第十章微生物的分类与鉴定
微生物的分类知识
化石资料、形态学、比较胚胎学
高等动植分类
较正确反映其系统发育
微生物分类的难题：
绝大部分微生物个体小、形态简单、易受环境 影响而变异、缺少有性繁殖、缺乏化石资料。 生物分类的二种基本原则：
a）根据表型(phenetic)特征的相似程度分群归类，这种 表型分类重在应用，不涉及生物进化或不以反映生 物亲缘关系为目标；
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G+C含量的差别大于5%，则肯定不是同一个种，大于15% 则肯定不是同一个属。 在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新的分类单位时， G+C含量是一项重要的，必不可少的鉴定指标。
其分类学意义主要是作为建立新分类单元的一项基本特 征和把那些G+C含量差别大的种类排除出某一分类单元。 G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的否定
（亲缘关系相对远的微生物之间的亲缘关系比较）
c）核酸探针；
（利用特异性的探针，用于细菌等的快速鉴定）
(3) 16SrRNA或18SrRNA的核酸序列分析
16SrRNA被普遍公认为是一把好的谱系分析的“分子尺”：
16SrRNA的序列高度保守，可精确指示细菌之间的亲缘关系
16SrRNA的大小为1500bp左右，所含信息能反映生物界进化关 系，易操作，适用于各级分类单元 目前常用的是建立在PCR技术基础上的16SrRNA基因的直接测 序法，方便快捷。
☆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； 酶及蛋白质都是基因产物； 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；
营养类型； 与氧的关系； 对温度的适应性； 对渗透压的适应性； 对pH的适应性； 代谢产物等
11第十章微生物分类14年
2.《伯杰氏系统细菌学手册》
（Bergey’s Manual of systematic Bocteriology, 1984）
放线菌： 1. 中国科学院微生物研究所编著的放线菌目分科、分属检索表。 2. 克拉西里尼可夫（前苏联）“细菌放线菌分类手册”。 3. 瓦克斯曼（美）“放线菌分类”
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二、真菌的分类系统
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菌株（strain)或品系，从自然界分离得到的任何一种
微生物的纯培养物都可以称为微生物的一个菌株；用 实验方法（如通过诱变）所获得的某一菌株的变异型， 也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。
模式菌株：一个被指定为能代表一个种群的菌株，是
活体标本
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第二节 微生物在自然界的地位
科学家估计有分类纪录的各类物种大约 有150万，其中微生物超过10万种，而且其数 目还在不断增加。微生物学工作者要认识、 研究和利用微生物或控制有害微生物，必须 对它们进行分类（classification）。
与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关； 酶及蛋白质都是基因产物；
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；
营养类型； 与氧的关系；
对温度的适应性；
对渗透压的适应性；对pH的适应性； 代谢产物等
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微型、简便、快速或自动化鉴定技术
样， 具有既不同其他细菌也不同于其核生物的序列特征，
而它们之间则具有许多共同的序列特征。
三界(域)为：
Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。
16
17
第三节 各大类微生物的分类系统纲要
章十 微生物的分类和鉴定
亚种以下的分类单元
亚种（subspeciers）：种的进一步细分，一般指其某 一民而稳定的特征与模式中不同的种常在种名、署名 的加词后写上subsp.然后再写具体亚种的加词； 变种（ variety）：容易引起混乱； 型 form：使用中用型作为后缀；表示细菌菌株，现已 作废； 类群（group）：没有分类地位非正式地指定一组具有 某些共同性状的生物； 菌株（strain）：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 物达到遗传性纯的标志。 小种（race）：涵义较乱，在不同分支学科中由不同 涵义； 相（phase）：自然界存在的微生物交互变异的一定阶 段； 态（state）：通常指微生物的菌落变异状态。
《伯杰氏系统细菌学手册》
1st ed, 1984-1989, 分为4卷；是在《伯杰氏鉴定细菌 手册》 8th ed 的基础之上增加了大量的分子生物学资料。 但由于当时细菌系统发育的资料仍较零碎，所以有相当一 部分类群未能科目级别分类，从实际需要出发，主要根据 表型特征将整个原核生物分为33组，33个组的划分见表。 国际上最为流行的版本。微生物分类技术和学术理论的发 展促进了生物科学的进步。 2ed ed, 2000开始出版，分为5卷，提出完整的系统分类， 将原核生物分为：古细菌界（2门、5组、8纲、11目、17科、 63属、208种）；细菌界：（16门、26组、27纲、62目、 163科、814属、4727种）；反映了人们对生物系统发育的 深刻认识。
微生物的分类与鉴定
高通量鉴定技术的展望
01 基因测序技术
高通量测序技术能够快速获取微生物全基因组信 息，为微生物分类与鉴定提供了新的手段。
02 自动化鉴定系统
开发自动化鉴定系统，能够快速、准确地鉴定大 量微生物样本，提高鉴定效率。
03 标准化与数据库建设
建立标准化的微生物分类与鉴定数据库，为高通 量鉴定技术的广泛应用提供支持。
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微生物的分类与鉴定
汇报人：
202X-12-24
目录
• 微生物的分类 • 微生物的鉴定方法 • 微生物的鉴定技术 • 微生物鉴定的应用 • 微生物分类与鉴定的挑战与展望
01
微生物的分类
细菌
革兰氏阳性菌
具有厚重的细胞壁，对青霉素敏感。
厌氧菌
在缺氧环境中生长繁殖。
革兰氏阴性菌
具有较薄的细胞壁，对青霉素不敏感。
详细描述
分子生物学鉴定是通过分析微生物的基因序列、蛋白质表达等分子特征来进行分类和鉴定的方法。这种方法具有 很高的准确性和灵敏度，可以用于鉴定难以通过形态和生理生化特征鉴别的微生物。例如，PCR技术和基因测序 技术可以用于检测和鉴定特定的微生物。
03
微生物的鉴定技术
基因测序技术
基因测序技术是利用现代生物技术对微生物基因组进行 测序，通过比对已知基因库，确定微生物的种属和基因 型。
微生物分类与鉴定的挑战与
05
展望
微生物多样性的挑战
微生物种类繁多
微生物种类数量庞大，形态多样，给分类与鉴定带来很大挑战。
鉴定方法有限
传统的微生物鉴定方法依赖于形态、生理生化特征等，对于某些特 殊或稀有微生物可能难以准确鉴定。
微生物生态学研究需求
微生物的分类与鉴定
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➢ 《伯杰氏系统细菌学手册》1984-1989（第一版） ➢ 1986年第一卷 :一般医学上或工业的重要的革兰
氏阴性菌 ➢ 1988年第二卷:除了放线菌之外的革兰氏阳性菌 ➢ 1989年第三卷:古细菌、蓝细菌和第一卷以外的
其余的G-菌 ➢ 1989年第四卷:放线菌
生物分类的传统指标
形态学特征、 生理学特征、 生态学特征
从不同层次(细胞的、分子的)，用不同学科(化学、物理学、遗传 学、免疫学、分子生物学等)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物类群特征 的资料。
在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料， 都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。
生物分类学上种以下的分类单位。但其基本特征仍未超脱原种范 围的一群个体。
种内某一个体可能由于突变而发生变异，在自然选择和人工选择 下，这种变异会在种内不断扩散，最后形成某些遗传性不同于原 种的一个群体。
变种仍能和原种进行基因交流。 变种和亚种没有本质差别，有时常混用。
指某一明显而稳定的特征与模式种不同的种，有时称 小种。
一、分类单元及其等级
界 （Kingdom） (Regnum) 门 （Phylum） (Phylum) 纲（Class） (Classis) 目（Order） (Ordo) 科（Family） (Familia)
属（Genus） (Genus) 种（Species） (Species)
微生物的分类单位
种和亚种指定模式菌株（type strain）； 亚属和属指定模式种（type species）； 属以上至目级分类单元指定模式属（type genus）； 模式菌株应送交菌种保藏机构保藏，以便备查考和索取。
微生物学在线测试答案
微生物学在线测试答案第十章微生物的分类与鉴定选择题（每题1分，共10题，10分）1.Bacillus的译名为：（ D ）正确A.假单胞菌属B. 乳酸杆菌属C. 梭菌属D. 芽孢杆菌属2.下列传统指标中始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据的是（ A ）正确A. 形态学特征B. 生理特征C. 生态学特征D. 免疫特征3.Staphylococcus aureus的译名为：（ A ）正确A. 葡萄球菌属B. 乳酸杆菌属C. 梭菌属D. 芽孢杆菌属4.1978年，下列哪位科学家提出新的生物分类概念，根据16SrRNA的碱基序列将生物清晰地划分为三原界。
（ B ）正确A .ConardB. WoeseC. LeedaleD. Jahn5.Bacillus subtilis AS1.389 是（ C ）正确A. 种名B. 属名C. 菌株名D. 科名6.有关菌株的说法，下列哪项说法不对（ B ）正确A. 菌株强调的是遗传型纯的谱系B. 菌株的名称不可随意确定C. 菌株与克隆相同，为一个物种内遗传多态性的客观反映D. 菌株实际上是某一微生物达到遗传型纯的标志7.根据你所掌握的知识，你认为形态学特征在以下几类微生物中的哪一类分类鉴定中显得更加重要? （ D ）正确A.病毒B.细菌C.酵母菌D.霉菌8.《伯杰氏系统细菌学手册》第二版把葡萄球菌属和微球菌属分别放在不同的门中，最可能的原因是（ D ）正确A.生理生化特征不同B. DNA-DNA杂交同源性不同C.革兰氏染色反应不同D. G+c含量和rRNA序列不同9.细菌的种名也用双名法命名，即种的学名由属名和种名加词两部分组合而成。
第一个词的首字母要大写，该词是（ B ）正确A. 种名B. 属名C. 人名D. 科名10.细菌的下列哪项特性一般不用作对细菌进行分类鉴定的依据（ C ）错误正确答案：DA.球菌直径B.球菌的分裂及排列C.杆菌的直径D.杆菌的分裂及排列第九章传染与免疫选择题（每题1分，共15题，15分）1.类毒素是（ A ）正确A.外毒素脱毒而来B.内毒素脱毒而来C.类似外毒素毒性的毒素D.类似内毒素毒性的毒素2.下列革兰氏染色结果不是阴性的是（ B ）正确A.支原体B.立克次氏体C.衣原体D.放线菌3.与细菌侵袭力无关的致病因素无关的是（ C ）正确A.透明质酸酶B.荚膜C.磷壁酸D.血浆凝固酶4.细菌内毒素的主要成分为（ B ）正确A.肽聚糖B.脂多糖C.脂蛋白D.核蛋白5.下列物质中，属于抗体的是（ D ）正确A. 外毒素B. 内毒素C. 类毒素D. 抗毒素6.以下微生物具有特殊的发育周期的是（ B ）正确A.支原体B.衣原体C.立克次体D.螺旋体7.与细菌致病性无关的结构是（ C ）正确A. 荚膜B. 菌毛C. 异染颗粒D. 脂多糖8.细菌代谢产物中，与致病性无关的是（ D ）正确A.毒素B.血浆凝固酶C.透明质酸酶D.细菌素9.与细菌侵袭力无关的物质是（ D ）正确A.荚膜B.菌毛C.血浆凝固酶D.芽胞10.具有粘附作用的细菌结构是（ B ）正确A. 鞭毛B. 普通菌毛C. 芽胞D. 性菌毛11.对机体非特异性免疫叙述，错误的是（ C ）正确A.在种系发育和进化过程中形成B.与生具有，人皆有之C.对某种细菌感染针对性强D.对入侵的病原菌最先发挥作用12.有助于细菌在体内扩散的物质是（ C ）正确A 菌毛B 荚膜C透明质酸酶D 血浆凝固酶13.内毒素的中心成分是（ B ）错误正确答案：CA.特异性多糖B.脂多糖C.核心多糖D.内脂A14.带菌者是指（ D ）正确A. 感染后，临床症状明显，并可传染他人者B.病原菌潜伏在体内，不向体外排菌者C.体内带有条件致病菌者D.感染后，临床症状消失，但体内病原菌未被彻底清除，又不断向体外排菌者15.细菌由局部侵入血流，在血中繁殖，产生大量毒性物质，而引起人体中毒，称为（ D ）正确A. 毒血症B. 脓毒血症C. 菌血症D. 败血症第八章微生物生态选择题（每题1分，共25题，25分）1.生长于下列海水水域中的微生物应认为是极端环境微生物的是（ C ）正确A. 近海海水微生物B. 远洋浅层海水微生物C. 远洋深处海水微生物D. 表面海水微生物2.自然界最适合微生物生活的环境是（ A ）正确A.土壤B.空气D.海水3.植物根系因种类不同而分泌不同的物质，因而对于根际微生物具有（ B ）正确A. 生长促进作用B.种群选择作用C. 生长抑制作用D. 不显示影响。
第十章M分类
三、亚种以下的几个分类单元：
• （一） 亚种（Subspecies Subsp ssp） • 是种的进一步细分单元，一般指其某一明显而 • • •
• •
稳定的特征与模式种不同的种。 （二） 变种（Variety Var）： 是亚种的同义词，因易引起混乱，故已不主张 使用。 （三） 型：是亚种以下的单位，目前已不使用， 目前使用其作命名后缀，如生物变异型、化学 型、血清变异型等。 （四） 菌株（Strain）： 又称品系（在病毒中则称毒株或株）表示任何 由一个独立分离的单细胞（或单个病毒粒子） 繁殖而成的纯种群体及其一切后代。
种是一大群表型特征高度相似，亲缘关系极其接近，与同属内 其它种存在明显差异的菌株的总称。 二、微生物的学名：
学名=属名+种的加词（代表一个种的次要特征也由拉丁词组成）构成， 有时还在其后+（首次定名人）+现定名人+定名年份（可省略） 如：大肠埃希氏菌（简称大肠杆菌）Escherichia coli (Migula) Castellani et Chalmers 1919 枯草芽孢杆菌（简称枯草杆菌）Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn 1872
第一节 通用分类单元
• 一、 种以上的系统分类单元： • （一） 七级分类单元：通用于整个生物界
界（KINGDOM） 门（PHYLUM） 纲（CLASS） 目（ORDER） 科（FAMILY） 属（GENUS） 种（SPECIES） • 必要时每一级可有几个辅助单元，如亚门、超 纲、亚纲等。
（二）种的概念：
第三节 各大类微生物的分类 系统简介
• 一、细菌的分类位置：P349
• 二、菌物系统分类纲要：P354
6、三总界五界系统：
微生物的分类和鉴定
微生物的分类和鉴定第十章微生物的分类和鉴定一、名词解释：01.系统学（systematics）：是研究生物多样性及其分类和演化关系的科学。
分子系统学是检测、描述并揭示生物在分子水平上的多样性及其演化规律的科学。
研究内容包括了群体遗传结构、分类学、系统发育和分子进化等领域。
02.系统树：在研究生物进化和系统分类中，常用一种树状分支的图型来概括各种（类）生物之间的亲缘关系，这种树状分支的图型也称为发育树（phylogenetic tree）。
03.分子系统树：通过比较生物大分子序列差异的数值构建的系统树称为分子系统树。
04.微生物分类学（microbial taxonomy）：是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条例清楚的各种分类单元或分类群的科学，其具体任务有三，即分类、鉴定和命名。
05.分类（classification）：根据文献资料，经过科学的归纳和理性的思考，整理成一个科学的分类系统。
即解决从个别到一般或从具体到抽象的问题。
06.鉴定（identification）：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，然后查找现成的分类系统，以达到对其知类、辨名的目的。
即解决从一般到特殊或从抽象到具体的问题07.命名（nomenclature）：为一个新发现的微生物确定一个新学名的过程。
08.培养物（culture）：是指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物。
如微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。
如果某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产生的，就称之为该微生物的纯培养物（pure culture)。
09.菌株（strain）：从自然界分离得到的任何一种微生物的纯培养物，都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法（如通过诱变）所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。
菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体。
10.标准菌株：指能代表这个种的各典型性状的一个被指定的菌株。
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第十章微生物的分类与鉴定
§.1 通用分类单元 （一）种的概念
●种：微生物的基本分类单位，具有许多共同特征 的菌株的集合。
●典型菌株（type strain） : 最具种特征的代表菌株。(Kribbella amoyensis
sp. nov. type strain is XMU 198T )
《 The fungi 》, Ainsworth, 1973 《Ainsworth and Bisby’s Dictionary of the Fungi》
----7版，1983年，Hawksworth ----8版，1995年， Hawksworth
第十章微生物的分类与鉴定
书355
第十章微生物的分类与鉴定
Acetobacter pasteurianus subsp. pasteurianus
(三名法)
●学名(科学名):拉丁文,斜体 ●属名第一字母大写 ● 性、数、格一致
第十章微生物的分类与鉴定
●名字的应用：
Bacillus subtilis CMCC 63501 Bacillus subtilis Cohn 1874 Bacillus sp. Bacillus spp. ●缩写：B . Subtilis
第十章微生物的分类与鉴定
1995, Haemophilus influenzae 和Mycoplasma genetalium 最 早被测序
第十章微生物的分类与鉴定
●细菌新种发表的要求 1）在IJSB（IJSEM)等国际刊物上发表 2）国内发表应送副本给IJSB编辑，以获
有效目录公布 3）提供模式种 4）符合命名法规要求 5）符合优先律
● 学名与俗名
第十章微生物的分类与鉴定
§.2 微生物在生物界的地位
五界系统：
第十章微生物的分类与鉴定
● 三域学说（Woese等）
第十章微生物的分类与鉴定
第十章微生物的分类与鉴定
●真核生物起源的内共生学
1）同一祖先 2）古细菌吞噬了G-菌、蓝藻进化为真核生物？
原始真核生物吞噬了G-菌、蓝藻进化为真核 生物？ 3）内共生过程线粒体、叶绿体细胞器的进化
证据：
G-菌外膜与细胞器外膜 相似性；
内共生体如蓝色小体、 真核生物（如蚜虫）与 原核内共生体的发现；
第十章微生物的分类与鉴定
建议读物
第十章微生物的分类与鉴定
建议读物
第十章微生物的分类与鉴定
●古细菌生物学特征：
第十章微生物的分类与鉴定
§.3 各大类微生物的分类系统纲要
一、细菌、古生菌分类系统纲要
Chap.10 微生物的分类和鉴定
1）通用分类单元 2）微生物在生物界的地位 3）各大类微生物的分类系统纲要 4）微生物分类鉴定方法
第十章微生物的分类与鉴定
●分类:在研究微生物相似性的基础上，把每一微生 物编排在一定的分类单元中，制定出检索表。
●鉴定：运用现代分类系统，通过具体菌株描述，给 未知物一个具体的分类位置。
第十章微生物的分类与鉴定
●菌种保藏中心与菌种目录
ATCC：美国典型菌种保藏中心 DSMZ: 德国典型菌种保藏中心 CCTCC：中国典型菌种保藏中心：
下设：CCGMC等6个中心 菌种目录及菌种保藏和购买
第十章微生物的分类与鉴定
二、学名的命名及有关法规
●双名法：Bacillus subtilis（属名＋种名加词）
第十章微生物的分类与鉴定
பைடு நூலகம்
●广古生菌门
● 泉古生菌门
第十章微生物的分类与鉴定
2.细菌的分类
●《系统手册 》（一版，1984-1989年，共4卷）
卷 类型 群（Section） 主要代表
Vol. 1 G- 1-11 肠杆菌，假单孢菌，
Vol. 2 G+ 12-17 芽孢杆菌，梭菌，
Vol. 3 古生菌等 18-25 甲烷菌，嗜盐菌，光合细菌
Cavaliner-Smith的6界系统
第十章微生物的分类与鉴定
第十章微生物的分类与鉴定
§.4 微生物分类鉴定方法
一、经典分类鉴定方法
第十章微生物的分类与鉴定
◆传统分类的细菌鉴定程序
第十章微生物的分类与鉴定
●细菌自动鉴定系统
API数值鉴定系统 BBL鉴定系统 Biolog鉴定系统
程序： 1、获取辅助特征 2、培养菌悬液加入生化反应板培养自动扫描
Vol.2: Proteobacteria(2004) Vol.3: The Low G+C Gram Positives (2000) Vol.4: The High G+C Gram Positives(2000) Vol.5： The Planctomycetes, Spirochetes,
Fusobacteria (2001)
第十章微生物的分类与鉴定
《系统手册 》（二版）
原核生物：古生菌界、真细菌界 真细菌界：16门
变形杆菌门（Proteobacteria) 厚壁菌门 （Firmicutes) 蓝细菌门 （Cyanobacteria)
…………..
第十章微生物的分类与鉴定
3.真菌（Fungi）的分类系统
●Ainsworth系统
●模式种（type species）： 典型菌株的实体，常保藏于标本室中。
(Type species: CCTCC AB 2011012T )
第十章微生物的分类与鉴定
●亚种：在种内有一个稳定特征不同于模式种 的菌株，为最低等级的分类单元。
●型：非分类单位，种内特征小差异的菌株。
● 菌株：同种的不同个体。
《Bergey’s Manual of Systematic Bacterialogy》1,2版 《Bergey’s Manual of Determinative Bacterialogy 》1-9版
1.古生菌：《系统手册 》（二版）
原核生物: 细菌界; 古生菌界（2门63属208种） 泉古生菌门 广古生菌门
链霉菌
Vol. 4 产孢放线菌 26-33
第十章微生物的分类与鉴定
《系统手册 》（二版，2000~年，共5卷）
Bergey's Manual of Systematic Bacteriology( 2ed)
Vol.1: The Archaea & the Deeply Branching & Phototrophic Bacteria, ( 2001)