第二章 微生物的分类与命名
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《微生物学》微生物的分类
PART THREE
第三节 微生物分类单元与分类等级
PART THREE 微生物分类单元与分类等级
分类单元（taxa）是指具体的分类群，如细菌域（Bacteira）、放
1 线菌目（Actinomycetales）、红球菌属（Rhodococcus）等就分 别代表一个分类单元。
分类等级，按照域(domain)、界(kingdom)、门(division/phylum)、
PART FIVE 原核微生物的分类
图5-2 BIOLOG GenⅢ鉴定板 （关统伟，2016） a, 实验内容；b，结果判读
PART FIVE 原核微生物的分类
图5-3 BIOLOG鉴定系统操作过程 （关统伟，2016）
PART FIVE 原核微生物的分类
二、 化学分类
细胞脂肪酸 组分测定
全细胞水解 糖组分分析
PART FOUR 微生物的命名
二、 三名法
• 当 某 一 种 微 生 物 是 一 个 亚 种 (subspecies, “subsp”) ， 或 是 一 个 变 种 (variety, “var”，亚种的同义词)时，使用三名法。
• 三名法(trinominal nomenclature)命名的学名原则：
PART FIVE 原核微生物的分类
a.
b.
API Staph细菌鉴定系统
c.
图5-1 API Staph鉴定试条 （关统伟，2016） a. 实验内容；b，操作步骤；c，结果判读
PART FIVE 原核微生物的分类
Biolog全自动微生物鉴定系统
Biolog全自动微生物鉴定系统是美国安普科技中心（ATC US）研发的一套 系统。此系统适用于动、植物检疫，临床和兽医的检验、食品、饮水卫生的 监控，药物生产，环境保护，发酵过程控制，生物工程研究，以及土壤学、 生态学和其它研究工作等。此系统的商品化，开创了细菌鉴定史上新的一页。 特点是自动化、快速（4 ~ 24h）、高效和应用范围广。
第二章 微生物的分类鉴定
具体测定方法很多，按杂交反应的环境可分为液相杂交 和固相杂交两大类。在这些方法中，有的需要用同位素 标记DNA，有的则用非同位素标记，而"复性速率法" 则是通过测定单链DNA分子复性结合的速率来计算 DNA的同源性而不需要对DNA分子进行标记。
细菌常用固相杂交法：
（参照菌株）A菌 B菌（待测） ↓ ↓ DNA DNA ↓ ↓ （ 同位素标记、酶切并解链）单链 单链（固定于滤膜上，未标记） ↓ 最适温度复性杂交 ↓ 洗涤 ↓ 测定放射强度 ↓ 杂交率（以参照菌株自身复性的放射性值为百分之百 ） ﹥60%同一个种；﹥70%同一亚种；20～60%同属不同种
对于许多有争议的种的界定和建立新种起了重要作用
② DNA-rRNA杂交 rRNA是DNA转录的产物，在生物进化过程中， 其碱基序列的变化比基因组要慢得多，保守得多， 它甚至保留了古老祖先的一些碱基序列。因此， 当两个菌株的DNA-DNA杂交率很低或不能杂交 时，用DNA-rRNA杂交仍可能出现较高的杂交 率，因而可以用来进一步比较关系更远的菌株之 间的关系，进行属和属以上等级分类单元的分类。 DNA-DNA杂交和DNA-rRNA杂交的原理和方法 基本相同，只是在技术细节上有些差异，如 DNA-rRNA杂交中，用同位素标记的是rRNA而 不是DNA等等。
（5）对氧的要求 好氧、微好氧、厌氧及兼性厌氧 （6）对温度的适应性 最低温、最适温、最高温、产物积累温度、 致死温度 （7）对PH的适应性 在一定PH条件下的生长能力及生长的PH范围 生长的PH范围：肠道细菌较宽；血液寄生微生 物较窄，因循环系统PH一般稳定在7.3
细菌常用固相杂交法：
（参照菌株）A菌 B菌（待测） ↓ ↓ DNA DNA ↓ ↓ （ 同位素标记、酶切并解链）单链 单链（固定于滤膜上，未标记） ↓ 最适温度复性杂交 ↓ 洗涤 ↓ 测定放射强度 ↓ 杂交率（以参照菌株自身复性的放射性值为百分之百 ） ﹥60%同一个种；﹥70%同一亚种；20～60%同属不同种
对于许多有争议的种的界定和建立新种起了重要作用
② DNA-rRNA杂交 rRNA是DNA转录的产物，在生物进化过程中， 其碱基序列的变化比基因组要慢得多，保守得多， 它甚至保留了古老祖先的一些碱基序列。因此， 当两个菌株的DNA-DNA杂交率很低或不能杂交 时，用DNA-rRNA杂交仍可能出现较高的杂交 率，因而可以用来进一步比较关系更远的菌株之 间的关系，进行属和属以上等级分类单元的分类。 DNA-DNA杂交和DNA-rRNA杂交的原理和方法 基本相同，只是在技术细节上有些差异，如 DNA-rRNA杂交中，用同位素标记的是rRNA而 不是DNA等等。
（5）对氧的要求 好氧、微好氧、厌氧及兼性厌氧 （6）对温度的适应性 最低温、最适温、最高温、产物积累温度、 致死温度 （7）对PH的适应性 在一定PH条件下的生长能力及生长的PH范围 生长的PH范围：肠道细菌较宽；血液寄生微生 物较窄，因循环系统PH一般稳定在7.3
微生物的分类和鉴定(1)
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8
❖ 小种（亚种）：实验室中获得的微生物变异型称为小种或 亚种。
❖ 型：自然界存在的差异较小的同种微生物的不同类型，称 为型。如结核分支杆菌依其寄主的不同可分为人型、牛型 和禽型。
❖ 菌株（品系）：来源不同的同种微生物的纯培养，均可称 为菌株。
❖ 群：有些微生物的特征介于两种微生物之间，我们把这两 种微生物及其中间类型统称为一个群
第二章 微生物的分类和鉴定
Microbial Taxonomy and Identification
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1
❖ 目前已知的微生物种数为15～20万种，对它们进行
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。 ❖ 生物种数：150万余种
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理清楚的各种分类单 元或分类群(taxon)的科学。它的具体任务有三，即 分类(classification)、鉴定(identification)和
有十余级。
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4
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5
（二）种的概念
❖ 种：最基本得分类单位
❖ 微生物的种：是一个基本分类单位，它是一大群表 型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其 他种有着明显差异的菌株的总称。
❖ 因为大多数原核生物的细胞形态过于简单，在高等 生物中可用于定义种的几个主要性状，在微生物中 是无法使用的。因此，在微生物尤其在原核生物中， 种的定义极其难定，至今还找不到一个公认的、明 确的种的定义。
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12
（二）学名
❖ 林奈的双名法——通常由一个属名加一个种名加词 构成。属名词首需大写，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 加上首次定名人（用括号括住）、现名定名人和现 名定名年份，但在一般使用时，这几个部分总是省 略的。即：
chapter02 微生物分类命名及其多样性
林纳之后，双名法被普遍接受，并形成了科学命名法.
科学命名法: 分类学家普遍同意以下规则：
1. 使用拉丁语
2. 双名法（Binomial） 3. 第一个词代表微生物所属的属（genus），第二个代表微生 物的种（Species）。 4. 斜体.
5. 第一个字母大写.
生物学的种的概念:
两种生物不能互相杂交并产生可进一步繁殖的后代. 驴、马－－－骡
蓝藻（cynobacteria）
cynobacteria
protist
fungi
yeast
3. 双名法和林纳 多名法命名体系非常复杂，以后生物学家林纳（Carolus Linnaeus）创立了一种简便的命名系统. Linnaeus 将他的毕生经历用于一项庞大的工作，将当时已 经发现的生物重新整理分类. Linnaeus 在整理这些生物的过程中使用的仍然是多名法的 命名体系，但为了方便工作他也采用了一种简化的命名方式， 即一种生物的名称只使用两个词，即属名加一个描述性的词。
Archaebacteria
cynobacteria: blue-green bacteria, blue-green algae. 2. 其余4个界为真核生物（ Eukaryotes） 原生生物（Protista）: 主要以单细胞形式存在，被认为是其它 三界真核生物的祖先. 真菌Fungi: 以多细胞形式存在. 其中的酵母（Yeast）, 为单细 胞生物，但一般认为其祖先为多细胞生物。均为 化能异养型 （Chemoheterotrophs）. Plant: 光能自养. Animalia
例如某种橡树的名称 polynomial: Quercus foliis obtus-sinuatis setaceo-mucronatis shorthand : Quercus pbellos
微生物的分类单元和命名
2.
一、填空题
1.种以上的系统分类单元自上而下可依次分成7级：_____，______，______，_______，________，___________，_____________。
答案：界，门，纲，目，科，属，种
3.
一、简答
1.微生物分类学担负着那三项具体任务？
4.
5.
课程讲义资源（Word文档）、教学课件资源（PPT）、视频录像资源（视频录像）。
4.闵航（2005）：微生物学.浙江大学出版社
参考期刊：
微生物学报中国科学院微生物研究所；中国微生物学会主办
微生物学通报中国微生物学会；中国科学院微生物研究所主办
参考网址：
中国微生物信息网络hppt://159.226.80.1/chinese.html
中国微生物资源信息共享/sdinfo
中国微生物信息网络/
6
使用教材：
微生物学教程第3版周德庆主编高等教育出版社2011
参考书目：
1.沈萍主编，《微生物学》，高等教育出版社，2000；
2.沈萍、范秀容、李广武编，《微生物学实验》第3版，高等教育出版社，1999；
3.PrescottLM, Harley JP, and Klein DA. Microbiology (5th ed.), Higher education press and McGraw-Hill Companies, 2002.
微生物的分类单元和命名
1.
1.分类单位：界、门、纲、目、科、属、种。其中种是最基本的分类单位。亚种以下的分类名词有变种、型、菌株
2.命名：每一种微生物的学名都依属与种而命名，由两个拉丁字或希腊字或拉丁化的其他文字物的构造、形状、或由著名的科学家名字而来，用以描述微生物的主要特征。种名在后，用拉丁形容词表示，词首字母小写，为微生物的色素、形状、来源、病名或著名的科学家姓名等，用以描述微生物的次要特征。
一、填空题
1.种以上的系统分类单元自上而下可依次分成7级：_____，______，______，_______，________，___________，_____________。
答案：界，门，纲，目，科，属，种
3.
一、简答
1.微生物分类学担负着那三项具体任务？
4.
5.
课程讲义资源（Word文档）、教学课件资源（PPT）、视频录像资源（视频录像）。
4.闵航（2005）：微生物学.浙江大学出版社
参考期刊：
微生物学报中国科学院微生物研究所；中国微生物学会主办
微生物学通报中国微生物学会；中国科学院微生物研究所主办
参考网址：
中国微生物信息网络hppt://159.226.80.1/chinese.html
中国微生物资源信息共享/sdinfo
中国微生物信息网络/
6
使用教材：
微生物学教程第3版周德庆主编高等教育出版社2011
参考书目：
1.沈萍主编，《微生物学》，高等教育出版社，2000；
2.沈萍、范秀容、李广武编，《微生物学实验》第3版，高等教育出版社，1999；
3.PrescottLM, Harley JP, and Klein DA. Microbiology (5th ed.), Higher education press and McGraw-Hill Companies, 2002.
微生物的分类单元和命名
1.
1.分类单位：界、门、纲、目、科、属、种。其中种是最基本的分类单位。亚种以下的分类名词有变种、型、菌株
2.命名：每一种微生物的学名都依属与种而命名，由两个拉丁字或希腊字或拉丁化的其他文字物的构造、形状、或由著名的科学家名字而来，用以描述微生物的主要特征。种名在后，用拉丁形容词表示，词首字母小写，为微生物的色素、形状、来源、病名或著名的科学家姓名等，用以描述微生物的次要特征。
微生物的分类与命名
微生物的分类与命名微生物是指以肉眼不可见的微小形态存在的生物体，包括细菌、真菌、病毒等多种类型。
对微生物进行分类与命名是为了方便对其进行研究和了解其特性。
本文将介绍微生物的分类与命名，包括细菌、真菌和病毒的分类方法及相应的命名规范。
一、细菌的分类与命名细菌是最常见的一类微生物，广泛存在于自然环境中。
细菌的分类主要基于形态、生理特性、生长条件、代谢方式等多个方面。
1. 形态分类根据细菌的形态特征，可以将其分为球菌（cocci）、杆菌（bacilli）、弧菌（vibrios）、螺旋菌（spirilla）等类型。
其中，球菌为球状或椭圆状，杆菌为长形或短杆状，弧菌为弧形，螺旋菌为螺旋形。
2. 生理特性分类细菌的生理特性也是分类的重要指标之一。
比如，光合细菌（photosynthetic bacteria）能利用光合作用合成有机物质，厌氧细菌（anaerobic bacteria）能在缺氧条件下生存和繁殖。
3. 生长条件分类根据细菌的生长条件不同，可以将其分为嗜热菌（thermophile）、嗜酸菌（acidophile）、嗜盐菌（halophile）等类型。
嗜热菌适应高温环境，嗜酸菌适应酸性环境，嗜盐菌适应高盐浓度环境。
细菌的命名通常遵循国际细菌命名法规定的规范。
该规范要求使用拉丁文或拉丁化的词根作为细菌的属名（genus），并加上表征特定种类的表名（specific epithet）。
例如，大肠杆菌（Escherichia coli）中，“Escherichia”为属名，“coli”为表名。
二、真菌的分类与命名真菌是一类具有真核细胞结构的微生物，包括酵母菌和霉菌等。
真菌根据其生活方式、营养特性和菌丝形态等进行分类。
1. 营养分类真菌的营养方式主要分为 saprophytes（腐生菌）和 parasites（寄生菌）。
腐生菌通过分解死物质为自己提供营养，寄生菌则寄生于其他寄主生物体上。
2. 菌丝形态分类真菌的菌丝形态也是分类的依据之一。
第二章-微生物学
喜温硫杆菌Thiobacillus Caldus 简称T.Caldus
微螺菌属
嗜热氧化亚铁微螺菌 Leptospirillum thermoferrooxidans 简称L.t
嗜 热 氧 化 硫 硫 杆 菌 Sulfobacillum Sulfobacillus属 thermosulfidooxidans 简称S.t
微生物的特点：
(1) 个体小、比表面积比值非常大。微生 物具有很高的代谢速度。如酵母菌的代 谢速度是牛的100000倍。
(2) 分布广、种类繁多。
(3) 繁殖快。
(4) 代谢灵活性大、容易变异。大多数微生 物为无性繁殖，结构简单，整个细胞直 接与外界环境解除，易受外界环境条件 的影响。
鸡油菌
Examples
高温菌 (thermophile)
硫化叶菌 (Sulfolobus)
氨基酸变性菌 (AБайду номын сангаасidans)
硫化叶菌属
Acidans属
随堂练习1.
4. 列举三种微生物湿法冶金的应用领域：
（1）硫化矿的微生物浸出（BL-EX-EW）； （2）难浸金矿（包括性金矿）的氧化预 处理（BL preleaching-cyanide leaching）； （3）高硫煤炭的生物脱硫技术； （4）微生物吸附选矿废水中的重金属离 子。
Microbiological Resources
1、 微生物的概念 Concept
（1）微生物通常是描述一些不借助显微镜用肉眼看 不见的微小生物?! （2）这类微生物包括： 病毒virus、细菌bacteriums、真菌fungi(fungus) 原生动物protozoon、某些藻类Some algae (alga)
微生物的分类和命名
例如：大肠埃希氏杆菌的两个菌株： Escherichia coli B 和Escherichia coli K12 ★菌株的表示法： ★如果说种是分类学上的基本单位，那末菌株实际上是应用的基本单位，
因为同一菌种的不同菌株在产酶上种类或代谢物产量上会有很大的不同和 差别！
② 亚种(subspecies）或变种(variety)：
公同的祖先
（1）古细菌原界（Archaebacteria) ，包括产甲烷细菌、极 端嗜盐菌和嗜热嗜酸菌； （2）真细菌原界（Eubacteria) ，包括蓝细菌和各种除古 细菌以外的其它原核生物； （3）真核生物原界（Eucaryotes），包括原生生物、真菌、 动物和植物。
古细菌、真细菌和真核生物的比较
1.2 微生物的命名
微生物的名字有俗名和学名两种。如：
红色面包霉———粗糙脉孢霉 绿脓杆菌———铜绿假单胞菌
学名—是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类国际委员 会拟定的法则命名的。学名由拉丁词、或拉丁化的外来词组成。 学名的命名有双名法和三名法两种。
①双名法：由二个拉丁字或希腊字或拉丁化了的其它文字组成， 一般用斜体表示
如：Escherichia coli 可缩写成 E.coli Staphylococcus aureus可缩写成 S. aureus
②三名法 用于对亚种的命名，这时在属和种名后加写一个subsp.， 然后再附上亚种名称（斜排体）。 如：
Bacillus thuringiensis subsp. galleria
科(Family)：内孢霉科
属(Genus)：酵母属 种(Species)：啤酒酵母
• 种（species）：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别 的菌株的总称。
因为同一菌种的不同菌株在产酶上种类或代谢物产量上会有很大的不同和 差别！
② 亚种(subspecies）或变种(variety)：
公同的祖先
（1）古细菌原界（Archaebacteria) ，包括产甲烷细菌、极 端嗜盐菌和嗜热嗜酸菌； （2）真细菌原界（Eubacteria) ，包括蓝细菌和各种除古 细菌以外的其它原核生物； （3）真核生物原界（Eucaryotes），包括原生生物、真菌、 动物和植物。
古细菌、真细菌和真核生物的比较
1.2 微生物的命名
微生物的名字有俗名和学名两种。如：
红色面包霉———粗糙脉孢霉 绿脓杆菌———铜绿假单胞菌
学名—是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类国际委员 会拟定的法则命名的。学名由拉丁词、或拉丁化的外来词组成。 学名的命名有双名法和三名法两种。
①双名法：由二个拉丁字或希腊字或拉丁化了的其它文字组成， 一般用斜体表示
如：Escherichia coli 可缩写成 E.coli Staphylococcus aureus可缩写成 S. aureus
②三名法 用于对亚种的命名，这时在属和种名后加写一个subsp.， 然后再附上亚种名称（斜排体）。 如：
Bacillus thuringiensis subsp. galleria
科(Family)：内孢霉科
属(Genus)：酵母属 种(Species)：啤酒酵母
• 种（species）：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别 的菌株的总称。
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Cell type
Acellular Prokaryote Eukaryote Eukaryote Eukaryote
(四)微生物的命名
1. 生物分类等级(Levels of Classification) –DOMAIN –Kingdom –Phylum (Called “Division” by botanists) –Class –Order –Family –Genus (plural: Genera) –Species (Both singular & plural) • 域、界、门、纲、目、科、属、种 • 在食品微生物，种、属、科以外的分类级别很少用
Infectious agents (non-living) eukaryotes viruses viroids prions
Eubacteria
Archaea
Algae (unicellular or multicellular
Fungi (unicellular or multicellular
prokaryotic cell
a. Not bounded by a nuclear membrane. b. Usually contains one circular chromosome composed of deoxyribonucleic acid (DNA) associated with histone-like proteins. c. No nucleolus. d. Nuclear body is called a nucleoid （类核）.
P． acidilactici
• 可能制造的混乱 • 例: Lactobacillus lactis和Leuconostoc lactis,缩 写后L. lactis, L. lactis • 可采用保留前两或三个字母：Lac. lactis, Leu.
Lactis
g. 病毒命名
• 字母或数字，或二者混合：T4噬菌体 • 疾病名：甲型肝炎病毒（hepatitis A） • 其他方法：Norwalk-like virus
一、Size and complexity
a. Prokaryotic : much smaller and more simple than eukaryotic.
surface-to-volume ratio b. Eukaryotic cells require a variety of specialized internal organelles to carry out metabolism
4. 三域分类系统（THE THREE DOMAIN SYSTEM） • 伍斯（ Carl Woese ，1990） • 依据：ribosomal RNAs (rRNA) •16SrRNA a. The Archaea (archaebacteria)（古细菌） b. The Bacteria (eubacteria)（细菌，真细菌） c. The Eukarya (eukaryotes)（真核生物）
c. Kingdom Fungi（真菌界）:
These nonmotile eukaryotes lack flagella and develop from spores. Examples include yeast, moulds, and mushrooms.
d. Kingdom Plantae（植物界）:
d. 种中的每一个株都要有一个特异的株号
• 可以是数字、字母或二者的混合 • 例：Pediococcu某属
• 当泛指某一属菌而不特指该属中任何一个种时，可在 属名后加sp. 或 spp.（分别代表species 的单数和复 数）
f. 属名缩写 • 在一篇文章中一次以上使用一个菌名时，第二次可将 属名缩写，只写第一个字母 • 例：Pediococcus acidilactici
Chapter 2 微生物的分类和命名
——prokaryotic and eukaryotic cell
Chapter outline
• 微生物的分类和命名 • prokaryotic and eukaryotic cell
一、微生物的分类和命名
（一）微生物的基本种类
a. bacteria b. fungi: yeasts and molds c. viruses d. protozoa e. algae f. Archaea
Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)
Glycocalyx（多糖蛋白复合物）
Micrograph of a bacterium showing the nucleoid region (green) within the cytoplasm where the bacterial chromosome occurs
(原生生物)
5.微生物分类总结
a. 活的细胞生物根据系统发生和进化关系分类
b. 1990年代，提出了三域系统。古生菌生存在极 端环境中，对食品微生物学不重要 c. 病毒不被看作生命细胞，不包括在分类系统 中。
Microbial world
Organisms
(living) Prokaryotes (unicellular)
Candida albicans (白色假丝酵母)
Transmission Electron Micrograph of Candida albicans PM = plasma membrane; M = mitochondria; N = nucleus; V = vacuole; CW = cell wall
啤酒酵母分类地位
真菌门Eumycophyta 子囊菌纲Ascomycetes 内孢霉目Endomycetales 内孢霉科E.domcetaceae 酵母属Saccharomyces 啤酒酵母 S．Cerevisiae Hansen
2. 微生物的命名方法 a. 基本分类单位为种
• 每一个种有一个命名 • 采用双命名法（学名）: 属名+种名（adjective） • 用拉丁文或拉丁化的词语书写 • 书写为斜体字，属名的第一个字母大写 • 例：Escherichia coli
b. Kingdom Protoctista（原生生物界）: This kingdom includes the simplest eukaryotes: single-celled organisms that DO possess a nucleus. Examples include nucleated 原生动物、 algae and slime moulds.
二、nuclear body
Eukaryotic cell
a. Bounded by a nuclear membrane having pores connecting it with the endoplasmic reticulum b. Contains one or more paired, linear chromosomes composed of deoxyribonucleic acid (DNA) associated with histone proteins. c. Nucleolus（核仁） present. d. Nuclear body is called a nucleus(细胞核) .
Prokaryotic cell
a. Usually by binary fission（二分裂法） . No mitosis. b. Organisms are haploid（单倍体） . No meiosis needed.
Reproduction of a bacterial cell requires the replication of the bacterial chromosome. The micrograph shows the sequence of synthesis of new circular loops of double helical DNA. Bacteria normally reproduce by binary fission. The inward growth of the septum divides the parent cell to produce two equalsized progeny cells.
These eukaryotes develop from embryos （ 胚 乳 ） and also use chlorophyll. Examples include mosses and vascular plants.
e.
Kingdom
Animalia(
动
物
界
):
These eukaryotes are multi-cellular organisms that develop from a blastula ( 囊 胚 ). Examples include worms, arthropods, and animals.
2. 三界分类系统
• 海克尔（Haeckel，1866） • 动物界、植物界、原生生物界（细菌、真菌、藻类 和原生动物）
3. 五界分类系统（The Five Kingdoms of Life） 魏塔科（ Whittaker ，1969） a. Kingdom procaryotes（原核生物界）: This kingdom includes the prokaryotes: singlecelled organisms that do NOT possess a nucleus. Examples include bacteria, actinomycetes, and the blue-green algae.