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1、微生物学微生物学Environmental Microbiology第一章第一章 微生物分类学微生物分类学主要内容及教学重点主要内容及教学重点第一节第一节 微生物的分类单位与命名微生物的分类单位与命名第二节第二节 微生物的分类依据微生物的分类依据 第三节第三节 微生物的分类方法和分类系统微生物的分类方法和分类系统 地球上的物种估计大约有地球上的物种估计大约有150万，其中微生万，其中微生物超过物超过10万种，而且其数目还在不断增加。万种，而且其数目还在不断增加。 分类是认识客观事物的一种基本方法。我们分类是认识客观事物的一种基本方法。我们要认识、研究和利用各种微生物资源也必须对要认识、研究和利
2、用各种微生物资源也必须对它们进行分类。它们进行分类。生物分类的二种基本原则：生物分类的二种基本原则：a）根据表型根据表型(phenetic)特征的相似程度分群归类，这种特征的相似程度分群归类，这种 表型分类重在应用，不涉及生物进化或不以反映生表型分类重在应用，不涉及生物进化或不以反映生 物亲缘关系为目标。物亲缘关系为目标。b）按照生物系统发育相关性水平来分群归类，其目标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。统发育的分类系统。从进化论诞生以来，已经成生物学家普遍接受的分类原则从进化
3、论诞生以来，已经成生物学家普遍接受的分类原则生物系统学生物系统学( (systematics) )microbial taxonomy Taxonomy or Systematics the science of biological classificationMicrobial taxonomy is going through a period of great change due to the use of new molecular techniques Nomenclature -assignment of names to taxonomic groups Identifica
4、tion-determination of the particular taxon to which a particular isolate belongsClassification-arrangement of organisms into groups (taxa)Consists of three separate but interrelated parts 微生物分类学微生物分类学（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的科学。分类（分类（classification)：根据亲缘关系和相似性，把一个生物有机体放在
5、一个单元中。命名命名(nomenclature)：按照国际命名法则给生物有机体一个科学名字。鉴定（鉴定（identification；determination）：确定一个新的分离物是否归属与一个已经命名的分类单元的过程。Importance of microbial taxonomy Allows scientists to organize huge amounts of knowledge Allows scientists to make predictions and frame hypotheses about organismsPlaces organisms in meanin
6、gful, useful groups with precise names, thus facilitating scientific communication Essential for accurate identification of microorganisms Three key objectivesDescription of the biological unitsBoundary of the biological unitsRelationships to other biological units按照微生物的亲缘关系分群归类，有规则地排按照微生物的亲缘关系分群归类，
7、有规则地排列成一个分类系统列成一个分类系统,根据分类系统，将根据分类系统，将微微生物生物的特性作人为归纳，找出一种或一套特征来制的特性作人为归纳，找出一种或一套特征来制订检索表，以便能迅速而简单地识别某种未知订检索表，以便能迅速而简单地识别某种未知微微生物。生物。一、微生物的分类单位一、微生物的分类单位( (taxon) ) 第一节第一节 微生物的分类单位与命名微生物的分类单位与命名The taxonomic ranks (in ascending order) are: species-genus-family-order-class phylum-kingdomThe basic taxo
8、nomic group is the species具有完全或极多相同特点的有机体构成同具有完全或极多相同特点的有机体构成同种种； 性质相似、相互有关的各种组成性质相似、相互有关的各种组成属属； 相近似的属合并为相近似的属合并为科科； 近似的科合并为近似的科合并为目目； 近似目归纳为近似目归纳为纲纲； 综合各纲成为综合各纲成为门门。种种: :结核分枝杆菌结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)属属: :分枝杆菌属分枝杆菌属(Mycobacterium)科科: :分枝杆菌科分枝杆菌科(Mycobacteriaceae)目目: :放线菌目放线菌目(Actinomycet
9、ales)门门: :细菌门细菌门(Bacteria)界界: :原核生物界原核生物界(Procaryotae)二二.分类单位中的基本概念分类单位中的基本概念1.1.种种(species) 伯杰氏：伯杰氏：“凡是与凡是与典型培养菌典型培养菌紧密相同的其他培养紧密相同的其他培养菌统一起来，区分成为细菌的一个种菌统一起来，区分成为细菌的一个种。 克拉西里尼科夫克拉西里尼科夫：有共同根源的亲近有机体的总合，：有共同根源的亲近有机体的总合，它们在进化发育阶段上有一定的共同形态和生理上的它们在进化发育阶段上有一定的共同形态和生理上的特征。并且它们在不同程度上是被选择分化出来的，特征。并且它们在不同程度上是被
10、选择分化出来的，能适应一定的环境和外部生存条件。能适应一定的环境和外部生存条件。 种是以某个种是以某个标准菌株标准菌株为代表的十分类似的为代表的十分类似的菌株的总称。菌株的总称。种是一个基本分类单位，是一大群表型特种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、与同属征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。一个内其他种有明显差异的菌株的总称。一个种只能用该种内的一个典型菌株作为具体种只能用该种内的一个典型菌株作为具体标本，它就是该种的模式种。标本，它就是该种的模式种。 不管人们怎样理解不管人们怎样理解“种种”的概念，生物的的概念，生物的种都是客观存
11、在的，并且都是相对稳定的。在种都是客观存在的，并且都是相对稳定的。在一定条件下，一定条件下，物种保持相对稳定，是物种存在物种保持相对稳定，是物种存在的根据的根据，也使生物分类成为可能。另一方面，也使生物分类成为可能。另一方面，生物又是不断变化的，同一种微生物的不同个生物又是不断变化的，同一种微生物的不同个体，由于它们所处的环境不同，其本身或它的体，由于它们所处的环境不同，其本身或它的后代也会出现一些变异。后代也会出现一些变异。变异则是物种发展的变异则是物种发展的根据根据，同种生物个体之间的变异是演变成新种，同种生物个体之间的变异是演变成新种的前奏。的前奏。 2.2.变种变种(variety;
12、;var)或亚种或亚种(subspecies) 从自然界分离到的某一微生物的纯种，必须与从自然界分离到的某一微生物的纯种，必须与已知的典型种所记载的特征完全符合，才能鉴已知的典型种所记载的特征完全符合，才能鉴定为同一个种。定为同一个种。实际上，有时分离到的纯种却有某一特性与典实际上，有时分离到的纯种却有某一特性与典型种不同，其余特性完全符合，而这一特性又型种不同，其余特性完全符合，而这一特性又是稳定的，于是就将这种微生物称为典型种的是稳定的，于是就将这种微生物称为典型种的变种（亚种）变种（亚种）. . 3.3.型型(type,form) 在自然界中，同一地区也可能有同一种在自然界中，同一地区也
13、可能有同一种微生物的各种类型同时存在微生物的各种类型同时存在, ,它们之间它们之间的差别往往又不象亚种那样显著的差别往往又不象亚种那样显著。结核分枝杆菌依其寄主的不同可分为人结核分枝杆菌依其寄主的不同可分为人型、牛型和禽型型、牛型和禽型; ;胸膜肺炎链球菌依其胸膜肺炎链球菌依其抗原性的不同分为几十个血清型；还可抗原性的不同分为几十个血清型；还可以根据形态或对噬菌体反应的差别分为以根据形态或对噬菌体反应的差别分为不同的形态型或溶菌型等。不同的形态型或溶菌型等。生物型（生物型（biovar;biotype）血清型（血清型（serovar; serotype）致病型（致病型（pathovar; pa
14、thotype）噬菌型（噬菌型（phagovar; phagotype）形态型（形态型（morphovar; morphotype）4.4.菌株或品系菌株或品系 (strain) 自然界不存在两个绝对相同的个体。从自然自然界不存在两个绝对相同的个体。从自然界分离到的微生物纯培养，尽管它们同属一界分离到的微生物纯培养，尽管它们同属一个种，但由于来源不同，它们之间总会出现个种，但由于来源不同，它们之间总会出现一些细微的差异，这些同种不同来源的微生一些细微的差异，这些同种不同来源的微生物纯培养就是不同的菌株物纯培养就是不同的菌株 模式菌株模式菌株(type strain):当某一个菌株被鉴定为一个新
15、种或者亚种时，该菌株就被指定为该种或者亚种的模式菌株。A strain is a population of organisms that is distinguishable from at least some other populations in a taxonomic category; it is thought to have descended from a single organism or pure culture isolate.The type strain is usually the first studied (or most fully characteri
16、zed) strain of a species.菌株与型的区别菌株与型的区别：菌株之间不存在鉴别性特征的差异，命名不同菌株之间不存在鉴别性特征的差异，命名不同的菌株无需分类学依据，的菌株无需分类学依据，不同型的细菌之间存在鉴别性特征的差异，命不同型的细菌之间存在鉴别性特征的差异，命名或鉴定不同的型必需有分类学依据。名或鉴定不同的型必需有分类学依据。4. 培养物（培养物（culture）与纯培养（与纯培养（pure culture）培养物培养物:指一定时间一定空间内微生物细胞群或生长物。纯培养纯培养：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。三三. .微生物的命名微生物的命名 1. 命名目的命名目的microbiologists often use section names (a less formal grouping) that are descriptive (e.g., methanogens, purple bacteria, lactic acid bacteria, etc.) 同种微生物在不同的国家或地区常有不同的俗俗名名( (verna
