高中生物竞赛-微生物学89页PPT

抗微生物剂(antimicrobial agcnt) 抗代谢物 (antimetabolite) 抗生素 (Antibiotic)
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抗微生物剂是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物 质
根据它们抗微生物的特性可分为：
抑菌剂 杀菌剂
用机理是这类物质结合到核糖体上抑 制蛋白质合成，导致生长停止，由于 它们同核糖体结合不紧，它们在浓度 降低时又会游离出来，核糖体合成蛋 白质的能力恢复，使生长恢复
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• 紫外线 • X—Ray、ß—射线、γ—射线
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原理—细胞DNA吸收能量，形成胸腺嘧啶二聚体，干扰DNA 复制和蛋白质合成。
设备：紫外灯（30~40W） 适用于空间及物品表面的消毒
缺点：穿透力弱，不能透过玻璃，UV照射可产生臭氧（有 害）。
▪ 抑制蛋白质合成；
如：氯霉素，四环素、链霉素等
▪干扰核酸代谢；
2020/5/如18 ：利福霉素、新生霉素、丝裂霉素、灰黄霉素
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抗药性
抗药性(drug resistance)是指在微生物或肿瘤细胞多次与药 物接触发生敏感性降低的现象，是微生物对药物所具有的相 对抗性。对同一种微生物和肿瘤细胞而言，抗药性与敏感性 是相对的，抗药性增强，则敏感性降低。抗药性的程度一般 以该药物对某种微生物的最低抑菌浓度(MIC)来衡量。
• 消毒剂的性质和作用方式 • 微生物种类 • 消毒剂的浓度、作用时间 • 环境因素
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各种抗微生物化学制剂杀菌能力的比较标准
在临床上最早使用的消毒剂----石炭酸
石炭酸系数： 指在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌

DPA - Ca的存在——芽孢耐热机制（二）
❖ 在皮层和芽孢质中含有营养细胞所没有的DAP - Ca， 占芽孢干重的5 ~ 15%；
❖ DAP - Ca能稳定芽孢中的生物大分子，DAP -Ca的 螯合作用会使芽孢中的生物大分子形成一种耐热性 的凝胶，从而增强芽孢的耐热性。
❖ 当芽孢萌发释放DAP - Ca，耐热性消失。
特征 细菌
支原体 立克次氏体 衣原体
直径 0.5-2.0um 过滤性 不能过滤
0.20.25um 能过滤
0.3-0.8um 0.2-0.3um 不能过滤 能过滤
G染色 G+或G-
G-
G-
G-
培养法 人工培养基 人工培养基 宿主细胞 宿主细胞
产ATP
有
有
有
无
19.蓝细菌
❖ 是一类G－、无鞭毛、含叶绿素a（无叶绿 体）、能进行产氧性光合作用的大型原核微 生物。
>2um
念珠藻
原绿藻
衣藻
二、微生物的营养
❖ 微生物的营养类型——划分依据
划分依据
营养类型
碳源 自养型
异养型
能源 光能营养型
化能营养型
电子供体 无机营养型
有机营养型
特点 以CO2为唯一或主要碳源 以有机物为碳源 以光为能源 通过氧化释放的化学能为能源 以还原性无机物为电子供体 以有机物为电子供体
❖ 微生物的营养类型——典型类型
❖ 自然界到处都有蓝细菌的存在，有“先锋生 物”之称。
❖ 类囊体：其中含有叶绿素a和藻胆素。 ❖ 羧酶体：固定CO2的场所。 ❖ 气泡：存在于水生种类。
❖ 真细菌、古生菌与真核生物的比较
特征 有核仁、核膜的细胞核
有复杂内膜的细胞器 核糖体大小

▪ ⑶ 提供良好的环境条件 ▪ 发酵生产上一般只用三代内的菌种 ▪ ⑷ 用优良的保藏方法 ▪ ⑸ 定期纯化菌种
▪ 二、菌种的复壮 ▪ ⑴ 纯种分离 ▪ 菌落纯 ▪ 细胞纯
单核细胞 枯草芽孢杆菌菌落
▪ ⑵ 通过寄主体进行复壮 ▪ 如杀螟杆菌
米曲霉菌落
▪ ⑶ 淘汰已衰退的个体 ▪ 如“5406”菌种
▪ 三、菌种的保藏
分叉中间体
青霉素
▪ (f) 筛选二价金属离子抗性突变株 ▪ (g) 筛选前体或前体结构类似物抗性突变
株 ▪ (h) 筛选自身所产的抗生素抗性突变株
▪ ㈤ 突变基因的表现 ▪ 菌种的发酵产量决定于菌种的遗传特性和
菌种的培养条件 ▪ 例如，诱变处理四环素产生菌得到的突变
株
第四节 生产菌种的改良
▪ 一、常规的杂交育种 ▪ 青霉菌的杂交过程实际上也是青霉菌准性生
2021届
高中生物竞赛理论辅导课件
微生物学
（基础部分）
第四章 生物工业菌种与种子的扩 大培养
第一节 工业生产常用的微生 物及要求 第二节 工业微生物菌种的衰 退、复壮与保藏
第四章 生物工业菌种与种子的扩 大培养
第三节 育 第四节 第五节
工业微生物菌种的选
生产菌种的改良 种子的扩大培养
第一节 工业生产常用的微生物 及要求
▪ ㈣ 筛选的方法 ▪ ⒈ 制定筛选方案 ▪ 整个流程可分为诱变和筛选两部分。 ▪ 筛选过程主要包括传种斜面、菌株保藏和
筛选高产菌株这三项工作。
▪ ⒉ 营养缺陷型的筛选方法 ▪ 比较：营养缺陷型（auxotroph）、原养型
（prototroph）、野生型（wild type） ▪ 比较：基本培养基（MM）、完全培养基
▪ (a) 利用营养缺陷型筛选

纯种分离技术是人类揭开微生物世 界奥秘的重要手段。要揭开在自然条件 下处于杂居混生状态的某一微生物的特 点，以及它们对人类是有益还是有害， 就必须采用在无菌技术基础上的纯种分 离方法。早期对微生物群体进行单个纯 化分离者是李斯特。但真正取得突破的 是柯赫发明的培养皿琼脂平板技术。
4.纯种培养技术
微生物纯种培养技术在科学实验和生产实 践中有着极其重大的理论与实践意义。若为微 生物提供一个初级培养的实验方法并不复杂， 但要使微生物在大规模生产中良好地生长或累 积代谢产物，就得考虑一些最为合理的培养装 置和有效的工艺条件，并且还要在整个微生物 的发酵过程中严防其他微生物的干扰，即防止 杂菌污染。发酵罐的发明及大规模地普及使用， 它为生物工程学开辟了崭新的前景。同时微生 物发酵工业也已成为国民经济的重要支柱之一。
3、微生物在生物界的地位
• 对于生物的分类，过去很长一段时间人们曾把所有 的生物分为动物界和植物界两大类。
• 微生物中有些类群，如原生动物，细胞柔软行而不 具细胞壁，可运动，不行光合作用，属于动物。有 些类群，如藻类具细胞壁，行光合作用，归于植物。 但是许多细菌具细胞壁、可运动，又不行光合作用， 将它们归于植物界或动物界均不合适。
2.无菌操作技术
无菌技术是在分离、转接及培养纯培养物时 防止其被其他微生物污染的技术。
而对灭菌技术的原理等作出科学解释的是巴斯 德，他所进行的举世闻名的曲颈瓶实验，不仅 彻底否定了当时十分流行的“生命自然发生学 说”，而且为微生物学中的无菌技术的创立和 发展奠定了理论和实践基础。
无菌操作
3.纯种分离技术
③把微生物的研究从形态描述推进到生理学研 究的新水平；
④微生物学以独立的学科形式开始形成。
苏高中生物竞赛理论辅导课件-微生物 学（进 阶）绪 论

有
机 碳
C·H·O·N
多数氨基酸、简单蛋 白质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂 类等
C·H
烃类
无 C(?) 机 碳 C·O
C·O·X
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— CO2 NaHCO3
培养基原料水平
牛肉膏、蛋白胨、花生饼 粉等 一般氨基酸、明胶等
葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、 糖蜜等 天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等 —
单纯扩散 无 慢 由浓至稀 相等 无特异性 不需要 不变
促进扩散 有 快 由浓至稀 相等 特异性 不需要 不变
主动运输 有 快 由稀至浓 胞内浓度高 特异性 需要 不变
基团转位 有 快 由稀至浓 胞内浓度高 特异性 需要 改变
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• 根据微生物对营养物质的需要，经过人工配置的适合微生物 生长、繁殖或积累代谢产物的营养基质就称为培养基。
• 选择培养基-----在培养基中加入某些化学药品以抑制不需要的 微生物生长。
• 鉴别培养基-----检查微生物生化反应的培养基，由于在反应发 生时往往会出现一些现象，故用于对菌株的鉴定和分类。
• 厌氧培养基-----专门用于培养厌氧微生物的培养基
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培养基的配制原则
培养基组分应适合微生物的营养特点（目的明确） 营养物的浓度与比例应恰当（营养协调） 物理化学条件适宜（条件适宜） 根据培养目的选择原料及其来源（经济节约）
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氮源种类
分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源 无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用 有机态氮：蛋白质及其降解产物
a速性氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白 质、酵母膏做氮源

高中生物竞赛辅导_微生物学授课
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例ห้องสมุดไป่ตู้它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

G+细胞壁：一层，由肽聚糖、磷壁酸和少量脂类 组成，其中肽聚糖含量高，网状结ell wall)
图2-4 G-细菌细胞壁结构
G－细胞壁：两层，外层为脂蛋白和脂多糖层，内
层为肽聚糖层，肽聚糖含量低，网状结构疏松。
1）细胞壁
(2)革兰氏阴性的细胞壁成分
一、细菌的形态及空间排列
球状
基
本 形
杆状
态
螺旋状
不同细菌的形态可以说是千差万别， 丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形 态可分为球状、杆状与螺旋状三种. 除了球 菌、杆菌、螺旋菌三种基本形态外，还有许 多具其他形态的细菌。例如细胞呈星形、方 形和三角形的细菌。
1、球菌 细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球
菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方 式，常被作为分类依据。
1、球菌
(1)单球菌 分裂后的细胞分散而单 独存在的球菌. 如尿素微球菌 (Micrococcus ureae)
1、球菌
（2）双球菌 一个平面上分裂， 且分裂后不分离 而是连在一起、 成对生存。
一、细菌的形态及空间排列
1、球菌
(3)链球菌
分布在内质网 膜上，沉降系 数为80S
第一节 细 菌
细菌是单细胞原核微生物，个 体微小，形态简单，以二等分裂方 式繁殖。在自然界中，细菌分布最 广、数量最多。
一、细菌的形态及空间排列 二、细菌的大小及其测量方法 三、细菌的细胞结构及其功能 四、细菌的繁殖方式与过程 五、细菌菌落的形态及其意义 六、细菌的命名及其分类系统 七、食品中常见的细菌
2）细胞膜和间体 细胞质膜（cytoplasmic membrane），是围绕 细胞质外的脂双分子层膜结构
2）细胞膜和间体
细胞膜生理功能：

生物奥赛培训微生物学部分
营养物质进入细胞的四种方式 一、扩散(diffusion) 二、促进扩散(facilitated diffusion) 三、主动运输(active transport) 四、 膜泡运输(memberane vesicle transport)
七、微生物的营养
生物奥赛培训微生物学部分
生物奥赛培训微生物学部分
七、微生物的营养
微生物的营养类型——划分依据
划分依据
营养类型
特点
碳源
自养型
以CO2为唯一或主要碳源
异养型
以有机物为碳源
能源
光能营养型
以光为能源
化能营养型
通过氧化释放的化学能为能源
电子供体
无机营养型
以还原性无机物为电子供体
有机营养型
以有机物为电子供体
生物奥赛培训微生物学部分
生物奥赛培训微生物学部分
十、微生物发酵工业
发酵实例——食品（食用酒精）发酵
曲霉
制曲
原料
蒸煮
糖化
酵母
酒母的制备及扩大
发酵
蒸馏
酒糟
乙醇
杂醇油
生物奥赛培训微生物学部分
十、微生物发酵工业
发酵实例——药品（青霉素）发酵
产黄青霉菌
孢子制备
种子罐
灭菌培养基
压缩空气
发 酵 罐
预 处 理 罐
过 滤
萃 取
精 制 柱
生物奥赛培训微生物学部分
免疫器官 中枢免疫器官 1、骨髓 2、胸腺 周围免疫器官 脾、淋巴结 免疫细胞 干细胞、淋巴细胞
萃 取
过 滤
结 晶 洗 涤
过 滤
蒸 发
青 霉 素 钾 盐

加叫作繁殖 2020/5/18
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微生物生长的测定
• 单细胞微生物数量的测定（生长曲线） • 多细胞微生物生长的测定
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全数测定 ✓计数器法 ✓比浊法
活菌计数 ✓稀释平板法（膜过滤法） ✓液体稀释培养法
细胞物质量的测定（间接测定法）
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4. Direct Microscopic Count
2020高中生物学奥林匹克竞赛
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• 微生物的生长 • 环境条件对微生物的影响（微生物的控制）
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概念
生长：细胞体积的增大；
繁殖：细胞数量的增加
✓ 单细胞微生物
生长与繁殖难以区分，以群体数目的增加 作为生长的标志。
✓ 多细胞丝状微生物
细胞物质量的增加作为生长的标志，通过
形成孢子（有性与无性）使得个体数目的增
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特点 ✓ 生长速率几乎等于死亡速率，细胞浓度不增加。 ✓ 基质大量消耗，代谢物大量积累。 ✓ 形成芽孢，可作为菌种保藏材料。
生产上 尽量延长稳定期
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特点 ✓ 死亡速率大于生长速率 ✓ 菌体开始自溶 ✓ 细胞形态多样，染色性改变
生产上 • 要掌握发酵时间
嗜热微生物 嗜温微生物 冷育微生物 嗜冷微生物
40—45 5—15 -5—5 -5—5
55—75 30—40 25—30 12—15
60—90 35—47 30—35 15—20
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高温和低温对微生物的影响
1、高温的影响
➢ 引起菌体蛋白质等大分子物质的变性
➢ 影响高温效应的因素

物
及其降解物）、无机
（有机氮化物）
氮化物、氮
与碳源同
与碳源同
氧化无机物 或利用日光能
维生素
有些需要维生素 等生长因子
不需要
无机盐
无机盐
无机盐
水
水
水
绿色植物 （自养） 二氧化碳
无机氮化 物
利用日光 能
不需要
无机盐 水
5
1 碳源
典型细胞中，碳元素约占50%，所有的大分子物质中，碳也是 最主要的一种元素。
Chapter
微生物的营养与生长
1
CONTENTS
01
微生物的营养
02
微生物的生长
2
3.1 微生物的营养
• 微生物的营养要求
微生物的食谱——吃什么？吃多少？
• 营养物质进入细胞的方式
微生物怎样吃东西？
• 培养基
如何给微生物们做饭？
3
3.1.1 细胞化合物组成与6大营养素间的关系
糖类、脂类
细胞化合物组成 蛋白质 核酸 水、无机盐、生长因子
从外界吸收现成的氨 基酸作氮源的微生物
从尿素、铵盐、硝酸盐 、N2，合成氨基酸
人、动物、大多异养微生物
植物、部分微生物
廉价氮源转化成优质蛋白，如单细胞蛋白（SCP)等，扩大 人类食物来源，解决人口增长和土地、粮食短缺的矛盾。
意义
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3. 能源——多样性！
化学物质
有机物：化能异养M 的能源（同碳源）
一般用在一定的温度和压力条件下,溶液的蒸汽压力与同样条 件下纯水蒸汽压力之比表示，即：
aw = P / Po
式中：P 代表溶液蒸汽压力, Po代表纯水蒸汽压力。
纯水aw=1.00, 溶液中溶质越多（溶液越浓）, aw 越小。

原核类：细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 衣原体 立克次氏体
真核类：真菌（酵母菌 霉菌 蕈菌） 原生动物 显微藻类
非细胞类：病毒 类病毒 朊病毒 拟病毒
二、人类对微生物世界的认识史
史前期 初创期 奠基期 发展期 成熟期
（一）史前期
是指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞前的一 段漫长的历史时期，大约在距今8000年前一直至公元 1676年间。 在十七世纪末叶以前，人们虽然不知道世界上有微生 物，但在生产和日常生活以及医药卫生方面，我们的 祖先早已与微生物频繁打交道。他们在微生物的应用 和防治方面，不但积累了许多经验，而且还有不少发 明创造。
（二）初创期
从1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察到细菌的 个体起，直至1861年近200年的时间。 在这一时期中，人们对微生物的研究仅停留在形态描 述的低级水平上，而对它们的生理活动及其与人类实 践活动的关系却未加研究，因此，微生物学作为一门 科学在当时还未形成。
初创期代表人物
微生物学先驱者 列文虎克，荷兰 的业余科学家。
四、微生物的五大共性
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
（一）体积小，面积大
测量单位： 微米（m，10-6 m） 纳米（nm， 10-9 m）
（一）体积小，面积大
杆菌，平均长度约2 m，宽度0.5 m，1500个杆菌头 尾衔接起来仅有一粒芝麻长; 60-80个杆菌“肩并肩”排列的总宽度，只相当于一根 头发的直径。 相当于一粒苋菜籽重（不到1毫克）的一团细菌，其中 包含的细菌数竟相当于全地球的总人口数（以1985年 为48.5亿计）。
菌为3 000个大气压，植物病毒可抗5 000个大气压。