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1、微生物复习资料（根据老师所说的重点整理的，仅供参考）第一章 绪论1、微生物和人类的关系微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。2、微生物学的定义微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异、以及微生物的进化、分类、生态等规律及其应用的一门学科。3、微生物的发现和微生物学的建立与发展微生物的发现t 我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；t 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；t 2
2、500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；t 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”；t 公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物；t 公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；t 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；t 1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)；t 16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起的；t 1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；4、奠基人 1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。 1
3、676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvan leeuwenhoek）首次观察到了细菌。 巴斯德 (1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”（2）彻底否定了“自然发生”学说；著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。 (3) 免疫学预防接种；首次制成狂犬疫苗 (4)其他贡献：巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物柯赫（1）微生物学基本操作技术方面的贡献a）细菌纯培养方法的建立b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影（2）
4、对病原细菌的研究作出了突出的贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则柯赫原则：1、 在每一相同病例中都出现这种微生物；2 、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会 重复发生；4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。第二章 微生物的纯培养能和显微技术1、名解：菌落（colony）：单个（或聚集在一起的一团）微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、 有一定形态结构
5、的子细胞生长群体。菌苔（lawn）：众多菌落连成一片2、选择培养分离（1） 利用选择平板进行直接分离： t 高温下培养：分离嗜热细菌；t 培养基中不含N：分离固氮菌；t 培养基加抗生素：分离抗性菌；（2）富集培养：指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适应于该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群群落中的数量大大增加使人们能够更容易的从自然界中分离到这种所需的特定微生物。3、微生物的特点：个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚4、古生菌：在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，
6、而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。特点：古生菌微小，一般小于1微米，有的像细菌那样为球形、杆状，但也有叶片状或块状，有呈三角形或不规则形状的，还有方形的，像几张连在一起的邮票。有的古生菌有鞭毛，古生菌是原核生物，像细菌一样，没有核膜，它们的DNA也以环状形式存在。有细胞质、细胞膜和细胞壁三种结构。5、细菌：放线菌：是生产抗生素的重要微生物，大多由分支发达的菌丝组成，而根据菌丝的形态和功能又可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝3种，其中孢子丝的特点是放线菌的重要鉴定指标。（革兰氏染色呈阳性）第三章 微生物细胞的功能与结构1、原核生物：一大类细胞微小细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物。 真
7、核微生物的特征：细胞核具有核膜；能进行有丝分裂；细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器。2、原核生物与真核生物的区别：（1）基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成；（2）缺乏由单位膜分隔、包围的细胞器；（3）核糖体为70S型。3、革兰氏染色：(a)用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染；(b) 用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固; (c) 用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色;(d) 用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进行复染。成分占细胞干重的%革兰氏阳性细菌革
8、兰氏阴性细菌肽聚糖含量很高（50-90）含量很低（0-10）磷壁酸含量较高（50）无类脂质一般无（2）含量较高（0-20）蛋白质无含量很高4、缺壁细菌：（a）实验室或宿主体内形成：L型细菌（缺壁突变）；原生质体（人工去壁基本去尽）、球状体（人工去壁部分去掉）（b）在自然界长期进化形成 支原体5、贮藏物：是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等 碳源及能源类 聚-羟丁酸（PHB）：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等贮藏物 藻青素：蓝细菌 氮源类 藻青蛋白：蓝细菌 磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉
9、棒杆菌、结核分枝杆菌5、细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础；6、真菌特点：（1）具有细胞核，进行有丝分裂；（2）细胞质中含有线粒体但没有叶绿体，不进行光合作用，无根、茎、叶的分化；（3）以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖；（4）营养方式为化能有机营养（异养）、好氧；（5）不运动（仅少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛）；（6）种类繁多，形态
10、各异、大小悬殊，细胞结构多样；7、细菌鞭毛：鞭毛是某些微生物表面着生的一根或数根由细胞内生出的细长、弯曲、毛发状的丝状体结构。起源于细胞膜内侧，直径12到18nm。（结构由鞭毛基体、鞭毛钩、鞭毛丝构成）8、细菌芽孢：是某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成的圆形的或椭圆形结构，是对不良环境具抗性的休眠孢子。又叫内生孢子丝。第四章 微生物的营养1、配置培养基的原则：（1）选择适宜的营养物质(碳源、氮源、无机盐、生长因子、水及能源)（2）营养物的浓度及配比合适（发酵生产谷氨酸时：碳氮比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。）（3）物理、化学
11、条件适宜（PH，水活度，氧化还原电位：氧化还原电位与氧分压和pH有关,也受某些微生物代谢产物的影响）（4）经济节约（配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成份,特别是在发酵工业中,以降低生产成本。）(5）精心设计、试验比较2、培养基的类型及应用：（1）按成分不同划分天然培养基：以化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物组成。合成培养基：是由化学成份完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically defined medium)。（2）根据物理状态划分固体培养基；半固体培养基；液体培养基。(3)按用途分基础培养基(minimum medium)：在一定条
12、件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基，也称为基本培养基。完全培养基(complete medium)：在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的所有营养物质的培养基。加富培养基(enrichment medium)：在普通培养基（如肉汤蛋白胨培养基）中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。鉴别培养基(differential medium)：用于鉴别不同类型微生物的培养基，特定的化学反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化,可将该种微生物与其他微生物区分开来。（伊红美篮鉴别大肠杆菌）选择培养基(selective medium)：用于将某种或某类微生物从混杂的微生
13、物群体中分离出来的培养基，根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。3、营养物质进入细胞方式：（1）扩散(diffusion)：物质跨膜扩散的能力和速率与该物质的性质有关,分子量小、脂溶性、极性小的物质易通过扩散进出细胞。（2）促进扩散(facilitated diffusion)：被动的物质跨膜运输方式，物质运输过程中不消耗能量，参与运输的物质本身的分子结构不发生变化，不能进行逆浓度运输，运输速率与膜内外物质的浓度差成正比。通过促进扩散进行跨膜运输的物质需要借助与载体(carri
14、er)的作用才能进入细胞，而且每种载体只运输相应的物质，具有较高的专一性。载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成的动态平衡状态；这种性质都类似于酶的作用特征，因此载体蛋白也称为透过酶；透过酶大都是诱导酶,只有在环境中存在机体生长所需的营养物质时，相应的透过酶才合成。（3）主动运输(active transport)：在物质运输过程中需要消耗能量，可以进行逆浓度运输，是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式。分为：初级主动运输(primary active transport)：是指由电子传递、ATP酶或细菌嗜紫红质引起的质子运输方式，从物质运输角度考虑是一种质子的主动运输。次
15、级主动运输（secondary active transport）:通过初级主动运输建立的能化膜在质子浓度差（或电势差）消失的过程中，往往偶联其他物质运输，包括同向运输、逆向运输、单向运输。基团转位(group translocation)：与其他运输方式不同有一个复杂的运输系统来完成物质的运输；物质在运输过程中发生化学变化；主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中，主要用于糖的运输。脂肪酸、核苷、碱基等也可通过这种方式运输。Na+,K+-ATP酶(Na+,K+-ATPase)系统：是存在于原生质膜上的一种重要的离子通道功能是将利用ATP的能量将Na+由细胞内“泵”出细胞外，并将K+“泵”入细胞内。
16、（4）膜泡运输(memberane vesicle transport)：主要存在于原生动物中，特别是变形虫(amoeba)，为这类微生物的一种营养物质的运输方式)。第五章 微生物的代谢1、生物氧化：是发生在或细胞内的一切产能性氧化反应的总称，其形式包括某物质与氧结合、脱氢或脱电子三种，功能为产能（ATP）、产还原力H和产小分子中间代谢物，包括发酵和呼吸（呼吸分为有氧与无氧）。发酵（Fermentations）：是指微生物直接将有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵
17、的分解代谢，即不需要外界提供电子受体。What Is Fermentations?1、Any spoilage of food by microorganisms (general use).2、Any process that produces alcoholic beverages or acidic dairy products (general use).3、Any large-scale microbial process occurring with or without air (common definition used in industry).4、Any energy-r
18、eleasing metabolic process that takes place only under anaerobic conditions (becoming more scientific).5、Any metabolic process that releases energy from a sugar or other organic molecule, does not require oxygen or an electron acceptor. (This is the definition we will use in this book).呼吸作用（respirat
19、ion）：微生物在降解底物的过程中，将释放的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。有氧呼吸：以分子氧作为最终电子受体的呼吸。无氧呼吸：以氧化型化合物作为最终电子受体的呼吸。2、呼吸作用与发酵作用的根本区别：电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体3、自养微生物的合成代谢：将CO2先还原成CH2O水平的简单有机物，然后再进一步合成复杂的细胞成分。4、自养微生物的生物氧化氨的氧化 ：NH3、亚硝酸（NO2-）等无机氮化物可以被某些化能自养细菌用
20、作能源。硫的氧化：硫细菌（sulfur bacteria）能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物（包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐）作能源。铁的氧化 : 从亚铁到高铁状态的铁的氧化，对于少数细菌来说也是一种产能反应，但从这种氧化中只有少量的能量可以被利用。氢的氧化: 能以氢为电子供体，以O2为电子受体，以CO2为唯一碳源进行生长的细菌被称为氢细菌, 氢的氧化可通过电子和氢离子在呼吸链上的传递产生ATP和用于细胞合成代谢所需要的还原力。第六章 微生物的生长繁殖及其控制1、生长：生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。繁殖：生物个体生长到一定阶段，
21、通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。注：生长是一个逐步发生的量变过程，繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。2、生长曲线：以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，作出的一条反应细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四个生长时期。迟缓期：将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期。（特点:分裂迟缓、代谢活跃、细胞形态变大或增长、对外界不良条件反应敏感）迟缓期出现的原因：微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有
22、关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。在生产实践中缩短迟缓期的常用手段：(1)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；(2)利用对数生长期的细胞作为种子；(3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；(4)适当扩大接种量。对数生长期(Log phase)：又称指数生长期(Exponential phase)，以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长 迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良好材料。在细菌个体
23、生长里，每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时G(Generation time)，在群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为倍增时间（Doubling time)。稳定生长期(Stationary phase)：又称恒定期或最高生长期，此时培养液中活细菌数最高并维持稳定。由于营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境变化，逐步不适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零(即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数)。衰亡期(Decline或Death phase)：营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡速率超过新生速率，整个群体呈现出负增长。该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细
24、菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。3、微生物生长过程中主要生长参数有：迟缓时间、比生长速率和总生长量三个。 迟缓时间：微生物生长过程中，在实际条件下达到对数生长期所需时间与理想条件（即无迟缓期）下达到对数生长期所需时间之差。迟缓时间的长短客观的反映了细菌生长条件合适程度，在生产实践中，这个时间越短越好。 比生长速率：比生长速率与微生物的生长基质浓度密切相关。 总生产量：代表在某一时间里，通过培养所获得的微生物总量与原来接种的微生物量之差值，总生产量大小客观上也反映了培养基与生长条件是否适合于菌的生长。4、同步培养(Synchronous culture)：使群体中的细胞处于
25、比较一致的，生长发育均处于同一阶段上，即大多数细胞能同时进行生长或分裂的培养方法。同步生长：以同步培养方法使群体细胞能处于同一生长阶段，并同时进行分裂的生长。5、连续培养(Continous culture ）：在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。注：培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物是实现微生物连续培养的基本原则。制连续培养的方法：恒浊连续培养（不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定）、恒化连续培养（保持恒定的流速）。6、酵母的生长繁殖（书中P147 图6-11）7、高温灭菌：当温度超过微生物生长的最高温度或
26、低于生长的最低温度都会对微生物产生杀灭作用或抑制作用。原理: 高温使蛋白质、核酸等重要生物大分子发生变性、破坏，以及破坏细胞膜上的类脂成分，导致微生物死亡。 湿热灭菌：湿热比干热灭菌更好，更易于传递热量；更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构；（湿热对一般营养体和孢子的杀灭条件：多数细菌和真菌的营养细胞：在60左右处理5-10分钟；酵母菌和真菌的孢子：用80以上温度处理；细菌的芽孢：121处理15分钟以上；）第七章 病毒1、病毒学（virulogy）：研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作用的科学，是微生物学的重要分支学科作用：极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）的
27、理论与技术；有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害；利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治；发展以基因工程为中心的生物高新技术产业。2、病毒的特点：1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征；2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA（朊病毒甚至仅由蛋白质构成）；3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用。4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代；5）个体微小，在电子显微镜下才能看见；6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。3、病毒的宿主范围：病毒几乎可以感染所有
28、的细胞生物，并具有宿主特异性。有噬菌体、动物病毒、植物病毒。4、病毒的定义：病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。5、病毒的培养：二元培养物法。若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板，经过一定时间培养，在细菌菌苔上可形成圆形局部透明区域，即噬菌斑（plague）。若标本经过适当稀释进行接种并辅以染色处理，病毒可在培养的细胞单层上形成肉眼可见的局部病损区域，即蚀斑（plaque）或称空斑。与之类似，植物病毒接种敏感植物叶片可产生坏死斑，或称枯斑。6、病毒的纯化：两个标准如下（1）由于病毒是有感染性生物体，
29、所以纯化的病毒制备物应保持其感染性。（2）由于病毒具有化学大分子属性，所以纯化病毒的制备物应保持其理化性质具有均一性。方法：（1）主要化学组成为蛋白质，所以可以用蛋白质提纯方法（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等）（2）具有一定的大小、形状和密度，可以用差速离心、梯度离心（超速离心）。7、毒粒（病毒颗粒）：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。是一团能够自主复制的遗传物质（DNA或RNA）。毒粒的大小和形状：（1）个体病毒的大小和形状小，必需在电镜下观察；（2）不同病毒的毒粒大小差别很大；（3）毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪
30、状，卵形）等少数几类。毒粒的壳体结构：包围着病毒核酸的蛋白质外壳，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒毒粒的基本结构。螺旋对称壳体：亚基有规律地沿着中心轴（核酸）呈螺旋排列，进而形成高度有序、对称的稳定结构。二十面对称壳体：构成对称结构壳体的第二种方式是蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列，进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。双对称壳体：具有双对称结构的典型例子是有尾噬菌体（tailed phage）,其壳体由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称，尾部呈螺旋对称。毒粒的包膜结构：病毒的蛋白质壳体和病毒核酸（核心）构成的复合物，又称核衣壳。一些复杂的病毒的核壳
31、外还覆盖着一层称作包膜的脂蛋白膜，包膜是病毒以芽出的方式成熟时，由细胞膜衍生而来。裸露毒粒：一些简单的病毒如烟草花叶病毒、脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）等的毒粒就是一个核壳结构。毒粒的结构类型：四种主要结构类型即裸露的二十面体毒粒；裸露的螺旋毒粒；有包膜的二十面体毒粒；有包膜的螺旋毒粒；毒粒的性质：毒粒的的基本化学组成是核酸和蛋白质，有包膜的病毒和某些无包膜的病毒还含有脂质和糖类。核酸：是病毒的遗传物质； 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；不同病毒的核酸均有可能具有各自不同的结构特征，主要包括：粘性末端、循环排列和末端重复序列等。蛋白质：根据其是否存在在毒粒中分为结构蛋白
32、和非结构蛋白。前者指构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质；后者指病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。病毒结构蛋白的主要生理功能：1）构成蛋白质外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化因子的破坏；2）决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在的受体具特异性亲和力，促使病毒粒子的吸附和入侵；3）决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体；4）构成毒粒酶，或参与病毒对宿主细胞的入侵（如T4噬菌体的溶菌酶等），或参与病毒复制过程中所需要病毒大分子的合成（如逆转录酶等）。8、病毒的复制：病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生
33、子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。一步生长曲线（one step growth curve）：1）用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞；2）数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬菌体）；3）将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作用和防止新释放的噬菌体感染其它细胞；4）保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌体含量进行计数）；5）以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线。噬菌体复制（繁殖）的三个阶段：1）吸附期；游离
34、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，直到最高值复制周期（replicative circle）或称复制循环：自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程。 吸附； 侵入； 脱壳； 病毒大分子的合成，包括病毒基因组的表达与复制； 装配与释放；9、病毒的感染 增殖性感染（productive infection）：感染发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性病毒子代产生为特征；非增殖性感染（nonproductive infection）：感染由于病毒、或是细胞的原因，
35、致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用，虽然亦可能导致细胞发生某些变化，甚至产生细胞病变，但在受染细胞内，不产生有感染性的病毒子代。毒粒宿主细胞有繁殖性的病毒基因（具有感染性的毒粒消失） （提供原料、能量、活动场所 ） 病毒基因组复制、表达 释放至细胞外装配形成具有感染性毒粒病毒核酸和蛋白质第十章 微生物与基因工程1、基因工程（genetic engineering）或重组DNA技术(recombinant DNA technology)：是指对遗传信息的分子操作和施工，即把分离到的或合成的基因经过改造，插入载体中，
36、导入宿主细胞内，使其扩增和表达，从而获得大量基因产物，或者令生物表现出新的性状。2、基因工程的基本过程：1） 基因分离：（a）分别提取供体DNA和载体DNA；（b）用专一性很强的限制性核酸内切酶分别切割供体和载体DNA。2）体外重组：在DNA连接酶的作用下使具有相同粘性末端的供体DNA片段和载体连接，成为重组载体。3） 重组载体的传递与筛选：用人工转化的方法将重组载体导入受体细胞中，并通过一定的筛选标记筛选得到含有目的外源片段的重组子。4） 在特定的宿主中表达,得到基因工程产品3、微生物学与基因工程的关系：1）基因工程所用克隆载体主要是用质粒、病毒、噬菌体改造而成；2）基因工程所用工具酶绝大多
37、数是从微生物中分离纯化得到的；3）将外源DNA导入宿主细胞的人工转化方法，是在微生物自然转化现象的基础上发展起来的；4）微生物细胞是基因克隆的重要宿主；5）微生物是基因产物的重要表达载体；6）基因工程得以建立与发展的理论基础主要来自对微生物的研究；7）微生物的多样性，为基因工程提供了极其丰富而独特的基因资源。4、限制性核酸内切酶（restriction endonuclease）：能识别双链DNA分子的特定序列，并在识别位点或其附近切割DNA的一类内切酶。简称为限制性酶（restrition enzyme）。识别序列通常由48个碱基对组成，具有二重旋转对称轴，序列呈回文结构（palindrom
38、ic structure）。5、克隆载体：是指负责将外源基因运送到宿主细胞中并进行复制与扩增的运载工具。作为克隆载体的基本要求：（1）载体在细胞中必须能够进行独立自主地复制；（2）载体应具有若干限制酶的单一切割位点，便于外源DNA的插入；（3）载体必须具有可供选择的遗传标记；（4）载体DNA须易于生长和操作。质粒克隆载体特点：a）低分子量有利于DNA的分离和操作；b）具有较高拷贝数；c）易于导入细胞；d）具有安全性；6、克隆载体对宿主细胞的要求：能够高效吸收外源DNA；具有使外源DNA进行高效复制的酶系统；不具有限制修饰系统；不具有DNA重组系统，常用重组缺陷型（RecA-）；便于进行基因操作
39、、筛选和大量繁殖；具有安全性。宿主细胞应该对人、畜、农作物无害或无致病性等。7、PCR扩增原理：原理聚合酶链式反应，特点：在体外模拟细胞内进行的DNA复制过程。（1）变性（denaturation）：模板DNA经热变性，双链被解开，成为两条单链。（2）退火（annealing）：温度下降，变性DNA复姓，使寡核苷酸引物即与模板DNA中所要扩增序列两端的碱基配对。（3）延伸（extension）： 在适宜条件下（包括DNA聚合酶和核苷酸单体），引物3 端向前延伸，合成与模板碱基序列完全互补的DNA链。（4）重复变性、退火和延伸三步操作，DNA片段呈2的指数增长，在12小时内重复2530次循环，扩
40、增的DNA片段拷贝数可增加至106107倍。第十一章 微生物生态（大概有15分得问答题）1、生态系统：在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。生态学：研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。2、微生物在生态系统中的作用：1)微生物是有机物的主要分解者；(微生物最大的价值也在于其分解功能。它们分解生物圈内存在的动物和植物体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者使用。) 2)微生物是物质循环中的重要成员；(微生物参与所有的物质循环，
41、大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键过程，起关键作用。)3）微生物是生态系统中的初级生产者；（光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。）4）微生物是物质和能量的贮存者；（微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。在土壤、水体中有大量的微生物生物量，贮存着大量的物质和能量。）5）微生物在地球生物演化中的作用；（微
42、生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。藻类的产氧作用，改变大气圈中的化学组成，为后来动、植物出现打下基础。）3、种群（population）：种群是指具有相似特性和生活在一定空间内的同种个体群，种群是组成群落的基本组分。群落（community）：在一定区域或一定生态环境内，各种生物群体构成的一个生态学结构单位，群落中各生物群体之间存在各种相互作用。种群的相互作用:(1)互生：二种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。（2）共生：二种生物共居在一起，相互分工协作、相依为命，甚至形成在生理上表现出一定的分工，在组织和形态上产
43、生了新的结构的特殊的共生体（互惠共生：二者均得利；偏利共生：一方得利，但另一方并不受害）。（3）寄生：一种小型生物生活在另一种相对较大型生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。（4）拮抗：某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生长发育甚至将后者杀死。（5）竞争：两个种群因需要相同的生长基质或其它环境因子，致使增长率和种群密度受到限制时发生的相互作用，其结果对两种种群都是不利的。（6）捕食：一种种群被另一种种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者种群产生不利影响。4、空气中的微生物特点：1）无原生的微生物区系；2）来源于土壤、水体及人类的
44、生产、生活活动；3）种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；4）数量取决于尘埃数量；5）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关；6）与人类的关系：传播疾病、造成食品等的污染、制备微生物气溶胶实现群体免疫土壤中的微生物：土壤微生物种类多、数量多、代谢潜力巨大，是主要的微生物源，是微生物的大本营。1）土壤微生物的数量和分布主要受到营养物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，并随土壤类型的不同而有很大变化。2）土壤微生物的数量和分布受季节影响；3）微生物的数量也与于土层的深度有关，一般土壤表层微生物最多，随着土层的加深，微生物的数量逐步减少。海水中微生物的特点：1）嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长的。2）低温生长，除了在热带海水表面外，在其它海水中发现的细菌多为嗜冷菌。3）大多数海洋细菌为G细菌，并具有运动能力。4）耐高压（特别是生活在深海的细菌）。水花或水华（water bloom）：藻类（主要是微藻）的大量繁殖使水体出现颜色，并变得浑浊，许多藻类团块漂浮在水面上形成。（淡水）赤潮或红潮（red tides）：在海洋中，某些甲藻类大量繁殖也可也可以形成水花，从而使海水出现红色或褐色。（海水）