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1、2006生物奥赛培训教程,微生物学部分,提纲,奥赛纲要对微生物学理论部分的要求微生物学的知识体系微生物细胞的结构与功能微生物的营养微生物的生长繁殖微生物发酵工业病毒的基本特征感染与免疫微生物遗传学,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,二、微生物学的知识体系,微生物学,三、微生物细胞的结构与功能,微生物的类型,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,三、微生物细胞的结构与功能,原核微生物
2、的典型结构,细胞壁,细胞壁外结构,原生质体,原核微生物的结构与功能细胞壁结构：与功能：保护：屏障、机械保护是细胞生长、分裂和运动所必须的赋予细胞抗原性、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,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,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,三、微生物细胞的结构与功能,原核微生物的结构与功能
3、细胞壁外结构糖被：保护、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,三、微生物细胞的结构与功能,放线菌的菌丝分化,三、微生物细胞的结构与功能,三、微生物细胞的结构与功能,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,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,念珠藻 原绿藻 衣藻,四、微生物的营养,微生物的营养要求碳源【糖类、脂肪、有机酸】：能源物质，构成菌体和代谢产物氮源【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无机盐类【Pb、Mg、S、P、Fe、Co、Zn等】
4、：维持酶活力，调节渗透压、pH值、电位等特殊生长因子【生物素、硫胺素、肌醇等】：构成辅酶的组成部分，促进生命活动水：溶解营养物质和代谢产物,四、微生物的营养,微生物的营养类型划分依据,四、微生物的营养,微生物的营养类型典型类型,四、微生物的营养,培养基的配置基本原则选择适宜的营养物质营养物质的浓度及其比例合适控制pH条件灭菌处理原料来源的选择,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,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
5、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,五、微生物的生长繁殖,细菌的个体生长染色体DNA的复制与分离细胞壁扩增细胞分裂,五、微生物的生长繁殖,细菌的群体生长迟缓期对数生长期稳定生长期衰亡期,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,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,五、微生物的生长繁殖,丝状真菌的生活史,五、微生物的生长繁殖,微生物生长繁殖的控制化
6、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,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。,六、微生物发酵工业,微生物发酵工业的一般流程,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】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】
7、-发酵罐生产,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。,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,六、微生物发酵工业,发酵生产中间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
8、的重要因素，加强溶氧；,六、微生物发酵工业,发酵实例食品（食用酒精）发酵,六、微生物发酵工业,发酵实例药品（青霉素）发酵,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,六、微生物发酵工业,发酵实例环保（污水的二级处理）,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。,七、病毒的基本特征,毒粒的结构T4噬菌体,七、病毒的基本特征,毒粒的结构核衣壳与囊膜,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】亚病毒因
9、子卫星RNA类病毒【柑橘裂皮类病毒】朊病毒【疯牛病病毒】,七、病毒的基本特征,病毒的复制周期及步骤,吸附侵入脱壳病毒大分子合成装配与释放,病毒复制的一步生长曲线,七、病毒的基本特征,病毒的复制周期及步骤,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,七、病毒的基本特征,SARS冠状病毒,七、病毒的基本特征,禽流感病毒H5N1 A,七、病毒的基本特征,HIV（人类免疫缺陷病毒）与 AIDS（获得性免疫缺陷综合症）,七、病毒的基本特征,肝
10、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。,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,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感染造成宿主的免疫损伤诱发肿瘤产生毒素,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
11、：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,八、感染与免疫,抗体产生的一般规律初次应答和再次应答,八、感染与免疫,免疫的基本类型天然（非特异性）免疫：体表屏障、吞噬作用等获得性（特异性）免疫：自动免疫自然免疫：感染人工（诱导）免疫：注射特异性疫苗被动免疫自然免疫：胎盘传递、初乳传递人工免疫：注射特异性抗体,八、感染与免疫,生物制品的分类预防类制品菌苗、2.疫苗、3.类毒素、4.混合制剂治疗类制品抗血清与抗毒素、2.血液制品诊断类制品体内诊断用品体外诊断用品,八、感染与免疫,减毒活脊髓灰质炎疫苗的生产,九、微生物遗传,质粒：细胞中独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子。质粒的类型按结构分：CCC型、OC型、L型按功能分：致育因子、抗性因子、Col质粒、毒性质粒、代谢质粒、隐秘质粒,九、微生物遗传,细菌基因转移和重组的方式接合作用：细胞与细胞通过直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程转导作用：由病毒介导的细胞间进行的遗传交换转化作用：游离DNA分子被感受态细胞摄取,
