生物奥赛培训教程微生物学部分.ppt

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1、生物奥赛培训教程微生物学部分现在学习的是第1页，共55页提纲1.奥赛纲要对微生物学理论部分的要求2.微生物学的知识体系3.微生物细胞的结构与功能4.微生物的营养5.微生物的生长繁殖6.微生物发酵工业7.病毒的基本特征8.感染与免疫9.微生物遗传学现在学习的是第2页，共55页一、全国及国际奥赛纲要对微生物学理论部分的要求分类：原核生物细菌门蓝藻门原绿藻门真核生物绿藻门结合菌门子囊菌门担子菌门病毒原核细胞的组成：形态学光养和化养生物技术：发酵免疫现在学习的是第3页，共55页二、微生物学的知识体系微生物学微生物学生态与多样性感染与免疫遗传基因表达调控基因工程分类形态结构营养代谢生长繁殖系统发育发酵工

2、业食品药物生物制品环保现在学习的是第4页，共55页三、微生物细胞的结构与功能微生物的类型细胞型微生物非细胞型微生物病毒原核微生物真核微生物(真)细菌古生菌细菌蓝藻原绿藻放线菌衣原体支原体立克次氏体等G+G-酵母菌霉菌真核藻类（绿藻、硅藻等）蘑菇原生动物真病毒亚病毒因子现在学习的是第5页，共55页三、微生物细胞的结构与功能细菌的形态学分类球菌杆菌螺旋菌（包括弧菌）淋病球菌大肠杆菌弧形霍乱菌现在学习的是第6页，共55页三、微生物细胞的结构与功能原核微生物的典型结构细胞壁细胞壁外结构原生质体现在学习的是第7页，共55页原核微生物的结构与功能细胞壁结构：与功能：1.保护：屏障、机械保护2.是细胞生长、

3、分裂和运动所必须的3.赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性等三、微生物细胞的结构与功能古生菌假肽聚糖层G+G-厚薄肽聚糖层真细菌现在学习的是第8页，共55页三、微生物细胞的结构与功能原核微生物的结构与功能细胞壁革兰氏染色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染现在学习的是第9页，共55页三、微生物细胞的结构与功能原核微生物的结构与功能原生质体细胞膜：控制运输、维持渗透压、合成细胞壁、着生鞭毛等贮藏物：硫粒、藻胆蛋白、异染颗粒等核区（拟核）特殊的休眠结构芽孢（内生孢子）其它：气泡、伴孢晶体、孢囊等现在学习的是第10页，共55页三、微生物细胞的结构与功能原核微生物的结构与功能细胞壁外结构糖被：保护、

4、屏障、储存、吸附、信号识别鞭毛：运动菌毛（纤毛）：吸附性毛：参与传递遗传物质现在学习的是第11页，共55页三、微生物细胞的结构与功能放线菌的菌丝分化现在学习的是第12页，共55页三、微生物细胞的结构与功能支原体衣原体立克次氏体现在学习的是第13页，共55页三、微生物细胞的结构与功能特征细菌支原体立克次氏体衣原体直径0.5-2.0um 0.2-0.25um0.3-0.8um0.2-0.3um过滤性不能过滤能过滤不能过滤能过滤G染色G+或G-G-G-G-培养法人工培养基人工培养基宿主细胞宿主细胞产ATP有有有无现在学习的是第14页，共55页三、微生物细胞的结构与功能真细菌、古生菌与真核生物的比较特

5、征特征真细菌真细菌古生菌古生菌真核生物真核生物有核仁、核膜的细胞核无无有有复杂内膜的细胞器无无有核糖体大小70S70S80S细胞壁含肽聚糖（胞壁酸）有无无对链霉素等抗生素的敏感性敏感不敏感不敏感现在学习的是第15页，共55页三、微生物细胞的结构与功能蓝藻、原绿藻和绿藻（真核）的比较特征特征蓝藻蓝藻原绿藻原绿藻绿藻绿藻有核膜的细胞核无无有细胞器无无有光合色素类型叶绿素a、藻胆素叶绿素a、叶绿素b叶绿素a、叶绿素b光合作用位点类囊体类囊体叶绿体细胞大小0.55um0.45*0.75um 2um念珠藻原绿藻衣藻现在学习的是第16页，共55页四、微生物的营养微生物的营养要求1.碳源【糖类、脂肪、有机酸

6、】：能源物质，构成菌体和代谢产物2.氮源【无机氮源：氨水、硫酸铵、尿素、硝酸钠；有机氮源：发酵菌丝体、酒糟】：构成菌体和代谢产物，硝化细菌的能源物质3.无机盐类【Pb、Mg、S、P、Fe、Co、Zn等】：维持酶活力，调节渗透压、pH值、电位等4.特殊生长因子【生物素、硫胺素、肌醇等】：构成辅酶的组成部分，促进生命活动5.水：溶解营养物质和代谢产物现在学习的是第17页，共55页四、微生物的营养微生物的营养类型划分依据划分依据划分依据营养类型营养类型特点特点碳源自养型以CO2为唯一或主要碳源异养型以有机物为碳源能源光能营养型以光为能源化能营养型通过氧化释放的化学能为能源电子供体无机营养型以还原性无

7、机物为电子供体有机营养型以有机物为电子供体现在学习的是第18页，共55页四、微生物的营养微生物的营养类型典型类型营养类型营养类型能源能源电子供体电子供体碳源碳源举例举例光能无机自养型光能H2、H2SS、H2OCO2蓝藻、藻类紫（绿）硫细菌光能有机异养型光能有机物有机物红螺细菌化能无机自养型化学能(无机)H2、H2SFe2+、NO2-CO2氢细菌、硫杆菌硝化细菌化能有机异养型化学能(有机)有机物有机物大肠杆菌、真菌现在学习的是第19页，共55页四、微生物的营养培养基的配置基本原则1.选择适宜的营养物质2.营养物质的浓度及其比例合适3.控制pH条件4.灭菌处理5.原料来源的选择现在学习的是第20页

8、，共55页四、微生物的营养培养基的配置培养基的类型成分：天然培养基与合成培养基形式：液体、固体和半固体培养基功能：基础培养基、加富培养基、鉴别培养基、选择培养基现在学习的是第21页，共55页四、微生物的营养微生物代谢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（与豆科植物共生）弗兰克氏菌（与非豆科植物共生）鱼腥藻（与满江红共生）等联合固氮菌：雀稗固氮菌（生活在植物根际）固氮条件：固氮酶、ATP、电子传递体现在学习的是第22页，共55页五、微生物的生长繁殖细菌的个体生长1.染色体DNA的复制与分离2.细胞壁扩增3.细胞分裂现在学习的是第23页，共55页五、微生物的生长繁殖细菌

9、的群体生长1.迟缓期2.对数生长期3.稳定生长期4.衰亡期现在学习的是第24页，共55页五、微生物的生长繁殖细菌的连续培养恒化连续培养恒浊连续培养现在学习的是第25页，共55页五、微生物的生长繁殖真菌的生长繁殖裂殖和芽殖：菌丝延长和酵母繁殖的主要方式无性孢子繁殖：营养细胞分化出新个体（孢子）有性孢子繁殖：不同的性细胞结合而产生新个体现在学习的是第26页，共55页五、微生物的生长繁殖丝状真菌的生活史现在学习的是第27页，共55页五、微生物的生长繁殖微生物生长繁殖的控制化学控制：抗微生物剂：杀死或抑制微生物生长的物质抗代谢物：用与生长因子结构类似的物质干扰微生物抗生素：一类次级代谢产物，具有抑菌或

10、杀菌能力物理控制：高温灭菌：灼烧、煮沸、干热、湿热灭菌过滤除菌高渗作用抑菌辐射和超声波处理干燥现在学习的是第28页，共55页六、微生物发酵工业利用生物特性和发酵理论，通过现代化的工程技术手段，进行工业化规模生产，使受培养的微生物或动植物细胞积累所需产品的一门技术学科。现在学习的是第29页，共55页六、微生物发酵工业微生物发酵工业的一般流程种子扩大培养种子扩大培养培养基配制培养基配制空气除菌空气除菌培养基灭菌培养基灭菌发酵生产发酵生产下游处理下游处理发酵设备发酵设备现在学习的是第30页，共55页六、微生物发酵工业菌种及其扩大培养菌种的选育自然育种诱变育种杂交育种基因工程育种种子扩大培养流程二【三

11、】级种子扩大培养斜面菌种-一级种子摇床培养-二级种子罐培养【-三级种子罐培养】-发酵罐生产现在学习的是第31页，共55页六、微生物发酵工业培养基配置（糖化，Saccharify)：在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程，得到的水解糖液叫淀粉糖。糖化的原料：薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉等。水解糖液的质量直接关系到生产菌的生长速度与代谢产物的积累，其中的低聚糖类与复合糖类等杂质越低越好。现在学习的是第32页，共55页糖化方法：酸解法：淀粉葡萄糖酶解法：淀粉糊精、低聚糖葡萄糖六、微生物发酵工业酸（催化剂）高温高压淀粉酶糖化酶液化糖化现在学习的是第33页，共55页六、微生物发酵工业发酵生产中间

12、控制温度菌体生长和积累代谢产物的最适温度往往是不同的，变温控制；pH值微生物的生长和发酵的最适pH值往往不同，变化控制；溶氧氧是制约发酵进行的重要因素，加强溶氧；现在学习的是第34页，共55页六、微生物发酵工业发酵实例食品（食用酒精）发酵曲霉制曲原料蒸煮糖化酵母酒母的制备及扩大发酵蒸馏酒糟乙醇杂醇油现在学习的是第35页，共55页六、微生物发酵工业发酵实例药品（青霉素）发酵产黄青霉菌孢子制备种子罐灭菌培养基压缩空气发酵罐预处理罐过滤萃取精制柱萃取过滤结晶洗涤过滤蒸发青霉素钾盐现在学习的是第36页，共55页六、微生物发酵工业发酵实例生物制品的发酵生产见感染与免疫部分现在学习的是第37页，共55页六

13、、微生物发酵工业发酵实例环保（污水的二级处理）初级沉淀池曝气池二次沉淀池清水污水空气回流污泥剩余污泥现在学习的是第38页，共55页七、病毒的基本特征病毒的特点病毒在细胞外以成熟的颗粒形式（毒粒）存在；毒粒在胞外不表现任何生命特征；毒粒具感染宿主细胞的能力，一旦进入细胞，毒粒便解体，并表现出繁殖、遗传、变异等生命特征。现在学习的是第39页，共55页七、病毒的基本特征毒粒的结构T4噬菌体衣壳螺旋对称二十面体对称核衣壳核酸现在学习的是第40页，共55页七、病毒的基本特征毒粒的结构核衣壳与囊膜现在学习的是第41页，共55页七、病毒的基本特征病毒的简单分类真病毒DNA病毒RNA病毒【SARS病毒】亚病毒

14、因子卫星RNA类病毒【柑橘裂皮类病毒】朊病毒【疯牛病病毒】现在学习的是第42页，共55页七、病毒的基本特征病毒的复制周期及步骤1.吸附2.侵入3.脱壳4.病毒大分子合成5.装配与释放病毒复制的一步生长曲线现在学习的是第43页，共55页七、病毒的基本特征病毒的复制周期及步骤现在学习的是第44页，共55页七、病毒的基本特征温和噬菌体：侵入宿主后并没有立即开始病毒物质合成和组装的病毒，此时的噬菌体基因组称为原噬菌体，而含有原噬菌体的宿主被称为溶源性细菌。溶源病毒的性质：自发裂解性可诱导性免疫性复愈性溶源转变现在学习的是第45页，共55页七、病毒的基本特征SARS冠状病毒 现在学习的是第46页，共55

15、页七、病毒的基本特征禽流感病毒H5N1A现在学习的是第47页，共55页七、病毒的基本特征HIV（人类免疫缺陷病毒）与AIDS（获得性免疫缺陷综合症）现在学习的是第48页，共55页七、病毒的基本特征肝炎病毒甲型肝炎病毒呈球形，无囊膜，核酸为单链RNA；乙型肝炎病毒呈球形，具有双层外壳结构，外层相当一般病毒的囊膜，核酸为双链DNA。现在学习的是第49页，共55页八、感染与免疫感染（传染）有机体与病原体相互作用引起的病理过程免疫生物体能够识别自我和非自我，对非自我作出反应以保持自身稳定的功能现在学习的是第50页，共55页八、感染与免疫感染的途径呼吸道、消化道、创伤、接触、垂直感染微生物的致病性杀细胞

16、感染造成宿主的免疫损伤诱发肿瘤产生毒素现在学习的是第51页，共55页八、感染与免疫免疫学的几个基本概念抗原Ab：能够诱导机体产生免疫应答，并能与机体免疫应答产物特异性结合的物质抗体Ig（免疫球蛋白）：在抗原物质刺激下所形成的能与抗体特异性结合的血清活性成分B细胞介导的体液免疫：当B细胞与抗原特异结合后，B细胞分化为浆细胞，大量分泌抗体。T细胞介导的细胞免疫：识别抗原后，可直接分泌杀伤蛋白，或协助其它免疫过程现在学习的是第52页，共55页八、感染与免疫抗体产生的一般规律初次应答和再次应答现在学习的是第53页，共55页八、感染与免疫免疫的基本类型1.天然（非特异性）免疫：体表屏障、吞噬作用等2.获得性（特异性）免疫：1.自动免疫1.自然免疫：感染2.人工（诱导）免疫：注射特异性疫苗2.被动免疫1.自然免疫：胎盘传递、初乳传递2.人工免疫：注射特异性抗体现在学习的是第54页，共55页八、感染与免疫生物制品的分类1.预防类制品1.菌苗、2.疫苗、3.类毒素、4.混合制剂2.治疗类制品1.抗血清与抗毒素、2.血液制品3.诊断类制品1.体内诊断用品2.体外诊断用品现在学习的是第55页，共55页