交大微生物筆記沈平版

1、微生物學筆記(大學-版)微生物學重點知識點SJTU(e to sjtu)第一章1.的工作(1)(3)2.(1)a） c）發(fā)現(xiàn)并證實發(fā)酵是由微生物引起的(2) 徹底否定了“自然發(fā)生”學說免疫學預防接種的工作(4) 其他貢獻：法等微生物學基本操作技術方面的貢獻細菌純培養(yǎng)方法的建立蒸汽滅菌b） 配制培養(yǎng)基d） 染色觀察和顯微攝影（2） 對病原細菌的研究作出了突出的貢獻：a） 具體證實了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。b） 發(fā)現(xiàn)了肺結核病的病原菌c） 證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則原則1 在每一病例中都出現(xiàn)這種微生物； 2 要從寄主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來；用這種微生物的純培養(yǎng)接

2、種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會重復發(fā)生；從試驗發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來。微生物的類群及特點：小、結構簡、胃口大、食譜廣、繁殖快、易培養(yǎng)、數(shù)量大、分布廣、種類多、級界寬、變異易、抗性強、休眠長、第三章早、發(fā)現(xiàn)晚、。特殊細胞壁的細菌：某些分枝桿菌和諾卡氏菌的細胞壁主要由一類被稱為霉菌酸（Mycolic acid）的枝鏈羥基脂質組成，后者被認為與這些細菌由磷脂分子形成的雙分子膜中加入甾醇類物質可以提高膜的穩(wěn)定性：真核生物細胞膜中一般含有膽固醇等甾醇，含量為 5%-25%。能力有關。原核生物與真核生物的最大區(qū)別就是其細胞膜中一般不含膽固醇，而是含有 hopanoid（藿烷類化合物 ）

3、。硫粒：很多化能自養(yǎng)菌在進行產(chǎn)能代謝或生物時，常涉及對還原性的硫化物如 H2S，硫代硫酸鹽等的氧化。在環(huán)境中還原性硫素豐富時，常在細胞內以折光性很強的硫粒的形式積累硫元素。當環(huán)境可被細菌重新利用。微生物儲藏物的特點及生理功能：境中還原性硫缺乏時，1） 不同微生物其儲藏性內含物不同。例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含二者兼有。B，大腸桿菌只儲藏糖原，但有些光合細菌2） 微生物合理利用營養(yǎng)物質的一種調節(jié)方式。當環(huán)境中缺乏能源而碳源豐富時，細胞內就儲藏較多的碳源類內含物，甚至達到細胞干重的 50%，如果把這樣的細胞移入有氮的培養(yǎng)基時，這些儲藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應。3） 儲藏物以多聚體的形式存在

4、，有利于維持細胞內環(huán)境的平衡，避免不適合的，滲透壓等的危害。例如羥基丁酸分子呈酸性，而當其聚菌體內酸性增高。聚-羥丁酸（B）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細胞內中性環(huán)境，避免4） 儲藏物在細菌細胞中大量積累，是重要的自然資源。氣泡的膜只含蛋白質而無磷脂。二種蛋白質相互交連，形成一個堅硬的結構，可耐受一定的壓力。膜的外表面親水，而內側絕對疏水，故氣泡只能透氣而不能透過水和溶質。細菌芽孢的特點：整個生物界中抗逆性最強的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種滅菌的最重要的指標。芽孢是細菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉變成為營養(yǎng)態(tài)細胞；產(chǎn)芽孢細菌的保藏多用其芽孢。芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細菌

5、分類和鑒定中的重要指標。芽孢與營養(yǎng)細胞相比化學組成存在較大差異，容易在光學顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色）細菌糖被的特點（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白質，尤以多糖居多。經(jīng)特殊的莢膜染色，特別是負染色（又稱背景染色）后可在光學顯微鏡清楚地觀察到它的存在。（2）產(chǎn)生糖被是微生物的一種遺傳特性，其菌落特征及學反應是是細菌分類鑒定的指標之一。（3）莢膜等并非細胞生活的必，但它對細菌在環(huán)境中的生存有利。（詳見 P 57-58）（4）細菌糖被與人類的科學研究和生產(chǎn)實踐有密切的關系。（詳見 P58）細菌的趨避運動：鞭毛的功能是運動，這是原核生物實現(xiàn)其趨性（taxis）即趨向性的最有效方式。（

6、參見 P60）化學趨避運動或趨化作用（chemotaxis）：細菌對某化學物質敏感，通過運動區(qū)域。于該物質的高濃度區(qū)域或低濃度光趨避運動或趨光性（ ototaxis）：有的細菌能區(qū)別不同波長的光而集中在一定波長光區(qū)內。趨磁運動或趨磁性（magnetotaxis），趨磁細菌根據(jù)磁場方向進行分布。放線菌的形態(tài)與結構t 單細胞，大多由分枝發(fā)達的菌絲組成；t 菌絲直徑與桿菌類似，約 1mm；t 細胞壁組成與細菌類似，革蘭氏染色陽性（少數(shù)t 細胞的結構與細菌基本相同，按形態(tài)和功能可分為營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。）；1、養(yǎng)菌絲：匍匐生長于培養(yǎng)，吸收營養(yǎng)，也稱菌絲。2、氣生菌絲：營養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段

7、，伸向空間形成氣生菌絲，3、孢子絲：氣生菌絲發(fā)育到一定階段，其上可分化出形成孢子的菌絲，即孢子絲，又稱產(chǎn)孢絲或繁殖菌絲。其形狀和排列方式因種而異，常被作為對放線菌進行分類的依據(jù)。次氏體：1）某些性質與相近a 、專性活細胞寄生物，除五日熱（戰(zhàn)壕熱）次氏體（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培養(yǎng)基上生長繁殖。這是因為它們體內酶系不完全，一些必需的養(yǎng)料需從宿主細胞獲得；細胞膜比一般細菌的膜疏松，營養(yǎng)物質較易通過，細胞內物質也容易漏出。這種可透性膜，一方面使它們有可能容易從宿主細胞獲得大分子物質，另一方面也決定了它們一旦離開宿主細胞則易 ）b、大小介于 與一般細菌之間，除伯氏 次

8、氏體（Rickettsia burneti）外，均不能通過細菌過濾器（球狀體：0.2-0.5 mm；桿狀體：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；）2）由于長期適應的結果，次氏體形成了一種必須從一種宿主傳至另一宿主的特殊生活方式，它們幾乎都有自己的天然動物宿主，主要以節(jié)肢動物（虱、蜱、螨等）為媒介，寄生在它們的消化道表皮細胞中，然后通過節(jié)肢動物叮咬和排泄物給人和其他動物。有的次氏體能引起人類的流行性斑疹傷寒、恙蟲熱、Q 熱等嚴重疾病，而且次氏體大多是共患病原體。對熱、干燥、光照、脫水及普通化學試劑的抗性均差，離開宿主僅能存活數(shù)小時至數(shù)日，但如隨節(jié)肢動物糞便排出，在空氣中自然干燥后，其抗性變得相

9、當強。有的可在室溫下保持毒力二年左右。支原體：1）無細胞壁，只有細胞膜，細胞形態(tài)多變；2）很小，能通過細菌過濾器，曾被認為是最小的可獨立生活的細胞型生物。3）可進行人工培養(yǎng)，但營養(yǎng)要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”；4）一些支原體能引起人類、牲畜、家禽和作物的病害疾病，如支原體；5） 應用活組織細胞培養(yǎng)衣原體：或體外組織細胞培養(yǎng)時，常被支原體污染。細胞結構與細菌類似；具有類似的細胞壁，細胞壁內也含有胞壁酸、二氨基庚二酸等。核糖體也是由 30S 和 50S二個亞基組成。細胞呈球形或橢圓形，直徑為 0.2-0.3 mm，能通過細菌濾器；3）專性活細胞內寄生；衣原體有一定的代謝活性，能進行有

10、限的大分子宿主獲得 ATP，因此又被稱為“能量寄生型生物”，但缺乏產(chǎn)生能量的系統(tǒng)，必須依賴4）在宿主細胞內生長繁殖具有獨特的生活周期，即存在原體和始體兩種形態(tài)。具有性的原體通過胞飲作用進入宿主細胞，被宿主細胞膜包圍形成空泡，原體逐漸增大成為始體。始體無復繁殖，形成大量新的原體，積聚于細胞質內成為各種形狀的包涵體（inclu性，但能在空泡中以二方式反body），宿主細胞破裂，出的原體則新的細胞。5）衣原體廣泛寄生于人類、哺乳動物及鳥類，少數(shù)致病，如沙眼衣原體是人類砂眼的病原體，甚至引起結膜炎、角膜炎、角膜翳等臨床癥狀，成為致盲的重要原因。1956 年，我國微生物學家等應用雞胚卵黃囊接種法，在國際

11、上首先成功地分離培養(yǎng)出沙眼衣原體?，F(xiàn)衣原體可用多種細胞培養(yǎng)。6） 衣原體不耐熱，60 度 10 分鐘即被滅活，但它不怕低溫，冷凍干燥可保藏多年。對紅霉素、氯霉素、四環(huán)素敏感。粘細菌生活史：1、營養(yǎng)細胞：桿狀、柔軟、缺乏堅硬的細胞壁，無鞭毛，產(chǎn)生粘液，可在固體表面作“滑行”運動，以分類方式進行繁殖。2、子實體：營養(yǎng)細胞發(fā)育到一定階段，在適宜的條件下彼此方移動，在一定位置成團，形成形態(tài)各異，肉眼可見的子實體。單個子實體中可能含有 109 個或由某些營養(yǎng)細胞轉變而成的休眠結構，稱為拈孢子（mycospore）。能形成子實體是粘細菌區(qū)別于其它原核微生物的最主要標志。而在營養(yǎng)生長階段如果有足夠的養(yǎng)料就不

12、形成子實體，當營養(yǎng)耗盡時，營養(yǎng)細胞群就開始形成子實體。子實體干燥后，可借助風力、水力等到處遇到適宜的環(huán)境又萌發(fā)成為營養(yǎng)細胞。蛭弧菌特性：1、鞭毛多為偏端單生；2、生活方式多樣：寄生、兼性寄生，極少數(shù)腐生。一般認為后者為突變株；，3、可能成為防治有害細菌的一種有力藍細菌特性：1）分布極廣；。2）形態(tài)差異極大；有球狀、桿狀和絲狀體，直徑一般為 3-10 mm，有的可達 60 mm。當許多在一起，可形成肉眼可見的、很大的群體。若繁茂生長，可使水的顏色隨菌體顏色而變化。3）細胞中含有a，進行產(chǎn)氧型光合作用。它被認為是地球上生命進化過第一個產(chǎn)氧的光合生物，對地球上從無氧到有氧的轉變、真核生物的進化起著里

13、程碑式的作用。4）具有原核生物的典型細胞結構：細胞核無核膜，也不進行有絲，細胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革蘭氏染色。5）營養(yǎng)極為簡單，不需要維生素，以硝酸鹽或氨作為氮源，多數(shù)能固氮，其異形細胞（heterocyst）是進行固氮的場所。6）粘液層、莢膜或形成鞘衣，因此具有強的抗干旱能力。無鞭毛，但能在固體表面滑行，進行光趨避運動。許多種類細胞質中有氣泡，使菌體漂浮，保持在光線最充足的地方，以利光合作用。古生菌：1977 年，Carl Woese 以 16S rRNA 序列比較為依據(jù)，分類地位上與真細菌和真核生物并列為三域（菌較為接近，同屬原核生物。獨立于真細菌和真核生物之外的生命的第三種形式。在

14、），并且在進化譜系上更接近真核生物。在細胞構造上與真細多一些生存條件十分惡劣的環(huán)境中，例如高溫、高鹽、高酸等。真菌：一類真核生物1、具有細胞核，進行有絲； 2、細胞質中含有線粒體但沒有葉綠體，不進行光合作用，無根、莖、葉的分化；3、以產(chǎn)生有性孢子和無性孢子二種形式進行繁殖； 4、營養(yǎng)方式為化能有機營養(yǎng)（異養(yǎng)）、好氧；5、不運動（僅少數(shù)種類的游動孢子有 1-2 根鞭毛）； 6、種類繁多，形態(tài)各異、大小懸殊，細胞結構多樣；霉菌：“絲狀真菌”的統(tǒng)稱，不是分類學上的名詞。霉菌菌體均由分枝或不分枝的菌絲（hy a）一起，稱為菌絲體（mycelium）。許多菌絲交織在霉菌在自然界分布極廣，土壤、水域、空氣

15、、動植物體內外均有它們的蹤跡。常在潮濕的氣候下大量生長繁殖，長出肉眼可見的絲狀、絨狀或蛛網(wǎng)狀的菌絲體，有較強的（可能因為好氧，在液體中生活不好）。它們同人類的生產(chǎn)、生活關系密切，是人類實踐活動中最早認識和利用的一類微生物。食物、工農(nóng)業(yè)制品的霉變（據(jù)統(tǒng)計全世界平均每年由于霉變而不能食（飼）用的谷物約占 2%，這是一筆相當驚人的經(jīng)濟損失。有用物品的生產(chǎn)（如風味食品、抗生素（青霉素、灰黃霉素）、有機酸（檸檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等）、酶制劑（淀粉酶、果膠酶、素酶等）、維生素、甾體激素等。在農(nóng)業(yè)上用于飼料發(fā)酵、植物生長刺激素（赤霉素）、殺蟲（白僵菌劑）等）引起動植物疾病，可引起約 3 萬種植物病害，是

16、植物傳染害的主要病原微生物，例如，我國在 1950 年發(fā)生的麥銹病和 1974 年發(fā)生的稻瘟病，使小麥和水稻分別減產(chǎn)了 60 億公斤；霉菌可引起多種人及動物的皮膚疾病及其他一些病變，如既可皮膚、粘膜，又可肌肉、骨骼、內臟，如可引起），此外，一些被霉菌的食品也可使人得病，如大米、花生中黃曲霉素、黃米毒素等均可引起動物腐生型霉菌在自然界物質轉化中也有十分重要的作用；菌絲的特化：1） 菌環(huán)：菌絲交織成套狀 2） 菌網(wǎng)：菌絲交織成網(wǎng)狀捕蟲菌目（Zoopagales）這是在長期的自然進化中形成的特化結構，主要功能是用于吸收營養(yǎng)物質。這些生長在土壤中真菌是捕食者，形成的特異菌絲體內吸收營養(yǎng)。巧妙的網(wǎng)，可以

17、捕捉小型原生動物或無脊椎動物，捕獲物死后，菌絲附枝：匍匐菌絲、假根（類似樹根，吸收營養(yǎng)），功能是固著和吸收營養(yǎng)，例如根霉（Rhizopus）匍匐枝和基質接觸處分化出來的根狀結構。附著枝：若干寄生真菌由菌絲細胞生出 1-2 個細胞的短枝，以將菌絲附著于宿主上，這種特殊的結構即附著枝。吸器：一些專性寄生真菌從菌絲上分化出來的旁枝，侵入細胞內分化成指狀、球狀或絲狀，用以吸收細胞內的營養(yǎng)。為吸收菌絲，進入藻類或植物細胞，二者共生。6）附著胞，許多植物寄生真菌在其芽管或老菌絲頂端發(fā)生膨大，并粘性物，借以牢固地粘附在宿主的表面，這一結構就是附著胞，附著胞上再形成纖細的針狀菌絲，以侵入宿主的角質層而吸取營養(yǎng)

18、。7）菌核：是一種休眠的菌絲組織。由菌絲密集地交織在一起，其外層教堅硬、色深，內層疏松，大多呈白色。有些寄生性真菌與宿主共同形成假菌核。例如冬蟲夏草：8）子座：菌絲交織成墊狀、殼狀等，在子座外或內可形成繁殖霉菌菌落的特點：。由粗而長的分枝狀菌絲組成，菌落疏松，呈絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，比細菌菌落大幾倍到幾十倍，有的沒有固定大小。各種霉菌，在一定培養(yǎng)基上形成的菌落大小、形狀、顏色等相對穩(wěn)定，所以菌落特征也為分類依據(jù)之一。霉菌的繁殖方式：1）無性孢子繁殖不經(jīng)兩性細胞配合，只是營養(yǎng)細胞的或營養(yǎng)菌絲的分化（切割）而形成新的過程。無性孢子有：厚垣孢子、節(jié)孢子、分生孢子、孢囊孢子等。2）有性孢子繁殖兩個性

19、細胞結合產(chǎn)生新的過程：a）質配：兩個性細胞結合，細胞質融為雙核細胞，每個核均含單倍（n+n）。b）核配：兩個核融為二倍體接合子核，此時核的數(shù)是二倍（2n）。數(shù)目又恢復到單倍體狀態(tài)。c）減數(shù)：具有雙倍體的細胞核經(jīng)過減數(shù)，核中的霉菌有性孢子繁殖的特點：a）不如無性繁殖那么經(jīng)常與普遍，在自然條件下較多，在一般培養(yǎng)基上不常見。b）方式因菌種不同而異，有的兩條營養(yǎng)菌絲就可以直接結合，有的則由特殊的性細胞（c）核配后一般立即進行減數(shù)雙倍體只限于接合子。）相互交配，形成有性孢子。，因此菌體數(shù)目為單倍，d）霉菌的有性繁殖存在同宗配合和異宗配合兩種情況。 e）霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。霉菌

20、的生活史：無性繁殖階段；菌絲體（營養(yǎng)體）在適宜的條件下產(chǎn)生無性孢子，無性孢子萌發(fā)形成新的菌絲體，多次重復。有性繁殖階段；在發(fā)育后期，在一定條件下，在菌絲體上分化出特殊成單倍體孢子，再萌發(fā)形成新的菌絲體。（細胞），質配、核配、減數(shù)后形有一些霉菌，至盡尚未發(fā)現(xiàn)其生活史中有有性繁殖階段，這類真菌稱為半知菌。霉菌孢子的特點：霉菌具有極強的繁殖能力，可以通過無性繁殖或有性繁殖方式產(chǎn)生大量新。雖然其菌絲體上任一部分的菌絲碎片都能進行繁殖，但在正常自然條件下，它們還主要靠形形的無性或有性孢子進行繁殖。霉菌的孢子具有小、輕、干、多以及形態(tài)色澤各異、休眠期長和抗逆性強等特點。但與細菌的芽孢卻有很大的差別。霉菌孢

21、子形態(tài)常有球形、卵形、橢圓形、禮帽形、土星型、腎形、線形、鐮刀形等。每個所產(chǎn)生的孢子數(shù)量，經(jīng)常是成千上萬的，有時竟然達到幾百億、幾千億，甚至播和繁殖。孢子的這些特點，都有助于真菌在自然界中隨機散對人類的實踐來說，孢子的這些特點有利于接種、擴大培養(yǎng)、菌種選育、保藏和鑒定等工作。對人類不利之處則是易于造成污染、霉變和易于真菌孢子與細菌芽孢的比較動植物的真菌疾病。項目大小數(shù)目形態(tài)霉菌孢子 細菌芽孢大 小一條菌絲或一個細胞產(chǎn)多個 1 個細胞只產(chǎn) 1 個形態(tài)、色澤多樣 形態(tài)簡單形成部位 可在細胞內或細胞外形成 只在細胞內形成細胞核 真核 原核功能 最重要的繁殖方式 不是繁殖方式，是抗性構造（休眠方式）抗

22、熱性 不強，在 60-70下易殺死 極強，一般 100數(shù)十分鐘才能殺死產(chǎn)生菌 絕大多數(shù)種類可以產(chǎn)生 少數(shù)細菌可產(chǎn)生酵母菌的菌落：與細菌菌落類似，但一般較細菌菌落大且厚，表面濕潤，粘稠，易被挑起，多為乳白色，少數(shù)呈紅色。酵母菌的分布及與人類的關系：1、多分布在含糖的偏酸性環(huán)境，也稱為“糖菌”。 2、重要的微生物資源；3、重要的科研模式微生物； 4、有些酵母菌具有危害性；酵母菌的繁殖及生活史：1、無性繁殖芽殖：主要的無性繁殖方式，成熟細胞長出一個小芽，到一定程度后脫離繼續(xù)長成新裂殖：少數(shù)酵母菌可以象細菌一樣借細胞橫割而繁殖，例如裂殖酵母。2、有性繁殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式進行有性繁殖：。

23、1）兩個不同的單倍體細胞靠近，相互接觸；2）接觸處細胞壁，質配；3）核配，形成二倍體核的接合子：A、以二倍體方式進行營養(yǎng)細胞生長繁殖，獨立生活；下次有性繁殖前進行減數(shù)。B、進行減數(shù)，形成 4 個或 8 個子囊孢子，而原有的營養(yǎng)細胞就成為子囊。子囊孢子萌發(fā)形成單倍體營養(yǎng)細胞。3、生活史酵母菌單倍體和雙倍體細胞均可獨立存在，有三種類型：1）營養(yǎng)體只能以單倍體形式存在（核配后立即進行減數(shù)）2）營養(yǎng)體只能以雙倍體形式存在（核配后不立即進行減數(shù)）3）營養(yǎng)體既可以單倍體也可以雙倍體形式存在，都可進行出芽繁殖。酵母菌中尚未發(fā)現(xiàn)其有性階段的被稱為假酵母微生物的營養(yǎng)類型：1 光能無機自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以 C

24、O2 為主要唯一或主要碳源；進行光合作用獲取生長所需要的能量；以無機物如 H2、H2S、S 等作為供氫體或電子供體，使 CO2 還原為細胞物質；例如：藻類及藍細菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進行產(chǎn)氧型的光合作用，菌，以 H2S 為電子供體，產(chǎn)生細胞物質，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。2光能有機異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）細胞物質。紅硫細不能以 CO2 為主要或唯一的碳源；以有機物作為供氫體，利用光能將 CO2 還原為細胞物質；在生長時大多數(shù)需要外源的生長因子；例如，紅螺菌屬中的一些細菌能利用異丙醇作為供氫體，將 CO2 還原成細胞物質，同時積累3化能無機自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）。生長所需要的能量來自無機

25、物氧化過放出的化學能；以 CO2 或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進行生長時，利用 H2、H2S、Fe2+、NH3 或 NO2-等無機物作為電子供體使 CO2還原成細胞物質。4化能有機異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長所需要的能量均來自有機物氧化過放出的化學能；生長所需要的碳源主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、素、有機酸等。氧化還原電位：又稱氧化還原電勢（redox potential），是度量某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑電子或氧化劑接受電子趨勢的一種指標，其是 V（伏）或 mV（毫伏）。配制培養(yǎng)基時應盡量利用廉價且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份,特別是在發(fā)酵工業(yè)中，以降低生產(chǎn)成本。以粗代精：對微生物來說，各種粗

26、原料營養(yǎng)更加完全，效果更好。而且在經(jīng)濟上也節(jié)約。以“野”代“家”：以野生植物原料代替栽培植物原料，如木薯、橡子、薯芋等都是富含淀粉質的野生植物，可以部分取代糧食用于工業(yè)發(fā)酵的碳源。以廢代好：以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易污染環(huán)境的廢棄物作為培養(yǎng)微生物的原料。例如，在微生物單細白的工業(yè)生產(chǎn)過,常常利用糖蜜(制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液)、(乳制品工業(yè)中含有乳糖的廢液)、豆制品工業(yè)廢液及黑廢液(造紙工業(yè)中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿)等都可作為培養(yǎng)基的原料。在再如,工業(yè)上的甲烷發(fā)酵主要利用廢水、廢渣作原料,而在我國農(nóng)村，已推廣利用人畜糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為。另外,大量的農(nóng)副產(chǎn)品或制品，如麩皮、米糠、玉米漿、

27、酵母浸膏、酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常用的發(fā)酵工業(yè)原料。以簡代繁：生產(chǎn)上改進培養(yǎng)基成分時，一般都以“加”法居多，即設法使其營養(yǎng)越來越豐富、含量越來越高。這對微生物生長不一定都有利，有時可嘗試使用“減”法，幾用稀薄的培養(yǎng)基成分或成分較少的培養(yǎng)基來取代原有的培養(yǎng)基成分，以求取得更好的效果。以烴代糧：以石油或天然氣副產(chǎn)品代替糖質原料來培養(yǎng)微生物。除了生產(chǎn)石油蛋白外，還可以將石油產(chǎn)品轉化成一些產(chǎn)值更高的高級醇、脂肪酸、環(huán)烷酸等化工產(chǎn)品和若干等。，以及對石油產(chǎn)品的品質進行改良，如脫硫、脫蠟以纖代糖：開發(fā)利用素這種世界上含量最豐富的可再生資源。將大量的素農(nóng)副產(chǎn)品轉變?yōu)閮?yōu)質飼料、工業(yè)發(fā)酵原料、及人類的

28、食品及飲料。以無機氮代蛋白質：即以大氣氮、銨鹽、硝酸鹽或尿素等一類非蛋白質或非氨基酸廉價原料用作發(fā)酵培養(yǎng)基的原料，讓微生物轉化成菌體蛋白質或含氮的發(fā)酵產(chǎn)物供人們利用。第五章燃燒與生物氧化的比較：比較項目 燃燒 生物氧化反應步驟 一步式快速反應 順序嚴格的系列反應條件 激烈 由酶催化，條件溫和產(chǎn)能形式 熱、光 大部分為 ATP能量利用率 低 高生物氧化的形式包括某物質與氧結合、脫氫或脫電子三種；生物氧化的功能則有產(chǎn)能（ATP）、產(chǎn)還原力H和產(chǎn)小分子中間代謝物三種；呼吸作用與發(fā)酵作用的根本區(qū)別：電子載體不是將電子直接傳遞給底物降解的中間產(chǎn)物，而是交給電子傳遞系統(tǒng)，逐步出能量后再交給最終電子受體。能

29、進行硝酸鹽呼吸（即能使硝酸鹽還原）的細菌被稱為硝酸鹽還原細菌，主要土壤和水環(huán)境中，它們當中有假單胞菌、依氏螺菌、脫氮小球菌等。在土壤及水環(huán)境中，由于好氧性機體的呼吸作用，氧被消耗，造成局部的厭氧環(huán)境，這時如果環(huán)境中有硝酸鹽存在，硝酸鹽還原細菌就能通過厭氧呼吸進行生活，但如果在有氧條件下，這些菌則是通過有氧呼吸進行生活氧的存在可抑制位于細胞膜上的硝酸鹽還原酶的活性。這性厭氧菌。硝酸鹽還原菌的反硝化作用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及地球物質循環(huán)都具有重要意義：通常也被作為兼1）反硝化作用可使土壤中植物能利用的氮（硝酸鹽 NO3-）還原成氮氣而，從而降低了土壤的肥力，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利?？朔聪趸饔玫挠行Х椒ㄖ皇撬赏?/p>

30、，保持土壤的疏松狀態(tài)，排除過多的水分，保證土壤中有良好的通氣條件（此時菌行有氧呼吸）2）反硝化作用在氮素循環(huán)中也有重要作用。硝酸鹽是一種容易溶解于水的物質，通常通過水從土壤流入水域中。如果沒有反硝化作用，硝酸鹽將在水中積累，會導致水質變壞與地球上氮素循環(huán)的中斷。厭氧呼吸的產(chǎn)能較有氧呼吸少，但比發(fā)酵多，它使微生物在沒有氧的情況下仍然可以通過電子傳遞和氧化磷酸化來產(chǎn)生 ATP，因此對很多微生物是非常重要的。除氧以外的多種物質可被各種微生物用作最終電子受體，充分體現(xiàn)了微生物代謝類型的多樣性。異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)微生物在最初能源上盡管存在著巨大的差異，但它們生物氧化的本質卻是相同的，即都包括脫氫、遞氫和受

31、氫三個階段，其間經(jīng)過與磷酸化反應相偶連，就可以產(chǎn)生生命活動所需要的通用能源，ATP。但從具體類型看，自養(yǎng)微生物中的生物氧化與產(chǎn)能的類型很多、途徑復雜，有些化能自養(yǎng)菌的生物氧化與產(chǎn)能過程至今還了解很少。不論是化能無機營養(yǎng)型，還是光能無機營養(yǎng)型的微生物，在它們生命活動中最重要的反應就是把 CO2 先還原成CH2O水平的簡單有機物，然后再進一步復雜的細胞成分。這是一個大量耗能和耗還原力H的過程。在化能無機營養(yǎng)型微生物中，其所需能量 ATP 是通過還原態(tài)無機物經(jīng)過生物氧化產(chǎn)生的，還原力H則一般是通過耗 ATP的無機氫的逆呼吸鏈傳遞而產(chǎn)生的；化能自養(yǎng)微生物以無機物作為能源，一般產(chǎn)能效率低，生長慢，但生態(tài)

32、學角度看，它們所利用的能源物質是一般化能異養(yǎng)生物所不能利用的，因此它們與產(chǎn)能效率高、生長快的化能異養(yǎng)微生物之間并不存在生存競爭。嗜鹽菌的細胞膜可分成紅色和紫色二部分，前者主要含細胞色素和蛋白等用于氧化磷酸化的呼吸鏈載體，后者則十分特殊，在膜上呈斑片狀（直徑約 0.5 ?m）獨立分布，其總面積約占細胞膜的一半，這就是能進行獨特光合作用的紫膜。含量占紫膜 75%的是一種稱為細菌視紫紅質（bacteriorhodopsin）的蛋白質，它與人眼視網(wǎng)膜上的柱狀細胞中所含的一種蛋白質視野紫紅質（rhodpsin）十分相似，二者都以紫色的視黃醛（retinal）作為輔基。四種生理類型的微生物在不同光照和氧下

33、的 ATP微生物 ATP 的有氧 無氧光照光照光合細菌 + 綠藻 + 兼性厭氧菌（E. coli） + + + +鹽生鹽桿菌 + + + 目前認為，細菌視紫紅質與相似，在光量子的驅動下，具有質子泵的作用，產(chǎn)生質子的跨膜而形成 ATP。其能量嗜鹽菌只有在環(huán)境中氧濃度很低和有光照的條件下才能需要，轉而由紫膜的光合磷酸化來提供。通過紫膜的光能轉化而建立的質子梯度除了可驅動 ATP 的化學梯度，并由此完成一系列的生理生化功能。紫膜。這時，通過正常的氧化磷酸化已外，還可為嗜鹽菌在高鹽環(huán)境中建立跨膜的鈉離子電嗜鹽菌紫膜光合磷酸化的發(fā)現(xiàn)，使經(jīng)典的和細菌（菌綠素）所進行的光合磷酸化之外又增添了一種新的光合作用

34、類型。紫膜的光合磷酸化是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最簡單的光合磷酸化反應，這是研究化學滲透作用的一個很好的研究模型。第六章采用培養(yǎng)平板1）樣品充分混勻；要求操作熟練、準確，否則難以得到正確的結果：每支移液管及涂布棒只能接觸一個稀釋度的菌液；同一稀釋度三個以上重復,取平均值；每個平板上的菌落數(shù)目合適，便于準確計數(shù)；一個菌落可能是多個細胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成而不是直接表示為細胞數(shù)。The most probable number method（液體稀釋法）（colony forming units， CFU）來表示，1）未知樣品進行十倍稀釋； 2）取三個連續(xù)的稀釋度平行接種多支試管并培養(yǎng)；3

35、）長菌的為陽性，未長菌的為； 4）查表推算出樣品中的微生物數(shù)目（統(tǒng)計學原理）；遲的特點：1）細胞形態(tài)變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲的細菌細胞體積最大；末，細胞的平均長度接種時長 6 倍。一般來說處于遲細胞內 RNA，尤其是 rRNA 含量增高，對外界不良條件反應敏感。以上特征說明細胞處于活躍生長中，只是代謝活躍，核糖體、酶類和 ATP 的加快，易產(chǎn)生誘導酶。遲緩。在此階段后期，少數(shù)細胞開始，曲線略有上升。對數(shù)期到穩(wěn)定期的轉變是細胞重要的分化調節(jié)階段：1）開始糖原等內含物；形成芽孢或建立自然感受態(tài)（芽孢桿菌）；發(fā)酵過程積累代謝產(chǎn)物的重要階段；某些放線菌抗生素的大量形成也在此時期衰亡期特點：1

36、）細菌代謝活性降低； 2）細菌衰老并出現(xiàn)自溶； 3）產(chǎn)生或抗生素等。出一些產(chǎn)物；如氨基酸、轉化酶、外肽酶或4）菌體細胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時產(chǎn)生畸形，細胞大小懸殊；有些革蘭氏染色反應陽性菌此時會變成恒濁連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比的優(yōu)點：反應1） 縮短發(fā)酵周期，提高設備利用率；3） 降低動力消耗及體力勞動強度；2） 便于自動控制；4） 產(chǎn)品質量較穩(wěn)定；磺胺是葉酸組成部分對氨基苯甲酸的結構類似物磺胺的抑菌作用是因為很多細菌需要自己葉酸而生長?；前穼毎麩o毒性，因為人缺乏從對氨基苯甲酸葉酸的相關酶二氫葉酸酶，不能用外界提供的對氨基苯甲酸自行葉酸，而必須直接利用葉酸為生長因子進行生長。青霉素 b-內酰胺環(huán)結構

37、與 D-丙氨酸末端結構相似，從而能占據(jù) D-丙氨酸的位置與轉肽酶結合，并將酶滅活，肽鏈之間無法彼此連接，抑制了細胞壁的。濕熱比干熱滅菌更好：1）更易于傳遞熱量；2）更易破壞保持蛋白質穩(wěn)定性的氫鍵等結構；濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件：多數(shù)細菌和真菌的營養(yǎng)細胞：在 60左右處理 5-10 分鐘；2）酵母菌和真菌的孢子：用 80以上溫度處理；3）細菌的芽孢：121處理 15 分鐘以上第七章1939 年，Max Delbruck & Emory Ellis 對噬菌體（E. coli / bacteriopage）生長特征的測定：1、用噬菌體的稀釋液高濃度的宿主細胞；2、數(shù)分鐘后，加入抗噬菌體的抗（

38、中和未吸附的噬菌體）；3、將上述混合物大量稀釋，終止抗的作用和防止新的噬菌體其它細胞；4、保溫培養(yǎng)并定期檢測培養(yǎng)物中的噬菌體效價（對噬菌體含量進行計數(shù)）；5、以特征性的繁殖曲線；有尾噬菌體：注射方式將噬菌體核酸注入細胞時間為橫坐標，的效價為縱坐標，繪制出1）通過尾部刺突固著于細胞；2）尾部的酶水解細胞壁的肽聚糖，使細胞壁產(chǎn)生小孔；3）尾鞘收縮，核酸通過中空的尾管壓入胞內，蛋白質外殼留在胞外； 噬菌體的的溶源性反應：1）早期表達，產(chǎn)生 gpcII，gpcro 及 gpcIII，后者可防止宿主的裂解酶對 gpcII 的降解。2）gpcII 的積累促使阻遏蛋白 cI 的表達3）阻遏蛋白 cI 的積累

39、導致噬菌體轉錄的終止，形成原噬菌體。3） 早期表達的 gpcro 與 cI 的競爭最終確定 噬菌體是進入溶源狀態(tài)，還是進入裂解循環(huán)。4） （ gpcro 表達得早，但與組的結合能力較 cI 弱）阻遏蛋白 cI 的同樣可以抑制其它新侵入的 噬菌體的表達，從而使溶源性細菌具有“免疫性”阻遏蛋白 cI 在一般情況下通過自身的轉錄激活保持低水平的表達，但有時種種原因轉錄水平下降，會偶爾導致溶源性噬菌體進入裂解循環(huán)（10-510 - 2）。7）外界如紫外線可引起宿主的的破壞，宿主產(chǎn)生應急反應具有 DNA 重組活性的 RecA 蛋白，導致cI 的被降解，噬菌體進入裂解循環(huán)。8）誘發(fā)裂解是檢查是否存在溶原性

40、細菌的有效方法第八章遺傳型：是指生物所攜帶的全部遺傳因子及，是遺傳的物質基礎；表型（表現(xiàn)型）：具有一定遺傳型的，在特定環(huán)境條件下通過生長發(fā)育所來的形態(tài)等生物學特征的總和。表型飾變：同樣遺傳型的生物，在不同的外界條件下，會呈現(xiàn)不同的表型，但這種表型的差異只與環(huán)境有關，表現(xiàn)為暫時性和不可遺傳性，并且表現(xiàn)為全部的行為！遺傳型變異（變異、突變）：由于環(huán)境等的影響，導致遺傳物質改變，導致生物特性改變，與表型的飾變相比，這種變異是可以遺傳的，而由于遺傳物質的變異的頻率一般很低，所以這種變異也常常表現(xiàn)為群體中極少數(shù)的行為（突變頻率通常 10-6-10-9）。組（genome）一個物種的單倍體的所有及其所包含

41、的遺傳信息的總稱。微生物組結構的特點：1、原核生物（細菌、古生菌）的組1）雙鏈環(huán)狀的 DNA 分子（單倍體），2）組上遺傳信息具有連續(xù)性，大腸桿菌和其它原核生物中數(shù)基本接近由它的組大小所估計的數(shù)；一般不含內含子，遺傳信息是連續(xù)的而不是中斷的。3）功能相關的結構基因組成子結構子（operon）：功能相關的幾個前后相連，再加上一個共同的調節(jié)和一組共同的控制位點（啟動子、操作子等）在轉錄時協(xié)同動作。4）結構的單拷貝及 rRNA的多拷貝，5）.組的重復序列少而短；古生菌的組在結構上類似于細菌。但是信息傳遞系統(tǒng)(、轉錄和翻譯)則與細菌不同而類似于真核生物。具體內容在微生物遺傳學中學習2、真核微生物（啤酒

42、酵母）的組1）典型的結構該大小為 13.5106bp，分布在 16 條中。象所有其它的真核細胞一樣，酵母菌的DNA 也是與四種主要的組蛋白(H2A、H2B、H3 和H4)結合染色質(chromatin)的 14bp 核小體DNA；DNA 上有著絲粒(centromere)和端粒(omere)，2）沒有明顯的子結構，3）有間隔區(qū)（即非編碼區(qū)）和內含子序列。而原核生物中非編碼區(qū)或內含子均非常少，而人類組后發(fā)現(xiàn)了大量的非編碼區(qū)，被稱為組上的荒漠，估計只有 5-10%用于編碼 4）重復序列多質粒的檢測：。a） b）c）提取所有胞內 DNA 后電鏡觀察；根據(jù)質粒的分子大小和結構特征，通過超速離心或瓊脂糖

43、凝膠電泳可將質粒與DNA 分開對于常用菌，可用質粒所帶的某些特點，如抗藥性初步判斷。（一般將菌點在相應的抗性平板上，若抗性還在，證明質?？赡苓€在，否則則可能質粒已經(jīng)丟失，在實驗中經(jīng)常采用這種方法對含質粒的菌株進行初步檢測）d）但這種方法并不保險，因為質?？赡軙偷疆a(chǎn)細菌素的質粒（Bacteriocin production plasmid）抗生素抑制或殺死近緣，甚至同種不同株的細菌較廣的抗菌譜上，或者細菌由于某種突變而產(chǎn)生抗藥性等。通過核糖體直接的多肽類物質一般是次級代謝產(chǎn)物編碼細菌素的結構一般無直接的結構及相關的一般位于質?；蜣D座子上，相關酶的多在上很多細菌能產(chǎn)生能抑制或殺死近緣。甚至同種

44、不同株的細菌的因子（細菌蛋白），被稱為細菌素，以和抗生素相區(qū)別?？股匾话憔哂休^廣的抗菌譜。此外，抗生素一般是微生物的次級代謝產(chǎn)物（通過代謝過程而產(chǎn)生），而細菌素一般是直接通過核糖體直接的多肽類物質。編碼細菌素的結構及涉及細菌素及發(fā)揮作用（prosing）的蛋白質、及賦予宿主對該細菌素具有“免疫力”的相關產(chǎn)物的一般都位于質?；蜣D座子上，因此，細菌素可以殺死同種但不攜帶該質粒的菌株。細菌素一般根據(jù)產(chǎn)生菌的種類進行命名，例如大腸桿菌（E. coli）產(chǎn)生的細菌素為 colicins（大腸桿菌素），而質粒被稱為 Col 質粒。而枯草芽孢桿菌（B. subtilis）產(chǎn)生的細菌素被命名為 subtil

45、isin（枯草桿菌素）。等等。細菌素首先發(fā)現(xiàn)于大腸桿菌中，有多種 col 質粒和產(chǎn)生多種 colicins，其發(fā)揮作用的原理各不相同。例的colicins 從產(chǎn)生菌中后，結合到敏感菌細胞膜特定的受體上，而該受體一般是負責一些重要物質，如一些生長因子的的；而另外，有些 colicins 則一些重要的細胞功能的進行。還有一些 colicins 則在細胞膜上形成通道，造成鉀離子和質子的外泄，使細胞失去能化膜而不能產(chǎn)生能量。Colicin E2 是一種 DNA 內切酶，能切斷細胞 DNA，而 colicin E3 是一種核酸酶，能在 16SrRNA 的特定位點進行切割從而使核糖體失活。由 G+細菌產(chǎn)生

46、的細菌素或與細菌素類似的因子與 colicins 有所不同，但通常也是由質粒編碼，有些甚至有商業(yè)價值，例如一種乳酸細菌產(chǎn)生的細菌素 NisinA 能強烈抑制某些 G+細菌的生長，而被用于食品工業(yè)的保藏。誘變劑與物質Ames 試驗原理：誘變劑的共性原則，即化學藥劑對細菌的誘變率與其對動物的性成正比：超過 95%的物質對微生物有誘變作用；而 90%以上的非物質對微生物沒有誘變作用利用細菌突變來檢測環(huán)境中存在的物質是一種簡便、快速、靈敏的方法。可以通過某待測物質對微生物的誘變能力間接判斷其能力。該方法是由加利福尼亞大學的 Ames 教授首先發(fā)明，因此又稱 Ames 試驗。該試驗是利用鼠傷寒沙門氏菌

47、(Salmonella ty murium)的組氨酸營養(yǎng)缺陷型菌株(his-)的回復突變性能來進行的。普遍性轉導中外源 DNA 的三種進入受體的外源 DNA 通過與細胞如果轉導 DNA 不能進行重組和的重組交換而形成穩(wěn)定的轉導子.，其上的僅經(jīng)過轉錄而得到表達，就成為轉導（abortivetransduction），其特點是在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落。DNA 不能，因此群體中僅一個細胞含有 DNA，而其它細胞只能得到其產(chǎn)物，形成微小菌落。3) 3）被降解, 轉導失敗，在選擇平板上無菌落形成。2.局限性轉導(spelized transduction)溫和噬菌體受體菌后，其會整合到細菌的特定位

48、點上，從而使宿主細胞發(fā)生溶源化，例如 噬菌體，其位點的二側分別是 gal 和 bio；如果該溶源菌因誘導而發(fā)生裂解時，噬菌體二側的少數(shù)宿主，（對 噬菌體分別是 gal 和 bio），會因偶爾發(fā)生的不正常切割而連在噬菌體 DNA 上，由此產(chǎn)生了一類特殊的噬菌體缺陷噬菌體，缺陷噬菌體除含大部分自身的 DNA 外，缺失的被幾個位于前噬菌體整合位點附近的宿主取代，這樣形成的雜合 DNA 分子在宿主細胞內能夠象正常的 DNA 分子一樣進行、包裝，提供所需要的裂解功能，形成轉導顆粒。但該缺陷噬菌體沒有正常噬菌體的溶源性和增殖能力，轉導子。局限性轉導與普遍性轉導的主要區(qū)別：受體細胞后，通過 DNA 整合進宿

49、主而形成穩(wěn)定的1） 被轉導的共價地與噬菌體 DNA 連接，與噬菌體 DNA 一起進行、包裝以及被導入受體細胞中。而完全轉導包裝的可能全部是宿主菌的2） 局限性轉導顆粒攜帶特定的溶源轉變與轉導的不同：；片段并將固定的個別導入受體，故稱為局限性轉導。1 溫和噬菌體不攜帶任何供體菌的，當宿主喪失這一噬菌體時，通過溶源轉變而獲得的形狀也同時2 這種噬菌體是完整的，而不是缺陷的；枯草芽孢桿菌的自然轉化模型：a） 細菌生長在一定的培養(yǎng)條件下生長到一定階段，以枯草芽孢桿菌為例是在葡萄糖基本培養(yǎng)基中培養(yǎng)到對數(shù)生長末期到穩(wěn)定期，細胞向胞外一種小分子的蛋白質，稱為感受態(tài)因子，其分子量為 5000 到 10000。

50、b） 當培養(yǎng)液中的感受態(tài)因子積累到一定濃度后，與細胞表面受體相互作用，通過一系列信號傳遞系統(tǒng)誘導一些感受態(tài)一特異蛋白質(competenpecific protein)表達，其中一種是自溶素(autolysin)，它的表達使細胞表面的 DNA 結合蛋白及核酸酶 露出來，使其具有與 DNA 結合的活性。 c） DNA 以雙鏈形式在細胞表面的幾個位點上結合并遭到核酸酶的切割，核酸內切酶首先切斷 DNA 雙鏈中的一條鏈，被切斷的鏈遭到核酸酶降解，成為寡核苷酸到培養(yǎng)基中，另一條鏈與感受態(tài)一特異蛋白質結合，并被引導進入細胞，d） 進入細胞的外源 DNA 通過同源重組以置換的方式整合進受體枯草芽孢桿菌的自

51、然轉化的特點：DNA，經(jīng)和細胞后形成重組體。1） 枯草芽孢桿菌等革蘭氏陽性菌細胞對雙鏈 DNA 的吸附和攝取是沒有特異性的，轉化是否成功及轉化效率的高低主要取決于轉化給體菌株和轉化受體菌株之間的親源關系，關系越近，則 DNA 之間的同源性也越高，就越容易在DNA 之間發(fā)生重組，產(chǎn)生轉化子。2） 自然感受態(tài)除了對線型要低得多，這是因為質粒作為細菌DNA 分子的攝取外，也能攝取質粒 DNA，但在通常情況下質粒的自然轉化效率外獨立存在的遺傳物質和DNA 同源性很差（否則會因為和DNA 之間的重組而不穩(wěn)定），這樣被切割成單鏈后進入細胞的質粒 DNA 將很難通過重組重新恢復成有活性的狀態(tài)（雙鏈閉合環(huán)狀）

52、，或通過整合進而使相關性狀得到表達；如要提高質粒的自然轉化效率，可以用二種方法：i）使質粒形成多聚體，這樣進入細胞后重新組有活性的質粒的幾率大大提高；ii）在質粒上受體菌的部分片段，或將質粒轉化進含有與該質粒具有同源區(qū)段的質粒的受體菌重組獲救。3） 噬菌體 DNA 也可被感受態(tài)細胞攝取并產(chǎn)生有活性的顆粒，這個過程被稱為轉染(transfection)，其特點是提純的噬菌體 DNA 以轉化的（而非）途徑進入細胞并表達后產(chǎn)生完整的顆?！，F(xiàn)在把 DNA 轉移至動物細胞的過程也稱轉染。主要有如下幾個會對微生物菌種的穩(wěn)定性造成影響：變異：即通過變異而失去重要的遺傳特性，例如發(fā)酵生產(chǎn)能力下降，或研究中所需

53、要的營養(yǎng)缺陷型由于回復突變等而改變污染：由于微生物在自然界中種類多，分布廣，空氣、桌面、皮膚表面都有大量的各種微生物存在，因此在進行微生物菌種操作（包括接種、培養(yǎng)等）時非常容易污染，從而造成菌種的丟失。3：微生物容易在里用人工配制的各種培養(yǎng)基培養(yǎng)，但如果超過時間不轉接菌種，由于疏忽培養(yǎng)條件發(fā)生改變，及其它各種以外情況（如冰箱停電）都容易造成菌種的菌種保藏：在一定時間內使菌種不死、不變、不亂！。而且這種損失有時是不可挽回的。第九章目前常用的三種體外 DNA 連接方法為：用 T4 或 E.coli DNA 連接酶可連接具有互補粘性末端的 DN段；用 T4 DNA 連接酶連接具有平末端的 DN段；先

54、在 DN段末端加上人工接頭，使其形成粘性末端，然后再行連接。將粘性末端補平或（用單鏈酶，如綠豆芽核酸酶）連接粒用于克隆大片段的 DNA 分子特別有效，而這種特性對于研究高等生物的組十分重要。其特點：1）具有 噬菌體的特性：在克隆了外源片段后可在體外被包裝成噬菌體顆粒，高效地對 噬菌體敏感的大腸桿菌細胞。進入寄主的法形成子代噬菌體顆粒。粒 DNA 分子，按照 噬菌體 DNA 的方式環(huán)化， 但無法按噬菌體的方式生活，更無2）具有質粒載體的特性：在寄主細胞內如質粒一樣進行，攜帶有抗性和克隆位點，并具氯霉素擴增效應。3）具有高容量的克隆能力：粒本身一般只有 57kb 左右，而它克隆外源 DN段的極限值

55、竟高達 45kb，遠遠超過質粒載體及 噬菌體載體的克隆能力。同時，由于包裝限制，粒載體的克隆能力還存在一個最低極限值。例如， 5 kb 大小的M13 是大腸桿菌絲狀噬菌體，其粒載體，的外源片段至少不能小于 30 kb。組為環(huán)狀 ssDNA，大小為 6407bp。其生活史為：1）通過性毛雄性（F+或 Hfr）大腸桿菌，或通過轉染進入雌性大腸桿菌細胞；2）進入細胞后，轉變成型 (RF) dsDNA，然后以滾環(huán)方式制出 ssDNA。每當出長度正鏈，即被切出和至胞外。環(huán)化，并被立即組裝成子代噬菌體和以出芽方式（即宿主細胞不被裂解）被M13 克隆載體是對野生型 M13 進行改造后建成，其特點是雖然克隆外

56、源 DNA 的能力較小，一般只適于克隆 300400bp的外源 DN段，但特別適合用于克隆的單鏈 DNA。主要被用于用單鏈 DNA 模板、特異的單鏈 DNA探針，進行定位誘變等，也可用于噬菌體展示（ age display第十章微生物的生態(tài)有關基本概念：生態(tài)系統(tǒng)：在一定的空間內生物的成分和非生物的成分通過物質循環(huán)和能量互相作用、互相依存而的一個生態(tài)學功能生態(tài)學：。物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關系微生物生態(tài)學：研究微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關系第一節(jié)自然界中的微生物一、空氣中的微生物分布特點：1無原生的微生物區(qū)系 2來源于土壤、水體及人類的生產(chǎn)、生活活動， 3種類主要為真菌和細

57、菌，一般與其所在環(huán)境的微生物種類有關 4數(shù)量取決于塵埃數(shù)量5.在空氣中的停留時間和塵埃大小、空氣流速、濕度、光照等二、 水體中的微生物有關 6 與人類生活關系密切一） 江河水特點：1) 數(shù)量和種類與接觸的土壤有密切關系； 2）分布上的是吸附在懸浮在水中的有機物上及水底；3) 淡水中的微生物是可以運動的，而且某些淡水中的細菌例如柄細菌具有很異常的形態(tài)，這些異常形態(tài)使得菌體的表面積與體積之比增加，從而使這些微生物能有效地吸收有限的營養(yǎng)物；4）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多對健康不利的細菌，因此不宜作為飲用水源；5）水體自身存在自我凈化作用：（二）海水嗜鹽，真正的海洋細菌在缺少氯化鈉的

58、情況下是不能生長的。低溫生長，除了在熱帶海水表面外，在其它海水中發(fā)現(xiàn)的細菌多為嗜冷菌。3 ）耐高壓（特別是深海的細菌），少數(shù)微生物甚至可在 600 個大氣壓下生長，4） 大多數(shù)海洋細菌為 G細菌，并具有運動能力；（三）水體的富營養(yǎng)化作用和“水花”、“赤潮”當水體接受了大量的有機物或無機物，特別是磷酸鹽和無機氮化合物，引起水的富營養(yǎng)化。由于水中含有過多的含氮、磷等的營養(yǎng)物質，引起藻類過量生長，產(chǎn)生大量的有機物（藻類）異養(yǎng)微生物氧化這些有機物，耗盡水中的氧，使厭氧菌開始大量生長和代謝，并分解含硫化合物，產(chǎn)生 H2S，從而導致水有難聞的氣味，并由于缺氧引起魚和好氧微生物的，最終引起水出現(xiàn)大量沉淀物和

59、水體顏色異常。上述過程又稱富營養(yǎng)化作用，它是水體受到污染并使水體自身的正常生態(tài)失去平衡的結果。在水體的富營養(yǎng)化作用中，藻類、藍細菌等的大量繁殖使水體出現(xiàn)顏色，并變得渾濁，許多藻類團塊漂浮在水面上，從而形成所謂的“水花”或“”（water bloom）在海洋中，某些甲藻類大量繁殖也可也可以形成水花，從而使海水出現(xiàn)紅色或褐色，即所謂的赤潮或三、土壤中的微生物（red tides）。土壤微生物的數(shù)量和分布主要受到營養(yǎng)物、含水量、氧、溫度、大變化。土壤微生物的數(shù)量和分布受季節(jié)影響；等因子的影響，并隨土壤類型的不同而有很3）微生物的數(shù)量也與于土層的深度有關，一般土壤表層微生物最多，隨著土層的加深，微生物

60、的數(shù)量逐步減少。四、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物1微生物引起的工業(yè)產(chǎn)品的2食品、農(nóng)副產(chǎn)品上的微生物五、環(huán)境下的微生物環(huán)境下微生物的研究有三個方面的重要意義：(1)開發(fā)利用新的微生物資源，包括特異性的資源；(2)為微生物生理、遺傳和分類乃至生命科學及相關學科許多領域，如：功能組學、生物電子器材等的研究提供新的課題和材料；(3)為生物進化、生命的研究提供新的材料。1、嗜熱微生物 2、嗜冷微生物 3、嗜酸微生物 4、嗜堿微生物 5、嗜鹽微生物 6、嗜壓微生物六、不可培養(yǎng)的微生物在自然界中存在的微生物中，已為人們所認識的僅占很小一部分（通常認為僅 10%，有人認為在土壤中生活的微生物僅有 1%可用目前的方法在