原核微生物1

1、一、原核生物的分類和命名二、細(xì)菌的形態(tài)特點(diǎn)三、細(xì)菌的染色方法,,,,,一、原核生物的分類和命名,（一）生物的分類系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,二界（1753年）,三界（1860年）,四界（1956年）,五界（1969年）,六界（1977年）,,,,三域（1978年）,動(dòng)物界,植物界,二界（1753年）,1753年瑞典學(xué)者林奈，在其名著《植物種志》中首次提出了動(dòng)物界和植物界。,動(dòng)物界,植物界,原生生物界,

2、三界（1860年）,1860年，德國(guó)動(dòng)物學(xué)家E. H. Haeckel建議在動(dòng)物界和生植物界之外，增加一個(gè)由低等生物構(gòu)成的第三界---原生生物界。,四界（1956年）,動(dòng)物界,植物界,原始生物界,菌界,1956年，Copeland分為動(dòng)物界、植物界、原始生物界（原生動(dòng)物、真菌、部分藻類）和菌界（細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌）,1959年，Whittaker：動(dòng)物界、植物界、原生生物界和菌物界,1974年，Leedale等：動(dòng)物界、植物界、真菌界和原

3、核生物界,原核生物界,動(dòng)物界,植物界,原生生物界,,1969年， R.H.Whittaker：動(dòng)物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界,真菌界,五界（1969年）,原核生物界,原生生物界,植物界,真菌界,動(dòng)物界,病毒界,1977年，我國(guó)學(xué)者王大耜提出：動(dòng)物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界和病毒界。,六界（1977年）,1978年，美國(guó)C. R. Woese等對(duì)大量微生物和其他生物的16S和18SrRNA的寡核苷酸

4、進(jìn)行研究，并比較其同源性，提出三域?qū)W說（Three Domains Theory）,細(xì)菌域,古生菌域,真核生物域,微生物的種類,具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物,沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物：病毒,,原核微生物：（由原核細(xì)胞構(gòu)成的）,真核微生物（由真核細(xì)胞構(gòu)成的）,,真菌顯微藻類原生動(dòng)物,,細(xì)菌,放線菌,,,酵母菌,霉菌(絲狀真菌),大型真菌(蕈類),（二）微生物分類學(xué),微生物分類學(xué)(Taxonomy) 是一門按微生物類群的親緣關(guān)系把它

5、們安排成條理清楚的各種分類單元或分類群（Taxon）的科學(xué) 。 分類學(xué)的任務(wù) 分類（Classification）：是指根據(jù)相似性或親緣關(guān)系，將一個(gè)有機(jī)體放在一個(gè)單元中。 命名（Nomenclature）：是按照國(guó)際命名法規(guī)給予有機(jī)體一個(gè)科學(xué)的名稱 。 鑒定（Identification）：是指確定一個(gè)新分離物是否歸屬于某個(gè)已命名的分類單元的過程。,（三）微生物的分類單元,界（Kingdom）

6、 門（Phylum or Division） 綱（Class） 目（Order） 科（Family） 屬（Ge

7、nus） 種（Species）種是最基本的分類單位。 分類單元之間還可以加入亞門、亞綱、亞目、亞科等次要分類單位。種以下又可分為亞種、新種、變種、型、菌株等,種(species) ：種是一個(gè)基本分類單元，是一大群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近、與同屬內(nèi)的其他物種有著明顯差異的一大群菌株的總稱。198

8、7年，國(guó)際細(xì)菌分類委員會(huì)頒布，DNA同源≧ 70%，而且其ΔTm≦5oC的菌群為一個(gè)種。種常以某個(gè)典型菌株(或模式種)為代表。典型菌株或模式種（ typestrain ）是指在具體分類之前的一個(gè)被指定的、能作為這個(gè)種群代表的一株菌株。模式種往往是定為一個(gè)新屬的第一個(gè)種或第一批種之一。,新種(species nova)：是指權(quán)威性的分類、鑒定手冊(cè)中從未記載過的一種新分離并 鑒定過的微生物。亞種（subspecies) 在種內(nèi)，有些

9、菌株在遺傳學(xué)上關(guān)系密切，而且在表型上僅存在較小的某些差異，在種內(nèi)分成2個(gè)或2個(gè)以上的分類單位，即為亞種。亞種一般是在某一個(gè)特征上與模式種有明顯而穩(wěn)定差異的菌種 。亞種是正式分類單元中地位最低的分類等級(jí)。變種是亞種的同義詞。在《國(guó)際細(xì)菌命名法規(guī)》（1976年修訂本）發(fā)表以前，變種是種的亞等級(jí)，因“變種”一詞易引起詞義上的混淆，1976年后，細(xì)菌中的亞等級(jí)一律采用亞種，而不再使用變種。,血清變型——表示抗原結(jié)構(gòu)不同 致病變型—

10、—表示某些寄主的專一致病性噬菌變型——表示對(duì)噬菌體的特異性反應(yīng)生物變型——表示特殊的生化或生理特征形態(tài)變型——表示特殊的形態(tài)特征,型(form) 常用于細(xì)菌（尤其是致病菌）中緊密相關(guān)菌株的區(qū)分?？梢哉J(rèn)為型是細(xì)菌亞種的再細(xì)分，正是分類單元中已廢除，僅當(dāng)后綴使用。,菌株（strain）又稱品系，是指由一個(gè)單細(xì)胞繁衍而來的克?。?clone ）或無(wú)性繁殖系中的一個(gè)微生物或微生物群體。菌株常用字母和或編號(hào)來表示。例如 Escheric

11、hia coli （大腸桿菌） K12 和 B 分別表示大腸桿菌 K12 菌株和 B 菌株； Bacillus subtilis( 枯草桿菌） AS l .398 表示產(chǎn)蛋白酶高的枯草桿菌菌株，而 Bacillus subtilis BF7658 則表示產(chǎn)α-淀粉酶高的枯草桿菌； Corynebacterium pekinense （北京棒桿菌） AS l.299 表示高產(chǎn)谷氨酸的北京棒桿菌菌株。在上述表示菌株的符號(hào)中，有的是隨意的，有

12、的為收藏該模式菌株的菌種保藏機(jī)構(gòu)的縮寫。例如 AS 為中國(guó)科學(xué)院（ Academia Sinice ）的縮寫。國(guó)外著名菌種保藏機(jī)構(gòu)有美國(guó)模式培養(yǎng)物保藏所 （ American Type Culture Collection ）其縮易力 ATCC 。  在種以下的分類單元中除以上列出的之外，還有一些非正式的、涵義不太明確因而一般不常使用的名稱，如類群（ group ）、小種（ race ）相（ phase ）以及態(tài)（ sta

13、te ）等。,（四）微生物的命名 每一種微生物都用屬與種命名，由2個(gè)拉丁詞或希臘詞或拉丁化的其他文字組成。屬名和種名用斜體表達(dá)。 命名方法： 屬名在前，用拉丁名詞表示微生物的構(gòu)造、形態(tài)、某科學(xué)家名字等，描述微生物的主要特征,第一字母大寫。種名在后，第一字母小寫，用拉丁形容詞表示，描述微生物的色素、形狀、來源、病名、地名、某科學(xué)家的名字等等。在種名后，附上命名者的姓和命名年份。此即雙名法。,如命名對(duì)象是新種，

14、需在種名后加n.sp (即novo species) 如僅泛指某一屬的微生物，或某屬微生物內(nèi)的某些種，則在屬名后用sp.（單數(shù)時(shí)）或spp.（復(fù)數(shù)時(shí)）；如需表示變種，則在變種學(xué)名前加var. ，變種學(xué)名命名原則與種名的命名同。此既三名法。,（五）微生物的分類方法,（1）經(jīng)典分類鑒定法 形態(tài)特征：(個(gè)體、群體） 生理生化特征：營(yíng)養(yǎng)要求（碳源、氮源、生長(zhǎng)因子）；代謝產(chǎn)物（種類、產(chǎn)量、顯色反應(yīng)等）；酶（產(chǎn)酶種類、

15、反應(yīng)特性等） 生態(tài)學(xué)特征：生長(zhǎng)溫度，對(duì)氧需要，酸堿要求，宿主種類等 血清學(xué)反應(yīng) 噬菌體的敏感性,（2）數(shù)值分類鑒定法 又稱阿得遜氏法（Adansonian classification)數(shù)值分類是根據(jù)數(shù)值分析，借助計(jì)算機(jī)將擬分類的微生物按其性狀的相似程度歸類的方法。,（3）化學(xué)分類鑒定法（Chemotaxonomy） 化學(xué)分類法是應(yīng)用電泳、色譜和質(zhì)譜等分析技術(shù)，根據(jù)微生物細(xì)胞組分、代謝產(chǎn)物的組成與

16、圖譜等化學(xué)分類特征進(jìn)行分類的方法。,,（4）遺傳學(xué)分類鑒定方法 遺傳分類法是以決定生物表型特征的遺傳物質(zhì)——核酸作為比較的準(zhǔn)繩，根據(jù)核酸分析得到的遺傳相關(guān)性作為分類依據(jù)的分類方法。,（六）細(xì)菌分類系統(tǒng),《伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊(cè)》（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology) 最有代表性和最有影響的細(xì)菌分類系統(tǒng)。1923年, 1925年, 1930年, 1934年, 1939年, 19

17、48年, 1957年, 1974年分別出版了第一至第八版，1994年出了第九版 ，以形態(tài)、生理生化、G + C mol%、生態(tài)分布等特征為主要分類標(biāo)準(zhǔn)。蘇聯(lián) 克拉西里尼科夫 《細(xì)菌和放線菌的鑒定》法國(guó) 普雷沃 《細(xì)菌分類學(xué)》,,微生物自動(dòng)分類鑒定系統(tǒng),（1）API 細(xì)菌數(shù)值鑒定系統(tǒng)（2）Enterotube 系統(tǒng)（3）Biolog 全自動(dòng)細(xì)菌鑒定系統(tǒng),,（1）雙名法 是國(guó)際命名法則，由瑞典科學(xué)家林奈（Car

18、l von Linne）在1753年提出：學(xué)名=屬名+種加詞+（首次定名人）+現(xiàn)名定名人+現(xiàn)名定名年份,,,,,,,,,斜體字,正體字（一般省略）,例1.大腸埃希氏菌（簡(jiǎn)稱“大腸桿菌） Escherichia coli （Migula） Castellani et Chalmers例2.枯草芽孢桿菌 Bacillus subtilis（Ehrenberg） Cohn 1872,,例3. Staphylococcus au

19、reus Rosenbach 1884 屬名（葡萄球菌）種名（金黃色）命名者姓（Rosenbach） 命名年份（1884）,（2）三名法,學(xué)名=屬名+種加詞+符號(hào)subsp.或var.+亞種或變種加詞,,,,斜體字,正體字（一般省略）,,,,,,,,斜體字,,,例1.蘇云金芽孢桿菌臘螟亞種 Bacillus thuringiensis subsp. galleria,Pseudomonas syringae v

20、ar. tabaci,例2. 丁香假單胞煙草致病變種,,當(dāng)需要表示亞種、變種或新種時(shí)使用。,,二、細(xì)菌的形態(tài)特點(diǎn),細(xì)菌 （Bacteria）：細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，細(xì)胞壁堅(jiān)韌，以二等分裂方式繁殖，水生性較強(qiáng)的原核微生物。,,,,（一）細(xì)菌的形狀,細(xì)菌細(xì)胞的外表特征可從形態(tài)、大小和細(xì)胞間排列方式3方面加以描述。細(xì)菌的形態(tài)極其簡(jiǎn)單，主要有球狀、桿狀和螺旋狀。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,球菌,,,,,,,,

21、,,,,,,,,,,,,桿菌,螺旋菌,自然界中哪種最多？,最多,其次,最少,（1）球菌（coccus）菌體呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式.根據(jù)細(xì)胞分裂的方向及分裂后的各子細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。,球菌細(xì)胞的排列方式,雙球菌,鏈球菌,四聯(lián)球菌,八疊球菌,葡萄球菌,單球菌：,細(xì)胞分裂沿一個(gè)平面進(jìn)行，新個(gè)體

22、分散而單獨(dú)存在.如尿素微球菌(Micrococcus ureae),雙球菌：,細(xì)胞沿一個(gè)平面分裂，新個(gè)體成對(duì)排列. 如肺炎雙球菌 (Diplococcus pneumoniae),,鏈球菌：,細(xì)胞沿一個(gè)平面進(jìn)行分裂，新個(gè)體不但可保持成對(duì)的樣子，并可連成鏈狀. 例如：乳鏈球菌 （Streptococcus lactis）無(wú)乳鏈球菌（Streptococcus agalactiae)溶血鏈球菌 （ Streptococ

23、cus hemolyticus),,四聯(lián)球菌：,細(xì)胞分裂是沿兩個(gè)相垂直的平面進(jìn)行，分裂后每四個(gè)細(xì)胞特征性地連在一起，呈田字形. 如四聯(lián)微球菌 （Micrococcus tetragenus）,,,,,,,,,,,,,,,,八疊球菌：,細(xì)胞按三個(gè)互相垂直的平面進(jìn)行分裂后，每八個(gè)球菌特征性地連在一起成立方體形。 如藤黃八疊球菌 （Sarcina ureae),,,,葡萄球菌：,細(xì)胞無(wú)定向分裂，多個(gè)新個(gè)體形成一個(gè)不規(guī)則的群體，猶

24、如一串葡萄。.如： 金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)白色葡萄球菌（Staphylcoccus albus),,（2）桿菌(bacillus),桿菌是細(xì)菌中種類最多的類型,因菌種不同,菌體細(xì)胞的長(zhǎng)短、粗細(xì)等都有所差異。桿菌的形態(tài)：短桿狀、長(zhǎng)桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；按桿菌細(xì)胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀等。,短桿菌,長(zhǎng)桿菌,梭桿菌,(3)螺旋菌(spirilla),螺旋

25、狀的細(xì)菌稱為螺旋菌。根據(jù)其彎曲情況分為：弧菌（vibrio)：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號(hào)形 例：霍亂弧菌、逗號(hào)弧菌螺旋菌(spirillum)：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀 例：干酪螺菌 螺旋體(spirochaeta)：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。 例：梅毒螺旋體,（4）細(xì)菌的特殊形態(tài),異常形態(tài)： 環(huán)境條件的變化如物理、化學(xué)因子的刺激等會(huì)阻礙細(xì)胞正常發(fā)育；培養(yǎng)時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)缺乏、細(xì)胞衰老

26、、自身代謝產(chǎn)物積累過多等等而使菌體成為異常形態(tài)。當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)正常時(shí)，則菌體也會(huì)恢復(fù)正常形態(tài)。,,結(jié)核桿菌的正常形態(tài),結(jié)核桿菌的異常形態(tài),（5）細(xì)菌的異常形態(tài),（寬x長(zhǎng)，常用單位μm）,Streptococcus lactis 0.5~1 Staphylococcus aureus 0.8~1Escherichia coli 0.

27、5 x (1~3)Proteus vulgaris (0.5~1) x (1~3)Bacillus subtilis (0.8~1.2) x (1.2~3) Vibrio cholerae (0.3~0.6) x (1~3) Spirillum volutans

28、 (1.5~2) x (10~20),（二）細(xì)菌的大小,,,,,,,,,,三、細(xì)菌的染色方法,（一）染色方法,,,涂片,干燥,固定,,,染色,水洗、吸干,鏡檢,（二）染色步驟,（1）簡(jiǎn)單染色,由丹麥醫(yī)生Hans Christian Gram于1884年創(chuàng)立。,（2）革蘭氏染色（Gram Stain）,Figure 1 - A Gram stain of Gram+ Staphylococcus cells.,Figure

29、 2 - Gram stain of Gram- E. coli cells,,A,B,B,B,A,B,,,A,A,（1）初染（結(jié)晶紫30S）,革蘭氏染色程序和結(jié)果,,（1）初染（結(jié)晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇10-20S）（4）復(fù)染（蕃紅30-60S）,革蘭氏染色程序和結(jié)果,（2）媒染（碘液30S）,,A,B,B,B,A,B,,,A,A,（1）初染（結(jié)晶紫30S）（2）媒染

30、劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇10-20S）（4）復(fù)染（蕃紅30-60S）,,A,B,B,B,A,B,,,A,A,（3）脫色（95%乙醇10-20S）,革蘭氏染色程序和結(jié)果,（1）初染（結(jié)晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇10-20S）（4）復(fù)染（蕃紅30-60S）,,A,B,B,B,A,B,,,A,A,革蘭氏染色程序和結(jié)果,（4）復(fù)染（蕃紅30-60S）,A：革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌G+,B：革蘭

31、氏陰性細(xì)菌G﹣,（1）初染（結(jié)晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S） （3）脫色（95%乙醇10~20S）（4）復(fù)染（蕃紅30 ~ 60S）,結(jié)果: 陽(yáng)性菌——紫色 陰性菌——紅色,染色步驟,染色結(jié)果,為什么通過革蘭氏染色G+呈蘭色，G-呈紅色？,①脫色劑----95%乙醇為脂溶劑，破壞G﹣的外膜、肽聚糖層和細(xì)胞質(zhì)膜，于是被乙醇溶解的結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物從細(xì)胞中滲漏出來，當(dāng)再用藩紅復(fù)染時(shí)，顯現(xiàn)紅色。②但在G+細(xì)胞

32、中，乙醇使厚的肽聚糖層脫水，導(dǎo)致孔隙變小，由于結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物分子較大，不能通過細(xì)胞壁，保持紫色。,①堿性染料（basic dye）—帶正電染料。其陽(yáng)離子部分為發(fā)色基團(tuán)，可與細(xì)胞中帶負(fù)電的組分結(jié)合。如Crystal violet, Safranin, Methylene blue等。②酸性染料（Acid dye）—帶負(fù)電染料。其陰離子部分為發(fā)色基團(tuán)，可與細(xì)胞中帶正電的組分結(jié)合。如Eosin, Congo red , Aci