奧賽培訓(xùn)教程.ppt

1、2006生物奧賽培訓(xùn)教程,微生物學(xué)部分 ,提綱,奧賽綱要對(duì)微生物學(xué)理論部分的要求 微生物學(xué)的知識(shí)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),一、全國及國際奧賽綱要對(duì)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,二、微生物學(xué)的知識(shí)體系,微生物學(xué),生態(tài)與多樣性,感染與免疫,三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能,微生物的類型,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

2、,弧形霍亂菌,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,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(dòng)所必須的 賦予細(xì)胞抗原性、致病性和對(duì)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,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,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：

3、氣泡、伴孢晶體、孢囊等,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(chǔ)存、吸附、信號(hào)識(shí)別 鞭毛：運(yùn)動(dòng) 菌毛（纖毛）：吸附 性毛：參與傳遞遺傳物質(zhì),三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能,放線菌的菌絲分化,三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能,三、微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能,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,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,念珠藻 原綠藻 衣藻,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)

4、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(dòng) 水：溶解營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物,四、微生物的營養(yǎng),微生物的營養(yǎng)類型劃分依據(jù),四、微生物的營養(yǎng),微生物的營養(yǎng)類型典型類型,四、微生物的營養(yǎng),培養(yǎng)基的配置基本原則 選擇適宜的營養(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 原料來源的選擇,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、

5、 鑒別培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基,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,五、微生物的生長繁殖,細(xì)菌的個(gè)體生長 染色體DNA的復(fù)制與分離 細(xì)胞壁擴(kuò)增 細(xì)胞分裂,五、微生物的生長繁殖,細(xì)菌的群體生長 遲緩期 對(duì)數(shù)生長期 穩(wěn)定生長期 衰亡期,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),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

6、殖：營養(yǎng)細(xì)胞分化出新個(gè)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(gè)體,五、微生物的生長繁殖,絲狀真菌的生活史,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(jí)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 輻射和超聲波處理 干燥,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(dòng)植物細(xì)胞積累所需產(chǎn)品的一門技術(shù)學(xué)科。,六、微生物發(fā)酵工業(yè),微生物發(fā)酵工業(yè)的一般流程,

7、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(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng) 斜面菌種-一級(jí)種子搖床培養(yǎng)-二級(jí)種子罐培養(yǎng)【-三級(jí)種子罐培養(yǎng)】-發(fā)酵罐生產(chǎn),六、微生物發(fā)酵工業(yè),培養(yǎng)基配置（糖化，Saccharify)：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。,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

8、,淀粉酶,糖化酶,液化,糖化,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；,六、微生物發(fā)酵工業(yè),發(fā)酵實(shí)例食品（食用酒精）發(fā)酵,六、微生物發(fā)酵工業(yè),發(fā)酵實(shí)例藥品（青霉素）發(fā)酵,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,六、微生物發(fā)酵工業(yè),發(fā)酵實(shí)例環(huán)保（污水的二級(jí)處理）,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，

9、毒粒便解體，并表現(xiàn)出繁殖、遺傳、變異等生命特征。,七、病毒的基本特征,毒粒的結(jié)構(gòu)T4噬菌體,七、病毒的基本特征,毒粒的結(jié)構(gòu)核衣殼與囊膜,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】,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,七、病毒的基本特征,病毒的復(fù)制周期及步驟,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(shí)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。

10、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)變,七、病毒的基本特征,SARS冠狀病毒,七、病毒的基本特征,禽流感病毒H5N1 A,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）,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。,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(shí)別自我和非自我，對(duì)非自我作出反應(yīng)以保持自身穩(wěn)定的功能,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

11、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)生毒素,八、感染與免疫,免疫學(xué)的幾個(gè)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(shí)別抗原后，可直接分泌殺傷蛋白，或協(xié)助其它免疫過程,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,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(dòng)免疫 自然免疫：感染 人工（誘導(dǎo)）免疫：注射特異性疫苗 被動(dòng)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,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 體外診斷用品,八、感染與免疫,減毒活脊髓灰質(zhì)炎疫苗的生產(chǎn),九、微生物遺傳,質(zhì)粒：細(xì)胞