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烟酸对瘤胃微生物代谢的影响 word

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烟酸对瘤胃微生物代谢的影响

发布时间:2002-12-18

维生素是动物必需的营养因子,在机体的营养和代谢中起着重要作用。目前对单胃动物的维生素营养研究较多,应用较广,而对反刍动物的维生素营养研究较少,认为在一般情况下瘤胃微生物可合成足够的B族维生素和维生素K。研究表明,在牛的日粮中添加维生素地维生素D、维生素E可使牛更好地发挥其生产性能,在应激和高产奶牛日粮中添加烟酸,可提高奶牛产奶量。但对烟酸影响瘤胃微生物活性和秸秆降解率的作用方面却研究较少。瘤胃微生物特有的功能是发酵结构性碳水化合物和非蛋白氮(NPN)为动物提供蛋白质需要量的40%~60%,生成的挥发性脂肪酸(VFA)可为动物提供能量需要量的70%~80%。本试验以玉米秸为基础,用体外发酵产气法研究烟酸对瘤胃微生物蛋白(MCP)合成效率、玉米秸秆降解率、瘤胃微生物生长的影响,为反刍动物生产中烟酸需要量提供依据。

l 材料与方法

l.l 试验动物及饲养管理 选3头体重约300kg安装有永久性瘤胃瘦管的西门塔尔杂交改良牛,饲养在中国农科院畜牧研究所草食动物实验场半封闭圈舍内。饲喂1.3倍维持水平日粮,试验前喂给优质粗饲料,每天喂给 l200 g 干草和玉米秸(2∶1)。预试期10 d,使瘤胃微生物适应,保证其活力。

1.2 试验原料通过1.0 mm筛孔粉碎的玉米秸(来自北京市郊区),罗氏公司产的烟酸、酪蛋白(脱维生素)。称取粉碎后的玉米秸和烟酸装入封口塑料袋中摇动混匀,备用。

1.3 试验设计 以金立志(1988)研究的日粮中添加烟酸对奶牛瘤胃微生物蛋白的影响中烟酸的添加量8 g/头·d 为标准,折算为 g/kg饲料(100%干物质),然后上、下浮动三级,共设七个水平,分男为标准的l/4、l/3、l/2、l、2、3、4倍,即烟酸七个水平添加量分别为(g/kg饲料,100 %干物质):0.702、0.936、1.404、2.807. 5.614、8.421、11.228。

1.4 试验器材准备及缓冲混合液的制备

1.4.1 注射器 30支德国产 100 mL玻璃注射器。

1.4.2 缓冲混合液的制备 缓冲混合液的pH值是7.l±0.15(Menke和Steingass,1988)。每 l000mL缓冲混合液中含蒸馏水474 mL、微量元素液0.12 mL、缓冲液237 mL、常量元素液237 mL、刃天青液1.22 mL、还原剂溶液49.5 mL、酪蛋白1.5 g。其中还原剂溶液(现用现配):lmol/L NaOH溶液2 mL、Na2S·7H2O285 mg、蒸馏水 47.5 mL;常量元素液(pH通常为6.8):Na2HPO45.70 g、KH2PO46.20 g、MgSO4·7H2O 0.60 g,加水至1000 mL;缓冲液(pH为 8.1):NaHCO3 35.00 g、(NH4)HCO3 4.00g,加水至1000 mL;微量元素溶液:CaCl2·ZH2O13.2 g、MnCl2·4H2O 10.00 g、CoCl2·6H2O 1.00 g、FeCl2·6H2O 0.80 g,加水至100 mL;刃天青溶液:100 mg刃天青溶于100 mL蒸馏水。

1.5 制备瘤胃液+缓冲液的混合液 上午喂前从3头牛的瘤胃瘦管中取瘤胃液各200 mL,倒入塑料瓶中混匀,迅速搅拌用4层纱布过滤,将滤液加入到盛有缓冲液的烧瓶中,通人CO2直到液体颜色近似瘤胃液颜色,即可接种。瘤胃液和缓冲液的混合液pH为6.90±0.1,缓冲液与瘤胃液的比例为2∶1。

1.6 接种 试验前一天,称取约215±5 mg试验样品(1.0 mm玉米秸和烟酸混合物和标准干草,3个重复),放入注射器中,用少量凡士林润滑活塞,以便活塞滑动及预防气体逸出,于对℃培养箱中预热12 h。记下培养时间,将30±1.0 mL的瘤胃液与缓冲液混合液抽入每个注射器,排出所有的气体和气泡,记下注射器活塞的位置,然后把注射器放在调试好的水浴恒温箱中培养。

1.7 培养的持续时间(分两次培养)第一次培养96 h,培养后用两层纱布过滤,取1 mL供原虫计数,取 15 mL

加入1%饱和氯化汞溶液2 mL放入-20 ℃冰箱中保存待测定MCP。第二次培养24 h后,立即测pH,然后用尼龙袋过滤,每个重复取6 mL测 NH3-N、6 mL测总氮量(TN)、1.5 mL测VFA,尼龙袋烘干后计算其子物质(DM)的降解率。

l.8 数据处理用Excel和SAS软件和数据统计处理,并作多重比较。

2 结果与分析

试验结果见表l、表2。

表1不同水平烟酸对体外24 h发酵指标的影响

对照组 1水平 2水平 3水平 4水平 5水平 6水平 7水平

产气量(mL) 23.3665 23.4383 24.7240 24.8516 24.8111 23.7351 24.1633 26.9261 干物质

降解率(%) 55.3067 54.4467 53.3600 53.6700 56.4867 56.2000 56.4933 57.1367

总氮量

(mg/100Ml)0.7236a 0.8652cde 0.8634cd 0.7715b 0.9050e 0.8348c 0.8917de 0.8407c

NH3-N

(mg/100mL) 0.0890 0.0900 0.0909 0.0899 0.0923 0.0950 0.0931 0.0941

pH值 6.837 6.860 6.850 6.843 6.843 6.830 6.847 6.867

乙酸浓度

(mmol/L) 33.62a 39.87ab 44.27ab 35.49a 42.91ab 53.56b 53.39b 39.20ab

丙酸浓度

(mmol/L) 7.41ab 7.06a 8.95abc 9.70abc 9.13abc 10.16bc 9.99bc 11.02c

丁酸浓度

(mmol/L) 0.56a 1.11ab 1.30abc 2.22c 1.48abc 1.67bc 1.85bc 1.85bc

TVFA浓度

(mg/L) 2614.19a 3012.68ab 3432.727ab 3064.15ab 3380.677ab 4112.093b 4105.54b 3330.437ab

注:同行肩标字母不同表示差异显著(P<0.05)下同。

表2 不同水平烟酸

对体外96 h发酵指标的影响

对照组 1水平 2水平 3水平 4水平 5水平 6水平 7水平

原虫数

(103个/mL) 2.4 a 2 a 2.4 a 3.2 a 2 a 6.8 b 3.2 a 2.8 a

MCP(mg/mL) 4.6364b 6.3059g 5.3960d 5.0717c 6.1013f 19.8072h 5.5857e 4.3107a

2.l 发酵 24 h后产气量和干物质降解率指标由表1可见,添加各水平烟酸的试验组与对照组之间产气量和于物质降解率差异均不显著(P>0.05)。说明添加烟酸,并不能提高瘤胃微生物对纤维素的降解率。北京农业大学畜牧系(1983~1985)用产气量法测定300多个反刍动物饲料样品,认为可用产气量与有机物消化率之间呈显著正相关评定反刍动物饲料能量价值,而本试验的试验结果与这一观点一致。

2.2 总氮量 从表1可以看出,添加烟酸,培养24h后,试验组与对照组之间的TN浓度均值差异显著(P<0.05)。试验组以添加2.807 g/kg饲料时TN浓度达最高(为0.9050 mg/100 mL),比对照组高 25.1%。

2.3 NH3-N添加烟酸,培养24 h后,试验组与对照组之间的NH3-N浓度均值差异均不显著(P>0.05)。陆治年、金立志(1991)的奶牛体内试验中,添加烟酸,其添加组与对照组之间NH3-N浓度均值差异并不显著(P>0.05)。本试验的结果与他们的试验结果一致。孟庆翔等(1991)用体外法得出,组入微生物中NH3-N量与产气量间呈高度正相关(r>0.99),组入NH3-N量可通过其产气量来准确估测。本试验结果表明,培养24h,产气量与NH3-N浓度在试验组与对照组之间差异均不显著,与这一观点是一致的。瘤胃NH3-N浓度在一定程度上反映了特定日粮组成下,蛋白质降解与合成间所达到的平衡状况(McDonald,1988)。Satter和Slyter(1974)试验表明,NH3-N浓度小于5 mg/dL时,发酵的“解偶联”作用引起微生物产量降低,生产效率下降,该值被广泛用做瘤胃最低NH3-N浓度

标准(韩兴泰,1993)。本试验中培养24 h测得的 NH3-N浓度最大为0.0950mg/100 mL,这可能是由于本试验以玉米秸为基础日粮,虽然加了酪蛋白,但蛋白质供给仍未能满足微生物的需要,而且本试验已把瘤胃液稀释(l/3),这些可能是造成NH3-N浓度偏低的原因。

2.4 pH值及 VFA指标 由表 1可见,添加烟酸,培养24 小时后,试验组与对照组之间的pH均值差异不显著(P >0.05)。这一结果与陆治年、金立志(1991)在牛日粮中添加烟酸的体内试验结果一致。许多研究表明,pH值过低将影响瘤胃微生物对底物的发酵利用。pH<6.5时将不利于纤维素的消化(韩正康,陈杰,1988)。NRC(1996)指出pH<6.2时,MN合成效率下降。本试验所得的pH>6.5,有利于纤维素的消化,是提高MN合成效率的pH值。

添加烟酸,培养24 h后,试验组和对照组间的乙酸、丙酸、丁酸和TVFA浓度均值均差异显著(P<0.05)。说明添加烟酸,可提高瘤胃内乙、丙、丁酸和TVFA浓度,这一结果与Riddell和Arambe的牛体内试验结果一致,而与Riddell的体外试验结果不一致(杨赵军,1997)。

2.5 发酵96 h后的原虫数及MCP 由表2可见,添加烟酸,培养96 h后,试验组与对照组之间的原虫数均值差异显著(P< 0.05),以加 5.614 g/kg烟酸时达最高(为6.8 l03个/mL),比对照组高183.3%。

添加烟酸,培养96 h后,试验组与对照组之间的MCP产量均值差异极显著(P<0.01),烟酸达5.614 g/kg 时MCP产量最高(19.8072 mg/mL),比对照组高327.2%。

以上情况表明,烟酸可刺激瘤胃原虫生长,提高原虫数量。同时,烟酸可刺激瘤胃微生物的生长,促进瘤胃微生物合成蛋白质,从而提高MCP产量。这一结果与Riddell等的体外试验结果一致(杨赵军,1997),与陆治年和金立志(1991)的牛体内试验结果也一致,而与Hannah(1985)的结果不一致。

3 结论

烟酸并未显著影响瘤胃微生物对粗饲料的降解和利用,但添加烟酸可刺激瘤胃微生物的生长,促进瘤胃微生物合成蛋白质,提高MCP产量,刺激原虫生长,因此在反刍动物日粮中应添加烟酸。但反刍动物瘤胃内环境复杂,受很多因素影响,在生产中应进一步试验,以便筛选出不同日粮组成和不同畜种较合理的烟酸添加量。

微生物学发展简史

1、史前期(约8000 年前一1676 ) ,各国劳动人民,①未见细菌等微生物的个体;②凭实践经验利用微 生物是有益活进行酿酒、发面、制酱、娘醋、沤肥、轮作、治病等)。 在17世纪下半叶,荷兰学者吕文虎克用自制的简易显微镜亲眼观察到细菌个体之前,对于一门学科来说尚没形成。这个时期称为微生物学史前时期。在这个时期,实际上人们在生产与日常生活中积累了不少关于微生物作用的经验规律,并且应用这些规律,创造财富,减少和消灭病害。民间早已广泛应用的酿酒、制醋、发面、腌制酸菜泡菜、盐渍、蜜饯等等。古埃及人也早已掌握制作面包和配制果酒技术。 这些都是人类在食品工艺中控制和应用微生物活动规律的典型例子。积肥、沤粪、翻土压青、豆类作物与其它作物的间作轮作,是人类在农业生产实践中控制和应用微生物生命活动规律的生产技术。种痘预防天花是人类控制和应用微生物生命活动规律在预防疾病保护健康方面的宝贵实践。尽管这些还没有上升为微生物学理论,但都是控制和应用微生物生命活动规律的实践活动。 2、初创期(1676 一1861 年),列文虎克,①自制单式显微镜,观察到细菌等微生物的个体;②出于个人 爱好对一些微生物进行形态描述。微生物的形态观察是从安东·列文虎克(Antony Van Leeuwenhock 1632-1732)发明的显微镜开始的,它是真正看见并描述微生物的第一人,他的显微镜在当时被认为是最精巧、最优良的单式显微镜,他利用能放大50~300倍的显微镜,清楚地看见了细菌和原生动物,而且还把观察结果报告给英国皇家学会,其中有详细的描述,并配有准确的插图。1695年,安东·列文虎克把自己积累的大量结果汇集在《安东·列文虎克所发现的自然界秘密》一书里。他的发现和描述首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物世界。这在微生物学的发展史上具有划时代的意义。这是首次对微生物形态和个体的观察和记载。随后,其他研究者凭借显微镜对于其它微生物类群进行的观察和记载,充实和扩大了人类对微生物类群形态的视野。但是在其后相当长的时间内,对于微生物作用的规律仍一无所知。这个时期也称为微生物学的创始时期。 3、奠基期(1861 一1897 年),巴斯德,①微生物学开始建立;②创立了一整套独特的微生物学基本研究方法;③开始运用“实践―理论―实践”的思想方法开展研究;④建立了许多应用性分支学科;⑤进入寻找人类动物病原菌的黄金时期。继列文虎克发现微生物世界以后的200年间,微生物学的研究基本上停留在形态描述和分门别类阶段。直到19世纪中期,以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段,揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因,并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术。从而奠定了微生物学的基础,同时开辟了医学和工业微生物等分支学科。巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。(1)巴斯德 巴斯德原是化学家,曾在化学上做出过重要的贡献,后来转向微生物学研究领域,为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献。主要集中在下列三个方面:①彻底否定了“自然发生”学说。“自生说”是一个古老学说,认为一切生物是自然发生的。到了17世纪,虽然由于研究植物和动物的生长发育和生活循环,是“自生说”逐渐消弱,但是由于技术问题,如何证实微生物不是自然发生的仍是一个难题,这不仅是“自生说”

代谢组学的研究方法和研究流程

代谢组学的研究方法和研究流程分子微生物学112300003林兵 随着人类基因组计划等重大科学项目的实施,基因组学、转录组学及蛋白质组学在研究人类生命科学的过程中发挥了重要的作用,与此同时, 代谢组学(metabolomics)在20世纪90年代中期产生并迅速地发展起来,与基因组学、转录组学、蛋白质组学共同组成系统生物学。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等各种组学0在生命科学领域中发挥了重要的作用,它们分别从调控生命过程的不同层面进行研究, 使人们能够从分子水平研究生命现象, 探讨生命的本质, 逐步系统地认识生命发展的规律.这些组学手段加上生物信息学, 成为系统生物学的重要组成部分。 代谢组学的出现和发展是必要的, 同时也是必须的。对于基因组学和蛋白质组学在生命科学研究中的缺点和不足, 代谢组学正好可以进行弥补。代谢组学研究的是生命个体对外源性物质(药物或毒物)的刺激、环境变化或遗传修饰所做出的所有代谢应答, 并且检测这种应答的全貌及其动态变化。代谢组学方法为生命科学的发展提供了有力的现代化实验技术手段, 同时也为新药临床前安全性评价与实践提供了新的技术支持与保障. 1 代谢组学的概念及发展 代谢组学最初是由英国帝国理工大学Jeremy N icholson教授提出的,他认为代谢组学是将人体作为一个完整的系统,机体的生理病理过程作为一个动态的系统来研究, 并且将代谢组学定义为生物体对病理生理或基因修饰等刺激产生的代谢物质动态应答的定量测定。2000年,德国马普所的Fiehn等提出了代谢组学的概念,但是与N ichols on提出的代谢组学不同, 他是将代谢组学定位为一个静态的过程,也可以称为/代谢物组学, 即对限定条件下的特定生物样品中所有代谢产物的定性定量分析。同时Fiehn还将代谢组学按照研究目的的不同分为4类: 代谢物靶标分析,代谢轮廓(谱)分析, 代谢组学,代谢指纹分析。现在代谢组学在国内外的研究都在迅速地发展, 科学家们对代谢组学这一概念也进行了完善, 作出了科学的定义: 代谢组学是对一个生物系统的细胞在给定时间和条件下所有小分子代谢物质的定性定量分析,从而定量描述生物内源性代谢物质的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学。 与基因组学、转录组学、蛋白质组学相同, 代谢组学的主要研究思想是全局观点。与传统的代谢研究相比, 代谢组学融合了物理学、生物学及分析化学等多学科知识, 利用现代化的先进的仪器联用分析技术对机体在特定的条件下整个代谢产物谱的变化进行检测,并通过特殊的多元统计分析方法研究整体的生物学功能状况。由于代谢组学的研究对象是人体或动物体的所有代谢产物, 而这些代谢产物的产生都是由机体的内源性物质发生反应生成的,因此,代谢产物的变化也就揭示了内源性物质或是基因水平的变化,这使研究对象从微观的基因变为宏观的代谢物,宏观代谢表型的研究使得科学研究的对象范围缩小而且更加直观,易于理解, 这点也是代谢组学研究的优势之一. 代谢组学的优势主要包括:对机体损伤小,所得到的信息量大,相对于基因组学和蛋白质组学检测更加容易。由于代谢组学发展的时间较短, 并且由于代谢组学的分析对象是无偏向性的样品中所有的小分子物质,因此对分析手段的要求比较高, 在数据处理和模式识别上也不成熟,存在一些不足之处。同时生物体代谢物组变化快, 稳定性较难控制,当机体的生理和药理效应超敏时,受试物即使没有相关毒性,也可能引起明显的代谢变化,导致假阳性结果。 代谢组学应用领域大致可以分为以下7个方面:

瘤胃微生物定量方法的研究进展_郭同军

瘤胃微生物定量方法的研究进展 郭同军1,2,王加启1,王建平1,霍小凯1,2,卜登攀1,魏宏阳1,周凌云1,刘开朗1 (1.中国农业科学研究院北京畜牧研究所动物营养学国家重点实验室,北京 100193;2新疆农业大学,乌鲁木齐 830052) 摘要:当前人们对瘤胃中微生物的认识只有10%~20%,不断改进研究技术和手段,才能大大推动瘤胃微生态领域的研究。作者阐述了瘤胃微生物传统定量方法(滚管计数法和最大或然数法)和分子生物学定量方法,如探针杂交技术、荧光原位杂交、D GGE、定量PCR和流式细胞计量术(flow cytometry)等的应用状况及其各自的优缺点。 关键词:瘤胃微生物;滚管计数法;最大或然数法;Real2Time PCR;流式细胞计量术 中图分类号:Q93.3 文献标识码:A 文章编号:167127236(2009)0420019206 反刍动物在长期的自然进化过程中获得了独特的瘤胃发酵系统。瘤胃内有大量的微生物,目前为止,所知细菌达200种以上,活菌数为1011个/mL,原虫超过25个属,其数量为104~106个/mL,真菌含有5个属(Miron等,2001)。由众多的细菌、真菌和原虫组成的微生态系统中,不仅每种微生物与底物的作用机理不同,各种微生物之间的关系更是复杂(冯仰廉,2004)。传统定量方法如滚管法(Hun2 gate,1969)和最大似然法(Dehority等,1989)只能培养瘤胃微生物中的一小部分,这使得瘤胃微生物的多样性被严重低估(Amann等,1995)。20世纪80年代,基于16S/18S rRNA/rDNA的分子生物学定量方法的兴起,可以提供微生物核酸分子方面的特征,评价不同生态系统中微生物的遗传多样性和 收稿日期:2008211226 作者简介:郭同军(1981-),男,甘肃人,硕士生,研究方向:瘤胃微生物工程。 通信作者:王加启(1967-),男,安徽人,研究员,博士生导师,从事反刍动物营养和牛奶质量改良研究。E2mail: wang2jia2qi@https://www.sodocs.net/doc/0d17801554.html,;010********* 基金项目:“十一五”国家奶业科技支撑计划(2006BAD04A14和2006BAD04A10)。系统发育关系(Tajima等,1999),而且还能对瘤胃微生物进行计数(Sdiva等,2004),由于研究方法的不断改进,使得人们不断的发现许多新的瘤胃微生物品种(K oike等,2003;Shin等,2004)。认识瘤胃微生物的功能、活动规律和建立准确、快速、高效的瘤胃微生物定性及定量评价方法,是瘤胃微生态研究必然的趋势。作者主要就当前瘤胃微生物定量方法的研究进展做了详细阐述。 1 定量研究方法在瘤胃微生物研究中的应用及评价 1.1 传统定量方法 采用Hungate发展起来的厌氧培养技术,以及采用模拟瘤胃环境而设计的培养基,对瘤胃微生物进行分离、纯培养、计数、形态鉴定、生理生化特性的鉴别、分类等。瘤胃细菌与真菌的数量用显微镜直接计数,常采用滚管法计数,以及最大或然数计数法(mo st p robable number,MPN) (Dehority等,1989)。 1.1.1 稀释平板记数法 稀释平板记数法又称活菌记数法,是根据微生物在高度稀释条件下固体培养基上所形成的单个菌落是由一个单细胞繁殖而成这一特征设计的记数方法。瘤胃液中细菌或真菌的活菌记数常采用亨氏滚管计数法(roll2t ube tech2 nique)(Hungate,1969)。亨氏滚管计数法可以获 Abstract:The advances on nutrient requirements,feedstuff evaluation and formulation techniques of broiler are reviewed in this paper.It showed that feeding phases decision is more scientific f rom three to four phases;nutrient requirement specifica2 tions is presenting diversified trend of development,which are referred to be combined with the broiler breeds,environment, production goal and the evaluation systems of the feedstuff itself etc;secondly,formulation optimization technology itself is rel2 ative invariable,but if the coefficients matrix of formulation model is integrated f rom the standard deviation of the nutrients of used feedstuff,it will evidently enhance the true probability for goal nutrients to reach.The third,performance prediction a2 bout broiler is improved when diets are formulated on the basis of standardized ileal amino acid digestibility.The results and thought can provide the scientific basis for developing the new generation expert system of broiler feeding and nutrition. K ey w ords:broiler;nutrient requirements;formulation technology;standardized ileal digestibility

反刍动物瘤胃微生物及其作用

学号:TS09028 反刍动物瘤胃微生物及其作用 (动物消化道微生物考试论文) 耿文诚 微生物是动物消化道内不可缺少的重要组成成分。初生幼畜的消化道是无菌的,数小时后随着吮乳、采食等过程,在消化道内即出现了微生物,其中如大肠杆菌(Escherichia coli)便从此在动物肠道内与寄主共处终生。 1 反刍动物消化的主要特征 反刍动物是哺乳动物中比较特别的一个类群,他们的日粮主要由植物材料组成。反刍动物即使在不进食时也频繁地咀嚼,这一咀嚼活动称为“反刍”。反刍是反刍动物从植物细胞壁(即纤维)中获得能量过程的一个步骤。反刍减小了纤维颗粒的尺寸,暴露出糖以供微生物发酵;另外,唾液中缓冲物质(碳酸盐和磷酸盐)中和了微生物发酵产生的酸,以便维持一个有利于纤维降解和瘤胃微生物生长的中性偏酸的环境。 与单胃动物不同,反刍动物的胃由4部分组成,即网胃、瘤胃、瓣胃、真胃。瘤胃是反刍动物特有的消化器官,它是反刍动物体内的饲料处理工厂,饲料中约有70~85%可消化物质和50%粗纤维在瘤胃内消化,因此,瘤胃(包括网胃)消化在反刍动物整个消化过程中占有特别重要的地位。瘤胃和网胃是位于反刍动物消化道最前端的2个胃,网胃内含物几乎持续地与瘤胃内含物相混合(每分钟混合1次),这两个胃常又称为网-瘤胃,他们共同具有高密度的微生物群系(细菌、原生动物、真菌)。瓣胃是个具有极大吸收能力的小器官,水和矿物质如钠和磷在瓣胃中吸收,经唾液重回到瘤胃中。由于瘤胃和真胃的消化方式有极大的不同,瓣胃是一个连接瘤胃和真胃的过渡器官。真胃相当于非反刍动物的胃,分泌强酸和许多消化酶。非反刍动物摄取的食物首先在胃中被消化,但是进入反刍动物真胃中的食糜主要由未被发酵的饲料颗粒、一些微生物发酵终产物以及生长在瘤胃中的微生物有机体本身所构成。 反刍动物与非反刍动物另一个重要区别是反刍动物能大量利用纤维或半纤维并消化吸收,而非反刍动物在这方面的能力很有限(盲肠等器官可消化分解部分纤维)。存在于植物细胞壁中的复杂糖(纤维或半纤维)不能被非反刍动物利用,相反,在瘤胃和网胃中生活的微生物群系则可使反刍动物从纤维中获得能量。还有,非蛋白氮不能被非反刍动物利用,但可被瘤胃细菌用以合成蛋白质;瘤胃中合成的细菌蛋白是反刍动物所需氨基酸的主要来源。 2 瘤胃的主要特点

代谢组学在医药领域的应用与进展

代谢组学在医药领域的应用与进展 一、学习指导 1.学习代谢组学的概念及内涵,掌握代谢组学的研究对象与分析方法。 2.熟悉代谢组学数据分析技术手段 3.了解代谢组学优势特点 4.了解代谢组学在医药领域的应用 5.了解代谢组学发展趋势 二、正文 基因组功能解析是后基因组时代生命科学研究的热点之一,由于基因功能的复杂性和生物系统的完整性,必然要从“整体”层面上来理解构成生物体系的各个模块功能。随着新的测量技术、高通量的分析方法、先进的信息科学和系统科学新理论的发展,加上生物学研究的深入和生物信息的大量积累,使得在系统水平上研究由分子生物学发现的组件所构成的生命体系成为可能[1]。系统生物学家们认为,将生命科学上升为“综合”科学的时机已经成熟,生命科学再次回到整合性研究的新高度,逐步由分子生物学时代进入到系统生物学时代[2]。系统生物学不同以往的实验生物学仅关注个别基因和蛋白质,它要研究所有基因、蛋白质,代谢物等组分间的所有相互关系,通过整合各组成成分的信息,以数学方法建立模型描述系统结构[3,4]。 (一)代谢组学的概念及内涵 代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后,系统生物学的重要组成部分,也是目前组学领域研究的热点之一。代谢组学术语在国际上有两个英文名,即metabolomics 和metabonomics。Metabolomics是由德国的植物学家Fiehn等通过对植物代谢物研究提出来的,认为代谢组学(metabolomics)是定性和定量分析单个细胞或单一类型细胞的代谢调控和代谢流中所有低分子量代谢产物,从而监测机体或活细胞中化学变化的一门科学[5]。英国Nicholson研究小组从毒理学角度分析大鼠尿液成份时提出了代谢组学(Metabonomics)的概念,认为代谢组学是通过考察生物体系受扰动或刺激后(如某个特定基因变异或环境变化后),其代谢产物的变化或代谢产物随时间的变化来研究生物体系的代谢途径的一种技术[6]。国内的代谢组学研究小组基本用metabonomics一词来表示“代谢组学”。严格地说,代谢组学所研究的对象应该包括生物系统中所有的代谢产物。但由于实际分析手段的局限性,只对各种代谢路径底物和产物的小分子物质(MW<1Kd)进行测定和分析。 (二)代谢组学优势特点 代谢组学作为系统生物学的一个重要组成部分,代谢组可以更好地反映体系表型生物机体是一个动态的、多因素综合调控的复杂体系,在从基因到性状的生物信息传递链中,机体需通过不断调节自身复杂的代谢网络来维持系统内部以及与外界环境的正常动态平衡[7]。

微生物学课程教学大纲

《微生物学》课程教学大纲 一、课程基本信息 1.课程代码:120102 2.课程名称:微生物学 3.学时/学分:51学时/3学分 4.开课系(部)、教研室:生命科学系、生物工程教研室 5.先修课程:普通生物学、生物化学 6.面向对象:生物工程专业 二、课程性质与目标 1.课程性质:微生物学是一门研究微生物的形态结构及其生命活动的科学。以微生物作为研究材料,往往会加速生物学基本问题研究的进展;微生物与人类健康息息相关,在工业、农业、生态环境保护等行业有着广阔的应用领域,构成了现代生物技术的基础;微生物还在基因工程、发酵工程、酶工程、细胞工程等工作中起着十分重要的作用。因而微生物学是生物工程专业一门必修的专业基础课程,直接关系到人才培养目标的实现。微生物学通常在基础生物学、生物化学等先行课程之后开设,为学生进一步学习细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学等课程奠定了基础。 2.课程目标:通过本课程的学习,要求掌握微生物的形态结构、营养代谢、生长繁殖、遗传变异、生态及免疫学的基础知识,了解微生物与人类生活的关系以及在生产实践中的应用。在教学中,还要培养学生严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力;并使学生了解该学科的发展前沿、热点和问题,为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。 三、教学基本内容及要求 第一章绪论(3课时) (一)教学的基本要求 通过本章的课堂教学,引导学生走进微生物世界,了解微生物是什么?做什么?以及它们与人类的特殊关系;了解微生物的发现与微生物学发展;明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位;展望未来,激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。

我国在微生物代谢领域的研究现状及展望

我国在微生物代谢领域的研究现状及展望 发表时间:2012-06-18T14:33:59.827Z 来源:《赤子》2012年第8期供稿作者:李夏 [导读] 微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程,包括有机物的降解和微生物的增殖。 李夏(四川化工职业技术学院,四川泸州 646005) 摘要:微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程,包括有机物的降解和微生物的增殖。在分解代谢中,有机物在微生物作用下,发生氧化、放热和酶降解过程,使结构复杂的大分子降解;合成代谢中,微生物利用营养物及分解代谢中释放的能量,发生还原吸热及酶的合成过程,使微生物生长增殖。文章主要介绍我国在微生物代谢领域的研究现状及对未来的展望,为我们呈现了一个广阔的微生物代谢世界。 关键词:微生物代谢;分解代谢;合成代谢;研究现 前言 微生物在生长过程中机体内的复杂代谢过程是互相协调和高度有序的,并对外界环境的改变能够迅速做出反应。其原则是经济合理地利用和合成所需要的各种物质和能量,使细胞处于平衡生长状态。在实际生产中,往往需要高浓度的积累某一种代谢产物,而这个浓度又常常超过细胞正常生长和代谢所需的范围。因此要达到超量积累这种产物,提高生产效率,必须打破微生物原有的代谢调控系统,在适当的条件下,让微生物建立新的代谢方式,高浓度的积累人们所期望的产物[1]。 1 我国微生物代谢的研究现状 1.1 利用微生物代谢生产酶 工业上,曾由植物、动物和微生物生产酶。微生物的酶可以用发酵技术大量生产,是其最大的优点。而且与植物或动物相比,改进微生物的生产能力也方便得多。微生物的酶主要应用于食品及其有关工业中。酶的生产是受到微生物本身严格控制。为改进酶的生产能力可以改变这些控制,如在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变和筛选技术,以消除反馈阻遏作用。 1.2 利用微生物代谢产生的代谢产物生产目的物 在微生物对数生长期中,所产生的产物,主要是供给细胞生长的物质,入氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。这些产物称为初级代谢产物。利用发酵生产的许多初级代谢产物,具有重大的经济意义,我国现已可以根据微生物代谢调控的理论,通过改变发酵工艺条件如pH、温度、通气量、培养基组成和微生物遗传特性等,达到改变菌体代谢平衡,过量生产所需要产物的目的。 1.3 利用微生物代谢理论发展产生了代谢工程 代谢工程是指利用基因工程技术,定向的对细胞代谢途径进行修饰、改造,以改变微生物的代谢特征,并于微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合,构建新的代谢途径,生产新的代谢产物的工程技术领域。 1.4 改变微生物代谢途径生产目的物 改变代谢途径是指改变分支代谢的流向,阻断其他代谢产物的合成,以达到提高目的产物的目的。改变代谢途径有各种方法,如加速限速反应,改变分支代谢途径流向、构建代谢旁路、改变能量代谢途径等不同方法[1]。 1.5 利用微生物代谢进行发酵 数千年来由于科学技术进步缓慢,各种微生物工业也未能充分发展。直到20世纪中期才建立了一系列新的微生物工业。近几年来,由于微生物代谢工程的应用,发酵工业开始进入新的发展时期。发酵产品增长快、质量明显提高,在国民经济中起重要作用。 1.6 微生物代谢在环境方面的应用 微生物降解是环境中去除污染物的主要途径。深人了解污染物在微生物内的代谢途径,将有助于人们优化生物降解的条件,从而实现快速的生物修复。这些代谢中间体大都通过萃取、分析方法进行逐个研究,并借助专家经验拟合出代谢途径,其动力学过程亦很少触及。代谢组学方法的采用有可能改变这一现状[2]。 1.7 利用微生物代谢进行赖氨酸的生产 在许多微生物中,可用天冬氨酸作原料,通过分支代谢途径合成出赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。赖氨酸在人类和动物营养上是一种十分重要的必须氨基酸,因此,在食品、医药和畜牧业上需求量很大。但在代谢过程中,一方面由于赖氨酸对天冬氨酸激酶有反馈抑制作用,另一方面,由于天冬氨酸除用于合成赖氨酸外,还要作为合成甲硫氨酸和苏氨酸的原料,因此,在正常细胞内,就难以累积较高浓度的赖氨酸。 为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株,工业上选育了谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。由于它不能合成高丝氨酸脱氢酶,故不能合成高丝氨酸,也不能产生苏氨酸和甲硫氨酸,在补给适量高丝氨酸的条件下,可在含较高糖浓度和铵盐的培养基上,产生大量的赖氨酸[3]。 1.8 微生物代谢与分子生物学方法的结合 随着遗传学、分子生物学等方法的不断发展,人们越来越多地将这些方法运用到微生物的研究工作中。一些野生菌的合成能力或分泌能力有限,目前可通过人工诱变或构建高效的基因工程菌株等方法对其进行改造以扩大应用范围此外,现在许多细菌合成拮抗物质的基因已被克隆测序,为使植物获得微生物所具有的特殊功能,一种可能的方法是通过基因工程将目的基因导入植物体内,使植物直接表达活性物质[4]。 2 展望 2.1 微生物代谢在医药行业的展望 微生物在代谢过程中可分泌蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等几十种胞外酶进入培养基,这些酶有的可以将药物成分分解转化,形成新的化合物,有的可水解植物细胞壁的纤维素、半纤维素、果胶质等,使细胞破裂,利于有效成分溶出。特别是采用一些酶作用于药用植物材料,使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解,使细胞破裂,细胞间隙增加,减小细胞壁、细胞间物质传递屏障、对有效成分从胞内向胞外扩散的阻力减少,可促进有效成分的吸收提高。 2.2 微生物代谢在生理生化、微生物遗传育种方面的展望 随着分子生物学理论与技术的飞速发展,尤其是基因组和后基因组时代的到来,传统上的生理学与遗传学的交叉融合越来越多,许多

瘤胃(内消化代谢过程)

饲料进入瘤胃后,在微生物作用下,发生一系列复杂的消化和代谢过程,产生挥发性脂肪酸(VFA),饲料的分解产物可用来合成微生物蛋白、糖原和纤维素等,供机体利用。(1)糖类的分解和利用:反刍动物饲料内的糖类物质均能被微生物发酵,其中可溶性糖类的发酵速度最快,淀粉次之,纤维素和半纤维素最慢。反刍动物饲料中的糖类物质主要是纤维素,其中40%—45%在瘤胃内被细菌和纤毛虫分解,其他糖类由不同细菌和纤毛虫发酵。发酵的终产物主要是挥发性脂肪酸(VFA)、CO2和甲烷(CH4)。VFA主要是乙酸、丙酸、丁酸,可以经动物瘤胃壁吸收进入血液,被机体利用,其中乙酸和丁酸是泌乳期反刍动物合成乳脂的主要原料。 瘤胃微生物在发酵糖类的同时,还能把分解产生的单糖和双糖转化成糖原,储存于细胞内。微生物随食糜进入皱胃和小肠后能被消化,糖原可被宿主吸收利用,是反刍动物机体葡萄糖的来源之一。 (2)蛋白质的分解和合成:反刍动物能利用饲料中的蛋白氮和非蛋白氮,合成微生物自身的蛋白质,供宿主利用。 饲料蛋白进入瘤胃后50%—70%被微生物的蛋白酶分解为多肽和蛋白酶。氨基酸经脱氨基酶的进一步分解,生成有机酸、氨和CO2。微生物也可以直接利用氨基酸和多肽合成蛋白质,储存于微生物内,所以瘤胃中游离氨基酸很少。 瘤胃内的微生物还能分解饲料中的非蛋白含氮化合物,如尿素、铵盐、酰胺等,产生氨和CO2。一部分氨作为氮源,可被微生物利用,用来合成菌体蛋白,储存在微生物体内;一部分可被瘤胃壁吸收进入血液,经门静脉运输到肝,经鸟氨酸循环生成尿素。一部分尿素分泌到唾液中,进入瘤胃后被细菌分泌的脲酶分解为CO2和氨。氨被瘤胃壁吸收后,可重新合成尿素,这一过程称尿素再循环。 糖类的分解产物和挥发性脂肪酸可为蛋白质的合成提供碳源,并可提供能量。因此饲料中必须有足够的糖类物质,如给骆驼投喂几乎不含蛋白质的饲料时,其代谢产生的尿素并没有从尿中排除,而是在瘤胃用于蛋白质的合成。微生物随食糜进入皱胃后,微生物蛋白可被宿主利用。 在畜牧生产过程中,常用尿素替代日粮中约30%的蛋白质,尿素在瘤胃内脲酶的作用下迅速分解,产生氨的速度为微生物利用速度的4倍。为了有效利用尿素,必须降低尿素在瘤胃的分解速度,这样不仅可提高尿素的利用率,而且可以避免氨中毒的发生。 (3)维生素的合成:瘤胃中的微生物能够合成B族维生素和维生素K。因此,成年反刍动物的饲料中即使缺少这类维生素,也不会发生上述维生素的缺乏症。如果饲料中缺乏钴,瘤胃的微生物就不能合成足够的维生素B12,也可能发生维生素B12的缺乏症。幼龄反刍动物因其瘤胃发育不完善,微生物区系尚未完全建立,有可能患维生素缺乏症。 (4)脂肪的分解与合成:瘤胃中的微生物能够水解饲料中的脂肪,生成甘油和脂肪酸,其中甘油发酵生成丙酸,少量被转化为琥珀酸和乳酸;不饱和脂肪酸在体内可转化为饱和脂肪酸。因此,反刍动物的体脂中饱和脂肪酸的含量比单胃动物高。 细菌能够合成少量奇数碳的脂肪酸、支链脂肪酸以及脂肪酸的各种反式异构体。饲料中脂肪水平能够影响脂肪酸的合成。瘤胃微生物内的脂肪酸主要以膜磷脂或游离脂肪酸的形式存在。 (5)气体的生成:瘤胃微生物发酵过程中。能产生大量气体。牛一昼夜可产生600-1300L 气体,主要是CO2和CH4,还有少量的N2、O2和H2S。气体的组成随饲料种类和饲喂时间不同而有较大差异。犊牛出生后的几个月,瘤胃中的气体以CH4为主,随着日粮中纤维素的含量增加。CO2的含量逐渐增加,6月龄达到成年牛的水平。正常情况下瘤胃中CO2含量比CH4多,但饥饿和气胀时,CH4的含量明显超过CO2。 CO2主要由糖发酵和氨基酸脱羧产生,小部分由唾液内的HCO3-转化产生。CH4是瘤胃内

《微生物学》课程教学大纲

《微生物学》课程教学大纲 课程名称:微生物学 课程类型: 必修课 总学时: 108 讲课学时: 54 实验学时:54 学分:3 适用对象: 生物工程专业 先修课程:普通生物学,生物化学 一、课程性质、目的和任务 微生物学是生命科学的一个重要分支,是生物工程专业的一个重要的学科基础必修课。通过本课程的学习,使学生掌握微生物学在生命科学领域发展中的作用;微生物的主要类群;微生物的生长规律及控制;病毒的结构、复制、防治;了解微生物学的研究方法和手段;培养学生“综合”生物学的科学思想,从而使学生能够运用“综合”思想解决生物学中的问题,为学生学习有关后续课程提供必要的理论基础。 二、教学基本要求 通过本课程的学习,要求学生系统掌握微生物学在生命科学领域发展中的作用;微生物的主要类群;微生物的生长规律及控制;了解微生物学的研究方法和手段。 三、教学内容及要求 (一)绪论 1.教学基本内容: (1)微生物与人类; (2)微生物的发现和微生物学的建立与发展; (3)微生物的类群及特点; (4)微生物学研究对象与任务; (5)本课程的目的、要求及范围。 2.要求:通过教学,引导学生走进微生物世界,了解微生物的概念和作用以及它们与人类的特殊关系;明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位;展望未来,激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。 (二)微生物细胞的结构和功能——原核微生物 1.教学基本内容: (1)细菌的形态、结构和繁殖,细菌的群体形态; (2)放线菌的形态、结构和繁殖,放线菌的群体形态; (3)蓝细菌的形态、结构和繁殖;(3~5部分用图表形式概要描述)

(4)支原体、立克次氏体和衣原体的形态、结构、功能和繁殖; (5)古生菌的概念、细胞形态和细胞结构。 2.要求:掌握细菌、放线菌的个体形态、细胞结构、化学组成、群体形态特征、繁殖方式。了解蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体及古生菌的基本结构特点和生活特性。 (三)微生物细胞的结构和功能——真核微生物 1.教学基本内容: (1)真核微生物的概述; (2)酵母菌的形态、结构和繁殖,酵母菌的群体形态; (3)霉菌的形态、结构和繁殖方式,重点以青霉和曲霉为主,霉菌的群体形态; 2.要求:掌握酵母菌、霉菌的个体形态、结构、群体形态特征、繁殖方式。 (四)病毒 1.教学基本内容: (1)病毒的定义和特点; (2)病毒的形态、种类、结构和化学组成与功能;(重点) (3)病毒的复制和感染;(重点) (4)病毒与宿主的相互作用;(重点与难点) (5)亚病毒因子; (6)病毒与实践:危害人类健康的病毒。 2.要求:了解病毒类群的划分,掌握病毒的形态、结构、化学组成,重点掌握病毒的复制及病毒与宿主的相互作用。 (五)微生物的营养 1.教学基本内容: (1)微生物细胞的化学组成和营养物质及其生理功能; (2)微生物的营养类型(光能营养型微生物和化能营养型微生物); (3)微生物吸收营养的方式(单纯扩散、促进扩散、主动运送和膜泡运输); (4)选用和设计培养基的原则和方法、培养基的类型及应用。(重点与难点) 2.要求:掌握微生物所需营养素、微生物营养类型、吸收营养的方式,学会培养微生物的各类型的培养基配制原则及其应用。 (六)微生物的代谢 1.教学基本内容: (1)微生物产能代谢 异养微生物的生物氧化,自养微生物的生物氧化,光能营养微生物的能量转换过程,能量转换方式(2)微生物特有的耗能代谢——二氧化碳的固定,固氮作用,肽聚糖的合成及其它

微生物学基础知识资料

第一模块微生物学基础知识 第一章微生物概述 一. 什么是微生物 微生物是一类肉眼不能直接看见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍甚至几万倍才能观察到的微小生物的总称。 微生物具有形体微小、结构简单;繁殖迅速、容易变异;种类繁多、分布广泛等特点。 二. 微生物的分类: 根据微生物有无细胞基本结构、分化程度、化学组成等特点,可分为三大类。1. 非细胞型微生物无细胞结构,无产生能量的酶系统,由单一核酸(DNA/RNA)和蛋白质衣壳组成,必须在活细胞内增殖。病毒属于此类微生物。 2. 原核细胞型微生物细胞核分化程度低,只有DNA盘绕而成的拟核,无核仁和核膜。这类微生物包括细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌。 3. 真核细胞型微生物细胞核的分化程度高,有核膜、核仁和染色体,能进行有丝分裂。如真菌、藻类等。 三. 微生物的作用及危害 1. 微生物的作用 绝大多数微生物对人和动物是有益的,已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业,发挥了越来越重要的作用。例如与我们日常生活密切相关的如酸奶、酒类、抗生素、疫苗等。 2. 微生物的危害 微生物中也有一部分能引起人及动、植物发生病害,这些具有致病性的微生物,称为病原微生物。如人类的许多传染病(感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等),均是由病原微生物引起的。 从药品生产的卫生学而言,微生物对药品的原料、生产环境和成品的污染是造成生产失败、成品不合格的重要因素。

第二章微生物的类群和形态结构 一. 细菌 细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧,以二分裂方式无性繁殖的原核微生物,分布广泛。 1. 细菌的形态与结构 观察细菌最常用的仪器是光学显微镜,其大小可以用测微尺在显微镜下测量,一般以微米为单位。细菌按其形态不同,主要分为球菌、杆菌和螺形菌三类。 (1)球菌多数球菌直径在1微米左右,外观呈球形或近似球形。由于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式,分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。 (2)杆菌形态多数呈直杆状,也有的菌体稍弯,多数呈分散存在,也有的呈链状排列,分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。 (3)螺形菌菌体弯曲,呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。 细菌虽小,仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有,是细菌的基本结构。 2. 细菌的繁殖 二分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延长菌体,染色体复制为二,然后垂直于长轴分裂,细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长,直至形成横隔膜,同时形成横隔壁,这样便产生两个子细胞。 细菌生长速度很快,一般约20min分裂一次。若按此速度计算,细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌繁殖中营养物质的逐渐消耗,有害代谢产物的逐渐积累,细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后,细菌繁殖速度逐渐减慢,死亡菌数增多,活菌增长率随之下降并趋于停滞。 3. 细菌的菌落 单个或少数细菌细胞生长繁殖后,会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团,这就是菌落。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。 二. 真菌

微生物学教学大纲

微生物学教学大纲 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

微生物学课程教学大纲 课程中文名称:微生物学课程英文名称:Microbiology 课程类别:专业基础课课程编号: 09003011 课程归属单位:生命科学学院 制定时间:2007年7月20日 一、课程的性质、任务 微生物是生命科学的主要研究对象,学生应从宏观到微观的各个层次上系统地了解微生物。通过本课程的学习,应对微生物学有一个全面的了解,系统地掌握微生物学的基础理论、基本知识和基本操作技能,掌握微生物学的基本研究方法和手段,为进一步深入学习生物技术专业课打下良好的基础。 1、教学的基本要求 (一)基础理论和基本知识要求 (1)系统地掌握各类微生物的形态、结构和功能,掌握其营养、代谢、生长以及遗传变异、基因重组和生态分布等方面的微生物学基础理论。 (2)较全面的了解微生物对于人类日常生活的影响,以及微生物在工业、农业、医药卫生、食品加工和环境保护等方面的应用。 (3)掌握研究微生物的基本方法和基本操作技能的理论基础。 (二)基本技能要求 (1)掌握微生物学的制片、染色和观察技术。 (2)掌握微生物细胞大小和数量的测定方法。 (3)掌握微生物的分离、培养技术。 (4)了解环境条件对微生物生长的影响。 2、适用专业和学时数 本大纲适用于生物技术和生物科学专业本科生。总学时数81,其中理论学时数为54,实验学时数为27。 3、本课程与其他课程的联系 微生物学是生物技术和生物科学专业的一门重要专业基础课程。学习该课程必须具备普通生物学、生物化学、细胞生物学等方面的知识。 4、推荐教材和参考书 (一)教材 (1)周德庆编著《微生物学教程》,高等教育出版社,2002.5。 (2)沈萍等编著《微生物学实验》,第三版,高等教育出版社,1999.6。(二)参考书 (1)沈萍著《普通微生物学》,高等教育出版社,2000。 (2)J. Nicklin etc《Microbiology》,科学出版社,1999。 5、教学方法与媒体要求 本课程的理论课要求采用计算机多媒体教学手段辅助教学。 二、教学内容及安排 理论教学部分54学时。 第一章绪论(2学时)

(整理)微生物学基础

一.名称解释 1. L型细菌 2. 毒血症 3. 侵袭力 4. LD50 5. 补体 6. 单克隆抗体 7. 化能异养菌 8. 发酵 9. 互生10. 佐剂11. SPF动物12. 菌血症13. 内毒素14. CPE 15. 灭菌16. 体液免疫17. 荚膜18. 病毒包涵体19. 干扰素20. 类毒素21. 细菌22. 消毒23. 抗原24. 病原微生物25. 凝集反应26. 鞭毛27. 滤过除菌28. 外毒素29. 抗体30. 沉淀反应31.病毒32.无菌法33.毒素34.半数致死量35.单克隆抗体36. 芽胞 四.填空 1. 细菌的一般形态主要有三种,即、和。 2. 外毒素、类毒素、内毒素的化学成分分别是、、。 3. 病毒的复制过程包括、、 和。 4. 请简述病毒体外培养的主要方法有三种,即、和。 5. 血清里含量最多的抗体种类是;抗原免疫后机体产生最早的抗体种类是。 6. 大肠杆菌、嗜血杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌、链球菌、结核杆菌在革兰氏染色反应中分别呈性、性性、性和性。 7. 细菌的一般形态主要有三种,即、和。 8. 外毒素、类毒素、内毒素的化学成分分别是、、。 9. 细菌吸收营养物质的方式主要有四种,即、、 和。 10. 请简述病毒体外培养的主要方法有三种,即、和。 11. 机体免疫应答分为三个阶段,即、和。 12. 鸡新城疫病毒、禽流感病毒、口蹄疫病毒、狂犬病病毒、伪狂犬病病毒所属病毒科名分别 是、、 和。 13. 细菌的特殊结构主要有、、和纤毛。 14. 内毒素的化学成分是。 15. 病原微生物引起传染的必要条件是、、 和。 16. 抗体种类有五类,分别、、、和。 17. 中枢免疫器官包括、和;外周免疫器官包 括、和。 18. 致仔猪水肿的大肠杆菌、嗜血杆菌在革兰氏染色反应中分别呈性、性。 19. 病原微生物的毒力包括二个方面的组成,即和。 20. 病原微生物引起传染的必要条件是、、 和。 21. 完整的抗原应具有二种性能,即抗原的和。 22. 能感染细菌的病毒称为。 23. 免疫的生理作用包括、和。 24. 致羊流产的羊布氏杆菌、牛乳房炎链球菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌在革兰氏染色反应中分别呈 性、性、性、性。 25. 口蹄疫病毒、禽流感病毒、鸡新城疫病毒和猪瘟病毒所属的病毒科名分 别、、 和。 26. 青贮饲料中最主要的有益微生物种类是。 27. 正常哺乳动物血清中含量最丰富的抗体种类是;机体受到外来抗原免疫后最早诱导 产生的抗体种类是。 28. 在青贮饲料中起作用的最主要的有益微生物种类是。 29. 小鹅瘟病毒、猪瘟病毒、禽流感病毒、口蹄疫病毒、鸡马立克氏病病毒所属的病毒科分别 为、、、 和。 30. 只对病原微生物有抑制或杀灭作用,而对机体无影响的药物被称为药。 31. 中等大小细菌在光学显微镜下一般至少放大约倍时肉眼才可见。 32. 既是细菌的运动器官,又是细菌的特殊构造的是。 33. 能感染细菌的病毒称为。 34. 病毒的成分来自于宿主细胞膜。 35. 75%酒精消毒的机理是。

(完整版)医学微生物学教学大纲

复旦大学课程教学大纲

教学内容及要求: 绪论 教学内容 1. 微生物的定义和分类 2. 原核细胞型、真核细胞型和非细胞型微生物的种类及区别 3. 微生物的发展史 4. 医学微生物学概况 教学要求 1. 熟悉微生物的主要特性,原核细胞型和真核细胞型微生物的区别 2. 了解微生物的发展史及医学微生物的概况 第一篇细菌学 第 1 章细菌的形态与结构

教学内容 6. 细菌合成代谢和分解代谢产物及其意义

3. 熟悉紫外线和滤过除菌法的原理及应用 4. 了解化学消毒剂的杀菌原理及其种类、

第 4 章噬菌体 教学内容 1. 噬菌体的生物学性状 2. 毒性噬菌体和温和噬菌体教学要求 1. 掌握毒性噬菌体、温和噬菌体、溶原性转换的概念 2. 熟悉噬菌体的形态与基本结构及复制过程第 5 章细菌的遗传与变异教学内容1.细菌遗传变异的概念 2.遗传变异的物质基础,包括细菌染色体、质粒和转位因子、整合子及噬菌体基因组等3.自发突变和诱发突变、点突变和染色体畸变、突变的后果及实际意义 4.细菌转化、转导、接合、溶原性转换所致的基因转移与重组 5.细菌遗传变异在诊断、预防、治疗等方面的应用,Ames 试验、遗传工程等教学要求 1.掌握基因转移与重组,包括转化、转导及溶原性转换的概念、转移方式及后果;掌握 F 质粒、Hfr 、R 质粒的特性、转移方式及后果 2.熟悉质粒、转位因子等遗传物质的特性及功能 3.熟悉Ames 试验的原理、方法及意义 4.了解突变的类型、突变鉴定的经典实验及突变的实际意义 5.了解细菌遗传变异的实际应用 第 6 章细菌的耐药性 1. 抗菌药物的概念及种类 2. 抗菌药物的抗菌机制 3. 细菌耐药的遗传、生化机制及预防耐药的方法

瘤胃微生物的活动和功能

瘤胃微生物的活动和功能 日期:2003-08-19 00:00编辑:来源:现代乳牛学查看:9次 瘤胃微生物区系可分为细菌和纤毛原虫两大类。下面分别加以阐述: (一)细菌的种类及作用据研究证明:瘤胃内的细菌有60余种,绝大部分属厌氧菌。这些细菌,大多数能发酵饲料的一种或多种糖,为其生长提供能量来源。而有些细菌则不能发酵糖类,但它能利用糖类水解后的简单产物或糖类代谢的主要终产物,如乳酸、甲酸或氢等获取能量。瘤胃细菌的主要功能是分解纤维素、果胶等,产生甲酸、乙酸等,其次它还分解淀粉和糖类。瘤胃饲料中的糖类,在多种细菌的协同或持续作用下,将其分解成挥发性脂肪酸(VFA)、二氧化碳(CO2)及甲烷(CH4)等,气体通过嗳气及呼吸作用而排出体外,挥发性脂肪酸经胃壁吸收参与机体代谢。 瘤胃微生物细菌种类中,存在有分解蛋白质和氨基酸的菌群。有些菌群,既能分解纤维素又能利用尿素。实践证明,在粗饲料中添加尿素,可提高其消化率。添加尿素的作用是为细菌合成菌体蛋白提供了充足的氮源而并非增加了粗蛋白。但应注意,添加尿素时不能将尿素溶于水让乳牛饮用,而应以固体的形式适量添加。 (二)纤毛原虫的种类及作用瘤胃中的纤毛原虫有40余种之多,属厌氧。纤毛原虫体内有许多酸类,故可分解糖类,产生乙酸、丁酸、乳酸以及丙酸、二氧化碳和氢。大多数纤毛原虫都作用于淀粉和植物中的果胶、半纤维素等糖类。另外,纤毛虫具有水解脂类不饱和脂肪酸、降解蛋白质等能力,纤毛虫能显著提高饲料的消化率与利用率,并能促使挥发性脂肪酸(VFA)的产生。纤毛虫体蛋白质的生理价值与菌体蛋白相同,但消化率比菌体蛋白高。纤毛虫体蛋白质还含有相当丰富的氨基酸。当这些细菌、纤毛虫等下行到皱胃、小肠时,由于生态环境的变化,大部分微生物死亡后被机体吸收利用。 瘤胃微生物区系一细菌和纤毛原虫对营养物质的分解及合成作用称作瘤胃发酵。瘤胃微生物依靠瘤胃内饲料的营养物质生存和繁殖,而反刍家畜又以依靠瘤胃的代谢产物及瘤胃增殖的微生物在皱胃、小肠分解后所形成的菌体蛋白来获得正常的营养。由此可见,反刍家畜与瘤胃微生物之间存在着极为密切的共生关系。而细菌与纤毛原虫相互制约,维持着微生物区系生态系统的协调。另外,瘤胃内的微生物还能合成B族维生素,所以,反刍家畜一般不会出现B族维生素缺乏。

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