模块一：微生物的生物学特性和无菌操作技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,模块一：微生物的生物学特性和无菌操作技术,模块一,微生物的,生物学特性,与无菌操作,微生物的定义,和主要类,群,无菌操作技术,显微镜技术,任务一：微生物的定义和主要类群,学习目标,：掌握微生物的定义和特点,掌握微生物的主要类群和了解 微生物的分类知识,任务重点,：微生物的分类方法和类群,任务难点,：区分普通微生物和酿酒微生物,口蹄疫病毒,烟草花叶病毒,酵母菌,乳酸菌,乳酸菌,霉菌,酵母菌,发霉变质的食物,细菌,酵母菌,霉菌：毛霉 曲霉 青霉,病毒,微生物的主要类群,一、微生物的定义及特点,自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须籍助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物。,微生物（,microorganism,，,microbe,）,:,小,：,观察借助光镜；测量单位为微米,或纳米,简：,简单多细胞;单细胞;无细胞结构,低：,进化程度低，为原始的生命形式,三个要点:,微生物的五大特点,体积小、面积大,吸收多、转化快,生长旺、繁殖快,适应强、易变异,分布广、种类多,1.体积小、面积大,比面值大,（比面值=面积/体积),;,有利于物质交换和能量、信息的交换；,微生物一系列属性均与此特点密切相关。,个体小:,测量单位：微米或纳米,杆菌的平均长度：,2,微米,；,1500,个杆菌首尾相连,=,一粒芝麻的长度,；,10-100,亿个细菌加起来重量,=,1,毫克,特点：,微生物的大小比较,葡萄球菌,(1000nm）,牛痘病毒,300,250nm,A,B,C,D,E,F,G,立克次体,450nm,衣原体,390nm,A、大肠杆菌噬菌体,(65,95nm),B、腺病毒,(70,nm),C、脊髓灰质炎病毒,(30,nm),D、乙脑病毒,(40,nm),E、蛋白分子,(10,nm,),F、流感病毒,(100,nm),G、烟草花叶病毒,德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中,发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，,Thiomargarita namibiensis,，-“纳米比亚硫磺珍珠”,2.吸收多、转化快,生物界的普遍规律,：,某生物个体越小，其单位体重消耗的食物越多；,3克地鼠每天消耗与体重等重的粮食；,1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食；,大肠杆菌每小时消耗2000倍于体重的糖；,吸收多（胃口大）：,消耗自身重量2000倍食物的时间：,大肠杆菌：1小时,人 ：500年（按400斤/年计算）,食谱广：,获取营养方式多种多样，其食谱之广,是动植物完全无法相比的！,纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、,甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物,均可被微生物作为粮食,3.生长旺、繁殖快,大肠杆菌37,培养在牛奶中，12.5 min即可分裂一次；,一般培养液的菌浓度为10,8,10,9,个/ml。,繁殖快：,大肠杆菌,一个细胞重约10,12,克，,平均,20分钟繁殖一代,24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨,48小时后：2.2 10,43,个后代，重量达到2.2 10,25,吨,相当于4000个地球的重量！,一头500 kg的食用公牛，24小时生产 0.5 kg蛋白质,而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）,和氨水为原料，24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质。,4.适应强、易变异,突变频率一般为10,-5,10,-10,，但因繁殖快，数量多，与外界环境直接接触，因而在短时间内可出现大量变异的后代。,如：流感病毒,此外，微生物还具有,抗性最强、休眠最长、起源最早、发现最晚,等特点。,变异易：,个体小、结构简、且多与外界环境直接接触,繁殖快、数量多,突变率：10,-5,10,-10,短时间内产生大量的变异后代,青霉素的生产：,20单位/ml（1943）,10000单位/ml,青霉素的用量：,最高：10万单位/天（40年代）,数百万-千万单位/次,细菌抗药性的产生：,5.分布广、种类多,如：万米深海的硫细菌；,85公里高空的微生物；,地层下128米和427米的沉,积岩中的细菌。,微生物种类繁多，现在已知的，已有10万之多。有人估计，自然界中还有80-90%的菌种有待我们去认识，而目前对已发现的微生物开发利用的也只有10%左右。,数量大：,在自然界中（土壤、水体、空气，动植物体内和体表）,都生存有大量的微生物！,分析表明，微生物占地球生物总量的60%！,南极Vostok湖冰芯样品中的微生物,种类多：,代谢产物种类多；,微生物的生理代谢类型多；,微生物的种数“多”；,虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，,但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物,总数的1%,级界宽：,Whittaker的五界分类系统,酿酒微生物的定义,参与发酵淀粉和糖类物质生产酒的微生物。酿酒微生物种类很多，大体上可分为酒化菌（酵母菌）、糖化菌（丝状菌）和细菌3大类。,1.酒化菌,主要为酵母菌，有多种种类，如啤酒酵母，变种啤酒酵母，裂殖酵母，生香酵母等。,2.糖化菌,在酿酒工业中常用的有曲霉、根霉、拟内孢霉、红曲霉和毛霉等。,3.细菌,在酿酒工业中常用的细菌有乳酸杆菌、醋酸菌、丁酸菌等。,课堂小结,微生物的定义：,自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须籍助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物。,微生物的特点：,酿酒微生物的定义：,二、微生物的分类方法,传统分类法,遗传特征分类法,化学特征分类法,数值分类法,目前应用最多的是,传统分类法,和,遗传分类,一、传统分类法,根据,微生物形态,、,生理生化,、,生态,和,抗原,等,表型特征,进行分类的方法。,（一,）,形态特征,1,个体形态特征,2,群体形态特征,（1）,平板上的菌落特征,（2）,液体培养特征,（,二）,生理生化特征,1,营养来源,：利用营养的能力。包括碳源、,能源、氮源、无机盐以及生长因子。,2,代谢产物,：产酸、产气等。包括反应类型和酶。,3,抗逆性,：对噬菌体、抗生素、染料等抗微生物因子的反应也是分类鉴定的依据。,（,三）生态特征,包括微生物的天然生境以及与微生物生活相关连的环境因子。,1,氧气,2,温度,3,pH,4,盐度,5,与其他生物之间的寄生和共生关系,：,二、遗传特征分类,从外部形态、生理生化反应到细胞内部，如核酸、蛋白质等，触及生物的化学本质。,（一）,核酸分析,：,DNA的G+C值是恒定的。,（二）,DNA杂交试验,（三）,细胞壁成分分析,-放线菌的分类,（四）,红外光谱,微生物的分类单元,界,门,纲,目,科,属,种,常用的几种分类概念,种,：是最基本的分类单位，它是一大群表型特征高度相似，亲缘关系及其相近的微生物有机体的集合，它们在进化发育阶段上有一定的共同形态和生理特征。现代分类学上规定种内菌株的DNA同源性70%,小种（,亚种,）,：实验室中获得的微生物变异型称为小种或亚种。,菌株,（品系）,：来源不同的同种微生物的纯培养，均可称为菌株。,命名的方法：国际法规命名，即林奈所创立的,双名法,。,双名法的规则,：微生物的学名依属和种而命名，由两个拉丁字或希腊字或拉丁化了的其它文字组成，属名在前，为名词，开头字母大写，是该微生物的主要特征。种名在后，为形容词。如金黄色葡萄球菌的命名：,Stapylococcus aureus,为属名+种名,全称：,Stapylococcus aureus,Rosenbach 1884,依次代表属名、种名、命名人的姓和命名年份,Micrococcus sp.(spp.),泛指某一属细菌，不特指属中任何一个种,Bacillus subtilis var.niger（var：亚种）,微生物的命名,需要牢记的一些微生物学名,大肠杆菌:,Escherichia coli,枯草杆菌,Bacillus subtilis,金黄色葡萄球菌,Staphylococcus aureus,酿酒酵母:,Saccharomyces cerevisiae,灰色链霉菌,Streptomyces griseus,产黄青霉:,penicillium chrysogenum,微生物,古生菌（Archaea）,细菌（Bacteria）,真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）,显微藻类,原生动物等,非细胞类：病毒、亚病毒,细胞类,原核微生物,真核微生物,细菌,又称真细菌，包括,普通细菌、放线菌、蓝细菌、,枝原体、立克次氏体和衣原体等,微生物的主要类群,1.原核细胞型微生物 细胞内仅有原始核质，无核膜和核仁等结构，不进行有丝分裂，缺乏细胞器，同时含有两类核酸。包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体和,蓝细菌,。,各种“视野”下的细菌,光镜,暗视野,荧光,透射电镜,超薄切片,冷冻切片,扫描电镜,DNA蛋白质复合物,微生物的分类,放线菌的形态,微生物的分类,2.真核细胞型微生物 细胞核分化程度高，有核膜与核仁等结构，进行有丝分裂，胞质内细胞器完整，同时含有两类核酸。包括真菌、藻类以及原虫等。,电镜下的真核微生物,曲霉,阿米巴,草履虫,酵母菌,微生物的分类,3.非细胞型微生物 是最小的一类微生物，能通过细菌滤器，无典型的细胞结构，仅由一种核酸和蛋白质组成，必须在活细胞内通过核酸复制的方式进行增殖，如病毒。,病毒的形态,腺病毒吸附在鸡红细胞上,微生物的分类,微生物的种类与主要特性,小结,微生物的分类：,微生物的种类与主要特性：,谢 谢！,