微生物的进化.共37页
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微生物的进化
依据，其特点是描述非常详细，包括对细菌各个属 种的特征及进行鉴定所需做的实验的具体方法。
第二十五页，共三十七页。
第三节 微生物分类(fēn lèi)鉴定的特征和技术
血清学试验、噬菌体分型、生态特性、氨基 酸顺序和蛋白质分析、对细胞壁等细胞成分
(chéng fèn)
的分析比较、通过原核生物的转化、转导、 接合来判断原核生物的亲缘关系等等。
rRNA序列测定
分析比较
微生物之间的系统发育关系
第十二页，共三十七页。
2. 特征序列(xùliè)或序列(xùliè)印记（signature sequence）
通过对r RNA全序列资料(zīliào)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
双名法，由二个拉丁字或希腊字或拉丁化了的其它文字(wénzì)组成， 一般用斜体表示
（参见(cānjiàn) P 323）
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
若所分离的菌株只鉴定到属，而未鉴定到种，可用sp来表示，
例如 Bacillus sp
第二十三页，共三十七页。
的最新成果，因而逐渐确立了在国际上对细菌进行全面分 类的权威地位。
第二十四页，共三十七页。
《伯杰氏系统(xìtǒng)细菌学手册》 (Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology)
（20世纪(shìjì)80年代末期）
伯杰氏手册是目前(mùqián)进行细菌分类、鉴定的最重要
动物界和植物界
原核生物(shēngwù)和真核生物(shēngwù)（20世纪60 年代）
第二十五页，共三十七页。
第三节 微生物分类(fēn lèi)鉴定的特征和技术
血清学试验、噬菌体分型、生态特性、氨基 酸顺序和蛋白质分析、对细胞壁等细胞成分
(chéng fèn)
的分析比较、通过原核生物的转化、转导、 接合来判断原核生物的亲缘关系等等。
rRNA序列测定
分析比较
微生物之间的系统发育关系
第十二页，共三十七页。
2. 特征序列(xùliè)或序列(xùliè)印记（signature sequence）
通过对r RNA全序列资料(zīliào)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
双名法，由二个拉丁字或希腊字或拉丁化了的其它文字(wénzì)组成， 一般用斜体表示
（参见(cānjiàn) P 323）
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
若所分离的菌株只鉴定到属，而未鉴定到种，可用sp来表示，
例如 Bacillus sp
第二十三页，共三十七页。
的最新成果，因而逐渐确立了在国际上对细菌进行全面分 类的权威地位。
第二十四页，共三十七页。
《伯杰氏系统(xìtǒng)细菌学手册》 (Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology)
（20世纪(shìjì)80年代末期）
伯杰氏手册是目前(mùqián)进行细菌分类、鉴定的最重要
动物界和植物界
原核生物(shēngwù)和真核生物(shēngwù)（20世纪60 年代）
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。
《微生物的进化》PPT课件
7
生命的起源 生命起源的4阶段假说
• 阶段3.自我复制分子的起源 遗传的基础就是自我复制 的分子 ▫ 一种假说认为最早的遗传物质是RNA分子，它不需 要蛋白酶的帮助就能复制 ▫ 实验发现核苷酸单体可以自发合成短链RNA – 这些分子复制的成功率不同 – 复制最快的分子在分子群的比例将增加
原始的“基因”
被子植物的优势明显；多数哺乳类目的起源
57
古新世
哺乳类、鸟类、传粉昆虫的主要辐射
65
中 白垩纪
有花植物的出现；包括恐龙谱系在内的许多生物在纪末灭绝（白垩纪灭绝）
生
145
代 侏罗纪
裸子植物继续为优势植物；恐龙占优势
208
三叠纪
裸子植物为优势植物；恐龙、早期哺乳类和鸟类辐射
245
许多海生和陆生生物灭绝（二叠纪灭绝）
真 菌
动 物
♣ 35亿年前地球开始 出现多种多样生物
0 新生代 第一批人 中生代 恐龙灭绝
500
古生代 植物和共生真菌上陆
475
最老的动物化石
原核生物；
1000
百
♣
后分化两类：细菌
万 年
1500
和古细菌
前
570
多细胞生 物起源
最老的真核 生物化石 1700
♣ 25亿年前，光合原
前寒武纪
生生物分解水释放 2500 氧气，改变了地球
– 实验证明前细胞可由非生物合成的有机物自发形成。 室中合成前细胞
溶冷 液却 形的 成非 小生 球物
多 肽
LM 2 ,400
LM 650
装与 成水 膜混 包合
被的 小脂 滴质
自 组
– 一些前细胞外面还有一层选择透性膜
生命的起源 生命起源的4阶段假说
• 阶段3.自我复制分子的起源 遗传的基础就是自我复制 的分子 ▫ 一种假说认为最早的遗传物质是RNA分子，它不需 要蛋白酶的帮助就能复制 ▫ 实验发现核苷酸单体可以自发合成短链RNA – 这些分子复制的成功率不同 – 复制最快的分子在分子群的比例将增加
原始的“基因”
被子植物的优势明显；多数哺乳类目的起源
57
古新世
哺乳类、鸟类、传粉昆虫的主要辐射
65
中 白垩纪
有花植物的出现；包括恐龙谱系在内的许多生物在纪末灭绝（白垩纪灭绝）
生
145
代 侏罗纪
裸子植物继续为优势植物；恐龙占优势
208
三叠纪
裸子植物为优势植物；恐龙、早期哺乳类和鸟类辐射
245
许多海生和陆生生物灭绝（二叠纪灭绝）
真 菌
动 物
♣ 35亿年前地球开始 出现多种多样生物
0 新生代 第一批人 中生代 恐龙灭绝
500
古生代 植物和共生真菌上陆
475
最老的动物化石
原核生物；
1000
百
♣
后分化两类：细菌
万 年
1500
和古细菌
前
570
多细胞生 物起源
最老的真核 生物化石 1700
♣ 25亿年前，光合原
前寒武纪
生生物分解水释放 2500 氧气，改变了地球
– 实验证明前细胞可由非生物合成的有机物自发形成。 室中合成前细胞
溶冷 液却 形的 成非 小生 球物
多 肽
LM 2 ,400
LM 650
装与 成水 膜混 包合
被的 小脂 滴质
自 组
– 一些前细胞外面还有一层选择透性膜
微生物的进化
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。 3）为了鉴定大分子序列的同源位置或同源区，要求所 选择的分子序列必须能严格线性排列，以便进行进 一步的分析比较。 4）分子上序列的改变（突变）频率应与进化的测量尺 度相适应。
系统发育(phylogeny)：各类生物进化的历史。 ：各类生物进化的历史。 系统发育
分类(classification)：根据生物特性的相似程度 ： 分类 将其分群归类。 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， 万 其中微生物超过 万种 万种， 地球上的物种估计大约有 而且其数目还在不断增加。 而且其数目还在不断增加。
(根据现有数据建立系统的过程 根据现有数据建立系统的过程) 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 ： 命名 的名称；
(分类系统建立过程中的步骤之一 分类系统建立过程中的步骤之一) 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 或 鉴定 ： 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。
a）在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时， ）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。 进化距离远，进化过程中很早就分支了。 进化距离远 b）如果两群生物同一来源的大分子的序列基本相同， ）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。 处在同一进化水平上。 处在同一进化水平上
微生物的进化
❖直到60—70年代，有识之士才清醒地认 识到：仅依靠表型特征无法解决微生物 的系统发育问题，必须寻找新的特征作 为生物进化的指征。
一、进化指征的选择
❖根据形态学特征推断生物之间的亲缘关 系存在两个突出问题：
❖一是由于微生物可利用的形态特征少， 很难把所有生物放在同一水平上进行比 较；
❖ 二是形态特征在不同类群众中进化速度 差异很大，仅根据形态推断进化关系往 往不准确。
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：
第十章 微生物的进化、系统发 育和分类鉴定
❖第一节 绪论 ❖第二节 进化的测量指征 ❖第三节 细 菌 分 类 ❖第三节 微生物分类鉴定的特征和技术
第一节 绪论
❖ 地球大约是在45亿年前形成的。地质学、古 生物学和地球化学直接或间接证据都表明：
❖大约在地球形成10亿年之后，我们这个星球 开始出现生命，主要是些类似简单杆状细菌的 原始生物。但在同期的、另外一些被认为是由 光合微生物与沉积物形成的片层状化石——叠 层石（stromatolites），它们类似于绿硫 细菌和多细胞丝状细菌，这些原始生命大概都 是厌氧型的。
❖ ③16SrRNA相对分子质量大小适中， 便于序列分析；
❖ ④16SrRNA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）。
三、rRNA的顺序和进化
rRNA序列测定和分析方法分两类：寡 核苷酸编目法和全序列分析法。 1. 寡核苷酸编目分析法 20世纪80年代以前的研究,主要是采用 寡核苷酸编目分析法。
一、进化指征的选择
❖根据形态学特征推断生物之间的亲缘关 系存在两个突出问题：
❖一是由于微生物可利用的形态特征少， 很难把所有生物放在同一水平上进行比 较；
❖ 二是形态特征在不同类群众中进化速度 差异很大，仅根据形态推断进化关系往 往不准确。
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：
第十章 微生物的进化、系统发 育和分类鉴定
❖第一节 绪论 ❖第二节 进化的测量指征 ❖第三节 细 菌 分 类 ❖第三节 微生物分类鉴定的特征和技术
第一节 绪论
❖ 地球大约是在45亿年前形成的。地质学、古 生物学和地球化学直接或间接证据都表明：
❖大约在地球形成10亿年之后，我们这个星球 开始出现生命，主要是些类似简单杆状细菌的 原始生物。但在同期的、另外一些被认为是由 光合微生物与沉积物形成的片层状化石——叠 层石（stromatolites），它们类似于绿硫 细菌和多细胞丝状细菌，这些原始生命大概都 是厌氧型的。
❖ ③16SrRNA相对分子质量大小适中， 便于序列分析；
❖ ④16SrRNA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）。
三、rRNA的顺序和进化
rRNA序列测定和分析方法分两类：寡 核苷酸编目法和全序列分析法。 1. 寡核苷酸编目分析法 20世纪80年代以前的研究,主要是采用 寡核苷酸编目分析法。
微生物的发展史46页PPT
பைடு நூலகம்
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
微生物的发展史
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。