第3章原核生物分类学

沃斯等虽承认古细菌命名有些欠妥，但认为真核生物祖先、真原核类祖先和古 原核类祖先是并行演化的，故于1990年正式建议把细胞生物划分为3个超界： 细菌、古胞和真核类。此方案与传统分类差距较小，但也把原核细胞型生物划
分为两个超界。
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分类学原理与方法
第三章 原核生物
三、细菌的分类方法
1、生理学与生化学分类法
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第三章 原核生物
二、原核生物分类的发展和趋势 古细菌

沃斯(Woese)：利用产甲烷菌等16srRNA寡核苷酸序列分析等资料，确认此类 细菌与其他原核生物的亲缘关系十分遥远，认为它们代表着原核生物、真核生 物之外的“第三生命类型”；由于有关细菌适应高温、缺氧等特殊环境，似可 生存于地球早期环境，故于70年代末被命名为古细菌类。 根据16s rRNA寡核苷酸序列、核糖体基因结构、多聚酶结构等差异情况，原核 生物至少可区分为4个古老分支。 原核生物中占绝大多数的一支古细菌的rRNA的顺反子具有真核生物基因特有的 结构，即有内含子，而且其多聚酶和核糖体结构也均系典型真核细胞型的，因 此被认为与真核细胞有较密切的关系，而称之为始细胞类。这一发现不仅提示 具内含子的基因结构可能是较原始的情况，而且从根本上冲击了以前认为真核 生物祖先晚于原核生物祖先出现的观念。


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第三章 原核生物
三、不产生芽胞、形状规则的革兰氏阳性杆菌
包括非常不同的7个属，在形态和生理特征上仅有少数相同之处。细胞杆状，嗜中温性， 化能有机营养型，只能在复杂培养基上生长。最大的属为乳酸杆菌属 （Lactobacillus） ，进 行同型或异型乳酸发酵，由50个种组成。其余6个属仅由单一种或少数几个种组成。多数属 具有典型的鉴定特征 。

1975年编成，并于1976年元月1日生效。

细菌命名的生效日期为1980年元月1日，此后的新名称或新合并（com. nov） 必须发表在《国际系统细菌学杂志》（International Journal of Systematic Bacteriology， IJSB）上。该杂志自2000年已更名为《国际系统和进化微生物 学杂志》（International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology， IJSEM）。如果发表在其他杂志上，也必须由ICSB-C（国际系统细菌学委员会 裁决委员会）审定后并在IJSB/IJSEM登录方能生效。


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第三章 原核生物
二、原核生物分类的发展和趋势
古细菌类有关生物的确认，使人们提出原核生物跨超界的系统分类方案：

1988年，莱克(Lake)：认为把古细菌类作为第三生命类型不妥，而是应重新把 所有细胞生物分为两个超级类群：异核类和有核类超界。此分类建议较符合目 前对有关生物进化关系的认识，有较强的科学性，但与传统分类差距过大。
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第三章 原核生物
五、细菌命名法规简介
有关概念

合法性：指一个分类单位的命名要符合《细菌命名国际法规》方具有合法性。法规中规 定细菌分类阶元从低到高有：亚种、种，亚属、属，亚族、族，亚科、科，亚目、目， 亚纲、纲。种以上的分类阶元为一独立的词，并拉丁化；种名采用双名法，亚种名必须 是四体结合，即属名＋种的形容词＋亚种缩写词Subsp＋亚种形容词。 生效发表：一个分类单位名称的生效发表要符合下述要求：a.发表在IJSB/IJSEM上，发 表的时间即是生效发表的时间，在其他刊物上的发表只是有效发表；b. IJSB/IJSEM上发 表时要有此新分类单位的描述，或有效发表的文献参考；c.在IJSB/IJSEM上发表时要有 此新分类单位的模式，对于新合并分类单元要有引用的模式。 优先发表：细菌名称发表的优先权从1980年元月1日算起，在此发表的并由系统细菌国 际委员会（ICSB）批准的所有细菌名称都认定是1982年元月1日生效发表的。在此之后， 最先发表的正确名称具有优先权。
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第三章 原核生物
五、细菌命名法规简介

《细菌命名国际法规》（International Code of Nomenclature of Bateria， ICNB）是与动物和植物命名法规平行的、专门用于细菌命名的法规。 1930年第一次国际微生物会议决定，细菌命名同植物命名一样采用双名法； 1973年第一届国际细菌学会议决定编写《细菌命名国际法规》；该法规于
第三章 原核生物分类学
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第三章 原核生物
原核生物分类学
一、原核生物的描述与定义
二、原核生物分类的发展和趋势 三、细菌的分类方法 四、原核生物分类系统 五、细菌命名法规简介
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第三章 原核生物
一、原核生物的描述与定义
原核生物（Procaryotes）是指含有原核结构的单细胞生物。
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第三章 原核生物
一、革兰氏阳性球菌
ห้องสมุดไป่ตู้
微球菌科 Micrococcaceae

微球菌属（Micrococcus）： 葡萄球菌属（Staphylococcus）

奇异球菌科 Deinococcaceae

奇异球菌属(Deinococcus)
链球菌属(Streptococcus) 瘤胃球菌（Ruminococcus） 明珠串菌属（Leuconostoc）
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第三章 原核生物
三、细菌的分类方法
2、遗传学分类法
遗传学分类是以细菌的核酸、蛋白质等组成的同源程度分类。 该分类法的优点是：

对细菌的“种”有较为一致的概念； 使分类不会出现根本性的变化； 可制定可靠的细菌鉴定方案；



有利于了解进化和亲缘关系。
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第三章 原核生物
五、细菌命名法规简介
《细菌命名国际法规》在“总则”中规定了命名的要点：

一个名称要稳定，没有重组的理由就不应变更； 细菌命名与动、植物无关，即在动、植物中采用的名称仍可用于细菌的命 名中；


所有的科学名称都要拉丁化。
同时强调一个分类单位的正确命名须具备以下条件方能得到科学界 的承认：合法性、生效发表和优先发表。
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第三章 原核生物
四、原核生物分类系统
原核生物分类单位
种是分类等级的基本单元。1987年国际细菌分类委员会颁布，DNA同源性≥70%的菌 群可定为一个种，同时表现特征也应高度相似。属是种的高一级分类阶元，通常包含具 有某些共同特征或关系密切的种。种和属是一个物种所必须具有的属性，一个生物个体 的名称则是属名加种的形容词。 凯里学院生物系
一般是由细胞膜和细胞壁或只有细胞膜包围的单细胞微生物 无真正的细胞核，遗传物质（DNA）分散在细胞质中，没有核膜包围，没 有明显的细胞核，仅形成一个圆形或椭圆形的核区的低等生物。


原核生物界包括细菌、放线菌、蓝细菌以及无细胞壁的菌原体等。
通常以细菌作为原核生物中有细胞壁类群的代表，以菌原体或螺原体作
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第三章 原核生物
四、原核生物分类系统
原核生物的分类系统

目前国际上公认和普遍采用的分类系统是伯杰氏（Bergey’s）分类系统，《原 核生物》系统是近年来根据16S rRNA序列同源性建立的系统发育体系，在将要
出版的《伯杰氏系统细菌学手册》第二版中也采用了这个体系。另外一些以应
用为目的的分类系统，如Prévot分类系统以生理特征为依据，应用于厌氧细菌； 以医学细菌鉴定为目的的《医学细菌鉴定手册》。


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第三章 原核生物
第二节 革兰氏阳性细菌类群
一、细菌的细胞壁结构与革兰氏染色 二、革兰氏阳性球菌 三、产芽胞的革兰氏阳性杆菌和球菌 四、不产生芽胞、形状规则的革兰氏阳性杆菌 五、不产生芽胞、形状不规则的革兰氏阳性杆菌
六、分枝杆菌类
七、诺卡氏菌类
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芽胞可以根据它们高度的折光性、规则的大 小和形态，以及在细胞中恒定的位臵而识别。 由于其渗透性很差，用一般的染料很难染色， 但可以借助特殊的方法染上颜色。

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第三章 原核生物
二、产芽胞的革兰氏阳性杆菌和球菌

芽胞杆菌属 （Bacillus） 梭菌属（Clostridium） 芽胞八叠球菌属（Sporosarcina）

未入科的其他属

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第三章 原核生物
二、产芽胞的革兰氏阳性杆菌和球菌


细菌芽胞是在细胞内形成的团形或椭圆形 的结构(有时为杆状)。它们高度折光并含有 吡啶二羧酸。 电镜切片显示芽胞由一层薄的芽胞外衣、 厚的芽胞皮层和芽胞内膜包裹。它们对热、 干燥和消毒剂等致死因子具有高度的抗性， 以休眠状态可以存活很长时间。
第三章 原核生物
三、细菌的分类方法
3、基因型分类法
（1）DNAG+C mol％测定 测定G+C或A／T摩尔百分比，能反映出细菌间DNA分子同源程度，习惯上以G+C作 为细菌分类标记。 （2）核酸同源值测定 利用DNA分子杂交技术测定DNA分子的相似度。 同一菌的结合率为100％，80％—90％的同源为同种内、同亚种的细菌，60％-70％ 的同源性为同种内不同亚种的细菌，20％-60％则认为是同属中的不同菌种。 （3）核蛋白体RNA碱基序列测定 细菌核蛋白体RNA序列比较保守，其变化十分缓慢。分析寡核苷酸的碱基序列可测出 rRNA的相关性。绘制各类群关系和树状谱，从而确定种系的发生关系。
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第三章 原核生物
一、细菌的细胞壁结构与革兰氏染色
革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁结构的比较
细胞壁 强度 革兰阳性菌 较坚韧 革兰阴性菌 较疏松
厚度
肽聚糖层数 肽聚糖含量 磷壁酸 外膜 脂蛋白 脂多糖
20-80nm
可多达50层 占细胞壁干重50%-80% + -
10-15nm
细菌的形态、染色以及特殊结构是 最早的分类依据，方法有传统分类和数 值分类法两种。

传统分类法：19世纪以来，以形态生理特征为依据选择稳定的生物学性状，如
形态结构、染色性、培养特性、生化反应、抗原性作为分类依据，然后按主次
顺序逐级区分。此种分类方法使用方便，分类亦明确，但有主观性。

数值分类法：20世纪60年代，随计算机的应用而发展的分类方法。它对各种生 物学性状按“等重要原则” 进行分类，选用50项以上的生理生化指标进行比 较，分析相似度，划分属和种，并确定亲缘关系。
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一、细菌的细胞壁结构与革兰氏染色

革兰氏染色(Gram staining)
1884年丹麦人革兰氏(Christian Gram)发明的一种染色法。通过这一方法 可将所有细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。
革兰氏染色后显微镜下观察到的金黄色葡 萄球菌（蓝紫色）和大肠杆菌（浅红色）
1-2层 占细胞壁干重5%-20% + + +
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一、细菌的细胞壁结构与革兰氏染色
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第三章 原核生物
一、革兰氏阳性球菌
系统发育和遗传差异很大的一群菌，仅有少量的形态学(球形)和生理学(有机营养、不形 成芽胞)的共同之处。细胞的排列、对氧的需求和接触酶反应是区分它们最常用的特征。
为无细胞壁但有细胞膜类型的典型。
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第三章 原核生物
二、原核生物分类的发展和趋势

1676年 列文虎克 “微小动物” 19世纪晚期 Heackel 作为分类概念正式提出 20世纪30年代末，Copeland 将原核生物独立为一界 分界的发展 20世纪50年代以前，原核生物常被归在一门(裂殖植物门)中。随着原核 生物独立为界分类观念的广泛被承认，学术界开始应用蓝藻和细菌两门来粗 略划分有关生物。但实际上，就原核生物的生态、生理以及生化、遗传等差 异而言，其异源性的背景十分复杂，绝非少数门级分类所能妥善处理的。进 入70年代后，分子生物学成果大量涌现，伴随着细胞起源问题探讨的深化， 使人们更深刻地理解并把握了原核生物的多样性，产生了一些原核生物分类 多界化的方案。 我国著名学者陈世骧于20世纪70年代末曾提出把生物划分为3个总界的方 案，原核生物被明确为总(超)界，下含蓝藻(原核藻)和细菌(原核菌)两界。