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1、微生物分布种类及关系第1页，本讲稿共23页o微生物约有10万种，有人估计目前已知的种只占地球上实际存在的微生物总数的20%，微生物很可能是地球上物种最多的一类。微生物资源是极其丰富的，但在人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%.第2页，本讲稿共23页o1 1、土壤、土壤o2 2、水中、水中o3 3、空气、空气o4 4、人体、人体o5 5、生产环境、生产环境第3页，本讲稿共23页第4页，本讲稿共23页人体各部位正常细菌数量人体各部位正常细菌数量 第5页，本讲稿共23页人体正常菌群及其意义人体正常菌群及其意义（一）（一）正常菌群（正常菌群（normal floranormal flor
2、a）正正常常人人体体的的体体表表及及与与外外界界相相通通的的腔腔道道的的黏黏膜膜上上存存在在者者不不同同种种类类和和一一定定数数量量的的细细菌菌，这这些些细细菌菌通通常常对对人人体体是是无无害害的的，称为正常菌群。称为正常菌群。第6页，本讲稿共23页o（二）（二）正常菌群的生理作用正常菌群的生理作用o 1 1、拮抗作用拮抗作用：生物屏障：生物屏障o 改变改变pHpH：抑制外来菌：抑制外来菌 o 占位性保护作用：生物膜占位性保护作用：生物膜 o 争夺营养争夺营养 o 抗生素与细菌素的作用抗生素与细菌素的作用第7页，本讲稿共23页o2 2、营养作用、营养作用 代谢：蛋白质、糖、脂肪、代谢：蛋白质、
3、糖、脂肪、胆汁、胆固醇胆汁、胆固醇 合成：维生素合成：维生素 乳酸杆菌乳酸杆菌o 3 3、免疫作用、免疫作用 Ag AbAg Ab o 4 4、抗癌作用、抗癌作用 激活巨噬细胞激活巨噬细胞第8页，本讲稿共23页（三）条件致病菌（机会致病菌）（三）条件致病菌（机会致病菌）正常情况下不致病，特殊情况下能引起正常情况下不致病，特殊情况下能引起疾病的细菌。疾病的细菌。条件致病菌致病的条件：条件致病菌致病的条件：免疫功能下降免疫功能下降 寄生部位改变寄生部位改变 不适当的抗菌药物治疗所导致的菌群不适当的抗菌药物治疗所导致的菌群失调失调 第9页，本讲稿共23页（四）菌群失调及菌群失调症（四）菌群失调及菌群
4、失调症 o 由于某种原因使正常菌群的种类、数量和由于某种原因使正常菌群的种类、数量和比例发生较大幅度的改变，导致微生态失去比例发生较大幅度的改变，导致微生态失去平衡称为平衡称为菌群失调菌群失调。o 由于菌群失调而使宿主发生一系列临床症由于菌群失调而使宿主发生一系列临床症状，则称为状，则称为菌群失调症菌群失调症。o 措施：停用原来的抗生素措施：停用原来的抗生素 微生态制剂（微生态制剂（酪酸菌、双歧杆菌、乳酸菌素等）第10页，本讲稿共23页微生物的分类单元和命名微生物的分类单元和命名 o分类单元分类单元o微生物的主要分类单位，依次为界微生物的主要分类单位，依次为界(kingdom)、门、门(phy
5、lum 或或 division)、纲、纲(class)、目、目(order)、科、科(fami1y)、属、属(genus)、种、种(species)。o具有完全或极多相同特点的有机体构成同种。性质相似、相具有完全或极多相同特点的有机体构成同种。性质相似、相互有关的各种组成属。相近似的届合并为科。近似的科合并互有关的各种组成属。相近似的届合并为科。近似的科合并为目。近似的目归纳为纲。综合各纲成为门。由此构成一个为目。近似的目归纳为纲。综合各纲成为门。由此构成一个完整的分类系统。完整的分类系统。o此外，每个分类单位都有亚级，即在两个主要分类单位之间，可此外，每个分类单位都有亚级，即在两个主要分类单
6、位之间，可添加添加“亚门亚门”、“亚纲亚纲”、“亚目、亚目、”“亚科亚科”等次要分类单位。等次要分类单位。在种以下还可以分为亚种、变种、型、菌株等。在种以下还可以分为亚种、变种、型、菌株等。第11页，本讲稿共23页o1.“种种”(species)的概念的概念o关于微生物关于微生物“种种”的概念，目前看法不一。的概念，目前看法不一。o微生物的种可以看做是：具有高度特征相似性的菌株群，该菌株群与微生物的种可以看做是：具有高度特征相似性的菌株群，该菌株群与其他类群的菌株有很明显的区别。其他类群的菌株有很明显的区别。o在微生物中，一个种只能用该种内的一个典型菌株作为其具在微生物中，一个种只能用该种内的
7、一个典型菌株作为其具体代表，此典型菌株就是该种的模式菌株体代表，此典型菌株就是该种的模式菌株(type strain)。o2.亚种亚种(subspecies)的概念的概念o当某一种内的不同菌株，存在少数明显而稳定的变异特征或遗传当某一种内的不同菌株，存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性状而又不足又区分成新种时，可将这些菌株细分成两个或更多性状而又不足又区分成新种时，可将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元，即亚种。的小的分类单元，即亚种。o亚种是细菌分类中具有正式分类地位的最低等级。亚种是细菌分类中具有正式分类地位的最低等级。第12页，本讲稿共23页o3.亚种以下的分类等级亚种以下的分类等级
8、o通常表示能用某些特殊的特征加以区别的菌株类群。如型、菌株等。通常表示能用某些特殊的特征加以区别的菌株类群。如型、菌株等。它们的提出和使用均不受它们的提出和使用均不受“国际命名法规国际命名法规”的限制，同时也不具有正的限制，同时也不具有正式的分类地位。式的分类地位。o 型型(form)作为若干变异型的后缀。作为若干变异型的后缀。o如以生物变型如以生物变型(biovar)表示特殊的生化或生理特征；血清变型表示特殊的生化或生理特征；血清变型(serovar 结结构的不同；致病变型构的不同；致病变型(pathovar)表示某些寄主的专一致病性；噬菌变型表示某些寄主的专一致病性；噬菌变型(phagov
9、ar)表示对噬菌体的特异性反应；形态变型表示对噬菌体的特异性反应；形态变型(morphovar)表示特殊表示特殊的形态特征等。的形态特征等。o 菌株菌株(strain)o菌株菌株,品系品系(病毒中则称毒株或株病毒中则称毒株或株)，主要指同种微生物不同来源的纯培，主要指同种微生物不同来源的纯培养物。即同种微生物不同来源的纯培养物养物。即同种微生物不同来源的纯培养物(pure culture)。第13页，本讲稿共23页o纯培养物纯培养物(pure culture):由单一微生物细胞繁殖产生由单一微生物细胞繁殖产生的培养物。的培养物。o从自然界分离纯化所得到的纯培养的后代，经过鉴定从自然界分离纯化所
10、得到的纯培养的后代，经过鉴定属于某个种，但由于来自不同的地区、土壤和其他生属于某个种，但由于来自不同的地区、土壤和其他生活环境，它们总会出现一些细微的差异。这些单个分活环境，它们总会出现一些细微的差异。这些单个分离物的纯培养的后代称为菌株。菌株常以数目、字母、离物的纯培养的后代称为菌株。菌株常以数目、字母、人名或地名表示。得到分离纯化而未经鉴定的纯培养人名或地名表示。得到分离纯化而未经鉴定的纯培养物的后代则称为分离物物的后代则称为分离物(isolates)。第14页，本讲稿共23页微生物的命名微生物的命名o微生物的命名和其他生物一样，都按国际命名法命名，即采用林奈氏微生物的命名和其他生物一样，
11、都按国际命名法命名，即采用林奈氏(Linnaeus)所创立的所创立的“双名法双名法”。o每一种微生物的学名每一种微生物的学名(scientific name)都由前面一个都由前面一个属名属名(generic name)与与一个一个种（名）加词种（名）加词(specific epithet)两部分组成，书写时排成斜体或正两部分组成，书写时排成斜体或正体加下划线。体加下划线。o属名在前，用以描述某微生物主要特征的名词或用作名词的形容词。字属名在前，用以描述某微生物主要特征的名词或用作名词的形容词。字首字母要大写，由微生物的构造、形状，或科学家名字而来。其词源可首字母要大写，由微生物的构造、形状，或
12、科学家名字而来。其词源可来自拉丁词、希腊词或其他拉丁化的外来词，或以组合方式拼成。来自拉丁词、希腊词或其他拉丁化的外来词，或以组合方式拼成。o种加词在后，用以描述微生物的次要特征。均小写，来自微生物的色素、形状、来种加词在后，用以描述微生物的次要特征。均小写，来自微生物的色素、形状、来源、病名或科学家姓名等，与属名一样，也由拉丁词、希腊词或拉丁化的外来词组源、病名或科学家姓名等，与属名一样，也由拉丁词、希腊词或拉丁化的外来词组成。成。第15页，本讲稿共23页原核微生物伯杰氏分类系统原核微生物伯杰氏分类系统o细菌、放线菌等原核微生物的分类系统很多，目前较有代表性和最有影细菌、放线菌等原核微生物的
13、分类系统很多，目前较有代表性和最有影响的分类系统是美国的响的分类系统是美国的伯杰氏细菌学鉴定手册伯杰氏细菌学鉴定手册(Bergey s Manual of Determinative Bacteriology，简称，简称“手册手册”)。“手册手册”自自 1923 年第一版以来，相继于年第一版以来，相继于 1925，1930，1934，1939，1948，1957，1974和和1994 年出版了第二版至第九版。年出版了第二版至第九版。o1984-1989年，出版了年，出版了伯杰氏系统细菌学手册伯杰氏系统细菌学手册(Bergeys Manual of Systematic Bacteriology
14、，简称，简称“系统分类学手册系统分类学手册”)。该手册与。该手册与伯杰氏细菌学鉴定手册伯杰氏细菌学鉴定手册有很大不同，各级分类单元中广泛采用细胞化学有很大不同，各级分类单元中广泛采用细胞化学分析、数值分类方法和核酸技术，尤其是分析、数值分类方法和核酸技术，尤其是16S rRNA寡核苷酸序列分析技寡核苷酸序列分析技术，以阐明细菌的亲缘关系。术，以阐明细菌的亲缘关系。o2000年，年，Bergeys Manual of Systematic Bacteriology 第二版开始分第二版开始分5卷陆续出版。卷陆续出版。第16页，本讲稿共23页o微生物分类鉴定的依据微生物分类鉴定的依据o根据微生物分类
15、学中使用的技术和方法，可把它们分成四个根据微生物分类学中使用的技术和方法，可把它们分成四个不同的水平：不同的水平：o细胞形态和行为水平；细胞形态和行为水平；细胞组分水平；细胞组分水平；蛋白质水平；蛋白质水平；基因组水基因组水平平o在微生物分类学发展的早期，主要的分类鉴定指标是以在细胞形态和在微生物分类学发展的早期，主要的分类鉴定指标是以在细胞形态和习性为主，可称为经典的分类鉴定法。习性为主，可称为经典的分类鉴定法。o经典分类鉴定方法的指标依据，参经典分类鉴定方法的指标依据，参p409表表14-3。o其他三种实验技术主要是其他三种实验技术主要是60年代以后采用的，称为化学分类法和遗传年代以后采用
16、的，称为化学分类法和遗传学分类法，这些方法再加上数值分类鉴定法，可称为现代的分类鉴定学分类法，这些方法再加上数值分类鉴定法，可称为现代的分类鉴定方法方法第17页，本讲稿共23页o思考题：思考题：o1.名词解释：微生物的种、亚种、模式菌名词解释：微生物的种、亚种、模式菌株、菌株、纯培养物。株、菌株、纯培养物。o2.微生物经典鉴定指标中的形态、生理和微生物经典鉴定指标中的形态、生理和生化反应、生态习性分别主要包括哪些内生化反应、生态习性分别主要包括哪些内容？容？o3.为何通常选用为何通常选用16S或或18S rRNA作为生物作为生物系统进化和分类鉴定的指标？系统进化和分类鉴定的指标？第18页，本讲
17、稿共23页微生物之间的关系o四大类，即互生、共生、拮抗和寄生。o1.互生是指两种可以单独生活的生物生活在一起时有利于对方。这是一种可分可合，合比分好的相互关系。例如在土壤中，当分解纤维素的细菌与好氧的自生固氮菌生活在一起时，后者可将固定的有机氮化合物供给前者需要，而纤维素分解菌也可将产生的有机酸作为后者的碳源和能源物质，从而促进各自的增殖和扩展。在植物根部生长的根际微生物与高等植物之间也存在着互生关系。在人体肠道中，正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长发育有重要意义，而人体的肠道则为微生物提供了良好的生态环境。第19页，本讲稿共23页o2.共生是指两种生物共居在一起相互分工协作，彼此分离就
18、不能很好地生活。地衣就是微生物间共生的典型例子，它是真菌和蓝细菌或藻类的共生体。在地衣中，藻类和蓝细菌进行光合作用合成有机物，作为真菌生长繁殖所需的碳源，而真菌则起保护光合微生物的作用，在某些情况下，真菌还能向光合微生物提供生长因子和运输无机营养。o根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤共生体，是微生物与植物共生的又一典型。由于彼此双赢，所以称为互惠共生。菌固定大气中的氮气，为植物提供氮素养料，而豆科植物根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。许多真菌能在一些植物根上发育，菌丝体包围在根面或侵入根内，形成了两者的共生体，称为菌根。一些植物，例如兰科植物的种子若无菌根菌的共
19、生就无法发育，杜鹃科植物的幼苗若无菌根菌的共生就不能存活。微生物与动物互惠共生的例子也很多，例如，牛、羊、鹿、骆驼等反刍动物，吃的草料为它们胃中的微生物提供了丰富的营养物质，但这些动物本身却不能分解纤维素，食草动物瘤胃中的纤维素分解菌能够将其分解成糖，并被其它菌转化成有机酸，最后经氧化，成为动物的主要能量来源医学教育网搜集整理。第20页，本讲稿共23页o3.拮抗拮抗 生物之间并非都是友好相处，也有矛盾和争斗，甚至生死相拼。拮抗关系是指一种微生物在其生命活动中，产生某种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其它微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。在制造泡菜、青储饲料时，乳酸杆菌产生大量乳酸，导
20、致环境变酸，即pH值的下降，抑制了其它微生物的生长，这属于非特异性的拮抗作用。而可产生抗生素的微生物，则能够抑制甚至杀死其它微生物，例如青霉菌产生的青霉素能抑制一些革兰氏阳性细菌，链霉菌产生的制霉菌素能够抑制酵母菌和霉菌等，这些属于特异性的拮抗关系。第21页，本讲稿共23页o4.寄生寄生 寄生指的是小型生物生活在较大型的生物体内或体表，从后者获得营养，进行生长、繁殖，并使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。例如动、植物体表或体内的病毒，以及一些寄生性细菌、真菌等即是如此。寄生于人和有益动物或者经济作物体表或体内，危害寄主的生长及繁殖，固然是有害的，但如果寄生于有害生物体内，对人类有利，则可加以利用，例如利用昆虫病原微生物防治农业害虫等。第22页，本讲稿共23页第23页，本讲稿共23页