生物奧賽培訓(xùn)教程--微生物學(xué)部分ppt課件

1、12006生物奧賽培訓(xùn)教程微生物學(xué)部分2提綱奧賽綱要對微生物學(xué)理論部分的要求微生物學(xué)的知識體系微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能微生物的營養(yǎng)微生物的生長繁殖微生物發(fā)酵工業(yè)病毒的基本特征感染與免疫微生物遺傳學(xué)3一、全國及國際奧賽綱要對微生物學(xué)理論部分的要求分類：原核生物細(xì)菌門藍(lán)藻門原綠藻門 真核生物綠藻門結(jié)合菌門子囊菌門擔(dān)子菌門病毒原核細(xì)胞的組成：形態(tài)學(xué)光養(yǎng)和化養(yǎng)生物技術(shù)：發(fā)酵免疫4二、微生物學(xué)的知識體系微生物學(xué)微生物學(xué)生態(tài)與多樣性感染與免疫遺傳基因表達(dá)調(diào)控基因工程分類形態(tài)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)代謝生長繁殖系統(tǒng)發(fā)育發(fā)酵工業(yè)食品藥物生物制品環(huán)保5三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能微生物的類型細(xì)胞型微生物非細(xì)胞型微生物病毒原核微生物

2、真核微生物(真)細(xì)菌古生菌細(xì)菌藍(lán)藻原綠藻放線菌衣原體支原體 立克次氏體 等G+G-酵母菌霉菌真核藻類（綠藻、硅藻等）蘑菇原生動物真病毒亞病毒因子6三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)菌的形態(tài)學(xué)分類 球菌 桿菌 螺旋菌（包括弧菌）淋病球菌大腸桿菌弧形霍亂菌7三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能原核微生物的典型結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁細(xì)胞壁外結(jié)構(gòu)原生質(zhì)體8原核微生物的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)： 與功能：保護(hù)：屏障、機(jī)械保護(hù)是細(xì)胞生長、分裂和運(yùn)動所必須的1.賦予細(xì)胞抗原性、致病性和對噬菌體的敏感性等三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能古生菌假肽聚糖層G+G-厚薄肽聚糖層真細(xì)菌9三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能原核微生物的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞壁革蘭氏染色結(jié)晶

3、紫初染碘液媒染乙醇脫色番紅復(fù)染10三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能原核微生物的結(jié)構(gòu)與功能原生質(zhì)體 細(xì)胞膜：控制運(yùn)輸、維持滲透壓、合成細(xì)胞壁、著生鞭毛等 貯藏物：硫粒、藻膽蛋白、異染顆粒等 核區(qū)（擬核） 特殊的休眠結(jié)構(gòu)芽孢（內(nèi)生孢子） 其它：氣泡、伴孢晶體、孢囊等11三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能原核微生物的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞壁外結(jié)構(gòu) 糖被：保護(hù)、屏障、儲存、吸附、信號識別 鞭毛：運(yùn)動 菌毛（纖毛）：吸附 性毛：參與傳遞遺傳物質(zhì)12三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能放線菌的菌絲分化13三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能支原體衣原體立克次氏體14三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能特征細(xì)菌支原體立克次氏體衣原體直徑0.5-2.0um0.

4、2-0.25um0.3-0.8um0.2-0.3um過濾性不能過濾能過濾不能過濾能過濾G染色G+或G-G-G-G-培養(yǎng)法人工培養(yǎng)基人工培養(yǎng)基宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞產(chǎn)ATP有有有無15三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能真細(xì)菌、古生菌與真核生物的比較特征特征真細(xì)菌真細(xì)菌古生菌古生菌真核生物真核生物有核仁、核膜的細(xì)胞核無無有有復(fù)雜內(nèi)膜的細(xì)胞器無無有核糖體大小70S70S80S細(xì)胞壁含肽聚糖（胞壁酸）有無無對鏈霉素等抗生素的敏感性敏感不敏感不敏感16三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能藍(lán)藻、原綠藻和綠藻（真核）的比較特征特征藍(lán)藻藍(lán)藻原綠藻原綠藻綠藻綠藻有核膜的細(xì)胞核無無有細(xì)胞器無無有光合色素類型葉綠素a、藻膽素葉綠素a、葉綠

5、素b葉綠素a、葉綠素b光合作用位點(diǎn)類囊體類囊體葉綠體細(xì)胞大小0.55um0.45*0.75um2um念珠藻 原綠藻 衣藻17四、微生物的營養(yǎng)微生物的營養(yǎng)要求碳源【糖類、脂肪、有機(jī)酸】：能源物質(zhì)，構(gòu)成菌體和代謝產(chǎn)物氮源【無機(jī)氮源：氨水、硫酸銨、尿素、硝酸鈉；有機(jī)氮源：發(fā)酵菌絲體、酒糟】：構(gòu)成菌體和代謝產(chǎn)物，硝化細(xì)菌的能源物質(zhì)無機(jī)鹽類【Pb 、 Mg 、 S 、 P 、 Fe、Co、Zn等】：維持酶活力，調(diào)節(jié)滲透壓、pH值、電位等特殊生長因子【生物素、硫胺素、肌醇等】：構(gòu)成輔酶的組成部分，促進(jìn)生命活動1.水：溶解營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物18四、微生物的營養(yǎng)微生物的營養(yǎng)類型劃分依據(jù)劃分依據(jù)劃分依據(jù)營養(yǎng)類型

6、營養(yǎng)類型特點(diǎn)特點(diǎn)碳源自養(yǎng)型以CO2為唯一或主要碳源異養(yǎng)型以有機(jī)物為碳源能源光能營養(yǎng)型以光為能源化能營養(yǎng)型通過氧化釋放的化學(xué)能為能源電子供體無機(jī)營養(yǎng)型以還原性無機(jī)物為電子供體有機(jī)營養(yǎng)型以有機(jī)物為電子供體19四、微生物的營養(yǎng)微生物的營養(yǎng)類型典型類型營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型能源能源電子供體電子供體碳源碳源舉例舉例光能無機(jī)自養(yǎng)型光能H2、H2SS、H2OCO2藍(lán)藻、藻類紫（綠）硫細(xì)菌光能有機(jī)異養(yǎng)型光能有機(jī)物有機(jī)物紅螺細(xì)菌化能無機(jī)自養(yǎng)型化學(xué)能(無機(jī))H2、H2SFe2+、NO2-CO2氫細(xì)菌、硫桿菌硝化細(xì)菌化能有機(jī)異養(yǎng)型化學(xué)能 (有機(jī))有機(jī)物有機(jī)物大腸桿菌、真菌20四、微生物的營養(yǎng)培養(yǎng)基的配置基本原則選擇適宜的

7、營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)的濃度及其比例合適控制pH條件滅菌處理1.原料來源的選擇21四、微生物的營養(yǎng)培養(yǎng)基的配置培養(yǎng)基的類型 成分：天然培養(yǎng)基與合成培養(yǎng)基 形式：液體、固體和半固體培養(yǎng)基 功能：基礎(chǔ)培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)基、 鑒別培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基22四、微生物的營養(yǎng)微生物代謝的特殊方面生物固氮 自生固氮菌：巴氏梭菌（好氧） 共生固氮菌：根瘤菌（與豆科植物共生） 弗蘭克氏菌（與非豆科植物共生） 魚腥藻（與滿江紅共生）等 聯(lián)合固氮菌：雀稗固氮菌（生活在植物根際） 固氮條件：固氮酶、ATP、電子傳遞體23五、微生物的生長繁殖細(xì)菌的個體生長染色體DNA的復(fù)制與分離細(xì)胞壁擴(kuò)增1.細(xì)胞分裂24五、微生物的生長繁殖細(xì)菌

8、的群體生長遲緩期對數(shù)生長期穩(wěn)定生長期1.衰亡期25五、微生物的生長繁殖細(xì)菌的連續(xù)培養(yǎng) 恒化連續(xù)培養(yǎng) 恒濁連續(xù)培養(yǎng)26五、微生物的生長繁殖真菌的生長繁殖 裂殖和芽殖：菌絲延長和酵母繁殖的主要方式 無性孢子繁殖：營養(yǎng)細(xì)胞分化出新個體（孢子） 有性孢子繁殖：不同的性細(xì)胞結(jié)合而產(chǎn)生新個體27五、微生物的生長繁殖絲狀真菌的生活史28五、微生物的生長繁殖微生物生長繁殖的控制 化學(xué)控制： 抗微生物劑：殺死或抑制微生物生長的物質(zhì) 抗代謝物：用與生長因子結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)干擾微生物 抗生素：一類次級代謝產(chǎn)物，具有抑菌或殺菌能力 物理控制： 高溫滅菌：灼燒、煮沸、干熱、濕熱滅菌 過濾除菌 高滲作用抑菌 輻射和超聲波處

9、理 干燥29六、微生物發(fā)酵工業(yè)利用生物特性和發(fā)酵理論，通過現(xiàn)代化的工程技術(shù)手段，進(jìn)行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，使受培養(yǎng)的微生物或動植物細(xì)胞積累所需產(chǎn)品的一門技術(shù)學(xué)科。30六、微生物發(fā)酵工業(yè)微生物發(fā)酵工業(yè)的一般流程種子擴(kuò)大培養(yǎng)種子擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基配制空氣除菌空氣除菌培養(yǎng)基滅菌培養(yǎng)基滅菌發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵生產(chǎn)下游處理下游處理發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備31六、微生物發(fā)酵工業(yè)菌種及其擴(kuò)大培養(yǎng) 菌種的選育 自然育種 誘變育種 雜交育種 基因工程育種 種子擴(kuò)大培養(yǎng)流程二【三】級種子擴(kuò)大培養(yǎng) 斜面菌種-一級種子搖床培養(yǎng)-二級種子罐培養(yǎng)【-三級種子罐培養(yǎng)】-發(fā)酵罐生產(chǎn)32六、微生物發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基配置（糖化，Saccharify

10、)：在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過程，得到的水解糖液叫淀粉糖。糖化的原料：薯類淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、大米淀粉等。水解糖液的質(zhì)量直接關(guān)系到生產(chǎn)菌的生長速度與代謝產(chǎn)物的積累，其中的低聚糖類與復(fù)合糖類等雜質(zhì)越低越好。33糖化方法： 酸解法：淀粉葡萄糖 酶解法：淀粉糊精、低聚糖 葡萄糖六、微生物發(fā)酵工業(yè)酸（催化劑） 高溫高壓淀粉酶糖化酶液化糖化34六、微生物發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)中間控制 溫度菌體生長和積累代謝產(chǎn)物的最適溫度往 往是不同的，變溫控制； pH值微生物的生長和發(fā)酵的最適pH值往往不 同，變化控制； 溶氧氧是制約發(fā)酵進(jìn)行的重要因素，加強(qiáng)溶氧；35六、微生物發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵實(shí)例食品（食用酒精）發(fā)

11、酵曲霉制曲原料蒸煮糖化酵母酒母的制備及擴(kuò)大發(fā)酵蒸餾酒糟乙醇雜醇油36六、微生物發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵實(shí)例藥品（青霉素）發(fā)酵產(chǎn)黃青霉菌孢子制備種子罐滅菌培養(yǎng)基壓縮空氣發(fā)酵罐預(yù)處理罐過濾萃取精制柱萃取過濾結(jié)晶洗滌過濾蒸發(fā)青霉素鉀鹽37六、微生物發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵實(shí)例生物制品的發(fā)酵生產(chǎn) 見感染與免疫部分38六、微生物發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵實(shí)例環(huán)保（污水的二級處理）曝氣池清水污水空氣回流污泥剩余污泥39七、病毒的基本特征病毒的特點(diǎn) 病毒在細(xì)胞外以成熟的顆粒形式（毒粒）存在； 毒粒在胞外不表現(xiàn)任何生命特征； 毒粒具感染宿主細(xì)胞的能力，一旦進(jìn)入細(xì)胞，毒粒便解體，并表現(xiàn)出繁殖、遺傳、變異等生命特征。40七、病毒的基本特征毒粒的結(jié)構(gòu)T

12、4噬菌體衣殼螺旋對稱二十面體對稱核衣殼核酸41七、病毒的基本特征毒粒的結(jié)構(gòu)核衣殼與囊膜42七、病毒的基本特征病毒的簡單分類 真病毒 DNA病毒 RNA病毒【SARS病毒】 亞病毒因子 衛(wèi)星RNA 類病毒【柑橘裂皮類病毒】 朊病毒【瘋牛病病毒】43七、病毒的基本特征病毒的復(fù)制周期及步驟吸附侵入脫殼病毒大分子合成裝配與釋放病毒復(fù)制的一步生長曲線44七、病毒的基本特征病毒的復(fù)制周期及步驟45七、病毒的基本特征溫和噬菌體：侵入宿主后并沒有立即開始病毒物質(zhì)合成和組裝的病毒，此時的噬菌體基因組稱為原噬菌體，而含有原噬菌體的宿主被稱為溶源性細(xì)菌。溶源病毒的性質(zhì)： 自發(fā)裂解性 可誘導(dǎo)性 免疫性 復(fù)愈性 溶源轉(zhuǎn)

13、變46七、病毒的基本特征SARS冠狀病毒 47七、病毒的基本特征禽流感病毒H5N1 A48七、病毒的基本特征HIV（人類免疫缺陷病毒） 與 AIDS（獲得性免疫缺陷綜合癥）49七、病毒的基本特征肝炎病毒 甲型肝炎病毒呈球形，無囊膜，核酸為單鏈RNA； 乙型肝炎病毒呈球形，具有雙層外殼結(jié)構(gòu)，外層相當(dāng)一般病毒的囊膜，核酸為雙鏈DNA。 50八、感染與免疫感染（傳染） 有機(jī)體與病原體相互作用引起的病理過程免疫 生物體能夠識別自我和非自我，對非自我作出反應(yīng)以保持自身穩(wěn)定的功能51八、感染與免疫感染的途徑 呼吸道、消化道、創(chuàng)傷、接觸、垂直感染微生物的致病性 殺細(xì)胞感染 造成宿主的免疫損傷 誘發(fā)腫瘤 產(chǎn)生

14、毒素52八、感染與免疫免疫學(xué)的幾個基本概念 抗原Ab：能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，并能與機(jī)體免疫應(yīng)答產(chǎn)物特異性結(jié)合的物質(zhì) 抗體Ig（免疫球蛋白）：在抗原物質(zhì)刺激下所形成的能與抗體特異性結(jié)合的血清活性成分 B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫：當(dāng)B細(xì)胞與抗原特異結(jié)合后，B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞，大量分泌抗體。 T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫：識別抗原后，可直接分泌殺傷蛋白，或協(xié)助其它免疫過程53八、感染與免疫抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律 初次應(yīng)答和再次應(yīng)答54八、感染與免疫免疫的基本類型天然（非特異性）免疫：體表屏障、吞噬作用等獲得性（特異性）免疫：自動免疫自然免疫：感染人工（誘導(dǎo)）免疫：注射特異性疫苗被動免疫自然免疫：胎盤傳遞、初乳傳遞人工免疫：注射特異性抗體55八、感染與免疫生物制品的分類預(yù)防類制品菌苗、2. 疫苗、3. 類毒素、4. 混合制劑治療類制品抗血清與抗毒素、2. 血液制品診斷類制品體內(nèi)診斷用品1.體外診斷用品56八、感染與免疫減毒活脊髓灰質(zhì)炎疫苗的生產(chǎn)猴腎細(xì)胞病毒樣品合并過濾保藏分裝保藏加工糖丸感染無菌試驗(yàn)、病毒滴