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1、微生物分类命名和鉴定微生物分类命名和鉴定第1页，共30页，编辑于2022年，星期六o微生物分类微生物分类o微生物命名微生物命名P130-136第2页，共30页，编辑于2022年，星期六微生物鉴定微生物鉴定o基本步骤：基本步骤：1.1.获得该微生物的纯种培养物获得该微生物的纯种培养物2.2.测定一系列必要的鉴定指标测定一系列必要的鉴定指标3.3.查找权威性的鉴定手册查找权威性的鉴定手册o不同种类微生物应采用不同的重点鉴定指标：不同种类微生物应采用不同的重点鉴定指标：n真菌：形态特征较丰富、细胞体积较大，以形态特征为主真菌：形态特征较丰富、细胞体积较大，以形态特征为主要指标要指标n放线菌、酵母菌：
2、形态特征与生理特征兼用放线菌、酵母菌：形态特征与生理特征兼用n细菌：形态特征较缺乏，使用较多的生理、生化和遗传等指标细菌：形态特征较缺乏，使用较多的生理、生化和遗传等指标第3页，共30页，编辑于2022年，星期六o通通常常把把鉴鉴定定微微生生物物的的技技术术分分成成四四个个不不同同水水平平：细细胞胞的的形形态态和和习习性性水水平平，例例如如用用经经典典的的研研究究方方法法，观观察察细细胞胞的的形形态态特特征征、运运动动性性、酶酶反反应应、营营养养要要求求和和生生长长条条件件等等。细细胞胞组组分分水水平平，包包括括细细胞胞组组成成成成分分例例如如细细胞胞壁壁成成分分，细细胞胞氨氨基基酸酸库库，脂
3、脂类类，醌醌类类，光光合合色色素素等等的的分分析析，所所用用的的技技术术除除常常规规实实验验室室技技术术外外，还还使使用用红红外外光光谱谱、气气相相色色谱谱和和质质谱谱分分析析等等新新技技术术。蛋蛋白白质质水水平平，包包括括氨氨基基酸酸序序列列分分析析、凝凝胶胶电电泳泳和和血血清清学学反反应应等等若若干干现现代代技技术术。基基因因或或DNA水水平平，包包括括核核酸酸分分子子杂杂交交（DNA与与DNA或或DNA与与RNA），GC mol%值值的的测测定定，遗遗传传信信息息的的转转化化和和转转导导，16S rRNA（核核糖糖体体RNA）寡寡核核苷苷酸组分分析，以及酸组分分析，以及DNA或或RNA的
4、核苷酸顺序分析等。的核苷酸顺序分析等。第4页，共30页，编辑于2022年，星期六微生物鉴定技术微生物鉴定技术o经典分类鉴定技术经典分类鉴定技术n微生物的形态特征微生物的形态特征n微生物的生理生化特性微生物的生理生化特性n微生物的生态特性微生物的生态特性n血清学试验与噬菌体分型血清学试验与噬菌体分型o现代分类鉴定技术现代分类鉴定技术n细胞化学成分分析鉴定法细胞化学成分分析鉴定法n核酸的碱基组成和分子杂交核酸的碱基组成和分子杂交n微生物全基因组序列微生物全基因组序列n遗传重组遗传重组n氨基酸顺序和蛋白质分析氨基酸顺序和蛋白质分析o微生物的微量、简便、快速或自动化鉴定技术微生物的微量、简便、快速或自
5、动化鉴定技术第5页，共30页，编辑于2022年，星期六1.经典分类鉴定技术经典分类鉴定技术主要指标：主要指标：o微生物的形态特征微生物的形态特征o微生物的生理生化特性微生物的生理生化特性o微生物的生态特性微生物的生态特性o血清学试验与噬菌体分型血清学试验与噬菌体分型第6页，共30页，编辑于2022年，星期六1.1微生物形态特征微生物形态特征o形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之一，其中有两个重要原因：一是它易于观察和比较，尤一，其中有两个重要原因：一是它易于观察和比较，尤其是在真核微生物和具有特殊形态结构的细菌中；二是其是在真核微生物
6、和具有特殊形态结构的细菌中；二是许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对的稳定许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对的稳定性。性。o主要内容：主要内容：培养特征培养特征 细胞形态细胞形态特殊细胞结构特殊细胞结构 细胞内合物细胞内合物染色反应染色反应 运动性运动性第7页，共30页，编辑于2022年，星期六o固体培养特征：菌落特征。（大小、形状、厚度、固体培养特征：菌落特征。（大小、形状、厚度、边缘、颜色、表面、透明度、粘度）边缘、颜色、表面、透明度、粘度）o液体培养特征：表面菌膜、混浊，底部沉淀液体培养特征：表面菌膜、混浊，底部沉淀o半固体培养特征：鞭毛运动情况半固体培养特征：鞭毛运动情况
7、培养特征培养特征菌菌膜膜菌菌沉沉淀淀均匀浑浊均匀浑浊对对照照第8页，共30页，编辑于2022年，星期六细胞形态细胞形态n形态：球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分形态：球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分枝及特殊形状枝及特殊形状n大小：其中最重要的是细胞的宽度或直径大小：其中最重要的是细胞的宽度或直径 n排列：单个、成对、成链或其他特殊排列方式排列：单个、成对、成链或其他特殊排列方式 特殊细胞结构特殊细胞结构n有无鞭毛、芽孢、荚膜（糖被）、菌胶团有无鞭毛、芽孢、荚膜（糖被）、菌胶团n孢子：形状、大小、颜色、着生位置、数量及孢子：形状、大小、颜色、着生位置、数量及排列排列 第9页，共30页，编辑于2
8、022年，星期六细胞内含物细胞内含物n硫粒、异染颗粒、伴孢晶体、气泡等硫粒、异染颗粒、伴孢晶体、气泡等染色反应染色反应n革兰氏染色革兰氏染色运动性运动性第10页，共30页，编辑于2022年，星期六1.2微生物的生理生化特性微生物的生理生化特性o生理生化特征与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性生理生化特征与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关，直接相关，酶及蛋白质都是基因产物酶及蛋白质都是基因产物，所以，对微，所以，对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较，加上接比较，加上测定生理生化特征比直接分析基因组要测定生理生化特征比直接分析
9、基因组要容易得多容易得多，因此生理生化特征对于微生物的系统分类，因此生理生化特征对于微生物的系统分类仍然是有意义的。仍然是有意义的。o原核生物的属和种，仅仅根据形态学特征是难以区分和原核生物的属和种，仅仅根据形态学特征是难以区分和鉴别的，所以生理生化特征往往是分类鉴定的主要特征。鉴别的，所以生理生化特征往往是分类鉴定的主要特征。第11页，共30页，编辑于2022年，星期六1.2微生物的生理生化特性微生物的生理生化特性营养类型营养类型n光能无机自养型（光能自养型）光能无机自养型（光能自养型）n光能有机异养型（光能异养型）光能有机异养型（光能异养型）n化能无机自养型（化能自养型）化能无机自养型（化
10、能自养型）n化能有机异养型（化能异养型）化能有机异养型（化能异养型）对碳源的利用对碳源的利用n对各种单糖、双糖、多糖以及醇类、有机酸等的利用对各种单糖、双糖、多糖以及醇类、有机酸等的利用 对氮源的利用对氮源的利用n对蛋白质、氨基酸、含氮无机盐、对蛋白质、氨基酸、含氮无机盐、N2等的利等的利 用用 第12页，共30页，编辑于2022年，星期六1.2微生物的生理生化特性微生物的生理生化特性对生长因子的需要对生长因子的需要n对特殊维生素、氨基酸等的依赖性对特殊维生素、氨基酸等的依赖性对氧的要求对氧的要求n好氧、微好氧、耐氧、厌氧及兼性厌氧好氧、微好氧、耐氧、厌氧及兼性厌氧 对温度的适应性对温度的适应
11、性n最低温、最适温、最高温、产物积累温度最低温、最适温、最高温、产物积累温度对对pH的适应性的适应性n在一定在一定pH条件下的生长能力及生长的条件下的生长能力及生长的pH范围范围第13页，共30页，编辑于2022年，星期六1.2微生物的生理生化特性微生物的生理生化特性对渗透压的适应性对渗透压的适应性n对盐浓度的耐受性或嗜盐性对盐浓度的耐受性或嗜盐性 对抗生素及抑菌剂的敏感性对抗生素及抑菌剂的敏感性代谢产物代谢产物n各种特征性代射产物：如色素、有机酸、产气、硫化氢、明各种特征性代射产物：如色素、有机酸、产气、硫化氢、明胶液化作用胶液化作用n如大肠菌群乳糖发酵，产酸、产气如大肠菌群乳糖发酵，产酸、
12、产气第14页，共30页，编辑于2022年，星期六1.3微生物的生态特性微生物的生态特性o在自然界的分布情况在自然界的分布情况o与宿主关系：共生、寄生、致病性等与宿主关系：共生、寄生、致病性等o宿主种类宿主种类o有性生殖情况有性生殖情况o生活史生活史第15页，共30页，编辑于2022年，星期六1.4 血清学试验与噬菌体分型血清学试验与噬菌体分型血清学试验血清学试验n细菌细胞和病毒等都含有蛋白质、脂蛋白、脂多糖等具有抗原细菌细胞和病毒等都含有蛋白质、脂蛋白、脂多糖等具有抗原性的物质，不同微生物抗原物质结构不同，赋予它们不同的抗性的物质，不同微生物抗原物质结构不同，赋予它们不同的抗原特征。常借助特异
13、性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或原特征。常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。菌株。n通常是对全细胞或者细胞壁、鞭毛、荚膜或粘液层的抗原性通常是对全细胞或者细胞壁、鞭毛、荚膜或粘液层的抗原性进行分析比较。进行分析比较。n虽然血清学试验被广泛用于微生物分类鉴定的研究，但比较虽然血清学试验被广泛用于微生物分类鉴定的研究，但比较成功的应用是对成功的应用是对种内种内（以及个别属内）不同菌株血清型的划（以及个别属内）不同菌株血清型的划分。分。第16页，共30页，编辑于2022年，星期六1.4 血清学试验与噬菌体分型血清学试验与噬菌体分型噬菌体分型噬菌体分型n在原核生物中已普遍发现有相应
14、种类的噬菌体。在原核生物中已普遍发现有相应种类的噬菌体。噬菌体对宿主的感染和裂解作用常具有噬菌体对宿主的感染和裂解作用常具有高度的高度的特异性特异性，即一种噬菌体往往只能感染和裂解某，即一种噬菌体往往只能感染和裂解某种细菌，甚至只裂解种内的某些菌株。所以，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菌型和利用噬菌体裂解作用的特异性进行细菌鉴定。鉴定。第17页，共30页，编辑于2022年，星期六2.现代分类鉴定技术现代分类鉴定技术o细胞化学成分分析鉴定技术细胞化学成分分析鉴定技术o
15、核酸的碱基组成和分子杂交核酸的碱基组成和分子杂交技术技术o微生物全基因组序列微生物全基因组序列技术技术o遗传重组遗传重组技术技术o氨基酸顺序和蛋白质分析氨基酸顺序和蛋白质分析技术技术第18页，共30页，编辑于2022年，星期六2.12.1细胞化学成分分析鉴定技术细胞化学成分分析鉴定技术o根据不同细菌和放线菌细胞壁的根据不同细菌和放线菌细胞壁的肽聚糖肽聚糖分子结构和成分分子结构和成分的差异，采用细胞壁成分分析法，对菌种分类鉴定有的差异，采用细胞壁成分分析法，对菌种分类鉴定有一定的作用一定的作用o放线菌放线菌全细胞水解液全细胞水解液可分四类主要糖型可分四类主要糖型,故采用全细故采用全细胞水解液糖型
16、分析法可进行初步分类鉴定胞水解液糖型分析法可进行初步分类鉴定o位于细菌、放线菌细胞膜上的位于细菌、放线菌细胞膜上的磷酸类脂磷酸类脂成分成分,在不同在不同属中有所不同，可用于分类鉴别属中有所不同，可用于分类鉴别第19页，共30页，编辑于2022年，星期六2.22.2核酸的碱基组成和分子杂交技术核酸的碱基组成和分子杂交技术o与形态及生理生化特性的比较不同，对与形态及生理生化特性的比较不同，对DNA的碱基组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。间基因组的差异，因此结果更加可信。o比较比较DNA的碱基组
17、成和进行核酸分子杂交，是目前的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通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两种方法。法。o是发表任何微生物新种时必须具有的重要指标。是发表任何微生物新种时必须具有的重要指标。第20页，共30页，编辑于2022年，星期六2.22.2核酸的碱基组成和分子杂交技术核酸的碱基组成和分子杂交技术 DNA DNA的碱基组成的碱基组成(G+C)mol%(G+C)mol%nDNADNA的碱基组成和排列顺序决定生物的遗传性状，所以的碱基组成和排列顺序决定生物的遗传性状，所以DNADNA碱基组成是各种生物一个稳定的特征。分类学上，用碱基组成是
18、各种生物一个稳定的特征。分类学上，用G+CG+C占全部碱基的摩尔百分比值（简称占全部碱基的摩尔百分比值（简称“GCGC比比”）来表示各类）来表示各类生物的生物的DNADNA碱基组成特征。碱基组成特征。n亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的GCGC比；若不同生物比；若不同生物之间之间GCGC比差别大表明它们关系远。比差别大表明它们关系远。n但具有相似但具有相似GCGC比的生物并不一定表明它们之间具有近的亲缘比的生物并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系，因为核苷酸序列可差别很大。关系，因为核苷酸序列可差别很大。否定作用否定作用第21页，共30页，编辑于2022年
19、，星期六n高等植物的高等植物的GCGC比范围大约为比范围大约为35-50%35-50%n脊椎动物脊椎动物GCGC比约为比约为353545%45%之间之间n而原核生物中而原核生物中GCGC比变化幅度宽达比变化幅度宽达222280%80%，这也足以表明原核生，这也足以表明原核生物是一个极为多样性的类群。物是一个极为多样性的类群。n同一个种内的不同菌株同一个种内的不同菌株GC比差别应在比差别应在45%以下（差别以下（差别 5%肯定不是同一个种）肯定不是同一个种）n同属不同种的差别应低于同属不同种的差别应低于1015%，通常低于，通常低于10%（差别（差别 15%肯定不是同一个属）肯定不是同一个属）第
20、22页，共30页，编辑于2022年，星期六2.22.2核酸的碱基组成和分子杂交技术核酸的碱基组成和分子杂交技术核酸的分子杂交核酸的分子杂交n如如DNA-DNADNA-DNA杂交：双链杂交：双链DNADNA分子加热可变性，冷分子加热可变性，冷却处理时，又可复性。不仅同一菌株的却处理时，又可复性。不仅同一菌株的DNADNA单链单链可以复性结合成双链，来自不同菌株的可以复性结合成双链，来自不同菌株的DNADNA单链，单链，只要二者具有同源互补的碱基序列，它们也会只要二者具有同源互补的碱基序列，它们也会在同源序列之间互补结合形成双链，这就称之在同源序列之间互补结合形成双链，这就称之为为DNA-DNAD
21、NA-DNA分子杂交。分子杂交。不同微生物之间，不同微生物之间，DNADNA同同源程度越高，其杂交率就越高源程度越高，其杂交率就越高，若两个菌株，若两个菌株DNADNA分子序列完全相同，则应分子序列完全相同，则应100%100%地杂交结合。地杂交结合。第23页，共30页，编辑于2022年，星期六2.32.3微生物全基因组序列技术微生物全基因组序列技术oDNADNA是除少数是除少数RNARNA病毒以外的一切微生物的遗传信息载体。病毒以外的一切微生物的遗传信息载体。o每一种微生物都有其自身独特而稳定的基因组每一种微生物都有其自身独特而稳定的基因组DNADNA序列，序列，不同菌种间基因组序列的差异程
22、度，代表着它们之间亲不同菌种间基因组序列的差异程度，代表着它们之间亲缘关系的疏密。缘关系的疏密。第24页，共30页，编辑于2022年，星期六2.4遗传重组遗传重组技术技术o大多数真核生物都能进行有性生殖，所以分类学上用能否进大多数真核生物都能进行有性生殖，所以分类学上用能否进行有性生殖来定义物种。行有性生殖来定义物种。o原核生物中，虽然没有有性生殖，但它们可以通过原核生物中，虽然没有有性生殖，但它们可以通过转化转化、转导转导和和接合接合作用进行染色体基因的交换，这种交换通常具有作用进行染色体基因的交换，这种交换通常具有种属特种属特异性异性。发生接合、转化和普遍性转导的细菌之间需要存在广。发生接
23、合、转化和普遍性转导的细菌之间需要存在广泛的染色体同源性，否则此类重组泛的染色体同源性，否则此类重组(同源重组同源重组)就不能发生。就不能发生。因此，在细菌分类中，发生同源重组可以作为细菌密切相关因此，在细菌分类中，发生同源重组可以作为细菌密切相关的证据。例如，转化通常只在同属内的不同种之间发生，很的证据。例如，转化通常只在同属内的不同种之间发生，很少在属间出现。少在属间出现。o注意：由于同源重组还涉及其他因素，当细菌之间不能发生注意：由于同源重组还涉及其他因素，当细菌之间不能发生重组时，不一定是由于重组时，不一定是由于DNA序列不同源，而有可能是由于其序列不同源，而有可能是由于其他因素所致。
24、因此，他因素所致。因此，不能以同源重组作为唯一的判断标准。不能以同源重组作为唯一的判断标准。第25页，共30页，编辑于2022年，星期六2.5氨基酸顺序和蛋白质分析氨基酸顺序和蛋白质分析o蛋白质是基因的产物，蛋白质的氨基酸顺序直接反映蛋白质是基因的产物，蛋白质的氨基酸顺序直接反映mRNA顺序而与编码基因密切相关。因此，可以通过对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序列的比较来分析不同生物系统发某些同源蛋白质氨基酸序列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。育关系，序列相似性越高，其亲缘关系愈近。第26页，共30页，编辑于2022年，星期六3.
25、微生物的微量、简便、快速或自动化鉴定技术微生物的微量、简便、快速或自动化鉴定技术o法国梅里埃集团的法国梅里埃集团的API/ATBAPI/ATBo瑞士罗氏公司的瑞士罗氏公司的Micro-IDMicro-ID，EnterotubeEnterotube，MinitekMiniteko美国的美国的BiologBiolog全自动和手动细菌鉴定系统全自动和手动细菌鉴定系统o日本的微孔滤膜块日本的微孔滤膜块第27页，共30页，编辑于2022年，星期六第28页，共30页，编辑于2022年，星期六项目名称 ONPGADHLDCODCCITH2SURETDAIND所定数值 124124124试验结果+-+-记下数值 104120000编码 530第29页，共30页，编辑于2022年，星期六微生物自动鉴定仪微生物自动鉴定仪第30页，共30页，编辑于2022年，星期六