应用微生物学2 PP2021T课件

应用微生物学
Applied Microbiology
2021/6/20
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应用微生物学
概论 微生物的生长 微生物的代谢 微生物的遗传与遗传育种 微生物基因工程 应用微生物的基因操作系统 酶工程与生物转化 微生物发酵 微生物代谢工程
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概论
基本概念 应用微生物学的发展 微生物细胞的结构 重要的应用微生物
不可培养微生物 (VBNC vive but non-cultured)
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培养基
提供微生物生长所需物质与环境条件 的体系
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培养基的组成要素
碳源、氮源、提供各种元素的无机盐 生长因子或含生长因子的物质 水、固化基（固体培养基） pH、渗透压（糖、盐浓度）、灭菌条件
元 细菌 素
C 50~53
酵母菌 45~50
霉菌 40~63
N 12~15 7.5~12.4 7~10
O ~20 ~30 ~40
H ~8
~7
~7
2021/6/20
细胞干物质中主要组分和含量(%) 细菌 酵母菌 霉菌
蛋白质 50~80 32~75 20~40
碳水化 12~28 27~63 7~10 合物
碳源和氮源 O H P S K Ca Mg Fe Mn Cu Zn Mo Co Ni V B Cl Na Si 维生素、氨基酸等
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微生物生长的条件—环境条件
pH
中性（弱酸、碱）、嗜酸、嗜碱
温度 最适、生长、耐受
氧气 严格（专性）好氧、兼性、耐氧厌氧、严格厌氧
压力
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定义

在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将分 散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。
稀释涂布平板法操作过程分两个步骤，即系列稀释操 作和涂布平板操作。
微生物的培养与应用
系列稀释操作
101
102
103
1mL水的试管灭菌并编号。 (2)用移液管吸取1mL培养的菌液，注入第二支试管中， 轻压橡皮头，吹吸三次使之充分混匀。
微生物的培养与应用
涂布平板操作讨论
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板 划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第2步应如何 进行无菌操作？
应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，酒精灯 与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物 体、吸管要在酒精灯火焰周围；等等。
微生物的培养与应用
三、结果分析与评价
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
一、微生物的实验室培养
（一）培养基 人们按照微生物对营养物质的不同需求， 配制出供其生长繁殖的营养基质称 培养基 培养基的基本成分
一般的培养基均需要碳源、氮源、无机盐和水 等（具体见教材15页“100mL牛肉蛋白胨培养 基的营养构成”）。
微生物的培养与应用
1.在培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮 源的分别是是什么物质？
碳源是葡萄糖，氮源是尿素。 2.分析该配方的培养基对微生物是否具有筛选作用？ 如果有，又是如何进行筛选的？ 有筛选作用，它的氮源只含有尿素，只有能合成分解 尿素的脲酶的细菌才能生长。
微生物的培养与应用
（二） 统计菌落数目
原理
运用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数。
统计菌落数目的理论依据是：当样品的稀释度足够高
时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的

医院感染
分为内源性感染（由体内正常菌 群引起的感染）和外源性感染（ 由外界环境中的微生物引起的感
染）。
感染类型
局部感染局限于某一部位，而全 身感染则涉及多个器官和系统。
局部感染与全身感染
在医院等医疗机构内获得的感染 ，多由耐药菌引起，治疗难度较 大。
微生物感染的预防与治疗
预防措施
包括个人卫生、环境卫生、疫苗接种等，以 降低感染风险。
无菌操作
进行微生物实验时，要保 持无菌操作环境，避免杂 菌污染。
实验记录
详细记录实验过程和结果 ，包括培养基的配制、接 种方法、培养条件、观察 结果等。
实验后处理
实验结束后，要对实验器 材进行清洗和消毒处理， 保持实验室的整洁和卫生 。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
食品工业
利用微生物发酵技术生产酒类、面 包、酸奶等食品。
03
02
农业应用
利用微生物制剂防治植物病害、促 进作物生长等。
生物能源
利用微生物发酵产生沼气、生物柴 油等可再生能源。
04
2023
PART 05
微生物的免疫与感染
REPORTING
微生物的免疫机制与特点
先天性免疫
通过遗传获得的非特异性免疫，包括皮肤、黏膜 屏障、吞噬细胞等。
病原学检查
通过直接涂片镜检、分离培养等方法确定病 原微生物种类。
免疫学检查
利用抗原抗体反应等免疫学原理检测病原微 生物及其产物。
2023
PART 06
微生物学实验技术与方法
REPORTING
微生物学实验室常用设备与器材
培养箱
提供适宜的温度和湿度条件， 用于培养微生物。

实例
培养基中加入
选 某种化学物质
择
培养、 ，以抑制不需
分离出
培 要的微生物的
特定的
养 生长，促进所
微生物
基 需要的微生物
的生长
培养酵母菌和霉菌 ，可在培养基中加 入青霉
素；培养金黄色葡 萄球菌，可在培养 基中加入高浓度的 食盐
用伊红—美蓝培养
• 【典例2】 (2011·郑州质检)请回答下列与大肠 杆菌有关的问题。
法 红指示剂，变红 红染色
及现象 色
法，出现透明圈
细菌等微生物生
土壤取样→ 制备培养基 步骤差 →样品梯度 异 稀释→涂布 平板→培养
观察
土壤取样→制备培养基 →选择培养→梯度稀释 →涂布培养→刚果红染 色→挑取菌落→进一步
鉴定
微生 物
营养 型
自养 型
自养微生物和异养微生物的营养比较
碳源
氮源
生长因 举例
消毒 射30 min 法
接种室空间消毒
灼烧 灭菌
法
酒精灯火焰灼 烧
微生物接种工具如接种 环、接种针或其他金属 用具等，接种过程中试
管口或锥形瓶口等
干热 干热灭菌箱 玻璃器皿(如吸管、培养
尿素分解菌和纤维素分解菌的分离与 鉴定比较
项
目
尿素分解菌
纤维素分解菌
内容
条件 尿素为唯一氮源 纤维素为唯一碳源
鉴定方 培养基中加入酚 在培养基上应用刚果
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/282021/2/282021/2/282021/2/28
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
•解析 (1)从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于 分解者，其同化作用类型是异养型。(2)由于该培 养基中含有显色剂，属于鉴别培养基；该培养基 中的碳源是乳糖、蔗糖、蛋白胨。(3)注意灭菌和 消毒的区别，在微生物培养操作过程中，为防止 杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌，操作 者的双手需要进行清洗和消毒；紫外线不仅能使 蛋白质变性，还能损伤DNA的结构；对获得的纯 菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对 细菌进行初步的鉴定(分类)；对于固体培养基应 采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温 度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落 产生；使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌

海洋微生物的物种多样性决定了其代谢产物多 样性，海洋环境是新型生物活性物质的源泉。
ppt课件
26
海洋微生物药物资源
现已从海水、海底泥、海鱼胃内容物、 珊瑚表面、叉珊藻、毒蟹、河豚、毛颚 动物等的体内或体表等各种采自海洋的 样品中分离到的细菌、放线菌可产生多 种生物活性物质。
海洋真菌的次级代谢产物70 %～80 %具 有生物活性。
如果你的开发目标跟别人相重，而且别人占了上风 (如在你之先申请了专利)，你就不得不及时改变战略， 力争别处领先。
一套好的总体设计往往有几套方案，根据情况变化而 随机应变。
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寻找目的菌:
菌种的来源与分离： （1）目前至少有58个国家建有484个菌种保藏中心，菌种80
多万株，可作为菌种的重要来源； （2）如自己分离菌种，要根据开发目标，选择取样地域、
如两者组合会使筛选效率大大提高。
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采样地点:
土壤是微生物种类最丰富的场所，是取 之不尽的微生物产地。
海洋微生物是特别值得开发的资源。在 某种意义上讲，海洋微生物还可以算是 处女地，是大有开发潜力的微生物资源。
极端环境微生物也是重要的微生物资源 。
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关于混合菌：
市场又是活的，既要考虑现有市场，也 要分析潜在市场，更要分析竞争对手和 自己的市场开拓能力。
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总体设计还包括开发的策略，自己的工作基础， 已具备的条件，自己的优势和劣势，合作伙伴 的力量及诚信度，投资大小、投资周期及风险 等。
微生物资源开发往往需要合作伙伴，如果有力 量互补、诚信度高的国内外合作伙伴参与，必 然对开发大有益处。为了使合作更富成效，订 立一项分工明确、成果分享公道的协议是完全 必要的。

生长曲线的调控与优化 讲解如何通过改变培养条件或使用特定的生长因子等手段， 调控和优化微生物的生长曲线，以满足实验或生产需求。
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03
微生物代谢与发酵技术
2024/3/28
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微生物的代谢途径与调控
糖代谢途径
包括糖酵解、三羧酸循 环等，产生ATP和还原
力。
2024/3/28
氮代谢途径
包括氨基酸、核苷酸和 蛋白质的代谢，合成细
2024/3/28
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微生物在医药工业中的应用
生产抗生素
利用微生物发酵技术生产抗生素，如青霉素、链霉素等，用于治疗 各种细菌感染。
生产疫苗
利用微生物培养技术生产疫苗，如麻疹疫苗、流感疫苗等，用于预 防传染病。
生产酶制剂
利用微生物发酵技术生产酶制剂，如淀粉酶、蛋白酶等，用于促进药 物合成和分解。
2024/3/28
研究微生物生长、底物消耗和 产物生成的动力学关系。
发酵设备与技术
包括发酵罐设计、传质与传热、 在线监测与控制等。
2024/3/28
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发酵产品的分离与纯化
预处理
去除发酵液中的菌体、杂质等， 提高后续分离纯化效率。
2024/3/28
分离方法
包括萃取、吸附、膜分离等，根 据目标产物的性质选择合适的分 离方法。
医学领域
利用微生物技术生产疫苗和诊断试剂， 预防和治疗各种传染病和慢性病。此 外，基因工程和细胞工程等技术在医 学领域也有广泛应用。
2024/3/28
农业领域
利用微生物肥料和生物农药等技术， 提高农作物产量和品质，减少化学肥 料和农药的使用。
环境领域
利用微生物处理污水和废气等环境污 染物，以及进行环境监测和评价等工 作。

2 气泡
3 细菌细胞内含物
异染颗粒
（Metachromatic granules)
是以无机偏磷酸盐为主要成分的一种无机
磷储备物，嗜碱性或嗜中性，用兰色染料如
甲苯胺蓝或甲烯蓝染色时不呈兰色而呈紫红色
肝糖粒
（Glycogen)
是碳源储备物，可用碘液染色
检查，分别成红褐色或兰色
聚-b-羟
丁酸颗粒 为细菌所特有，是一种b -3-羟基丁酸的
细胞膜之间的狭小空间，内含质外酶， 包括RNA酶，DNA内切酶I，青霉素 酶，和许多磷酸化酶。
这些酶对细菌的营养吸收、核 酸代谢、趋化性、抗药性等有重要作 用。
细胞质膜
细胞质膜（Cytoplasmic membrane）
也称细胞膜，是围绕在细胞质外面的一 层柔软而富有弹性的薄膜，厚约8nm， 占细胞干重的10%左右。
微生物学课件2
2021年8月23日星期一
种类
微生物
病毒 亚病毒
拟病毒 类病毒 朊病毒
无细胞微生物
古细菌 真细菌 放线菌 蓝细菌
原核微生物
酵母菌 霉菌 藻类
原生动物
真核微生物
原核微生物与真核微生物的区别
核膜 核仁 DNA 核糖体
细胞器 中间体
原核微生物 — —
1条，不与RNA和
磷壁酸类型及基本结构
核糖醇磷壁酸
甘油型磷壁 酸
细胞壁缺陷型细菌
1 原生质体(Protoplast)
在革蓝氏阳性菌培养物中加入溶菌 酶或通过青霉素阻止其细胞壁的正常合 成而获得的完全缺壁细胞即为原生质体。
特征
对环境条件很敏感，特别脆弱，保 留有鞭毛，但不运动，可生长，可形成 芽孢，可繁殖，形成菌落，生物活性不 变。

EcoR I
S I
ligase
在非必须区内进行基因操作，切除一定的DNA片断， 有目的的引入一些DNA片断。
插入型载体
λ噬菌体基因组的非必须区内对使用的限制酶有一个酶 切位点，DNA重组时外源DNA将在这个位点插入。
EcoR I
b538
CI
imm434
整个基因组缺失18%，最大插入为 9 kb
头尾合成
重组区
N CI 调节区
EcoRI P Q S R cos 复制区 裂解区
J-N为非必须区，与噬菌体生长及噬斑形成无关，可被消除 或取代，当λ-DNA分子大小为其全长的78%-108%(38~52 kb)时， 可以形成感染性噬菌体颗粒。
λ 噬菌体类载体的构建
用突变、缺失等方法，减少限制酶的切割位点，除去 必须区内的限制酶位点。
酸、甲硫氨酸等 cycA1,cycB2-环丝氨酸抗性，便于监视，自然界几乎没有兼抗nal、cyc两种药物的 Rfb-2-粗糙突变体，对胆汁酸、离子去污剂、抗生素敏感 hadR2-对外源DNA无限制作用
启动子
TTGACA -35 RNA 聚合酶() 识别位点
TATAAT 结构基因
-10 SD序列
感受态细胞转化
感受态：细胞处于一种特殊的生理状态，在这种状态 下可以吸收外源DNA。
感受态的出现：（1）一种可扩散的感受态因子的存在； （2）细胞外层的一些组分，如膜蛋白等状态的变化。
有些细胞在生长的某一阶段会自发出现感受态，但基 因工程中所用的微生物在正常培养条件下不会自发出 现感受态，需要经过人工的特殊处理。
酿酒酵母系统
酿酒酵母系统的特点
可食、安全，适用于药品生产 遗传背景最清楚的真核细胞 在简单培养基中生长迅速、细胞密度高 基因操作容易 可分泌胞外蛋白 可正确表达真核基因产物

《微生物的培养与应用》PPT课件2 人教课标版
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！

1、外生菌根 外生菌根存在于30多科植物的许多属种中，主
要为乔木和灌木树种。其中松科植物如果不形成菌 根就不能生长或生长不好。形成外生菌根的真菌主 要是担子菌，其次是子囊菌，个别为接合菌和半知
， 菌。大多数为广谱性寄生菌，少数为专性寄生菌
（1）特征
外生菌根的主要特征是在根外形成菌套，在根 的皮层细胞间形成哈蒂氏网，菌根真菌的菌丝在植
。但在生产中应用必须考虑PGPR的作用与寄主植 物的关系，有的PGPR甚至存在品种专一性。尤其 在我国这样一个土壤类型、气候条件、作物品种、
施肥水平差异很大的条件下，因地制宜更为重要。
PGPR可以单独使用，也可以与其他微生物肥 料复合使用，使促生、肥效作用更好地结合起来， 以提高和加强应用效果。但在复合时，要考虑 PGPR与其他微生物之间是否有拮抗作用。
2、 氮单胞菌属
标记氮单胞菌。
3、 贝氏固氮菌属
印度贝氏固氮菌， 德氏拜叶林克氏菌
4、芽孢杆菌属
多粘芽孢杆菌。
5、克雷伯氏菌属
肺炎克氏杆菌、 产气克氏杆菌、
产酸克氏杆菌
6、肠杆菌属
阴沟肠杆菌。
7、欧文氏菌属
草生欧文氏菌。
8、固氮螺菌属
生脂固氮螺菌， 巴西固氮螺菌
（1）作用 ①固氮
据(1979)在多品种上测定的结果表明联合固氮 95 107d，每公顷固氮量为0.02 0.026kg。 (1985)报道，水稻根际固氮测量6672d，每公顷 为0.0130.025kg。自生固氮和联合固氮的固氮效 率比较低，不如根瘤菌与豆科植物共生的固氮效率
。 虽然它们的固氮效率比较低，但这类微生物在
生产中确实得到了应用和发展。
②产生多种代谢产物 它们生长繁殖过程中能够产生多种代