微生物学[第十三章微生物物种的多样性]山东大学期末考试知识点复习

第十三章微生物物种的多样性一、要点提示1．生物的多样性系指遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

由于微生物具有与高等动植物迥然不同的特点，使微生物在营养类型、呼吸类型、代谢类型3方面也呈现出丰富的多样性。

2．长期以来人们对细菌的认识仅从形态结构、生理生化、免疫学特性、生态分布进行区分。

由于分子生物学方法的建立和发展，特别是16S rRNA寡核苷酸的序列分析，改变或修正了对细菌人为地传统分类的概念，进入了细菌系统发育和自然进化的研究阶段。

按照Woese的观点，真细菌占据自然界生物三大域中的一个域，即：细菌域。

在确认了16S rRNA中标志性的寡核苷酸保守序列后，真细菌被划分为12个独特的类群。

每个类群可以看成是独立的门，它包括了《伯杰系统细菌学手册》中所描述的23个门的细菌。

腐生型的细菌在自然界中碳、氮、硫、磷4种元素的循环和能量流动中起着不可替代的作用；一些种是动、植物和人的致病菌，与动、植物的生长和人体健康密切相关；一些具有特殊形态，如具附属物或鞘的细菌，产子实体的黏细菌等，它们的存在丰富了微生物物种的多样性。

3．古生菌是极端环境微生物，它们在形态结构、营养代谢、生理特性、遗传物质及生态分布等方面与真细菌具有十分明显的差异。

16S rRNA寡核苷酸序列分析表明它们是生物总系统发育中一个重要的域，包括：产甲烷古生菌、极端嗜热S0代谢菌、极端嗜盐古生菌、无细胞壁的热原体和还原硫酸盐古生菌5个类群。

古生菌的发现为人们利用古生菌中的嗜热酶(例如：Taq、Pfu DNA聚合酶)、产甲烷辅酶及其他参与碳、氮物质代谢的酶类，进行分子生物学研究和进行酶法水解、酶法转化制取有用产品提供了丰富的微生物资源。

另外，对古生菌嗜热、嗜酸、厌氧、耐高盐、产甲烷、还原硫酸盐及光介导ATP合成的研究，为探索地球上早期原始生命的起源，提供了有力的佐证。

4．生物的共同祖先沿着真细菌、古生菌、真核生物3条路线进化。

目前认为：真核生物是由原始的原核细胞间的内共生演化而来。

绪论重点掌握：微生物及其类群、特点、分类命名概念：微生物：肉眼看不见，必须在电子显微镜或者光学显微镜下才能看见的所有微小生物的统称微生物的分类依据：细胞结构有无、细胞核程度、叶绿体有无、个体形态及大小、生理生化反应微生物分类方法（阶元）：界门纲目科属种微生物的命名：属名+种名（拉丁文）微生物的种类：非细胞结构微生物■病毒、细胞结构微生物（原核微生物一细菌和古菌、真核微生物）微生物的特点：个体极小、比表面积大；繁殖快、代谢速率快；数量多；易变异；种类多、分布广、代谢类型多样第一章非细胞结构的超微生物病毒重点掌握：病毒的特点；病毒的化学组成和结构；噬菌体的类型；噬菌体的培养概念：病毒：没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小生物（可通过细菌过滤器）温和噬菌体：侵入宿主细胞后，核酸整合到宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长溶原细胞（含有温和噬菌体核酸的宿主细胞被叫做溶原细胞）烈性噬菌体：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体病毒的特点：非细胞型+专性寄生+微生物（1）个体极小（小于0.2um）（2）没有合成蛋白质的机构■核糖体（3）没有合成细胞物质和繁殖所必需的酶系统（4）专性寄生（一种噬菌体只侵染某一种细菌）病毒的化学组成：蛋白质和核酸（只有一种核酸DNA或者RNA）病毒的结构：（包膜+）蛋白质外壳+核酸内芯噬菌体的类型：温和噬菌体、烈性噬菌体病毒的培养特征：液体培养特征（浑浊一透明的裂解液）、固体培养特征（噬菌斑）第二章原核微生物重点掌握：古菌的特点；细菌的个体形态与菌落特征、细胞结构中细胞壁、细胞膜结构与功能；芽抱、荚膜的特性与应用；细菌与放线菌的形态与菌落形态差异概念；极端微生物：喜在极端恶劣环境中生活的微生物芽抱：某些细菌在它的生活史上中的某个阶段或某些细菌在它遇到外界不良环境吋，在英细胞内形成一个内生砲子叫芽孑包荚膜：一些细菌在其细胞表面分泌的一种黏性物质，把细胞壁完全包围封住，这层黏性物质~ (稳定地附着在细胞壁表面)菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团黏液层：有些细菌不产荚膜，其细胞表面仍可分泌黏性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面上，与外界没有明显边缘菌落：放线菌：因在固体培养基上呈辐射状生长而得名古菌的特点：包括形态、细胞结构、代谢、呼吸类型、繁殖方式、生活习性等方面(1)古菌的形态细胞很薄，扁平(2)古菌的细胞结构大多数古菌的细胞壁不含有二氨基庚二酸和胞壁酸。

微生物学各章重点总结第一章: 微生物学导论在该章节中，我们介绍了微生物学的基本概念和研究对象。

微生物学是研究微生物的科学，包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等微小有机体。

微生物在生物圈中扮演着重要角色，既有益又有害。

第二章: 微生物的形态和结构该章节主要讨论了微生物的形态和结构特征。

微生物可以具有多样的形态，如球形、杆状、螺旋形等。

不同的微生物在结构上也有所不同，如细胞壁、胞膜和细胞器等。

第三章: 微生物的分类与命名在本章中，我们了解了微生物的分类和命名体系。

微生物被分为原核微生物和真核微生物两大类，然后进一步细分为细菌、真菌、病毒和寄生虫等不同类群。

第四章: 微生物的生长与繁殖该章节讲述微生物的生长和繁殖过程。

微生物可以通过二分裂、芽生、放线菌分生孢子等方式进行繁殖。

生长和繁殖是微生物生命周期中重要的阶段。

第五章: 微生物的代谢和营养在此章节中，我们研究了微生物的代谢和营养需求。

微生物可以通过不同的代谢途径来获得能量和合成必需物质。

营养需求包括碳源、氮源、能量源等。

第六章: 微生物的遗传与变异在这一章中，我们了解了微生物的遗传和变异机制。

微生物通过遗传物质DNA的重组和突变来产生变异，从而适应环境变化。

第七章: 微生物与人类该章节主要探讨了微生物与人类的相互作用。

微生物可以对人体产生有益或有害的影响，如有助于消化、参与免疫反应，也可能引发感染和疾病。

第八章: 微生物与环境在本章中，我们介绍了微生物与环境的关系。

微生物在自然界中参与了循环过程，如物质循环和能量转化等，对环境的影响十分重要。

第九章: 微生物与工业在最后一章中，我们了解了微生物在工业中的应用。

微生物被广泛应用于食品工业、制药业、环境保护等领域，发挥着重要的作用。

以上为《微生物学各章重点总结》的概要，希望对您的学习有所帮助。

生物多样性：是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包括动物、植物、微生物和它们所拥冇的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。

生物多样性包括三个层次的多样性，分别是：1、物种多样性2、遗传多样性3、生态系统多样性。

双名法的优点：1、统一了全世界所有物种的名称，在国际上通用，便于科学交流。

2、提供了一个亲缘关系的大概。

保护生物学：是处理当今前所未有的生物多样性危机的、所有科学的综合。

它兼容基础和应用研究两种途径，來阻止牛物多样性的丧失：物种的火绝，遗传变界的丧失，生物群落及生态系统的破坏。

保护生物学的目标：一是了解人类活动对物种和生态系统的影响；二是发展实用的方法来阻止物种灭绝，并力图恢复濒危物种在生态系统中的正常功能。

保护生物学的基础思想：（1）有机体的多样性是好的。

（2）种群和物种在不恰当的吋间绝灭是坏的。

（3）生态复杂性是好的。

（4）进化是好的。

（5）生物多样性具有内在价值。

遗传多样性：是指种内基因的变化，包括同种显著不同的群体间和同一•群体内的遗传变异。

遗传多样性的根木來源是遗传物质的改变——突变。

突变可以分为两人类：（1）基因突变: 碱基的插入、缺火等。

（2）染色体变异：染色体重组、易位、交换、缺火、反转、重复等。

遗传多样性的检测方法包括：（1）形态学：以形态学性状为主的表型分析。

（2）染色体：研究染色体的变界來研究遗传多样性。

（3） DNA序列：包括等位陆分析、限制性片断长度多态性（RFLP）分析、随机扩增多态（RAPD）分析、扩增片段长度多态性（AFLP）以及DNA分析等等。

遗传多样性的一般规律：遗传多样性与种群大小冇关；遗传多样性与生境大小冇关；分布广的物种比分布狭窄的物种遗传多样性高；动物的遗传多样性打动物个体大小呈反比；濒危物种一般比正常物种的遗传多样性低。

关键种：是指其一旦灭绝将会引起连锁反应，并导致生物多样性减少和某一生态系统功能的紊乱的物种。

精品文档一．绪论1.微生物:肉眼难以看清、需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称。

分类：无细胞结构：病毒、亚病毒因子有细胞结构：原核生物、真核生物六界系统：占 4 界，病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界三域学说：古菌域、细菌域、真核生物域2.列文虎克：微生物学的开拓者、世界上第一个观察到微生物的人——1676巴斯德：微生物学的奠基人、否定“自然发生”学、说证明微生物引起发酵、制备疫苗预防疾病、发明巴斯德消毒法科赫：细菌学的奠基人、发明固体培养基、分离出病原菌、提出“科赫法则”、创立显微镜技术布赫纳：用酵母菌无细胞压榨汁将葡萄糖进行酒精发酵取得成功，发现了微生物酶的重要作用、从此将微生物学推到了生化研究的阶段。

3.微生物的特点：（ 1 ）形态微小结构简单（2）代谢旺盛繁殖快速（3）适应性强容易变异（4 ）种类繁多分布广泛（5）食谱广、易培养、起源早、休眠长二．原核微生物第一节：细菌1.细菌的基本形态：杆状、球状、螺旋状2. 细菌的大小：度量细菌细胞大小常用的单位是微米369 um 。

1m=10 mm=10um=10nm.大肠杆菌可作为典型的细菌细胞大小的代表，平均长度约为2um ，宽0.5um 。

最小到最大： 50nm~0.75mm，相差一万倍。

3.细胞壁的功能：（几乎所有细菌（除支原体外）都有细胞壁）（1）保护细菌免受机械性或其他外力的破坏。

（2）维持细胞特有的形状（3）屏障保护功能（4）提供细胞的生长、分裂和鞭毛的着生、运动所必需的结构（5）赋予细胞特定的抗原性、致病性和对抗生素及噬菌体的敏感性。

4.革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁结构比较精品文档精品文档革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌主要成分肽聚糖，磷酸壁肽聚糖，脂多糖肽聚糖层数，壁厚度20， 20~80nm2~3 ， 10~15nm外膜无有周质空间窄宽孔蛋白无有5.细菌的革兰氏染色机制阳性：肽聚糖的含量与交联程度都比较高，肽聚糖层多，所以细胞壁较厚，壁上的间隙较小，媒染后形成的结晶紫—碘复合物就不易被洗脱出细胞壁，加上它本来就不含脂质，乙醇洗脱时细胞壁非但没有出现缝隙，反而使肽聚糖层的网孔因脱水而变得通透性更小，结果蓝紫色的结晶紫—碘复合物就留在细胞内而使细胞呈蓝紫色。

生物多样性期末复习总结1 生物多样性（the definition of biodiversity）:地球上所有生物（动、植物、微生物等），它们所包含的所有基因以及这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。

组成：遗传多样性：地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。

物种多样性：动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。

牛态系统多样性：地球上牛态系统的组成、功能的多样性以及各种牛态过程的多样性。

景观多样性：不同类型的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化和变异性。

关系：遗传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础，物种多样性是构成生态系统多样性的基木单元，牛态系统多样性离不开物种多样性，也离不开物种所具有的遗传多样性。

评价：遗传多样性：丰富度一个种群/种群抽样屮所存在不同基因型的总数均一度：一个种群/该种群抽样中不同基因型的频率物种多样性：物种丰富度：一个地区所有的物种数物种丰度：一个地区某个物种所拥有的个体数物种均匀度：各物种根据其相对丰富度而得到的分布的均匀程度。

生物多样性分布屮心：由于没有开发或者没有过度开发，，野生动植物保存较好，生物种类丰富的地区。

条件：①具有世界意义的代表性物质，种类丰富的区域②牛物种类比较丰富，特有物种较多的区域③保存完好，具有特殊植被类型或特殊生态系统类型的区域代表：（26个国家）：巴西、哥伦比亚、屮国、墨西哥、印度尼西亚、厄瓜多尔、澳大利亚、印度、秘鲁、马来西亚、扎伊尔、马达加斯加、委内瑞拉、美国、玻利维亚、哥斯达黎加、泰国、巴布新儿内亚、坦桑尼亚、阿根廷、巴拿马、智利、法属圭亚那、圭亚那、苏里南、乌拉圭243个植物多样性屮心（cpd）6个多样性带:1000平方公里有50000个以上物种热带+亚热带乔科-哥斯达黎加中心、东安第斯山脉热带中心、巴四大四洋中心、东喜马拉雅- 云南中心、北婆罗洲中心、新儿内亚中心2农业生物多样性（agrobiodiversity）:以自然生物多样性为基础，以人类的生存和发展为动力而形成的人与自然相互作用的多样性系统，与自然生物多样性相对应，分为品种、物种、生态系统和资源管理类型的多样性。

第十三章微生物物种的多样性生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性等。

它们是由进化而形成的，不仅直接为人类提供了食品、药物、纺织品、燃料、材料等，而且还通过参与物质循环来维持地球上生命所必需的生存环境。

因此，保护生物的多样性，就是保护人类自己。

微生物多样性是生物多样性的重要组成部分，而且有其独特之处，起着不可替代的作用。

前几章已对微生物遗传多样性、生态系统多样性等作了阐述。

本章将阐明其物种的多样性，简要的介绍原核微生物(真细菌、古生菌)和真核微生物(真菌、粘菌、单细胞藻类、原生动物)的多样性。

第一节真细菌的多样性一、真细菌系统发育总观对细菌的系统发育以往的概念是根据类群的表型特征(主要是形态特征和生理生化特征及少量的遗传特征)来判断它们的系统发育和进化途径。

而通过细菌16s rRNA的序列分析已经揭示出，不同细菌本身保守的16SrRNA寡核苷酸序列才是识别系统发育的标记。

据此，细菌的系统发育包括12个独特的类群(图13-1)。

图13-1 细菌的系统发育树类群1. 紫色光合细菌及其有关细菌：目前将类群1称为变形细菌(Proteobacterium)。

是细菌中包括的属最多而且在生理特性上最具有多样性，由α、β、γ、δ、和ε5个亚门组成。

其中能进行光合作用的紫色细菌包括在α、β和γ3个亚门中，但一些有机化能营养的属，如：埃希氏菌属、假单胞菌属、醋单胞菌属和一些无机化能营养的属，如：硝化杆菌属、亚硝化单胞菌属、贝日阿托氏菌属等也包括在这3个亚门中。

δ和ε2个亚门只包括非光合作用的细菌。

尽管所有的肠道细菌、大多数的假单胞菌、自生和共生固氮细菌以及大多数化能无机营养细菌在形态、生理和生态分布的表型上与紫色细菌有明显的区别，但是，在系统发育上却都与紫色细菌有关。

由紫色细菌谱系可以引申出各种各样在生理特性和生态分布上有差异的重要细菌。

16s rRNA 序列分析的结果指明，AAAUUGG序列用以鉴别α亚门的紫色细菌；CYUUACACAUG(Y表示任意一个嘧啶)是β亚门的序列特征；ACUAAAACUCAAAG序列存在于大多数δ亚门紫色细菌的16SrRNA中。

亚病毒：一类比病毒还小的、结构更简单的微生物外壳：基本上由蛋白质组成。

质粒：细菌细胞中能够自主复制的一种环状DNA分子转座因子：可移动位置的遗传因子的总称，分为IS TN MU(温和噬菌体)Ames实验：见资料抗生素：是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。

BT：一种能产生伴孢晶体和芽孢的革兰氏阳性细菌，有些亚种还能产生α和β外毒素。

干扰素：见资料异染粒：异染粒是以无机偏磷酸盐聚合物为主要成分的一种无机磷的贮备物。

鉴别培养基：见资料脂多糖：是位于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质。

抗原：见资料类毒素：由于变性或化学修饰而失去毒性的毒素，但仍保留其抗原性。

光合细菌分为几类，细菌的光合作用和绿色植物的光合作用之间有什么不同？自然界中能以光合作用产能的细菌根据它们所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌和不产氧光合细菌。

光合磷酸化分为A循环光合磷酸化，B非循环光合磷酸化，C嗜盐菌紫膜的光介导A TP 合成。

细菌的光合作用主要是A型，光合磷酸化时不产生氧气，不能利用水作为二氧化碳的H 供体；绿色植物的光合作用主要是B型，利用水作为二氧化碳的H供体，并放氧。

解释CO2为什么不能作为碳源？当它作为电子受体时，接受电子后通常会转化成什么物质？C02中C处于+4价状态，不可能给出电子而被氧化。

当它电子受体时，一般可以转化成甲烷和乙酸。

与高等动植物相比，微生物代谢的多样性表现在哪些方面？微生物产能代谢具有的丰富的多样性，但可归纳为两类途径和三种方式，即发酵、呼吸两种通过营养物分解代谢获得能量的途径以及底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化三种化学能、光能转化成ATP的方式。

发酵中ED途径为微生物特有途径，固氮作用也是微生物特有的，厌氧菌和兼性厌氧菌可以外源受体进行无氧呼吸，还有嗜盐菌的特殊光合作用等等。

微生物学本章节学习重点：掌握：微生物、病原微生物和医学微生物学概念、病原微生物的种类微生物:是广泛存在于自然界中的一大群形体微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。

微生物的分类：1）非细胞型微生物2）原核细胞型微生物3）真核细胞型微生物本章节学习重点：掌握或熟悉细菌的基本形态、基本结构及特殊结构的特征与功能；熟悉细菌生长繁殖的条件及繁殖方式、人工培养方法以及与细菌鉴别和致病有关的代谢产物。

细菌的结构1、基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞浆及核质。

2、特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞。

革兰氏阳性菌，革兰氏阴性菌细胞壁比较细胞壁结构显著不同，导致G+菌与G-菌染色性、抗原性、致病性、对药物的敏感性等方面的很大差异细胞壁的功能:维持细菌的外形，对细菌起保护作用；参与细胞内外物质交换；具抗原性等。

细胞膜的功能:细胞膜有选择性通透作用，与细胞壁共同完成菌体内外的物质交换。

膜上有多种呼吸酶，参与细胞的呼吸过程。

膜上有多种合成酶，参与生物合成过程。

细菌细胞膜可以形成特有的结构。

荚膜的特点及功能：定义:细胞壁外一层透明黏液状物质。

化学成分: 多数：多糖少数：多肽观察：特殊染色法、墨汁负染法；功能：（1）抗干燥作用：贮留水分（2）形成生物膜：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或物体表面形成生物膜（3）抗吞噬作用：能保护细菌免受溶菌酶、补体、抗体、抗菌药物等有害物质的损伤，保护细菌抵抗宿主细胞的吞噬与消化作用，从而成为侵袭力的组成之一。

（4）荚膜抗原：分型依据。

鞭毛的特点及功能:定义：某些细菌菌体表面附着有细长呈波状弯曲的丝状物化学成分:蛋白质观察：染色加粗法；半固体培养基穿刺法；功能：运动器官致病性有关，如霍乱弧菌可以通过其鞭毛的运动穿过小肠粘液层，到达细胞表面生长繁殖，产生毒素而致病抗原性，可帮助鉴别细菌菌毛的特点及功能：定义:多数革兰阴性菌及少数革兰阳性菌的菌体表面有比鞭毛更细、更短的丝状物特征：菌毛只有在电子显微镜下才能见到化学成分:主要是蛋白质（菌毛蛋白)种类: 普通菌毛性菌毛普通菌毛(ordinary pilus)特点：数目多：可达百余根细：直径仅为3～8nm，长0.2～2μm。