原核微生物分类和代表

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1、第一章 原核生物 The Prokaryotes （分类方法及主要代表类群 ）,原核生物包括真细菌和古细菌两大类,目的要求,通过本章学习，要求掌握： 1、真细菌、放线菌、蓝细菌、古生菌的形态特点及各类群代表微生物的主要特点及应用价值。 2、原核微生物分类，命名的基本知识。重点： 原核微生物的分类依据及代表种类的特征。 难点： 代表原核微生物的拉丁学名和主要特点。,Outline,细菌的分类和鉴定 细菌：Bacteria 放线菌：Actinomycetes 蓝细菌：Cyanobacteria 古细菌：Archaeobacteria,原核微生物的分类,分类的目的,(1)为了研究工作，生产应用，便于

2、查找。 (2)了解生物进化途径。 (3)了解各生物间的亲缘关系。,1753年，瑞典人林奈（Carl vpm Linne）提出两界分类系统。植物界和动物界 1969年，惠特克（R. H. Whittaker）提出五界系统原核生物界：细菌、放线菌、蓝细菌原生生物界：原生动物、单细胞藻类真菌界：真菌、酵母植物界动物界,生物的分类系统,70年代后期，沃斯(Wose 1978) 根据核糖体结构、16SrRNA的碱基序列将生物划分为3个域(domain)或原界古细菌原界：由甲烷菌、嗜盐菌、嗜热菌等真细菌原界：除古细菌外其它原核生物真核生物原界：原生生物、真菌、动物、植物,原核生物的分类系统,当前比较有权威

3、的分类系统有三个：前苏联克拉西尼柯夫系统 法国的普雷沃系统 美国的伯杰氏系统,第1版：1984年 四卷 第2版：2000年 五卷 纳入研究核糖体RNA测序的结果，分古细菌、真细菌两个界共31个部分,美国微生物学会组织编写伯杰氏细菌鉴定手册 （Bergeys Manual of Determinative Bacteriology）,1923年第1版 1974年第8版：将微生物分成十九个部分 1994年第9版：以细菌形态和生理类型为依据，结合系统发育知识，将细菌分为35个群，4个大类：,具细胞壁的革兰氏阴性细菌 具细胞壁的革兰氏阳性细菌 无细胞壁的真细菌 古细菌,伯杰氏系统细菌学手册,伯杰氏鉴定

4、细菌学手册 (Bergeys Manual of Determinative Bacteriology),美国宾夕法尼亚大学的细菌学教授 伯杰 (D.Bergey) (1860-1937),1957年第七版后，由于越来越广泛地吸收了国际上细菌分类学家参加编写 (如1974 年第八版，撰稿人多达130多位，涉及15 个国家；现行版本撰稿人多达300多人，涉及近20个国家)，所以它的近代版本反映了出版年代细菌分类学的最新成果，因而逐渐确立了在国际上对细菌进行全面分类的权威地位。,伯杰氏系统细菌学手册 (Bergeys Manual of Systematic Bacteriology),伯杰氏手册

5、是目前进行细菌分类、鉴定的最重要依据，其特点是描述非常详细，包括对细菌各个属种的特征及进行鉴定所需做的实验的具体方法。,（20世纪 80年代末期）,伯杰氏鉴定细菌学手册 (Bergeys Manual of Determinative Bacteriology),伯杰氏系统简介,伯杰氏细菌鉴定手册(第九版)将原核微生物分为35群，归纳为四大类(或四个门)：第一类：具细胞壁的革兰氏阴性真细菌 第二类：具细胞壁的革兰氏阳性真细菌 第三类：无细胞壁的真细菌 第四类：古细菌,伯杰氏系统细菌学手册第二版将原核生物分为古细菌和真细菌2个界，下设25门，39纲，89目，207科，包括852属，5000余种，

6、分为五卷本出版。,原核生物的分类和鉴定,细菌分类学包括三个方面： 分类（classification）：根据各种细菌的相似性进化关系将其分为类群，排放在适当的单元中 鉴定（identification）：是分类的操作过程，经过一系列测定来确定所研究的菌株属于哪个类群 命名(nomenclature)：根据命名的国际法规对所鉴定的菌株给以科学名称,原核生物的分类单位,原核生物的分类等级原核生物界(Kingdom)、门(Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)。种的概念种是分类的基本单位，是表型特征和包括DNA和16SrRNA在

7、内的基因序列特征高度相似的菌株群，且和其它类群又有明显的差别。,这些词尾是: 目的词尾ales 亚目的词尾ineae 科的词尾aceae 亚科的词尾oideae 族的词尾eae 亚族的词尾inae 属、种没有共同的词尾,原核微生物的分类学名使用拉丁文，分类单位的拉丁名称，有些级别的词尾是比较固定的。,一个微生物的种具有如下特征,1.形态、生理特征相同。 2.有共同的起源。 3.是分类的基本单位，也是进化的单位。 4.是繁殖的单位，同种才能产生后代，不同的种不能产生后代。 5.种有遗传的稳定性，同时也存在变异性。种与其它分类级的区别在于: 1.它是繁殖的基本单位。 2.它是分类的基本单位。,菌种

8、命名原则,按国际细菌命名法则命名，该方法采用的是林奈在1753年提出的双命名法学名：属名+种名加词（斜体表示）属名：拉丁文或希腊文，名词，单数，第一个字母大写，描述微生物的一般的和主要的特征种名加词：拉丁文或希腊文，形容词，字母小写, 描述该菌具体的、次要的特征, 并在学名之后写出命名人的姓氏,例如: Bacillus thuringiensis Berliner 1915属名 种名 定名人 定名时间,如果泛指某一属的微生物，或某菌种，知其属但种名未定，可用“sp” “spp”作加词 如 Bacillus sp：一个尚未定名的芽胞杆菌Bacillus spp：泛指芽胞杆菌属的菌种,种以下分类,

9、亚种（subspecies, subsp.）：指某一明显而稳定的特征与模式种不同的种，例：蜡状芽胞杆菌的蕈状亚种：Bacillus cereus subsp. Mycoides 型（form或type）：常指亚种以下的细分。当同种或同亚种不同菌株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可细分不同的型，如：依据抗原特征的不同可分为不同的血清型 变种（Variety, Var.）：现一般不使用枯草芽胞杆菌墨色变种：Bacillus subtilis var. niger,！同一菌种在一篇文章中首次出现时写全称，第二次出现时，属名可缩写： Escherichia coli 缩写为E. coli,当某一

10、菌株被鉴定为一个新种或新的亚种时，该菌株就应指定为该种或该亚种的模式菌株；如果有几个菌株同时被鉴定为一个新种，同指定其中一个具代表性的菌株用为模式菌株,模式概念,根据命名法规要求，正式命名的分类单元应指定一个命名模式作为该分类单元的命名的依据,种和亚种指定为模式菌株（type strain） 亚属和属指定为模式种（type species） 属以上至目级分类单元指定模式属（type genus）,若老的标准菌株丢失、死亡或发生了变异，必须再找一个与其相同的菌株来代替，并被国际上公认 一个微生物新种的建立必须在IJSB(International Journal of Systematic Ba

11、cteriology)(国际系统细菌学杂志)上发表。然后被添加在细菌名称批准目录中。这时方可被全世界所公认。 新种的标准菌株要送交“世界菌种保藏联合会”(WFCC),并存入微生物资源中心( Microbiological Resources Center)(MIRCEN)。 细菌名称发表的优先权为1980年1月1日,即细菌名称批准目录中，没有的1980 年1月1日以后谁先发表属于谁。,分类中的几个概念,菌株（strain）：由一个独立的单细胞繁殖形成的微生物纯种群体，将使用较广泛某菌的菌株名称加在菌种学名之后，可任意取名，例：华癸中生根瘤菌7653R菌株：Mesorhizobium huaku

12、ii 7653R 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） 群（population）：在自然界中有些微生物的种类其特征介于两个种之间，彼此不易严格区分，于是我们就把这两个种和介于它们中间的一些微生物统称为一个“群”。例大肠杆菌群就是大肠杆菌和产气杆菌及其中间类型微生物的统称,原核生物分类鉴定的依据和方法,生物分类和鉴定的依据 高等动物：外部形态、内部解剖结构 种子植物：生殖器官特征；花、果实 微生物：个体形态、群体形态、生理生化、免疫、遗传等微生物形体小、类型多、易变异，使其分类、

13、鉴定远较其它生物复杂,(1) 形态 (2) 大小: 菌体 宽长 或者直径大小 (3) 细胞排列方式 (4) G染色反应: G+、G-、G不定 (5) 细胞内含物: 聚-羟基丁酸、异染粒、硫粒等 (6) 鞭毛与运动性 (7) 荚膜有无 (8) 芽胞 (9) 发育过程中的形态变化 (10) 特殊构造,(一)形态特征,细菌的基本形态有球状、杆状、螺旋状,细菌的形态,球菌细胞分裂后常呈一定的空间排列形式，这些排列方式在分类上有一定的意义，根据细胞分裂后细胞的排列方式球菌又分为：,单球菌:尿素微球菌（Micrococcus ureae） 双球菌: 肺炎双球菌( Diplococcus pneumonia

14、e) 四联球菌: 四联微球菌( Micrococcus tetregenus) 八叠球菌: 尿素八叠球菌( Sarcina ureae) 链球菌：乳酸链球菌 ( Streptococcus lactis) 葡萄球菌:金黄色葡萄球菌 ( Staphylococcus aureus),球菌 (coccus),细胞分裂后的排方式不同,(1)单球菌 分裂后的细胞分散而单独存在的球菌. 如尿素微球菌(Micrococcus ureae),单球菌,(2)双球菌 分裂后两个球菌成对排列的为双球菌. 如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniae),双球菌,(3)链球菌 分裂是沿一个平面进行，分

15、裂后细胞排列成链状. 如乳链球菌 （Streptococcus lactis）,链球菌,(4)四联球菌 分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形. 如四联微球菌 （Micrococcus tetragenus）,四联球菌,(5)八叠球菌 按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌在一起成立方体形. 如藤黄八叠球菌（Sarcina ureae),八叠球菌,(6)葡萄球菌 分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄。 如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus),葡萄球菌,杆菌 (rod),杆菌的细胞呈杆状或圆柱状。粗短、细长、两端平截、略尖、半圆。杆

16、菌分裂面只有一个。杆菌是细菌中种类最多的一群细菌,生产中所应用的细菌也大多是杆菌。,Single bacillus,Diplobacilli,streptobacilli,Coccobacillus,杆菌又分为长杆状、短杆状、双杆菌和链杆菌,短杆菌,长杆菌,梭状芽孢杆菌,杆菌细胞两端的形态特征,螺旋菌(spiral-shaped bacteria),菌体呈螺旋状的原核生物，根据螺旋的数目分为螺旋菌与弧菌。菌体弯曲不足一圈的叫弧菌如霍乱弧菌(Vibrio cholerae)菌体弯曲一圈以上的叫螺旋菌，这两菌的差别在于前者一端生丛生鞭毛，后者两端都生鞭毛。,螺旋菌分为弧状和螺旋状,弧状,螺旋状,柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。,细菌的特殊形态,球状、杆状和螺旋状是细菌的三种基本形态，此外还有些细菌的形态比较特殊,细菌的特殊形态,细菌个体形态与环境条件,