staphylococcus aureus （スタピュロコッカス・アウレウス）
膿瘍の病原菌メチシリン耐性な変異株（MRSA）は院内感染の原因細菌(3) 乳酸菌
Lactobacillus acidophilus （ラクトバチルス・アキドピルス）
乳酸菌飲料やヨーグルトをつくる

Streptococcus mutans （ストレプトコッカス・ムタンス）
虫歯の原因

Bifidobacterium bifidum（ビフィドバクテリウム・ビフィドウム）ヒトの腸管内で感染を防御したり整腸作用

放線菌
Actinomycetes

微生物の世界（筑波出版会）

Mycobacterium tuberculosis
ヒト型結核菌Corynebacterium glutamicum
グルタミン酸生産株

放線菌の典型的なものは胞子を形成し，糸状菌のように見えるが，ここに示したものは典型的な形態を示さないグループ

黄色ブドウ球菌
Staphylococcus aureus（スタピュロコッカス・アウレウス）

微生物の世界（筑波出版会）••

化膿性の炎症や毒素型食中毒を起こす．
耐性菌（MRSA）による院内感染が問題になっている．

乳酸菌

Lactobacillus acidophilus

Streptococcus属

Bifidobacterium bifidum
微生物の世界ビフィズス菌
（筑波出版会）グラム陽性化学合成細菌
2. 胞子をつくる細菌(1) 内生胞子をつくる細菌
Bacillus subtilis （バチルス・スブチリス，枯草菌）
アミラーゼやプロテアーゼの製造に利用される．納豆菌もこれによく似た細菌．
Clostridium （クロストリジウム）属
絶対嫌気性で，中には恐ろしい病原菌が多い．
C. botulinum （クロストリジウム・ボツリヌム，ボツリヌス菌）
ボツリヌス毒素産生
C. tetani （クロストリジウム・テタニ，破傷風菌）
破傷風毒素産生
Desulfotomaculum （デスルホトマクルム）属
硫酸還元菌で硫酸や亜硫酸を硫化水素に還元(2) 分生子をつくる細菌
Streptomyces griseus （ストレプトミセス・グリセウス）
ストレプトマイシンをつくる細菌
Actinoplanes （アクチノプラネス）属
たくさんの種類の抗生物質が得られている
Streptosporangium （ストレプトスポランギウム）属

内生胞子をつくる細菌
位相差法

ノマルスキー法クリスタル紫染色

Desulgotomaculum
Guttoidenum
硫酸還元細菌Bacillus cereus

端在型

亜端在型

Clostridium cadaveris C. sporogenes

微生物の世界（筑波出版会）

中央型
C. bifermentans

Streptomyces属
S. griseus
ストレプトマイシン生産株
S. verticillus
ブレオマイシン生産株
S. violascens の胞子形成器官

S. griseus

S. verticillus

微生物の世界（筑波出版会）

直状

屈曲

車軸分岐，直状

開型らせん束状

ストレプトミセス属における種々の胞子形成器官

開型，らせん，かぎ状

閉じたらせん らせんをともなう車軸分岐

二次車軸分岐，直状二次車軸分岐，らせんをともなうBrock Biology of Microorganisms

Actinoplanes （アクチノプラネス）属A. コロニー

B. 胞子のう微生物の世界（筑波出版会）

C. 胞子のうD. 多数の運動性胞子Streptosporangium（ストレプトスポランギウム）属

微生物の世界（筑波出版会）

寒天培養法による抗生物質の探索
A. コロニー形成

B. 阻止帯の形成

微生物の世界（筑波出版会）

「ハイパースライム」説（高井研博士）• 熱 水 孔 下 環 境 に 超 好 熱 メ タ ン 菌 Methanococcales と 超 好 熱 発 酵 菌
Thermococcalesを中心とした超好熱性地殻内独立栄養微生物生態系（ hyperthermophilic subsurface lithoautotrophic microbialecosystem, HyperSLiME）の存在を示唆• エネルギー代謝における電子供与体および電子受容体のどちらにおいても，地球内部エネルギー（マントルやマグマの揮発成分である水素，メタン，硫化水素，一酸化炭素および二酸化炭素）のみを利用する化
学合成独立栄養微生物を一次生産者とする微生物生態系• 地球からの内部エネルギーの供給と水の存在があれば形成される，“地球を食べる” 微生物生態系として定義される• 太古の始生代の地球において最初に誕生した微生物生態系であると考えられ，地球以外の惑星にも存在しうる可能性が最も高い

「ハイパースライム」説（高井研博士）超高熱性地殻内化学合成独立栄養性微生物生態系

Methanocaldococcus
Thermococcus（メタノカルドコッカス）属 （サーモコッカス）属•
インド洋の熱水噴出孔•

インド洋の熱水噴出孔の地下にはハイパースライムが存在する
メタノカルドコッカスは360℃の高温でも存在する超高熱メタン菌（生命の起源？）
微生物の世界（筑波出版会）