《高职工业微生物学》PPT课件.ppt
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1、(三)霉菌的繁殖方式及生活史,以无性繁殖为主,产生无性孢子;条件适宜时,也可产生有性孢子进行有性繁殖。,复习,复习,2.有性孢子繁殖两个性细胞结合产生新个体的过程。分三个阶段:(1)质配:两个性细胞结合,细胞质融合,成为双核细胞,每个核均含单倍染色体(n+n)。(2)核配:两个核融合,成为二倍体接合子核,此时核的染色体数是二倍(2n)。(3)减数分裂:具有双倍体的细胞核经过减数分裂,核中的染色体数目又恢复到单倍体状态。,复习,3.霉菌的生活史从孢子开始,经过发芽、生长成为菌丝体,再由菌丝体经过无性繁殖和有性繁殖产生孢子。无性繁殖阶段;菌丝体(营养体)在适宜的条件下产生无性孢子,无性孢子萌发形成
2、新的菌丝体,多次重复。有性繁殖阶段;在发育后期,在一定条件下,在菌丝体上分化出特殊性器官(细胞),质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子,再萌发形成新的菌丝体。,复习,三、霉菌的代表属,(一)毛霉(二)根霉(三)青霉(四)曲霉(五)链孢霉属(六)头孢霉属,复习,四、霉菌与人类的关系,(一)病原性霉菌1.浅部感染真菌2.深部感染真菌3.霉菌毒素(二)霉菌与制药工业,复习,第三节 大型真菌,能产生肉眼即可看清的大型子实体的真菌。一、形态和结构基本构成为子实体和菌丝体菌丝体三个发育阶段初生菌丝:单倍体二生菌丝:以锁状联合方式增殖细胞。三生菌丝:二生菌丝特化形成。形成各种子实体。子实体由营养菌丝和繁殖菌
3、丝组成,是产生孢子的结构。,复习,二、繁殖方式及生活史大型真菌一般属于担子菌门和子囊菌门。(一)繁殖方式无性繁殖:芽殖、裂殖和分生孢子有性繁殖:产生担子和担孢子(二)生活史即担子菌的有性世代。,复习,三、大型真菌与制药工业(一)药用大型真菌资源银耳、茯苓、猪苓、灵芝、冬虫夏草、马勃等(二)药用真菌有效化学成分1.多糖2.萜类化合物甾醇类(三)药用大型真菌发酵工艺的研究,复习,病毒,病毒是非细胞型微生物。其体积微小,结构简单,必须在活细胞内增殖。病毒的大小与形态:病毒的大小:完整的成熟病毒颗粒称为病毒体。病毒体的测量单位是纳米。病毒的形态:动物病毒多为球形,少数为弹状、砖块状。噬菌体为蝌蚪状。,
4、复习,病毒的结构与化学组成,化学组成:主要为核酸和蛋白质核酸:DNA或RNA病毒蛋白:结构蛋白和酶蛋白结构:内部:核心,主要为核酸。即病毒的基因组,DNA或RNA。决定病毒的遗传、变异和复制。此外有少量酶蛋白。外部:衣壳,为蛋白质。由多肽壳粒组成。有螺旋、面体、复合三种对称类型。可保护病毒的核酸、介导病毒侵入宿主细胞,并有抗原性。衣壳与核心一起称为核衣壳,构成最简单的病毒体。,复习,包膜:是病毒在成熟过程中以出芽方式穿过宿主细胞,向细胞外释放时获得的。由病毒自身的蛋白质与宿主细胞膜或核膜的脂质和少量糖类构成。有保护作用,并与病毒的感染有关。包膜表面常有不同形状的突起,称为包膜子粒或刺突。为蛋白
5、质,有多种作用。,复习,病毒的增殖,病毒的增殖:以复制的方式增殖。一个复制周期可分为吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放五个步骤。,复习,噬菌体,一、噬菌体的生物学性状 噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒,在葡萄球菌和志贺菌中首先发现。病毒的特性:个体微小,可以通过细菌滤器没有完整的细胞结构,由蛋白质和核酸组成专性细胞内寄生的微生物分布极广,复习,形态个体小,需用电子显微镜观察蝌蚪形、微球形和丝形结构大多数噬菌体呈蝌蚪形,由头部和尾部两部分组成化学组成蛋白质构成噬菌体的头部的衣壳及尾部,保护核酸。核酸-遗传物质,复习,二、噬菌体的增殖1.吸附和穿入2.生物合成转录形成mRN
6、A,转译成噬菌体所需的酶、调节蛋白和结构蛋白。以噬菌体核酸为模板,通过核酸多聚酶催化作用,大量复制子代噬菌体的基因核酸。3.成熟与释放蛋白质和核酸合成后,在细胞质内按一定程序装配成成熟的噬菌体。当子代达一定数目后,菌细胞突然裂解,释放出的噬菌体又能感染新的敏感细菌。有些丝形噬菌体以出芽方式逐个释放。,复习,三、噬菌斑及噬菌体效价,分离:在液体培养基中,噬菌现象可使浑浊菌液变为澄清。在固体培养基中,适量噬菌体和宿主菌液混合后接种培养,培养基表面可有透亮的溶菌空斑出现。噬菌体的滴定一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成的,称为噬斑(plaque)。通过噬斑计数,可测知一定体积内的噬斑形成单
7、位数目,即噬菌体的数量。常以每毫升噬菌体液能出现的噬菌斑(PFC/ml)表示噬菌体的效价或滴度。,复习,四、噬菌体的一步生长曲线,烈性噬菌体在感染的初、中期,没有噬菌体繁殖的迹象,最后只有在宿主细胞破裂后才能看到噬菌体数目大量增加。此种繁殖过程为一步生长。,复习,噬菌体复制(繁殖)的三个阶段:1、吸附期:游离的噬菌体吸附到宿主细胞2、潜伏期:从噬菌体吸附到细胞到释放出新噬菌体的最短时期3、裂解期:随着菌体不断破裂,新噬菌体数目增加,直到最高值。,将细胞裂解后测定病毒的数量。前期可将培养物先离心去上清以消除未吸附病毒的影响,取培养物直接测定病毒数量,将培养物过滤去细胞后测定病毒数量,隐蔽期(ec
8、lipse period)在潜伏期的前一段,受染细胞内检测不到感染性病毒,后一阶段,感染性病毒在受染细胞内的数量急剧增加。自病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间为为隐蔽期。隐蔽期病毒在细胞内存在的动力学曲线呈线性函数,而非指数关系,从而证明子代病毒颗粒是由新合成的病毒基因组与蛋白质经装配成熟,而不是通过双分裂方式产生的。裂解量每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。其值等于潜伏期受染细胞的数目除以稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目,即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。,五、噬菌体与宿主细胞生活周期,1.烈性噬菌体2.温和噬菌体溶原性细菌(lysogenic bac
9、terium):携带溶原性噬菌体的细菌,此状态称为溶原状态(lysogeny)。前噬菌体(prophage)整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体。溶原性:前噬菌体偶尔可自发或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌基因组而进入溶菌周期,产生成熟噬菌体,导致细菌裂解。温和噬菌体的这种产生成熟噬菌体颗粒和溶解宿主菌的潜在能力称为溶原性(lysogeny)。噬菌体免疫状态:溶原性细菌具有抵抗同种或近缘噬菌体重复感染的能力。,噬菌体溶菌性周期和溶原性周期,六、噬菌体的应用,鉴定未知的细菌噬菌体与宿主菌的关系有高度特异性,可用于未知细菌的鉴定和分型。如应用伤寒沙门菌Vi噬菌体可将有Vi抗原的伤寒沙
10、门菌分成96个噬菌体型。分子生物学的研究工具噬菌体基因数量少,结构比细菌和高等细胞简单得多,而且容易获得大量的突变体。噬菌体可用来构建基因文库,细菌感染的诊断与治疗应用噬菌体效价增长试验可检测标本中的相应细菌。在怀疑有某种细菌存在的标本中,加入一定数量的已知噬菌体,37孵育68h,再测定该噬菌体的效价。辅助治疗,如应用铜绿假单胞菌噬菌体治疗创口感染。遗传工程基因工程载体噬菌体展示技术,第五章 微生物的营养,1.微生物的营养物质2.培养基,第一节 微生物的营养物质,营养:微生物从外部环境中摄取和利用营养物质,以满足正常生长和繁殖需要的一种生理过程。营养物质:能满足微生物生长、繁殖及完成各种生理活
11、动所需要的物质的统称。微生物为了生存就必须从环境中吸取各种物质以合成细胞物质、提供能量以及在新陈代谢中起调节作用。,一、微生物细胞的化学组成,(一)化学元素主要元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁(其中前六种占细菌细胞干重的97%)。微量元素:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼。,(二)组成物质及生理功能1.水:占细胞总重70%90%,以游离水和结合水两种形式存在。,2.固形成分(1)蛋白质:简单蛋白和复合蛋白重要的结构物质,酶或辅酶,参与物质运输,参与细胞的生长繁殖和遗传变异。(2)核酸遗传变异的物质基础,多与蛋白质结合。(3)糖类复杂的组成成分如真菌多糖,脂多糖等;游离形式
12、的如糖原和淀粉。(4)脂类:脂肪、磷脂、糖脂、甾醇等细胞组分,储藏物质,微生物细胞化学组成含量的区别,(三)营养要素及主要作用,1.碳源凡是可以被微生物用来构成细胞物质的或代谢产物中碳素来源的营养物质。生理功能构成菌体组分能量的来源组成代谢产物来源无机碳:CO2及碳酸盐有机碳:糖类、醇类、脂类、有机酸和烃类等。,微生物的碳源谱,微生物工业发酵中用做碳源的原料传统种类糖类(单糖,饴糖);淀粉(玉米粉、山芋粉、野生植物、淀粉等);麸皮;各种米糠等代粮发酵:纤维素、石油、CO2、H2微生物利用碳源物质具有选择性。不同种类微生物利用碳源物质的能力也有差别。微生物不同,利用上述含碳化合物的能力不同,如假
13、单胞菌属中的某些种可以利用90种以上的不同类型的碳源物质;而某些甲基营养型细菌只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进行生长。,2.氮源凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。生理功能提供合成细胞中含氮物,如蛋白质、核酸,以及含氮代谢物等的原料;少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。来源无机氮源:铵盐、硝酸盐、尿素及氨等;氮气分子:固氮菌。能吸收并利用环境中游离氮气作为氮源,借助一些特殊的酶将分子态的氮转化为氨和其他氮化物固氮作用。有机氮源:动植物蛋白质及其不同程度的降解物,如鱼粉、牛肉膏、蛋白胨等。,微生物的氮源谱,实验室常用的氮源有碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、尿素、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。生
14、产上常用的氮源有硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含量较高的鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等。速效氮源无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用。速效氮源通常有利于机体的生长。迟效氮源蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体利用。迟效氮源有利于代谢产物的形成。,3.能源能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。异养微生物的能源就是其碳源,单功能营养物:如辐射能双功能营养物:NH4+是硝酸细菌的能源和氮源三功能营养物:如是异养微生物的能源、碳源及氮源。,4.无机盐为细胞生长提供必需的各种金属元素及一些微量元素,以满足细菌细胞生理活动的需要。
15、所需的量主要元素:10.1mg,磷、硫、镁、钾、钙、钠等。微量元素:110-7g,铁、铜、锌、锰、钻等。一般微生物生长所需要的无机盐有:硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。生理功能,5.生长因子一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大,但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成,或合成量不足以满足机体生长需要的有机营养物质。B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶。缺乏合成生长因子能力的微生物称为“营养缺陷型”微生物。营养缺陷型微生物是由于自发或诱发突变等原因从野生型菌株产生的需要提供特定生长素物质才能生长的菌株。不需要生长因子而能在基础培养基上生长的菌株为野生型(wil
16、d type)。,生理功能构成酶的活性基成份细胞核酸的组成物质提供代谢中电子载体对生长因子的需要一般用量:150毫微克/ml;可通过给培养基加入酵母膏、血清、豆芽浸液、玉米浆等供给。,二、微生物的营养类型,根据生长所需要的营养物质的性质(碳源),可将生物分成两种基本的营养类型异养型生物:在生长时需要以复杂的有机物质作为营养物质自养型生物:在生长时能以简单的无机物质作为营养物质而微生物既有异养型的也有自养型的,大多数微生物属于异养型生物,少数微生物属于自养型生物。,根据生长时能量的来源不同,又可将生物分成两种类型化能营养型生物:依靠化合物氧化释放的能量进行生长光能营养型生物:依靠光能进行生长动物
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