微生物的分类鉴定.ppt

1、第二章第二章 微生物的分类鉴微生物的分类鉴定与常见种类定与常见种类一、微生物分类鉴定一、微生物分类鉴定n n步骤：步骤：n n获得该微生物的纯种培养物获得该微生物的纯种培养物n n测定一系列必要的鉴定指标测定一系列必要的鉴定指标n n查找权威性的鉴定手册查找权威性的鉴定手册n n不同种类微生物应采用不同的重点鉴定指标：不同种类微生物应采用不同的重点鉴定指标：n n真菌：真菌：形态特征较丰富、细胞体积较大，以形态形态特征较丰富、细胞体积较大，以形态特征为主要指标特征为主要指标n n放线菌、酵母菌：放线菌、酵母菌：形态特征与生理特征兼用形态特征与生理特征兼用n n细菌：细菌：形态特征较缺乏，使用较

2、多的生理、生化形态特征较缺乏，使用较多的生理、生化和遗传等指标和遗传等指标1.微生物的分类鉴定依据微生物的分类鉴定依据n n鉴于微生物形体微小、结构较简单等特点，微生物分类和鉴定除鉴于微生物形体微小、结构较简单等特点，微生物分类和鉴定除鉴于微生物形体微小、结构较简单等特点，微生物分类和鉴定除鉴于微生物形体微小、结构较简单等特点，微生物分类和鉴定除了像高等生物那样，采用传统的形态学、生理学和生态学特征之了像高等生物那样，采用传统的形态学、生理学和生态学特征之了像高等生物那样，采用传统的形态学、生理学和生态学特征之了像高等生物那样，采用传统的形态学、生理学和生态学特征之外，还必须寻找新的特征作为分

3、类鉴定的依据。外，还必须寻找新的特征作为分类鉴定的依据。外，还必须寻找新的特征作为分类鉴定的依据。外，还必须寻找新的特征作为分类鉴定的依据。n n1.1 1.1 经典分类鉴定依据经典分类鉴定依据经典分类鉴定依据经典分类鉴定依据1.1.1 1.1.1 微生物的形态特征微生物的形态特征微生物的形态特征微生物的形态特征n n形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之一，其中形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之一，其中形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之一，其中形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之一，其中有两个重要原因：一是它易于观察和比较，尤其是在真核微生物

4、有两个重要原因：一是它易于观察和比较，尤其是在真核微生物有两个重要原因：一是它易于观察和比较，尤其是在真核微生物有两个重要原因：一是它易于观察和比较，尤其是在真核微生物和具有特殊形态结构的细菌中；二是许多形态学特征依赖于多基和具有特殊形态结构的细菌中；二是许多形态学特征依赖于多基和具有特殊形态结构的细菌中；二是许多形态学特征依赖于多基和具有特殊形态结构的细菌中；二是许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对的稳定性。因的表达，具有相对的稳定性。因的表达，具有相对的稳定性。因的表达，具有相对的稳定性。n n培养特征培养特征培养特征培养特征n na.a.固体培养特征：菌落特征，大小、侧面隆起、光泽

5、粘稠、颜固体培养特征：菌落特征，大小、侧面隆起、光泽、粘稠、颜固体培养特征：菌落特征，大小、侧面隆起、光泽、粘稠、颜固体培养特征：菌落特征，大小、侧面隆起、光泽、粘稠、颜色、边缘、表面状况、质地、水溶性色素（粘质沙雷氏菌产红色色、边缘、表面状况、质地、水溶性色素（粘质沙雷氏菌产红色色、边缘、表面状况、质地、水溶性色素（粘质沙雷氏菌产红色色、边缘、表面状况、质地、水溶性色素（粘质沙雷氏菌产红色或紫红色色素）等或紫红色色素）等或紫红色色素）等或紫红色色素）等n nb.b.半固体培养特征：明胶液化、鞭毛运动情况半固体培养特征：明胶液化、鞭毛运动情况半固体培养特征：明胶液化、鞭毛运动情况半固体培养特

6、征：明胶液化、鞭毛运动情况n nc.c.液体培养特征：表面菌膜、混浊，底部沉淀液体培养特征：表面菌膜、混浊，底部沉淀液体培养特征：表面菌膜、混浊，底部沉淀液体培养特征：表面菌膜、混浊，底部沉淀各种微生物形成的菌落特征各种微生物形成的菌落特征粘液型菌落菌膜菌沉淀均匀浑浊对照固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基半固体培养基半固体培养基n n细胞形态细胞形态细胞形态细胞形态n n形态：球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分枝及特形态：球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分枝及特形态：球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分枝及特形态：球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分枝及特殊形状殊形状殊形状殊形状n n大小：

7、其中最重要的是细胞的宽度或直径大小：其中最重要的是细胞的宽度或直径大小：其中最重要的是细胞的宽度或直径大小：其中最重要的是细胞的宽度或直径 n n排列：单个、成对、成链或其他特殊排列方式排列：单个、成对、成链或其他特殊排列方式排列：单个、成对、成链或其他特殊排列方式排列：单个、成对、成链或其他特殊排列方式 n n特殊细胞结构特殊细胞结构特殊细胞结构特殊细胞结构n n有无鞭毛、芽孢、荚膜（糖被）、菌胶团有无鞭毛、芽孢、荚膜（糖被）、菌胶团有无鞭毛、芽孢、荚膜（糖被）、菌胶团有无鞭毛、芽孢、荚膜（糖被）、菌胶团n n孢子：形状、大小、颜色、着生位置、数量及排列孢子：形状、大小、颜色、着生位置、数量

8、及排列孢子：形状、大小、颜色、着生位置、数量及排列孢子：形状、大小、颜色、着生位置、数量及排列 n n细胞附属物：如柄、丝状物、鞘、异形胞等细胞附属物：如柄、丝状物、鞘、异形胞等细胞附属物：如柄、丝状物、鞘、异形胞等细胞附属物：如柄、丝状物、鞘、异形胞等n n超微结构：壁、内膜系统、放线菌孢子表面特征等超微结构：壁、内膜系统、放线菌孢子表面特征等超微结构：壁、内膜系统、放线菌孢子表面特征等超微结构：壁、内膜系统、放线菌孢子表面特征等n n细胞内合物细胞内合物细胞内合物细胞内合物n n硫粒、异染颗粒、伴孢晶体、硫粒、异染颗粒、伴孢晶体、硫粒、异染颗粒、伴孢晶体、硫粒、异染颗粒、伴孢晶体、PHBP

9、HB、气泡等、气泡等、气泡等、气泡等n n染色反应染色反应n n革兰氏染色、抗酸性染色革兰氏染色、抗酸性染色n n抗酸性染色：分枝杆菌属或诺卡氏菌属的一些抗酸性染色：分枝杆菌属或诺卡氏菌属的一些菌，普通方法染不上色，须加温或长时间染色，菌，普通方法染不上色，须加温或长时间染色，染色后的细胞用酸或碱处理不能脱色，把具此染色后的细胞用酸或碱处理不能脱色，把具此性质的细菌称为抗酸性细菌（含分枝菌酸，能性质的细菌称为抗酸性细菌（含分枝菌酸，能与石炭酸和复红形成的复合物牢固结合，并能与石炭酸和复红形成的复合物牢固结合，并能抵抗酸性酒精的脱色）。抵抗酸性酒精的脱色）。n n运动性运动性n n鞭毛泳动、滑行

10、螺旋体运动方式鞭毛泳动、滑行、螺旋体运动方式n n1.1.2 微生物的生理生化特性微生物的生理生化特性n n生理生化特征与微生物的酶和调节蛋白质的本质生理生化特征与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关，酶及蛋白质都是基因产物，所和活性直接相关，酶及蛋白质都是基因产物，所以，对微生物生理生化特征的比较也是对微生物以，对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较，加上测定生理生化基因组的间接比较，加上测定生理生化 特征比特征比直接分析基因组要容易得多，因此生理生化特征直接分析基因组要容易得多，因此生理生化特征对于微生物的系统分类仍然是有意义的。对于微生物的系统分类仍然是有意义的。

11、n n在以实用为主要目的表型分类中，大量原核生物在以实用为主要目的表型分类中，大量原核生物的属和种，仅仅根据形态学特征是难以区分和鉴的属和种，仅仅根据形态学特征是难以区分和鉴别的，所以生理生化特征往往是这些医学上或其别的，所以生理生化特征往往是这些医学上或其他应用领域中重要细菌分类鉴定的主要特征。他应用领域中重要细菌分类鉴定的主要特征。n n（1 1）营养类型）营养类型）营养类型）营养类型n n光能无机自养型（光能自养型）光能无机自养型（光能自养型）光能无机自养型（光能自养型）光能无机自养型（光能自养型）n n光能有机异养型（光能异养型）光能有机异养型（光能异养型）光能有机异养型（光能异养型）

12、光能有机异养型（光能异养型）n n化能无机自养型（化能自养型）化能无机自养型（化能自养型）化能无机自养型（化能自养型）化能无机自养型（化能自养型）n n化能有机异养型（化能异养型）化能有机异养型（化能异养型）化能有机异养型（化能异养型）化能有机异养型（化能异养型）n n（2 2）对碳源的利用）对碳源的利用）对碳源的利用）对碳源的利用n n对各种单糖、双糖、多糖以及醇类、有机酸等的利用对各种单糖、双糖、多糖以及醇类、有机酸等的利用对各种单糖、双糖、多糖以及醇类、有机酸等的利用对各种单糖、双糖、多糖以及醇类、有机酸等的利用 n n（3 3）对氮源的利用）对氮源的利用）对氮源的利用）对氮源的利用n

13、n对蛋白质、蛋白胨、氨基酸、含氮无机盐、对蛋白质、蛋白胨、氨基酸、含氮无机盐、对蛋白质、蛋白胨、氨基酸、含氮无机盐、对蛋白质、蛋白胨、氨基酸、含氮无机盐、N N2 2等的利等的利等的利等的利 用用用用 n n（4 4）对生长因子的需要）对生长因子的需要）对生长因子的需要）对生长因子的需要n n对特殊维生素、氨基酸等的依赖性对特殊维生素、氨基酸等的依赖性对特殊维生素、氨基酸等的依赖性对特殊维生素、氨基酸等的依赖性n n乳酸菌对生长因子的要求较高乳酸菌对生长因子的要求较高乳酸菌对生长因子的要求较高乳酸菌对生长因子的要求较高n n（5）对氧的要求）对氧的要求n n好氧、微好氧、厌氧及兼性厌氧好氧、微

14、好氧、厌氧及兼性厌氧n n（6）对温度的适应性）对温度的适应性n n最低温、最适温、最高温、产物积累温度、最低温、最适温、最高温、产物积累温度、致死温度致死温度n n（7）对）对PH的适应性的适应性n n在一定在一定PH条件下的生长能力及生长的条件下的生长能力及生长的PH范围范围n n生长的生长的PH范围：肠道细菌较宽；血液寄生微生范围：肠道细菌较宽；血液寄生微生物较窄，因循环系统物较窄，因循环系统PH一般稳定在一般稳定在7.3n n（8）对渗透压的适应性）对渗透压的适应性n n对盐浓度的耐受性或嗜盐性对盐浓度的耐受性或嗜盐性n n（9）对抗生素及抑菌剂的敏感性）对抗生素及抑菌剂的敏感性n n

15、对抗生素、氰化钾对抗生素、氰化钾(钠钠)、胆汁、石炭酸（系数）、胆汁、石炭酸（系数）或某些染料的敏感性或某些染料的敏感性n n（10）代谢产物）代谢产物n n各种特征性代射产物各种特征性代射产物 如色素、有机酸、产气、硫代氢、明胶液化作用如色素、有机酸、产气、硫代氢、明胶液化作用n n大肠菌群大肠菌群乳糖发酵，产酸、产气乳糖发酵，产酸、产气n n1.1.3 微生物的生态特性微生物的生态特性n n在自然界的分布情况在自然界的分布情况n n与宿主关系：共生、寄生、致病性等与宿主关系：共生、寄生、致病性等n n宿主种类宿主种类n n有性生殖情况有性生殖情况n n生活史，等生活史，等n n1.1.4

16、1.1.4 血清学试验与噬菌体分型血清学试验与噬菌体分型血清学试验与噬菌体分型血清学试验与噬菌体分型n n（1 1）血清学试验）血清学试验）血清学试验）血清学试验n n细菌细胞和病毒等都含有蛋白质、脂蛋白、脂多糖等具有抗原性细菌细胞和病毒等都含有蛋白质、脂蛋白、脂多糖等具有抗原性细菌细胞和病毒等都含有蛋白质、脂蛋白、脂多糖等具有抗原性细菌细胞和病毒等都含有蛋白质、脂蛋白、脂多糖等具有抗原性的物质，不同微生物抗原物质结构不同，赋予它们不同的抗原特的物质，不同微生物抗原物质结构不同，赋予它们不同的抗原特的物质，不同微生物抗原物质结构不同，赋予它们不同的抗原特的物质，不同微生物抗原物质结构不同，赋予

17、它们不同的抗原特征。常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。征。常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。征。常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。征。常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。n n由于某些传染病与特定的血清型密切相关，其分布也有一定的区由于某些传染病与特定的血清型密切相关，其分布也有一定的区由于某些传染病与特定的血清型密切相关，其分布也有一定的区由于某些传染病与特定的血清型密切相关，其分布也有一定的区域性特征，所以血清型的划分在流行病的研究中有重要意义。域性特征，所以血清型的划分在流行病的研究中有重要意义。域性特征，所以血清型的

18、划分在流行病的研究中有重要意义。域性特征，所以血清型的划分在流行病的研究中有重要意义。n n通常是对全细胞或者细胞壁、鞭毛、荚膜或粘液层的抗原性进行通常是对全细胞或者细胞壁、鞭毛、荚膜或粘液层的抗原性进行通常是对全细胞或者细胞壁、鞭毛、荚膜或粘液层的抗原性进行通常是对全细胞或者细胞壁、鞭毛、荚膜或粘液层的抗原性进行分析比较。分析比较。分析比较。分析比较。n n虽然血清学试验被广泛用于微生物分类鉴定的研究，但比较成功虽然血清学试验被广泛用于微生物分类鉴定的研究，但比较成功虽然血清学试验被广泛用于微生物分类鉴定的研究，但比较成功虽然血清学试验被广泛用于微生物分类鉴定的研究，但比较成功的应用是对种内

19、以及个别属内）不同菌株血清型的划分。的应用是对种内（以及个别属内）不同菌株血清型的划分。的应用是对种内（以及个别属内）不同菌株血清型的划分。的应用是对种内（以及个别属内）不同菌株血清型的划分。n n例如，根据鞭毛抗原例如，根据鞭毛抗原例如，根据鞭毛抗原例如，根据鞭毛抗原(H(H抗原抗原抗原抗原)苏云金芽孢杆菌分成苏云金芽孢杆菌分成苏云金芽孢杆菌分成苏云金芽孢杆菌分成4040多个血清型多个血清型多个血清型多个血清型n n根据荚膜抗原肺炎链球菌分成近百个血清型根据荚膜抗原肺炎链球菌分成近百个血清型根据荚膜抗原肺炎链球菌分成近百个血清型根据荚膜抗原肺炎链球菌分成近百个血清型n n根据菌体根据菌体根

20、据菌体根据菌体(O)(O)抗原、抗原、抗原、抗原、H H抗原和表面抗原和表面抗原和表面抗原和表面(Vi)(Vi)抗原将沙门氏菌属细菌分成抗原将沙门氏菌属细菌分成抗原将沙门氏菌属细菌分成抗原将沙门氏菌属细菌分成约约约约20002000个血清型个血清型个血清型个血清型大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌O-157O-157n n（2 2）噬菌体分型）噬菌体分型）噬菌体分型）噬菌体分型n n在原核生物中已普遍发现有相应种类的噬菌体。噬菌在原核生物中已普遍发现有相应种类的噬菌体。噬菌在原核生物中已普遍发现有相应种类的噬菌体。噬菌在原核生物中已普遍发现有相应种类的噬菌体。噬菌体对宿主的感染和裂解作用常具有高

21、度的特异性，即体对宿主的感染和裂解作用常具有高度的特异性，即体对宿主的感染和裂解作用常具有高度的特异性，即体对宿主的感染和裂解作用常具有高度的特异性，即一种噬菌体往往只能感染和裂解某种细菌，甚至只裂一种噬菌体往往只能感染和裂解某种细菌，甚至只裂一种噬菌体往往只能感染和裂解某种细菌，甚至只裂一种噬菌体往往只能感染和裂解某种细菌，甚至只裂解种内的某些菌株。所以，根据解种内的某些菌株。所以，根据解种内的某些菌株。所以，根据解种内的某些菌株。所以，根据噬菌体的宿主范围噬菌体的宿主范围噬菌体的宿主范围噬菌体的宿主范围可可可可将细菌分为不同的噬菌型和利用噬菌体裂解作用的特将细菌分为不同的噬菌型和利用噬菌体

22、裂解作用的特将细菌分为不同的噬菌型和利用噬菌体裂解作用的特将细菌分为不同的噬菌型和利用噬菌体裂解作用的特异性进行细菌鉴定。异性进行细菌鉴定。异性进行细菌鉴定。异性进行细菌鉴定。n n这对于追溯传染病来源、流行病调查以及病原菌的检这对于追溯传染病来源、流行病调查以及病原菌的检这对于追溯传染病来源、流行病调查以及病原菌的检这对于追溯传染病来源、流行病调查以及病原菌的检测鉴定有重要意义。测鉴定有重要意义。测鉴定有重要意义。测鉴定有重要意义。n n例如，鼠疫耶尔森氏菌例如，鼠疫耶尔森氏菌例如，鼠疫耶尔森氏菌例如，鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestisYersinia pestis)噬菌体已被用

23、噬菌体已被用噬菌体已被用噬菌体已被用于对该菌的快速鉴定。于对该菌的快速鉴定。于对该菌的快速鉴定。于对该菌的快速鉴定。n n在金黄色葡萄球菌引起的流行病的调查中，噬菌体分在金黄色葡萄球菌引起的流行病的调查中，噬菌体分在金黄色葡萄球菌引起的流行病的调查中，噬菌体分在金黄色葡萄球菌引起的流行病的调查中，噬菌体分型也发挥了作用。型也发挥了作用。型也发挥了作用。型也发挥了作用。n n此外，在工业生产中，噬菌体分型对防止噬菌体危害此外，在工业生产中，噬菌体分型对防止噬菌体危害此外，在工业生产中，噬菌体分型对防止噬菌体危害此外，在工业生产中，噬菌体分型对防止噬菌体危害也有指导意义。也有指导意义。也有指导意义

24、也有指导意义。1.2 现代分类鉴定依据现代分类鉴定依据n n1.2.1细胞化学成分分析鉴定法细胞化学成分分析鉴定法n n根据不同细菌和放线菌细胞壁的根据不同细菌和放线菌细胞壁的根据不同细菌和放线菌细胞壁的根据不同细菌和放线菌细胞壁的肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖分子结构和成分分子结构和成分分子结构和成分分子结构和成分的差异，采用细胞壁成分分析法的差异，采用细胞壁成分分析法的差异，采用细胞壁成分分析法的差异，采用细胞壁成分分析法,对菌种分类鉴定有一对菌种分类鉴定有一对菌种分类鉴定有一对菌种分类鉴定有一定的作用定的作用定的作用定的作用n n放线菌放线菌放线菌放线菌全细胞水解液全细胞水解液全细胞水解液全

25、细胞水解液可分四类主要糖型可分四类主要糖型可分四类主要糖型可分四类主要糖型,故采用全细胞故采用全细胞故采用全细胞故采用全细胞水解液糖型分析法可进行初步分类鉴定水解液糖型分析法可进行初步分类鉴定水解液糖型分析法可进行初步分类鉴定水解液糖型分析法可进行初步分类鉴定n n位于细菌、放线菌位于细菌、放线菌位于细菌、放线菌位于细菌、放线菌细胞膜上的磷酸类脂细胞膜上的磷酸类脂细胞膜上的磷酸类脂细胞膜上的磷酸类脂成分成分成分成分,在不同属在不同属在不同属在不同属中有所不同中有所不同中有所不同中有所不同,可用于分类鉴别；可用于分类鉴别；可用于分类鉴别；可用于分类鉴别；n n诺卡氏菌形放线菌所含诺卡氏菌形放线菌

26、所含诺卡氏菌形放线菌所含诺卡氏菌形放线菌所含枝菌酸枝菌酸枝菌酸枝菌酸的碳链长度有明显差别的碳链长度有明显差别的碳链长度有明显差别的碳链长度有明显差别,故对枝菌酸的分析可用于属的分类。故对枝菌酸的分析可用于属的分类。故对枝菌酸的分析可用于属的分类。故对枝菌酸的分析可用于属的分类。n n此外，此外，此外，此外，气相色谱技术气相色谱技术气相色谱技术气相色谱技术可分析微生物细胞和代谢产物中的可分析微生物细胞和代谢产物中的可分析微生物细胞和代谢产物中的可分析微生物细胞和代谢产物中的脂肪酸类和醇类等成分脂肪酸类和醇类等成分脂肪酸类和醇类等成分脂肪酸类和醇类等成分,对厌氧菌等的鉴定很有用。对厌氧菌等的鉴定很

27、有用。对厌氧菌等的鉴定很有用。对厌氧菌等的鉴定很有用。1.2.2 核酸的碱基组成和分子杂交核酸的碱基组成和分子杂交 n n与形态及生理生化特性的比较不同，对与形态及生理生化特性的比较不同，对DNA的碱的碱基组成的比较和进行核酸分子杂交是直接比较不基组成的比较和进行核酸分子杂交是直接比较不同微生物之间基因组的差异，因此结果更加可信。同微生物之间基因组的差异，因此结果更加可信。n n比较比较DNA的碱基组成和进行核酸分子杂交，是目的碱基组成和进行核酸分子杂交，是目前通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两前通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两种方法。种方法。n n（1 1）DNADNA的碱基组

28、成的碱基组成的碱基组成的碱基组成(G+C)mol%(G+C)mol%n nDNADNA的碱基组成和排列顺序决定生物的遗传性状，的碱基组成和排列顺序决定生物的遗传性状，的碱基组成和排列顺序决定生物的遗传性状，的碱基组成和排列顺序决定生物的遗传性状，所以所以所以所以DNADNA碱基组成是各种生物一个稳定的特征。分碱基组成是各种生物一个稳定的特征。分碱基组成是各种生物一个稳定的特征。分碱基组成是各种生物一个稳定的特征。分类学上，用类学上，用类学上，用类学上，用G+CG+C占全部碱基的摩尔百分比值（简称占全部碱基的摩尔百分比值（简称占全部碱基的摩尔百分比值（简称占全部碱基的摩尔百分比值（简称“GCGC

29、比比比比”）来表示各类生物的）来表示各类生物的）来表示各类生物的）来表示各类生物的DNADNA碱基组成特征。碱基组成特征。碱基组成特征。碱基组成特征。n n亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的GCGC比；若比；若比；若比；若不同生物之间不同生物之间不同生物之间不同生物之间GCGC比差别大表明它们关系远。比差别大表明它们关系远。比差别大表明它们关系远。比差别大表明它们关系远。n n但具有相似但具有相似但具有相似但具有相似GCGC比的生物并不一定表明它们之间具有比的生物并不一定表明它们之间具

30、有比的生物并不一定表明它们之间具有比的生物并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系，因为核苷酸序列可差别很大近的亲缘关系，因为核苷酸序列可差别很大近的亲缘关系，因为核苷酸序列可差别很大近的亲缘关系，因为核苷酸序列可差别很大n n高等植物的高等植物的高等植物的高等植物的GCGC比范围大约为比范围大约为比范围大约为比范围大约为35-50%35-50%；n n脊椎动物脊椎动物脊椎动物脊椎动物GCGC比约为比约为比约为比约为353545%45%之间；之间；之间；之间；n n而原核生物中而原核生物中而原核生物中而原核生物中GCGC比变化幅度宽达比变化幅度宽达比变化幅度宽达比变化幅度宽达222280%80%，

31、这也足，这也足，这也足，这也足以表明原核生物是一个极为多样性的类群。以表明原核生物是一个极为多样性的类群。以表明原核生物是一个极为多样性的类群。以表明原核生物是一个极为多样性的类群。n n同一个种内的不同菌株同一个种内的不同菌株同一个种内的不同菌株同一个种内的不同菌株GCGC比差别应在比差别应在比差别应在比差别应在4 45%5%以下以下以下以下（差别（差别（差别（差别 5%5%肯定不是同一个种）肯定不是同一个种）肯定不是同一个种）肯定不是同一个种）n n(2%2%无意义，因测定方法本身的误差可能高达无意义，因测定方法本身的误差可能高达无意义，因测定方法本身的误差可能高达无意义，因测定方法本身的

32、误差可能高达2%)2%)n n同属不同种的差别应低于同属不同种的差别应低于同属不同种的差别应低于同属不同种的差别应低于101015%15%，通常低于，通常低于，通常低于，通常低于10%10%（差别（差别（差别（差别 15%15%肯定不是同一个属）肯定不是同一个属）肯定不是同一个属）肯定不是同一个属）n n是发表任何微生物新种时必须具有的重要指标是发表任何微生物新种时必须具有的重要指标是发表任何微生物新种时必须具有的重要指标是发表任何微生物新种时必须具有的重要指标n n 在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新的分类单位在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新的分类单位在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个

33、新的分类单位在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新的分类单位时，时，时，时，G+CG+C含量是一项重要的、必不可少的鉴定指标。其含量是一项重要的、必不可少的鉴定指标。其含量是一项重要的、必不可少的鉴定指标。其含量是一项重要的、必不可少的鉴定指标。其分类学意义主要是作为建立新分类单元的一项基本特征分类学意义主要是作为建立新分类单元的一项基本特征分类学意义主要是作为建立新分类单元的一项基本特征分类学意义主要是作为建立新分类单元的一项基本特征和把那些和把那些和把那些和把那些GCGC比差别大的种类排除出某一分类单元。比差别大的种类排除出某一分类单元。比差别大的种类排除出某一分类单元。比差别大的种类排除出

34、某一分类单元。n n测定测定测定测定DNADNA碱基组成的方法：碱基组成的方法：碱基组成的方法：碱基组成的方法：由于热变性温度法操作简单、重复性好而最为常用。由于热变性温度法操作简单、重复性好而最为常用。由于热变性温度法操作简单、重复性好而最为常用。由于热变性温度法操作简单、重复性好而最为常用。n n基本原理：将基本原理：将基本原理：将基本原理：将DNADNA加热，两条单链逐渐被打开，从而使加热，两条单链逐渐被打开，从而使加热，两条单链逐渐被打开，从而使加热，两条单链逐渐被打开，从而使DNADNA溶液溶液溶液溶液260nm260nm紫外吸收明显增加，称紫外吸收明显增加，称紫外吸收明显增加，称紫

35、外吸收明显增加，称DNADNA的增色效的增色效的增色效的增色效应。应。应。应。G+CG+C增加，所需温度也较高，当温度高达一定值增加，所需温度也较高，当温度高达一定值增加，所需温度也较高，当温度高达一定值增加，所需温度也较高，当温度高达一定值时，时，时，时，DNADNA完全分离成单链，此后紫外吸收不再增加。完全分离成单链，此后紫外吸收不再增加。完全分离成单链，此后紫外吸收不再增加。完全分离成单链，此后紫外吸收不再增加。n nDNADNA的热变性过程的热变性过程的热变性过程的热变性过程(即增色效应的出现即增色效应的出现即增色效应的出现即增色效应的出现)是在一个狭窄的是在一个狭窄的是在一个狭窄的是

36、在一个狭窄的温度范围内发生的，紫外吸收增加的中点值所对应的温温度范围内发生的，紫外吸收增加的中点值所对应的温温度范围内发生的，紫外吸收增加的中点值所对应的温温度范围内发生的，紫外吸收增加的中点值所对应的温度称为该度称为该度称为该度称为该DNADNA的热变性温度的热变性温度的热变性温度的热变性温度(Tm)(Tm)。在一定条件下，。在一定条件下，。在一定条件下，。在一定条件下，DNADNA的的的的TmTm值与值与值与值与DNADNA的的的的G+Cmol%G+Cmol%成正比。成正比。成正比。成正比。n nTmTm69.369.30.410.41（G+CmolG+Cmol）n n（2）核酸的分子杂交

37、核酸的分子杂交n nDNA-DNADNA-DNA杂交杂交 n n基本原理基本原理基本原理基本原理：双链：双链：双链：双链DNADNA分子加热可变性，冷却处理时，又分子加热可变性，冷却处理时，又分子加热可变性，冷却处理时，又分子加热可变性，冷却处理时，又可复性。不仅同一菌株的可复性。不仅同一菌株的可复性。不仅同一菌株的可复性。不仅同一菌株的DNADNA单链可以复性结合成双链，单链可以复性结合成双链，单链可以复性结合成双链，单链可以复性结合成双链，来自不同菌株的来自不同菌株的来自不同菌株的来自不同菌株的DNADNA单链，只要二者具有同源互补的碱单链，只要二者具有同源互补的碱单链，只要二者具有同源

38、互补的碱单链，只要二者具有同源互补的碱基序列，它们也会在同源序列之间互补结合形成双链，基序列，它们也会在同源序列之间互补结合形成双链，基序列，它们也会在同源序列之间互补结合形成双链，基序列，它们也会在同源序列之间互补结合形成双链，这就称之为这就称之为这就称之为这就称之为DNA-DNADNA-DNA分子杂交。不同微生物之间，分子杂交。不同微生物之间，分子杂交。不同微生物之间，分子杂交。不同微生物之间，DNADNA同源程度越高，其杂交率就越高，若两个菌株同源程度越高，其杂交率就越高，若两个菌株同源程度越高，其杂交率就越高，若两个菌株同源程度越高，其杂交率就越高，若两个菌株DNADNA分子序列完全相

39、同，则应分子序列完全相同，则应分子序列完全相同，则应分子序列完全相同，则应100%100%地杂交结合。地杂交结合。地杂交结合。地杂交结合。n n具体测定方法很多，按杂交反应的环境可分为液相杂交具体测定方法很多，按杂交反应的环境可分为液相杂交具体测定方法很多，按杂交反应的环境可分为液相杂交具体测定方法很多，按杂交反应的环境可分为液相杂交和固相杂交两大类。在这些方法中，有的需要用同位素和固相杂交两大类。在这些方法中，有的需要用同位素和固相杂交两大类。在这些方法中，有的需要用同位素和固相杂交两大类。在这些方法中，有的需要用同位素标记标记标记标记DNADNA，有的则用非同位素标记，而，有的则用非同位素

40、标记，而，有的则用非同位素标记，而，有的则用非同位素标记，而 复性速率法复性速率法复性速率法复性速率法 则则则则是通过测定单链是通过测定单链是通过测定单链是通过测定单链DNADNA分子复性结合的速率来计算分子复性结合的速率来计算分子复性结合的速率来计算分子复性结合的速率来计算DNADNA的同源性而不需要对的同源性而不需要对的同源性而不需要对的同源性而不需要对DNADNA分子进行标记。分子进行标记。分子进行标记。分子进行标记。细菌常用固相杂交法：细菌常用固相杂交法：细菌常用固相杂交法：细菌常用固相杂交法：n n（参照菌株）（参照菌株）（参照菌株）（参照菌株）A A菌菌菌菌B B菌（待测）菌（待测

41、菌（待测）菌（待测）n nn nDNADNADNADNAn n（同位素标记、酶切并解链）同位素标记、酶切并解链）同位素标记、酶切并解链）同位素标记、酶切并解链）单链单链单链单链单链（固定于滤膜上，未标记）单链（固定于滤膜上，未标记）单链（固定于滤膜上，未标记）单链（固定于滤膜上，未标记）n nn n最适温度复性杂交最适温度复性杂交最适温度复性杂交最适温度复性杂交n nn n洗涤洗涤洗涤洗涤n nn n测定放射强度测定放射强度测定放射强度测定放射强度n nn n杂交率杂交率杂交率杂交率（以参照菌株自身复性的放射性值为百分（以参照菌株自身复性的放射性值为百分（以参照菌株自身复性的放射性值为百分（

42、以参照菌株自身复性的放射性值为百分之百之百之百之百）60%60%同一个种；同一个种；同一个种；同一个种；70%70%同一亚种；同一亚种；同一亚种；同一亚种；202060%60%同属不同种同属不同种同属不同种同属不同种n n对于许多有争议的对于许多有争议的对于许多有争议的对于许多有争议的种种种种的界定和建立的界定和建立的界定和建立的界定和建立新种新种新种新种起了重要作用起了重要作用起了重要作用起了重要作用 n nDNA-rRNA杂交杂交n nrRNA是是DNA转录的产物，在生物进化过程中，转录的产物，在生物进化过程中，其碱基序列的变化比基因组要慢得多，保守得多，其碱基序列的变化比基因组要慢得多，

43、保守得多，它甚至保留了古老祖先的一些碱基序列。因此，它甚至保留了古老祖先的一些碱基序列。因此，当两个菌株的当两个菌株的DNA-DNA杂交率很低或不能杂交杂交率很低或不能杂交时，用时，用DNA-rRNA杂交仍可能出现较高的杂交率，杂交仍可能出现较高的杂交率，因而可以用来进一步比较关系更远的菌株之间的因而可以用来进一步比较关系更远的菌株之间的关系，进行属和属以上等级分类单元的分类。关系，进行属和属以上等级分类单元的分类。n nDNA-DNA杂交和杂交和DNA-rRNA杂交的原理和方法杂交的原理和方法基本相同，只是在技术细节上有些差异，如基本相同，只是在技术细节上有些差异，如DNA-rRNA杂交中，

44、用同位素标记的是杂交中，用同位素标记的是rRNA而而不是不是DNA等等。等等。n n核酸探针核酸探针n n广泛用于微生物鉴定、传染病诊断、流行病调查、食品广泛用于微生物鉴定、传染病诊断、流行病调查、食品广泛用于微生物鉴定、传染病诊断、流行病调查、食品广泛用于微生物鉴定、传染病诊断、流行病调查、食品卫生微生物检测以及分子生物学许多领域。卫生微生物检测以及分子生物学许多领域。卫生微生物检测以及分子生物学许多领域。卫生微生物检测以及分子生物学许多领域。n n所谓核酸探针所谓核酸探针所谓核酸探针所谓核酸探针(probe)(probe)是指能识别特异核苷酸序列的、是指能识别特异核苷酸序列的、是指能识别特

45、异核苷酸序列的、是指能识别特异核苷酸序列的、带标记的一段单链带标记的一段单链带标记的一段单链带标记的一段单链DNADNA或或或或RNARNA分子。因此，一种核苷分子。因此，一种核苷分子。因此，一种核苷分子。因此，一种核苷酸片断能否作为探针用于微生物鉴定，最根本的条件是酸片断能否作为探针用于微生物鉴定，最根本的条件是酸片断能否作为探针用于微生物鉴定，最根本的条件是酸片断能否作为探针用于微生物鉴定，最根本的条件是它的特异性，即它能与所检测的微生物的核酸杂交而不它的特异性，即它能与所检测的微生物的核酸杂交而不它的特异性，即它能与所检测的微生物的核酸杂交而不它的特异性，即它能与所检测的微生物的核酸杂交

46、而不能与其他微生物的核酸杂交。能与其他微生物的核酸杂交。能与其他微生物的核酸杂交。能与其他微生物的核酸杂交。n n根据特异性的不同，在微生物鉴定与检测中的作用也不根据特异性的不同，在微生物鉴定与检测中的作用也不根据特异性的不同，在微生物鉴定与检测中的作用也不根据特异性的不同，在微生物鉴定与检测中的作用也不同，有的探针只用于某一菌型的检测，有的可能用于某同，有的探针只用于某一菌型的检测，有的可能用于某同，有的探针只用于某一菌型的检测，有的可能用于某同，有的探针只用于某一菌型的检测，有的可能用于某一种、属、科甚至更大类群范围的微生物的检测或鉴定。一种、属、科甚至更大类群范围的微生物的检测或鉴定。一

47、种、属、科甚至更大类群范围的微生物的检测或鉴定。一种、属、科甚至更大类群范围的微生物的检测或鉴定。例如，从一株淋病奈瑟氏菌例如，从一株淋病奈瑟氏菌例如，从一株淋病奈瑟氏菌例如，从一株淋病奈瑟氏菌(Neisseria Neisseria gonorrhoeaegonorrhoeae)隐蔽性质粒制备的隐蔽性质粒制备的隐蔽性质粒制备的隐蔽性质粒制备的DNADNA探针，它具有种探针，它具有种探针，它具有种探针，它具有种的特异性，可用来检测和鉴定这种引起人类性行为传播的特异性，可用来检测和鉴定这种引起人类性行为传播的特异性，可用来检测和鉴定这种引起人类性行为传播的特异性，可用来检测和鉴定这种引起人类性行

48、为传播疾病的细菌。疾病的细菌。疾病的细菌。疾病的细菌。n n使用核酸探针来鉴定或检测微生物的方法，是将使用核酸探针来鉴定或检测微生物的方法，是将探针与所检测的细菌进行杂交。在细菌鉴定或检探针与所检测的细菌进行杂交。在细菌鉴定或检测临床标本中的细菌时，常用菌落原位杂交法，测临床标本中的细菌时，常用菌落原位杂交法，大致步骤是：将细菌大致步骤是：将细菌点种点种于硝酸纤维素膜上进行于硝酸纤维素膜上进行培养培养；加溶菌剂使细胞；加溶菌剂使细胞释放出释放出DNA分子分子；加变性；加变性剂使剂使DNA离解成离解成单链单链并并固定固定于膜上；加入带于膜上；加入带标记标记的核酸探针进行的核酸探针进行杂交杂交；洗

49、膜洗膜后进行显色或显影后进行显色或显影鉴鉴定定。n n用核酸探针来鉴定或检测微生物，具有准确、快用核酸探针来鉴定或检测微生物，具有准确、快速等优点，特别是当用常规方法难于鉴定和检测速等优点，特别是当用常规方法难于鉴定和检测时，往往更显示其优越性。时，往往更显示其优越性。1.2.3 微生物全基因组序列微生物全基因组序列 n nDNA是除少数是除少数RNA病毒以外的一切微生物的遗病毒以外的一切微生物的遗传信息载体。传信息载体。n n每一种微生物都有其自身独特而稳定的基因组每一种微生物都有其自身独特而稳定的基因组DNA序列，不同菌种间基因组序列的差异程度，序列，不同菌种间基因组序列的差异程度，代表着

50、它们之间亲缘关系的疏密。代表着它们之间亲缘关系的疏密。n n对那些与人类健康、生活和生产关系重大的微生对那些与人类健康、生活和生产关系重大的微生物，进行全基因组物，进行全基因组DNA序列测定，是当前生物科序列测定，是当前生物科学领域中掌握某微生物全部遗传信息的最佳途径，学领域中掌握某微生物全部遗传信息的最佳途径，也是微生物现代分类鉴定中更细致和更精确的遗也是微生物现代分类鉴定中更细致和更精确的遗传性状指标。传性状指标。1.2.4 遗传重组遗传重组 n n大多数真核生物都能进行有性生殖，所以分类学上用能大多数真核生物都能进行有性生殖，所以分类学上用能大多数真核生物都能进行有性生殖，所以分类学上用