高中生物竞赛辅导微生物学授课公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

微生物学竞赛培训微生物学竞赛培训第1页第1页微生物学知识体系微生物学知识体系微生物学微生物学生态与多样性生态与多样性感染与免疫感染与免疫遗传遗传基因表示调控基因表示调控基因工程基因工程分类分类形态结构形态结构营养代谢营养代谢生长繁殖生长繁殖系统发育系统发育发酵工业发酵工业食品食品药物药物生物制品生物制品环境环境保护保护第2页第2页v教材教材微生物学教程，周德庆，高教出版社微生物学教程，周德庆，高教出版社v参考书参考书微生物学，精要、题解、测试，周德庆，化学微生物学，精要、题解、测试，周德庆，化学工业出版社工业出版社l推荐教材与参考书推荐教材与参考书第3页第3页 微生物细胞结构与功效微生物细胞结构与功效v微生物类型微生物类型细胞型微生物细胞型微生物非细胞型微生物非细胞型微生物病毒病毒原核微生物原核微生物真核微生物真核微生物(真真)细细菌菌古生菌古生菌细菌细菌蓝藻蓝藻原绿藻原绿藻放线菌放线菌衣原体衣原体支原体支原体 立克次氏体立克次氏体 等等G+G-酵母菌酵母菌霉菌霉菌真核藻类（绿藻、硅藻等）真核藻类（绿藻、硅藻等）蘑菇蘑菇原生动物原生动物真病毒真病毒亚病毒因子亚病毒因子第4页第4页一、原核细胞构成一、原核细胞构成第5页第5页.微生物研究对象微生物研究对象 m（微米）级：光学显微镜下可见（细胞）（微米）级：光学显微镜下可见（细胞）小（个体微小）小（个体微小）nm(纳米）级：电子显微镜下可见（细胞器，病毒）纳米）级：电子显微镜下可见（细胞器，病毒）单细胞单细胞微生物微生物 简（结构简朴）简（结构简朴）简朴多细胞简朴多细胞 非细胞（即分子生物）非细胞（即分子生物）原核类：真细菌原核类：真细菌(细菌，放线菌，支原体）和古细菌细菌，放线菌，支原体）和古细菌 低（进化地位低）真核类：真菌（酵母、霉菌、蕈菌）、原生动物、单细胞藻类低（进化地位低）真核类：真菌（酵母、霉菌、蕈菌）、原生动物、单细胞藻类 非细胞类：病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）非细胞类：病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）第6页第6页.细菌大小细菌大小量度细菌大小单位是量度细菌大小单位是m(微米，即微米，即10-6 m)。普通。普通细菌直径或宽度约细菌直径或宽度约0.5 m，长度约，长度约0.55 m。特例：特例：费氏刺尾鱼菌细胞可达费氏刺尾鱼菌细胞可达 60060 m；纳米；纳米比亚嗜硫珠菌细胞直径比亚嗜硫珠菌细胞直径0.321 mm；纳米细菌纳米细菌(nanobacteria)细胞直径仅为细胞直径仅为50 nm左右。左右。第7页第7页v细菌基本形态通常可分为球状、杆状和螺旋状，分别被称为球菌、杆菌和螺旋菌。v球菌分裂后产生新细胞常保持一定排列方式，在分类鉴定上有一定意义。v依据球菌细胞分裂面和分裂后排列方式，又可分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌。v短杆菌近似球状，长杆菌近丝状。杆菌细胞常沿一个平面分裂，大多数菌体分散存在，但有杆菌呈长短不同链状，有则呈栅状或“八”字形排列等。v细胞弯曲呈弧状或螺旋状，弯曲不足一圈称弧菌，如霍乱弧菌(Vibrio cholerae)。弯曲度大于一周称为螺旋菌。3.细菌形态细菌形态第8页第8页v细菌形态学分类细菌形态学分类 球菌球菌 杆菌杆菌 螺旋菌（包括弧菌）螺旋菌（包括弧菌）淋病球菌淋病球菌大肠杆菌大肠杆菌弧形霍乱菌弧形霍乱菌第9页第9页4.4.细菌细胞模式结构细菌细胞模式结构l普通结构：细胞壁、普通结构：细胞壁、细胞质膜、内含物、细胞质膜、内含物、核区、间体、细胞核区、间体、细胞质。质。l特殊结构：鞭毛、特殊结构：鞭毛、菌毛、性毛、芽孢、菌毛、性毛、芽孢、微荚膜、荚膜、粘微荚膜、荚膜、粘液层。液层。第10页第10页5.5.细菌染色细菌染色碱性染色剂碱性染色剂=有色阳离子有色阳离子+无色阴离子无色阴离子酸性染色剂酸性染色剂=无色阳离子无色阳离子+有色阴离子有色阴离子染色办法有诸多，如单染色、革兰氏染色、抗酸性染色、染色办法有诸多，如单染色、革兰氏染色、抗酸性染色、荚膜染色、芽孢染色、鞭毛染色等，其中以革兰氏染色荚膜染色、芽孢染色、鞭毛染色等，其中以革兰氏染色(Gram staining)最为主要，由丹麦细菌学家最为主要，由丹麦细菌学家Gram于于1884年年创造。创造。Gram stain主要环节：结晶紫初染主要环节：结晶紫初染1 min 碘液媒染碘液媒染1 min 乙醇脱色乙醇脱色2030 sec 番红复染番红复染12 min镜检菌体呈呈紫色者为革兰氏染色反应阳性细菌镜检菌体呈呈紫色者为革兰氏染色反应阳性细菌(常以常以G+表示表示)，呈红色者为革兰氏染色反应阴性细菌，呈红色者为革兰氏染色反应阴性细菌(常以常以G表表示示)。通过这一简朴染色几乎可将所有细菌区别为革兰氏阳性菌通过这一简朴染色几乎可将所有细菌区别为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。和革兰氏阴性菌两大类。第11页第11页甲菌甲菌乙菌乙菌初染初染结晶紫结晶紫媒染媒染碘液碘液脱色脱色乙醇乙醇复染复染沙黄沙黄紫色（紫色（G）红色（红色（G-）革兰氏染色机理革兰氏染色机理G+菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。第12页第12页阳性菌阳性菌阴性菌阴性菌第13页第13页显微镜下显微镜下G+与与G细菌细菌显微镜下显微镜下G细菌细菌第14页第14页第15页第15页6.6.、细菌形态和大小细菌形态和大小第16页第16页7.7.、细菌肽聚糖单体结构比较细菌肽聚糖单体结构比较A A双糖单位：由一个双糖单位：由一个N-N-乙酰萄糖胺通过乙酰萄糖胺通过-1-1，4-4-糖苷糖苷键与另一个键与另一个N-N-乙酰胞壁酸相连。该糖苷键易被溶菌乙酰胞壁酸相连。该糖苷键易被溶菌酶水解。酶水解。B B四肽尾或四肽侧链：由四个氨基酸分子按四肽尾或四肽侧链：由四个氨基酸分子按L L型与型与D D型型交替方式连接而成。金黄色葡萄球菌在交替方式连接而成。金黄色葡萄球菌在N-N-乙酰胞壁乙酰胞壁酸上四肽尾：酸上四肽尾：L-AlaD-GluL-LysD-AlaL-AlaD-GluL-LysD-Ala。大肠。大肠杆菌四肽尾第杆菌四肽尾第3 3个氨基酸个氨基酸L-lysL-lys为内消旋二氨基庚二为内消旋二氨基庚二酸（酸（m-DAP)m-DAP)所代替。所代替。C C肽桥或肽间桥：它起着没有特殊肽桥连接前后两个肽桥或肽间桥：它起着没有特殊肽桥连接前后两个四肽尾分子四肽尾分子“桥梁桥梁”作用。作用。第17页第17页第18页第18页第19页第19页 假肽聚糖结构与肽聚糖相同。假肽聚糖结构与肽聚糖相同。详细差别详细差别:多糖骨架多糖骨架:是由是由N-乙酰葡萄乙酰葡萄糖胺和糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛乙酰塔罗糖胺糖醛酸以酸以-1，3-糖苷键交替连接糖苷键交替连接而成；而成；肽尾肽尾:由由L-Glu、L-Ala、L-Lys3个个L型氨基酸构成；型氨基酸构成；肽桥肽桥:由由L-Glu一个氨基酸一个氨基酸构成。构成。第20页第20页8.原核微生物结构与功效原核微生物结构与功效细胞壁细胞壁结构：结构：与与功效：功效：1.保护：屏障、机械保护保护：屏障、机械保护2.是细胞生长、分裂和运动所必须是细胞生长、分裂和运动所必须3.赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体敏感性等赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体敏感性等古生菌古生菌假肽聚糖层假肽聚糖层G+G-厚厚薄薄肽聚糖层肽聚糖层真细菌真细菌第21页第21页9.原核微生物结构与功效原核微生物结构与功效细胞壁外结构细胞壁外结构糖被：保护、屏障、储存、吸附、信号辨认糖被：保护、屏障、储存、吸附、信号辨认鞭毛：运动鞭毛：运动菌毛（纤毛）：吸附菌毛（纤毛）：吸附性毛：参与传递遗传物质性毛：参与传递遗传物质第22页第22页10.10.缺壁细菌缺壁细菌缺壁缺壁细菌细菌试验室中试验室中形形成成自然界长期进化中形成：支原体自然界长期进化中形成：支原体自发缺壁突变：自发缺壁突变：L L型细菌（型细菌（G+或或G-）人工办法人工办法去壁去壁部分清除：球状体（部分清除：球状体（G-G-）彻底除尽：原生质体（彻底除尽：原生质体（G+G+）第23页第23页11.11.细菌细胞膜磷脂双分子层细菌细胞膜磷脂双分子层第24页第24页12.真细菌与古生菌细胞膜不同古生菌与其它生物最明显化学成份差别是表达在细胞膜上，基古生菌与其它生物最明显化学成份差别是表达在细胞膜上，基本差别有本差别有4点点（1）甘油立体构型；（）甘油立体构型；（2）醚键；（）醚键；（3）类异戊二）类异戊二烯链；（烯链；（4）侧链分支）侧链分支 第25页第25页13.13.细菌内含物种类和分布细菌内含物种类和分布糖源：大肠杆菌、克雷伯氏菌、糖源：大肠杆菌、克雷伯氏菌、蓝细菌芽孢杆菌等蓝细菌芽孢杆菌等聚聚羟丁酸羟丁酸：固氮菌、产碱菌、肠杆菌固氮菌、产碱菌、肠杆菌氮源类氮源类藻青素：蓝细菌含有藻青素：蓝细菌含有藻青蛋白：蓝细菌含有藻青蛋白：蓝细菌含有磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有硫源：迂回螺菌菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌硫源：迂回螺菌菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌碳源及能源类碳源及能源类第26页第26页14.14.原核生物鞭毛结构原核生物鞭毛结构第27页第27页第28页第28页第29页第29页15.15.细菌鞭毛、菌毛和性毛比较细菌鞭毛、菌毛和性毛比较第30页第30页16.16.芽孢耐热性芽孢耐热性第31页第31页渗入调整皮层膨胀学说渗入调整皮层膨胀学说芽孢耐热机制（一）芽孢耐热机制（一）v芽孢衣（疏水性角蛋白）对多价阳离子和水分透性很差；芽孢衣（疏水性角蛋白）对多价阳离子和水分透性很差；v皮层离子强度很高，会产生极高渗入压去夺取芽孢关键中水皮层离子强度很高，会产生极高渗入压去夺取芽孢关键中水分，而造成芽孢皮层膨胀和关键高度失水；分，而造成芽孢皮层膨胀和关键高度失水；v关键部分生命物质（关键部分生命物质（DNA、RNA、Pr等）处于高度失水状等）处于高度失水状态，各种酶活性减少，因而产生极强耐热性。态，各种酶活性减少，因而产生极强耐热性。第32页第32页DPA-Ca存在存在芽孢耐热机制（二）芽孢耐热机制（二）v在皮层和芽孢质中含有营养细胞所没有在皮层和芽孢质中含有营养细胞所没有DAP-Ca，占芽孢干重占芽孢干重5 15%；vDAP-Ca能稳定芽孢中生物大分子，能稳定芽孢中生物大分子，DAP-Ca螯合螯合作用会使芽孢中生物大分子形成一个耐热性凝胶，作用会使芽孢中生物大分子形成一个耐热性凝胶，从而增强芽孢耐热性。从而增强芽孢耐热性。v当芽孢萌发释放当芽孢萌发释放DAP-Ca，耐热性消失。，耐热性消失。第33页第33页17.17.链霉菌形态结构链霉菌形态结构第34页第34页放线菌放线菌第35页第35页v放线菌菌丝分化放线菌菌丝分化放线菌细胞结构和细菌没有多大区分，也是原核生物。用革兰氏染色法染色后细胞壁为紫色，因此是革兰氏阳性原核生物。不过它们形态比细菌复杂些，在显微镜下，观测到菌丝。假如把它们培养在固体培养基上，会长出坚硬菌落，不同种类放线菌菌落颜色不同。假如用放大镜观测这些菌落，你会发觉它们周围仿佛图画中向四周放射着光芒太阳，因此科学家称它们为放线菌。放线菌生长发育到一定阶段，一部分气生菌丝便分化成孢子丝。孢子丝有杆形、波浪形、螺旋形等，上面生有成串孢子。在适宜条件下，孢子萌发长出菌丝。绝大多数抗生素是由放线菌产出。第36页第36页放线菌繁殖方式放线菌繁殖方式在自然条件下，多数形成各种孢子，也有菌丝断裂成在自然条件下，多数形成各种孢子，也有菌丝断裂成孢子状细胞。孢子状细胞。分生孢子：最常见分生孢子：最常见孢囊孢子孢囊孢子基内菌丝断裂（仅少数）基内菌丝断裂（仅少数）任何菌丝片段（各种放线菌）任何菌丝片段（各种放线菌）放线菌放线菌繁殖方式繁殖方式借孢子借孢子借菌丝借菌丝无鞭毛无鞭毛有鞭毛有鞭毛第37页第37页18.18.支原体、立克氏体、衣原体和病毒支原体、立克氏体、衣原体和病毒第38页第38页支原体支原体衣原体衣原体立克次氏体立克次氏体第39页第39页v支原体曾被认为是能在无生命培养基上生长繁殖最小原核细胞型微生物，当前这一地位已经被纳米细菌所取代。v支原体大小为0.20.25um,可经过滤菌器，常给细胞培养工作带来污染麻烦。无细胞壁，不能维持固定形态而展现多形性。革兰氏染色不易着色。支原体基因组为一环状以双链DNA，分子量小（仅有大肠杆菌五分之一），合成与代谢很有限。v 经典“荷包蛋样”菌落：圆形（直径1016um），关键部分较厚，向下长入培养基，周围为一层薄透明颗粒区。另外，支原体还能在鸡胚绒毛尿囊膜或培养细胞中生长。v繁殖方式多样，主要为二分裂繁殖，还有断裂、分枝、出芽等方式，盖因缺乏细胞壁造成份裂时二个子细胞大小均所致。同时，支原体分裂和其DNA复制不同时，可形成多核长丝体。第40页第40页立克次氏体引起传染病：斑疹伤寒（斑疹伤寒立克次立克次氏体引起传染病：斑疹伤寒（斑疹伤寒立克次氏体）、恙虫热（恙虫病立克次氏体）、氏体）、恙虫热（恙虫病立克次氏体）、Q热（热（Q热热立克次氏体）等严重传染病。立克次氏体）等严重传染病。衣原体是一类在真核细胞内营专性能量寄生小型衣原体是一类在真核细胞内营专性能量寄生小型G原核原核生物。曾长期被认为是生物。曾长期被认为是“大型病毒大型病毒”。当前被认可衣原。当前被认可衣原体：鹦鹉热衣原体、沙眼衣原体、肺炎衣原体。生活史体：鹦鹉热衣原体、沙眼衣原体、肺炎衣原体。生活史有原体、始体（网状体）有原体、始体（网状体）第41页第41页特性细菌细菌支原体支原体立克次氏体立克次氏体衣原体衣原体直径直径0.5-2.0um0.2-0.25um0.3-0.8um0.2-0.3um过滤性过滤性不能过滤不能过滤能过滤能过滤不能过滤不能过滤能过滤能过滤G染色染色G+或或G-G-G-G-培养法培养法人工培养基人工培养基人工培养基人工培养基宿主细胞宿主细胞宿主细胞宿主细胞产产ATP有有有有有有无无第42页第42页19.蓝细菌蓝细菌v是一类是一类G G、无鞭毛、含叶绿素、无鞭毛、含叶绿素a a（无叶绿体）、（无叶绿体）、能进行产氧性光合作用大型原核微生物。能进行产氧性光合作用大型原核微生物。v自然界处处都有蓝细菌存在，有自然界处处都有蓝细菌存在，有“先锋生物先锋生物”之称。之称。v类囊体：其中含有叶绿素类囊体：其中含有叶绿素a a和藻胆素。和藻胆素。v羧酶体：固定羧酶体：固定COCO2 2场合。场合。v气泡：存在于水生种类。气泡：存在于水生种类。第43页第43页v真细菌、古生菌与真核生物比较真细菌、古生菌与真核生物比较特性真细菌真细菌古生菌古生菌真核生物真核生物有核仁、核膜细胞核无无无无有有有复杂内膜细胞器无无无无有有核糖体大小核糖体大小70S70S80S细胞壁含肽聚糖（胞壁酸）细胞壁含肽聚糖（胞壁酸）有有无无无无对链霉素等抗生素敏感性敏感敏感不敏感不敏感不敏感不敏感第44页第44页v蓝藻、原绿藻和绿藻（真核）比较蓝藻、原绿藻和绿藻（真核）比较特性蓝藻蓝藻原绿藻原绿藻绿藻绿藻有核膜细胞核无无无无有有细胞器细胞器无无无无有有光合色素类型光合色素类型叶绿素叶绿素a、藻胆素藻胆素叶绿素叶绿素a、叶绿素叶绿素b叶绿素叶绿素a、叶绿素叶绿素b光合作用位点光合作用位点类囊体类囊体类囊体类囊体叶绿体叶绿体细胞大小细胞大小0.55um0.45*0.75um2um念珠藻念珠藻 原绿藻原绿藻 衣藻衣藻第45页第45页二、微生物营养二、微生物营养第46页第46页v微生物营养类型微生物营养类型划分依据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碳源自养型自养型以以CO2为唯一或主要碳源为唯一或主要碳源异养型异养型以有机物为碳源以有机物为碳源能源能源光能营养型光能营养型以光为能源以光为能源化能营养型化能营养型通过氧化释放化学能为能源电子供体电子供体无机营养型无机营养型以还原性无机物为电子供体以还原性无机物为电子供体有机营养型有机营养型以有机物为电子供体以有机物为电子供体第47页第47页v微生物营养类型微生物营养类型典型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无机自养型光能光能H2、H2SS、H2OCO2蓝藻、藻类蓝藻、藻类紫（绿）硫细菌紫（绿）硫细菌光能有机异养型光能有机异养型光能光能有机物有机物有机物有机物红螺细菌红螺细菌化能无机自养型化能无机自养型化学能化学能(无机无机)H2、H2SFe2+、NO2-CO2氢细菌、硫杆菌氢细菌、硫杆菌硝化细菌硝化细菌化能有机异养型化能有机异养型化学能化学能(有机有机)有机物有机物有机物有机物大肠杆菌、真菌大肠杆菌、真菌第48页第48页v培养基配备培养基配备基本原则基本原则1.选择适宜营养物质选择适宜营养物质2.营养物质浓度及其百分比适当营养物质浓度及其百分比适当3.控制控制pH条件条件4.灭菌处理灭菌处理5.原料起源选择原料起源选择第49页第49页v培养基配备培养基配备培养基类型培养基类型成份：天然培养基与合成培养基成份：天然培养基与合成培养基形式：液体、固体和半固体培养基形式：液体、固体和半固体培养基功效：基础培养基、加富培养基、功效：基础培养基、加富培养基、判别培养基、选择培养基判别培养基、选择培养基第50页第50页v微生物代谢特殊方面微生物代谢特殊方面生物固氮生物固氮自生固氮菌：巴氏梭菌（好氧）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）共生固氮菌：根瘤菌（与豆科植物共生）弗兰克氏菌（与非豆科植物共弗兰克氏菌（与非豆科植物共生）生）鱼腥藻（与满江红共生）等鱼腥藻（与满江红共生）等联合固氮菌：雀稗固氮菌（生活在植物根际）联合固氮菌：雀稗固氮菌（生活在植物根际）固氮条件：固氮酶、固氮条件：固氮酶、ATP、电子传递体、电子传递体第51页第51页三、微生物生长繁殖三、微生物生长繁殖v细菌个体生长细菌个体生长1.DNA复制与分离复制与分离2.细胞壁扩增细胞壁扩增3.细胞分裂细胞分裂第52页第52页v细菌群体生长1.缓慢期2.对数生长期3.稳定生长期4.衰亡期第53页第53页v细菌连续培养细菌连续培养第54页第54页v真菌生长繁殖v裂殖和芽殖：菌丝延长和酵母繁殖主要方式v无性孢子繁殖：营养细胞分化出新个体（孢子）v有性孢子繁殖：不同性细胞结合而产生新个体第55页第55页v丝状真菌生活史丝状真菌生活史 霉菌无性孢霉菌无性孢子直接由生殖菌子直接由生殖菌丝分化而形成，丝分化而形成，常见有节孢子、常见有节孢子、厚垣孢子、孢囊厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子。孢子和分生孢子。霉菌有性繁霉菌有性繁殖过程包括质配、殖过程包括质配、核配、减数分裂核配、减数分裂三个过程，常见三个过程，常见有性孢子卵孢子、有性孢子卵孢子、接合孢子、子囊接合孢子、子囊孢子、担孢子。孢子、担孢子。第56页第56页v微生物生长繁殖控制微生物生长繁殖控制化学控制：化学控制：v抗微生物剂：杀死或克制微生物生长物质抗微生物剂：杀死或克制微生物生长物质v抗代谢物：用与生长因子结构类似物质干扰微生物抗代谢物：用与生长因子结构类似物质干扰微生物v抗生素：一类次级代谢产物，含有抑菌或杀菌能力抗生素：一类次级代谢产物，含有抑菌或杀菌能力物理控制：物理控制：v高温灭菌：灼烧、煮沸、干热、湿热灭菌高温灭菌：灼烧、煮沸、干热、湿热灭菌v过滤除菌过滤除菌v高渗作用抑菌高渗作用抑菌v辐射和超声波处理辐射和超声波处理v干燥干燥第57页第57页四、微生物发酵工业四、微生物发酵工业v利用生物特性和发酵理论，通过当代化工程利用生物特性和发酵理论，通过当代化工程技术手段，进行工业化规模生产，使受培养技术手段，进行工业化规模生产，使受培养微生物或动植物细胞积累所需产品一门技术微生物或动植物细胞积累所需产品一门技术学科。学科。第58页第58页v微生物发酵工业普通流程微生物发酵工业普通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第59页第59页v菌种及其扩大培养菌种及其扩大培养菌种选育菌种选育v自然育种自然育种v诱变育种诱变育种v杂交育种杂交育种v基因工程育种基因工程育种种子扩大培养流程种子扩大培养流程二【三】级种子扩大培养二【三】级种子扩大培养v斜面菌种斜面菌种-一级种子摇床培养一级种子摇床培养-二级种子罐培养【二级种子罐培养【-三级种子罐培养】三级种子罐培养】-发酵罐生产发酵罐生产第60页第60页v培养基配备（糖化，培养基配备（糖化，Saccharify)：在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖过程，得到水解在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖过程，得到水解糖液叫淀粉糖。糖液叫淀粉糖。v糖化原料：薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米糖化原料：薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉等。淀粉等。v水解糖液质量直接关系到生产菌生长速度与代谢产水解糖液质量直接关系到生产菌生长速度与代谢产物积累，其中低聚糖类与复合糖类等杂质越低越好。物积累，其中低聚糖类与复合糖类等杂质越低越好。第61页第61页v糖化办法：糖化办法：酸解法：淀粉酸解法：淀粉葡萄糖葡萄糖酶解法：淀粉酶解法：淀粉糊精、低聚糖糊精、低聚糖 葡萄糖葡萄糖酸（催化剂）酸（催化剂）高温高压高温高压 淀粉酶淀粉酶糖化糖化酶酶液化液化糖化糖化第62页第62页v发酵生产中间控制v温度菌体生长和积累代谢产物最适温度往 往是不同，变温控制；vpH值微生物生长和发酵最适pH值往往不 同，改变控制；v溶氧氧是制约发酵进行主要原因，加强溶氧；第63页第63页v发酵实例发酵实例食品（食用酒精）发酵食品（食用酒精）发酵曲霉曲霉制曲制曲原料原料蒸煮蒸煮糖化糖化酵母酵母酒母制备及扩大酒母制备及扩大发酵发酵蒸馏蒸馏酒糟酒糟乙醇乙醇杂醇油杂醇油第64页第64页v发酵实例发酵实例药物（青霉素）发酵药物（青霉素）发酵产黄青霉菌产黄青霉菌孢子制备孢子制备种子罐种子罐灭菌培养基灭菌培养基压缩空气压缩空气发发酵酵罐罐预预处处理理罐罐过过滤滤萃萃取取精精制制柱柱萃萃取取过过滤滤结结晶晶洗洗涤涤过过滤滤蒸蒸发发青青霉霉素素钾钾盐盐第65页第65页v发酵实例发酵实例生物制品发酵生产生物制品发酵生产v见感染与免疫部分见感染与免疫部分第66页第66页v发酵实例发酵实例环境保护（污水二级处理）环境保护（污水二级处理）初级初级沉淀池沉淀池曝气池曝气池二次二次沉淀池沉淀池清水清水污水污水空气空气回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥第67页第67页五、病毒基本特性五、病毒基本特性v病毒特点病毒特点病毒在细胞外以成熟颗粒形式（毒粒）存在；病毒在细胞外以成熟颗粒形式（毒粒）存在；毒粒在胞外不表现任何生命特性；毒粒在胞外不表现任何生命特性；毒粒具感染宿主细胞能力，一旦进入细胞，毒毒粒具感染宿主细胞能力，一旦进入细胞，毒粒便解体，并表现出繁殖、遗传、变异等生命粒便解体，并表现出繁殖、遗传、变异等生命特性。特性。第68页第68页v毒粒结构毒粒结构T4噬菌体噬菌体衣壳衣壳螺旋对称螺旋对称二十面二十面体对称体对称核核衣衣壳壳核酸核酸第69页第69页v毒粒结构毒粒结构核衣壳与囊膜核衣壳与囊膜第70页第70页v病毒简朴分类病毒简朴分类真病毒真病毒vDNA病毒病毒vRNA病毒【病毒【SARS病毒】病毒】亚病毒因子亚病毒因子v卫星卫星RNAv类病毒【柑橘裂皮类病毒】类病毒【柑橘裂皮类病毒】RNAv朊病毒【疯牛病病毒】蛋白质朊病毒【疯牛病病毒】蛋白质第71页第71页v病毒复制病毒复制周期及环节周期及环节1.吸附吸附2.侵入侵入3.脱壳脱壳4.病毒大分子合成病毒大分子合成5.装配与释放装配与释放病毒复制一步生长曲线病毒复制一步生长曲线第72页第72页v病毒复制周期及环节第73页第73页v温和噬菌体：温和噬菌体：侵入宿主后并没有马上开始病侵入宿主后并没有马上开始病毒物质合成和组装病毒，此时噬菌体基因组称毒物质合成和组装病毒，此时噬菌体基因组称为为原噬菌体原噬菌体，而含有原噬菌体宿主被称为，而含有原噬菌体宿主被称为溶源溶源性细菌性细菌。v溶源病毒性质：溶源病毒性质：自发裂解性自发裂解性可诱导性可诱导性免疫性免疫性复愈性复愈性溶源转变溶源转变第74页第74页vSARS冠状病毒 第75页第75页v禽流感病毒禽流感病毒H5N1 A第76页第76页vHIV（人类免疫缺点病毒）（人类免疫缺点病毒）与与 AIDS（取得性免疫缺点综合症）（取得性免疫缺点综合症）第77页第77页v肝炎病毒肝炎病毒甲型肝炎病毒呈球形，无囊膜，核酸为单链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，含有双层外壳结构，外层乙型肝炎病毒呈球形，含有双层外壳结构，外层相称普通病毒囊膜，核酸为双链相称普通病毒囊膜，核酸为双链DNA。第78页第78页六、感染与免疫六、感染与免疫v感染（传染）感染（传染）有机体与病原体互相作用引起病理过程有机体与病原体互相作用引起病理过程v免疫免疫生物体能够辨认自我和非自我，对非自我作出反生物体能够辨认自我和非自我，对非自我作出反应以保持本身稳定功效应以保持本身稳定功效第79页第79页v感染路径感染路径呼吸道、消化道、创伤、接触、垂直感染呼吸道、消化道、创伤、接触、垂直感染v微生物致病性微生物致病性杀细胞感染杀细胞感染造成宿主免疫损伤造成宿主免疫损伤诱发肿瘤诱发肿瘤产生毒素产生毒素第80页第80页v免疫学几种基本概念免疫学几种基本概念抗原抗原Ab：能够诱导机体产生免疫应答，并能与机体：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物质免疫应答产物特异性结合物质抗体抗体Ig（免疫球蛋白）：在抗原物质刺激下所形成（免疫球蛋白）：在抗原物质刺激下所形成能与抗体特异性结合血清活性成份能与抗体特异性结合血清活性成份B细胞介导体液免疫：当细胞介导体液免疫：当B细胞与抗原特异结合后，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。细胞分化为浆细胞，大量分泌抗体。T细胞介导细胞免疫：辨认抗原后，可直接分泌杀细胞介导细胞免疫：辨认抗原后，可直接分泌杀伤蛋白，或帮助其它免疫过程伤蛋白，或帮助其它免疫过程第81页第81页v抗体产生普通规律抗体产生普通规律初次应答和再次应答初次应答和再次应答第82页第82页v免疫基本类型免疫基本类型1.天然（非特异性）免疫：体表屏障、吞噬作用等天然（非特异性）免疫：体表屏障、吞噬作用等2.取得性（特异性）免疫：取得性（特异性）免疫：1.自动免疫自动免疫1.自然免疫：感染自然免疫：感染2.人工（诱导）免疫：注射特异性疫苗人工（诱导）免疫：注射特异性疫苗2.被动免疫被动免疫1.自然免疫：胎盘传递、初乳传递自然免疫：胎盘传递、初乳传递2.人工免疫：注射特异性抗体人工免疫：注射特异性抗体第83页第83页v生物制品分类生物制品分类1.预防类制品预防类制品1.菌苗、菌苗、2.疫苗、疫苗、3.类毒素、类毒素、4.混合制剂混合制剂2.治疗类制品治疗类制品1.抗血清与抗毒素、抗血清与抗毒素、2.血液制品血液制品3.诊断类制品诊断类制品1.体内诊断用具体内诊断用具2.体外诊断用具体外诊断用具第84页第84页v减毒活脊髓灰质炎疫苗生产减毒活脊髓灰质炎疫苗生产猴肾细胞猴肾细胞病毒样品病毒样品合并过滤合并过滤保藏保藏分装分装保藏保藏加工糖丸加工糖丸感染感染无菌试验、病毒滴定无菌试验、病毒滴定无菌试验无菌试验T特性检查特性检查其它病原体检查其它病原体检查残余致麻痹力试验残余致麻痹力试验无菌试验、病毒滴定无菌试验、病毒滴定第85页第85页七、微生物遗传七、微生物遗传v质粒：细胞中独立于核质粒：细胞中独立于核DNA外，能进行自外，能进行自主复制细胞质遗传因子。主复制细胞质遗传因子。v质粒类型质粒类型按结构分：按结构分：CCC型、型、OC型、型、L型型按功效分：按功效分：致育因子、抗性因子、致育因子、抗性因子、Col质粒、质粒、毒性质粒、代谢质粒、隐秘质粒毒性质粒、代谢质粒、隐秘质粒第86页第86页v细菌基因转移和重组方式细菌基因转移和重组方式接合作用：细胞与细胞通过直接接触而产生遗传接合作用：细胞与细胞通过直接接触而产生遗传信息转移和重组过程信息转移和重组过程转导作用：由病毒介导细胞间进行遗传互换转导作用：由病毒介导细胞间进行遗传互换转化作用：游离转化作用：游离DNA分子被感受态细胞摄取分子被感受态细胞摄取第87页第87页