微生物双语教学课件

微生物双语教学课件Microbiology BilingualTeachingSlides第一章微生物基础知识Chapter1:Basics ofMicrobiology什么是微生物？What isMicroorganisms显镜观们组单们围环微生物是用肉眼看不到的微小生命体，需要借助微才能察它是成生命的基本位，广泛存在于我周的境中细•土壤中的菌帮助分解有机物产•水体中的微藻生氧气内协•人体的微生物助消化和免疫微生物的大小尺度Size Scaleof Microbes毫米微米纳米

0.11100人眼可见最小尺度细菌平均大小病毒平均大小Human eyevisibility thresholdAverage bacteriasize Averagevirus size微生物的多样性Diversity of Microbes病毒Viruses细菌Bacteria细结非胞构，需寄生复制单细细胞原核生物，无胞核真菌Fungi细酵母和霉菌，有胞核藻类Algae原生生物Protozoa养环光合自，水生境常见单细态胞真核生物，多样形微生物的正负影响Good andBadMicrobes有益微生物有害微生物Beneficial HarmfulMicrobesMicrobes营养传肠•帮助消化食物和吸收•引起染病如肺炎、流感和炎产导败•生酸奶、奶酪和酒类等发酵食品•致食品腐和食物中毒废净环损•分解物和污染物，化境•破坏农作物，造成经济失产岛蚀•生药物如抗生素和胰素•腐建筑材料和文物进•增强土壤肥力，促植物生长第二章微生物分类与结构Chapter2:Classification andStructure细菌Bacteria形态Morphology结构Structure细•球菌Cocci球形•胞壁含肽聚糖状细层•杆菌Bacilli棒•胞膜磷脂双区围•螺旋菌Spirilla螺旋形•核无膜包的DNA附属结构Appendages•鞭毛运动荚•膜保护换•菌毛附着和基因交病毒Viruses细结质组们病毒是非胞构的微生物，由蛋白外壳（衣壳）和核酸（DNA或RNA）成它独须细谢来无法立生存和繁殖，必侵入宿主胞并利用宿主的代机制复制自身病毒形态Viral Morphology•二十面体Icosahedral如腺病毒•螺旋形Helical如烟草花叶病毒杂状•复形Complex如噬菌体真菌Fungi酵母Yeasts霉菌Molds大型真菌Macrofungi单细过细丝状丝产结胞真菌，通出芽方式繁殖广泛用于面多胞真菌，形成菌体有些生抗生包括蘑菇、木耳等可见的大型真菌构，实际上过则导败结包、啤酒和葡萄酒的发酵程素，如青霉素；有些致食物腐只是真菌生物体的繁殖构原生生物Protozoa变形虫Amoebae伪态利用足运动，形不固定如阿米巴原虫可引起阿米巴痢疾鞭毛虫Flagellates热锥利用鞭毛运动如利什曼原虫可引起黑病，虫可引起昏睡病纤毛虫Ciliates全身覆盖纤毛，如草履虫是淡水中常见的自由生活原生生物孢子虫Sporozoans疟过传导疟寄生性强，如原虫通蚊子播，致疾微生物的生态角色Ecological Rolesof Microbes分解者初级生产者固氮生物共生体病原体环没将环态将维微生物是地球生物地球化学循的核心参与者有微生物的活动，碳、氮、磷等元素无法在生物圈中有效循，生系统无法持正常功能微这们为态关键组生物的些作用使它成生系统健康和平衡的成部分第三章微生物与人类健康Chapter3:Microbes andHumanHealth正常菌群Normal Microbiota人体微生物组分布微生物组功能肤为过竞•皮主要葡萄球菌和丙酸杆菌•通争排斥阻止病原体定植链产链质•口腔球菌、乳杆菌和真菌•生短脂肪酸等有益物肠肠训练调节•道拟杆菌、厚壁菌、大杆菌•和免疫系统阴导维•道乳酸菌占主地位•参与生素合成杂•帮助消化复碳水化合物病原微生物Pathogens细菌性疾病病毒性疾病真菌性疾病结结•核病（核分枝杆菌）•流感（流感病毒）•念珠菌病（白色念珠菌）乱乱癣癣•霍（霍弧菌）•艾滋病（HIV病毒）•皮（皮菌）•沙门氏菌感染（沙门氏菌）•新冠肺炎（SARS-CoV-2）•肺曲霉病（曲霉菌）链•肺炎（肺炎球菌）•肝炎（肝炎病毒）微生物致病机制Pathogenic Mechanisms粘附与定植入侵与扩散过细肠扩组过诱导细摄进细病原体通特殊的粘附因子附着在宿主胞表面，如大杆菌的菌毛一些病原体能穿透上皮屏障并散到织深处，如沙门氏菌通胞取入胞内毒素产生免疫逃逸许产内细伤过荚内多病原体生外毒素或毒素破坏宿主胞，如破风杆菌的神经毒素通抗原变异、膜形成或胞寄生等方式逃避宿主的免疫防御免疫系统与微生物Immunity andMicrobes先天免疫适应性免疫记忆提供快速但非特异性的防御提供特异性且性的防御肤细产•物理屏障皮和黏膜•B胞生抗体细细导•化学屏障胃酸、酶和抗菌肽•T胞胞介的免疫细应细记忆应•胞答吞噬胞•免疫快速二次反应预记忆•炎症反•疫苗先激活免疫微生物在食品工业中的应用Microbes inFood Industry乳酸菌发酵酵母发酵霉菌应用将为产将为乳酸菌乳糖发酵乳酸，生酸奶、奶酪和泡酵母菌糖发酵二氧化碳和乙醇，用于面包、质产创质菜等食品，提高食品保期和风味啤酒和葡萄酒的生，造特有的地和风味微生物在环境保护中的作用Environmental Microbiology污水处理废净废厌阶微生物在活性污泥法中分解有机物，去除污染物，化水需氧和氧微生物共同参与不同处理段生物降解难术这场特殊微生物能降解石油、塑料和农药等降解污染物生物修复技利用些微生物清理受污染地生物固氮将转为进续根瘤菌等固氮微生物大气中的氮化植物可用形式，减少化肥使用，促可持农业发展生物能源微生物与疾病预防Microbes andDisease Prevention益生菌消毒与灭菌Probiotics Disinfection摄环有益活微生物，入适量可改善宿主健康减少或消除境中的病原体调节肠线过滤•道菌群平衡•物理方法高温、紫外、肠剂过氢•增强道屏障功能•化学方法酒精、漂白、氧化疗灭为•抑制有害菌生长•医器械的菌尤重要调节场•免疫系统功能•公共所定期消毒•常见于酸奶和发酵食品中微生物学常用术语Microbiology Terminology病原体Pathogen感染Infection毒力Virulence能够引起疾病的微生物不是所有微生物病原微生物成功入侵宿主并在其中繁殖的病原体引起疾病的能力高毒力的病原体过导时数严都是病原体，只有那些能够侵入宿主并引程感染不一定致疾病，有可以是即使在很低的量下也能引起重疾病称为状起疾病的才被病原体无症的免疫Immunity菌群Microbiota获环组宿主抵抗特定病原体感染的能力可以是先天的或得性的，后者可栖息在特定境（如人体）中的微生物群体微生物过获则这组通自然感染或疫苗接种得（Microbiome）包括些微生物及其基因的总和微生物检测与观察Techniques forMicrobe Study光学显微镜电子显微镜观细观细结放大400-1000倍，可察菌、真菌和原生放大可达100万倍，能察病毒和胞超微态对为镜扫镜生物的形需要染色以提高比度构分透射电和描电分子技术培养技术测组鉴养验养PCR、DNA序和基因分析用于定微生使用特定培基在实室条件下培微生物遗传纯养物和研究其特性可分离培物用于研究微生物的生长条件Growth ConditionsofMicrobes温度需求Temperature败•嗜冷菌0-20°C（如冰箱中的腐菌）数•嗜温菌20-45°C（如大多人体菌群）热细•嗜菌45-80°C（如温泉中的菌）热热•超嗜菌80°C（如深海液口微生物）pH值需求pH Range•嗜酸菌pH

5.5（如乳酸菌）肠•中性菌pH

5.5-

8.5（如大杆菌）细•嗜碱菌pH

8.5（如某些土壤菌）氧气需求Oxygen绿单•好氧菌需要氧气（如铜假胞菌）厌肠•兼性氧菌有无氧气均可（如大杆菌）厌环状•氧菌在有氧境中无法生长（如梭芽胞杆菌）环•微需氧菌需要低氧境（如幽门螺杆菌）营养需求Nutrition质•碳源糖类、脂肪、蛋白等盐•氮源氨、硝酸、氨基酸等锌•微量元素铁、、铜等微生物的繁殖方式Reproduction ofMicrobes细菌病毒真菌过通寄生复制细

1.吸附和穿透宿主胞释

2.放病毒核酸组

3.利用宿主合成病毒分组

4.装新病毒粒子多种繁殖方式释

5.放病毒•出芽（酵母）•孢子形成（霉菌）丝•菌体分裂阶•有性生殖（某些段）过主要通二分裂（Binary Fission）繁殖

1.DNA复制细质

2.胞分裂细

3.胞壁形成为细

4.分离两个子胞微生物与抗生素Antibiotics andMicrobes1抗生素发现莱现开时数现1928年，弗明发青霉素，启了抗生素代此后十年，科学家发了多种抗生践素，极大地改变了医学实2抗生素作用机制过杀灭细细质断抗生素通多种机制或抑制菌抑制胞壁合成、干扰蛋白合成、阻DNA复转录细制或、破坏胞膜等3抗药性出现细过转获菌通突变和基因水平移得抗药性抗药性机制包括酶降解、外排泵、靶点变渗异、透屏障等抗生素危机滥导级细对产抗生素用致耐药菌株快速增加一些超菌多种抗生素生耐药性，造成治疗难胁卫困，威全球公共生微生物与现代科技Microbes andModern Technology基因工程生物燃料微生物传感器组术产产对质开传利用重DNA技改造微生物生药物、疫苗和利用微生物发酵生生物乙醇、生物柴油和生物利用微生物特定物的敏感性发生物感转肠产岛转为检测环工业酶如基因大杆菌生人胰素，拯救气藻类光合作用直接化太阳能生物燃料，器，用于境污染物、食品毒素和病原体，数术了百万糖尿病患者的生命是有前景的清洁能源技具有高灵敏度和特异性领过计创这计产合成生物学是近年发展迅速的域，科学家通设和构建全新的生物系统，造具有特定功能的合成微生物些人工设的微生物可用于生生物燃料、降解污染物或感知特定信号微生物学的未来展望Future ofMicrobiology定制抗生素与疫苗微生物组工程筛选计针对过调疗利用高通量和人工智能设特通控人体微生物群落治疾病，如开粪疗艰难计定病原体的新型抗生素，发更安全高菌移植治梭菌感染，设特定术损态效的疫苗技如mRNA疫苗，解决抗药功能的合成微生物群落修复受生系性危机统宇宙微生物学环研究极端境微生物，探索地外生命可能性，利用微生物支持太空探索如火星土壤闭环改造和生命支持系统单细测组编辑术进随着胞序、宏基因学、CRISPR基因和人工智能等技的步，微生物学进满时将继续环正入一个充可能性的新代微生物学的发展深刻影响医学、农业、境科产领学和工业生等多个域课堂互动微生物知识小测Quiz:Test YourMicrobiologyKnowledge123细菌和病毒的主要区别是什么？下列哪些微生物对人类有益？病毒如何复制？What isthe maindifference betweenbacteria Whichof thefollowing microbesbenefit Howdo virusesreplicate过and viruseshumans•A.通二分裂细单细细结肠肠过•A.菌是胞生物，病毒是非胞构•A.道中的大杆菌•B.通出芽细细•B.菌比病毒大•B.制作酸奶的乳酸菌•C.利用宿主胞的机制细疗过•C.菌可以用抗生素治，病毒不能•C.面包发酵中的酵母菌•D.通孢子形成•D.以上都是•D.以上都是讨论问题认为对对当战卫贡你微生物人类社会最重要的影响是什么？微生物学研究解决前全球性挑如气候变化、粮食安全和公共生有何献？复习与总结Review andSummary基础知识分类与结构与人类健康应用领域技术与未来虽们维们态环微生物然微小，但它的影响无处不在从持我的健康到支撑地球的生系统，从食品加工到境保护，微生物在自然界和人类社会中扮演着不可替代的角色过习们仅获关这识养维连态通学微生物学，我不得了于些微小生命的知，更培了科学思和跨学科视角微生物学是接生物学、医学、生学、化学和工程学的将继续进桥梁，其研究成果推动人类社会的步谢谢聆听！Thank Youfor YourAttention!欢迎提问与讨论Questions anddiscussion welcome问讨论话题请时如有任何疑或想深入某个，随提出！推荐阅读资料Recommended readingmaterials导论书进《微生物学》、《人体的微生物》、《病原体的力量》等籍可帮助你一步探索微生物世界实验室参观机会Laboratory visitopportunities报观们验验养观有兴趣的同学可以名参我的微生物实室，体微生物培和察让们我一起探索微生物的奇妙世界！Lets explorethe fascinatingworld ofmicrobestogether!。