微生物学研究——微生物的分类和生理学
细菌分类学
弧菌属。
1838年，德国生物学家Eheneberg对微生物分类做 了修改，把细菌列为纤毛虫纲，分为2科。
1857年，德国植物学家Nagali在《植物学杂志》上发表
文章指出，这些微生物具有细胞壁，应归属于植物界，
并独立设一纲，取名裂殖菌纲。
1872年，德国植物学家Cohn发表新的细菌分类系统， 吧细菌分为4个族，每个族由一个或几个属组成。 1909年，Jensen发表了一种新的分类法，该方法在采用
第一章
微生物分类学
——细菌分类学
第一节 细菌分类学概述
一、细菌分类鉴定的意义
细菌分类学的任务是在全面了解细菌的
生物学特征的基础上，研究他们的种类，
探索其起源、演化以及与其他类群之间的
亲缘关系，进而提出能反映自然发展的分
类系统，并将微生物加以分门别类。
二、细菌分类学研究简史
1675年，荷兰人用自制显微镜观察到“微小动物” 第一个尝试生物分类的科学家—林奈 丹麦动物学家Muller提出新的分类系统，其中包括 动物、藻类、细菌。并建议将细菌分为单胞菌属和
常用的细菌分类学术语：
（1）种（species）物种，生物分类中基本的分类单元 高等生物中，“生殖隔离”被看作是区分物种的标准 微生物的种：具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群 与其他类群的菌株有很明显的区别。 (2). 亚种(subspecies): 是正式分类单元中地位最低的 分类等级。
当某一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性
1 （6）培养物(culture)：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。
第十章微生物分类学
二、微生物分类系统
❖ （二）细菌分类系统 ❖ 1、“伯杰氏细菌鉴定手册” ❖ 第八版开始放弃了从界种的完整的分类体系，将
细菌归属于原核生物界，下分蓝细菌和细菌。将细 菌进一步分成19部分，对蓝细菌未作进一步分类。 ❖ 第九版（新版）内容有较大变动，全书共分四卷， 细菌归属于原核生物界的四个门中：薄壁、厚壁、 柔膜、疵壁菌门。 ❖ 2、“细菌和放线菌的鉴定”前苏联克拉西里尼科 夫 ❖ 3、“细菌分类学”法国普雷沃
第二节 微生物的分类方法
❖ 一、传统分类法
❖ 1、形态特征
❖ 个体形态特征
❖ 群体形态特征： 固体培养基上；
❖
液体培养基中
❖ 2、生理生化特征
❖ 营养类型；
❖ 利用营养物质的能力：能否利用，利用能力大小， 通常检测微生物对碳源和氮源的利用能力；
❖ 代谢产物: 如糖发酵 产酸产气情况;产氨试验 检 测NH3产生情况;硝酸盐还原试验 检测亚硝酸的存 在;吲哚试验 检测吲哚的存在以判断色氨酸酶的存 在;硫化氢试验 检测H2S的产生情况;明胶液化 测 蛋白酶的产生
第三节 微生物分类系统
❖ 一、生物分类系统
❖ 定义：指按亲缘关系分群归类编排成的系统 ❖ 生物界中的分类系统，因不同的人采用的分类方
法、分类依据不同，因而形成的生物分类系统不同， 有将生物界分成： ❖ 二界：植物界、动物界 ❖ 三界：植物界、动物界、原生生物界 ❖ 四界、五界、六界的。 ❖ 六界系统是我国学者提出的：病毒界、原核生物 界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界。 ❖ 在这六界系统中，微生物属于病毒界、原核生物 界、真核原生生物界和真菌界。
❖ 某些生长条件：生长温度范围 最低、适、高， 嗜冷、热、温;需氧情况 好氧 厌氧 兼性；生长酸 碱度范围
微生物的生物学特性ppt课件
喹诺酮：为人工合成的含4-喹诺酮 类抗生素。其靶部位是DNA旋转酶， 两个A亚基、两个B亚基组成的II型拓 扑异构酶。由gyrA、gyrB基因编码。 大肠杆菌可因gyrA基因突变，引起酶 结构改变，阻止药物结合。物结合，。
磺胺类耐药菌：改变二氢叶酸合 成酶结构，使磺胺类抗生素失去集合 的靶部位而耐药。
微生物的生物学特性
2、质粒：Plasmid：
定义? 特点： 1）体积小
2）有复制性、传递性，而且是自主 复制传代,控制某些性状。
3）宿主范围： 4）具有相容性、不相容性 5）可以丢失 意义。传递遗传物质；遗传工程的载体
微生物的生物学特性
异 染 颗 粒
（四）、细胞核（核质）： 作用——控制细菌的遗传变异；
蛋白是病毒的主要成分，分非结构 抑制细胞生物合成的蛋白。转录酶， 蛋白水解酶作为研究抗病毒药物靶部 位，倍受观注。有的非结构蛋白具有
微生物的生物学特性
三、病毒的增殖周期：
病毒复制的过程分为： 吸附; 穿入; 脱壳; 生物合成; 装配释放五个步骤，
又称复制周期(Replication cycle)。
二、细菌的结构
Essential structures 基本结构
cell wall 细胞壁 cell membrane 细胞膜 Cytoplasm 细胞质 nuclear material 核质
Particular structures 特殊结构
capsule 荚膜
flagella 鞭毛
pili 菌毛
微生物的生物学特性
蛋白质衣壳的功能是： （1）赋予病毒固有的形状； （2）保护内部核酸 （3）衣壳蛋白质具有免疫原性，
可刺激机体产生抗病毒免疫应答和鉴 定病毒；
微生物基本知识
微生物基本知识1微生物：个体微小、结构简单的一类低等生物。
微生物是一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称。
简单地说是人们对肉眼看不见的细小生物的总称。
小（个体微小）简（结构简单）低（进化地位低）2微生物的共性：体积小，比表面积大; 吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多3微生物的共同特点：个体微小，结构简单；代谢活跃，方式多样；繁殖快速，容易变异；抗逆性强，休眠期长；种类繁多，数量巨大；分布广泛，分类级宽4五大特点总结：1、体积小，比表面积大：必然有：一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排排泄面、环境信息的交换面。
2、吸收多，转化快：这个特点为微生物的高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供充分的物质基础，从而使微生物能在自然界和人类实践中更好地发挥其超型“活的工厂”的作用。
3、生长旺，繁殖快：它使科学研究周期大为缩短、空间减少、经费降低、效率提高。
如果说是有害微生物，这一特点就会给人类带来极大的损失祸害。
4、适应强，易变异：有益的变异为人类创造巨大经济效益和社会效益；有害的变异是人类各项事业的大敌。
5、分布广，种类多：这一特点，为人类在新世纪中进一步开发利用微生物资源提供了无限广阔的前景。
5微生物与其他生物的共同点：遗传信息都是以DNA和RNA作为载体，遗传信息表达的规则相同；都是以ATP作为能量代谢的载体；氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸的合成途径相同；蛋白质、脂肪、核酸和多糖的合成途径相同；细胞的化学组成相似6微生物学：是研究微生物及其生命活动规律的科学微生物学的发展简史：史前时期——人类对微生物的认识与利用；微生物学初创时期——微生物形态认识时期；微生物学奠基时期——微生物生理学发展时期；微生物学发展时期——微生物生物化学发展时期；微生物学成熟时期——微生物分子生物学发展时期7微生物生物多样性：1、形态多样性2、大小多样性3、结构多样性8细菌：细菌是一类细胞细而短（细胞直径约0.5um，长度约0.5~5um）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
微生物学检验
Robert Koch 在微生物学技术方面的杰出贡献 ：
发明了固体培养基
创造了细菌的染色方法 开创了实验性动物感染 发现炭疽病(1876)、结核(1882)、霍乱的病原 体，而获 1905年的医学生理学诺贝尔奖。 提出了郭霍原则： ① 必须能在可疑病例中发 现并分离出同一种微生物；②必须在体外获得纯培养 ；③这种培养的微生物接种于动物，应能引起典型的 疾病。
Florey 1940年提取青霉素 目前遇到的问题：滥用导致耐药性增高
欧立希：发明化学疗剂——砷凡纳明
3、现代微生物学时期：
（1）新病原微生物的发现：
传统病原卷土重来；
新型病原：如军团菌、幽门螺杆菌、莱姆病螺 旋体、肺炎衣原体、人类免疫缺陷病毒、SARS病毒 等。
发现了比病毒更小的微生物:类病毒、拟病毒、 朊粒.
注意：微生物无处不在，应树立无菌观念。 与人类的关系：大多对人类有益，少数有害。 病原微生物（pathogenic microorganisms） 条件致病微生物（机会致病微生物）
微生物学(microbiology)：
微生物的进化分类、生命活动规律及与动植物、 人类、自然相互关系。
按研究对象分：细菌、病毒、真菌学 按应用领域分：工业、农业、医学、兽医 按研究方向分：基础微生物、分子微生物学、
了解了微生物的发展简史，以及现代微生物学的 特征和发展趋势。
介绍了这门功课的特点和学习方法。
思考题：
1.什么是微生物？微生物分那些种类？
2.微生物与人类有何关系，为什么要学习微 生物？
3.预测微生物学下一阶段的发展趋势。 4.目前医学微生物学的研究热点有哪些？
（2）致病机制的研究进一步深入
采用新技术 各种致病因素的分子机理及调控。 完成了部分细菌、病毒的基因测序，从分 子和基因水平研究病原微生物的致病作用。
微生物的进化、系统发育和分类鉴定
主要仪器设备
通用：气相色谱、液相色谱、质谱、X射 线衍色、核磁共振波谱仪、激光拉曼光谱仪、 激光显微镜等。 专用：阻抗测定、放射测量、微量量热计、 生物发光测量仪、药敏自动测量仪、自动微生物 检测仪。
现代分子生物学和免疫学技术 DNA探针，PCR、DNA芯片、ELISA、免疫 荧光、放射免疫及全自动免疫诊断。 计算机的应用 分类鉴定中的应用：分类单位确定、选择 分类特征；特征资料收集；资料编码、标准化； 相似性数值聚类分析。 在线控制：pH、温度、时间、压力、搅拌 转速、溶氧、补料等。 图像处理、分析、三维模拟，资料存储。
菌株或品系（strain）：同种微生物不同来源的 纯培养。模式菌株：按照命名法规的要求，当命名一 个新种时，需要指定一个菌株为这个种的命名模式。 群（group，series）：某些微生物特性介于两 种微生物之间，不易区分，两个种及它们之间的微生 物统称为群。
2、分类单元的命名
每一种微生物都有一个自己的专门名称。名称 分两类，一类是地区性的俗名(common name， vernacular name)；另一类是国际上统一使用的名 称，即学名(scientific name)。 中国科学院命名（俗名） As1299―――――“1”表示细菌。 As2604―――――“2”表示酵母菌。 As3758―――――－“3”表示霉菌。 As4650――――――“4”表示放线菌。 As5604――――――“5”表示真菌。
噬菌体分型 根据噬菌体的宿主范围可将细菌分为不同的噬 菌型和利用噬菌体裂解作用的特异性进行细菌鉴 定。
3 氨基酸顺序和蛋白质分析
蛋白质是基因的产物，蛋白质氨基酸顺 序直接反应mRNA顺序而与编码基因密切相关。 因此，可以通过对某些同源蛋白质氨基酸比 较来分析不同生物系统发育的关系，序列相 似性越高，其亲缘关系愈近。
第三章 微生物的分类
直接反映mRNA顺序而与编码基因密切相关.
因此,可以通过对某些同源蛋白质氨基酸顺
序的比较来分析不同生物系统发育关系,序 列相似性越高,其亲缘关系愈近.
因此可以根据蛋白质的氨基酸序列资料构建
系统发育树和进行分类.
（四）核酸的碱基组成和分子杂交
比较DNA和碱基组成和进行核酸分子杂交,是目前 通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两种 方法. 1.DNA的碱基组成[(G+C)%] 2.核酸的分子杂交 DNA—DNA杂交、DNA—rDNA杂交、核酸探针
噬菌体对宿主的感染和裂解作用具有高度的特 异性,即一种噬菌体往往只能感染或裂解某种细 菌,甚至只裂解种内的某些菌株.
所以,根据噬菌体的宿主范围可将细菌分为不同
的噬菌型和利用噬菌体裂解这样的特异性进行 细菌鉴定.
这对于追溯传染病来源、流行病调查以及病原
菌的检测鉴定有重要意义.
（三）氨基酸的顺序和蛋白质的分析
宿主范围、传播方式及媒介、临床病理学特点
三、病毒的分类系统
z Order目
一群具有某些共同特征的科。
基因组不同，但有相似的基因组次序、结构及复制方 式，甚至编码相似的功能蛋白的共同保守序列。词尾 virales
– Family科 词尾 vivide
z
Subfamily亚科 Genus 属 词尾 virus Species种
第三节
病毒的分类
一、病毒分类机构
1966年莫斯科 国际病毒命名委员会 1973年 国际病毒分类委员会（ICTV） International Committee on Taxonomy of Virus 是病毒分类与命名的国际权威机构
微生物学教程 DOCX 文档(一)
微生物学教程（第四版）知识点——周德庆绪论微生物与人类一．什么是微生物1.微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称2.不是一切微生物都是肉眼不可见的。
例：费式刺尾鱼菌，大小：75μm（宽）X200~600μm（长）纳米比亚珍珠硫细菌，大小：直径100~300μm，最大750μm 3.微生物的定义：是对所有形体微小的单细胞、细胞结构较为简单的多细胞，以及没有细胞结构的低等生物的通称。
解析：形体微小：一般小于100μm结构简单：单细胞，简单多细胞，无细胞结构低等生物：进化地位低：原核生物，真核生物，非细胞生物。
微生物并非分类学术语，而是根据生物体的大小而被人为的划分在一起。
4.微生物类群：①原核生物：支原体、衣原体、立克次氏体、放线菌、蓝细菌、细菌、古菌。
（支衣立放蓝细古）②真核微生物：真菌（酵母菌、霉菌、蕈菌），原生生物（藻类、原生生物）③非细胞生物：（真）病毒，亚病毒（类病毒、拟病毒、脘病毒）二．微生物的五大共性（要考）1.个体小，面积大：比表面积大（产生其余四个共性）2.吸收多，转化快：代谢能力强3.生长旺，繁殖快4.适应强，易变异：有极其灵活的适应性或代谢调控机制5.分布广，种类多：“无孔不入，随遇而安”微生物多样性的体现①物种多样性②生理代谢类型多样性③代谢产物多样性④遗传基因多样性⑤生态系统类型的多样性三．人类对微生物世界的认识史1.史前时期：微生物感性的认识时期2.初创时期：微生物形态的认识时期列文虎克——微生物学的先驱者，首个看见并描述微生物的人。
3.奠基时期：微生物生理学发展时期巴斯德——微生物学奠基人，微生物学之父（提出胚种学说，否定了自然发生学说。
）（巴斯德消毒法、分离出引起蚕病的微生物、创立免疫学原理和预防接种方法）科赫——细菌学的奠基人，科赫原则。
（发明固体培养皿，建立分离纯化微生物的实验技术，利用平板分离法寻找并分离到许多病原菌——发现结核病原菌）3.发展时期：微生物生物化学发展时期布赫纳——生物化学奠基人，提出酶的概念费莱明——发现青霉菌产生抑菌物质—青霉素4.成熟时期：微生物研究进入分子生物学水平，成为分子生物学研究中主要对象。
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微生物学研究——微生物的分类和生理学
微生物是一类非常小、单细胞生物，可以直接或间接地为人类和其他生物带来
许多益处，比如发酵制酒、生产酸奶、治疗人类疾病等等。
微生物是整个生物界中数目最多、种类最多的类群之一，在地球上的生态系统中占有重要的地位。
因此，微生物学是生命科学中的重要分支之一。
微生物分类与微生物的生理学两个方面是微生物学中重要的内容。
一、微生物的分类
对微生物进行分类是一件很重要的事情，可以帮助我们更好地了解微生物所处
的种群，以及彼此之间的关系。
目前，对微生物分类的方法主要有三种，分别是基于形态学、生理学和分子生物学。
下面分别来介绍这三种分类方法。
1、基于形态学的分类方法
基于形态学的分类方法主要是通过观察微生物的外观特征，比如颜色、形状、
大小、结构等等来对微生物进行分类的方法。
这种分类方法包括真菌、原生动物、细菌等等。
真菌通常被归为一种不同于其他生物的生命形式，它们是单细胞或多细胞真核生物，通常存在于土壤、水体和空气中，还有些在人类身上或其他动物身上也能发现它们的踪迹。
原生动物主要体现在仪器检测中，通过微生物学检测透过显微镜、流式细胞术等来进行分析，主要是细胞的形态和结构两个方面。
细菌是无需细胞内部器官的原核生物，主要体现在细菌的细胞形态和颜色上，经过多年的归类，目前已知的细菌种类多达2000多种，对于如何区分它们的类别，色素方面是非常
重要的一个因素。
2、基于生理学的分类方法
生理学分类方法主要是通过观察微生物生长和代谢的特征来对微生物进行分类
的方法。
微生物在不同的环境条件下，其代谢过程和生长特性也往往会有所不同。
这种分类方法主要包括硫化细菌、硝化细菌、氨氧化细菌等等。
硫化细菌是一种硫
化作用的细菌，它们喜欢生长在一些酸性环境里，可以分解硫酸盐、硫酸及其他硫化物来获得能量，同时会释放出一些有毒气体。
硝化细菌可以将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，这种转化过程对于氮素循环非常重要。
氨氧化细菌通常生长在氨化作用的环境中，他们会分解尿素、氨水中的氨氮等物质，将其转化为亚硝酸盐和硝酸盐，这些硝酸盐可以被植物吸收利用。
3、基于分子生物学的分类方法
基于分子生物学分类方法主要是通过研究微生物的基因组和分子生物学特征来
对微生物进行分类的方法。
随着生物技术的发展，分子生物学成为了微生物分类中越来越重要的一种方法。
通过对微生物基因组和分子特征的研究，可以深入地了解微生物之间的差异和变异，发现微生物新种及其功能。
多个基因的存在使得微生物的分类和筛选变得更加轻松、准确。
二、微生物的生理学
微生物的生理学研究是指研究微生物在生长和代谢过程中所发生的变化，以及
这些变化如何影响微生物的生理特征和功能。
微生物生理学主要涉及微生物的营养、呼吸、代谢等方面。
1、微生物的营养
微生物的营养来源主要是有机和无机物质。
无机物通常指种种离子和无机盐，
包括一些常见的金属离子，比如铁、锰和钙等等。
有机物质则包括一些碳源、氮源、磷源等等，比如葡萄糖、乳糖、蛋白质、氨基酸、酸硷等。
2、微生物的呼吸
微生物的呼吸过程与其他生物有着很多不同之处。
微生物的呼吸过程通常分为
两种，一种是有氧呼吸，另一种是无氧呼吸。
在有氧呼吸中，微生物在氧气的作用下把有机物质分解成二氧化碳和水，同时产生大量的能量。
无氧呼吸则是在缺氧的情况下运行的，微生物利用一些无氧物质来代替氧气。
3、微生物的代谢
微生物的代谢过程中，能量合成是非常重要的过程之一。
在能量合成过程中，微生物通过将能量化学成分子键来制造 ATP 分子，这样一来，就保证了微生物在生长和代谢过程中拥有足够的能量。
综上所述，微生物学的研究非常重要，可以深入地了解微生物在地球生态系统中的重要作用，以及它们之间的生态学联系和互动方式。
微生物的分类和生理学两个方面是非常重要的研究内容，只有深入探究这两个方面，才能对微生物的生活特点、适应性和生态作用有全面的了解，对利用微生物来解决人类和其他生物面临的生态问题有着重要的意义。