微生物学期末复习ppt课件

微生物学,2011-06-23,.,2,授课内容,第一章绪论第二章纯培养与显微技术第三章微生物细胞的结构与功能第四章微生物的营养第五章微生物的代谢第六章微生物的生长繁殖及其控制第七章病毒第八章微生物遗传第九章原核基因表达的调控第十章微生物与基因工程第十一章微生物的生态第十二章微生物的进化、系统发育和分类鉴定第十三章感染与免疫,.,3,第一章绪论,一、微生物和我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。二、微生物学微生物：小、多、快、强、广三、微生物的发现和微生物学的发展四、20世纪的微生物学及21世纪微生物学发展的趋势,4,“在近代科学中，对人类福利最大的一门科学，要算是微生物学了。”微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。,微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！,5,史前时期人类对微生物的认识与利用微生物学初创时期微生物形态认识时期微生物学奠基时期微生物生理学发展时期微生物学发展时期微生物生物化学发展时期微生物学成熟时期微生物分子生物学发展时期,三、微生物的发现及微生物学的发展,6,微生物学在“生物学世纪”中的发展趋势,向纵深方向和分子生物学水平发展；一批新的学科在形成；与其他学科的交叉形成新的边缘学科；新技术新方法在微生物学应用；向着复合生态系统和宏观范围拓宽；尽管如此，我们对微生物的了解开发远远不够，利用的微生物不超过1%等。,.,7,第二章微生物的纯培养和显微技术,纯培养显微技术,8,.,微生物的基本特点：,小,在绝大多数情况下都是利用微生物的群体来研究其属性；,微生物的物种（菌株）一般也是以群体的形式进行繁衍、保存；,培养技术在微生物学中具有重要意义！,9,.,在研究中所使用的微生物培养群体：,培养物：在一定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体,混合培养物:含有多种微生物的培养物；纯培养物:只有一种微生物的培养物；,通常情况下只有纯培养物才能提供可以重复的结果,纯培养技术是进行微生物学研究的基础！,10,.,纯种微生物的分离方法,稀释倒平板法涂布平板法平板划线分离法稀释摇管法,用固体培养基分离纯培养,11,.,稀释倒平板法,稀释：先将待分离的材料用无菌水作一系列的稀释（如1:10、1:100、1:1,000、1:10,000.）；倒平板：然后分别取不同稀释液少许，与已熔化并冷却至50左右的琼脂培养基混匀后，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂凝固后，制成可能含菌的琼脂平板；培养：保温培养一定时间即可出现菌落。随后挑取该单个菌落，或重复以上操作数次，便可得到纯培养。操作较麻烦，对好氧菌、热敏感菌效果不好。,用固体培养基分离纯培养,12,.,用固体培养基分离纯培养,13,.,2.涂布平板法,用固体培养基分离纯培养,稀释倒平板法因为细菌与50培养基混合导致某些热敏感菌死亡，及好氧菌埋在培养基中缺乏氧气影响生长，所以更常用涂布平板法。,先将已熔化的培养基倒入无菌平皿，制成无菌平板；将一定量的某一稀释度的样品悬液滴加在平板表面，再用无菌玻璃涂棒将菌液均匀分散至整个平板表面；经培养后挑取单个菌落；使用较多的常规方法，但有时涂布不均匀。,14,.,用固体培养基分离纯培养,15,.,3.平板划线法,用固体培养基分离纯培养,接种环沾取少许微生物，在无菌平板扇形、平行等划线，随划线次数增加而分散开，得到单菌落。,平板划线分离,16,.,4.稀释摇管法(dilutionshakeculturemethod）,用固体培养基分离纯培养,厌氧微生物可用此法进行纯培养分离。操作：盛培养基试管加热融化，冷却至50，待分离材料用这些试管梯度稀释，摇匀，冷凝，石蜡封口,.,17,二元培养物,纯培养物：只含有一种微生物的培养物叫做纯培养物。混合培养物：含有两种以上微生物的培养物叫做混合培养物。二元培养物:培养物只含两种微生物，并有意识保持两者之间的特定关系的培养物为二元培养物。例如寄生于细菌细胞内的病毒与细菌一起培养。对于病毒来说，二元培养物是在实验室控制条件下可能达到的最接近于纯培养的培养方法。,18,.,微生物个体微小的特点也决定了显微技术是进行微生物研究的另一项重要技术，因为绝大多数微生物的个体形态及其内部结构只能通过显微镜才能进行观察和研究。,微生物的基本特点：,小,.,19,.,20,微生物,（病毒）,古生菌(Archaea)细菌(Bacteria),真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等,非细胞型,细胞型,原核微生物,真核微生物(Eukarya),又称真细菌(Eubacteria),包括:普通细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等,古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。,.,22,第三章微生物细胞的结构与功能,第一节原核微生物：细菌、古细菌细胞的结构一、细胞壁二、细胞壁以内的构造-原生质体1.细胞质膜;2.细胞质和内含物；3.核区;4.特殊的休眠构造-芽孢三、细胞壁以外的构造1.糖被;2.鞭毛;3.菌毛和性毛第二节真核微生物,23,.,细胞的结构,一般构造：一般细菌都有的构造,特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造,24,.,革兰氏阳性菌的肽聚糖结构,.,25,革兰氏染色法,初染：先用结晶紫染液染色；媒染：再加媒染剂-碘液处理，使菌体着色；脱色：然后用乙醇脱色；复染：最后用复染液(沙黄或番红)复染。显微镜下菌体呈红色者为革兰氏染色阴性细菌(常以G-表示)，呈深紫色者为革兰氏染色阳性反应细菌(常以G+表示)。,.,26,细菌通过结晶紫初染和碘液媒染之后，在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物（CVI）。革兰氏阳性菌由于细胞壁厚，肽聚糖的含量高，网状结构层次多和交联致密，网孔小。故用乙醇（或丙酮）作脱色处理时，乙醇使细胞壁脱水，肽聚糖的网孔变得更小，透性降低。不含类脂，用乙醇处理也不会溶出缝隙，因此，乙醇不能透过细胞壁而把结晶紫碘复合染料抽提出来；因此，乙醇不能进入细胞去脱色，故用番红复染时仍为紫色。（实际是紫色加红色）G细胞壁，由于肽聚糖含量小，网孔大，又由于被乙醇脱水（脂）后，网孔进一步增大，所以在脱色时，结晶紫和碘的复合物被有机溶剂所提取，故只能显示后来的沙黄番红的颜色。,革兰氏染色机理,27,.,实验室或宿主体内形成,在自然界长期进化中形成支原体,缺壁突变-L型细菌,人工去壁,基本去尽-原生质体（G+）部分去除-球状体（G-）,缺壁细菌,缺壁细菌,28,.,真核微生物（Eukaryotes）,酵母菌（单细胞真菌）霉菌（丝状真菌）蕈菌（大型真菌）,真菌显微藻类原生动物,真核微生物,29,.,酵母菌细胞壁结构,酵母菌细胞壁的厚度为2570nm，重量约占细胞干重的25%，主要成分为甘露聚糖、蛋白质、葡聚糖和少量几丁质、少量脂质。它们在细胞壁上自外至内的分布次序是甘露聚糖、蛋白质、葡聚糖。,葡糖酸酶甘露聚糖酶蔗糖酶碱性磷酸酶酯酶,赋予其机械强度的主要成分,30,.,鞭毛与纤毛,1、鞭毛与纤毛：有些真核微生物细胞表面长有或长（长者叫鞭毛）或短（短的叫纤毛）的毛发状细胞器，具有运动功能。2、鞭毛与纤毛的构造：由鞭杆、基体和过渡区组成。鞭杆“92”型，2为中央微管，9为微管二联体，外包CM。微管二联体：AB两条中空亚纤维组成，A是完全微管，13个微管蛋白亚基组成，B是10个，与A共用3个亚基。A上伸出两条动力蛋白臂，可为Ca2+、Mg2+激活的ATP水解酶水解ATP供运动。基体是“90”，9个三联体，中间没有微管和鞘。,31,微生物的特点：,食谱广、胃口大,营养物质:那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。,营养：微生物获得和利用营养物质的过程,营养物质是微生物生存的物质基础,而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。,.,32,第一节微生物的营养要求,微生物们需要吃什么？,第三节营养物质进入细胞,微生物们是怎样吃东西的?,第二节培养基,如何给微生物们做饭?,第四章微生物的营养,.,33,微生物生长所需要的营养物质主要是以有机物和无机物的形式提供的，小部分由气体物质供给。微生物的营养物质按其在机体中的生理作用可区分为：碳源、氮源、无机盐、生长因子和水5大类。,营养物质及其生理功能,第一节微生物的营养要求,.,34,表4-8微生物的营养类型(),第一节微生物的营养要求,.,35,表4-9微生物的营养类型(),第一节微生物的营养要求,.,36,按物理状态不同划分,.,37,按用途不同划分,基础培养基,鉴别培养基,含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基,用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基,用于鉴别不同类型微生物的培养基,选择培养基,在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基，增加所要分离的微生物量，成为优势菌。,微生物产生某种代谢产物，与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征变化,牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基,加富培养基,特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等,在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长,EMB培养基,.,38,营养物质进入细胞,一、扩散(diffusion)二、促进扩散(facilitateddiffusion)三、主动运输(activetransport)基团转位四、膜泡运输(memberanevesicletransport）,.,39,第五章微生物的代谢,第一节微生物产能代谢第二节耗能代谢第三节微生物代谢的调节第四节微生物次级代谢与次级代谢产物,.,40,糖酵解,糖酵解：生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程。主要分为四种途径：EMP途径、HM途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。,.,41,丙酮酸代谢的多样性在无氧条件下，不同的微生物分解丙酮酸后会积累不同的代谢产物。,酵母的三型发酵:乙醇、甘油、甘油+乙醇+乙酸细菌的乙醇发酵、乳酸发酵细菌的混合酸发酵：乙酸、乳酸、丙酸,.,42,呼吸作用：微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。有氧呼吸是以分子氧作为最终电子受体。无氧呼吸是以氧化型化合物作为最终电子受体。呼吸作用和发酵作用的区别：电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量再交给最终电子受体。,呼吸作用,.,43,能量转换,底物水平磷酸化氧化磷酸化光合磷酸化,.,44,第六章微生物的生长繁殖及其控制,第一节细菌的个体生长第二节细菌的群体生长繁殖第三节真菌的生长与繁殖第四节环境对生长的影响及生长的测定第五节微生物生长繁殖的控制,45,.,.,46,细菌的群体生长繁殖,个体生长中，细菌分裂繁殖一代所需时间称代时，以G表示；群体生长里，细菌数量增加一倍所需时间称倍增时间。G=t-t0Nt=2N0lnNt-lnN0（t1t0),生长的数学模型,.,47,细菌的群体生长繁殖,也可以先求出细菌繁殖的世代数n，然后再求代时G；,生长的数学模型,.,48,第四节环境对生长的影响及生长的测定,微生物生长的测定1.计数法（1）直接计数法（2）间接计数法（3）其他计数法2.重量法3.生理指标法,.,49,第五节微生物生长繁殖的控制,一、控制微生物的化学物质抗微生物剂抗代谢剂抗生素（耐药性及其对策）二、控制微生物的物理因素高温灭菌：十倍减少时间辐射作用过滤除菌高渗作用干燥超声波,.,50,各种抗微生物化学制剂杀菌能力的比较标准：,石炭酸系数：指在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度和达到同效的石炭酸的最高稀释度的比率。一般规定处理时间为10分钟，而供试菌定为Salmonellatyphi（伤寒沙门氏菌）。,在临床上最早使用的消毒剂-石炭酸,.,51,第七章病毒,第一节概述第二节病毒学研究的基本方法第三节毒粒的性质第四节病毒的复制第五节病毒的非增殖性感染第六节病毒与宿主的相互作用第七节亚病毒因子第八节病毒举例,.,52,毒粒的形态结构,毒粒的壳体结构壳体或衣壳（capsid）：包围着病毒核酸的蛋白质外壳，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒毒粒的基本结构。,壳体结构类型,螺旋对称壳体二十面体对称壳体双对称结构（复合结构）,.,53,毒粒的化学组成,毒粒（化学组成）,核酸蛋白质脂类糖类,基本化学组成,病毒颗粒在化学上表现为核蛋白,.,54,病毒的复制,病毒的特点：,严格细胞内寄生物，只能在活细胞内繁殖。,毒粒,宿主细胞,有繁殖性的病毒基因组,具有感染性的毒粒消失,病毒基因组复制、表达,病毒核酸和蛋白质,装配形成具有感染性的毒粒,释放至细胞外,原料；能量；生物合成场所；,.,55,取培养物直接测定病毒数量,将培养物过滤去细胞后测定病毒数量,将细胞裂解后测定病毒的数量。前期可将培养物先离心去上清以消除未吸附病毒的影响。,裂解量:每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。其值等于潜伏期受染细胞的数目除以稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。,潜伏期、裂解期、平稳期,.,56,复制周期（replicativecircle）或称复制循环自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程。吸附；侵入；脱壳；病毒大分子的合成，包括病毒基因组的表达与复制；装配与释放；,病毒的复制周期,.,57,第八章微生物遗传,第一节遗传的物质基础第二节微生物的基因组结构第三节质粒和转座因子第四节基因突变及修复第五节细菌基因转移和重组第六节真核微生物的遗传学特性第七节微生物育种,.,58,第一节遗传的物质基础,证明核酸是遗传物质基础的三个经典实验一、DNA作为遗传物质（2个）（一）经典转化实验（transformation）：F.Griffith，（二）噬菌体感染实验二、RNA作为遗传物质(1个)（三）植物病毒的重建实验三、朊病毒的发现与思考,.,59,第二节微生物的基因组结构,一、概念,基因组（genome）:一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称。,原核生物(如细菌)，多为单倍体(在一般情况下只有一条染色体)真核微生物，多条染色体，例如啤酒酵母有16条染色体。有时为双倍体。,.,60,二、微生物与人类基因组计划,人类基因组计划(HumanGenomeProject),1985年提出；1990年正式开始实施；2003年完成基因组测序；,后基因组时代（PostgenomeEra）,第二节微生物的基因组结构,.,61,1）染色体为双链环状的DNA分子（单倍体）；2）基因组上遗传信息具有连续性；基因数基本接近由它的基因组大小所估计的基因数一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。3）功能相关的结构基因组成操纵子结构；4）结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝；5）基因组的重复序列少而短；个别细菌(鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌)和古生菌的rRNA和tRNA中也发现有内含子或间插序列,第二节微生物的基因组结构,三、微生物基因组结构的特点,1、原核生物(细菌、古生菌)的基因组,操纵子(operon):功能相关的几个基因前后相连,再加上一个共同的调节基因和一组共同的控制位点（启动子、操作子等）在基因转录时协同动作。,优点：短时间内大量合成核糖体。,.,62,三、微生物基因组结构的特点,2、真核微生物（啤酒酵母）的基因组,1）典型的真核染色体结构；1997年完成测序，大小为13.5106bp，分布在16条染色体中。,2）没有明显的操纵子结构；,3）有间隔区（即非编码区）和内含子序列；,4）重复序列多；,第二节微生物的基因组结构,.,63,第三节质粒和转座因子,质粒（plasmid）：,一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。,转座因子（transposableelement）：,位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。,质粒和转座因子是细胞中除染色体以外的另外二类遗传因子,.,64,第四节基因突变及修复,一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变。,基因突变:,基因突变,狭义：点突变广义：点突变和染色体畸变,.,65,第五节细菌基因转移和重组,微生物进行的水平方向的基因转移，并通过重组以适应环境。一、细菌的接合作用二、细菌的转导三、细菌的遗传转化四、基因定位和基因测序,证实接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实验(BernardDavis,1950),参见p225,机制,(大肠杆菌的接合机制),接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导,F因子的分子量通常为5107，上面有编码细菌产生性菌毛（sexpili）及控制接合过程进行的20多个基因。,含有F因子的细胞：“雄性”菌株（F+），其细胞表面有性菌毛,不含F因子的细胞：“雌性”菌株（F-），细胞表面没有性菌毛,F因子的四种细胞形式,a）F-菌株：不含F因子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收F因子而变成雄性菌株（F+）；,b）F+菌株：F因子独立存在，细胞表面有性菌毛。,c）Hfr菌株：F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。,d）F菌株：Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F因子。细胞表面同样有性菌毛。,.,69,二、细菌的转导（transduction）,由病毒介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式：一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。通过交换和整合，使后者获得前者部分遗传性状。能将一个细菌宿主的部分染色体或质粒DNA带到另一个细菌的噬菌体称为转导噬菌体。,细菌转导的二种类型：,普遍性转导,局限性转导,.,70,三、细菌的遗传转化（genetictransformation）,定义：同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水平方向的基因转移过程。,自然遗传转化（naturalgenetictransformation）,人工转化（artificialtransformation）,感受态细胞：具有摄取外源DNA能力的细胞（competentcell）,71,.,接合(conjugation)：,细胞与细胞的直接接触（由F因子介导）,转导(transduction)：,由噬菌体介导,自然遗传转化(naturalgenetictransformation)：,游离DNA分子+感受态细胞,.,72,原核生物三种基因重组方式的比较接合过程转导转化,.,73,请设计一个实验来决定在一种特定的细菌中发生的遗传转移过程是转化、转导还是接合?说明每一种的预期结果。设想有下列条件和材料可以利用：(1)合适的突变株和选择培养基；(2)DNase（一种降解裸露DNA分子的酶）；(3)二种滤板：一种能够持留细菌和细菌病毒，但不能持留游离的DNA分子；另一种滤板只能持留细菌；(4)一种可以插入滤板使其分隔成二个空间的玻璃容器。,思考,.,74,第九章原核基因表达的调控,基因表达是遗传信息表现为生物性状的过程，这一过程是通过基因产物的生物学功能来完成的。微生物新陈代谢过程中，酶是必不可少的，是主要的基因产物；微生物在长期的进化中，已经形成了两种主要的代谢调节方式，即酶活性的调节和酶量的调节。,.,75,基因表达调控,基因表达调控在两个水平上体现：转录水平上的调控(transcriptionalregulation);转录后水平上的调控(post-transcriptionalregulation);,.,76,原核生物,乳糖操纵子的结构诱导型操纵子PRNA聚合酶结合的DNA序列-10区TATAAT和-35区TTGACA,强启动子O-结合阻遏物,是RNA酶能否通过的开关,.,77,.,78,操纵子的转录调控实例,（一）乳糖操纵子-负控诱导系统乳糖操纵子的功能实际上是在正、负两个相互独立的调控体系作用下实现的（二）色氨酸操纵子-负控阻遏系统,.,79,第十章微生物与基因工程,三项重要技术为基因工程奠定了基础:1967-1970年R.Yuan和H.O.Smith等发现的限制性核酸内切酶为基因工程提供了有力的工具；1972年Berg等将SV-40病毒DNA与噬菌体P22DNA在体外重组成功；1973年Cohen和Boyer第一次将重组体DNA转化大肠杆菌，实现了DNA的分子克隆;1977年Boyer等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的基因重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽；1975-1977年Sanger、Maxam和Gilbert先后发明了三种DNA序列的快速测定法；90年代全自动核酸序列测定仪的问世；,基因工程的基本过程,切,接,转,增,检,表,.,81,第二节基因工程的基本条件,用于基因克隆的载体用于核酸操作的工具酶用于基因转移的受体菌或细胞,.,82,限制性核酸内切酶,一把特殊的剪刀限制性内切酶的发现阿尔伯(Arber)、史密斯(Smith)和内森斯(Nathans)，获1978年诺贝尔生理学和医学奖,.,83,限制性核酸内切酶的类型,.,84,第一个字母取自产生该酶的细菌属名，用大写；第二、第三个字母是该细菌的种名，用小写；第四个字母代表株；用罗马数字表示发现的先后次序。,命名,Hind,Haemophilusinfluenzaed株流感嗜血杆菌d株的第三种酶,限制性核酸内切酶,.,85,第十一章微生物的生态,生态学：研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。,各种环境中的微生物的种类、分布；,微生物和其它生物的关系；,微生物与物质循环；,.,86,第一节微生物在生态系统中的作用,一、微生物在生态系统中的作用生态系统(ecosystem)：在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环、能量流动和信息流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。一个池塘，一片森林等。,.,87,第二节环境中的微生物,微生物的特点：,个体微小、,代谢营养类型多样，,适应能力强,微生物在自然界中分布广泛,微生物的分布,生境的特征,微生物的分布是生境各种物理、化学、生物因素对微生物的限制、选择的结果。,在某些生境中，高度专一性的微生物存在并仅限于这种生境中，并成为特定生境的标志。,种群间的相互作用,.,88,第三节人体微生物及病原微生物的传播,二、病原微生物的传播通过水体传播（直接饮用、接触、吸入）通过食物传播；通过土壤传播；通过空气传播；,.,89,第四节微生物与环境保护,一、微生物对污染物的降解与转化二、重金属的转化三、污染介质的微生物处理四、污染环境的生物修复五、环境污染的微生物监测,.,90,二、重金属的转化,汞：精神状态改变是汞中毒的一大症状。脉搏加快，肌肉颤动，口腔和消化系统病变。汞的微生物转化主要包括3个方面无机汞(Hg2)的甲基化无机汞(Hg2)还原成Hg0甲基汞和其他有机汞化合物裂解并还原成Hg0铅：神经系统(神经衰弱、手足麻木)、消化系统(消化不良、腹部绞痛)、血液中毒和其他的病变。,.,91,第十二章微生物的进化、系统发育和分类鉴定,.,92,进化(evolution)：生物与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间发生一系列不可逆的改变，在大多数情况下，导致生物表型改变和对生存环境的相对适应。,今天仍生存在地球上的生物种类，彼此之间都有或远或近的历史渊源。,最原始的生命,漫长的进化历程,千姿百态的生物种类,.,93,生物分类的二种基本原则：,a）根据表型(phenetic)特征的相似程度分群归类，这种表型分类重在应用，不涉及生物进化或不以反映生物亲缘关系为目标；,b）按照生物系统发育相关性水平来分群归类，其目标是探寻各种生物之间的进化关系，建立反映生物系统发育的分类系统。,从进化论诞生以来，已经成生物学家普遍接受的分类原则,生物系统学(systematics),.,94,分子计时器(molecularchronometers),进化钟(evolutionaryclock),第一节进化的测量指征,20世纪70年代以后研究为生物的系统发育，主要是分析和比较生物大分子的结构特征，特别是蛋白质、RNA和DNA这些反映生物基因组特征的分子序列，作为判断各类微生物乃至所有生物进化关系的主要指征。,.,95,.,96,rRNA的顺序和进化,rRNA序列测定和分析方法分两类：寡核苷酸编目法和全序列分析法。1.寡核苷酸编目分析法20世纪80年代以前的研究，主要是采用寡核苷酸编目分析法。如果相似性系数（SAB）等于1，说明所比较的两菌株rRNA序列相同，若SAB值小于0.1，则表明两菌株亲缘关系很远。伍斯用寡核苷酸序列编目分析法对微生物的16SrRNA序列进行比较后，提出将生物分成三界（域）：古细菌、真细菌和真核生物。,.,97,rRNA的顺序和进化,2.全序列分析法寡核苷酸编目分析法，只获得了16SrRNA分子的大约30%的序列资料，加上采用的是一种简单相似性的计算方法，所以其结果有可能出现误差，应用上受到一定限制。随着核算序列分析技术的发展，20世纪80年代末又陆续发展了一些rRN