原核微生物1教学课件

原核微生物主要内容原核生物的分类生物的界级分类学说；微生物的命名；微生物的鉴定；微生物的分类依据。部分真细菌——需氧性杆菌介绍假单胞菌科；固氮细菌；根瘤菌生物的界级分类学说：在认识发展过程的不同阶段存在对生物分类的不同观点。如：二界系统、三界系统、四界系统、五界系统、六界系统和三原界系统。生物分类－生物的界级分类学术1959年Whittaker提出了四界系统：将不含叶绿素的藻类从植物界中分开，形成了真菌界（Kingdomfungi)；十年后，又提出了五界系统：将原生生物界中的细菌和蓝藻分开，建立原核生物界（KingdomMonera)三原界系统是1978年由R.H.Whittaker和L.Margulis提出的。所有生物存在一个共同祖先，由它分三条进化路线，就形成了三个原界：古细菌原界（Archaebacter）、真细菌原界(Eubacteria)、真核生物原界(Eucaryotes)提出了内共生学说，主要是Margulis的贡献

三原界系统微生物（病毒）细菌（Bacteria）古生菌（Archaea）真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、原生动物等非细胞型细胞型原核微生物真核微生物（Eukarya）古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。有人认为，如果把地球年龄比喻为一年的话，则微生物诞生的时间是在3月20日左右，人类出现的时间是12月31日下午7时左右，所以可以毫不夸张地说，微生物是一切生物（包括人类）的“老前辈”。细菌（1）专指真细菌，即三原界中的细菌原界。（2）泛指原核生物，包括真细菌和古细菌。以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：界(Kindom)：真菌界门(Phyllum)：真菌门纲(Class)：子囊菌纲目(Order)：内孢霉目科(Family)：内孢霉科属(Genus)：酵母属

种(Species)：啤酒酵母微生物的分类单元和分类学名词界、门、纲、目、科、属、种——七级单元种是最基本的分类单元每一分类单元后可有若干辅助单元，如亚门、亚纲、亚目、亚科等种（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一大群菌株的总称。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及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一组纯种后代群）。因此，一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株强调的是遗传型纯的谱系.以大肠埃希氏杆菌的2个菌株为例：EscherichiacoliK12和Escherichiacoli○-157:H7★“菌株”的数量是无限的；“种”的数量应该是有限的。★菌株名称表示法：紧随学名后，可随意命名。种是分类学上的基本单位，菌株是实际应用中的基本单位，因为同一菌种的不同菌株在产酶等代谢物的种类或产量上会有很大的不同和差别！亚种(subspecies）或变种(variety)：——种内细分时所用单元。当某一个种内的某一菌株存在少数明显而稳定的变异特征与模式种不同，而此差异又不足以当作命名新种的依据时，可以将这些菌株细分成小的分类单元——亚种。变种是亚种的同义词，因“变种”一词易引起词义上的混淆，从1976年后，已废除使用变种一词。如：E.colik12（野生型）培养时是不需要添加氨基酸的，而实验室变异后，可从k12菌株获得某种氨基酸的缺陷型菌株，此即E.colik12的一个亚种。

学名每种微生物都有自己的名字，名字有学名(scientificname)和俗名（commonname)之分。如：结核杆菌－Mycobacteriumtuberculosis－结核分枝杆菌；绿浓杆菌－Pseudomonasaeruginosa－铜绿假单胞菌；白念菌－Candidaalbicans－白色假丝酵母学名——微生物的科学名称，是按照“国际命名法规”进行命名并受到国际学术界公认的通用名称。学名由拉丁词或拉丁化的外来词组成。学名的命名主要用双名法，少数情况下用三名法。①双名法：学名=属名+种加词

+（首次定名人）+现定名人+定名年份属名：表示微生物的主要特征，首字母大写。由微生物构造、形态或科学家姓氏等词经拉丁化后而成。种加词：表示微生物次要特征，首字母小写。可由微生物产的色素或其形状、来源或科学家姓名等词拉丁化而成。微生物的命名原则必要，需用斜体表示可省略.用正体表示例：大肠埃希氏杆菌

Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919

金黄色葡萄球菌

StaphylococcusaureusRosenbach1884

枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis当泛指某一属微生物而不特指该属中某一具体种时，或者还未确定种名时，可在属名后加sp.或ssp.（分别代表species缩写的单数和复数形式）（用正体字打印）表示.例如：Saccharomycessp.表示酿酒酵母属中的一(某)个种。Saccharomycesspp.表示酿酒酵母属中的一(某)些种。◆菌株名称——在种名后面自行加上数字、地名或符号等，如：Bacillussubtilis

AS1.389AS=AcademiaSinicaBacillussubtilis

BF7658BF=北纺ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美国模式菌种保藏中心◆当文章中前面已出现过某学名后面再出现时，可将后出现的属名简写成1-3个字母。如：Bacillussubtilis

AS1.398B.subtilisBF7658Bac.brevis——短芽孢杆菌

②三名法：用于对亚种的命名，这时在属名和种名后加写一个subsp(排正体），然后再附上亚种名称（排斜体）。如：

Bacillusthuringiensis（subsp）galleria

苏云金芽孢杆菌腊螟亚种分类依据

－经典分类法根据：细胞的形状、大小、结构（如芽孢、鞭毛、夹膜等）和染色反应；群体形态（如菌落形态、液体培养特征、生理生化反应、生态条件等）。细菌的生理生化反应；细菌的生态条件。分类依据

－细菌的数值分类利用数理统计方法来处理细菌的各种特征，求出相似值，以其相似值的大小决定细菌在分类学中的关系，并将它们分为各个类群。特点：采用较多的分类特征；各个分类特征不分主次，同等对待。数值分类的基本步骤计算两菌株间的相似系数 Ssm= SJ=列出相似度矩阵将矩阵图转换成树状图a+da+b+c+daa+b+c分子分类如G+C百分比的测定，核酸的杂交，16sRNA碱基测序1核酸的碱基组成和分子杂交特点：与形态及生理生化特性的比较不同，对DNA的碱基组成的比较和进行核酸分子杂交是直接比较不同微生物之间基因组的差异，因此结果更加可信。(1)DNA的碱基组成(G+Cmol%)DNA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。分类学上，用“G+C”占全部碱基物质的摩尔百分数(G+Cmol%)来表示各类生物的DNA碱基因组成特征。◆每个生物种都有特定的GC%范围，因此后者可以作为分类鉴定的指标。细菌的GC%范围为25--75%，变化范围最大，因此更适合于细菌的分类鉴定。◆GC%测定主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，从分子水平上判断物种的亲缘关系。使用原则：每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的GC%含量；若不同生物之间GC%含量差别很大，表明它们亲缘关系较远。但具有相似GC%含量的生物，却并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系。在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新的分类单位时，GC%含量是一项重要的、必不可少的鉴定指标。同一个种内的不同菌株GC%含量差别应在4～5%以下；同属不同种的差别应低于10～15%；GC%含量已经作为建立新的微生物分类单元的一项基本特征指标，它对于种、属甚至科的分类鉴定有重要意义。若2个在形态及生理生化特性方面极其相似的菌株，如果其GC%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。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GC%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”(2)核酸的分子杂交不同生物DNA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越近，反之亦然。核酸分子杂交(hybridization)——间接比较不同微生物DNA碱基排列顺序的相似性a）DNA-DNA杂交；（亲缘关系相对近的微生物之间的亲缘关系比较）b）DNA-rRNA杂交；（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1540bp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。Eubacteria（真细菌界）Archaebacteria（古细菌界）Eukarya（真核生物界）CarlWoese利用16SrRNA建立分子进化树细菌分类影响较大的是《伯杰氏细菌鉴定手册》，将原核微生物分为四大类，即：一具细胞壁的革兰氏阴性真细菌（薄壁菌门）二具细胞壁的革兰氏阳性真细菌（厚壁菌门）三无细胞壁的真细菌（柔膜菌门）四古细菌（疵壁菌门）细菌分类系统真细菌原核生物中研究最多的是真细菌，目前根据16SrRNA碱基序列比较，在真细菌中已经鉴定出相当于门的14个类群。根据革兰氏染色将其分为G－和G＋细菌。革兰氏阴性菌（G-细菌）主要按细胞形态和与氧的关系分群：

螺旋体•球、杆、螺菌兼性•厌氧性

G－

需氧性需氧性杆菌和球菌

－假单胞菌科（Pseudomonadaceae)

假单胞菌属（Pseudomonas)黄单胞菌属（Xanthomonas);葡糖杆菌属（Gluconobacter);动胶菌属（Zoogloea)；固氮菌属（Azotobacter)该类细菌有8