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(4)免疫
1)免疫的概念
*抗感染的免疫概念(病原体、感染、非特异性免疫、特异性免疫)。
*现代免疫概念——机体识别“自己”与“非己”并排除非己成分,从而维持自身稳定状态的过程(4个方面的表现:免疫防御——以病原体为非己;免疫监视——以肿瘤细胞为非已;免疫稳定——以体内衰老死亡损伤组织成分为非已;免疫排斥——以异体移植物为非己)。
2)特异性免疫的基本过程
*免疫反应(应答)的3个阶段——感应、反应、效应。(如下图)
*再次受到相同抗原刺激时记忆细胞反应的特点(快速、强效、持续时间长。这也是预防接种的原理依据)。
*免疫反应的“特异性”是怎样决定的?
(抗原、抗原决定簇、抗体、效应T细胞表面受体)
*T、B淋巴细胞的产生
3)免疫系统
*免疫器官(胸腺、骨髓、脾、淋巴结、扁桃体等)。
*免疫组织(淋巴组织)。
*免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞等)。
*免疫分子(抗体、淋巴因子等)。
4)免疫功能失调的主要表现
*过敏反应(过敏体质、过敏原、组织胺、常见过敏反应的表现)。
*自身免疫性疾病。
*免疫缺陷性疾病(先天性免疫缺陷病、获得性免疫缺陷病、AIDS—艾滋病、HIV及AIDS的主要传染途径与预防措施)。
5)免疫学的应用(免疫预防、免疫诊断、免疫治疗、器官移植)
*获得特异性免疫的途径。
*预防接种(原理)。
*疫苗、抗毒素、类毒素、外毒素、内毒素。
*给病人注射抗体提高患者抗感染能力、注射胸腺素促进T细胞分化、成熟,增强T细胞功能。
微生物与发酵工程
(1)微生物类群
①微生物种类
②微生物代谢类型
同化类型:
自养型:如硝化细菌、蓝藻……
异养型:如大肠杆菌、乳酸菌、放线菌、真菌、草履虫……
异化类型:
需氧型:如硝化细菌、草履虫……
厌氧型:如大肠杆菌、乳酸菌……
③微生物的生殖类型多样
无性生殖:
分裂生殖:如细菌……
出芽生殖:如酵母……
孢子生殖:如真菌、放线菌……
有性生殖:
配子生殖:如衣藻……
(2)细菌、放线菌、病毒
①细菌
形态结构:球形、杆形、螺旋形。
细胞壁——与植物的细胞壁成分不同。
细胞膜——生物膜结构。
细胞质——有核糖体、质粒及贮藏颗粒等。
核质——细菌的遗传物质,决定细菌的遗传特征。
特殊结构:荚膜、鞭毛、芽孢。
繁殖:二分裂方式增殖。
(生长→核区DNA复制→形成隔膜)
*菌落:在固体培养基上从单个菌体开始,分裂增殖形成的细胞群。
②放线菌
形态结构:原核单细胞的分枝状菌丝体。
繁殖方式:产生孢子。
生产抗生素的主要来源
③病毒
结构:
复习“噬菌体”:
无囊膜病毒——核衣壳
噬菌体的增殖:吸附→侵入→复制、合成→组装→释放。
(3)微生物的营养
*营养物质——维持生物体生命所必需的外源物质。
*营养——生物摄取营养物质的过程。
①微生物需要的营养物质及功能
水、无机盐、碳源、氮源、生长因子。
碳源——提供C元素的营养物质。
自养型——利用无机C源(化能自养,光能自养)。
异养型——必需有机C源(也是能源)。
氮源——提供N元素的营养物质。
*常用N源——NH、NO、尿素等。
[含C、H、O、N的有机物,是碳源也是氮源;硝化细菌以NH3或NO为氮源,也是能源;固氮微生物能以N2为氮源]
生长因子——微生物生长所必需、自身缺乏合成能力的微量小分子有机物(某些氨基酸、维生素、含氮碱基等)。常用动植物组织提取液、酵母膏、蛋白胨等提供。
②培养基配制原则
目的明确、营养物质协调、pH值适宜。
*营养问题:
高浓度蔗糖能抑制微生物生长。
C/N比影响代谢:细菌C/N=4时生长较快,真菌C/N=10时生长较快。
谷氨酸发酵生产,C/N=4时繁殖快、产物少;C/N=3时繁殖慢、产物多。
*pH值问题:
细菌适宜pH≈6.5~7.5。
放线菌适宜pH≈7.5~8.5。
霉菌、酵母菌适宜pH≈4.5~6.0。
③培养基种类
分类依据 |
类型 |
主要用途 |
物理性质 |
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固体 |
鉴定菌种 |
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半固体 |
保留菌种 |
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液体 |
发酵生产 |
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化学性质 |
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合成(成分已知) |
鉴定菌种 |
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天然 |
发酵生产 |
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半合成 |
发酵生产 |
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特殊需要 |
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选择(利用特殊成分) |
抑制杂菌、促进所需菌生长 |
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鉴别(利用特殊指示剂) |
鉴别某些微生物 |
*加青霉素——抑制细菌、放线菌,培养真菌。
*高浓度NaCl——抑制多种菌,培养金黄色葡萄球菌。
*伊红-美蓝培养基——鉴定大肠杆菌(菌落紫黑色金属光泽)。
(4)微生物代谢
1)代谢速率高
主要原因是:相对表面积很大(表面积/体积),物质交换速率很高。
2)代谢产物
初级代谢产物 |
次级代谢产物 |
生长繁殖所必需(原生质必要组成物质) |
非生长繁殖所必需(常影响环境中其他生物) |
各种菌共同的产物,化学结构较简单 |
每种菌独特的产物,化学结构较复杂 |
如:氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等 |
如:抗生素、色素、毒素、“激素”等 |
3)微生物代谢调节
酶合成的调节(基因水平的调节):
例:大肠杆菌利用碳源的调节(实验)。
碳源 |
菌体代谢 |
结论 |
葡萄糖(+) |
分解葡萄糖 |
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葡萄糖(+) |
只分解葡萄糖 |
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葡萄糖(-) |
分解乳糖 |
分解葡萄糖的酶是“组成酶”,分解乳糖的酶是“诱导酶”(乳糖是诱导物) |
组成酶:只受基因控制表达合成,总存在。
诱导酶:诱导物诱导基因表达合成。
意义:保证不合成多余的酶,避免浪费。
酶活性的调节(酶水平的调节):
例:谷氨酸杆菌合成谷氨酸的调节:
组成酶:只受基因控制表达合成,总存在。
诱导酶:诱导物诱导基因表达合成。
意义:保证不合成多余的酶,避免浪费。
酶活性的调节(酶水平的调节):
例:谷氨酸杆菌合成谷氨酸的调节:
意义:调节精细、快捷,不积累多余产物。
4)微生物代谢人工控制
①改变微生物的遗传特性
例:a.大量生产青霉素的青霉菌。
b.大量生产赖氨酸的黄色短杆菌。
c.大量生产谷氨酸的棒状杆菌
*细胞工程和基因工程,可“定向变异”
②控制环境条件
影响微生物代谢的环境因素有哪些?
避免杂菌 |
控制温度 |
连续培养 |
控制通气 |
搅拌培养液 |
消毒灭菌防止不利竞争 |
多数适宜温度范围25℃~37 ℃ |
保证营养、去除废物,调整pH |
保证溶氧量要求 |
保证菌体与培养基营养物质充分接触,有利于物质交换 |
以上考虑如何促进发酵生产?
*食品保存——考虑如何抑制微生物生长?
方法 |
原理 |
巴氏消毒(60 ℃、30 min) |
高温消毒 |
罐藏法(高温高压、封罐) |
高温灭菌、缺氧抑菌、防止污染杂菌 |
冷藏法(0~10 ℃保存;-18 ℃速冻) |
低温抑菌 |
干燥法(风干;速冻-低压脱水) |
脱水抑菌 |
高糖、高盐浸渍 |
脱水高渗抑菌 |
加防腐剂(卫生标准下) |
药物抑菌 |
5)微生物生长
①微生物生长的特点:
②随时间出现4个有序阶段
[思考:λ=f(t)的曲线特点如何?]
4个阶段的特点:
阶段 |
特点 |
应用 |
① |
逐浙适应,个体生长快,繁殖率、死亡率≈0 |
发酵生产,尽快渡过 |
② |
代谢旺盛,性状稳定,繁殖迅速,等比增长 |
保留菌种,接种,科研材料 |
③ |
死亡率≈出生率,活菌数达峰值,次级产物大量积累,芽孢出现 |
发酵生产尽量延长,收集产品 |
④ |
死亡率>出生率,细胞出现畸形、解体 |
可收集发酵产品,不再保留菌种 |
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