《微生物學(xué)基礎(chǔ)》課件2

微生物學(xué)基礎(chǔ)微生物學(xué)是研究微小生物的科學(xué)課程介紹課程目標(biāo)掌握微生物基礎(chǔ)知識了解微生物在各領(lǐng)域的應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容概述微生物形態(tài)與結(jié)構(gòu)生長代謝與遺傳分類與應(yīng)用考核方式期中考試實(shí)驗(yàn)報告第一章：微生物學(xué)概述微生物的定義肉眼無法看見的微小生物微生物學(xué)的發(fā)展歷史微生物的發(fā)現(xiàn)1列文虎克和顯微鏡1676年首次觀察到微生物2巴斯德的貢獻(xiàn)推翻自然發(fā)生說證明微生物導(dǎo)致發(fā)酵微生物學(xué)的主要分支細(xì)菌學(xué)研究細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能真菌學(xué)研究酵母菌和霉菌等真菌病毒學(xué)研究病毒的特性與致病機(jī)制寄生蟲學(xué)研究原生動物與寄生蠕蟲微生物的重要性在自然界中的作用物質(zhì)循環(huán)的主要驅(qū)動力在工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)酵工業(yè)與生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的意義致病原與藥物開發(fā)第二章：微生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)原核生物無核膜和細(xì)胞器細(xì)菌和藍(lán)藻真核生物有膜包圍的細(xì)胞核真菌和原生動物細(xì)菌的基本形態(tài)球菌球形細(xì)菌例如：葡萄球菌桿菌桿狀細(xì)菌例如：大腸桿菌螺旋菌螺旋形狀細(xì)菌例如：螺旋體細(xì)菌的大小和排列方式細(xì)菌可單個存在或形成特定排列排列方式：單個、成對、鏈狀、簇狀細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁提供保護(hù)和形狀細(xì)胞膜物質(zhì)交換的場所細(xì)胞質(zhì)含有核區(qū)和核糖體細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)鞭毛運(yùn)動器官菌毛附著和基因轉(zhuǎn)移芽胞抵抗不良環(huán)境革蘭氏染色原理基于細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)差異步驟結(jié)晶紫→碘液→脫色→復(fù)染意義細(xì)菌分類和鑒定的重要依據(jù)真菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)酵母單細(xì)胞真菌橢圓形或球形出芽生殖絲狀真菌多細(xì)胞菌絲體由菌絲組成產(chǎn)生孢子病毒的基本結(jié)構(gòu)1蛋白質(zhì)外殼保護(hù)遺傳物質(zhì)2核酸DNA或RNA3包膜（部分病毒）從宿主細(xì)胞獲得第三章：微生物的營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)的種類碳源、氮源、能量營養(yǎng)方式吸收方式和代謝途徑微生物的營養(yǎng)類型自養(yǎng)型利用CO?合成有機(jī)物光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型異養(yǎng)型利用有機(jī)物作為碳源多數(shù)細(xì)菌和真菌培養(yǎng)基的概念和分類天然培養(yǎng)基由天然材料制成成分不確定合成培養(yǎng)基化學(xué)成分完全確定可重復(fù)性好半合成培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基加天然成分兼具兩者優(yōu)點(diǎn)培養(yǎng)基的制備配料按配方稱量成分溶解與調(diào)pH熱水溶解并調(diào)節(jié)酸堿度滅菌高壓蒸汽滅菌分裝無菌條件下分裝培養(yǎng)皿微生物的培養(yǎng)方法液體培養(yǎng)液體培養(yǎng)基適合大量培養(yǎng)搖床培養(yǎng)固體培養(yǎng)瓊脂平板適合分離純化觀察菌落特征無菌操作技術(shù)原理和目的防止外界微生物污染基本設(shè)備酒精燈和接種環(huán)操作步驟滅菌→接種→快速操作第四章：微生物的代謝代謝的概念生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)總和合成代謝構(gòu)建復(fù)雜分子分解代謝分解獲取能量微生物的呼吸作用有氧呼吸最終電子受體為氧能量產(chǎn)生效率高完全氧化有機(jī)物無氧呼吸電子受體為非氧物質(zhì)能量產(chǎn)生效率較低如硝酸鹽呼吸發(fā)酵定義和特點(diǎn)有機(jī)物不完全氧化不需要氧氣常見發(fā)酵類型乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵丁酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵葡萄糖六碳糖1丙酮酸三碳有機(jī)酸2乳酸最終產(chǎn)物3應(yīng)用：酸奶、泡菜制作酒精發(fā)酵葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸脫羧產(chǎn)生乙醛還原形成乙醇和CO?應(yīng)用：釀酒、面包制作微生物的光合作用原理利用光能合成有機(jī)物含有光合色素微生物類型藍(lán)藻光合細(xì)菌意義生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力氧氣的重要來源第五章：微生物的生長生長的定義細(xì)胞數(shù)量增加細(xì)胞質(zhì)量增加生長曲線描述微生物生長動態(tài)反映種群數(shù)量變化細(xì)菌生長曲線的四個階段1延滯期細(xì)胞適應(yīng)環(huán)境準(zhǔn)備分裂2對數(shù)期快速分裂數(shù)量指數(shù)增長3穩(wěn)定期生長與死亡平衡數(shù)量相對穩(wěn)定4衰退期死亡率超過生長率數(shù)量逐漸減少影響微生物生長的因素溫度最適溫度、最高溫度、最低溫度pH值大多數(shù)微生物適宜pH6-8氧氣好氧菌、厭氧菌、兼性菌微生物的生長測定方法直接計(jì)數(shù)法血球計(jì)數(shù)板顯微鏡直接計(jì)數(shù)培養(yǎng)計(jì)數(shù)法平板菌落計(jì)數(shù)最可能數(shù)法濁度法分光光度計(jì)測量快速但不精確第六章：微生物的遺傳與變異遺傳物質(zhì)DNA為主要遺傳物質(zhì)RNA病毒除外基因表達(dá)DNA→RNA→蛋白質(zhì)中心法則細(xì)菌的基因組染色體DNA環(huán)狀DNA分子核心基因細(xì)胞生存必需質(zhì)粒DNA額外遺傳元件非必需基因抗生素抗性等細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化裸DNA直接吸收接合細(xì)胞直接接觸傳遞轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體介導(dǎo)傳遞突變自發(fā)突變DNA復(fù)制錯誤低頻率發(fā)生誘導(dǎo)突變外界因素導(dǎo)致化學(xué)誘變劑物理誘變因素微生物的遺傳育種目的和意義獲得優(yōu)良菌株1常用方法誘變選育2基因工程定向改造3原生質(zhì)體融合細(xì)胞融合4第七章：微生物的分類與鑒定分類的目的和原則反映進(jìn)化關(guān)系便于研究和應(yīng)用命名法則屬名+種名拉丁文斜體表示微生物分類的主要方法1分子生物學(xué)方法DNA序列分析2生理生化方法代謝特性測定3形態(tài)學(xué)方法形態(tài)特征觀察細(xì)菌的主要類群按形態(tài)：球菌、桿菌、螺旋菌按革蘭染色：革蘭陽性菌、革蘭陰性菌真菌的主要類群酵母菌單細(xì)胞真菌薩氏酵母白色念珠菌絲狀真菌多細(xì)胞真菌青霉菌曲霉菌病毒的分類DNA病毒含DNA為遺傳物質(zhì)皰疹病毒腺病毒RNA病毒含RNA為遺傳物質(zhì)流感病毒冠狀病毒第八章：微生物生態(tài)學(xué)微生物與環(huán)境的關(guān)系適應(yīng)性和分布微生物群落不同種群間的相互作用土壤微生物10?每克土壤細(xì)菌數(shù)量10?每克土壤真菌數(shù)量103每克土壤原生動物數(shù)量土壤微生物參與有機(jī)質(zhì)分解和礦化促進(jìn)植物生長和土壤健康水體微生物淡水微生物河流和湖泊藻類和細(xì)菌為主海洋微生物浮游生物深海熱液口微生物污水微生物分解有機(jī)物凈化水質(zhì)空氣微生物種類孢子和細(xì)菌花粉和塵螨傳播途徑氣溶膠傳播飛沫傳播影響因素溫度和濕度空氣流動微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)碳循環(huán)光合作用固定CO?有機(jī)物形成生物合成有機(jī)物分解微生物分解3CO?釋放呼吸作用4第九章：微生物與疾病致病微生物的概念能夠引起疾病的微生物條件致病菌感染與傳染感染：致病微生物入侵傳染：微生物從一個宿主傳播給另一個細(xì)菌性疾病疾病名稱病原體主要癥狀肺炎肺炎鏈球菌發(fā)熱、咳嗽結(jié)核病結(jié)核桿菌咳血、消瘦霍亂霍亂弧菌嚴(yán)重腹瀉病毒性疾病流感流感病毒發(fā)熱、肌肉疼痛肝炎肝炎病毒黃疸、肝功能異常艾滋病人類免疫缺陷病毒免疫系統(tǒng)受損真菌性疾病皮膚真菌病皮癬、手足癬系統(tǒng)性真菌病隱球菌病、曲霉菌病黏膜真菌感染鵝口瘡、陰道念珠菌病微生物的致病機(jī)制侵襲附著入侵繁殖毒素產(chǎn)生外毒素內(nèi)毒素酶第十章：微生物與免疫免疫系統(tǒng)概述機(jī)體識別和抵抗病原體保護(hù)機(jī)體免于疾病先天性免疫非特異性防御物理屏障吞噬細(xì)胞獲得性免疫特異性防御T細(xì)胞和B細(xì)胞免疫記憶抗原與抗體抗原刺激免疫應(yīng)答微生物表面成分抗體由B細(xì)胞產(chǎn)生特異性結(jié)合抗原作用機(jī)制中和毒素激活補(bǔ)體促進(jìn)吞噬疫苗1mRNA疫苗新型疫苗技術(shù)2亞單位疫苗使用病原體片段3減毒活疫苗活性減弱的病原體4滅活疫苗死亡的病原體第十一章：微生物的應(yīng)用在工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)酵工業(yè)藥物生產(chǎn)食品加工在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用生物肥料生物農(nóng)藥青貯發(fā)酵發(fā)酵工業(yè)酒精發(fā)酵啤酒、葡萄酒和白酒生產(chǎn)乳酸發(fā)酵酸奶和乳酪生產(chǎn)抗生素生產(chǎn)青霉素和鏈霉素微生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)酵食品：豆腐乳、泡菜、面包、酸菜食品防腐：乳酸菌抑制有害微生物生長微生物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用廢水處理活性污泥法垃圾處理堆肥技術(shù)生物修復(fù)污染土壤治理油污降解降解石油污染微生物與生物技術(shù)