细菌分类学

细菌分类学课件

第一章绪论

细菌分类学是研究细菌分类理论和方法的科学，它包括（分类、命名、和鉴定)3个独立和相关的分类学领域。细菌分类的目的？课本第一页

第一节细菌分类学的发展和趋势

细菌分类学的发展：

一、形态学时期：分类依据：细菌的形态特征

1872年，德国植物学家Cohn提出第一个细菌分类系统。将细菌分为球菌、短杆菌、长杆菌和螺旋菌

二、生理学时期(第二纪元)

分类依据：生理特征为主起始于：Orla-Jesen(1909年)的分类系统

主要贡献：1916-1918年，美国微生物学家Buchanan对细菌的命名和分类进行了研究，把细菌分成科、族和属。

1957年，英国细菌学家Sneath把电子计算机技术应用于细菌分类，建立数值分类法。

三、分子生物学时期(第三纪元)

分类依据：化学结构和核酸起始于：20世纪60年代应用：1、分子生物学技术在细菌分类中的应用：

一、DNA分子中G＋C百分含量测定：亲缘关系越近的细菌，G+Cmol%越相近

二、DNA-DNA杂交

三、16S rRNA相关度分析

2、分子生物学技术在细菌鉴定中的应用：

一、核酸探针：原理：用带有酶、化学荧光物、放射性核素或生物素标记的已知序列特定DNA片段(探针)，在一定条件下，按碱基互补原则探针与待测标本中的核酸杂交，通过对杂交信号的检测，从而鉴定标本中有无相应的病原微生物基因及其分子大小

二、核酸扩增技术

3、分子生物学技术在细菌药敏试验中的应用：检测耐药基因

第二节细菌的分类单元和命名规则

一、分类单元及其等级：分类单元：是指具体的分类群。和其他生物分类一样，细菌的分类单元也分为七个基本的分类等级或分类阶元，由上而下依次是界、门、纲、目、科、属、种。

1、种的概念：具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其它类群的菌株有很明显的区别。

2、亚种：当某一个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而又不足以区分成新种时，可以将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元—亚种。亚种是细菌分类中具有正式分类地位的最低等级。

3、亚种以下的等级：生物型、培养型、致病型、血清型、噬菌型、化学型、形态型等。

在细菌分类中，还常常使用非正式的类群术语。如培养物、菌株、居群和型

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

居群（population)是指一定空间中同种个体的组合

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，不足以分为心的亚种时，可以细分为不同的型。

生物型biovar biotype 特殊的生理生化性状的菌株群

血清型serovar serotype 不同的抗原特征的菌株群

致病型pathovar pathotype 对宿主致病性的差异的菌株群

噬菌型phagovar phagotype lysotype 对噬菌体有特异性反应的菌株群

形态型morphovar morphotype 特殊的形态学特征的菌株群

4、属：是介于种（或亚种）与科之间分类等级，也是生物分类中的基本分类单元。通常把具有某些共同特征或密切相关的种归为一个高一级的分类单元，称之为属。

5、科：把具有某些共同特征或相关的属归为更高一级的分类单元称为科。

二、细菌分类单元的命名规则

(一)国际细菌命名法规

1、分类单元的命名法

(1)属名用一个单数主格名词或当作名词用的形容词来表示，可以是阳性、阴性或中性，首字母要大写。

如：Bacillus(芽胞杆菌属)(阳性) Lostridium(梭菌属)(中性) Salmonella(沙门氏菌)(阴性) (2)种名双名法命名

由属名和种名两部分组合而成。第一个词为属名，首字母要大写；第二个词为种名词，常用形容词，也可以用人名、地名、病名或其他名词(名词用主格或所属格形式)，种名加词首字母不大写。例：

Pseudomonas aeruginosa(铜绿色假单胞菌) Mycobacterium tuberculosis(结核分枝杆菌) Bacillus thuringiensis(苏云金芽胞杆菌)

(3)亚种名由属名、种名加词和亚种名加词构成

如：Alcaligenes denitrificans subsp.xylosoxydans (反硝化产碱杆菌氧化木糖亚种)

(4)属以上分类单元的名称，是用拉丁或其他词源拉丁化的复数名词(或当作名词用的形容词)命名，首字母要大写2、新名称的合格发表3、合法性4、发表的优先权5、有效发表

(二)细菌名称的批准名录

第三节细菌的分类系统

一、克拉西里尼科夫分类系统

二、普雷沃分类系统

三、伯杰氏分类系统(当前国际上普遍采用)

(一)第七版系统(1957年) (二)第八版系统(1974年)

(三)伯杰氏系统细菌学手册(1984-1989年)

(四)<<伯杰细菌鉴定手册>>第九版(1994年)

1、具有细胞壁的革兰氏阴性细菌

2、具有细胞壁的革兰氏阳性细菌

3、无细胞壁的细菌

4、古细菌

第四节细菌在生物界中的分类地位及其系统发育研究1987年，Woese根据rRNA序列分析结果，提出生物分类的新建议，将生物分为真细菌、古细菌和真核生物三个领域

细菌的12个类群

1、紫色光合细菌及其有关细菌现在称为变形细菌（the Proteobacteria）

2、绿硫细菌

3、无硫绿细菌

4、蓝细菌

5、浮霉状菌属(Planctomyces)-小梨形菌属（Pirella）

6、螺旋体

7、拟杆菌属(Bacteroides)-黄杆菌属（Flavobacterium）

8、衣原体（Chlamydia）

9、异常球菌属(Deinococcus)-栖热菌属(Thermus)

10、革兰氏阳性细菌

11、栖热袍菌属(Thermotoga)-栖热腔菌属(Thermosipho)

12、产液菌属(Aquifex)-氢杆菌(Hydrogenobacter)

二、古细菌

A细胞具有完整细胞壁………….

B利用小分子有机物或无机物生成甲烷…..产甲烷菌

BB不利用……………………………….

C极端嗜盐，生长要求至少1.5mol/LNaCl……极端嗜盐古菌

CC不嗜盐生长

D最适生长温度高达105,嗜热代谢元素硫…….极端嗜热和超嗜热代谢元素硫的古菌

DD最适生长温度高达80-83，代谢元素硫和硫代硫酸盐…..还原硫酸盐古菌

AA不具有完整细胞壁…………….无细胞壁古菌(热原体属)

什么是古细菌？

与真细菌区别：

一、生存环境：古细菌一般在极端环境(高盐、高温、强酸、强碱等)下生存。

二、细胞膜：古细菌膜脂由甘油醚组成真细菌膜脂由甘油脂组成

三、细胞壁：古细菌：不含胞壁酸，仅含蛋白质和多糖，至多还含“假胞壁质”。

四、古细菌的16S和5SrRNA的核苷酸排列顺序也明显有异于真细菌

五、对一些能够作用于真细菌的抗生素如：青霉素、头孢霉素、D-环丝氨酸、利福霉素、利链菌素、氯霉素不敏感。

第二章细菌的分类特征和细菌鉴定

第一节细菌的分类特征

一、个体形态特征

1、个体大小:通常以微米(Micrometer,um;1um=1/1000mm)作为测量它们大小的单位.内眼的最小分辩率为0.2mm,观察细菌要用光学显微镜放大几百倍到上千倍才能看到。

观察方法：显微镜检查----普通光学显微镜暗视野显微镜相差显微镜荧光显微镜电子显微镜

暗示野显微镜的聚光镜中央有当光片，使照明光线不直接进人物镜，只允许被标本反射和衍射的光线进入物镜，因而视野的背景是黑的，物体的边缘是亮的。利用这种显微镜能见到小至4~200nm的微粒子，分辨率可比普通显微镜高50倍。

相差显微镜由P．Zernike于1932年发明，并因此获1953年诺贝尔物理奖。这种显微镜最大的特点是可以观察未经染色的标本和活细胞。

相差显微镜的基本原理是，把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见。光线透过标本后发生折射，偏离了原来的光路，同时被延迟了1/4λ（波长），如果再增加或减少1/4λ，则光程差变为1/2λ，两束光合轴后干涉加强，振幅增大或减下，提高反差。

环形光阑（annular diaphragm）位于光源与聚光器之间，作用是使透过聚光器的光线形成空心光锥，焦聚到标本上。

相位板（annular phaseplate）在物镜中加了涂有氟化镁的相位板，可将直射光或衍射光的相位推迟1/4λ。

2、形状和排列

球菌：（Coccus）

单球菌：

双球菌（Diplococcus）：成对排列例：肺炎双球菌(肺炎链球菌)

链球菌（Streptococcus）：成链条状例：乳链球菌

四联球菌（Micrococcus tetragenus）：四个叠在一起成田字形例：四联微球菌

八叠球菌（Sarcina）：八个叠成立方体例：甲烷八叠球菌

葡萄球菌（Staphylococcus）：不规则排成一串例：杆菌（Bacillus）：

弧菌（Vibrio）菌体只有一个弯曲，呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌。

螺菌（Spirillum）菌体有数个弯曲。如鼠咬热螺菌、紫硫螺旋菌和红螺菌。

另外，在环境工程中，我们经常会遇到一种被称为丝状菌的形态，在水体、潮湿土壤及活性污泥中普遍存在，如球衣菌、发硫菌等。

所谓丝状菌，其实是由柱状或椭圆状的细菌细胞一个一个连接而成的，外面有透明的硬质化的粘性物质包裹（称为鞘）。

所以它实际上是一种细菌的群体形态，故从严格意义上来说，是不应把它列为细菌的个体形态的，但从实际应用的角度，这种分法也是具有价值的。

3、细胞结构(1)鞭毛(2)芽胞(3)荚膜(4)细胞壁(5)纤毛(6)细胞内含物：异染粒、伴胞晶体、硫粒、聚B-