微生物的进化系统发育和分类鉴定
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微生物的分类与鉴定
因此1980年起开始编《伯杰氏系统细菌学手 册》简称《系统手册》
23
➢ 《伯杰氏系统细菌学手册》1984-1989（第一版） ➢ 1986年第一卷 :一般医学上或工业的重要的革兰
氏阴性菌 ➢ 1988年第二卷:除了放线菌之外的革兰氏阳性菌 ➢ 1989年第三卷:古细菌、蓝细菌和第一卷以外的
其余的G-菌 ➢ 1989年第四卷:放线菌
生物分类的传统指标
形态学特征、 生理学特征、 生态学特征
从不同层次(细胞的、分子的)，用不同学科(化学、物理学、遗传 学、免疫学、分子生物学等)的技术方法来研究和比较不同微生 物的细胞、细胞组分或代谢产物，从中发现的反映微生物类群特征 的资料。
在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料， 都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。
生物分类学上种以下的分类单位。但其基本特征仍未超脱原种范 围的一群个体。
种内某一个体可能由于突变而发生变异，在自然选择和人工选择 下，这种变异会在种内不断扩散，最后形成某些遗传性不同于原 种的一个群体。
变种仍能和原种进行基因交流。 变种和亚种没有本质差别，有时常混用。
指某一明显而稳定的特征与模式种不同的种，有时称 小种。
一、分类单元及其等级
界 （Kingdom） (Regnum) 门 （Phylum） (Phylum) 纲（Class） (Classis) 目（Order） (Ordo) 科（Family） (Familia)
属（Genus） (Genus) 种（Species） (Species)
微生物的分类单位
种和亚种指定模式菌株（type strain）； 亚属和属指定模式种（type species）； 属以上至目级分类单元指定模式属（type genus）； 模式菌株应送交菌种保藏机构保藏，以便备查考和索取。
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➢ 《伯杰氏系统细菌学手册》1984-1989（第一版） ➢ 1986年第一卷 :一般医学上或工业的重要的革兰
氏阴性菌 ➢ 1988年第二卷:除了放线菌之外的革兰氏阳性菌 ➢ 1989年第三卷:古细菌、蓝细菌和第一卷以外的
其余的G-菌 ➢ 1989年第四卷:放线菌
生物分类的传统指标
形态学特征、 生理学特征、 生态学特征
从不同层次(细胞的、分子的)，用不同学科(化学、物理学、遗传 学、免疫学、分子生物学等)的技术方法来研究和比较不同微生 物的细胞、细胞组分或代谢产物，从中发现的反映微生物类群特征 的资料。
在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料， 都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。
生物分类学上种以下的分类单位。但其基本特征仍未超脱原种范 围的一群个体。
种内某一个体可能由于突变而发生变异，在自然选择和人工选择 下，这种变异会在种内不断扩散，最后形成某些遗传性不同于原 种的一个群体。
变种仍能和原种进行基因交流。 变种和亚种没有本质差别，有时常混用。
指某一明显而稳定的特征与模式种不同的种，有时称 小种。
一、分类单元及其等级
界 （Kingdom） (Regnum) 门 （Phylum） (Phylum) 纲（Class） (Classis) 目（Order） (Ordo) 科（Family） (Familia)
属（Genus） (Genus) 种（Species） (Species)
微生物的分类单位
种和亚种指定模式菌株（type strain）； 亚属和属指定模式种（type species）； 属以上至目级分类单元指定模式属（type genus）； 模式菌株应送交菌种保藏机构保藏，以便备查考和索取。
微生物的进化系统发育和分类鉴定
20世纪60年代以前，国际上不少细 菌分类学家都曾对细菌进行过全方面分 类，提出过一些在当代有影响细菌分类 系统。但70年代以后，对细菌进行全方 面分类、影响最大是《伯杰氏手册》。 所以该书当前已成为对细菌进行分类判 定主要参考书。
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第31页
第四节 微生物分类判定特征 和技术
枝图型来概括各种（类）生物之间亲缘关系， 这种树状分枝图型被称为系统发育树 （phylogenetic tree），简称系统树。
经过比较生物大分子序列差异数值构件系统树 称为分子系统树。
图型中，分枝末端和分枝连接点称为结 （node），代表生物类群，分枝末端结代表仍
生存种类。
系统树可能有时间百分比，或者用两个结之间 分枝长度改变来表示分子序列差异数值。
对生物进行分类存在两种基本、截然不一样分 类标准：
一是依据表型(phenetic)特征相同成都分群归类， 这种表型分类重在应用，不包括生物进化或不 以反应生物亲缘关系为目标；
第二种分类标准是要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 进化关系，建立反应生物系统发育分类系统。
分类学内容包括三个相互依存又有区分 组成部分：分类、命名和判定。
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第22页
第三节 细 菌 分 类
分类（classification）是依据一定标准（表 型特征相同性或系统发育相关性）对微生物 进行分群归类，依据相同性或相关性水平排 列成系统，并对各个分类群特征进行描述， 方便考查和对未被分类微生物进行判定；
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第18页
五、三界生物主要特征
依据形态和生理特征把地球上生物 分为动物界和植物界理论，统治了生物 学100多年，20世纪60年代主要依据细胞 核结构把生物分为原核生物和真核生物 两大类。
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第31页
第四节 微生物分类判定特征 和技术
枝图型来概括各种（类）生物之间亲缘关系， 这种树状分枝图型被称为系统发育树 （phylogenetic tree），简称系统树。
经过比较生物大分子序列差异数值构件系统树 称为分子系统树。
图型中，分枝末端和分枝连接点称为结 （node），代表生物类群，分枝末端结代表仍
生存种类。
系统树可能有时间百分比，或者用两个结之间 分枝长度改变来表示分子序列差异数值。
对生物进行分类存在两种基本、截然不一样分 类标准：
一是依据表型(phenetic)特征相同成都分群归类， 这种表型分类重在应用，不包括生物进化或不 以反应生物亲缘关系为目标；
第二种分类标准是要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 进化关系，建立反应生物系统发育分类系统。
分类学内容包括三个相互依存又有区分 组成部分：分类、命名和判定。
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第22页
第三节 细 菌 分 类
分类（classification）是依据一定标准（表 型特征相同性或系统发育相关性）对微生物 进行分群归类，依据相同性或相关性水平排 列成系统，并对各个分类群特征进行描述， 方便考查和对未被分类微生物进行判定；
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第18页
五、三界生物主要特征
依据形态和生理特征把地球上生物 分为动物界和植物界理论，统治了生物 学100多年，20世纪60年代主要依据细胞 核结构把生物分为原核生物和真核生物 两大类。
微生物的进化、系统发育和分类鉴定
主要仪器设备
通用：气相色谱、液相色谱、质谱、X射 线衍色、核磁共振波谱仪、激光拉曼光谱仪、 激光显微镜等。 专用：阻抗测定、放射测量、微量量热计、 生物发光测量仪、药敏自动测量仪、自动微生物 检测仪。
现代分子生物学和免疫学技术 DNA探针，PCR、DNA芯片、ELISA、免疫 荧光、放射免疫及全自动免疫诊断。 计算机的应用 分类鉴定中的应用：分类单位确定、选择 分类特征；特征资料收集；资料编码、标准化； 相似性数值聚类分析。 在线控制：pH、温度、时间、压力、搅拌 转速、溶氧、补料等。 图像处理、分析、三维模拟，资料存储。
菌株或品系（strain）：同种微生物不同来源的 纯培养。模式菌株：按照命名法规的要求，当命名一 个新种时，需要指定一个菌株为这个种的命名模式。 群（group，series）：某些微生物特性介于两 种微生物之间，不易区分，两个种及它们之间的微生 物统称为群。
2、分类单元的命名
每一种微生物都有一个自己的专门名称。名称 分两类，一类是地区性的俗名(common name， vernacular name)；另一类是国际上统一使用的名 称，即学名(scientific name)。 中国科学院命名（俗名） As1299―――――“1”表示细菌。 As2604―――――“2”表示酵母菌。 As3758―――――－“3”表示霉菌。 As4650――――――“4”表示放线菌。 As5604――――――“5”表示真菌。
噬菌体分型 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鉴 定。
3 氨基酸顺序和蛋白质分析
蛋白质是基因的产物，蛋白质氨基酸顺 序直接反应mRNA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比 较来分析不同生物系统发育的关系，序列相 似性越高，其亲缘关系愈近。
第11章微生物的进化、系统发育和分类鉴定
分类(classification)：根据生物特征的相似程度 将其分群归类。
地球上的物种估计大约有150万，其中微生物超过10万种， 而且其数目还在不断增加。
生物分类的二种基本原则：
（参见P313）
a）根据表型(phenetic)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 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 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。
a）在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时，
------------进化距离远，进化过程中很早就分支了。 b）如果两群生物同一来源的大分子的序列基本相同， ------------处在同一进化水平上。
2. 作为进化标尺的生物大分子的选择原则
1）在所需研究的种群范围内，它必须是普遍存在的。
2）在所有物种中该分子的功能是相同的。
上个世纪60-70年代：
（参见P314）
分析和比较生物大分子的结构特征，特别是
蛋白质、RNA和DNA这些反映生物基因组特征
的分子序列，作为判断各类微生物乃至所有 生物进化关系的主要指征。
分子计时器(molecular chronometers) 进化钟(evolutionary clock)
1. 生物大分子作为进化标尺依据 蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著 特点是进化速率相对恒定，也就是说，分子 序列进化的改变量(氨基酸或核苷酸替换数 或替换百分率)与分子进化的时间成正比。
b 进化距离，即任意两个生物RNAs 间非同源序列的比例
（参见P317） 2. 特征序列或序列印记（signature sequence）
通过对r RNA全序列资料的分析比较（特别是采 用计算机）发现的在不同种群水平上的特异的 特征性寡核苷酸序列，或在某些特定的序列位 点上出现的单碱基印记。
微生物的进化系统发育
03
生物信息学方法将有助于发现 新的进化规律和模式，为进化 生物学提供新的理论框架和见 解。
感谢您的观看
THANKS
微生物的进化关系分析
进化关系分析主要关注不同微生物种 群之间的遗传差异和相似性，通过比 较基因组学、蛋白质组学等方法来研 究。
VS
进化关系分析有助于揭示微生物种群 之间的亲缘关系和演化历程，对于理 解微生物多样性和生态系统的功能具 有重要意义。
微生物的进化速率和方向
进化速率是指பைடு நூலகம்种在进化过程中基因序列、形态特征等发生变化的速度，而进化方向则是指物种在进 化过程中所呈现的趋势或路径。
微生物的进化系统发育
目录
• 微生物的进化历程 • 系统发育学的基本概念 • 微生物的系统发育分析 • 微生物进化系统发育的应用 • 微生物进化系统发育的未来展望
01
微生物的进化历程
微生物的起源
生命之源
微生物是地球上最早的生命形式之一，大约在35亿年前就已经存在。目前普遍认为，微生物是通过自我复制的分 子逐渐演化而来，这一过程发生在地球的原始大气和海洋环境中。
微生物鉴定
通过比较未知微生物与已知微生物的基因序列，可以确定微生物的种类和种群，为疾病 诊断、环境监测等领域提供依据。
微生物生态学研究
生态位分析
微生物群落分析
通过研究微生物在生态系统中的位置和作用， 揭示微生物在生态系统中的功能和相互关系。
通过分析微生物群落的基因序列，了解微生 物群落的组成、结构和动态变化，为环境保 护和生物修复提供指导。
分子系统发育分析是利用分子生物学技 术，通过比较不同微生物的基因序列、 蛋白质序列等分子标记来推断它们的进 化关系。
常用的分子系统发育分析方法包括基因序列 比对、系统发生树构建等，这些方法能够揭 示微生物间的亲缘关系和进化路径。
微生物的进化系统发育
系统发育树的解读
物种分类
01
系统发育树可以帮助我们了解不同物种之间的亲缘关系，从而
进行正确的物种分类。
生物进化历程
02
系统发育树揭示了生物的进化历程，有助于我们理解生物进化
的规律和机制。
生物多样性的起源
03
通过系统发育树的研究，我们可以了解生物多样性的起源和演
化过程，为生物多样性的保护和利用提供科学依据。
01
环境污染
人类活动造成的环境污染可能影响微生物的生存和进化，如工业废水排
放可能影响水生微生物群落结构。
02
城市化与生态系统变化
城市化进程中生态系统发生变化，可能影响自然微生物群落的平衡和进
化。
03
农业活动与转基因生物
农业活动中使用农药和转基因生物可能对土壤微生物群落产生影响，改
变其进化轨迹。
THANKS
病原微生物在进化过程中可能发生变异，导致其致病力增强或传播 方式改变，从而引发新的疾病或使原有疾病更难治疗。
耐药性进化
微生物在进化过程中可能发展出对抗生素等药物的耐药性，使得一 些常见的感染病变得难以治疗。
共生微生物进化
共生微生物与人体和谐共存，其进化可能影响人体健康状况，如肠 道微生物群落的改变可能影响人体消化、免疫等方面。
微生物的进化机制
基因突变
基因突变是微生物进化的重要机制之一。基因突变可以产生新的 基因和性状，使微生物能够适应新的环境。
基因重组
基因重组也是微生物进化的重要机制之一。通过基因重组，微生物 可以获得新的遗传物质，从而产生新的性状和适应性。
自然选择
自然选择是微生物进化的关键机制之一。在自然环境中，只有适应 环境的微生物才能生存和繁殖，从而推动微生物的进化。
微生物的分类和鉴定
界(Kindom)：真菌界 门(Phyllum)：真菌门 纲(Class)：子囊菌纲 目(Order)：内孢霉目 科(Family)：内孢霉科 属(Genus)：酵母属 种(Species)：啤酒酵母
（二）种的概念
在微生物中，种的定义是很难下的。至今还找不 到一个公认的、明确的种的定义。 种的定义：是一个基本分类单元，是一大群表型 特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内的 其他物种有着明显差异的一大群菌株的总称。 新种（species nova，sp. nov或nov sp.）：是指权 威性的分类、鉴定手册中从未记载过的一种新分 离并鉴定过的微生物。 如北京棒杆菌AS 1.299，新种（Corynebacterium pekinense sp.nov AS 1.299）
“subsp”）或变种（variety，简称“var”，） 时，学名应三名法拼写。
学名 = 属名+种名加词 + 符号subsp或var + 亚种和变种的加词
排斜体 排正体（可省略） 排斜体（不可省略）
例：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种
Bacillus thuringiensis subsp galleria
禽流感病毒
照片中的蓝色部分就是H5N1禽流感病毒， 下面的红色部分则是健康人体细胞，照片 显示H5N1正在攻击健康的细胞。
• H和N都是指病毒的糖蛋白（蛋白质），一种糖蛋白 叫血凝素（HA），另一种叫神经氨酸酶（NA）。 这两种糖蛋白容易发生变异。 • 根据糖蛋白变异的情况，HA分为H1—H15十五个不 同的型别，NA分为N1—N9九个不同的型别。 • 其中H5与H7为高致病亚型。
4.菌株（strain）
菌株：又称品系，表示由一个独立分离的单细胞 （或单个病毒粒）繁殖而成的纯遗传型群体及其 一切后代。 菌株===纯培养物===纯分离物 菌株===克隆 菌株的名称，可随意确定，一般可用字母加编号 表示，字母多表示实验室、产地或特征等的名称， 编号表示序号等数字。 例如：大肠埃希氏菌的两个菌株 E.coli K12 基因组已于1997年发表 E.coli O-157：H7 基因组已于2001年发表
微生物的分类和鉴定
微生物的分类和鉴定第十章微生物的分类和鉴定一、名词解释：01.系统学（systematics）：是研究生物多样性及其分类和演化关系的科学。
分子系统学是检测、描述并揭示生物在分子水平上的多样性及其演化规律的科学。
研究内容包括了群体遗传结构、分类学、系统发育和分子进化等领域。
02.系统树：在研究生物进化和系统分类中，常用一种树状分支的图型来概括各种（类）生物之间的亲缘关系，这种树状分支的图型也称为发育树（phylogenetic tree）。
03.分子系统树：通过比较生物大分子序列差异的数值构建的系统树称为分子系统树。
04.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例清楚的各种分类单元或分类群的科学，其具体任务有三，即分类、鉴定和命名。
05.分类（classification）：根据文献资料，经过科学的归纳和理性的思考，整理成一个科学的分类系统。
即解决从个别到一般或从具体到抽象的问题。
06.鉴定（identification）：通过详细观察和描述一个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到对其知类、辨名的目的。
即解决从一般到特殊或从抽象到具体的问题07.命名（nomenclature）：为一个新发现的微生物确定一个新学名的过程。
08.培养物（culture）：是指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物。
如微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。
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)。
09.菌株（strain）：从自然界分离得到的任何一种微生物的纯培养物，都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法（如通过诱变）所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。
菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体。
10.标准菌株：指能代表这个种的各典型性状的一个被指定的菌株。
考研必备《微生物》第10章微生物分类鉴定
(根据现有系统确定未知微生物分类归属的过程)
主要以细菌为例介绍微生物分类、命名和鉴定的有关知识
一、分类单元及其等级
界
门
纲
目
科 属
（参见P339）
种
根据Carl Woese的 理论，现在还在界 之上使用域(domain)
（把全部生物先分为 古生菌域、细菌域和 真核生物域， 域下面再分界。）
（参见P346）
（参见P360）
16S rRNA被普遍公认为是一把好的谱系分析的“分子尺”
1）rRNA普遍存在于一切细胞内； 2）它们的生理功能既重要又恒定； 3）16SrRNA在细胞中含量较高、较易提取；
4）编码rRNA的基因十分稳定；
5）rRNA的某些核苷酸序列非常保守; 6）相对分子量适中。
利用16SrRNA建立分子进化树的美国科学家
(根据现有数据建立系统的过程)
命名(nomenclature)：是根据命名法规，给每一个分类群一个专有 的名称；
(分类系统建立过程中的步骤之一)
鉴定(identification或determination)：借助于现有的微生物分类
系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类
地位的微生物所应归属分类群的过程。
第10章
微生物的分类和鉴定
第一节：细菌分类
（参见P339）
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它们进行分类。
分类学涉及三个相互依存又有区别的组成部分：
分类、
命名、
鉴定
分类(classification)：根据一定的原则(表型特征相似性或系统发育 相关性)对微生物进行分群归类，根据相似性或相关性水平排列成 系统，并对各个分类群的特征进行描述，以便查考和对未被分类的 微生物进行鉴定；
(NEW)沈萍《微生物学》(第8版)配套题库【考研真题精选+章节题库】
目 录第一部分 考研真题精选一、选择题二、填空题三、名词解释四、简答题五、论述题第二部分 章节题库第1章 绪 论第2章 微生物的纯培养和显微技术第3章 微生物细胞的结构与功能第4章 微生物的营养第5章 微生物的代谢第6章 微生物的生长繁殖及其控制第7章 病毒第8章 微生物遗传第9章 微生物基因表达的调控第10章 微生物与基因工程第11章 微生物的生态第12章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定第13章 微生物物种的多样性第14章 感染与免疫第15章 微生物生物技术第一部分 考研真题精选一、选择题1柯赫提出的证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则是（ ）。
[武汉科技大学2019研]A．巴斯德原则B．柯赫定律C．菌种原则D．免疫原理【答案】B【解析】柯赫在对病原细菌的研究中取得了突出的成就：①证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；②发现了肺结核病的病原菌；③提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则；④配制培养基及创建了分离、纯化微生物的技术等。
2菌种的分离、培养、接种、染色等研究微生物的技术发明者是（ ）。
[中国计量大学2019研]A．巴斯德B．柯赫C．列文虎克D．别依林克【答案】B3用牛肉膏作培养基能为微生物提供（ ）。
[中国计量大学2019研]A．C源B．N源C．生长因素D．A，B，C都提供【答案】D【解析】牛肉膏富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等，可以为微生物提供C源、N源和生长因子。
4某种生物通过产生特殊代谢产物或改变环境条件来抑制或杀死另一种微生物的现象称为（ ）。
[沈阳农业大学2019研]A．拮抗B．共生C．寄生D．捕食【答案】AB项，共生指相互作用的两个种群相互有利，二者之间是一种专【解析】性的和紧密的结合，是协同作用的进一步延伸。
C项，寄生指一个种群对另一种群的直接侵入，寄生者从寄主生活细胞或生活组织获得营养，而对寄主产生不利影响。
D项，捕食指一个种群被另一个种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者种群产生不利影响。
(NEW)沈萍《微生物学》(第8版)配套题库【考研真题精选+章节题库】
目 录第一部分 考研真题精选一、选择题二、填空题三、名词解释四、简答题五、论述题第二部分 章节题库第1章 绪 论第2章 微生物的纯培养和显微技术第3章 微生物细胞的结构与功能第4章 微生物的营养第5章 微生物的代谢第6章 微生物的生长繁殖及其控制第7章 病毒第8章 微生物遗传第9章 微生物基因表达的调控第10章 微生物与基因工程第11章 微生物的生态第12章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定第13章 微生物物种的多样性第14章 感染与免疫第15章 微生物生物技术第一部分 考研真题精选一、选择题1柯赫提出的证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则是（ ）。
[武汉科技大学2019研]A．巴斯德原则B．柯赫定律C．菌种原则D．免疫原理【答案】B【解析】柯赫在对病原细菌的研究中取得了突出的成就：①证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；②发现了肺结核病的病原菌；③提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则；④配制培养基及创建了分离、纯化微生物的技术等。
2菌种的分离、培养、接种、染色等研究微生物的技术发明者是（ ）。
[中国计量大学2019研]A．巴斯德B．柯赫C．列文虎克D．别依林克【答案】B3用牛肉膏作培养基能为微生物提供（ ）。
[中国计量大学2019研]A．C源B．N源C．生长因素D．A，B，C都提供【答案】D【解析】牛肉膏富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等，可以为微生物提供C源、N源和生长因子。
4某种生物通过产生特殊代谢产物或改变环境条件来抑制或杀死另一种微生物的现象称为（ ）。
[沈阳农业大学2019研]A．拮抗B．共生C．寄生。
微生物的分类
①它必须普遍存在于所研究的各个生物 类群中。如果我们所研究的是整个生命界 的进化，那么所选择的分子必须在所有生 物中存在，这样才便于分析和比较。
一、进化指征的选择
②选择在各种生物中功能同源的大分子。 催化不同反应的酶的氨基酸序列或者具有 不同功能核酸的核苷酸序列不能进行比较， 因为功能不相关的分子也意味着进化过程 中来源不同，对这一类不相关分子进行比 较也不期望他们会表现出序列的相似性。
第一节 绪论
分子生物学的发展，使我们不仅可 以根据表型特征，而且可以从分子水平上， 通过研究和比较微生物乃至整个生物界的 基因型特征来探讨生物的进化、系统发育 和进行分类鉴定。
第二节 进化的测量指征
20世纪70年代以前，生物类群间的亲缘 关系主要是根据形态结构、生理生化、行 为习性等表型特征以及少量的化石资料来 判断它们之间的亲缘关系。
一、进化指征的选择
20世纪70年代以后研究为生物的 系统发育，主要是分析和比较生物大分子 的结构特征，特别是蛋白质、RNA和DNA 这些反映生物基因组特征的分子序列，作 为判断各类微生物乃至所有生物进化关系 的主要特征。
一、进化指征的选择
为了准确确定各种生物之间的进化关系， 还必须挑选恰当的大分子来进行序列研究。 在挑选大分子时应注意以下几点：
API系统已为国内外微生物学家所公认，并为许多实验室 普遍选用，适用于API系统鉴定的细菌有700多种，由于具 有自动、快速、高效的特点，可广泛应用于医药、临床、 兽医、食品、水质测定、环境保护、药物生产、发酵、生 物工程、动植物检疫、 生态学和土壤学等 研究，特别适合于 快速、大量的菌株 鉴定。
高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内的其他物种有着明 显差异的一大群菌株的总称。在微生物中，一个种只能用该 种内的一个典型菌株当作它的具体代表，此菌株维该种的模 式种。
一、进化指征的选择
②选择在各种生物中功能同源的大分子。 催化不同反应的酶的氨基酸序列或者具有 不同功能核酸的核苷酸序列不能进行比较， 因为功能不相关的分子也意味着进化过程 中来源不同，对这一类不相关分子进行比 较也不期望他们会表现出序列的相似性。
第一节 绪论
分子生物学的发展，使我们不仅可 以根据表型特征，而且可以从分子水平上， 通过研究和比较微生物乃至整个生物界的 基因型特征来探讨生物的进化、系统发育 和进行分类鉴定。
第二节 进化的测量指征
20世纪70年代以前，生物类群间的亲缘 关系主要是根据形态结构、生理生化、行 为习性等表型特征以及少量的化石资料来 判断它们之间的亲缘关系。
一、进化指征的选择
20世纪70年代以后研究为生物的 系统发育，主要是分析和比较生物大分子 的结构特征，特别是蛋白质、RNA和DNA 这些反映生物基因组特征的分子序列，作 为判断各类微生物乃至所有生物进化关系 的主要特征。
一、进化指征的选择
为了准确确定各种生物之间的进化关系， 还必须挑选恰当的大分子来进行序列研究。 在挑选大分子时应注意以下几点：
API系统已为国内外微生物学家所公认，并为许多实验室 普遍选用，适用于API系统鉴定的细菌有700多种，由于具 有自动、快速、高效的特点，可广泛应用于医药、临床、 兽医、食品、水质测定、环境保护、药物生产、发酵、生 物工程、动植物检疫、 生态学和土壤学等 研究，特别适合于 快速、大量的菌株 鉴定。
高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内的其他物种有着明 显差异的一大群菌株的总称。在微生物中，一个种只能用该 种内的一个典型菌株当作它的具体代表，此菌株维该种的模 式种。
第十一章 微生物的进化.系统发育和分类鉴定
2）在16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又 有中度保守和高度变化的序列区域，因而它适用于进化距 离不同的各类生物亲缘关系的研究；
3）16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析；
4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易 于提取；
5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物 中其同源分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生 物进化的工具。
原核生物
Eukarya(真核生物)
（1990，Carl Woese）
2）建立16 S r RNA系统发育树的意义
a）使生物进化的研究范围真正覆盖所有生物类群；
传统的生物进化研究，主要基于复杂的形态学和化石记载，因此多 限于研究后生生物（metazoa），而后者仅占整个生物进化历程的1/5 b）提出了一种全新的正确衡量生物间系统发育关系的方法；
（参见P321）
1）培养物(culture)：一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长 物。如微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。
2）菌株(strain)：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养 物都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法(如通过诱变) 所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株， 以便与原来的菌株相区别。
第一节 进化的测量指征 （参见P314）
一、进化指征的选择
1. 生物大分子作为进化标尺依据
蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进 化速率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变 量 (氨基酸或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进 化的时间成正比。
a ）在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时， 进化距离远，进化过程中很早就分支了。
三、rRNA和系统发育树
3）16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析；
4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易 于提取；
5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物 中其同源分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生 物进化的工具。
原核生物
Eukarya(真核生物)
（1990，Carl Woese）
2）建立16 S r RNA系统发育树的意义
a）使生物进化的研究范围真正覆盖所有生物类群；
传统的生物进化研究，主要基于复杂的形态学和化石记载，因此多 限于研究后生生物（metazoa），而后者仅占整个生物进化历程的1/5 b）提出了一种全新的正确衡量生物间系统发育关系的方法；
（参见P321）
1）培养物(culture)：一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长 物。如微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。
2）菌株(strain)：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养 物都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法(如通过诱变) 所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株， 以便与原来的菌株相区别。
第一节 进化的测量指征 （参见P314）
一、进化指征的选择
1. 生物大分子作为进化标尺依据
蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进 化速率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变 量 (氨基酸或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进 化的时间成正比。
a ）在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时， 进化距离远，进化过程中很早就分支了。
三、rRNA和系统发育树
课程教学大纲-微生物学
《微生物学》课程教学大纲（执笔人：审核人：教学院长：）课程简介（一）课程代码：（二）课程名称（含英文名称）：微生物学Microbiology（三）课程类别：专业必修课（四）修读对象：生物技术专业本科学生（五）总学时与学分：45学时。
其中理论45学时。
2.5学分。
（六）相关课程：先修课程：医学免疫学；后续课程：发酵工程（七）内容提要（不超过200字）本课程主要学习微生物细胞的结构与功能，微生物的营养与代谢、生长繁殖及控制，病毒的分离、鉴定、特性、感染及控制、微生物的基因组、遗传规律与特性、微生物的基因表达、调控及基因工程、微生物的生态、进化、系统发育、分类鉴定及物种多样性，微生物感染与免疫及微生物生物技术与产品。
二、教学目的和教学方法学习微生物学在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下坚实的基础。
教学方法采取多媒体教学与讨论相结合。
三、理论与实践教学学时分配四、选用教材和主要教学参考书教材：《微生物学》沈萍主编高等教育出版社2006第二版主要参考书：1.《微生物学教程》周德庆编高等教育出版社2002.5 第二版2.《医学微生物学》戚中田主编高等教育出版社2009第二版3.《现代工业微生物学》杨汝德主编华南理工大学出版社2001五、理论教学内容（一）第一章绪论主要讲授内容：1.微生物定义及其类群2.微生物学的发展史：微生物与疾病间的关系；免疫学与微生物感染的关系微生物学的未来。
3.微生物学的发展对人类进步的贡献4.微生物的五大共性5.微生物学及其研究内容教学时数：2学时重点与难点：掌握微生物学的特点及微生物的发展历史。
熟悉微生物学的目的。
了解微生物学研究的主要范围。
思考题或练习题：为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人？（二）第二章微生物的纯培养和显微技术主要讲授内容：1.无菌技术2.用固体培养基获得纯培养3.用液体培养基获得纯培养稀释法4.单细胞（抱子）分离5.选择培养6.微生物的保藏技术教学时数：4学时重点与难点：掌握微生物学研究的基本技术，即无菌技术、纯种分离技术、培养技术及显微镜技术。
微生物学-第十章 微生物的分类和鉴定.
命名：
是根据命名法规，给每一个分类群一个专有的名 称。
第一节 通用分类单元
一、种以上的系统分类单元
（一）7级分类单元 界 Kingdom 门 Phylum（或Division）——亚门 纲 Class ——亚纲 ——超目 目 Order ——亚目 科 Family ——亚科 ——族 ——亚族 属 Genus 种 Species
一、Bergey氏原核生物分类系统纲要 1、《伯杰氏手册》简介
20世纪60年代以前，国际上不少细菌分类学家都曾 对细菌进行过全面的分类，提出过一些在当代有影响的 细 菌 分 类 系 统 。 但 70 年 代 以 后 ， 对 细 菌 进 行 全 面 分 类 的、影响最大的是《伯杰氏手册》。所以该书目前已成 为对细菌进行分类鉴定的主要参考书。
二、微生物分类鉴定中的现代方法
（一）通过核酸分析鉴定微生物遗传型
核酸是微生物遗传信息载体。 每一种微生物都有自己特有的、稳定的DNA的成分 和结构，不同种微生物间基因组序列的差异程度代表它 们之间亲缘关系的远近、疏密。
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1、 DNA碱基比例的测定
每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生 物，它们应该具有相似的G＋C含量，若不同生物之间G＋C 含量差别大表明它们关系远。
现有数据表明：高等植物的G＋C含量范围大约为 35 ％～50％；脊椎动物G＋C含量约为35％～45％之间；而原 核生物中 G＋C含量变化幅度宽达22％～80％，这也足以 表明原核生物是一个极为多样性的类群。
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（三）种的分类地位举例
是根据命名法规，给每一个分类群一个专有的名 称。
第一节 通用分类单元
一、种以上的系统分类单元
（一）7级分类单元 界 Kingdom 门 Phylum（或Division）——亚门 纲 Class ——亚纲 ——超目 目 Order ——亚目 科 Family ——亚科 ——族 ——亚族 属 Genus 种 Species
一、Bergey氏原核生物分类系统纲要 1、《伯杰氏手册》简介
20世纪60年代以前，国际上不少细菌分类学家都曾 对细菌进行过全面的分类，提出过一些在当代有影响的 细 菌 分 类 系 统 。 但 70 年 代 以 后 ， 对 细 菌 进 行 全 面 分 类 的、影响最大的是《伯杰氏手册》。所以该书目前已成 为对细菌进行分类鉴定的主要参考书。
二、微生物分类鉴定中的现代方法
（一）通过核酸分析鉴定微生物遗传型
核酸是微生物遗传信息载体。 每一种微生物都有自己特有的、稳定的DNA的成分 和结构，不同种微生物间基因组序列的差异程度代表它 们之间亲缘关系的远近、疏密。
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1、 DNA碱基比例的测定
每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生 物，它们应该具有相似的G＋C含量，若不同生物之间G＋C 含量差别大表明它们关系远。
现有数据表明：高等植物的G＋C含量范围大约为 35 ％～50％；脊椎动物G＋C含量约为35％～45％之间；而原 核生物中 G＋C含量变化幅度宽达22％～80％，这也足以 表明原核生物是一个极为多样性的类群。
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（三）种的分类地位举例
第十章 微生物的分类与鉴定
第一节
通用分类系统
一、种以上的系统分类单元
（一）7 级分类单元
界 门
纲
目
科
种是最基本分类单元
属 种
各级分类单元及其词尾
二、学名
微生物的种名采用林奈(1753年)所创立的双名法命名。 双名法：就是用属名和种名两个部分作为一种生物的学名。 命名规则：属名在前，一般用拉丁字名词表示，字首字母大写 种名在后，常用拉丁文形容词表示，全部小写 学名=属名+种名加词+(首次定名人)+现名定名人+现名定名年份
第二节
微生物在生物界的地位
一、生物的界级分类学学说
图8-1 生物界级的学说发展（阴影部分表示微生物）
植物界 动物界
原生生物界
原核生物界 真菌界
真细菌界 古细菌界
细菌域 古生菌域
病毒界？ 真核生物域
二、三域学说及其发展
20世纪70年代以前，生物类群间的亲缘关系 判断的主要根据：
表型特征： 形态结构——形体微小、结构简单
比较生物大分子序列差异的数值构建了系统树(分子系统树)。 特点:用一种树状分枝的图型来概括各种(类)生物之间的亲缘 关系。 真核生物域 细菌域 古生菌域
图8-2 三域学说及其 生物进化谱系树
利用16S rRNA建立分子进化树的美国科学家伍 斯 (C.R Woese )
二、三域学说及其发展
三域学说观点： 现在的一切生物均由一个共同的原始祖先，一种小细胞慢慢 进化而来。首先分化出细菌和古生菌两个分枝，而后在古生 菌的基础上吞噬了一些其他生物如蓝细菌、α朊细菌(相当于 G―细菌)等，经过长期的内共生后，两者逐渐进化形成一种 新的生物——真核生物。 发展中新的挑战： ①认为16S rRNA和18S rRNA分子的进化难以代表整个基因 组的分子进化； ②许多真核生物的基因组和它们所表达的功能蛋白与细菌 更为接近，而不是古生菌。
微生物分类的三域学说鉴定依据
5. 三域学说的意义
五界分类系统的依据主要为营养方式、形态和 细胞结构。 三域学说主要根据遗传特性 研究意义： 三域理论的建立和发展，从分子水平上对生物 分界的划分进行了新的探讨 对于研究生明的起源和生物进化也具有重要科 学价值。
理解真核生物起源的内共生学说 地球上所有生物有同一祖先 线粒体来源于细菌，即细菌被真核生物吞噬， 与宿主发生内共生关系，后演变为线粒体 好氧细菌被变形虫状的原始真核生物吞噬后、 经过长期共生能成为线粒体 蓝藻被吞噬后经过共生能变成叶绿体
2. 三域学说的建立
Carl Woese
20世纪70年代末由于美国伊利诺斯大学的 C.R.Woese（伍斯）等人对大量微生物和其他生 物进行16s和18srRNA的寡核苷酸测序 并比较其同源性水平后，提出了一个与以往各种 界级分类不同的新系统，称为三域学说（Three Domains Theory） “域”是一个比界更高的界级分类单元，过去曾 称原界。三个域指的是细菌域（以前称“真细菌 域”）、古生菌域（以前称古细菌域）、和真核 生物域
高等动植物化石资料丰富，可根据形态学、比较 胚胎学等进行分类 微生物个体小，形态简单，容易受环境影响而变 异，有些种类缺少有性繁殖，化石资料少 微生物分类学（Microbial taxonomy）要按微生 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，建立分类系统 鉴定是通过详细观察和描述一个未知名称纯种微 生物的各种形状特征，查找分类系统，确定其在 系统中的位置，达到知类、辨名的目的 命名是为一个新发现的微生物，按照国际命名法 ，给予一个新的学名 分类是宏观战略工作，鉴定是细微工作，命名是 重新总结
The Three-Domain System
第十章微生物的分类和鉴定
4、 微生物全基因组序列的测定
对微生物全基因组进行测序，是当前生命科学 领域中掌握某微生物全部遗传信息的最佳途径。从 1990年起，在人类基因组计划的推动下，微生物全 基因组测序工作进展很快，在2000年的一年中，几 乎每个月都有新记录出现。
（二）细胞化学成分用作鉴定指标
细胞壁化学成分：如根据肽聚糖分子中肽尾第三位氨 基酸的种类、肽桥的结构以及与邻近肽尾交联的位置 的不同来划分。 全细胞水解液的糖型：对放线菌进行分类 磷酸类脂成分的分析 枝菌酸的分析：对“诺卡氏菌形放线菌”进行分类 醌类的分析：对放线菌鉴定上有一定的价值 气相色谱技术用于微生物鉴定：分析代谢产物中脂肪 酸和醇类等成分，对厌氧菌的鉴定十分有用。
四、 亚种以下的分类单元
亚种以下的分类单元（infrasubspecific taxa） 很多，其提出和使用均不受细菌命名法规的限制。 • 1.亚种（subspecies,subsp.,ssp.） • 2.变种（variety,var.） • 3.型（form） • 4.类群（group） • 5.菌株（strain） • 6.小种（race） • 7.相（phase） • 8.态（state）
第三节 各大类微生物的分类系统
分类学的最终目标是要建立起一套比较接近生物 系统发育规律的自然分类系统。
一、Bergey 氏原核生物分类系统纲要
《伯杰氏鉴定细菌学手册》 （Bergey’ Mamual of SystematicBacteriology）编写者集国际学术界的 权威学者，为各国微生物分类学界公认的一本经典佳 作。
（4） 五界系统：1969年，R.H.Whittaker在 Science上发表了“生物界级分类的新观点”的著名 论文。在吸取前人工作经验的基础上，提出了五界学 说。五界系统包括：动物界（ Animalia）、植物界 （Plantae）、原生生物界（Protista）（包括原生动 物、单细胞藻类、粘菌）、真菌界（Fungi）、原核 生物界（Monera）(包括细菌、蓝细菌）。
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本章内容
一、分类单元 二、命名规则 三、分类鉴定方法 四、微生物的分类系统
据保守估计，地球上 真菌约150万种，细菌4万种，病毒130万种 但认识的微生物仅是估计数量的5~10%，即15万~20万种
要认识、研究和利用类群庞大的微生物资源， 必须对它们进行分类。
分类学的具体任务有三个：
分类、
命名、
GC%使用注意事项：
a）每个生物种都有特定的GC%范围，因此后者可以 作为分类鉴定的指标。细菌的GC%范围为25-75%， 变化范围最大。
b）GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作 出鉴定，从分子 水平上判断物种的亲缘关系。
c） GC%的比较，主要用于分类鉴定中的否定.
亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的G+C含 量，但具有相似G+C含量的生物，并不一定表明它 们之间具有近的亲缘关系。
2. 微生物遗传型的鉴定
特点：
与形态及生理生化特性的比较不同，对 DNA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间基因组的差异，因 此结果更加可信。
（1） DNA碱基比例的测定
测“GC比”：
(G+C ) mol% = （G+C ）/（A+T+ G+C ）× 100%
分类学上，用G+C占全部碱基的克分子百分数来 表示各类生物的DNA碱基组成特征。 DNA碱基组成是各种生物的一个稳定特征，即使 个别基因突变，碱基组成也不会发生明显变化。
根据Carl Woese的理论，现在还在界之上使用域(domain)，即： 古生菌域、细菌域、真核生物域。
图10-5 生命世界的系统发育树状图（Olsen & Woese 1993本的分类单元和分类等级。
微生物的种：指具有高度特征相似性的菌株群，这个菌
（二） 现代分类鉴定方法 1. 数值分类法（统计分类法）
按大量表型性状的相似性程度进行统计、归类 特点: 使用尽可能多的性状，每个性状同等重要。 步骤:
(1) 收集菌株，选择性状 (2) 性状编码 (3) 相似性计算: 计算相关系数Ssm或Sj： Ssm=（a+c）/(a+b+c) 正负反应性状 Sj=a/(a+b+c) 正反应性状 Sj > 80~85% 种 Sj > 65% 属 (4)系统聚类 (5)聚类结果的表示
3.种以下的分类单元
1）亚种(subspecies)和变种(variety)： 2）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，可以细
分为不同的型。
例如：抗原特征的差异，分为不同的血清型； 对噬菌体裂解反应的不同，分为不同的噬菌体型
3）菌株(strain)：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养 物都可以称为一个菌株；用实验方法(如通过诱变)所获得 的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与 原来的菌株相区别。
鉴定
分类(classification)：根据一定的原则(表型特征相似性或系 统发育相关性)对微生物进行分群归类，根据相似性或相关 性水平排列成系统，并对各个分类群的特征进行描述，以便 查考和对未被分类的微生物进行鉴定。
(根据现有数据建立系统的过程)
命名(nomenclature)：是根据命名法规，给每一个分类群一个专有 的名称。
菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体
菌株与型的区别： • 菌株之间不存在鉴别特征的差异，命名不同的菌株无需分类学依
据；
• 不同型的细菌之间存在鉴别特征的差异，命名或鉴定不同的型必 需有分类学依据。
二、微生物的命名
微生物名称： 俗名（common name） 学名（scientific name） （1）学名国际命名法规： 双名法：属名 + 种名加词
（2）在分类学文献中
学名=属名+种名+（首次定名人）+现名定名人+现名定名年份 必要（斜体） 可省略（正体）
（3）三名法
有亚种或变种时，学名由“三名法”构成
学名=属名 + 种名加词 + subsp 或 var + 亚种或变种的加词 斜体 正体（可省略） 斜体（不可省略）
三、微生物分类鉴定的方法
菌种鉴定步骤： 获得纯培养物 测定必要的鉴定指标 查找权威性的菌种鉴定手册 分类鉴定方法：
同一个种内的不同菌株GC%含量差别应在4～5%以下；
鉴定(identification或determination)：借助于现有的微生物分类
系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类
地位的微生物所应归属分类群的过程。
(根据现有系统确定未知微生物分类归属的过程)
一、分类单元
1. 种以上的系统分类单元
七级
界
门
纲
目
科 属 种（基本分类单元）
株群与其他类群的菌株有很明显的区别。
种的具体代表： 称为“模式种”（type species）
由于细菌分类单元的划分缺乏一个易于操作的统一标准， 为了减少因采用不同标准界定分类单元所造成的混乱，
细菌系统分类也像其他生物分类一样采用“模式概念”
种和亚种指定模式菌株（type strain）； 亚属和属指定模式种（type species）； 属以上至目级分类单元指定模式属（type genus）；
经典分类鉴定法 微生物遗传型的鉴定 细胞化学成分的鉴定 数值分类法
现代方法
（一） 经典分类鉴定法
经典鉴定指标：
• 形态学特征
• 生理学特征
• 生态学特征
• 生活史，有性生殖情况 • 血清学反应 • 对噬菌体的敏感性 • 其他
形态和生理生化特征是最常用 的细菌分类、鉴定指标
在生物学表型为指标的传统方法， 正在向微量化、简便化、快速化、智能 化的方向发展。目前，已有商品化的鉴 定系统，如： API系统 “Enterotube” “Biolog”全自动和手动系统
属名在前，一般用拉丁文名词表示，字首字母大写 种名在后，常用拉丁文形容词表示，全部小写
一般用斜体表示
若所分离的菌株只鉴定到属而未鉴定到种，用 sp.（单数）或 spp.（复数）表示。 如：Bacillus sp.
当两个或多个学名排在一起时，若它们的属名 相同，则后面的属名可缩写成1个、2个或3个字母， 在其后加一个点。 如 ： Bacillus可缩写成“B.” 或“Bac.”
一、分类单元 二、命名规则 三、分类鉴定方法 四、微生物的分类系统
据保守估计，地球上 真菌约150万种，细菌4万种，病毒130万种 但认识的微生物仅是估计数量的5~10%，即15万~20万种
要认识、研究和利用类群庞大的微生物资源， 必须对它们进行分类。
分类学的具体任务有三个：
分类、
命名、
GC%使用注意事项：
a）每个生物种都有特定的GC%范围，因此后者可以 作为分类鉴定的指标。细菌的GC%范围为25-75%， 变化范围最大。
b）GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作 出鉴定，从分子 水平上判断物种的亲缘关系。
c） GC%的比较，主要用于分类鉴定中的否定.
亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的G+C含 量，但具有相似G+C含量的生物，并不一定表明它 们之间具有近的亲缘关系。
2. 微生物遗传型的鉴定
特点：
与形态及生理生化特性的比较不同，对 DNA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间基因组的差异，因 此结果更加可信。
（1） DNA碱基比例的测定
测“GC比”：
(G+C ) mol% = （G+C ）/（A+T+ G+C ）× 100%
分类学上，用G+C占全部碱基的克分子百分数来 表示各类生物的DNA碱基组成特征。 DNA碱基组成是各种生物的一个稳定特征，即使 个别基因突变，碱基组成也不会发生明显变化。
根据Carl Woese的理论，现在还在界之上使用域(domain)，即： 古生菌域、细菌域、真核生物域。
图10-5 生命世界的系统发育树状图（Olsen & Woese 1993本的分类单元和分类等级。
微生物的种：指具有高度特征相似性的菌株群，这个菌
（二） 现代分类鉴定方法 1. 数值分类法（统计分类法）
按大量表型性状的相似性程度进行统计、归类 特点: 使用尽可能多的性状，每个性状同等重要。 步骤:
(1) 收集菌株，选择性状 (2) 性状编码 (3) 相似性计算: 计算相关系数Ssm或Sj： Ssm=（a+c）/(a+b+c) 正负反应性状 Sj=a/(a+b+c) 正反应性状 Sj > 80~85% 种 Sj > 65% 属 (4)系统聚类 (5)聚类结果的表示
3.种以下的分类单元
1）亚种(subspecies)和变种(variety)： 2）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，可以细
分为不同的型。
例如：抗原特征的差异，分为不同的血清型； 对噬菌体裂解反应的不同，分为不同的噬菌体型
3）菌株(strain)：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养 物都可以称为一个菌株；用实验方法(如通过诱变)所获得 的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与 原来的菌株相区别。
鉴定
分类(classification)：根据一定的原则(表型特征相似性或系 统发育相关性)对微生物进行分群归类，根据相似性或相关 性水平排列成系统，并对各个分类群的特征进行描述，以便 查考和对未被分类的微生物进行鉴定。
(根据现有数据建立系统的过程)
命名(nomenclature)：是根据命名法规，给每一个分类群一个专有 的名称。
菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体
菌株与型的区别： • 菌株之间不存在鉴别特征的差异，命名不同的菌株无需分类学依
据；
• 不同型的细菌之间存在鉴别特征的差异，命名或鉴定不同的型必 需有分类学依据。
二、微生物的命名
微生物名称： 俗名（common name） 学名（scientific name） （1）学名国际命名法规： 双名法：属名 + 种名加词
（2）在分类学文献中
学名=属名+种名+（首次定名人）+现名定名人+现名定名年份 必要（斜体） 可省略（正体）
（3）三名法
有亚种或变种时，学名由“三名法”构成
学名=属名 + 种名加词 + subsp 或 var + 亚种或变种的加词 斜体 正体（可省略） 斜体（不可省略）
三、微生物分类鉴定的方法
菌种鉴定步骤： 获得纯培养物 测定必要的鉴定指标 查找权威性的菌种鉴定手册 分类鉴定方法：
同一个种内的不同菌株GC%含量差别应在4～5%以下；
鉴定(identification或determination)：借助于现有的微生物分类
系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类
地位的微生物所应归属分类群的过程。
(根据现有系统确定未知微生物分类归属的过程)
一、分类单元
1. 种以上的系统分类单元
七级
界
门
纲
目
科 属 种（基本分类单元）
株群与其他类群的菌株有很明显的区别。
种的具体代表： 称为“模式种”（type species）
由于细菌分类单元的划分缺乏一个易于操作的统一标准， 为了减少因采用不同标准界定分类单元所造成的混乱，
细菌系统分类也像其他生物分类一样采用“模式概念”
种和亚种指定模式菌株（type strain）； 亚属和属指定模式种（type species）； 属以上至目级分类单元指定模式属（type genus）；
经典分类鉴定法 微生物遗传型的鉴定 细胞化学成分的鉴定 数值分类法
现代方法
（一） 经典分类鉴定法
经典鉴定指标：
• 形态学特征
• 生理学特征
• 生态学特征
• 生活史，有性生殖情况 • 血清学反应 • 对噬菌体的敏感性 • 其他
形态和生理生化特征是最常用 的细菌分类、鉴定指标
在生物学表型为指标的传统方法， 正在向微量化、简便化、快速化、智能 化的方向发展。目前，已有商品化的鉴 定系统，如： API系统 “Enterotube” “Biolog”全自动和手动系统
属名在前，一般用拉丁文名词表示，字首字母大写 种名在后，常用拉丁文形容词表示，全部小写
一般用斜体表示
若所分离的菌株只鉴定到属而未鉴定到种，用 sp.（单数）或 spp.（复数）表示。 如：Bacillus sp.
当两个或多个学名排在一起时，若它们的属名 相同，则后面的属名可缩写成1个、2个或3个字母， 在其后加一个点。 如 ： Bacillus可缩写成“B.” 或“Bac.”