生物奥赛培训教程微生物学部分[可修改版ppt]
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高中生物竞赛辅导-PPT课件可修改文字
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
全国生物竞赛辅导课件：微生物学(1)
微生物学的重要性在于：既是应用学科，又是 基础学科。
微生物学经历了一个多世纪的发展，已分化出 大量的分支学科，据不完全统计（1990年）， 已达181门之多。
微生物学工作者的任务：
将对人类有益的微生物用于生产实际，对人类有 害的微生物予以改造、控制和消灭；使微生物学朝向 人类需要的方向发展。
医药
利用微生物生产生长刺激素、甾体药物、制。
农业
利用病原微生物防治害虫，是近二三十年才发展起来 的一个领域，从而出现了微生物农药。大量研究表明 这类农药无公害，对人畜等无害。
科学研究
微生物由于比其更复杂的动植物更容易操作，已被广泛用 作模式生物去研究生物化学和遗传学的过程。几百万个同 样的、单细胞的拷贝，能以大量、非常快速而且低值获得 均质的实验材料。
微生物学的重要性在于：
既是应用学科，又是基础学科。
四、微生物与人类的关系
1.在自然界中元素的循环 2.在工业方面的作用 3.在农业方面的作用 4.在医药方面的作用
绝大多数微生物对 人类和动、植物是 有益的，而且有些 是必需的。
环境
微生物在碳循环、氮循环和磷循环中承担主要作用，构 成生物体的所有基本成分。微生物可作为环境中有毒化 合物的清洁剂以处理工业废水、城市垃圾等。
种类繁多 据统计，目前已发现的微生物有约15万 种。更大量的微生物资源还有待我们发掘。 随着分离、培养方法的改进和研究工作的深 入，微生物的新种、新属、新科，甚至新目、 新纲不断发现。有人估计已发现的微生物种 类至多也不超过自然界中微生物总数的10％。 可以相信，随着人类认识和研究工作的发展， 总有一天微生物的总数会超过动植物的总和。
（三）生长繁殖快，容易培养
微生物基础知识的培训[可修改版ppt]
![微生物基础知识的培训[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/fa302104caaedd3382c4d318.png)
❖ 1～10万个细菌/1cm2 皮肤表面!
洗手的重要性:
❖ 用流水（如自来水）洗手，能使手上的 致病微生物减少80%；
❖ 用皂液充分洗手，再用自来水冲洗能使 致病微生物减少95%。
❖ 洗手后正确使用消毒剂能使致病微生物 减少99%。
洗手的正确方法
正 确 洗 手 的 步 骤
更衣
更衣
标准更衣程序： 一更：脱衣→换鞋→洗手 二更：穿洁净服/戴帽子/戴口罩 缓冲：消毒双手→ 洁净区...
污染的形式和载体:
污染的形式: ❖ 尘埃粒子 ❖ 微生物 污染的载体: 空气、水、表面、人。
微生物的污染途径
❖ 自身污染：由于患者和员工自身携带微生 物而污染。
❖ 接触污染：由于和非无菌的用具、器械或 人的接触而污染。
❖ 空气污染：由于空气中所含微生物的沉降、 附着或被吸入而污染。
❖ 其他污染：由于其他因素（如昆虫）而污染。
着衣种类
上衣内侧 外侧
裤子内侧 外侧
帽子内侧 外侧
口罩内侧 外侧
袜子内侧 外侧
更衣
测定日期
使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用一日后 使用一日后 使用一日后 使用一日后
细菌数/100CM
300 200 450
70 100 150 22000 100 30000 2800
❖ 荚膜：有些细菌在一定营养条件下，可向细 胞壁表面分泌一层松散透明、粘度极大、粘 液状或胶质状的物质称为荚膜。
细菌的结构：
❖ 芽孢：细菌在一定环境条件下或处在一定的 生活阶段，细胞质脱水浓缩，在菌体内形成 一个折光性圆形或椭圆形的个体。其对热力、 干燥、辐射、化学消毒等理化因素有强大的 抵抗力。
洗手的重要性:
❖ 用流水（如自来水）洗手，能使手上的 致病微生物减少80%；
❖ 用皂液充分洗手，再用自来水冲洗能使 致病微生物减少95%。
❖ 洗手后正确使用消毒剂能使致病微生物 减少99%。
洗手的正确方法
正 确 洗 手 的 步 骤
更衣
更衣
标准更衣程序： 一更：脱衣→换鞋→洗手 二更：穿洁净服/戴帽子/戴口罩 缓冲：消毒双手→ 洁净区...
污染的形式和载体:
污染的形式: ❖ 尘埃粒子 ❖ 微生物 污染的载体: 空气、水、表面、人。
微生物的污染途径
❖ 自身污染：由于患者和员工自身携带微生 物而污染。
❖ 接触污染：由于和非无菌的用具、器械或 人的接触而污染。
❖ 空气污染：由于空气中所含微生物的沉降、 附着或被吸入而污染。
❖ 其他污染：由于其他因素（如昆虫）而污染。
着衣种类
上衣内侧 外侧
裤子内侧 外侧
帽子内侧 外侧
口罩内侧 外侧
袜子内侧 外侧
更衣
测定日期
使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用五日后 使用一日后 使用一日后 使用一日后 使用一日后
细菌数/100CM
300 200 450
70 100 150 22000 100 30000 2800
❖ 荚膜：有些细菌在一定营养条件下，可向细 胞壁表面分泌一层松散透明、粘度极大、粘 液状或胶质状的物质称为荚膜。
细菌的结构：
❖ 芽孢：细菌在一定环境条件下或处在一定的 生活阶段，细胞质脱水浓缩，在菌体内形成 一个折光性圆形或椭圆形的个体。其对热力、 干燥、辐射、化学消毒等理化因素有强大的 抵抗力。
生物奥赛培训教程微生物学部分演示文稿
– B细胞介导的体液免疫：当B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。
– T细胞介导的细胞免疫：识别抗原后，可直接分泌杀 伤蛋白，或协助其它免疫过程
第五十二页，共53页。
八、感染与免疫
• 抗体产生的一般规律
– 初次应答和再次应答
第五十三页，共53页。
第二十页，共53页。
四、微生物的营养
• 培养基的配置——培养基的类型
– 成分：天然培养基与合成培养基 – 形式：液体、固体和半固体培养基 – 功能：基础培养基、加富培养基、
鉴别培养基、选择培养基
第二十一页，共53页。
四、微生物的营养
• 微生物代谢的特殊方面——生物固氮
– 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）
• 原核微生物的典型结构
细胞壁
细胞壁外结构 原生质体
第七页，共53页。
三、微生物细胞的结构与功能
• 原核微生物的结构与功能——细胞壁
真细菌
古生菌
– 结构：肽聚糖层 与 假肽聚糖层
厚
薄
G+
G-
– 功能：
1. 保护：屏障、机械保护 2. 是细胞生长、分裂和运动所必须的 3. 赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性等
第三十一页，共53页。
六、微生物发酵工业
• 培养基配置（糖化，Saccharify)：
在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程，得到的 水解糖液叫淀粉糖。
• 糖化的原料：薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、 大米淀粉等。
• 水解糖液的质量直接关系到生产菌的生长速度与代谢 产物的积累，其中的低聚糖类与复合糖类等杂质越低 越好。
第三十九页，共53页。
胞分化为浆细胞，大量分泌抗体。
– T细胞介导的细胞免疫：识别抗原后，可直接分泌杀 伤蛋白，或协助其它免疫过程
第五十二页，共53页。
八、感染与免疫
• 抗体产生的一般规律
– 初次应答和再次应答
第五十三页，共53页。
第二十页，共53页。
四、微生物的营养
• 培养基的配置——培养基的类型
– 成分：天然培养基与合成培养基 – 形式：液体、固体和半固体培养基 – 功能：基础培养基、加富培养基、
鉴别培养基、选择培养基
第二十一页，共53页。
四、微生物的营养
• 微生物代谢的特殊方面——生物固氮
– 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）
• 原核微生物的典型结构
细胞壁
细胞壁外结构 原生质体
第七页，共53页。
三、微生物细胞的结构与功能
• 原核微生物的结构与功能——细胞壁
真细菌
古生菌
– 结构：肽聚糖层 与 假肽聚糖层
厚
薄
G+
G-
– 功能：
1. 保护：屏障、机械保护 2. 是细胞生长、分裂和运动所必须的 3. 赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性等
第三十一页，共53页。
六、微生物发酵工业
• 培养基配置（糖化，Saccharify)：
在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程，得到的 水解糖液叫淀粉糖。
• 糖化的原料：薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、 大米淀粉等。
• 水解糖液的质量直接关系到生产菌的生长速度与代谢 产物的积累，其中的低聚糖类与复合糖类等杂质越低 越好。
第三十九页，共53页。
《生物奥赛培训教程》PPT课件
G外壁层 ： 外 脂多糖 中 磷脂 内 脂蛋白 内壁层 ： 肽聚糖
革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较
细胞壁 强度 厚度
肽聚糖层数
肽聚糖含量
磷壁酸 外膜
脂蛋白 脂多糖
革兰阳性菌 较坚韧
20-80nm 可多达50层 占细胞壁干重50%80%
+ — — —
革兰阴性菌 较疏松
10-15nm 1-2层
占细胞壁干重5%20%
S型肺炎双球菌和R型肺炎双球菌的转化 R型菌为受体菌，处于感受态
转化 受体菌直接吸收供体菌的DNA片断而获得后者 部分遗传性状的现象，称为转化。
转染 指用提纯的病毒核酸（DNA或RNA)去感染其宿主细 胞或其原生质体，可增值出一群正常病毒后代的现象。
转导
通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的小片断DNA 携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得 前者部分遗传性状的现象，成为转导。由转导作用 而获得部分新形状的重组细胞，称为转导子。
D
细胞壁的作用
• 保护细胞免受机械性或渗透压的破坏,保护 细菌抵抗低渗环境，维持细胞的外形。
• 为细菌的生长、分裂和鞭毛运动所必需 • 细胞壁的化学组成,使之具有一定的抗原性、
以及对抗生素和噬菌体的敏感性
• 阻拦大分子有害物质（如抗生素和水解酶） 进入细胞
古生菌的细胞壁：
古生菌如产甲烷杆菌、极端嗜盐菌、极端嗜热菌 其细胞壁含假肽聚糖,对青霉素等不敏感。
内毒素：是革兰氏阴性细菌细胞壁外层的组分之一，其 化学成分是脂多糖，在活细胞中不分泌到细胞外，仅在 细菌死亡后裂解释放。
抗毒素：机体抵抗外毒素而产生的抗体 。
二、放线菌
放线菌是丝状单细胞原核生物，革兰氏染色阳 性反应，以孢子繁殖，陆生性较强，其他结构 与细菌基本相同。 营养生长阶段，菌丝内无隔，故一般呈多核的 单细胞状态。
高中生物竞赛辅导_微生物学授课89页PPT
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
生物奥赛培训教程微生物学部分
•吸附：病毒吸附蛋白与宿主细胞表面的特异性受体结合，使 病毒吸附于宿主细胞的表面。
•子的吸附和入侵；（壳体蛋白、包膜蛋白） •3） 决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体；（壳 体蛋白、包膜蛋白）
•4） 构成毒粒酶，参与病毒对宿主细胞的入侵（如T4噬菌体 的溶菌酶等），参与病毒复制时的病毒大分子的合成（如逆 转录酶等）。
•一般来说，病毒是不具酶或酶系极不完全的，所以一旦离开 宿主就不能独立进行代谢和繁殖。
•6）载色体 •光合细菌进行光和作用的部位相当于绿色植物的叶 绿体。
4·核区
原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核
5、特殊的休眠构造——芽孢
•1）概念 某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆 形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称 为芽孢。
•2）细菌芽孢的特点 ①整个生物界中抗逆性最强的生命体， 耐高温，抗紫外； ②芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件 下可以重新转变成为营养态细胞； ③无繁殖功能，一个营 养细胞仅形成一个芽孢；
过滤性 不能过滤 能过滤 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
•5)气泡 •许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的 充满气体的泡囊状内含物，大小为0.2～ 1.0μm×75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有 2nm厚的蛋白质膜包裹。 功能：调节细胞比重以使 细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质
•3）鞭毛的结构及其运动机制 结构：基体 钩形鞘 鞭毛丝 • 鞭毛的生长方式是在其顶部延伸 着生方式：单端鞭毛 ，端生丛毛，周生鞭毛，两端生鞭毛。
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真核生物 有 有
80S 无 不敏感
三、微生物细胞的结构与功能
• 蓝藻、原绿藻和绿藻（真核）的比较
特征
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蓝藻
有核膜的细胞核 无
细胞器
无
光合色素类型 叶绿素a、 藻胆素
光合作用位点 细胞大小
类囊体 0.5—5um
原绿藻
绿藻
无
有
无
有
叶绿素a、 叶绿素b 类囊体
叶绿素a、 叶绿素b 叶绿体
0.45*0.75um >2um
五、微生物的生长繁殖
• 真菌的生长繁殖
– 裂殖和芽殖：菌丝延长和酵母繁殖的主要方式
– 无性孢子繁殖：营养细胞分化出新个体（孢子）
– 有性孢子繁殖：不同的性细胞结合而产生新个体
五、微生物的生长繁殖
• 丝状真菌的生活史
五、微生物的生长繁殖
• 微生物生长繁殖的控制
– 化学控制：
• 抗微生物剂：杀死或抑制微生物生长的物质 • 抗代谢物：用与生长因子结构类似的物质干扰微生物 • 抗生素：一类次级代谢产物，具有抑菌或杀菌能力
化能有机异养型 化学能 (有机)
H2、H2S Fe2+、NO2-
有机物
CO2 有机物
氢细菌、硫杆菌 硝化细菌
大肠杆菌、真菌
四、微生物的营养
• 培养基的配置——基本原则
1. 选择适宜的营养物质 2. 营养物质的浓度及其比例合适 3. 控制pH条件 4. 灭菌处理 5. 原料来源的选择
四、微生物的营养
三、微生物细胞的结构与功能
• 放线菌的菌丝分化
三、微生物细胞的结构与功能
支原体
衣原体
立克次氏体
三、微生物细胞的结构与功能
特征 细菌
支原体 立克次氏体 衣原体
直径 0.5-2.0um 0.2-0.25um 0.3-0.8um 0.2-0.3um
过滤性 不能过滤 能过滤 不能过滤 能过滤
G染色 G+或G-
– 固氮条件：固氮酶、ATP、电子传递体
五、微生物的生长繁殖
• 细菌的个体生长
1. 染色体DNA的复制与分离
2. 细胞壁扩增
3. 细胞分裂
五、微生物的生长繁殖
• 细菌的群体生长
1. 迟缓期 2. 对数生长期 3. 稳定生长期 4. 衰亡期
五、微生物的生长繁殖
• 细菌的连续培养
– 恒化连续培养 – 恒浊连续培养
念珠藻
原绿藻
衣藻
四、微生物的营养
• 微生物的营养要求
1. 碳源【糖类、脂肪、有机酸】： 能源物质，构成菌体和代谢产物
2. 氮源【无机氮源：氨水、硫酸铵、尿素、硝酸钠； 有机氮源：发酵菌丝体、酒糟】： 构成菌体和代谢产物，硝化细菌的能源物质
3. 无机盐类【Pb 、 Mg 、 S 、 P 、 Fe、Co、Zn等】： 维持酶活力，调节渗透压、pH值、电位等
• 培养基的配置——培养基的类型
– 成分：天然培养基与合成培养基
– 形式：液体、固体和半固体培养基
– 功能：基础培养基、加富培养基、 鉴别培养基、选择培养基
四、微生物的营养
• 微生物代谢的特殊方面——生物固氮
– 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）
弗兰克氏菌（与非豆科植物共生） 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）
厚薄
G+
G-
– 功能：
1. 保护：屏障、机械保护 2. 是细胞生长、分裂和运动所必须的 3. 赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性等
三、微生物细胞的结构与功能
• 原核微生物的结构与功能——细胞壁——革兰氏染色 结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色
番红复染
三、微生物细胞的结构与功能
• 原核微生物的结构与功能——原生质体
生物奥赛培训教程 微生物学部分
一、全国及国际奥赛纲要对微 生物学理论部分的要求
• 分类：
原核生物 细菌门
真核生物 绿藻门 子囊菌门
病毒
• 原核细胞的组成：形态学
• 光养和化养
• 生物技术：发酵
• 免疫
蓝藻门 原绿藻门
结合菌门 担子菌门
二、微生物学的知识体系
形态结构 营养代谢 生长繁殖 系统发育
基因表达调控 基因工程
– 物理控制：
• 高温灭菌：灼烧、煮沸、干热、湿热灭菌 • 过滤除菌 • 高渗作用抑菌 • 辐射和超声波处理 • 干燥
分类
遗传 微生物学 发酵工业
生态与多样性 感染与免疫
食品 药物 生物制品 环保
三、微生物细胞的结构与功能
• 微生物的类型
细菌 蓝藻
G+ G-
原核微生物 细胞型微生物
(真)细菌
古生菌
酵母菌
原绿藻
放线菌 衣原体 支原体
立克次氏体 等
真核微生物
霉菌 真核藻类（绿藻、硅藻等）
蘑菇
非细胞型微生物——病毒
原生动物
真病毒 亚病毒因子
三、微生物细胞的结构与功能
• 细菌的形态学分类
球菌
杆菌
螺旋菌（包括弧菌）
淋病球菌
大肠杆菌
弧形霍乱菌
三、微生物细胞的结构与功能
• 原核微生物的典型结构
细胞壁 细胞壁外结构 原生质体
三、微生物细胞的结构与功能
• 原核微生物的结构与功能——细胞壁
真细菌
古生菌
– 结构：肽聚糖层 与 假肽聚糖层
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
四、微生物的营养
• 微生物的营养类型——典型类型
营养类型 光能无机自养型
能源 光能
光能有机异养型 光能
电子供体 H2、H2S S、H2O 有机物
碳源 CO2 有机物
举例
蓝藻、藻类 紫（绿）硫细菌
红螺细菌
化能无机自养型 化学能 (无机)
4. 特殊生长因子【生物素、硫胺素、肌醇等】： 构成辅酶的组成部分，促进生命活动
5. 水：溶解营养物质和代谢产物
四、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 异养型
以CO2为唯一或主要碳源 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
– 细胞膜：控制运输、维持渗透压、合成细胞壁、着生鞭毛等 – 贮藏物：硫粒、藻胆蛋白、异染颗粒等 – 核区（拟核） – 特殊的休眠结构——芽孢（内生孢子） – 其它：气泡、伴孢晶体、孢囊等
三、微生物细胞的结构与功能
• 原核微生物的结构与功能——细胞壁外结构
– 糖被：保护、屏障、储存、吸附、信号识别 – 鞭毛：运动 – 菌毛（纤毛）：吸附 – 性毛：参与传递遗传物质
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
三、微生物细胞的结构与功能
• 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 细胞壁含肽聚糖（胞壁酸） 对链霉素等抗生素的敏感性
真细菌 无 无
70S 有 敏感
古生菌 无 无
70S 无 不敏感