第八章 微生物的分类与鉴定(修改)
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微生物的分类与鉴定
引言：微生物是一类微小而广泛存在于自然界的生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
准确分类和鉴定微生物对于研究和应用微生物具有重要意义。
本文将探讨微生物的分类与鉴定的相关内容。
概述：微生物的分类与鉴定是通过对微生物的形态、结构、遗传、生理特征等进行研究，将其归类和确定其身份的过程。
这对于研究微生物的基础特性、进化关系以及应用领域的发展至关重要。
本文将从微生物分类的理论基础、实验方法等方面进行详细阐述。
正文内容：一、微生物分类的理论基础1.进化论视角下的微生物分类a.微生物的进化与分化b.系统发育树的建立与解读c.基因序列分析在微生物分类中的应用2.形态学特征在微生物分类中的作用a.细菌和真菌的形态学特征b.常见细菌和真菌的分类方法c.形态学鉴定的限制与挑战二、微生物分类的实验方法1.基于培养和生理特征的分类方法a.微生物培养和纯化技术b.生理生化指标的测定和分析c.生理特征对微生物分类鉴定的意义2.基于基因序列的分类方法a.16SrRNA基因的应用b.其他基因序列在微生物分类中的应用c.基因测序技术的进展与挑战三、微生物分类与鉴定在医学领域的应用1.临床微生物学的分类与鉴定a.细菌感染的病原菌鉴定b.真菌感染的病原菌鉴定c.病毒的鉴定方法与技术2.食品工业中的微生物鉴定a.微生物在食品质量控制中的作用b.常见食品中的微生物污染和鉴定方法c.微生物鉴定技术在食品工业中的应用四、微生物分类与鉴定在环境领域的应用1.微生物在环境监测中的作用a.微生物指标与环境污染的关系b.微生物生物标志物的鉴定与应用c.微生物在环境修复中的应用2.微生物在生态学研究中的作用a.微生物多样性研究方法b.微生物群落结构与功能的研究c.微生物在生态系统中的相互作用研究五、微生物分类与鉴定的前沿技术与挑战1.单细胞基因组学在微生物分类中的应用2.新兴疫情中的微生物鉴定与追溯3.微生物大数据与在分类与鉴定中的应用总结：微生物的分类与鉴定是微生物学中的重要研究内容，对于理解微生物的基础特性、推动微生物学应用领域的发展具有重要意义。
微生物的分类与鉴定PPT教案
第15页/共38页
书355
第16页/共38页
第17页/共38页
一、经典分类鉴定方法（生理生化为主，形态为辅）
● 通常指长期以来，在常规鉴定中普遍 采用的 （形态 、 生理、生化、生态、生活史、血清 学反应 等指标 ）
第18页/共38页
◆传统分类的细菌鉴定程序
第19页/共38页
●细菌自动鉴定系统
Bergey's Manual of Systematic Bacteriology ( 2 ed) Vol .1: The Archaea & the Deeply Branching &
Phototrophic Bacteria,
( 2001)
Vol. 2: Proteobacteria( 2004)
第26页/共38页
16s rRNA作为细菌进化的 计时器
●生物共有的 ●一定的信息量（1542个核苷酸） ●一定的保守性 ●便于比较研究
第27页/共38页
（4）16s rRNA核苷酸序列分析
提取DNA
● DNA-PCR法
↓ PCR扩增16SrRNA
↓ PCR产物纯化分析
↓ 16SrRNA序列测定
转硝酸纤维素膜 ↓
加入放射性标志参照菌DNA（单链） ↓
洗去未杂交DNA ↓
闪烁计数器计数测定放射强度
第25页/共38页
结论： 1. DNA同源性≥ 60% （同种） 2. DNA同源性≥ 70% （同亚种） 3. DNA同源性60~ 70% （不同亚
种） 4. DNA同源性20~ 60% （同属）
卷
类型
群（Section） 主要代表
肠杆菌，假单孢
Vol. 1 G-
微生物(修改)
第三章病毒和亚病毒因子重要名词1. 烈性噬菌体：感染细胞后能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体称为烈性噬菌体。
2. 噬菌斑形成单位（效价、感染中心数）：表示每ml 样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。
3. 朊病毒：又称“普里昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的感应性构象变化，从而可使宿主致病。
复习思考题1. 什么是烈性噬菌体？试述其裂解性增值周期。
烈性噬菌体：感染细胞后能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体称为烈性噬菌体。
①吸附噬菌体尾丝散开，固着于特异性受点上。
②侵入尾鞘收缩，尾管推出并插入到细胞壁和膜中，头部的核酸注入到宿主细胞中，而蛋白质衣壳留在细胞壁外。
③增殖增殖过程包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。
注入细胞的核酸操纵宿主细胞代谢机构，以寄主个体及细胞降解物和培养基介质为原料，大量复制噬菌体核酸，并合成蛋白质外壳。
④成熟（装配）寄主细胞合成噬菌体壳体（T4噬菌体包括头部、尾部），并组装成完整的噬菌体粒子。
⑤裂解（释放）子代噬菌体成熟后，脂肪酶和溶菌酶促进宿主细胞裂解，从而释放出大量子代噬菌体。
2. 什么是效价，测定噬菌体效价的方法有几种？（5 种）最常用的是什么方法（双层平板法），其优点如何？效价：每ml 样品中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。
测定方法（5种）：斑点试验法、液体稀释管法、单层平板法、双层平板法、快速玻片法。
双层平板法：精确且常用。
加了底层培养基后，可弥补培养基底部不平的缺陷；可使所有的噬菌斑都位于近乎同一平面上，因而大小一致、边缘清晰且无重叠现象；又因上层培养基中的琼脂较稀，故可形成形态较大、特征较明显以及便于观察和计数的噬菌斑。
3. 简述用双层琼脂平板发测定噬菌体效价的基本原理和主要操作步骤。
基本原理：在涂布有敏感宿主细胞的固体培养基表面，若接种上相应噬菌体的稀释液，其中每一噬菌体离子由于先侵染和裂解一个细胞，然后以此为中心，再反反复复侵染和裂解周围大量的细胞，结果就会在菌苔上形成一个具有一定形状、大小、边缘和透明度的噬菌斑。
微生物的分类和鉴定方法
定义：单细胞或多细胞， 无细胞壁，有细胞核和细
胞器
特点：形态多样，结构简 单，繁殖迅速
分类：纤毛虫、鞭毛虫、 孢子虫、肉足虫等
应用：环境监测、污水处 理、生物制药等领域
显微镜观察：观察微生物的形状、 大小、颜色等特征
培养特性：观察微生物在不同培 养基上的生长情况
生理生化反应：检测微生物的酶 活性、代谢产物等生理生化特性
况
蛋白质组学：通 过分析微生物的 蛋白质组成和功 能来鉴定其种类
和特性
添加标题
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汇报人：XX
补体结合试验等
优点：快速、简 便、灵敏度高
Hale Waihona Puke 局限性：需要已 知的抗原或抗体，
且可能受到其他 因素的影响
添加标题
添加标题
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添加标题
DNA序列分析： 通过比较DNA序 列来确定微生物 的种类和亲缘关
系
基因测序：通过 测序微生物的基 因来鉴定其种类
和特性
基因芯片技术： 利用基因芯片技 术快速检测微生 物的基因表达情
定义：具有细 胞壁、细胞膜、 细胞核等细胞 结构的微生物
分类：分为酵 母菌、霉菌和 蕈菌三大类
特征：生长缓 慢，形态多样， 可产生孢子进 行繁殖
应用：在食品、 医药、环保等 领域有广泛应 用
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定义：一类能进行光合作用的微生物，包括蓝藻、绿藻、红藻等 特点：具有叶绿素，能进行光合作用，产生氧气 分类：根据形态、结构、生理特性等进行分类 应用：可用于污水处理、生物燃料、食品添加剂等领域
血清学鉴定：利用抗原抗体反应 进行微生物的鉴定
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。
THANKS
感谢观看
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
因此1980年起开始编《伯杰氏系统细菌学手 册》简称《系统手册》
23
➢ 《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。
23
➢ 《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。
微生物学微生物的分类和鉴定【可编辑PPT】
②基因序列
《伯杰氏细菌鉴定手册》（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology），第九版的伯杰氏手册基于细 胞壁的特性将原核生物分成四大类群，其中薄壁菌和厚壁菌两 个类群物种数量最多。
类群I：薄壁菌（革兰氏阴性菌） 组1：暗细菌纲（不进行光合作用） 组2：不产氧光合细菌纲（光合细菌，不产氧） 组3：产氧光合细菌纲（光合细菌，产氧）
草鱼肠道中弗氏柠檬酸杆菌的分离鉴定与PCR-SSCP分析
郑璐1，吕爱军1*，胡秀彩2，曹成亮1，蒋继宏2 (1.徐州师范大学生命科学学院，江苏 徐州 221116； 2.江苏省药用植物生物技术重点实验室，江苏 徐州 221116)
摘要：从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肠道中分离到3株细菌，暂时编
亚种(subspecies, subsp) 亚种是进一步细分种时所用的单元，一般指除 某一明显而稳定的特征外，其余鉴定特征与模 式种相同的种，是变种的同义词。
例2：酿酒酵母椭圆变种 Saccharomyces cerevisiae var．ellipsoideus
（五）菌株(strain) 又称品系（在非细胞型的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）繁殖而 成的纯遗传型群体及其一切后代。 模式菌株（Type strain)：是一个种的具体活标本，必须是 该菌种的活培养物，是由一个被指定为命名的模式菌株 传代而来。
（2）细胞组分水平 （3）蛋白质水平 分类依据：
（4）核酸水平
• 微生物形态 • 生理特性 • 抗原特性 • 分子生物学方法
一、微生物分类鉴定中的经典方法
二、微生物分类鉴定中的现代方法
（一）通过核酸分析鉴定微生物遗传型
《伯杰氏细菌鉴定手册》（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology），第九版的伯杰氏手册基于细 胞壁的特性将原核生物分成四大类群，其中薄壁菌和厚壁菌两 个类群物种数量最多。
类群I：薄壁菌（革兰氏阴性菌） 组1：暗细菌纲（不进行光合作用） 组2：不产氧光合细菌纲（光合细菌，不产氧） 组3：产氧光合细菌纲（光合细菌，产氧）
草鱼肠道中弗氏柠檬酸杆菌的分离鉴定与PCR-SSCP分析
郑璐1，吕爱军1*，胡秀彩2，曹成亮1，蒋继宏2 (1.徐州师范大学生命科学学院，江苏 徐州 221116； 2.江苏省药用植物生物技术重点实验室，江苏 徐州 221116)
摘要：从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肠道中分离到3株细菌，暂时编
亚种(subspecies, subsp) 亚种是进一步细分种时所用的单元，一般指除 某一明显而稳定的特征外，其余鉴定特征与模 式种相同的种，是变种的同义词。
例2：酿酒酵母椭圆变种 Saccharomyces cerevisiae var．ellipsoideus
（五）菌株(strain) 又称品系（在非细胞型的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）繁殖而 成的纯遗传型群体及其一切后代。 模式菌株（Type strain)：是一个种的具体活标本，必须是 该菌种的活培养物，是由一个被指定为命名的模式菌株 传代而来。
（2）细胞组分水平 （3）蛋白质水平 分类依据：
（4）核酸水平
• 微生物形态 • 生理特性 • 抗原特性 • 分子生物学方法
一、微生物分类鉴定中的经典方法
二、微生物分类鉴定中的现代方法
（一）通过核酸分析鉴定微生物遗传型
微生物的分类和鉴定方法
农业废弃物资源化
利用
通过对农业废弃物中微生物的研 究和利用，可以实现农业废弃物 的资源化利用，促进农业可持续 发展。
食品领域：食品安全检测、食品添加剂研发等
食品安全检测
利用微生物分类鉴定技术，可以快速准确地检测食品中的有害微 生物，保障食品安全。
食品添加剂研发
通过对微生物产生的天然产物进行研究和改造，可以开发出新型、 安全的食品添加剂，提高食品的口感和营养价值。
要点三
显微镜检查
使用显微镜对染色后的微生物进行观 察和分析，记录其形态和结构特征。 在显微镜检查时应注意选择合适的放 大倍数和光源强度，以便更准确地观 察和分析微生物的特征。
05
微生物分类鉴定中常见问 题及解决方法
形态学特征模糊或易混淆问题
形态学特征模糊
某些微生物在形态上非常相似，容易造成混淆。解决方法包括使用高分辨率显微镜、电子显微镜等先 进技术进行更细致的观察，以及结合其他鉴定方法如生理生化特性、分子生物学技术等进行综合判断 。
免疫学鉴定方法
免疫荧光技术
利用特异性抗体与荧光染料结合，形成荧光抗体，再与待检微生物结合，通过荧 光显微镜观察荧光信号，从而鉴定微生物的种类。
酶联免疫吸附试验（ELISA）
将特异性抗体与固相载体结合，加入待检微生物后，再加入酶标记的二抗，最后 加入底物显色，通过比色法测定吸光度值，从而鉴定微生物的种类。
微生物的分类和鉴 定方法
汇报人：XX 2024-01-21
பைடு நூலகம்
目 录
• 微生物分类概述 • 微生物鉴定方法 • 微生物分类体系与命名规则 • 微生物鉴定实验设计与操作技巧 • 微生物分类鉴定中常见问题及解决方法 • 微生物分类鉴定在各个领域应用前景展望
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(1)属(Genus) 通常将具有某些共同特征或密切相关的种归为一个属。 一般而言，微生物属间的差异比较明显。 (2)种(Species) 种(物种)是生物分类中最基本的分类单元和分类等级。 在种以下分亚种、变种、型、菌株。 种是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与 同属内的其它物种又有明显差异的一大群菌株的总称。 伯杰氏(Bengey)给种下的定义是：凡是与典型培养菌非 常相同的其他培养菌统一起来区分成为一个“种”。
第一节
微生物在生物界的地位
rRNA和系统发育树
培养微生物 提取并纯化rRNA
对rRNA序列测定和分析方法 rRNA序列测定 常用的有两种（P280）：
分析比较
寡核苷酸编目分析法 直接序列分析法
微生物之间的系统发育关系
第一节
微生物在生物界的地位
二、三域学说及其发展
20世纪70年代末，美国伊利诺斯大学的伍斯等 用寡核苷酸序列编目分析法对大量微生物和其他生 物的16S rRNA和18S rRNA序列进行同源性比较后， 惊奇发现嗜极菌——产甲烷细菌、嗜盐菌、嗜热菌、 嗜压菌和嗜酸嗜热菌等具有既不同于其他细菌，也 不同于真核生物的序列特征，这些嗜极菌都是能在 地球早期严酷自然环境的极端条件下生存的微生物。 提出三域即：细菌域(Bacteria) 古生菌域(Archaea) 真核生物域(Eukarya)
第八章 微生物的分类与鉴定
第一节 微生物在生物界的地位
第二节 微生物的分类与命名 第三节 微生物分类鉴定的方法
第八章 微生物的类与鉴定
第一节 微生物在生物界的地位
一、生物分类学的发展概况 二、三域学说及其发展
第一节
微生物在生物界的地位
一、生物分类学的发展概况
图8-1 生物界级的学说发展（阴影部分表示微生物）
第一节
微生物在生物界的地位
比较生物大分子序列差异的数值构建了系统树(分子系统树)。 特点:用一种树状分枝的图型来概括各种(类)生物之间的亲缘 关系。 真核生物域 细菌域 古生菌域
图8-2 三域学说及其 生物进化谱系树
利用16S rRNA建立分子进化树的美国科学家伍 斯 (C.R Woese )
现代
第三节
微生物分类鉴定的方法
一、经典分类鉴定方法
鉴定步骤：
获得该微生物的纯培养物 测定一系列必要的鉴定指标 查找权威性的菌种鉴定手册 经典分类鉴定中，分类鉴定的依据(鉴定指标)：
1、形态学特征 2、生理生化特征 3、生态学特征 4、血清学反应 5、噬菌体分型(宿主对噬菌体的敏感性分型)
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则
1、分类单元及其等级
界 门
纲
目
se的 理论，现在还在 界之上使用域 把全部生物先分为 古生菌域 细菌域 真核生物域 域下面再分界
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 1、分类单元及其等级
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 1、分类单元及其等级
(3)亚种(subspecies)或变种（variety） 正式分类单元中地位最低的分类等级，指其某一明显而稳定 的特征与模式种不同的菌株。 (4)培养物 培养物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。微生物的纯培养物。 (5)菌株(strain)（品系）(病毒称毒株或株) 把同种微生物的不同来源的纯培养物或纯分离物均可称为某菌 种的一个品系或菌株。 它表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯遗传型群体 及其一切后代。从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培 养物都可以称为一个菌株或品系。实验诱变菌株。
第一节
微生物在生物界的地位
生物大分子为什么可以作为进化标尺依据？
蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进化 速率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变量 (氨基酸或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进化 的时间成正比。 a)在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时，
------------进化距离远，进化过程中很早就分支了。
b)如果两群生物同一来源的大分子的序列基本相同，
------------处在同一进化水平上。
第一节
微生物在生物界的地位
作为进化标尺的生物大分子的选择原则
1）在所需研究的种群范围内，它必须是普遍存在的。 2）在所有物种中该分子的功能是相同的。 3）为了鉴定大分子序列的同源位置或同源区，要求所 选择的分子序列必须能严格线性排列，以便进行进 一步的分析比较。 4）分子上序列的改变（突变）频率应与进化的测量尺 度相适应。
植物界 动物界
原生生物界
原核生物界 真菌界
真细菌界 古细菌界
细菌域 古生菌域
病毒界？ 真核生物域
第一节
微生物在生物界的地位
二、三域学说及其发展
20世纪70年代以前，生物类群间的亲缘关系 判断的主要根据：
表型特征： 形态结构——形体微小、结构简单
生理生化——缺少有性繁殖过程 行为习性，等等
少量的化石资料——化石资料凤毛麟角
第八章
微生物的类与鉴定
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 二、微生物的分类系统
第二节
微生物的分类与命名
微生物分类学：研究微生物分类理论和方法的学科。
包括：分类、命名和鉴定三个独立和相关的分类学领域。 分类 ：根据微生物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的类 群(分类单元)； 命名 ：根据国际生物命名法规给微生物分类单元以科学的名称； : 鉴定 ：确定一个新的分类微生物属于已经命名的分类单元的过程。 目的： 揭示微生物的多样性及其亲缘关系，建立自然分类系统。
Bacillus subtilisASI.398
生产蛋白酶
Bacillus subtilisBF7658
生产α淀粉酶
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 1、分类单元及其等级
（7）群 指一组具有某些共同性状的生物。 一个种变成另外一个种时产生一系列过渡类型——“群”。 如大肠杆菌和产气肠杆菌两个种有明显区别，但自然界中还 存在许多介于此两种细菌之间的中间类型，因此就将这两种 菌和介于它们之间的中间类型统称为大肠菌群。
大量的资料表明：功能重要的大分子、或者大分子中功能重要 的区域，比功能不重要的分子或分子区域进化变化速度低。
第一节
微生物在生物界的地位
RNA作为进化的指征的优点：
16S rRNA被公认为是一把好的谱系分析的“分子尺”
1）rRNA具有重要且恒定的生理功能； 2）在16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又有中度保守 和高度变化的序列区域，因而它适用于进化距离不同的各类生 物亲缘关系的研究； 3）16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析； 4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取； 5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同源 分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。
第二节
微生物的分类与命名
二、微生物的分类系统
2、真菌的分类系统 采用Ainsworth的分类系统(1983年第七版)。 它将真菌界分成粘菌门和真菌门， 真菌门又分成5个亚门： 鞭毛菌亚门 接合菌亚门 子囊菌亚门 半知菌亚门 担子菌亚门 菌物界是广义的真菌。 包括粘菌门、假菌门和真菌门(即狭义的真菌)。
第一节
微生物在生物界的地位
二、三域学说及其发展
三域学说观点： 现在的一切生物均由一个共同的原始祖先，一种小细胞慢慢 进化而来。首先分化出细菌和古生菌两个分枝，而后在古生 菌的基础上吞噬了一些其他生物如蓝细菌、α朊细菌(相当于 G―细菌)等，经过长期的内共生后，两者逐渐进化形成一种 新的生物——真核生物。 发展中新的挑战： ①认为16S rRNA和18S rRNA分子的进化难以代表整个基因 组的分子进化； ②许多真核生物的基因组和它们所表达的功能蛋白与细菌 更为接近，而不是古生菌。
假菌界 (Kingdom Chromista)
丝壶菌门(Hyphochitriomycota) 网粘菌门(Labyrinthulomycota) 卵菌门(Oomycota)
真菌界 (Kingdom Fungi)
子囊菌门(Ascomycota) 担子菌门(Basidiomycota) 壶菌门(Chytridiomycota) 接合菌门(Zygomycota) 有丝孢真菌类(Mitosporic Fungi)
但由于研究酵母的分类方法较研究一般丝状真菌特殊， 荷兰科学家罗德(Lodder)的分类系统比较全面和实用。
第八章 微生物的分类与鉴定
第三节
微生物分类鉴定的方法
一、经典分类鉴定方法
二、现代分类鉴定方法
第三节
微生物分类鉴定的方法
细胞的形态和习性水平 经典 细胞组分水平
微生物的鉴定方法
蛋白质水平
核酸水平
第二节
微生物的分类与命名
生物分类的原则： ①根据表型特征(形态学、生理生化学、生态学等)的相似程 度分群归类。 ②按照生物系统发育相关性水平来分群归类。 其目标是探寻各种生物之间的进化关系，建立反映生物 系统发育的分类系统。 现代微生物分类学: 已从传统的微生物分类方法(根据表型特征来推断微生物的系 统发育)发展到按其亲缘关系和进化规律进行分类。
第二节
微生物的分类与命名
二、微生物的分类系统 2、真菌的分类系统
原生动物界 (Kingdom Protozoa) 集胞粘菌门(Acrasiomycota) 网柱粘菌门(Dictyosteliomycota) 粘菌门(Myxomycota) 肿根菌门(Plamodiophoromycota)
真核生物域 (Domain Eukaryota)
第二节
第一节
微生物在生物界的地位
rRNA和系统发育树
培养微生物 提取并纯化rRNA
对rRNA序列测定和分析方法 rRNA序列测定 常用的有两种（P280）：
分析比较
寡核苷酸编目分析法 直接序列分析法
微生物之间的系统发育关系
第一节
微生物在生物界的地位
二、三域学说及其发展
20世纪70年代末，美国伊利诺斯大学的伍斯等 用寡核苷酸序列编目分析法对大量微生物和其他生 物的16S rRNA和18S rRNA序列进行同源性比较后， 惊奇发现嗜极菌——产甲烷细菌、嗜盐菌、嗜热菌、 嗜压菌和嗜酸嗜热菌等具有既不同于其他细菌，也 不同于真核生物的序列特征，这些嗜极菌都是能在 地球早期严酷自然环境的极端条件下生存的微生物。 提出三域即：细菌域(Bacteria) 古生菌域(Archaea) 真核生物域(Eukarya)
第八章 微生物的分类与鉴定
第一节 微生物在生物界的地位
第二节 微生物的分类与命名 第三节 微生物分类鉴定的方法
第八章 微生物的类与鉴定
第一节 微生物在生物界的地位
一、生物分类学的发展概况 二、三域学说及其发展
第一节
微生物在生物界的地位
一、生物分类学的发展概况
图8-1 生物界级的学说发展（阴影部分表示微生物）
第一节
微生物在生物界的地位
比较生物大分子序列差异的数值构建了系统树(分子系统树)。 特点:用一种树状分枝的图型来概括各种(类)生物之间的亲缘 关系。 真核生物域 细菌域 古生菌域
图8-2 三域学说及其 生物进化谱系树
利用16S rRNA建立分子进化树的美国科学家伍 斯 (C.R Woese )
现代
第三节
微生物分类鉴定的方法
一、经典分类鉴定方法
鉴定步骤：
获得该微生物的纯培养物 测定一系列必要的鉴定指标 查找权威性的菌种鉴定手册 经典分类鉴定中，分类鉴定的依据(鉴定指标)：
1、形态学特征 2、生理生化特征 3、生态学特征 4、血清学反应 5、噬菌体分型(宿主对噬菌体的敏感性分型)
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则
1、分类单元及其等级
界 门
纲
目
se的 理论，现在还在 界之上使用域 把全部生物先分为 古生菌域 细菌域 真核生物域 域下面再分界
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 1、分类单元及其等级
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 1、分类单元及其等级
(3)亚种(subspecies)或变种（variety） 正式分类单元中地位最低的分类等级，指其某一明显而稳定 的特征与模式种不同的菌株。 (4)培养物 培养物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。微生物的纯培养物。 (5)菌株(strain)（品系）(病毒称毒株或株) 把同种微生物的不同来源的纯培养物或纯分离物均可称为某菌 种的一个品系或菌株。 它表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯遗传型群体 及其一切后代。从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培 养物都可以称为一个菌株或品系。实验诱变菌株。
第一节
微生物在生物界的地位
生物大分子为什么可以作为进化标尺依据？
蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进化 速率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变量 (氨基酸或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进化 的时间成正比。 a)在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时，
------------进化距离远，进化过程中很早就分支了。
b)如果两群生物同一来源的大分子的序列基本相同，
------------处在同一进化水平上。
第一节
微生物在生物界的地位
作为进化标尺的生物大分子的选择原则
1）在所需研究的种群范围内，它必须是普遍存在的。 2）在所有物种中该分子的功能是相同的。 3）为了鉴定大分子序列的同源位置或同源区，要求所 选择的分子序列必须能严格线性排列，以便进行进 一步的分析比较。 4）分子上序列的改变（突变）频率应与进化的测量尺 度相适应。
植物界 动物界
原生生物界
原核生物界 真菌界
真细菌界 古细菌界
细菌域 古生菌域
病毒界？ 真核生物域
第一节
微生物在生物界的地位
二、三域学说及其发展
20世纪70年代以前，生物类群间的亲缘关系 判断的主要根据：
表型特征： 形态结构——形体微小、结构简单
生理生化——缺少有性繁殖过程 行为习性，等等
少量的化石资料——化石资料凤毛麟角
第八章
微生物的类与鉴定
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 二、微生物的分类系统
第二节
微生物的分类与命名
微生物分类学：研究微生物分类理论和方法的学科。
包括：分类、命名和鉴定三个独立和相关的分类学领域。 分类 ：根据微生物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的类 群(分类单元)； 命名 ：根据国际生物命名法规给微生物分类单元以科学的名称； : 鉴定 ：确定一个新的分类微生物属于已经命名的分类单元的过程。 目的： 揭示微生物的多样性及其亲缘关系，建立自然分类系统。
Bacillus subtilisASI.398
生产蛋白酶
Bacillus subtilisBF7658
生产α淀粉酶
第二节
微生物的分类与命名
一、微生物的分类与命名法则 1、分类单元及其等级
（7）群 指一组具有某些共同性状的生物。 一个种变成另外一个种时产生一系列过渡类型——“群”。 如大肠杆菌和产气肠杆菌两个种有明显区别，但自然界中还 存在许多介于此两种细菌之间的中间类型，因此就将这两种 菌和介于它们之间的中间类型统称为大肠菌群。
大量的资料表明：功能重要的大分子、或者大分子中功能重要 的区域，比功能不重要的分子或分子区域进化变化速度低。
第一节
微生物在生物界的地位
RNA作为进化的指征的优点：
16S rRNA被公认为是一把好的谱系分析的“分子尺”
1）rRNA具有重要且恒定的生理功能； 2）在16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又有中度保守 和高度变化的序列区域，因而它适用于进化距离不同的各类生 物亲缘关系的研究； 3）16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析； 4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取； 5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同源 分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。
第二节
微生物的分类与命名
二、微生物的分类系统
2、真菌的分类系统 采用Ainsworth的分类系统(1983年第七版)。 它将真菌界分成粘菌门和真菌门， 真菌门又分成5个亚门： 鞭毛菌亚门 接合菌亚门 子囊菌亚门 半知菌亚门 担子菌亚门 菌物界是广义的真菌。 包括粘菌门、假菌门和真菌门(即狭义的真菌)。
第一节
微生物在生物界的地位
二、三域学说及其发展
三域学说观点： 现在的一切生物均由一个共同的原始祖先，一种小细胞慢慢 进化而来。首先分化出细菌和古生菌两个分枝，而后在古生 菌的基础上吞噬了一些其他生物如蓝细菌、α朊细菌(相当于 G―细菌)等，经过长期的内共生后，两者逐渐进化形成一种 新的生物——真核生物。 发展中新的挑战： ①认为16S rRNA和18S rRNA分子的进化难以代表整个基因 组的分子进化； ②许多真核生物的基因组和它们所表达的功能蛋白与细菌 更为接近，而不是古生菌。
假菌界 (Kingdom Chromista)
丝壶菌门(Hyphochitriomycota) 网粘菌门(Labyrinthulomycota) 卵菌门(Oomycota)
真菌界 (Kingdom Fungi)
子囊菌门(Ascomycota) 担子菌门(Basidiomycota) 壶菌门(Chytridiomycota) 接合菌门(Zygomycota) 有丝孢真菌类(Mitosporic Fungi)
但由于研究酵母的分类方法较研究一般丝状真菌特殊， 荷兰科学家罗德(Lodder)的分类系统比较全面和实用。
第八章 微生物的分类与鉴定
第三节
微生物分类鉴定的方法
一、经典分类鉴定方法
二、现代分类鉴定方法
第三节
微生物分类鉴定的方法
细胞的形态和习性水平 经典 细胞组分水平
微生物的鉴定方法
蛋白质水平
核酸水平
第二节
微生物的分类与命名
生物分类的原则： ①根据表型特征(形态学、生理生化学、生态学等)的相似程 度分群归类。 ②按照生物系统发育相关性水平来分群归类。 其目标是探寻各种生物之间的进化关系，建立反映生物 系统发育的分类系统。 现代微生物分类学: 已从传统的微生物分类方法(根据表型特征来推断微生物的系 统发育)发展到按其亲缘关系和进化规律进行分类。
第二节
微生物的分类与命名
二、微生物的分类系统 2、真菌的分类系统
原生动物界 (Kingdom Protozoa) 集胞粘菌门(Acrasiomycota) 网柱粘菌门(Dictyosteliomycota) 粘菌门(Myxomycota) 肿根菌门(Plamodiophoromycota)
真核生物域 (Domain Eukaryota)
第二节