微生物的概念及分类

微生物的概念及分类

一、微生物的概念及其在生物分类中的地位

1、微生物的概念

微生物（Microorganism, microbe）一词并非生物分类学上的专门名词，而是指大量的、极其多样的、不借助显微镜看不见的微小生物类群的总称。因此，微生物通常包括病毒、细菌、真菌、原生动物和某些藻类，它们的大小和特征见表1-1。

表1-1.微生物形态、大小和细胞类型

微生物大小近似值细胞特征

病毒0.01～0.25μm非细胞的

细菌0.1～10μm原核生物

真菌2μm～1m 真核生物

原生动物2～1000μm真核生物

藻类1μm～几米真核生物

但是有些例外。如许多真菌子实体、蘑菇等常肉眼可见；相同的，某些藻类能生长几米长。一般来说，微生物可以认为是相当简单的生物，大多数的细菌、原生动物、某些藻类和真菌是单细胞的微生物，即使为多细胞的微生物，也没有许多的细胞类型。病毒甚至没有细胞，只有蛋白质外壳包围着的遗传物质，且不能独立生活。

2、微生物在生物分类中的地位

在生物发展的历史上，曾把所有的生物分为动物界和植物界两大类。而微生物，不仅形体微小、结构简单，而且它们中间有些类型像动物，有些类型像植物，还有些类型既有动物的某些特征，又具有植物的某些特征，因而归于动物或植物都不合适。于是，1866年海克尔（Haeckel）提出区别动物界与植物界的第三界——原生生物界。它包括藻类、原生动物、真菌和细菌。

二、微生物的分类系统

这里仅简述原核微生物和真核微生物的分纲体系。

1 、原核生物界（Procaryotae）

（1）光能营养原核生物门

Ⅰ蓝绿光合细菌纲（蓝细菌类）

Ⅱ红色光合细菌纲

Ⅲ绿色光合细菌纲

（2）化能营养原核生物门

Ⅰ 细菌纲

Ⅱ立克次氏体纲

Ⅲ 柔膜体纲

Ⅳ 古细菌纲

2 、真核微生物（Eucaryotic microbes）

真核策生物主要包括各类真菌，还有粘菌等。

真菌划分各能分类单位的基本原则是以形态特征为主，生理生化、细胞化学和生态等特征为辅。丝状真菌主要根据其孢子产生的方法和孢子本身的特征，以及培养特征来划分各级的分类单位。一些病原真菌的鉴定，寄生和症状也可作为参考依据。真菌可分以下四纲：Ⅰ藻状菌纲菌丝体无分隔，含多个核。有性繁殖形成卵孢子或接合孢子。

Ⅱ子囊菌纲菌丝体有分隔，有性阶段形成子囊孢子。

Ⅲ担子菌纲菌丝体有分隔，有性阶段形成担孢子。

Ⅳ半知菌纲包括一切只发现无性世代未发现有性阶段的真菌。

粘菌也可分为四纲，即

Ⅰ网粘菌纲自细胞两端各自伸出长的粘丝并接连形成粘质的网络——假原质团。

Ⅱ集胞粘菌纲分泌集胞粘菌素，形成假原质团。

Ⅲ粘菌纲形成原质团，腐生性自由生活。

Ⅳ根肿病菌纲形成原质团，专性寄生。亦有将之归于真菌类。

三、微生物的分类依据

1. 形态特征

（１）个体形态镜检细胞形状、大小、排列，革兰氏染色反应，

运动性，鞭毛位置、数目，芽孢有无、形状和部位，荚膜，细胞内含物；放线菌和真菌的菌丝结构，孢子丝、孢子囊或孢子穗的形状和结构，孢子的形状、大小、颜色及表面特征等。

（２）培养特征

１）在固体培养基平板上的菌落（colony）和斜面上的菌苔（lawn）性状（形状、光泽、透明度、颜色、质地等）；

２）在半固体培养基中穿刺接种培养的生长情况；

３）在液体培养基中混浊程度，液面有无菌膜、菌环，管底有无絮状沉淀，培养液颜色等。

2.生理生化特征

（１）能量代谢利用光能还是化学能；

（２）对Ｏ2的要求专性好氧、微需氧、兼性厌氧及专性厌氧等；

（２）营养和代谢特性所需碳源、氮源的种类，有无特殊营养需要，存在的酶的种类等。

3.生态习性

生长温度，酸碱度，嗜盐性，致病性，寄生、共生关系等。

4.血清学反应

用已知菌种、型或菌株制成抗血清，然后根据它们与待鉴定微生物是否发生特异性的血清学反应，来确定未知菌种、型或菌株。

5 噬菌反应

菌体的寄生有专一性，在有敏感菌的平板上产生噬菌斑，斑的形状和大小可作为鉴定的依据；在液体培养中，噬菌体的侵染液由混浊变为澄清。噬菌体寄生的专业性有差别，寄生范围广的谓多价噬菌体，能侵染同一属的多种细菌；单价噬菌体只侵染同一种的细菌；极端专业化的噬菌体甚至只对同一种菌的某一菌株有侵染力，故可寻找适当专化的噬菌体作为鉴定各种细菌的生物试剂。

6 细胞壁成分

革兰氏阳性细菌的细胞壁含肽聚糖多，脂类少。革兰阴性细菌与之相反。链霉菌属（Streptomyces）的细胞壁含丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸和２，６-氨基庚二酸，而含有阿拉伯糖是诺卡氏菌属（Nocardia）

的特征。霉菌细胞壁则主要含几丁质。

7 红外吸收光谱

利用红外吸收谱技术测定微生物细胞的化学成分，了解微生物的化学性质，作为分类依据之一。

8 ＧＣ含量

生物遗传的物质基础是核酸，核酸组成上的异同反映生物之间的亲缘关系。就一种生物的ＤＮＡ来说，它的碱基排列顺序是固定的。测定四种碱基中鸟嘌呤（Ｇ）和胞密啶（Ｃ）所占的摩尔百分比，就可了解各种微生物ＤＮＡ分子不同源性程度。亲缘关系接近的微生物，它们的Ｇ＋Ｇ含量相同或近似的两种微生物，不一定紧密相关，因为它们的ＤＮＡ的四个碱基的排列顺序不一定相同。

9 ＤＮＡ杂合率

要判断微生物之间的亲缘关系，须比较它们的ＤＮＡ的碱基顺序，最常用的方法是ＤＮＡ杂合法。其基本原理是ＤＮＡ解链的可逆性和碱基配对的专一性。提取ＤＮＡ并使之解链，再使互补的碱基重新配对结合成双链。根据能生成双链的情况，可测知杂合率。杂合率越高，表示两个ＤＮＡ之间碱基顺序的相似越高，它们间的亲缘关系也就越近。

10 核糖体核糖酸（rＲNA ）相关度

在ＤＮＡ相关度低的菌株之间，rRNA同源性能显示它们的亲缘关系。Rrna-DNA分子杂交试验可没定Rrna的相关度，揭示Rrna 的同源性。

11 rRNA的碱基顺序

ＲＮＡ的碱基顺序由ＤＮＡ转录来的，故完全具有相对应的关系。提取并分离细菌内标记的１６SrRNA,以核糖核酸消化，可获得各种寡核苷酸，测定这些寡核苷酸上的碱基顺序，可作为细菌分类学的一种标记。

12 核糖体蛋白的组成分析

分离被测细菌的３０Ｓ和５０Ｓ核糖体蛋白亚单位，比较其中所含核糖体蛋白的种类及其含量，可将被鉴定的菌株分为若干类群，并