微生物分布、种类及关系

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1、 o微生物约有10万种，有人估计目前已知的种只占地球上实际存在的微生物总数的20%，微生物很可能是地球上物种最多的一类。微生物资源是极其丰富的，但在人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%. o1、 土 壤o2、 水 中o3、 空 气o4、 人 体o5、 生 产 环 境 鼻咽腔鼻咽腔葡萄球菌、甲，丙型链球菌肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等外耳道外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌表皮葡萄球菌口腔口腔甲，丙型链球菌类白喉杆菌、肺炎球菌 奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌螺旋体、放线菌、白念珠菌 肠道肠道大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌真菌、乳杆菌，双歧杆菌等阴道

2、阴道大肠杆菌、乳杆菌白念珠菌、类白喉杆菌非致病性分枝等 皮肤皮肤葡萄球菌、绿脓杆菌、白念珠菌丙酸杆菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌 人体内正常菌 群的分布 眼结膜眼结膜白色葡萄球菌、干燥杆菌 尿道尿道白色葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌 人 体 正 常 菌 群 及 其 意 义（ 一 ） 正 常 菌 群 （ normal flora） 正 常 人 体 的 体 表 及 与 外 界 相 通 的腔 道 的 黏 膜 上 存 在 者 不 同 种 类 和 一 定 数量 的 细 菌 ， 这 些 细 菌 通 常 对 人 体 是 无 害的 ， 称 为 正 常 菌 群 。 o（ 二 ） 正 常 菌 群 的 生

3、 理 作 用o 1、 拮 抗 作 用 ： 生 物 屏 障o 改 变 pH： 抑 制 外 来 菌 o 占 位 性 保 护 作 用 ： 生 物 膜 o 争 夺 营 养 o 抗 生 素 与 细 菌 素 的 作 用 o2、 营 养 作 用 代 谢 ： 蛋 白 质 、 糖 、 脂 肪 、 胆 汁 、 胆 固 醇 合 成 ： 维 生 素 乳 酸 杆 菌o 3、 免 疫 作 用 Ag Ab o 4、 抗 癌 作 用 激 活 巨 噬 细 胞 （ 四 ） 菌 群 失 调 及 菌 群 失 调 症 o 由 于 某 种 原 因 使 正 常 菌 群 的 种 类 、 数量 和 比 例 发 生 较 大 幅 度 的 改 变

4、， 导 致 微生 态 失 去 平 衡 称 为 菌 群 失 调 。o 由 于 菌 群 失 调 而 使 宿 主 发 生 一 系 列 临床 症 状 ， 则 称 为 菌 群 失 调 症 。o 措 施 ： 停 用 原 来 的 抗 生 素 微 生 态 制 剂 （ 酪 酸 菌 、 双 歧 杆 菌 、乳 酸 菌 素 等 ） 微生物的分类单元和命名 o分类单元o微生物的主要分类单位，依次为界 (kingdom) 、门( phylum 或 division)、纲 (class) 、目 (order) 、科 (fami1y) 、属 (genus) 、种 (species) 。o具有完全或极多相同特点的有机体构成同种

5、。性质相似、相互有关的各种组成属。相近似的届合并为科。近似的科合并为目。近似的目归纳为纲。综合各纲成为门。由此构成一个完整的分类系统。o此外，每个分类单位都有亚级，即在两个主要分类单位之间，可添加“亚门”、“亚纲”、“亚目、”“亚科”等次要分类单位。在种以下还可以分为亚种、变种、型、菌株等。 o 1.“种”(species)的概念o关于微生物“种”的概念，目前看法不一。o微生物的种可以看做是：具有高度特征相似性的菌株群，该菌株群与其他类群的菌株有很明显的区别。 o在微生物中，一个种只能用该种内的一个典型菌株作为其具体代表，此典型菌株就是该种的模式菌株(type strain)。o 2.亚种 (

6、subspecies) 的概念o当某一种内的不同菌株，存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性状而又不足又区分成新种时，可将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元，即亚种。o亚种是细菌分类中具有正式分类地位的最低等级。 o 3.亚种以下的分类等级o通常表示能用某些特殊的特征加以区别的菌株类群。如型、菌株等。它们的提出和使用均不受“国际命名法规”的限制，同时也不具有正式的分类地位。o 型(form)作为若干变异型的后缀。o如以生物变型 (biovar) 表示特殊的生化或生理特征；血清变型 (serovar 结构的不同；致病变型 (pathovar) 表示某些寄主的专一致病性；噬菌变型 (phagov

7、ar) 表示对噬菌体的特异性反应；形态变型 (morphovar) 表示特殊的形态特征等。o 菌株(strain)o菌株, 品系 (病毒中则称毒株或株)，主要指同种微生物不同来源的纯培养物。即同种微生物不同来源的纯培养物(pure culture)。 o纯培养物 (pure culture): 由单一微生物细胞繁殖产生的培养物。o从自然界分离纯化所得到的纯培养的后代，经过鉴定属于某个种，但由于来自不同的地区、土壤和其他生活环境，它们总会出现一些细微的差异。这些单个分离物的纯培养的后代称为菌株。菌株常以数目、字母、人名或地名表示。得到分离纯化而未经鉴定的纯培养物的后代则称为分离物(isolate

8、s)。 微生物的命名o微生物的命名和其他生物一样，都按国际命名法命名，即采用林奈氏 (Linnaeus) 所创立的“双名法”。o每一种微生物的学名(scientific name)都由前面一个属名(generic name)与一个种（名）加词(specific epithet)两部分组成，书写时排成斜体或正体加下划线。o属名在前，用以描述某微生物主要特征的名词或用作名词的形容词。字首字母要大写，由微生物的构造、形状，或科学家名字而来。其词源可来自拉丁词、希腊词或其他拉丁化的外来词，或以组合方式拼成。 o种加词在后，用以描述微生物的次要特征。均小写，来自微生物的色素、形状、来源、病名或科学家姓名

9、等，与属名一样，也由拉丁词、希腊词或拉丁化的外来词组成。 原核微生物伯杰氏分类系统o细菌、放线菌等原核微生物的分类系统很多，目前较有代表性和最有影响的分类系统是美国的伯杰氏细菌学鉴定手册 (Bergey s Manual of Determinative Bacteriology ，简称“手册” ) 。“手册”自 1923 年第一版以来，相继于 1925 ， 1930 ， 1934 ， 1939 ， 1948 ， 1957， 1974和1994 年出版了第二版至第九版。o 1984-1989年，出版了伯杰氏系统细菌学手册 (Bergeys Manual of Systematic Bacter

10、iology ，简称“系统分类学手册” ) 。该手册与伯杰氏细菌学鉴定手册有很大不同，各级分类单元中广泛采用细胞化学分析、数值分类方法和核酸技术，尤其是16S rRNA寡核苷酸序列分析技术，以阐明细菌的亲缘关系。 o 2000年，Bergeys Manual of Systematic Bacteriology 第二版开始分5卷陆续出版。 o微生物分类鉴定的依据o根据微生物分类学中使用的技术和方法，可把它们分成四个不同的水平：o细胞形态和行为水平；细胞组分水平；蛋白质水平；基因组水平o在微生物分类学发展的早期，主要的分类鉴定指标是以在细胞形态和习性为主，可称为经典的分类鉴定法。o经典分类鉴定方

11、法的指标依据，参p409表14-3。o其他三种实验技术主要是60年代以后采用的，称为化学分类法和遗传学分类法，这些方法再加上数值分类鉴定法，可称为现代的分类鉴定方法 o思考题：o1.名词解释：微生物的种、亚种、模式菌株、菌株、纯培养物。o2.微生物经典鉴定指标中的形态、生理和生化反应、生态习性分别主要包括哪些内容？o3.为何通常选用16S或18S rRNA作为生物系统进化和分类鉴定的指标？ 微生物之间的关系o四大类，即互生、共生、拮抗和寄生。 o 1.互生是指两种可以单独生活的生物生活在一起时有利于对方。这是一种可分可合，合比分好的相互关系。例如在土壤中，当分解纤维素的细菌与好氧的自生固氮菌生

12、活在一起时，后者可将固定的有机氮化合物供给前者需要，而纤维素分解菌也可将产生的有机酸作为后者的碳源和能源物质，从而促进各自的增殖和扩展。在植物根部生长的根际微生物与高等植物之间也存在着互生关系。在人体肠道中，正常菌群可以完成多种代谢反应，对人体生长发育有重要意义，而人体的肠道则为微生物提供了良好的生态环境。 o 2.共生是指两种生物共居在一起相互分工协作，彼此分离就不能很好地生活。地衣就是微生物间共生的典型例子，它是真菌和蓝细菌或藻类的共生体。在地衣中，藻类和蓝细菌进行光合作用合成有机物，作为真菌生长繁殖所需的碳源，而真菌则起保护光合微生物的作用，在某些情况下，真菌还能向光合微生物提供生长因子

13、和运输无机营养。 o根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤共生体，是微生物与植物共生的又一典型。由于彼此双赢，所以称为互惠共生。菌固定大气中的氮气，为植物提供氮素养料，而豆科植物根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。许多真菌能在一些植物根上发育，菌丝体包围在根面或侵入根内，形成了两者的共生体，称为菌根。一些植物，例如兰科植物的种子若无菌根菌的共生就无法发育，杜鹃科植物的幼苗若无菌根菌的共生就不能存活。微生物与动物互惠共生的例子也很多，例如，牛、羊、鹿、骆驼等反刍动物，吃的草料为它们胃中的微生物提供了丰富的营养物质，但这些动物本身却不能分解纤维素，食草动物瘤胃中的纤维素分

14、解菌能够将其分解成糖，并被其它菌转化成有机酸，最后经氧化，成为动物的主要能量来源医学教育网搜集整理。 o 3.拮抗 生物之间并非都是友好相处，也有矛盾和争斗，甚至生死相拼。拮抗关系是指一种微生物在其生命活动中，产生某种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其它微生物的生长繁殖，甚至杀死其它微生物的现象。在制造泡菜、青储饲料时，乳酸杆菌产生大量乳酸，导致环境变酸，即pH值的下降，抑制了其它微生物的生长，这属于非特异性的拮抗作用。而可产生抗生素的微生物，则能够抑制甚至杀死其它微生物，例如青霉菌产生的青霉素能抑制一些革兰氏阳性细菌，链霉菌产生的制霉菌素能够抑制酵母菌和霉菌等，这些属于特异性的拮抗关系。 o 4.寄生 寄生指的是小型生物生活在较大型的生物体内或体表，从后者获得营养，进行生长、繁殖，并使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。例如动、植物体表或体内的病毒，以及一些寄生性细菌、真菌等即是如此。寄生于人和有益动物或者经济作物体表或体内，危害寄主的生长及繁殖，固然是有害的，但如果寄生于有害生物体内，对人类有利，则可加以利用，例如利用昆虫病原微生物防治农业害虫等。