微生物的分类精.ppt

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1、微生物的分类第1页，本讲稿共40页目前已知的微生物种数为目前已知的微生物种数为15 20万种，对万种，对它们进行分类、鉴定和命名等工作才能对纷它们进行分类、鉴定和命名等工作才能对纷繁的微生物类群有一清晰的轮廓。繁的微生物类群有一清晰的轮廓。生物种数：生物种数：150万余种万余种第2页，本讲稿共40页微生物分类学微生物分类学（microbialtaxonomy）是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条理清楚的各种分类单元或分类群（理清楚的各种分类单元或分类群（taxon）的科学。的科学。第3页，本讲稿共40页微生物分类学的任务微生物分类学的任务 分类、鉴定、命

2、名。分类、鉴定、命名。分类的任务分类的任务：解决从个别到一般的问题。通过收集大量有关个体描解决从个别到一般的问题。通过收集大量有关个体描述的资料，经过科学的归纳，整理成一个科学的分类系统。述的资料，经过科学的归纳，整理成一个科学的分类系统。鉴定的任务鉴定的任务：从一般到个别的过程。通过详细观察和描述一：从一般到个别的过程。通过详细观察和描述一个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到知类、辨名的目的。类系统，以达到知类、辨名的目的。命名的任务命名的任务：为一个新发现的微生物按国际命名法规给以一个新：为一个新发现的微生物

3、按国际命名法规给以一个新的学名。的学名。因此，分类是一项宏观的战略性工作，鉴定是一项微观的战因此，分类是一项宏观的战略性工作，鉴定是一项微观的战术性工作，而命名则是一项创新的开拓性工作。术性工作，而命名则是一项创新的开拓性工作。第4页，本讲稿共40页第一节 通用分类单元通用分类单元 分类的级别一、种以上的分类单元一、种以上的分类单元二、种以下的分类单元二、种以下的分类单元三、微生物的学名三、微生物的学名第5页，本讲稿共40页种以上的分类单元种以上的分类单元界界 Kingdom门门 Phylum（或（或Division）亚门亚门纲纲 Class 亚纲亚纲超目超目目目 Order 亚目亚目 科科

4、Family 亚科亚科 族族 亚族亚族 属属 Genus 种种 Species第6页，本讲稿共40页界、门、纲、目、科、属、种界、门、纲、目、科、属、种 种是最基本的分类单位种是最基本的分类单位 每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科.以以啤酒酵母啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：为例，它在分类学上的地位是：界界(Kindom)：真菌界：真菌界 门门(Phyllum)：真菌门：真菌门 纲纲(Class)：子囊菌纲：子囊菌纲 目目(Order)：内孢霉目：内孢霉目 科科(Family)：内孢霉科：内孢霉科 属属(Genus)：酵母属：酵母属 种种(

5、Species)：啤酒酵母：啤酒酵母第7页，本讲稿共40页定义：定义：种是一个基本分类单位，是一大群表型特征高度相似、亲缘关种是一个基本分类单位，是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。在微生物中，系极其接近、与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。在微生物中，一个种只能用该种内的一个典型菌株作为具体标本，它就是该种的模一个种只能用该种内的一个典型菌株作为具体标本，它就是该种的模式种。式种。新种：新种：sp.nov.或或nov.sp.，新被鉴定的种发表时应在其学名后，新被鉴定的种发表时应在其学名后标上标上sp.nov.的符号，新种发表前应将其模式菌株的培

6、养物存放的符号，新种发表前应将其模式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构，并应允许人们从中取得。在一个永久性的保藏机构，并应允许人们从中取得。种以下的分类单元种以下的分类单元第8页，本讲稿共40页亚种（亚种（subspeciers）：）：种的进一步细分，一般指少数几个稳定种的进一步细分，一般指少数几个稳定的变异特征或根据遗传性状区分的小群（的变异特征或根据遗传性状区分的小群（subsp）.变种变种：从自然界分离到的微生物纯种，如果与典型种之间存在某些特：从自然界分离到的微生物纯种，如果与典型种之间存在某些特征的差别，而这些特征又是稳定遗传的，则可将这一纯种称为典型种征的差别，而这些特征又是稳

7、定遗传的，则可将这一纯种称为典型种的变种。的变种。型型（form）：）：常指亚种以下的细分。当同种或同亚种不同菌常指亚种以下的细分。当同种或同亚种不同菌株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可以细分为不株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可以细分为不同的型。同的型。菌株（菌株（strain）：）：表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体极其一切后代；实际上是一个微生物达到遗传性的纯种群体极其一切后代；实际上是一个微生物达到遗传性纯的标志。纯的标志。第9页，本讲稿共40页三、微生物的学名三、微生物的学名 每一种微生物都有自己的名字，每一种微生物

8、都有自己的名字，包括俗名和学名两种。包括俗名和学名两种。第10页，本讲稿共40页（一）俗名（一）俗名普通的、通俗的、地区性的名字，具有简明和大众化的优点，但普通的、通俗的、地区性的名字，具有简明和大众化的优点，但往往涵义不够确切，易于重复，使用范围局限。例如：往往涵义不够确切，易于重复，使用范围局限。例如：“结核杆菌结核杆菌”Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆菌）；（结核分枝杆菌）；“绿脓杆菌绿脓杆菌”Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）；（铜绿假单胞菌）；“白色念珠菌白色念珠菌”Candida albicans（白色假丝酵母）；（白色假丝

9、酵母）；“金葡菌金葡菌”Staphylococcus aureus（金黄色葡萄球菌）；（金黄色葡萄球菌）；“丙丁菌丙丁菌”Clostridium acetobutylicum（丙酮丁醇梭菌）；（丙酮丁醇梭菌）；“红色面包霉红色面包霉”Neurospora crassa（粗糙脉孢菌）。（粗糙脉孢菌）。第11页，本讲稿共40页（二）学名（二）学名一个菌种的科学名称，用拉丁词或拉丁化的一个菌种的科学名称，用拉丁词或拉丁化的词组成。在出版物中应排成词组成。在出版物中应排成斜体斜体字，在书写字，在书写或打字时，应在学名之下划一横线，以表示或打字时，应在学名之下划一横线，以表示它应是斜体字母。它应是斜体字

10、母。第12页，本讲稿共40页（三）学名的表示方法（三）学名的表示方法林奈的双名法林奈的双名法通常通常由一个属名加一个种名加词构成由一个属名加一个种名加词构成。属。属名词首需大写，种名加词字首需小写。名词首需大写，种名加词字首需小写。出现在分类学文献中的学名，在此两者之后往往还加上出现在分类学文献中的学名，在此两者之后往往还加上首次首次定名人（用括号括住）、现名定名人和现名定名年份定名人（用括号括住）、现名定名人和现名定名年份，但在一般使用时，这几个部分总是但在一般使用时，这几个部分总是省略省略的。即：的。即：第13页，本讲稿共40页 例例1：大肠埃希氏菌（简称大肠杆菌）：大肠埃希氏菌（简称大肠

11、杆菌）Escherichia coli（Migula）Castellani et Chalmers 1919例例2：枯草芽孢杆菌（简称枯草杆菌）：枯草芽孢杆菌（简称枯草杆菌）Bacillus subtilis（Ehrenberg）Cohn 1872例例3：结核分枝杆菌：结核分枝杆菌Mycobacterium tuberculosis（Zopf）Lehmann et Newmann 1896例例4：丙酮丁醇梭菌：丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum McCoy，Fred，Peterson et Hastings 1926例例5：铜绿假单胞菌：铜绿假单胞菌Pseudom

12、onas aeruginosa（Schroeter）Migula 1920例例6：金黄色葡萄球菌：金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus Rosenbach 1884第14页，本讲稿共40页2、三名法、三名法当该种是一个亚种（当该种是一个亚种（subspecies，简称，简称“subsp”，排正体字）或变种（，排正体字）或变种（variety，简称，简称“var”，排正体字）时（在少数，排正体字）时（在少数情况下），学名就应按情况下），学名就应按“三名法三名法”构成，即：构成，即：第15页，本讲稿共40页 例例1：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种Bacillu

13、s thuringiensis subspgalleria 例例2：椭圆酿酒酵母（或酿酒酵母椭圆变种）：椭圆酿酒酵母（或酿酒酵母椭圆变种）Saccharomyces cerevisiae varellipsoideus 例例3：脆弱拟杆菌卵形亚种：脆弱拟杆菌卵形亚种Bacteroides fragilis subspovatus第16页，本讲稿共40页 发表新名称时，应在新名称之后加上所属新发表新名称时，应在新名称之后加上所属新分类等级的缩写词，分类等级的缩写词，如新目如新目“ord.nov.”“ord.nov.”、新属、新属“gen.nov.”“gen.nov.”、新种、新种“sp.nov.

14、”“sp.nov.”等等。新名称的发表新名称的发表 第17页，本讲稿共40页 20世世纪纪60年年代代以以前前，国国际际上上不不少少细细菌菌分分类类学学家家都都曾曾对对细细菌菌进进行行过过全全面面的的分分类类，提提出出过过一一些些在在当当代代有有影影响响的的细细菌菌分分类类系系统统。但但70年年代代以以后后，对对细细菌菌进进行行全全面面分分类类的的、影影响响最最大大的的是是伯伯杰杰氏氏手手册册。所所以以该该书书目目前前已已成成为为对对细细菌菌进进行行分分类鉴定的主要参考书。类鉴定的主要参考书。四、细菌分类和伯杰氏手册四、细菌分类和伯杰氏手册第18页，本讲稿共40页第三节第三节 微生物分类鉴定的

15、方法微生物分类鉴定的方法一、微生物分类鉴定中的经典方法一、微生物分类鉴定中的经典方法 微生物分类鉴定技术的四个不同水平微生物分类鉴定技术的四个不同水平第19页，本讲稿共40页不同的微生物往往有自己不同的重点鉴定指标。不同的微生物往往有自己不同的重点鉴定指标。1、细胞的形态和习性水平、细胞的形态和习性水平 观察细胞的形态特征、运动性、酶反应、营养要求和生长条件等。观察细胞的形态特征、运动性、酶反应、营养要求和生长条件等。2、细胞组分水平、细胞组分水平 细胞组成成分例如细胞壁成分，细胞氨基酸库，脂类，醌类，光细胞组成成分例如细胞壁成分，细胞氨基酸库，脂类，醌类，光合色素等的分析。合色素等的分析。3

16、、蛋白质水平、蛋白质水平 氨基酸序列分析、凝胶电泳和各种免疫标记技术。氨基酸序列分析、凝胶电泳和各种免疫标记技术。4、核酸水平、核酸水平 核酸分子杂交，核酸分子杂交，G+Cmol值的测定，遗传信息的转化和转导，值的测定，遗传信息的转化和转导，16S或或18S rRNA寡核苷酸序列分析，重要基因序列分析和全基因组测寡核苷酸序列分析，重要基因序列分析和全基因组测序等。序等。第20页，本讲稿共40页不同微生物的不同重点鉴定指标不同微生物的不同重点鉴定指标霉菌等形体较大的真菌霉菌等形体较大的真菌以形态特征为主以形态特征为主放线菌和酵母菌放线菌和酵母菌形态和生理特征并用形态和生理特征并用细菌细菌形态、生

17、理、生化遗传等指标形态、生理、生化遗传等指标病毒病毒电子显微镜、生化、免疫、致病性电子显微镜、生化、免疫、致病性第21页，本讲稿共40页形态学特征形态学特征生理学特征生理学特征生态学生态学特征 从不同层次，用不同学科的技术方法来研究和比较不同从不同层次，用不同学科的技术方法来研究和比较不同微生物的细胞、细胞组分或代谢产物，从中发现的反映微生微生物的细胞、细胞组分或代谢产物，从中发现的反映微生物类群特征的资料。物类群特征的资料。生物分类的传统指标生物分类的传统指标一常规分类法一常规分类法第22页，本讲稿共40页一、形态学特征一、形态学特征培养特征、培养特征、运动性、运动性、特殊的细胞结构、特殊的

18、细胞结构、细胞形态及其染色特性、细胞形态及其染色特性、等等等等微生物分类和鉴定的重要依据之一：微生物分类和鉴定的重要依据之一：a）易于观察和比较，尤其是真核微生物和具有特殊）易于观察和比较，尤其是真核微生物和具有特殊 形态结构的细菌；形态结构的细菌；b）许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对）许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对 的稳定性；的稳定性；第23页，本讲稿共40页二、生理生化特征二、生理生化特征与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关；与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关；代谢产物等代谢产物等酶及蛋白质都是基因产物；酶及蛋白质都是基因产物；对微生物生理生化特征的

19、比较也是对微生物基因组的间接比较；对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较；测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多；测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多；第24页，本讲稿共40页营养类型；营养类型；与氧的关系；与氧的关系；对温度的适应性；对温度的适应性；对对pH的适应性；的适应性；对渗透压的适应性；对渗透压的适应性；三三 生态特征生态特征第25页，本讲稿共40页分子生物学指标分子生物学指标 DNA碱基因组成是各种生物一个稳定的特征，即碱基因组成是各种生物一个稳定的特征，即使个别基因突变，碱基组成也不会发生明显变化。使个别基因突变，碱基组成也不会发生明显变化。二二 遗传特

20、征分类遗传特征分类第26页，本讲稿共40页1.DNA的碱基组成的碱基组成(G+C)mol%分类学上，用分类学上，用G+C占全部碱基的克分子百占全部碱基的克分子百分数分数(G+Cmol%)来表示各类生物的来表示各类生物的DNA碱基因组碱基因组成特征。成特征。第27页，本讲稿共40页 每个生物种都有特定的每个生物种都有特定的GC%范围，因此范围，因此 可以作可以作为分类鉴定的指标。细菌的为分类鉴定的指标。细菌的GC%范围为范围为20-80%，变，变化范围最大，因此更适合于细菌的分类鉴定。化范围最大，因此更适合于细菌的分类鉴定。第28页，本讲稿共40页 GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌测定主

21、要用于对表型特征难区分的细菌 作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性，作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性，从分子水平上判断物种的亲缘关系。从分子水平上判断物种的亲缘关系。G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的含量的比较主要用于分类鉴定中的否定否定但具有相似但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它们含量的生物并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系。之间具有近的亲缘关系。第29页，本讲稿共40页 同一个种内的不同菌株同一个种内的不同菌株G+C含量差别应在含量差别应在45%以以下；同属不同种的差别应低于下；同属不同种的差别应低于1015%；G+C含量已经作为建立新的微生物分类单元的一项基含量已经作为

22、建立新的微生物分类单元的一项基本特征，它对于种、属甚至科的分类鉴定有重要意义。本特征，它对于种、属甚至科的分类鉴定有重要意义。若二个在形态及生理生化特性方面及其相似的菌若二个在形态及生理生化特性方面及其相似的菌株，如果其株，如果其G+C含量的差别大于含量的差别大于5%，则肯定不是同一，则肯定不是同一个种，大于个种，大于10%则肯定不是同一个属。则肯定不是同一个属。第30页，本讲稿共40页2.核酸的分子杂交核酸的分子杂交 不同生物不同生物DNA碱基排列顺序的异同直接反映生物之间亲缘碱基排列顺序的异同直接反映生物之间亲缘关系的远近，碱基排列顺序差异越小，它们之间的亲缘关系就关系的远近，碱基排列顺序

23、差异越小，它们之间的亲缘关系就越近，反之亦然。越近，反之亦然。t 核酸分子杂交核酸分子杂交(hybridization)间接比较不同微生物间接比较不同微生物DNA碱基排列顺序的相似性碱基排列顺序的相似性第31页，本讲稿共40页第32页，本讲稿共40页（三）细胞化学成分用作鉴定指标（三）细胞化学成分用作鉴定指标1细胞壁的化学组分细胞壁的化学组分 2全细胞水解液的糖型全细胞水解液的糖型 3磷酸类脂成分的分析磷酸类脂成分的分析4枝菌酸的分析枝菌酸的分析 5醌类的分析醌类的分析 6气相色谱技术用于微生物鉴定气相色谱技术用于微生物鉴定 第33页，本讲稿共40页 1细胞壁的化学组分细胞壁的化学组分 利用细

24、胞壁组分进行细菌化学分类工作。为用放线菌的形态特征和化学组分相结合的方法划分属提供了科学的依据。为用放线菌的形态特征和化学组分相结合的方法划分属提供了科学的依据。第34页，本讲稿共40页2全细胞水解液的糖型全细胞水解液的糖型 现以放线菌为例，其糖型可分四类：现以放线菌为例，其糖型可分四类：第35页，本讲稿共40页3磷酸类脂成分的分析磷酸类脂成分的分析 位于细菌、放线菌的细胞膜上的磷酸类脂成分，在位于细菌、放线菌的细胞膜上的磷酸类脂成分，在不同属中有所不同，故可用于鉴别放线菌属的重要不同属中有所不同，故可用于鉴别放线菌属的重要指标之一。指标之一。第36页，本讲稿共40页第37页，本讲稿共40页第38页，本讲稿共40页第39页，本讲稿共40页第40页，本讲稿共40页