一、微生物的概念及其在生物分類中的地位
1、微生物的概念
微生物（Microorganism, microbe）一詞并非生物分類學(xué)上的專門名詞，而是指大量的、極其多樣的、不借助顯微鏡看不見的微小生物類群的總稱。因此，微生物通常包括病毒、細(xì)菌、真菌、原生動物和某些藻類，它們的大小和特征見表1-1。
表1-1.微生物形態(tài)、大小和細(xì)胞類型
微生物 | 大小近似值 | 細(xì)胞特征 |
病毒 | 0.01～0.25μm | 非細(xì)胞的 |
細(xì)菌 | 0.1～10μm | 原核生物 |
真菌 | 2μm～1m | 真核生物 |
原生動物 | 2～1000μm | 真核生物 |
藻類 | 1μm～幾米 | 真核生物 |
但是有些例外。如許多真菌子實體、蘑菇等常肉眼可見；相同的，某些藻類能生長幾米長。一般來說，微生物可以認(rèn)為是相當(dāng)簡單的生物，大多數(shù)的細(xì)菌、原生動物、某些藻類和真菌是單細(xì)胞的微生物，即使為多細(xì)胞的微生物，也沒有許多的細(xì)胞類型。病毒甚至沒有細(xì)胞，只有蛋白質(zhì)外殼包圍著的遺傳物質(zhì)，且不能獨立生活。
2、 微生物在生物分類中的地位
在生物發(fā)展的歷史上，曾把所有的生物分為動物界和植物界兩大類。而微生物，不僅形體微小、結(jié)構(gòu)簡單，而且它們中間有些類型像動物，有些類型像植物，還有些類型既有動物的某些特征，又具有植物的某些特征，因而歸于動物或植物都不合適。于是，1866年海克爾（Haeckel）提出區(qū)別動物界與植物界的第三界——原生生物界。它包括藻類、原生動物、真菌和細(xì)菌。
二、微生物的分類系統(tǒng)
這里僅簡述原核微生物和真核微生物的分綱體系。
1 、 原核生物界（Procaryotae）
（1） 光能營養(yǎng)原核生物門
Ⅰ 藍(lán)綠光合細(xì)菌綱（藍(lán)細(xì)菌類）
Ⅱ 紅色光合細(xì)菌綱
Ⅲ 綠色光合細(xì)菌綱
（2）化能營養(yǎng)原核生物門
Ⅰ 細(xì)菌綱
Ⅱ 立克次氏體綱
Ⅲ 柔膜體綱
Ⅳ 古細(xì)菌綱
2 、 真核微生物（Eucaryotic microbes）
真核策生物主要包括各類真菌，還有粘菌等。
真菌劃分各能分類單位的基本原則是以形態(tài)特征為主，生理生化、細(xì)胞化學(xué)和生態(tài)等特征為輔。絲狀真菌主要根據(jù)其孢子產(chǎn)生的方法和孢子本身的特征，以及培養(yǎng)特征來劃分各級的分類單位。一些病原真菌的鑒定，寄生和癥狀也可作為參考依據(jù)。真菌可分以下四綱：
Ⅰ 藻狀菌綱 菌絲體無分隔，含多個核。有性繁殖形成卵孢子或接合孢子。
Ⅱ 子囊菌綱 菌絲體有分隔，有性階段形成子囊孢子。
Ⅲ 擔(dān)子菌綱 菌絲體有分隔，有性階段形成擔(dān)孢子。
Ⅳ 半知菌綱 包括一切只發(fā)現(xiàn)無性世代未發(fā)現(xiàn)有性階段的真菌。
粘菌也可分為四綱，即
Ⅰ 網(wǎng)粘菌綱 自細(xì)胞兩端各自伸出長的粘絲并接連形成粘質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)——假原質(zhì)團。
Ⅱ 集胞粘菌綱 分泌集胞粘菌素，形成假原質(zhì)團。
Ⅲ 粘菌綱 形成原質(zhì)團，腐生性自由生活。
Ⅳ 根腫病菌綱 形成原質(zhì)團，專性寄生。亦有將之歸于真菌類。
三、微生物的分類依據(jù)
1. 形態(tài)特征
（１）個體形態(tài) 鏡檢細(xì)胞形狀、大小、排列，革蘭氏染色反應(yīng)，運動性，鞭毛位置、數(shù)目，芽孢有無、形狀和部位，莢膜，細(xì)胞內(nèi)含物；放線菌和真菌的菌絲結(jié)構(gòu)，孢子絲、孢子囊或孢子穗的形狀和結(jié)構(gòu)，孢子的形狀、大小、顏色及表面特征等。
（２）培養(yǎng)特征
１）在固體培養(yǎng)基平板上的菌落（colony）和斜面上的菌苔（lawn）性狀（形狀、光澤、透明度、顏色、質(zhì)地等）；
２）在半固體培養(yǎng)基中穿刺接種培養(yǎng)的生長情況；
３）在液體培養(yǎng)基中混濁程度，液面有無菌膜、菌環(huán)，管底有無絮狀沉淀，培養(yǎng)液顏色 等。
2.生理生化特征
（１）能量代謝 利用光能還是化學(xué)能；
（２）對Ｏ2的要求 專性好氧、微需氧、兼性厭氧及專性厭氧等；
（２）營養(yǎng)和代謝特性 所需碳源、氮源的種類，有無特殊營養(yǎng)需要，存在的酶的種類等。
3.生態(tài)習(xí)性
生長溫度，酸堿度，嗜鹽性，致病性，寄生、共生關(guān)系等。
4.血清學(xué)反應(yīng)
用已知菌種、型或菌株制成抗血清，然后根據(jù)它們與待鑒定微生物是否發(fā)生特異性的血清學(xué)反應(yīng)，來確定未知菌種、型或菌株。
5 噬菌反應(yīng)
菌體的寄生有專一性，在有敏感菌的平板上產(chǎn)生噬菌斑，斑的形狀和大小可作為鑒定的依據(jù)；在液體培養(yǎng)中，噬菌體的侵染液由混濁變?yōu)槌吻?。噬菌體寄生的專業(yè)性有差別，寄生范圍廣的謂多價噬菌體，能侵染同一屬的多種細(xì)菌；單價噬菌體只侵染同一種的細(xì)菌；極端專業(yè)化的噬菌體甚至只對同一種菌的某一菌株有侵染力，故可尋找適當(dāng)專化的噬菌體作為鑒定各種細(xì)菌的生物試劑。
6 細(xì)胞壁成分
革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁含肽聚糖多，脂類少。革蘭陰性細(xì)菌與之相反。鏈霉菌屬（Streptomyces）的細(xì)胞壁含丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸和２，６-氨基庚二酸，而含有阿拉伯糖是諾卡氏菌屬（Nocardia）的特征。霉菌細(xì)胞壁則主要含幾丁質(zhì)。
7 紅外吸收光譜
利用紅外吸收譜技術(shù)測定微生物細(xì)胞的化學(xué)成分，了解微生物的化學(xué)性質(zhì)，作為分類依據(jù)之一。
8 ＧＣ含量
生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸，核酸組成上的異同反映生物之間的親緣關(guān)系。就一種生物的ＤＮＡ來說，它的堿基排列順序是固定的。測定四種堿基中鳥嘌呤（Ｇ）和胞密啶（Ｃ）所占的摩爾百分比，就可了解各種微生物ＤＮＡ分子不同源性程度。親緣關(guān)系接近的微生物，它們的Ｇ＋Ｇ含量相同或近似的兩種微生物，不一定緊密相關(guān)，因為它們的ＤＮＡ的四個堿基的排列順序不一定相同。
9 ＤＮＡ雜合率
要判斷微生物之間的親緣關(guān)系，須比較它們的ＤＮＡ的堿基順序，最常用的方法是ＤＮＡ雜合法。其基本原理是ＤＮＡ解鏈的可逆性和堿基配對的專一性。提?。模危敛⑹怪怄湥偈够パa的堿基重新配對結(jié)合成雙鏈。根據(jù)能生成雙鏈的情況，可測知雜合率。雜合率越高，表示兩個ＤＮＡ之間堿基順序的相似越高，它們間的親緣關(guān)系也就越近。
10 核糖體核糖酸（rＲNA ）相關(guān)度
在ＤＮＡ相關(guān)度低的菌株之間，rRNA同源性能顯示它們的親緣關(guān)系。Rrna-DNA分子雜交試驗可沒定Rrna的相關(guān)度，揭示Rrna 的同源性。
11 rRNA的堿基順序
ＲＮＡ的堿基順序由ＤＮＡ轉(zhuǎn)錄來的，故完全具有相對應(yīng)的關(guān)系。提取并分離細(xì)菌內(nèi)標(biāo)記的１６SrRNA,以核糖核酸消化，可獲得各種寡核苷酸，測定這些寡核苷酸上的堿基順序，可作為細(xì)菌分類學(xué)的一種標(biāo)記。
12 核糖體蛋白的組成分析
分離被測細(xì)菌的３０Ｓ和５０Ｓ核糖體蛋白亞單位，比較其中所含核糖體蛋白的種類及其含量，可將被鑒定的菌株分為若干類群，并繪制系統(tǒng)發(fā)生圖。
13 其它
如脂類分析、核磁共振（NMR）譜、細(xì)胞色素類型以及輔酶Ｑ的種類（所含異間二烯側(cè)鏈的長度）等。
四、微生物的分類單位與命名
生物最基本的分類單位從上到下是：種(species→屬（genns）→科（family）→目（order）→綱（class）→門（phyllum）等。
門、綱、目、科、屬名的字首字母要大寫，除屬名外不印成斜體字。屬、種名印刷用斜體字下劃線。如：
釀酒酵母在分類系統(tǒng)中的歸屬情況為
門：真菌門 Eumycophyta
綱：子囊菌綱 Ascomyeetes
亞綱：原子囊菌亞綱 Protoascomycetes
目：內(nèi)孢霉目Endomyctales
科：內(nèi)孢霉科Endomycetaceae
亞科：酵母亞科Sacchromycetoideae
屬：酵母屬Sacchromyces
種：釀酒酵母S.cerevisiae Hansen
微生物的命名，與其他生物一樣，采用國際上通用的雙名法，學(xué)名通常由一個屬名加一個種的加詞構(gòu)成。出現(xiàn)在分類學(xué)文獻(xiàn)中的學(xué)名，往往還加上首次定名人（外加括號）、現(xiàn)名定人和現(xiàn)名定名年份，但在一般使用時，這幾個部分總是省略的。
例如，由Ehrenberg于1838年定名為Vibrio subtilis（枯草弧菌）的細(xì)菌，到1872年，Cohn發(fā)現(xiàn)弧狀不是該菌的特征，它的特征是桿狀具芽孢，故將它轉(zhuǎn)到芽孢桿菌屬，稱為枯草芽孢桿菌（簡稱枯草桿菌），其學(xué)名為Bacillus subtilis(Ehrenberg)Cohn1872。再如，可使許多科的植物生腫瘤的土壤桿菌屬細(xì)菌稱為根癌土壤菌，學(xué)名為Agrobacterium tumefaciens(Smith&Townsend)Conn1972;寄居于溫血動物腸道下部的埃希氏菌屬細(xì)菌稱為大腸埃希氏菌（簡稱大腸桿菌），其學(xué)名為Excherichia coli(Migula) Castellani&Chalmers1919；葡萄球菌屬呈金黃色葡萄球菌，學(xué)名為Staphylococcus aureus Rosenbach1884；呈銅綠色的假單胞菌（即綠膿桿菌）學(xué)名為 Pseusomonas aeruginosa(Schroeter)Migula1920。
有時，從自然界分離到的某一微生物純種，與典型的特征不完全符合，而不相符的這一特性又是穩(wěn)定的，則將這種微生物稱為典型種的變種（variety，簡稱var）。在實驗室里獲得的變異型則稱為亞種(subspecies，簡稱subsp)。
變種或亞種的學(xué)名按“三名法”構(gòu)成。
例如，有一種芽孢桿菌，能產(chǎn)生黑色素，其余特征與典型的枯草桿菌完全符合，該菌學(xué)名為Bacillus substilis var.niger（枯草芽孢桿菌黑色變種）。
同種不同來源的微生物純培養(yǎng)，稱為菌株（strain）。菌株的名稱都放在學(xué)名（即屬名和種的加詞）的后面，可用字母、符號、編號等自行決定。例如Ｂ.subtilis AS1.398和B.subtilisBF7.658是枯草桿菌的兩個菌株，前者可生產(chǎn)蛋白酶，后者生產(chǎn)α－淀粉酶。
隨著科學(xué)的發(fā)展，新技術(shù)和研究方法的應(yīng)用，尤其是電子顯微鏡和超顯微結(jié)構(gòu)研究技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了生物的細(xì)胞核有兩種類型，一種是沒有真正的核結(jié)構(gòu)，稱為原核，其細(xì)胞不具核膜，只有一團裸露的核物質(zhì)；另一種是由核膜、核仁及染色體組成的真正的核結(jié)構(gòu)稱為真核。動物界、植物界及原生生物界中的大部分藻類、原生動物和真菌是真核生物，而細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌則是原核生物。真核生物和原核生物不僅細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)不同，而且其性狀也有差別，真核生物和原核生物性狀的比較內(nèi)容將在第二章詳細(xì)介紹。
根據(jù)核結(jié)構(gòu)的不同，1969年魏塔科（Whittaker）提出五界系統(tǒng)，即動物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界。五界系統(tǒng)的生物都有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。病毒作為一界被提出的較晚，主要原因是 ①病毒和類病毒是生物還是非生物，是原始類型還是次生類型是長期爭論未決的問題；②病毒不是用雙命法，分類不用階元系統(tǒng)。但經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，病毒和細(xì)胞型生物是有共同特性：①遺傳物質(zhì)是DNA（部分病毒是RNA）；②使用共同的遺傳密碼。在此基礎(chǔ)上，我國學(xué)者于1979年提出將無細(xì)胞結(jié)構(gòu)病毒立為病毒界，從而建立了六界系統(tǒng)。
細(xì)胞型生物
動物界（Animalia）
植物界（Plantae）
原生生物界（Protista）：原生動物、大部分藻類及粘菌
真菌界（Fungi）：酵母、霉菌
原核生物界（Procaryotae）：細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌等
非細(xì)胞型生物：病毒界（Vira）
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