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 2019年七月下-14期
微生物是如何分类的?有哪些特点
《东方药膳》

微生物是如何分类的?有哪些特点

胡频频

成都市青白江区中医医院检验科 四川 成都 610000

微生物主要是指个体难以用肉眼观察的一切微小生物,主要包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体,它个体微小,与人类关系密切。但有些微生物是肉眼可以看见的,如真菌的蘑菇、灵芝等。病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”,但是它的生存必须依赖于活细胞。根据存在的不同环境分为空间微生物、海洋微生物等。

19世纪末和20世纪初,微生物学被牢固地建立起来。它的主要发展有两个方面:一是研究传染病和免疫学,研究疾病的防治和化学治疗剂的功效;另一方面是和遗传学的结合。历史上,微生物学的发展曾经历了两个辉煌的黄金时代,也经历了其发展的低谷时期。近20年来,随着基因组学、结构生物学、生物信息学、PCR技术、高分率荧光显微镜及其它物理化学理论和技术等的应用,使微生物学的研究取得了一系列突破性进展,微生物学己走出其低谷,开始进入它的第三个黄金时代。

微生物的分类依据:形态特征、噬菌反应、细胞壁成分、核糖体核糖酸(rRNA )相关度等。

(1)形态特征:细胞的形态和习性水平,观察微生物的形态特征、运动性、酶反应、营养要求、生产条件、代谢特征、致病性、抗原性和生态学特征等;细胞组分水平,包括细胞壁、脂类、醌类和光和色素等成分的分析;核酸水平,G+Cmo1%值的测定,核酸分子杂交,16S或18S rRNA寡核苷酸序列分析,重要基因序列分析及全基因组测序等。

(2)培养特征。在固体培养基平板上的菌落(colony)和斜面上的菌苔(lawn)性状(形状、光泽、透明度、颜色、质地等);在半固体培养基中穿刺接种培养的生长情况;在液体培养基中混浊程度,液面有无菌膜、菌环,管底有无絮状沉淀,培养液颜色等。

(3)细胞壁成分:①细胞壁的化学成分:一句肽聚糖分子中肽尾第三位氨基酸的种类、肽桥的结构以及与邻近肽尾交连的位置来分类。②全细胞水解液的糖型:用于放线菌的分类。③磷酸累脂成分的分析:用于鉴别属的指标。④气相色谱技术:分析脂肪酸核醇类成分。

(4)噬菌反应::菌体的寄生有专一性,在有敏感菌的平板上产生噬菌斑,斑的形状和大小可作为鉴定的依据;在液体培养中,噬菌体的侵染液由混浊变为澄清。噬菌体寄生的专业性有差别,寄生范围广的谓多价噬菌体,能侵染同一属的多种细菌;单价噬菌体只侵染同一种的细菌;极端专业化的噬菌体甚至只对同一种菌的某一菌株有侵染力,故可寻找适当专化的噬菌体作为鉴定各种细菌的生物试剂。

(5)DNA杂合率要判断微生物之间的亲缘关系,须比较它们的DNA的碱基顺序,最常用的方法是DNA杂合法,其基本原理是DNA解链的可逆性和碱基配对的专一性,提取DNA并使之解链,再使互补的碱基重新配对结合成双链。根据能生成双链的情况,可测知杂合率。杂合率越高,表示两个DNA之间碱基顺序的相似越高,它们间的亲缘关系也就越近。

另外,根据微生物的外形特点,可分为三型八大类群。①真核细胞型微生物。细胞核分化程度较高,有典型的核结构(有核膜、核仁、多个染色体,由DNA和组蛋白组成),通过有丝分裂进行繁殖。胞浆内有多种完整的细胞器。属于这类微生物的有真菌和原虫。②原核细胞型微生物。仅有原始核质,无核膜、核仁, 细胞器不是很完善。这类微生物众多,包括细菌、支原体、衣原 体、立克次体、螺旋体、放线菌。③非细胞型微生物。体型极小,无典型的细胞结构,核 酸类型为DNA或RNA,无产生能量的酶系统,只能在活细胞内复制增殖,这类微生物有病毒、亚病毒和朊粒。根据其与人类和动物的关系,可分为有益、无益无害和 有害微生物3类其中,有害微生物,虽然只占整个微生物界的一小部分,但却 能够引起人和动物的传染病。故又称其为病原微生物、兽医微生物。

微生物的特点:①体积小,面积大。一个体积恒定的物体,被切割的越小,数量越多,其相对表面积越大(有时也称作比表面积)。微生物体积通常很小,如一个典型的球菌,其体积约1mm3,可是其相对表面积却很大。正因为有了较高的相对表面积做基础,微生物才有了一些独特的特征,比如能够快速代谢。②吸收多,转化快。微生物通常具有极其高效的生物化学转化能力。据研究,乳糖菌在1个小时之内能够分解其自身重量1000-10000倍的乳糖,产朊假丝酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。③生长旺,繁殖快。相比于大型动物,微生物具有极高的生长繁殖速度,微生物理论上能做到指数级增长。大肠杆菌能够在12.5-20分钟内繁殖1次。④适应强,易变异。由于其相对表面积大的特点,微生物具有非常灵活的适应性或代谢调节机制。微生物对各种环境条件,尤其是在如同高温、强酸、高盐、高辐射、低温等这样十分恶劣的环境条件下的适应能力。⑤分布广,种类多。由于微生物体积小、重量轻、数量多等原因,地球上除了火山中心区域等少数地方外,到处都有它们的踪迹。微生物种类多主要体现在以下五个方面:物种多样性;生理代谢类型多样性;代谢产物多样性;遗传基因多样性;生态类型多样性。