微生物的类群和营养.ppt

微生物的类群和营养 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望观察细菌要用光学显微镜放大几百倍到上千倍才能看到观察细菌要用光学显微镜放大几百倍到上千倍才能看到细细 菌菌一、细菌的大小一、细菌的大小球菌球菌（coccus)二、细菌的形态二、细菌的形态杆菌杆菌（bacilus)弧菌弧菌 三、细菌的结构三、细菌的结构细细菌菌的的结结构构基本结构基本结构细胞壁：肽聚糖，保护细胞壁：肽聚糖，保护细胞膜细胞膜细胞质细胞质(核糖体、质粒核糖体、质粒小小环状环状DNA:控制控制抗药性固氮抗生素形成、抗药性固氮抗生素形成、贮存性颗粒贮存性颗粒)核区核区(拟核拟核)未成形的细胞核未成形的细胞核大型环状大型环状DNA特殊结构特殊结构荚膜：粘性荚膜：粘性 ，保护作用，保护作用 鞭毛：运动器官鞭毛：运动器官芽孢芽孢 ：细菌休眠体，对恶劣的环：细菌休眠体，对恶劣的环境有抵抗力境有抵抗力 方式：方式：20分钟一分钟一30分钟，细菌就能分裂一次。细分钟，细菌就能分裂一次。细菌的生殖速度是相当快的菌的生殖速度是相当快的 四、细菌的繁殖四、细菌的繁殖分裂生殖分裂生殖二分裂二分裂速度：速度：五、细菌的菌落五、细菌的菌落 1、定义：单个或者少数细菌在、定义：单个或者少数细菌在 培养基上大培养基上大量繁殖时，会形成一个量繁殖时，会形成一个 可见的、具可见的、具有有 的子细胞群体，叫做菌落。（在生态的子细胞群体，叫做菌落。（在生态学上属于一个学上属于一个 ）2、特征：大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度、特征：大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等。等。3、功能：每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以、功能：每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为作为 的重要依据。的重要依据。4、举例：如啤酒酵母菌落、红酵母菌落等。、举例：如啤酒酵母菌落、红酵母菌落等。的球菌，常形成较小较厚边缘较整齐的的球菌，常形成较小较厚边缘较整齐的菌落，菌落，细菌形成大而扁平、边缘波浪或锯细菌形成大而扁平、边缘波浪或锯齿状菌落齿状菌落固体固体肉眼肉眼一定形态结构一定形态结构种群种群菌种鉴定菌种鉴定无鞭毛无鞭毛有鞭毛有鞭毛讨讨论论 同学们配制的培养细菌的培养同学们配制的培养细菌的培养基能否用来培养病毒？为什么？基能否用来培养病毒？为什么？如果不可以，那么在科研中培养如果不可以，那么在科研中培养HIV病毒应使用什么培养基呢？病毒应使用什么培养基呢？病毒1、病毒的结构、病毒的结构蛋白质衣壳蛋白质衣壳核酸（遗传物质）核酸（遗传物质）囊膜（上具刺突）囊膜（上具刺突）衣壳：衣壳：（1）由衣壳粒构成）由衣壳粒构成（2）衣壳粒由）衣壳粒由16个多肽分子组成。个多肽分子组成。（3）保护核酸、决定病毒）保护核酸、决定病毒抗原特异性抗原特异性（4）不同病毒排列方式不同）不同病毒排列方式不同只含只含DNA或或RNA2、病毒的增殖、病毒的增殖吸附吸附注入注入合成合成装配装配释放释放病毒遗传信息的传递过程：病毒遗传信息的传递过程：DNA病毒：病毒：RNA病毒：病毒：(1)普通普通RNA病毒：病毒：RNARNA蛋白质蛋白质(2)逆转录病毒逆转录病毒(遗传物质也属遗传物质也属RNA)：1 基因控制细菌的抗药性、固氮和抗生素基因控制细菌的抗药性、固氮和抗生素的生成；的生成；2光合作用、有氧呼吸、生物固氮的酶分布在细光合作用、有氧呼吸、生物固氮的酶分布在细菌菌 上，这些生理活动主要在上，这些生理活动主要在 上进行；上进行；3非细胞生物可分为病毒非细胞生物可分为病毒(DNA或或RNA衣壳衣壳)、类、类病毒病毒(仅仅RNA)、朊病毒、朊病毒(蛋白质致病因子蛋白质致病因子)；4在基因工程中在基因工程中 、作为基因载体，作为基因载体，病毒、细菌常作为病毒、细菌常作为 受体，而细菌、酵受体，而细菌、酵母菌常被应用于母菌常被应用于 ；质粒质粒细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜质粒质粒病毒病毒外源基因外源基因发酵工程发酵工程5病毒为病毒为 生物，因而在普通培养基上生物，因而在普通培养基上无法培养，只能利用无法培养，只能利用 培培养。在噬菌体侵染细菌实验中，放射性同位素养。在噬菌体侵染细菌实验中，放射性同位素标记时先让标记时先让 在培养基上培养。在培养基上培养。6病毒在病毒在 中可做诱导剂，中可做诱导剂，在在 中可做运载体。中可做运载体。寄生寄生活组织活组织(如活鸡胚如活鸡胚)大肠杆菌大肠杆菌细胞工程细胞工程基因工程基因工程微生物微生物 原核生物界原核生物界 原生生物界原生生物界真菌界真菌界病毒界病毒界 微生物的类群微生物的类群(细菌、放线菌、蓝藻细菌、放线菌、蓝藻)(酵母菌、霉菌、大型真菌酵母菌、霉菌、大型真菌)(草履虫、变形虫、衣藻草履虫、变形虫、衣藻)(噬菌体、艾滋病毒噬菌体、艾滋病毒)种类种类:结构特点结构特点由由 和和 构成的分子生物，无构成的分子生物，无 结结构，对构，对 不敏感但对不敏感但对 敏感。敏感。遗传物质及其载体遗传物质及其载体DNA或或RNA(裸露的裸露的DNA分子或分子或RNA分子分子)代谢类型代谢类型专性专性 生物，需用生物，需用 培养培养繁殖方式繁殖方式复制繁殖复制繁殖(在宿主的在宿主的 中进行中进行)可遗传变异来源可遗传变异来源基因突变基因突变举例举例 噬菌体噬菌体(病毒病毒)烟草花叶病毒烟草花叶病毒(病毒病毒)核酸核酸蛋白质蛋白质细胞细胞抗生素抗生素干扰素干扰素寄生寄生活体培养基活体培养基(如活鸡胚如活鸡胚)活细胞活细胞DNARNA结构特点结构特点无无 包被的细胞核，无核仁与染色体及各种复包被的细胞核，无核仁与染色体及各种复杂杂 ，只有，只有 ，对，对 敏感敏感遗传物质及其载体遗传物质及其载体环状环状DNA分子（位于分子（位于 或者或者 上）上）代谢类型代谢类型 (如光合细菌、硝化细菌、蓝藻等如光合细菌、硝化细菌、蓝藻等)繁殖方式繁殖方式 分裂方式进行分裂方式进行 生殖生殖含有的核酸含有的核酸DNA和和RNA，遗传物质是，遗传物质是 。DNA核膜核膜细胞器细胞器核糖体核糖体青霉素青霉素拟核拟核质粒质粒 (如枯草杆菌、破伤风杆菌等如枯草杆菌、破伤风杆菌等)异化作用既有异化作用既有 也有也有 。自养型自养型异养型异养型需氧型需氧型厌氧型厌氧型二二无性无性可遗传变异来源可遗传变异来源基因突变基因突变结构特点结构特点 生物，生物，细胞壁，对细胞壁，对 不敏感不敏感遗传物质及其载体遗传物质及其载体DNA分子主要位于分子主要位于 上，上，中也有少量中也有少量DNA代谢类型代谢类型同化作用为同化作用为 型，异化作用大多为型，异化作用大多为 型型繁殖方式繁殖方式无性生殖或有性生殖无性生殖或有性生殖含有的核酸含有的核酸DNA和和RNA，遗传物质是，遗传物质是 。DNA可遗传变异来源可遗传变异来源基因突变、基因重组基因突变、基因重组(进行有性生殖时进行有性生殖时)、染色体变异、染色体变异举例举例酵母菌、霉菌等酵母菌、霉菌等真核真核有有青霉素青霉素染色体染色体线粒体线粒体异养异养需氧需氧结构特点结构特点 生物，一般指生物，一般指 生物生物遗传物质及其载体遗传物质及其载体DNA分子，主要位于分子，主要位于 上上(或或 中中也有少量也有少量DNA)代谢类型代谢类型为自养需氧或异养需氧或异氧厌氧型为自养需氧或异养需氧或异氧厌氧型繁殖方式繁殖方式无性生殖或有性生殖无性生殖或有性生殖含有的核酸含有的核酸DNA和和RNA，遗传物质是，遗传物质是 。DNA可遗传变异来源可遗传变异来源基因突变、基因重组基因突变、基因重组(进行有性生殖时进行有性生殖时)、染色体变异、染色体变异举例举例小球藻、疟原虫、草履虫等小球藻、疟原虫、草履虫等真核真核单细胞单细胞染色体染色体线粒体线粒体叶绿体叶绿体一、碳源概念：概念：凡能为微生物提供所需凡能为微生物提供所需 的营养物质的营养物质无机碳源：无机碳源：CO2、NaHCO3等等有机碳源：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等有机碳源：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等1、主要用于构成微生物的、主要用于构成微生物的 和一和一些些 .2、异养微生物的主要、异养微生物的主要 .常用物质常用物质 ，尤其是，尤其是 。不。不同种类的微生物，对碳源需要差别大（例）同种类的微生物，对碳源需要差别大（例）来源来源作用作用说明：说明：碳元素碳元素细胞物质细胞物质代谢产物代谢产物能源物质能源物质糖类糖类葡萄糖葡萄糖甲烷氧化菌只利用甲醇、甲烷；假单胞菌可利用甲烷氧化菌只利用甲醇、甲烷；假单胞菌可利用90多种含碳化合物多种含碳化合物不同的微生物所需要的碳源不同不同的微生物所需要的碳源不同营养类型营养类型能源能源基本碳源基本碳源代表生物代表生物光能自养光能自养化能自养化能自养化能异养化能异养光光CO2蓝细菌、蓝细菌、藻类等藻类等无机物无机物CO2硝化细菌、硝化细菌、硫细菌、硫细菌、铁细菌铁细菌有机物有机物有机物有机物绝大多数细绝大多数细菌与全部真菌与全部真核微生物核微生物二、氮源二、氮源说明：说明：作用：作用：来源来源概念：概念：凡能为微生物提供所需凡能为微生物提供所需 的营养物质的营养物质无机氮源：无机氮源：N2、氨、铵盐、硝酸盐等、氨、铵盐、硝酸盐等有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等主要用于合成主要用于合成 、以及含氮的以及含氮的 。常用的氮源为常用的氮源为 、。异养微生物：异养微生物：含含C、H、O、N的化合物既是的化合物既是 源，源，又是又是 源源氮元素氮元素蛋白质蛋白质核酸核酸代谢产物代谢产物铵盐铵盐硝酸盐硝酸盐碳碳氮氮三、生长因子说明：说明：作用：作用：来源：来源：概念：概念：往往由于缺乏合成这些物质所需要的往往由于缺乏合成这些物质所需要的 或或 有限，才需要补充。有限，才需要补充。微生物生长不可缺少的微量微生物生长不可缺少的微量 。维生素、氨基酸、碱基、叶酸、酵母膏、动维生素、氨基酸、碱基、叶酸、酵母膏、动植物组织提取液等植物组织提取液等 和和 的组成成分的组成成分有机物有机物酶酶核酸核酸合成能力合成能力酶酶常用物质：氨基酸、维生素、碱基。常用物质：氨基酸、维生素、碱基。讨论：如何证明某种物质是某种微生如何证明某种物质是某种微生物的生长因子？物的生长因子？思路：在含碳源、氮源、水、无机盐思路：在含碳源、氮源、水、无机盐但缺乏某种物质的培养基中培养微生但缺乏某种物质的培养基中培养微生物，微生物不能生长或生长极差，向物，微生物不能生长或生长极差，向培养基加入该种物质，微生物正常生培养基加入该种物质，微生物正常生长。长。培养基的种类培养基的种类培培养养基基的的种种类类按按物理性质物理性质分分固体培养基固体培养基 （分离分离、计数计数等）等）半固体培养基（半固体培养基（观察运动观察运动）液体培养基液体培养基 （工业生产工业生产）按按化学成分化学成分分分合成培养基合成培养基（化学成分明确化学成分明确，常用于常用于分类分类、鉴定鉴定等）等）天然培养基天然培养基（天然物质配制，（天然物质配制，成分不明确成分不明确，常用于，常用于工业生产工业生产）按按 用用 途途 分分选择培养基（用于从多种微生选择培养基（用于从多种微生物中物中选出选出需要的种类）需要的种类）鉴别培养基（用于鉴别培养基（用于判定判定某一微某一微生物的生物的存在存在）在一般培养基中加入了某种化学物质，在一般培养基中加入了某种化学物质，抑制不需要抑制不需要的微生物的生长，促进所需微生物的生长的微生物的生长，促进所需微生物的生长选择培养基选择培养基分离菌种分离菌种加入加入 分离得到酵母菌和霉菌分离得到酵母菌和霉菌加入加入 分离得到金黄色葡萄球菌分离得到金黄色葡萄球菌用用 分离得到分离得到 固氮微生物固氮微生物用用 分离得到自养型微生物分离得到自养型微生物青霉素青霉素高浓度食盐高浓度食盐无氮培养基无氮培养基自生自生含无机碳源的培养基含无机碳源的培养基鉴别培养基鉴别培养基鉴别菌种鉴别菌种在一般培养基中加入在一般培养基中加入指示剂指示剂或或化学药品化学药品，以鉴别某种，以鉴别某种微生物微生物 培养基可以鉴别大肠杆菌培养基可以鉴别大肠杆菌伊红美蓝伊红美蓝配制培养基的原则配制培养基的原则1、目的明确、目的明确指明确培养的微生物指明确培养的微生物 ，因为不同的微生物营养，因为不同的微生物营养需要不同，培养基中要求的营养成分不同。需要不同，培养基中要求的营养成分不同。2、营养要协调、营养要协调指明确培养的指明确培养的 ，是用于生产还是科学研究，因为，是用于生产还是科学研究，因为二者对培养基的化学成分、物理状态等方面要求不同。二者对培养基的化学成分、物理状态等方面要求不同。营养物质的营养物质的 要适宜。要适宜。营养物质间的营养物质间的 要适宜。要适宜。例如：例如：在谷氨酸生产中在谷氨酸生产中 C:N=4:1时细菌大量繁殖时细菌大量繁殖C:N=3:1时合成大量谷氨酸时合成大量谷氨酸种类种类目的目的浓度浓度比例比例3、pH要适宜要适宜 根据不同的微生物适宜生长的根据不同的微生物适宜生长的pH范围调节范围调节培养基的培养基的pH。细菌的最适细菌的最适PH为为 。放线菌的最适放线菌的最适PH为为 。真菌的最适真菌的最适PH为为 。5.06.06.57.57.58.5培养基配制的一般步骤：培养基配制的一般步骤：原料称量原料称量溶解溶解（加琼脂熔化）（加琼脂熔化）调整调整pH值值分装，加棉塞包扎分装，加棉塞包扎灭菌灭菌(1)自养微生物与异养微生物自养微生物与异养微生物类类型划分的主要依据是能型划分的主要依据是能否以否以 作作为为生生长长的主要或惟一的主要或惟一 ，而，而与氮源无关。自养微生物以与氮源无关。自养微生物以CO2或碳酸或碳酸盐为盐为 碳碳源源进进行代行代谢谢生生长长；异养微生物必；异养微生物必须须以以 作作为为碳碳源源进进行代行代谢谢生生长长。(2)自养微生物的能源自养微生物的能源利用利用 ，如，如蓝蓝藻等；藻等；依靠依靠 过过程中程中释释放的能量，如硝化放的能量，如硝化细细菌，菌，能利用能利用NH3氧化氧化过过程中程中释释放的化学能，放的化学能，NH3既作既作为为 ，又作，又作为为 。无机碳无机碳碳源碳源惟一惟一有机物有机物光能光能物质氧化物质氧化氮源氮源能源能源(3)异养微生物的能源：主要来源于异养微生物的能源：主要来源于 的的 ，碳源不，碳源不仅为仅为异养微生物提供构成异养微生物提供构成细细胞的胞的 ，而且提供整个生命活，而且提供整个生命活动动所需的所需的 。有机物有机物氧化分解氧化分解物质物质能量能量1固氮微生物与非固氮微生物氮源的区别：固氮微生物固氮微生物与非固氮微生物氮源的区别：固氮微生物各种含氮物质各种含氮物质(包括包括 )；非固氮微生物；非固氮微生物 。2生长因子：一些微生物不需要从营养物质中摄取生生长因子：一些微生物不需要从营养物质中摄取生长因子，而是依靠自身长因子，而是依靠自身 。另外，一些微生。另外，一些微生物自身体内缺乏合成生长因子所需的物自身体内缺乏合成生长因子所需的 或者合成或者合成量量 因此只能从营养物质中因此只能从营养物质中 ，否则就，否则就不能生存。不能生存。N2除除N2以外的其他含氮物质以外的其他含氮物质体内合成体内合成酶酶不够不够直接获得直接获得3同一物质可作一种或几种营养成分：同一物质可作一种或几种营养成分：NaHCO3既作既作 又做又做 ，NH4或或NO3既作既作 又作又作 ，含，含C、H、O、N的物质如蛋白胨、酵母膏、牛肉膏既可作的物质如蛋白胨、酵母膏、牛肉膏既可作 、，又可作，又可作 。4微生物与微生物与动动植物的植物的营营养物养物质质既有相同成分，既有相同成分，如如 、，又有不同成，又有不同成分，如微生物所需的生分，如微生物所需的生长长因子，人和因子，人和动动物特有物特有的的维维生素和膳食生素和膳食纤维纤维等。等。无机盐无机盐碳源碳源氮源氮源无机盐无机盐碳源碳源氮源氮源生长因子生长因子水水无机盐无机盐(矿质元素矿质元素)练习练习:1、在微生物实验中，一般用琼脂培养基来培养细菌等微生物，它在加热后呈液化的溶胶状态，在室温下又呈半透明的凝胶状态。现有三种细菌圆褐固氮菌、硝化细菌、乳酸菌。请设计一个实验来分离这三种细菌。比较三种细菌圆褐固氮菌、硝化细菌、乳酸菌的培养基的差别培养基能量能量碳源碳源氮源氧其他圆褐固氮菌硝化细菌乳酸菌葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖无无空气空气二氧二氧化碳化碳NHNH3 3NHNH3 3空气空气葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖铵盐，铵盐，硝酸盐硝酸盐无氧无氧环境环境生长生长因子因子水水无机盐无机盐琼脂琼脂