第10章微生物的进化、系统发育和分类鉴定
重点、难点剖析
学习本章的目的是：①掌握有关微生物分类学的一些基本概念，了解分类学目前的整体发展水平；②认识生物大分子被用作系统发育研究的原理，rRNA，尤其是16(18)SrRNA 被挑选作为主要研究对象的原因；③掌握分类命名的基本常识，认识分类鉴定特征的分类学意义，了解分类鉴定方法的发展；④了解“伯杰氏手册”的分类概况，重点是知道运用包括“手册”在内的分类学资料，选择适当的特征测定方法进行微生物分类鉴定。
1．rRNA序列与微生物系统发育、系统树及三域理论的提出。仅仅根据表型特征来推测微生物的进化谱系和进行系统分类其结果往往是不够准确的。在当代，主要是通过分析和比较微生物大分子的一级结构特征，即比较蛋白质、RNA或DNA的分子序列特征作为判断微生物进化谱系和进行系统分类的主要特征。通过比较大分子序列进行谱系分析的理论基础是：这些大分子序列进化变化的显著特点是进化速度相对恒定。这就意味着，分子序列进化的改变量(氨基酸或核苷酸的替换数或替换百分率)与分子进化的时间成比例。因此，我们就可以通过比较不同类群生物大分子序列的改变量来确定它们系统发育相关性或进化距离。
目前，把rRNA特别是16(18)SrRNA作为微生物系统发育研究的主要对象，主要是因为：①它普遍存在于各类原核和真核生物中，在生物进化历程中，其功能重要而稳定，而且在分子中存在高度保守序列区域又有中度保守和高度变化的序列区域，这样就有利于对亲缘关系远近不同的各类生物进行比较；②相对分子质量大小适中，这样在技术上既便于序列测定也有利于序列资料的比较分析。
目前，主要用全序列分析法测序，取得原始的序列资料，然后用计算机进行排序，使所比较的分子序列同源位点一一对应，并两两进行比较，统计两序列同源位点之间碱基的异(不匹配)同(匹配)数值。通常用相似性系数或表示距离的数值来表示微生物之间亲缘关系的远近，还可以通过寻找印迹序列来进行分类鉴定。构建系统树是系统学的重要任务。伍斯等根据16(18)SrRNA序列比较所绘制的、涵盖所有生物各大门类的“全生命”系统树，是近年这一领域有影响的重要成果。我们应看懂这个图，但不能认为这就是最后结论，一方面它只是根据对一些代表生物的研究提出的，随着研究的进一步扩展和深入，还会进一步修改；另方面，也许生物的系统发生比目前我们所认识的要复杂得多。
三域理论是伍斯通过16(18)SrRNA序列比较提出的，随后其他方面的研究也在一定程度上支持了这一理论，目前已得到较广泛的认同。将古生菌与细菌分开单独作为一域，除了因为它们的16SrRNA缺乏作为细菌特征的那些序列外，它们还具有下列突出特征区别于细菌：①细胞壁无胞壁酸；②有醚键分支链的膜脂；③tRNA的T或TΨС臂没有胸腺嘧啶；④特殊的RNA聚合酶；⑤核糖体的组成和形状也不同。古生菌具有与细菌和真核生物相似的特征又具有显著区别的特征。因而认为，在生物进化的历史中，它们是根源深远的一支进化主干。
2. 菌株、种及命名模式。在涉及微生物菌种的工作中，操作实体不是“种”而是菌株。同一种不同菌株的某些生物学性状(其中有的性状可能对生产或研究十分重要)往往有重要区别。所以，我们不仅仅要注意种名，还应注意菌株名称。种作为分类的基本单元是应用极其广泛的概念，对于缺乏有性生殖的细菌(原核生物)，其物种的定义不能用高等生物所用的“生殖隔离”的标准来界定。种的学名用双名法命名，即由：属名+种名加词两部分构成，这就决定了任何一个种在系统分类中一定归属于某一个属。亚种名为三元式组合，由种的学
名加上亚种名加词构成。按命名法规，要求每一个种都应指定一个菌株为“模式菌株”，所以，最初被鉴定为该种的菌株通常就被指定为该种的模式菌株，后来可能有许多菌株经鉴定属于这个种，用同一种名。因此，“模式菌株’’并不一定是该种中最典型、最有代表性的菌株。属内指定模式种也有类似情况。
3．“伯杰氏手册”是目前对细菌进行全面分类最权威的文献。《伯杰氏鉴定细菌学手册》(Bergey‘s Manual of Determinative Bacteriology)自1923年第一版问世以后，1974年出到第八版(有中译本)，1984--1989年间陆续发行新版本，并把书名改为《伯杰氏系统细菌学手册》(Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology)第一版，分4卷出版。1994年又将“系统手册”第一版4卷中有关属以上分类单元的分类鉴定资料经少量修改补充后汇集成一册，仍用原书名出版，故又称《伯杰氏鉴定细菌学手册》第九版，其出版宗旨是供鉴定细菌用。该书最新版本——《伯杰氏系统细菌学手册》(以下简称“系统手册”)第二版分5卷将陆续出版。
“系统手册”第一版将细菌33组，在4卷中的安排是：
第一卷1~11组，包括一般的、医学、工农业上重要的革兰氏阴性细菌。
第二卷12-17组，包括放线菌以外的革兰氏阳性细菌。
第三卷18-25组，包括光合细菌、蓝细菌、古细菌及其他革兰氏阴性细菌。
第四卷26—33组，包括能形成菌丝体的放线菌。
“系统手册”第二版与其第一版比较，最大的变化是在很大程度上根据系统发育资料而不是表型特征对分类单元进行了相当大的调整，它将细菌分成两个域共25门39纲，纲以下通常也都进行了系统分类。其分类在5卷中的安排如下：
第一卷古生菌、蓝细菌、光合细菌以及最早分支的细菌。
第二卷变形杆菌(包括形态及生理学特征极其多样的革兰氏阴性细菌)
第三卷低G+c含量(50mol甲。以下)的革兰氏阳性细菌。
第四卷高G+c含量(50mo1％以上)的革兰氏阳性细菌(包括放线菌及相关的革兰氏阳性细菌)。
第五卷浮霉状菌、螺旋体、丝杆菌、拟杆菌和衣原体等(属革兰氏阴性细菌)。
请注意各大类群细菌的分类在“系统手册”中的安排，以便在需要时查阅。
4．分类鉴定的特征及技术方法。微生物分类鉴定特征可分两大类：表型特征及遗传型特征，应了解这些特征及相关的测定方法，明确其分类学意义。
(1)传统分类鉴定常用的表型特征及抗原特征。
形态学作为鉴定
特征个体形态特征：形状、大小、排列、特殊细胞结构及内含物和表型分
类的主要
依据，也
生理需O2性，对温度、PH、盐浓度的适应性，对抗菌剂敏感性作为系统
生化特殊的代谢产物分类的参
特征产生某些酶，如氧化酶、过氧化氢酶等考特征
抗原特征——血清学反应，主要用于种内血清型的划分，在医学上有重要意义。对噬菌体敏感性——噬菌体裂解试验，主要用于种内噬菌体分型，鉴定中应用相对较少。
(2)现代分类鉴定常用的遗传型特征见表12—1。
表12—1 现代分类学鉴定常用的遗传型特征
现代微生物快速鉴定技术的发展，除了在有关章节介绍的微生物学及现代免疫学分析鉴定技术外，较突出的还有3个方面：一是微量多项试验鉴定系统，实际上这是经过加工并商品化生产销售的各种简易微量生理生化试验系统，其优点主要是简便、经济，不需复杂、昂贵的实验设备和技术条件，在目前有推广价值二是利用现代仪器设备或专门设计制造的仪器进行微生物鉴定或检测，这些仪器应用的原本原理都是根据微生物以下3个方面或其中的某一方面的特征：①不同类群有不同的细胞化学结构和组成；②不同类群有不同的代谢过程和代谢产物；③不同类群对生活环境产生不同的影响。现代仪器设备虽然可能具有快建准确、自动化等优点，但通常技术要求高，价格昂贵，目前难以普及；三是计算机技术在微生物分类鉴定中的应用。这方面除了用于数值分类之外，它对于大量分类鉴定资料的贮存、分析处理和自动输出等方面发挥了巨大的作用，这也使分类和鉴定检索过程实现自动化成为可能。但是计算机不能代替人工进行特征测定取得原始资料的操作过程。
几种微生物快速检测仪的原理和主要用途见表12—2。
表12-2 现代分类鉴定常用的遗传型特征
主要参考书目
1．卢振祖．细菌分类学．武汉：武汉大学出版社，1994．1-74，324~339 2．Prescott L M，Harley J P，Klein D A．微生物学．第5版．中文版．沈萍，彭珍荣主译．北京：高等教育出版社，2003．428-455，A29-43
3. 张昀．生物进化．北京：北京大学出版社，1998．142~154，207-227
第12章微生物的进化、系统发育和分类鉴定 149
4，Modigan M T，Martinko J M，ParkerJ．Brock Biology Of Microorganism．10th ed．Englewood Cliffs：Prentice Hall，2003．322~350
(卢振祖)
第十一章微生物的分类习题 一、填空题 1、以进化论为指导思想的分类学，其目的已不仅是物种的识别和归类，而主要是通过分类追溯系统发生，推断进化谱系，这样的分类学也称。（生物系统学） 2、大量资料表明：功能重要的大分子或功能重要的大分子区域比功能不重要的分子或分子区域进化变化的。（速率低） 3、微量多项试验鉴定系统，实际上是一类专门设计制作的特征检测卡。（生理生化） 4、《伯杰氏系统细菌学手册》第一版分卷出版，它将原核生物分成组。（4、 33） 5、微生物种的学名由和两部分构成。（属名种名加词） 6、分类学的内容涉及3个互相依存又有区别的组成部分，即、命名和。（分类，鉴定） 7、如果相似性系数（S ）等于1，说明所比较的两菌株rRNA序列， AB 值小于0.1，则表明两菌株亲缘关系。（相同，很远） 若S AB 8、API/ATB是微量多项试验鉴定系统，它包括众多的，共计有几百种生理生化反应，可鉴定几乎所有常见的。（鉴定系统，细菌）9、微孔滤膜菌落计数板是一种可携带的检测水中大肠菌数的大肠菌测试卡，因可以放在人体内衣口袋中培养，而适于工作和使用。（野外，家庭） 10、伍斯用寡核苷酸序列编目分析法对微生物的16S?rRNA序列进行比较后，提出将生物分成三界（域）：、、和。（古细菌真细菌真核生物） 11、伍斯为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界（域）改称为：、、和。并构建了三界（域）生物的系统树。（细菌古细菌真核生物） 二、选择题 1、《伯杰氏系统细菌学手册》第二版把葡萄球菌属和微球菌属分别放在不同的门中，最可能的原因是（ 4 ）。 （1）生理生化特征不同（2）DNA—DNA杂交同源性不同
第十章传染与免疫 1简述宿主对病原菌的防御机制。 答：机体对侵入体内的病原微生物有固有免疫和适应性免疫两种应答方式。病原微生物感染与宿主的免疫状态密切相关，免疫力完全正常的宿主，固有性免疫应答足以将抵达病原微生物清除；而当感染趋向于慢性，或者宿主曾经被致敏，则适应性免疫应答迅速启动。 1.固有性免疫应答模式识别受体固有性免疫应答起始于免疫细胞表面模式识别受体对病原微生物的识别，通过分泌或膜结合受体对微生物进行识别是固有免疫系统的一个重要功能。识别微生物后，固有免疫系统释放杀微生物分子、细胞因子、趋化因子等。吞噬细胞通过膜表面多种受体与病原微生物结合来实现吞噬作用。宿主对真菌的免疫反应依赖于几类激发信号级联反应的跨膜受体。识别这些菌体可促进机体的保护性应答反应，包括对真菌的摄取及杀伤(通过呼吸爆发介导)，以及产生大量的细胞因子和趋化因子包括肿瘤坏死因子、白细胞介素1、白细胞介素6以及粒细胞一单核细胞集落刺激因子等。巨噬细胞许多研究表明，吞噬细胞的数量和功能的下降，是导致宿主对烟曲霉易感的主要因素。吞噬细胞在保护宿主免受烟曲霉感染方面起着重要作用。巨噬细胞作为吞噬细胞系统的一部分，构成了机体抵抗病原微生物侵袭的第一道防线。 2.在固有性免疫机能完好的情况下，T细胞抵抗病原微生物感染的作用是可以忽略的，只有在固有性免疫受损的宿主，适应性免疫应答的重要性才得以体现。目前，对两种类型细胞因子的调节研究较深入，Thl型细胞因子的产生伴随着细胞免疫为主的反应，Th2型细胞因子的产生则有助于以抗体为主的体液免疫。总的来说，抗真菌反应以细胞免疫为主，Thl型有利于对真菌感染的免疫防护。研究中发现，Th2型细胞因子，机体对病原微生物越不易感。对于Thl类细胞引起的保护性免疫反应的机制，目前有一个共识，即在识别病原微生物抗原之后，T细胞活化引起大量细胞因子的释放，增强巨噬细胞和中性粒细胞的杀伤功能。当病原微生物与T细胞、抗原呈递细胞、中性粒细胞共孵育时，对菌丝的杀伤要明显强于T细胞缺席时的效果。 2决定传染结局的三因素是什么？简述三者的相互关系。 答：1 传染源，传播途径，易感人群； 2 传染源是作为传播的起点，没有传染源，就不会有传染病发生； 3 传播途径是病原体传播的媒介，没有这个媒介病原体就不会在传染源和健康人群中传播，比如通过血液传播，消化道传播、呼吸道传播等等。 关系：病原体和宿主免疫力是决定传染结局的关键因素。当病原体致病性弱、宿主的免疫力强时往往导致隐性传染；当病原体致病性强、宿主的免疫力弱时，往往导致显性传染。环境因素在传染中起着间接作用，良好的环境因素有助于增强宿主的免疫力，也有利于限制或切断病原体的传播，因而可以防止传染病的发生；不利的环境因素则导致与其相反的结果。
第十章微生物的分类与鉴定 一、选择题 1.真菌的分类单元-门的词尾为（A ） 2.A、–mycota B、–mycetes C、–mycotina D、-mycetidae 3.下列传统分类指标中始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据的是（A ） 4.A、形态学特征 B、生理特征 C、生态学特征 D、分子生物学特征 5.下列拉丁文哪个书写格式正确（ C ） 6.A、Fusarium oxysporium B、Aspergillus japonicus Saito 7. C、Bacillus amyloliquefaciens D、Clostridium Kluyveri 8.1978年，根据16S rRNA和18S rRNA的碱基序列将生物分为“三域”的科 学家是（D ） 9.A、Ainsworth B、Bergey C、Leedale D、Woese 10.1995年，Ainsworth分类系统把菌物列入真核生物域，将其分为3个界， 下面哪项不属于其中（ D ） 11.A、原生动物界 B、假菌界 C、真菌界 D、菌物界 12.有关菌株的说法，下列哪项说法不对（ B ） 13.A、菌株强调的是遗传型纯的谱系 B、菌株的名称不可随意确定 14.C、菌株与克隆相同，为一个物种内遗传多态性的客观反映 15.D、菌株实际上是某一微生物达到遗传型纯的标志， 二、是非题 1．微生物的种是微生物分类的基本单元，但是目前还没有一个公认的、明确的定义。（√） 2．两个微生物菌株具有相同G+C含量表明它们之间的亲缘关系一定很相近。（×）
3．亚种是进一步细分种时所用的单元，一般指除某一明显而稳定的特征外，其余鉴定特征都与模式种相同的种，其命名方法按“三名法”处 理。（√） 4．变种是亚种的同义词，在《国际细菌命名法规》中不主张使用。（√）5．在微生物分类中，DNA（G+C）mol%的比较只能做否定判断。（√）6．微生物DNA之间的同源性越高，说明它们之间亲缘关系就越近，反之亦然。（×） 7．菌株是一个物种内遗传多态性的客观反应，是遗传型纯的谱系，其名称可以随意确定。（√） 8．模式菌株是一个种的具体活标本。（√） 9．据科学家1992年估计，地球上生存的菌物约有150万种。（√）10．微生物自动化鉴定技术一般都是利用微生物的生理生化反应特性而设计的。（√） 11．细菌分子鉴定常用16S rRNA序列分析，而真菌分子鉴定常用ITS序列分析。（√） 12．所谓“模式菌株”通常是指一个细菌的种内最具代表性的菌株。（×）13．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，加上测定生理生化特征比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。（√） 14．现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料，都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。（×） 15．DNA-DNA杂交主要用于种、属水平上的分类研究，而进行亲缘关系更远(属以上等级)分类单元的比较，则需进行DNA-rRNA杂交。（√）
《微生物学》复习题 第十章微生物的分类和鉴定 1、名词解释 1 系统发育树： 2 培养物： 3 菌株： 4 种： 6 属： 7 数值分类法： 8 模式（或典型）菌株： 9 DNA（G+C）mol%值： 10 三域学说： 二、是非题 1、“大肠埃希氏菌”才是俗称“大肠杆菌”的学名。（） 2、所谓“模式菌株”通常是指一个细菌的种内了具代表的菌株。（ ） 3、两种细菌的G+C含量相近，说明它们亲缘关系近，反之，G+C含量差别大说明它们亲缘关系远。（） 4、DNA-DNA杂交主要用于种、属水平上的分类研究，而进行亲缘关系更远（属以上等级）分类单元的比较，则需进行DNA-rRNA杂交。 （） 5、数值分类由于采用了先进的计算想技术，减少了大量的特征测定的实验操作，所以它是比较科学的现代微生物系统分类方法。 （） 6、“吹口气查胃病”的原理是：幽门螺杆菌具有人体不具有的尿素酶，受检者口服13C标记的尿素，如有该菌感染，则尿素被尿素酶分解生成NH3和13CO2，用质谱仪能快速灵敏地测出受检者呼气中13CO2的量，准
确地鉴定是否被幽门螺杆菌感染。（） 7、亚种名为三元式组合，即由科名、属名加词和亚种名加词构成。 8、现代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，加上测定生理生化特征比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仍然是有意义的。 9、蛋白质氨基酸顺序的进化速率大体上是恒定的，但功能不同的蛋白质常以不同的速率进化。功能重要的分子序列或序列区域往往进化变化速率高。 10．目前种是生物分类中最小的分类单元和分类等级。（） 11．G+C含量的比较主要用于分类中否定。（） 12.菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体。（） 三、选择题（4个答案选1） 1、血清学试验，尤其在医学细菌的分类鉴定中的重要意义，但它主要用于划分（）。 （1）种内血清型（2）种间血清型（3）属间血清型（4）属以上血清型 2、根据你所掌握的知识，人为认为形态学特征学特征在以下几类微生物中的哪严分类鉴定中显得更加重要？（） （1）病毒（2）细菌（3）酵母菌（4）霉菌 3、现在自动化程度最高、功能最多的微生物专用检测仪是（）（1）气相色谱仪（2）高压液相色谱仪 （3）自动微生物检测仪（4）激光拉曼光谱仪 4、目前微生物的快速检测和自动化分析中，广泛地采用的免疫学技术是（）。 （1）DNA探针（2）聚合酶链反应技术 （3）DNA芯片（4）酶联免疫吸附测定法 5、第一个古生菌的全基因组序列测定结果初步证实了它是独立于其他
一、填空： 1．微生物菌种的命名采用"双名法",即由属名和种名加词构成。 2．来源于一个细胞在固体平板培养基上形成的群体称菌株。 3．1969年将生物界分成了五界，分别是动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界。4．细菌的分类单元分为七个基本的分类等级，由上而下依次为_界、_门__、纲、目、科、属、种。 5．生物分类的传统指标为形态特征、生理生化反应、和生态特性。 6．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，其主要原因为具有相对稳定性_和易观察。 7．分类学的内容包括_细菌分类_、放线菌分类和真菌分类_三部分，目前进行细菌分类和鉴定的重要参考书目是_《伯杰氏细菌鉴定手册》。 8．微生物分类和鉴定的特征包括_形态特征_和_生理生化反应_，其中__形态特征_对鉴定微生物的系统发育有决定性作用，而_生理生化反应_可作为判断亲缘关系的参考而且对以实用为目的的分类鉴定仍有重要价值。 9．核酸分子杂交_和_rRNA寡核苷酸编目分析__是目前通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两种方法。 10．1978年，Woese等提出新的生物分类概念，根据16SrRNA的碱基序列将生物清晰地划分为三原界，即细菌域、古生菌域和真核生物域。 11．对微生物命定学名的表示方法分双名与三名两种。 12．在生物的界级分类学说研究中,1978年由R．H．whittake和“提出了一个崭新的三域学说。13．填写以下10个数据：(1) 对牛奶等进行巴氏消毒时常用 63 ℃的温度；(2)用液氮保藏微生物的温度为 -196 ℃；(3)通常细菌的最适培养温度为 37 ℃：(4)用烘箱进行的干热灭菌温度一般为 150～170 ℃；(5)的代时一般为 17 min；(6)典型的酵母菌S．cerevisiae的代时一般为 120 min，其大小一般为～10 X ～21um 。（7）至今已记载的微生物约 20万种（1995）；(8)我国卫生部门规定自来水中所含的大肠菌群数不得超过 3个/L ；(9)细菌总数不得超过 100个/ml 。 14．血清学反应是抗原和抗体之间发生的反应。 15.在鉴定菌种的一些现代方法中，有核酸分子杂交，rRNA寡核苷酸编目分析，全基因组测定，数值分类等方法。 二、选择题： 1．同种菌不同来源的纯培养称为（ C ） （A）种 (B)变种 (C)菌株 (D)群 2．试排出生物分类等级的正确顺序（D） (A)目→纲→界→门 (B)界→纲→目→门 (C)目→纲→门→界 (D)界→门→纲→目 三、判断题 1．目前种是生物分类中最小的分类单元和分类等级。√ 2．具有相同G+C含量的生物表明它们之间一定具有相近的亲缘关系。× 四、名词解释 1.种：是一个基本分类单位,它是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其他种有着明显差异的菌株的总称。 2.新种：从自然界中分离得到的某一微生物的纯种，如果与文献上记载的典型种的特征有明显差异，即为新种。 3．培养物：根据一定的目的，在培养基上培养的微生物称为培养物。
第十章微生物生态学 单项选择题 1.知识点：1(生态系统) 难易度：容易认知度：识记地球被科学家划分为4个圈，不包括下列哪一项( )。选项A）土壤圈 选项B）大气圈 选项C）水圈 选项D）岩石圈 答案：A 2.知识点：1(生态系统) 难易度：容易认知度：识记生态圈中，起着主导作用的是( )。 选项A）大气圈 选项B）生物圈 选项C）水圈 选项D）岩石圈 答案：B 3.知识点：1(生态系统) 难易度：容易认知度：识记生物循环的特点是( )。 选项A）运转较缓慢 选项B）可循环性 选项C）运转迅速 选项D）以上均是
答案：C 11. 知识点：1(生态系统) 难易度：适中认知度：理解 生态系统结构不包括下面哪一个方面( )。 选项A）外源能 选项B）生物关系 选项C）营养循环 选项D）能量代谢 答案：D 12. 知识点：1(生态系统) 难易度：适中认知度：认知 生物在生态系统物质循环中扮演着重要作用，但不包括( )。选项A）生产者 选项B）消费者 选项C）分解者 选项D）固定者 答案：D 13. 知识点：1(生态系统) 难易度：较难认知度：认知 微生物生态系统自身的特点不包括( )。 选项A）微环境 选项B）稳定性 选项C）协调性 选项D）适应性 答案：C 14. 知识点：1(生态系统) 难易度：较难认知度：理解
成熟的生态系统的平衡特点是( )。 选项A）生产者、消费者、分解者比例相同 选项B）物质循环与能量循环协调畅通 选项C）系统的输入和输出在比例上合理 选项D）物质循环与能量循环大致相等 答案：B 15.知识点：2(微生物在自然界中的分布) 难易度：容易认知度：理解土壤中三大类群体微生物以数量排序为( )。 选项A）细菌＞放线菌＞真菌 选项B）细菌＞真菌＞放线菌 选项C）放线菌＞细菌＞真菌 选项D）真菌＞细菌＞放线菌 答案：A 16.知识点：2(微生物在自然界中的分布) 难易度：容易认知度：理解微生物的种质资源库存在于( )。 选项A）水体 选项B）土壤 选项C）植物 选项D）动物 答案：B 17.知识点：2(微生物在自然界中的分布) 难易度：容易认知度：理解土壤微生物的季节分布特征一般是( )。
本科生物技术、生物科学专业《微生物学》分章节试题库 （命题人：柯野） 第八章微生物生态（8分） 第十章微生物的分类和鉴定（8分） 第十章微生物的分类和鉴定 一、名词解释 1 系统发育树： 2 培养物： 3 菌株： 4 种： 6 属： 7 数值分类法： 8 模式（或典型）菌株： 9 DNA（G+C）mol%值： 10 三域学说： 二、是非题 1、“大肠埃希氏菌”才是俗称“大肠杆菌”的学名。（） 2、所谓“模式菌株”通常是指一个细菌的种内了具代表的菌株。（） 3、两种细菌的G+C含量相近，说明它们亲缘关系近，反之，G+C含量差别大说明它们亲缘关系远。（） 4、DNA-DNA杂交主要用于种、属水平上的分类研究，而进行亲缘关系更远（属以上等级）分类单元的比较，则需进行DNA-rRNA杂交。（） 5、数值分类由于采用了先进的计算想技术，减少了大量的特征测定的实验操作，所以它是比较科学的现代微生物系统分类方法。（） 6、“吹口气查胃病”的原理是：幽门螺杆菌具有人体不具有的尿素酶，受检者口服13C标记的尿素，如有该菌感染，则尿素被尿素酶分解生成NH3和13CO2，用
质谱仪能快速灵敏地测出受检者呼气中13CO2的量，准确地鉴定是否被幽门螺杆菌感染。（） 7、亚种名为三元式组合，即由科名、属名加词和亚种名加词构成。 8、现代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，加上测定生理生化特征比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仍然是有意义的。 9、蛋白质氨基酸顺序的进化速率大体上是恒定的，但功能不同的蛋白质常以不同的速率进化。功能重要的分子序列或序列区域往往进化变化速率高。 10．目前种是生物分类中最小的分类单元和分类等级。（） 11．G+C含量的比较主要用于分类中否定。（） 12.菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体。（） 三、选择题（4个答案选1） 1、血清学试验，尤其在医学细菌的分类鉴定中的重要意义，但它主要用于划分（）。 （1）种内血清型（2）种间血清型（3）属间血清型（4）属以上血清型2、根据你所掌握的知识，人为认为形态学特征学特征在以下几类微生物中的哪严分类鉴定中显得更加重要？（） （1）病毒（2）细菌（3）酵母菌（4）霉菌 3、现在自动化程度最高、功能最多的微生物专用检测仪是（） （1）气相色谱仪（2）高压液相色谱仪 （3）自动微生物检测仪（4）激光拉曼光谱仪 4、目前微生物的快速检测和自动化分析中，广泛地采用的免疫学技术是（）。（1）DNA探针（2）聚合酶链反应技术 （3）DNA芯片（4）酶联免疫吸附测定法 5、第一个古生菌的全基因组序列测定结果初步证实了它是独立于其他两域生物的第三生命形式。该古生菌是（）。 （1）种名（2）属名（3）人名（4）科名 6. Micrococcus的译名为：（） A. 链球菌属 B. 微球菌属 C. 小单胞菌属 D. 四联球菌属 7. Bacillus的译名为：（）
第10章微生物的分类鉴定 填空题 1，以进化论为指导思想的分类学，其目的已不仅是物种的识别和归类，而主要是通过分类追溯系统发生，推断进化谱系，这样的分类学也称。 2，大量资料表明：功能重要的分子或功能重要的分子区域比功能不重要的大分子或大分子区域进化变化的。 3．微量多项试验鉴定系统，实际上是一类专门设计制作的特征检测卡。 4．《伯杰氏系统细菌学手册》第一版分卷出版，它将原核生物分成组。 5．微生物种的学名由和两部分构成。 6．分类学的内容涉及3个互相依存又有区别的组成部分，即、命名和。 7．如果相似性系数(S AB)等于1，说明所比较的两菌株rRNA序列，若S AB值小于0.1，则表明两菌株亲缘关系。 8．API／ATB是微量多项试验鉴定系统，它包括众多的，共计有几百种生理生化反应，可鉴定几乎所有常见的。 9．微孔滤膜菌落计数板是一种可携带的检测水中大肠菌数的大肠菌测试卡，适于工作和使用，因可以放在人体内衣口袋中培养。 10．伍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，提出将生物分成为三界(域)：、和。 11．伍斯为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：、和。并构建了三界(域)生物的系统树。 选择题(4个答案选1) 1．《伯杰氏系统细菌学手册》第二版把葡萄球菌属和微球菌属分别放在不同的门中，最可能的原因是( )。 (1)生理生化特征不同(2)DNA—DNA杂交同源性不同(3)革兰氏染色反应不同 (4)G+C含量和rRNA序列不同 2．如果需要查阅枯草芽孢杆菌及相关种的分类学资料，并假定《伯杰氏系统细菌学手册》第二版已经全部出版，你将选择该书的( )。 (1)第一卷 (2)第三卷 (3)第四卷 (4)第五卷 3．血清学试验，尤其在医学细菌的分类鉴定中有重要意义，但它主要用于划分( )。 (1)种内血清型 (2)种间血清型 (3)属间血清型 (4)属以上血清型 4．根据你所掌握的知识，你认为形态学特征在以下几类微生物中的哪一类分类鉴定中显得更加重要?( ) (1)病毒 (2)细菌 (3)酵母菌 (4)霉菌 5．在下列4种细菌中，哪一种最有可能属于 (3)自动微生物检测仪 (4)激光拉曼光谱仪 8．目前微生物的快速检测和自动化分析中，广泛地采用的免疫学技术是( )。 (1)DNA探针 (2)聚合酶链反应技术 (3)DNA芯片 (4)酶联免疫吸附测定法 9．第一个古生菌的全基因组序列测定结果初步证实了它是独立于其他两域生物的第三生命形式。该古生菌是( )。 (1)螺旋体 (2)淋病奈瑟氏菌 (3)变形杆菌 (4)詹氏甲烷球菌 10．细菌的种名也用双名法命名，即种的学名由属名和种名加词两部分组合而成。第一个词的首字母要大写，该词是( )。 (1)种名 (2)属名 (3)人名 (4)科名是非题
第二十五授课单元 一、教学目的 使学生了解微生物在自然界中的分布规律、微生物在自然界物质循环中的作用、微生物间的相互关系以及开发利用微生物资源和环境保护方面的微生物学原理和应用。 二、教学内容(第八章微生物生态学) 1. 微生物在自然界的分布介绍土壤、水和空气中的微生物群系和种类。 2 .微生物之间的相互关系介绍互生、共生、寄生和拮抗的概念，这些关系对微生物生长的作用以及举例。 3. 微生物与自然界中的物质循环包括碳素循环、氮素循环和硫循环，微生物在这几种循环中的作用。 4. 微生物与环境保护微生物对污染物的降解与转化，微生物对污染物的处理尤其是污水处理的微生物学原理，介绍活性污泥和BOD的概念。 三、教学重点、难点及处理方法 重点: 1. 微生物之间的相互关系互生、共生、寄生和拮抗的概念 2. 微生物对污染物的处理尤其是污水处理的微生物学原理，介绍活性污泥和BOD的概念。 难点: 互生、共生、寄生和拮抗的概念, 通过举例加以说明. 如互生, 固氮菌与分解纤维的微生物共同生长在一起是土壤微生物互生关系的典型例子, 固氮菌需要不含氮的有机物作为碳源和能源, 但不能直接利用土壤中大量存在的纤维素物质. 而分解纤维素的微生物虽然能分解纤维素, 但分解后有大量有机酸类物质积累. 对自己生长繁殖不利, 当两者生活在一起时, 固氮菌可以利用分解纤维素的微生物所生成的有机酸类物质作为良好的碳源和能源而大量生长繁殖, 并进行了固氮作用; 而分解纤维素的微生物也不至于因自己累积代谢产物而中毒.相反, 由于固氮菌固定大气中的氮气, 而改变土壤中的氮素循环而得以发展, 从而增加了对纤维素的分解能力. 由于两者的互生关系, 增加了土壤的肥力. 地衣是某些担子菌的真菌和单细胞绿藻或蓝藻共生形成的一种植物体. 真菌是行异养生活的, 它从共生的绿藻或蓝藻得到有机养料, 同时能在十分贫瘠的环境条件下吸收无机养料供共生绿藻或蓝藻利用. 共生的绿藻或蓝藻从共生的真菌得到水分和无机养料, 进行光合作用所合成的有机物质即满足自己的需要, 也满足了共生真菌的要求, 且蓝藻能固氮, 供给真菌的氮和营养. 因此地衣能够在极其恶劣的环境下生长. 非特异性拮抗关系可以乳酸细菌产生乳酸或醋细菌产生乙醇对其它微生物的抑制为例, 这种抑制无唯一性, 在一种条件下, 不耐酸的细胞可被产酸的细菌所抑制. 寄生的一个典型例子是细菌与噬菌体. 四、板书设计 第八章微生物生态学 第一节自然界中的微生物 一、土壤中的微生物 土壤微生物种类多、数量多，是微生物的大本营。 二、水体中的微生物 饮用水的微生物指标： 总菌数：< 100个/ml 大肠杆菌：< 3 个/L
第十章微生物的分类和鉴定 一、名词解释： 01.系统学（systematics）： 02.系统树： 03.分子系统树： 04.微生物分类学（microbial taxonomy）： 05.分类（classification）： 06.鉴定（identification）： 07.命名（nomenclature）： 08.培养物（culture）： 09.菌株（strain）： 10.标准菌株： 11.种群（population）： 12.种（species）： 13.型（form / type）： 14.亚种/变种（subspecies / variety）： 15.真菌（fungi）： 16.粘菌（slime molds）： 17.热原体（Thermoplasma）：
二、填空： 01.细菌分类鉴定的主要文献是（）。 02.对生物系统发育进行研究，最合适的揭示各类生物亲缘关系的大分子物质是 （），特别是（）。 03.rRNA序列测定和分析方法有：（）和（）。 04.对于序列目录资料进行分析比较，常采用（）和（）来 比较各微生物之间的亲缘关系。 05.系统树分为（）和（）两种形式 06.在系统树图型中分枝的末端和分枝的连接点，称为（），代表生物 类群；分枝末端的结代表仍生存的种类。 07.构建分子系统树，最常用的是（）。这种推断谱系的原则是：在所 有可能的谱系关系中，涉及进化改变的序列特征数最少的谱系是最可信的。 08.20世纪70年代，Woese根据16SrRNA（18SrRNA）序列分析，将生物界分 为三界（后改称三个域）：（）、（）、（）。1990年他又把它们改成为Bacteria（细菌）、Archaea（古生菌）和Eukarya（真核生物），并构建了三界（域）生物的系统树。 09.分类单元（taxon，复数taxa）是指具体的分类群。它有七个基本的分类等级 （或分类阶元）即：（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。在微生物分类中，还有一些非正式的类群术语，如种以上的有
第十章微生物的分类与鉴定(参考答案) 一、填空： 1．微生物菌种的命名采用"双名法",即由属名和种名加词构成。 2．来源于一个细胞在固体平板培养基上形成的群体称菌株。3．1969年将生物界分成了五界，分别是动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界?。 4．细菌的分类单元分为七个基本的分类等级，由上而下依次为_界、_门__、纲、目、科、属、种。 5．生物分类的传统指标为形态特征、生理生化反应、和生态特性。 6．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，其主要原因为具有相对稳定性_和易观察。 7．分类学的内容包括_细菌分类_、放线菌分类和真菌分类_三部分，目前进行细菌分类和鉴定的重要参考书目是_《伯杰氏细菌鉴定手册》。 8．微生物分类和鉴定的特征包括_形态特征_和_生理生化反应_，其中__形态特征_对鉴定微生物的系统发育有决定性作用，而_生理生化反应_可作为判断亲缘关系的参考而且对以实用为目的的分类鉴定仍
有重要价值。 9．核酸分子杂交_和_rRNA寡核苷酸编目分析__是目前通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两种方法。 10．1978年，Woese等提出新的生物分类概念，根据16SrRNA的碱基序列将生物清晰地划分为三原界，即?细菌域、?古生菌域?和?真核生物域?。 11．对微生物命定学名的表示方法分?双名?与? 三名??两种。12．在生物的界级分类学说研究中,1978年由R．H．whittake和“提出了一个崭新的三域学说。 13．填写以下10个数据：(1) 对牛奶等进行巴氏消毒时常用63 ℃的温度；(2)用液氮保藏微生物的温度为 -196 ℃；(3)通常细菌的最适培养温度为 37 ℃：(4)用烘箱进行的干热灭菌温度一般为 150～170 ℃；(5)的代时一般为 17 min；(6)典型的酵母菌S．cerevisiae的代时一般为 120 min，其大小一般为～10 X ～21um 。（7）至今已记载的微生物约 20万种（1995）；(8)我国卫生部门规定自来水中所含的大肠菌群数不得超过 3个/L ；(9)细菌总数不得超过 100个/ml 。 14．血清学反应是抗原和抗体之间发生的反应。 15.在鉴定菌种的一些现代方法中，有核酸分子杂交，rRNA寡核苷酸编目
第十章微生物的分类鉴定 填空题： 1，以进化论为指导思想的分类学，其目的已不仅是物种的识别和归类，而主要是通过分类追溯系统发生，推断进化谱系，这样的分类学也称系统学。 2，大量资料表明：功能重要的分子或功能重要的分子区域比功能不重要的大分子或大分子区域进化变化的速率低。 3．微量多项试验鉴定系统，实际上是一类专门设计制作的生理生化特征检测卡。 4．《伯杰氏系统细菌学手册》第一版分4卷出版，它将原核生物分成33组。 5．微生物种的学名由属名和种名加词两部分构成。 6．分类学的内容涉及3个互相依存又有区别的组成部分，即分类、命名和鉴定。 7．如果相似性系数(S AB)等于1，说明所比较的两菌株rRNA序列相同，若S AB值小于0.1，则表明两菌株亲缘关系很远。 8．API／ATB是微量多项试验鉴定系统，它包括众多的鉴定系统，共计有几百种生理生化反应，可鉴定几乎所有常见的细菌。 9．微孔滤膜菌落计数板是一种可携带的检测水中大肠菌数的大肠菌测试卡，适于野外工作和家庭使用，因可以放在人体内衣口袋中培养。 10．伍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，提出将生物分成为三界(域)：古细菌、真细菌和真核生物。 11．伍斯为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：细菌、古生菌和真核生物。并构建了三界(域)生物的系统树。 选择题(4个答案选1)： 1．《伯杰氏系统细菌学手册》第二版把葡萄球菌属和微球菌属分别放在不同的门中，最可能的原因是( (4) )。 (1)生理生化特征不同(2)DNA—DNA杂交同源性不同(3)革兰氏染色反应不同 (4)G+C含量和rRNA序列不同 2．如果需要查阅枯草芽孢杆菌及相关种的分类学资料，并假定《伯杰氏系统细菌学手册》第二版已经全部出版，你将选择该书的( (2) )。 (1)第一卷 (2)第三卷 (3)第四卷 (4)第五卷 3．血清学试验，尤其在医学细菌的分类鉴定中有重要意义，但它主要用于划分( (1) )。 (1)种内血清型 (2)种间血清型 (3)属间血清型 (4)属以上血清型 4．根据你所掌握的知识，你认为形态学特征在以下几类微生物中的哪一类分类鉴定中显得更加重要?( (4) ) (1)病毒 (2)细菌 (3)酵母菌 (4)霉菌 5．在下列4种细菌中，哪一种最有可能属于《伯杰氏系统细菌学手册》第一版第5组“兼性厌氧的革兰氏阴必杆菌”( (3) )。 (1)梅毒密螺旋菌 (2)枯草芽孢杆菌 (3)大肠埃希氏菌 (4)金黄色葡萄球菌 6．如果你在实验室用牛肉膏—蛋白胨培养基和常规平板法分离到一株不产芽孢、始终呈杆状的细菌，只要进行以下哪一组试验可以确定它属于33组中的某一组？( (1) ) (1)革兰氏染色和厌氧生长试验 (2)革兰氏染色、光能和化能自养生长试验 (3) 革兰氏染色和运动性试验 (4) 革兰氏染色、好氧、厌氧和兼性厌氧生长试验7．现在自动化程度最高、功能最多的微生物专用检测仪是( (3) )。
第三章微生物的分类及其分类方法 本章的核心内容是微生物的分类单元、微生物的命名法则；目前国内外最权威的原核微生物分类系统；用于分离菌株分类鉴定的方法和技术；微生物菌种的保藏。 微生物的分类单元有界、门、纲、目、科、属、种；微生物的命名依林奈氏双名法法则进行；《伯杰氏细菌学鉴定手册》，《伯杰氏系统细菌学手册》是当今进行细菌鉴定的最权威的手册；微生物分离菌株的分类鉴定有经典分类鉴定法、数值分类鉴定法、化学分类鉴定法、遗传学分类鉴定法， DNA中GC mol%分析、DNA-DNA杂交、DNA-rRNA杂交、16Sr RNA(16S rDNA)寡核苷酸的序列分析，微生物系统发育地位分析等不同层次的技术方法。微生物菌种的保藏对于研究和发酵生产都具有不可忽视的意义。保藏方法可依不同条件选择不同方法。 第一节微生物的分类单元和命名 分类是人类认识微生物，进而利用和改造微生物的一种手段，微生物工作者只有在掌握了分类学知识的基础上，才能对纷繁的微生物类群有一清晰的轮廊，了解其亲缘关系与演化关系，为人类开发利用微生物资源提供依据。 微生物分类学 (microbial taxonomy) 是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条理清楚的各种分类单元或分类群 (taxon) 的科学，它的具体任务有三，即分类(classification) 、命名 (nomenclature) 和鉴定 (identification) 。分类指的是根据相似性或亲缘关系，将一个有机体放在一个单元中。命名是按照国际命名法规给有机体一个科学名称。鉴定则是确定一个新的分离物是否归属于已经命名的分类单元的过程。因此，概括来说，微生物分类学是对各个微生物进行鉴定，按分类学准则排列成分类系统，并对已确定的分类单元进行科学命名的科学。 一、微生物的分类单元 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) 。其中种是最基本的分类单位。具有完全或极多相同特点的有机体构成同种。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。以下以柠檬浮霉状菌为例加以说明。