微生物复习资料(1)

绪论1.什么是微生物?它包括哪些类群? 答:微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称. 包括①原核类的细菌`放线菌`蓝细菌’支原体`立克次氏体和衣原体;②真核类的真菌`原生动物`和显微藻类,以及属于非细胞类的病毒和亚病毒. 2.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？ 答：①.体积小，面积大；②.吸收多，转化快；③.生长旺，繁殖快；④.适应强，易变异；⑤.分布广，种类多。其中，体积小面积大最基本，因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、生物代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，并由此而产生其余4 个共性。 3.讨论五大共性对人类的利弊。 答：①.“吸收多，转化快”为高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础，从而使微生物能在自然界和人类实践中更好地发挥其超小型“活的化工厂”的作用。②.“生长旺盛，繁殖快”在发酵工业中具有重要的实践意义，主要体现在它的生产效率高、发酵周期短上；且若是一些危害人、畜和农作物的病原微生物或会使物品霉腐变质的有害微生物，它们的这一特性就会给人类带来极大的损失或祸害。③“适应强，易变异”，有益的变异可为人类创造巨大的经济和社会效益；有害的变异使原本已得到控制的相应传染病变得无药可治，进而各种优良菌种产生性状的退化则会使生产无法正常维持。④“分布广，种类多”，可以到处传播以至达到“无孔不入”的地步，只要条件合适，它们就可“随遇而安”，为人类在新世纪中进一步开发利用微生物资源提供了无限广阔的前景。 第一章原核生物的形态、构造和功能 218 试述染色法的机制并说明此法的重要性。 答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之，G-细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此细胞退成无色。这时，在经沙黄等红色染料复染，就使G-细菌呈红色，而G+细菌则仍保留最初的紫色。 此法证明了G+和G-主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反应不同，是一种积极重要的鉴别染色法，不仅可以用与鉴别真细菌，也可鉴别古生菌。3．何为“拴菌试验”？它何以能说明鞭毛的运动机制？ 答：“拴菌”试验(tethered-cellexperiment)是1974年，美国学者西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）曾设计的一个实验，做法是：设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴”在载玻片上，然后在光学显微镜下观察细胞的行为。 因实验结果发现，该菌是在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），故肯定了“旋转论”是正确的。 4.名词解释a.磷壁酸：是G+细菌细胞壁结合在细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 b.LPS（脂多糖）：是位于G-细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3 部分组成。 c.假肽聚糖：是由N-乙酰葡萄胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以β-1，3-糖苷键交替连接而成的，连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala 和L、Lys3 个L 型氨基酸组成，肽桥则由L-Glu1 个氨基酸组成。 d.PHB（聚-β-羟丁酸poly-β-hydroxybutyrate)：是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物，不溶于水而溶于氯仿，可用尼罗蓝或苏丹黑染色，具有贮藏能量，碳源和降低细胞内渗透压等作用。 e.伴孢晶体：是少数芽孢杆菌（如苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。5.芽孢的结构（见课本P26）6..蓝细菌的细胞有几种特化形式a.异形胞，是存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞。b.静息孢子，是一种长在细胞壁中间或末端的形大、壁厚、色深的休眠细胞，富含贮藏物，能抵御干旱等不良环境。c.链丝段，是由长细胞链断裂而形成的短链段，具有繁殖功能。e.内孢子，能在细胞内形成球形或三角形的内孢子，待成熟后即可释放，具有繁殖功能。7.支原体：是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。8.支原体、立克次氏体和衣原体的比较（见P35表1-4）第二章 真核微生物的形态，构造和功能1 试解释菌物，真菌，酵母菌，霉菌和蕈菌。 答：a.真菌:是不含叶绿体，化能有机营养，具有真正的细菌核，含有线粒体以孢子进行繁殖，不运动的典型的真核微生物。 b.酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。 c.霉菌是丝状真菌，通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。d. 蕈菌又称伞菌，通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌，包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。 2 试图示并说明真核微生物“9+2”18 型鞭毛的构造和生理功能。 答：中心有一对包在中央鞘中的相互平行的中央微管，其外被9 个微管二联体围绕一圈，整个微管由细胞质膜包裹。每条微管二联体由A，B 两条中空的亚纤维组成，其中A 亚纤维是一完全微管，而B 亚纤维则有10 个亚基围成。3.什么叫锁状联合？其生理意义如何？试图示其过程。 答：锁状联合即形成状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂，从而使菌丝尖端向前延伸。 第三章 病毒⒈什么是真病毒？什么叫亚病毒？ 真病毒是至少含有核酸和蛋白质两种组份的分子病原体。 亚病毒是凡在核酸和蛋白质两种成分中只含有其中之一病原体。2．什么是类病毒、拟病毒和沅病毒？ 类病毒是一类只含有RNA 一种成分，专心寄生在活细胞内的分子病源体。 拟病毒是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。 沅病毒是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。3.病毒粒有哪几种对称形式？每种对称又有几种特殊外型？ 有螺旋对称、二十面体对称、复合对称，每种对称形式又有有包膜和无包膜之分。 4.病毒的特性（见课本P63）5.病毒的形态的形态构造和化学成分（见课本P64）6.什么是效价？试简述噬菌体效价的双层平板法。 效价表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。 双层平板法主要步骤：预先分别配制含2%和1%琼脂的底层培养基和上层培养基。先用底层培养基在培养皿上浇一层平板，待凝固后，再把预先融化并冷却到45℃以下，加有较浓的敏感宿主和一定体积待测噬菌体样品上层培养基，在试管中摇匀后，立即倒在底层培养基上铺平待凝，然后在37℃下保温。一般经10余h 后即可对噬菌斑计数。 7.噬菌体的繁殖一般分为五个阶段，吸附，侵入，增殖，成熟和裂解。（各阶段的具体内容见课本P69）8.什么是一步生长曲线？它分几期？各期有何特点？ （P72图3-9）定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称为一步生长曲线。 它包括 1 潜伏期：细胞内已经开始装配噬菌体粒子并可用电镜观察到 2 裂解期：宿主细胞迅速裂解溶液中噬菌体粒子急剧增多。 3 平稳期：感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中的噬菌体效价达到最高点。9.溶源性：温和噬菌体侵入相应宿主细胞后，由于前者的基因组整合到后者的基因组上，并随后者的复制而进行同步复制，因此，这种温和噬菌体的侵入并不引起宿主细胞的破裂，此即称溶源性或溶源现象。10.温和噬菌体的存在形式有三种：一，游离态；二，整合态；三，营养态第四章微生物的营养和培养基1.微生物的六类营养要素：一，碳源；二，氮源；三，能源；四，生长因子；五，无机盐；六，水2.什么是氨基酸自养微生物？试举一些代表菌，并说明其在实践上的重要性。 不需要利用氨基酸做氮源，能把尿素、铵盐、硝酸盐、甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸，为氨基酸自养微生物。如根瘤固氮菌，能直接利用空气中的氮气合成自身所需的氨基酸，直接或间接地为人类提供蛋白质。 3.18 什么叫生长因子？它包括哪几类化合物？微生物与生长因子有哪几类关系？举例并加以说明。 生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。广义的生长因子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6 的分支或直链脂肪酸，有时还包括氨基酸营养缺陷突变株所需要的氨基酸在内，而狭义的生长因子一般仅指维生素。生长因子与微生物的关系有以下3 类： （1）生长因子自养型微生物，它们不需要从外界吸收任何生长因子，多数真菌、放线菌和不少细菌，如E.coli 等。 （2）生长因子异养型微生物，它们需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长，如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。 （3）生长因子过量合成型微生物，其代谢活动中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子的微生物，如各种生产维生素的菌种。 4营养物质进入细胞的方式一、单纯扩散二、促进扩散三、主动运输四、膜泡运输5.﹡四种营养物质方式的概念、区别、比较（见课本P88和P89表4-5）6.培养基：只有人工配制而成的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合营养料。7．选用和设计培养基的四个原则：一，目的明确；二，营养协调；三，理化适宜；四，灭菌处理。9.理化适宜指培养基的PH值、渗透压、水活度和氧化还原势的物理化学条件较为适宜。10.什么叫水活度？它对微生物生命活动有何影响？对人类的生产实践的日常生活有何意义？ 答：水活度表示在天然或人为环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。其定量含义为：某溶液的蒸气压与纯水蒸气压之比。生长繁殖在水活度高的微生物代谢旺盛，在水活度低的范围内生长的微生物抗逆性强。了解各类微生物生长的水活度，不仅有利于设计培养基，而且还对防止食物的霉腐具有指导意义。 11.培养基的种类按对培养基成分的了解做分类一、天然培养基：之一类利用动、植物或微生物体包括用其提取物制成的培养基，这是一类营养成分最复杂又丰富、难以说出其确切化学组成的培养基。二、组合培养基：又称合成培养基，指一类按微生物的营养要就精确设计后用多种高纯化合试剂配制而成的培养基。三、半组合培养基：又称半合成培养基，指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天然成分的培养基。按培养基外观的物理状态作分类一．液体培养基：一类呈液体状态的培养基。二．固体培养基：一类外观呈固体状态的培养基。三．半固体培养基：指在液体培养基中加入少量的凝固剂而配置成的半固体状态培养基。四．脱水培养基：指含有除水以外的一切成分的商品培养基。按培养基对微生物的功能作分类一．选择性培养基：选择培养基是一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。二．鉴别性培养基：鉴别培养基是一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼鉴别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。12、何谓固体培养基？它有何用途？试列表比较4 类固体培养基。 固体培养基是一类外观呈固体状态的培养基，在科研和生产实践上用途很广，如可用于菌种分离、鉴定、菌落计数、检验杂菌、选种、育种、菌种保藏、生物活性物质的生物测定、获取大量真菌孢子，以及用于微生物的固体培养和大规模生产等。 18 13.什么是选择培养基？试举一例并分析其原理。 选择培养基是一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。如酵母富集培养基中的孟加拉红抑制细菌的生长而对酵母菌无影响，偏酸性的环境有利于酵母菌的生长。 14、什么是鉴别培养基？试以EMB 为例，分析其鉴别作用原理。 鉴别培养基是一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼鉴别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。EMB 培养基中的伊红和美蓝可抑制革兰氏阳性菌和一些难养的革兰氏阴性菌。产酸菌由于产酸能力不同，菌体表面带质子，与伊红美蓝结合从而有不同的颜色反应，可用肉眼直接判断。 15、培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序？试言之。 在大多数化能异养微生物培养基中，除水分外，碳源含量最高，其后依次是氮源、大量元素和生长因子，它们间大体存在着十倍序列的递减趋势。 16、什么叫碳氮比？试对5 种分子式清楚的常用氮源按其含氮量的高低排一个顺序。 碳源与氮源含量之比即为碳氮比 氨气＞尿素＞硝酸铵＞碳酸铵＞硫酸铵 第五章微生物的新陈代谢名词解释1、不产氧光合作用： 在某些光合细菌(如红螺菌中),由于没有光反应中心Ⅱ的存在，不能光解水,因而没有氧气放出,故称为不产氧光合作用。 2、产氧光合作用： 在蓝细菌中,由于有光反应中心Ⅱ的存在,能光解水，并有氧气放出,故称产氧光合作用。 3、发酵 ：是在微生物细胞内发生的一种氧化还原反应，在反应过程中,有机物氧化放出的电子直接交给基质本身未完全氧化的某种中间产物,同时放出能量和各种不同的代谢产物。 4、呼吸作用 ：微生物在降解底物过程中，将释放出的电子交给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能量的过程。5、无氧呼吸 ：指以无机氧化物(如NO3-，NO2-，SO42-等)代替分子氧作为最终电子受体的氧化作用。6、有氧呼吸 ：指以分子氧作为最终电子受体的氧化作用。7、生物氧化 ：生物体中有机物质氧化而产生大量能量的过程。8、光合磷酸化 ：在光能驱动下通过电子的传递而完成磷酸化产能的过程。9、合成代谢 ：微生物利用能量代谢所产生的能量，中间产物以及从外界吸收的小分子，合成复杂的细胞物质的过程为合成代谢。10、分解代谢 ：营养物质或细胞物质降解为小分子物质并伴随着能量产生的过程。11、产能代谢 ：微生物通过呼吸或发酵作用分解基质产生能量的过程。12、耗能代谢 ：微生物在合成细胞大分子化合物时消耗能量ATP 的过程。13、环式光合磷酸化 ：18 在某些光合细菌里，光反应中心的叶绿素通过吸收光而逐出电子使自己处于氧化状态，逐出的电子通过电子载体铁氧还蛋白，泛醌，细胞色素b 和细胞色素c 组成的电子传递链的传递，又返回叶绿素，从而使叶绿素分子又回复到原来的状态。电子在传递过程中产生ATP，由于在这种光合磷酸化里电子通过电子传递体的传递后又回到了叶绿素分子本身，故称环式光合磷酸化。 14、初级代谢 ：指能使营养物质转变成机体的结构物质,或对机体具有生理活性作用的物质代谢以及能为机体提供能量的一类代谢.称初级代谢。 15、初级代谢产物 ：由初级代谢产生的产物称为初级代谢产物，这类产物包括供机体进行生物合成的各种小分子前体物，单体与多聚体物质以及在能量代谢和代谢调节中起作用的各种物质。16、次级代谢 ：某些微生物为了避免在初级代谢过程中某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。 17、次级代谢产物 ：微生物在次级代谢过程中产生的产物称次级代谢产物。包括：抗生素，毒素，生长剌激素，色素和维生素等。 18、电子传递磷酸化 ：基质被氧化时脱下的电子经电子传递链传给电子受体过程中发生磷酸化作用生成ATP 的过程,一般常将电子传递磷酸化就叫做氧化磷酸化。19、氧化磷酸化 ：生物利用化合物氧化过程中所释放的能量,进行磷酸化生成ATP 的作用,称为氧化磷酸化。20巴斯德效应 ：在有氧状态下酒精发酵和糖酵解受抑制的现象，因为该理论是由巴斯德提出的，故而得名。 21底物水平磷酸化 ：是指在被氧化的底物水平上发生的磷酸化作用，即底物在被氧化的过程中，形成了某些高能磷酸化合物的中间产物，这些高能磷酸化合物的磷酸根及其所联系的高能键通过酶的作用直接转给ADP 生成ATP。 问答题一、以葡萄糖发酵的四种途径为例：1．EMP途径（Embden—Meyerhofpathway）1>第一步：生成2中间代谢产物，无氧化还原反应（即甘油醛3-磷酸）2>第二步：最后分解为丙酮酸，为氧化反应，产生4ATP，简去第一步用去的2ATP，全过程净产2ATP和2NADH。丙酮酸在不同的微生物中可还原成不同的发酵产物，如：乙醛乙醇（酵母菌）丙酮酸CO2H乳酸（乳酸菌）H2．HMP途径（Hexosemonophosphatepathway）（单磷酸己糖途径）1>HMP途径循环一次可由一分子葡糖-6-磷酸产生:5葡糖-6-磷酸6葡糖-6-磷酸6CO212NADPH2>不是产能途径,而提供大量的还原力（NADPH）和中间代谢产物.3>HMP途径也称异型乳酸发酵：葡萄糖经发酵后除产生乳酸外，还产生乙醇，乙酸和CO2.3．ED途径（Entner-Doudoroffpathway）1>ED途径从1葡萄糖最后生成2丙酮酸，1ATP，1NADPH和1NADH。2>ED途径可不依赖EMP和HMP而单独存在3>经ED途径发酵生产乙醇的方法为细菌酒精发酵，与EMP途径形成乙醇的机制不同4>ED途径广泛分布于革兰氏阴性菌中4．异型乳酸发酵（heterolacticfermentation）18 两种类型：经典途径——磷酸戊糖解酮酶途径（PK）双歧杆菌途径——磷酸己糖解酮酶途径（HK）1>经典途径(PK)1个葡萄糖经分解，发酵产生乳酸，乙醇或乙酸和CO2,,并产生1ATP和1H2O.磷酸糖解酮酶催化木酮糖-5-磷酸裂解成乙酰磷酸和甘油醛-3-磷酸.2>双歧杆菌途径(HK)2个葡萄糖经分解，发酵产生2个乳酸和3个乙酸，5分子ATP.5．发酵4种途径的关系1>4种途径相对独立，但又彼此关联2>EMP与HMP通过(葡糖-6-磷酸),果糖-6-磷酸,3-磷酸甘油醛相联3>EMP与ED通过(葡糖-6-磷酸),3-磷酸甘油醛相联4>HMP与ED通过葡糖内酯-6-磷酸相联5>异型乳酸发酵途径（磷酸解酮酶）完全依赖于HMP，通过5-P-木酮糖相联6>异型乳酸发酵途径(磷酸解酮酶)通过3-P-甘油醛与EMP相联二．呼吸作用可分作两种呼吸：有氧呼吸（aerobicrespiration）无氧呼吸（anaerobicrespiration）1．有氧呼吸1>在三羧酸循环（Tricarboxylicacidcycle,TCA）中，一个丙酮酸完全氧化为三个分子CO2，四个分子NADH和一分子FADH22>NADH经电子传递系统重新被氧化，每分子NADH可生成三分子ATP。3>FADH2经电子传递系统重新被氧化，每分子FADH2可生成两分子ATP。4>底物水平磷酸化作用产生一分子GTP，GTP可转化为ATP，所以一次TCA产生15个ATP，2个丙酮酸分子将产生30个ATP。5>每个葡萄糖分子经酵解（6+2），TCA和呼吸链（15+15），共产生6个CO2分子，6个H2O分子，38个ATP分子。6>该途径脱下的氢最终被外源分子氧接受。2．无氧呼吸1>也需细胞色素等电子传递体。2>能量释放过程中也伴随有氧化磷酸化作用（产生ATP).3>最终电子受体不是氧，而是一些无机或有机氧化型化合物NO3-，NO2-，SO42-，S2O32-，CO2等外源受体，或一些有机物如甘氨酸，延胡索酸等。三．自养微生物的生物氧化微生物从氧化无机物（或光能）获得能量，同化合成细胞物质，这种氧化称自养微生物的生物氧化，也是通过氧化磷酸化产生ATP（呼吸链）分为两种类型：化能自养微生物：能对无机物进行氧化而获得能量光能自养微生物：能利用日光辐射获得能量<一>化能自养微生物（chemoautotrophs）1．以无机物为最初底物进行氧化（NH4+、NO2-、H2S、H2、Fe2+），直接进入呼吸链。2．产能途径主要借助呼吸链的氧化磷酸化反应。3．无机底物按其相应的氧化还原势的位置进入呼吸链。18 4．自养微生物呼吸链只具有很低的氧化磷酸化效率。以硝化细菌为例：1>氧化过程造成了跨膜质子梯度差即质子动势。2>质子动势推动ATP酶合成ATP。3>由NH3氧化为NO2-或者由NO2-氧化为NO3-，经很短的呼吸链，仅产生1分子ATP。<二>光能营养微生物（Phototrophs）光能微生物——指在自然界中，能进行光能营养，能将光能转化为化学能的一些微生物，特点是利用光合色素进行光合磷酸化作用。1．光合色素光合色素——是光合生物所特有的色素，可将光能转化为化学能的关键物质.分为三类：—叶绿素或细菌叶绿素（植物或绿藻和蓝绿细菌中）—类胡萝卜素（所有光合生物中）—藻胆素（主要是藻类）2．光合磷酸化光合磷酸化——在光能驱动下通过电子的传递而完成磷酸化产能的过程。两种方式：循环光合磷酸化非循环光合磷酸化1>循环光合磷酸化（cyclicphotophosphorylation）一种存在于光合细菌中的原始光合作用机制，是以循环式方式传递电子完成磷酸化反应，一般在真细菌的光合细菌中进行（厌氧），紫、绿、菌。a）电子传递途径呈循环方式，即在光驱动下，电子从菌绿素通过类似呼吸链又回到菌绿素b）产能（ATP）与产还原力（H）分别进行。c）还原力来自H2S等无机氢供体d）不产生氧（与植物不同）（1）环式光合磷酸化光合细菌主要通过环式光合磷酸化作用产生ATP；不是利用H2O，而是利用还原态的H2、H2S等作；为还原CO2的氢供体，进行不产氧的光合作用2>非循环光合磷酸化（non-cyclicphotophosphorylation）非循环光合磷酸化——一种为植物，藻类和蓝细菌共有的光合作用机制，是以非循环方式的两个光合系统，光合系统I和光合系统II偶联而进行的光合磷酸化。a）电子的传递途径是非循环式b）在有氧条件下进行c）有PSI（含叶绿素a）和PSII（含叶绿素b）2个光合系统d）反应中可同时产ATP（自PSII），还原力（H）（自PSI）和O2（自PSII）e）还原力NADPH2中的[H]来自H2O分子的光解产物H+和电子3>紫膜的光合磷酸化（light-mediatedATPsynthesis)一种只在嗜盐菌中才有的无叶绿素或菌绿素参与的独特光合作用。也称光介导ATP合成a)在无氧条件下b)利用光能使紫膜蛋白上视黄醛辅基构象变化，质子不断去至膜外。c)建立的质子动势推动ATP酶合成ATP.四、举例说明微生物的几种发酵类型。 答：18 微生物的发酵类型主要有以下几种 乳酸发酵：如植物乳酸杆菌进行的酸泡菜发酵。 乙醇发酵：如酵母菌进行的酒清发酵。 丙酮丁醇发酵：如利用丙酮丁醇梭菌进行丙酮丁醇的发酵生产。 丁酸发酵：如由丁酸细菌引起的丁酸发酵。五、比较呼吸作用与发酵作用的主要区别。 答：.呼吸作用和发酵作用的主要区别在于基质脱下的电子的最终受体不同,发酵作用脱下的电子最终交给了底物分解的中间产物。 呼吸作用(无论是有氧呼吸还是无氧呼吸)从基质脱下的电子最终交给了氧。(有氧呼吸交给了分子氧,无氧呼吸交给了无机氧化物中的氧) 六、比较红螺菌与蓝细菌光合作用的异同。 答：红螺菌进行光合作用,是走环式光合磷酸化的途径产生ATP,没有氧气的放出。 蓝细菌进行光合作用是走非环式光合磷酸化的途径,在非环式光合磷酸化途径中,能光解水,有氧气放出,并有还原力产生。 七、合成代谢所需要的前体物有哪些? 答：合成代谢所需要的前体物有： 氨基酸 、核苷酸 、脂肪酸 、UDP-葡萄糖胺 八、试述分解代谢与合成代谢的关系。答：a）分解代谢的一些中产物可作为合成反应的起始物。b）一个分子的合成途径与它的分解途径通常不同，即不可逆向，其中至少有一个酶促反应是不同的。c）需能的生物合成途径与产能的分解反应相偶联，所以生物合成方向是不可逆的。d）调节生物合成的反应，与相应的分解代谢途径的调节机制无关，前者靠末端产物浓度调节，后者靠调节酶系。九、试述初级代谢和次级代谢与微生物生长的关系。 答：初级代谢是微生物细胞中的主代谢,它为微生物细胞提供结构物质,决定微生物细胞的生存和发展.它是微生物不可缺少的代谢。 次级代谢并不影响微生物细胞的生存，它的代谢产物并不参与组成细胞的结构物质。次生代谢产物对细胞的生存来说是可有可无的。例如,，当一个产红色色素的赛氏杆菌变为不产红色色素的菌株后，该菌照样进行生长繁殖。 十、微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义? 答：人类可利用微生物有益的次生代谢产物为人类的生产,生活服务： 利用有益抗生素防治动植物病害，如用青霉素治疗人上呼吸道感染疾病，用井岗霉素防治水稻纹枯病。 利用有益的毒素,如利用苏云金杆菌产生的伴胞晶体毒素防治鳞翅目害虫。 利用微生物生产维生素,例如利用真菌生产维生素B2。 利用微生物生产植物生长剌激素,如镰刀菌产生的赤霉素可促进植物生长 利用微生物生产生物色素安全无毒.如红曲霉产生的红色素 还可以利用霉菌生产麦角生物碱用于治疗高血压等病 十一、生物氧化的形式、过程、功能、类型？答：生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢和失去电子3种；生物氧化的过程可分为脱氢、递氢和受氢3个阶段；生物氧化的功能有产能（ATP）、产还原力【H】和产小分子中间代谢物3种；生物氧化的类型包括了呼吸、无氧呼吸和发酵3种。十二.自养微生物的CO2固定答：将空气中CO2同化成细胞物质的过程称为CO2的固定作用，固定CO2的途径主要有三个。1．卡尔文循环（Calvincycle）(蓝细菌，光合细菌等)分为3个阶段：1>CO2的固定18 2>被固定的CO2的还原3>CO2受体的再生特点：卡尔文循环每次可将6分子CO2同化成2分子甘油醛-3-P，消耗18分子ATP和12分子NADPH2。2．还原性三羧酸循环固定CO2（reverseTCAcycle）（绿菌属：绿硫菌等）分为三个阶段：1>柠檬酸裂解为草酰乙酸和乙酰—CoA，作为CO2受体2>草酰乙酸经逆向TCA循环固定和还原2分子CO2，再形成柠檬酸，可进行下一个循环。3>第一阶段裂解出的乙酰-CoA可再固定1分子CO2，形成丙酮酸。特点：关键酶是柠檬酸裂解酶（柠檬酸合成酶）这个途径共同化3个分子CO2，消耗2个分子ATP分子，同时消耗2分子NADH2，2分子Fd.H2和1分子FADH2。Fd.H2是还原态铁氧还蛋白，其功能是催化还原CO2的固定，使进入TCA循环。3．厌氧乙酰—CoA途径（anaerobicacytyl–CoApathway）（乙酸菌，甲烷菌等）分为三个阶段：1>甲基来源：一分子CO2先被还原为CHO-THF，转变为CH3-THF，然后CH3-B122>羧基来源：另一分子CO2脱氢形成CO-X与CH3-B12一起形成CH3-CO-X（乙酰脱氢酶），进一步形成乙酰-CoA。3>最终产物：乙酰-CoA可再进一步形成乙酸，或与第三CO2分子结合，形成合成代谢中的关键中间产物—丙酮酸。特点：关键酶是CO脱氢酶该途径共同化2个分子CO2（乙酸路），不消耗能（ATP），消耗4个分子H2十三.微生物结构大分子——肽聚糖的生物合成答：3个阶段:1．在细胞质中的合成在细胞质中的合成，分为两个步骤:1>由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺(G)和N-乙酰胞壁酸(M)2>由N-乙酰胞壁酸合成“Park”核苷酸2．在细胞膜中的合成在细胞膜中的合成，分为三步骤:1>由一种类脂载体—细菌萜醇（bactoprenol）将亲水性“park”核苷酸掺入细胞膜，并随后又把合成好的肽聚糖插入细胞膜外的细胞壁生长点处。2>“park”核苷酸在细胞膜上进一步接上N-乙酰葡糖胺。3>再进一步接上甘氨酸五肽桥3．在细胞膜外的合成在细胞膜外的合成，分为两步骤：1>转糖基作用：使多糖链在横向上延伸（接联）一个双糖单位。2>转肽作用：使前后2条多糖链间形成的甘氨酸五肽“桥”发生纵向交联。十四．为什么青霉素可抑制转肽作用答：因为青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸结构的类似物，在合成反应中有竞争作用。第六章微生物的生长及其控制1.菌落形成单位（cfu）：用平板菌落计数法对活菌进行计数十的计数单位。对充分分散、稀释度合适的单细胞微生物来说，一个菌落形成单位表示样品中有一个活细胞，但对成团或成链状或丝状生长的微生物来说，菌落形成单位值并非一个活细胞。2.18 同步生长：是通过获得同步培养物的手段。使微生物细胞群体内的各个个体都处于同一细胞分裂周期的特殊生长状态。3.延滞期又称停滞期：指少量单细胞微生物接种到新鲜培养液中后，在开始培养的一段时间内，因代谢系统适应新环境的需要，细胞数目没有增加的一段时期。4．接种龄：指接种物或种子的生长年龄，亦即它生长到生长曲线上哪一阶段时用来作种子的。5．指数期又称对数期：指在生长曲线中，紧接着延滞期的一段细胞数以几何级数增长的时期。6．什么叫典型生长曲线？它可分几期？划分的依据是什么？ 定量描述液体培养基中，微生物群体生长规律的实验曲线，称为生长曲线。 分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。 根据它们每小时分裂次数的不同。 7.延滞期有何特点？如何缩短延滞期？ 第一，生长速率常数为0 ；第二，细胞形态变大或增长；第三，细胞内的RNA 尤其是rRNA 含量增高，原生质呈嗜碱性；第四，合成代谢旺盛；第五，对外界不良条件如NaC1 溶液浓度、温度和抗生素等理、化因素反应敏感。 第一，用对数期的菌种接种；第二，接种量适量增大；第三，发酵培养基成分和种子培养基的成分尽量接近 8.指数期有何特点？处于此期的微生物有何应用？ 第一，生长速率常数最大；第二，细胞进行平衡成长；第三，酶系活跃，代谢旺盛 。是用作代谢、生理等研究的良好材料，是增殖噬菌体的最适宿主，也是发酵工业中用作种子的最佳材料。 9.稳定期为何会到来？有何特点？ 因为：1、 微生物有害代谢产物的积累；2 、营养物尤其是生长限制因子的耗尽；3 、营养物的比例失调；4、pH、氧化还原势等物理化学条件越来越不适宜 。特点是生长速率常数等于0，这时菌体产量达到最高点，而且菌体产量与营养物的消耗间呈现出有规律的比例关系。 10.连续培养有何特点？为何连续时间是有限的？ 第一，流入新鲜培养基和无菌空气的同时，以同样的流速流出培养物；第二，微生物长期 保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上 。因为菌种长期处于最高生长速率状态，突变严重，易使菌种退化。 11.什么是高密度培养，如何保证好氧菌的高密度培养？ 是指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养10 倍以上的生长状态或培养技术。 方法主要有：1 、选取最佳培养基成分和各成分含量；2 、补料；3 、提高溶解氧的浓度；4、 防止有害代谢产物的生成 12.目前，一般认为氧对厌氧菌毒害的机制是什么？ 氧分子形成超痒化物阴离子自由基，超痒化物阴离子自由基因为有基数电子故带负电荷，它既有分子性质，又有离子性质，其性质极不稳定，化学反应能力极强，在细胞内可破坏各种重要生物大分子和膜结构，还可形成其他活性氧化物，故对生物体的毒害非常大。厌氧菌不能合成SOD 不能使超氧阴离子自由基歧化成过氧化氢，因此在氧存在时超痒化物阴离子自由基使厌氧菌受到毒害。 13.微生物培养过程中pH 变化的规律如何？如何调整？ 升高或降低 。加入生理酸性盐或生理碱性盐，作为其培养基成分 14.试比较灭菌、消毒、防腐和化疗的异同。 灭菌是指采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。 消毒是指采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动、植物有害的病原菌而对被消毒对象基本无害的措施。 防腐是指利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖的措施。 化疗是指利用对病原菌具有高度毒力而对其宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗该宿主传染病的一种措施。 灭菌完全杀死微生物，而其它方法则是抑制微生物的生长繁殖。 18 15.影响湿热灭菌效果的主要因素有哪些？在实践中应如何正确对待？ 1.、灭菌物体含菌量越高需要灭菌的时间越长；2 、各类空气排出程度，空气要全部排尽；3 、灭菌对象PH，PH<6.0微生物已死亡PH 在6.0-8.0 之间微生物不会死亡；4 、灭菌对象的体积，大容积培养基灭菌时必须延长灭菌时间；5 、加热与散热速度，会影响培养基成分的破坏程度，应适当控制。 16.抗生素对微生物的作用机制分几类？试各举一例。 1 抑制细胞壁合成，如：青霉素 2 引起细胞壁降解，如：溶葡萄球菌素 3 干扰细胞壁，如：多粘菌素 4 抑制蛋白质合成，如：红霉素 5 抑制DNA 合成，如：灰黄霉素 6 抑制DNA 复制，如：丝裂霉素 7 抑制RNA 转录，如：放线菌素D 8 抑制RNA 合成，如：利福平 17.繁殖代数、生长速率常数的计算（P154）第七章微生物的遗传变异和育种1.遗传（heredityinheritance）——指的是发生在亲子间即上下代间的关系，即上一代生物如何将自身的一整套遗传基因稳定传递给下一代的行为或功能。2.遗传型（genotype）——又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组（genome）所携带的遗传信息。遗传型是一种内在的可能性或潜力。3.表型（phenotype）——指某一生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，与遗传型不同，是一种现实性（具体性状）4.变异（variation）——指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变，在群体中的几率为10-5~10-10，新性状是稳定，可遗传的。5.饰变（modification）——是指外表的修饰性的改变，一种不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录，转译水平上的表型变化。几乎每一个体都发生同样变化，性状变化幅度小，其遗传物质未变，故不遗传。1).表型饰变表型的差异只与环境有关特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为(橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。)2).遗传型变异（基因变异、基因突变）：遗传物质改变，导致表型改变特点：可遗传性、群体中极少数个体的行为.（自发突变频率通常为10-6-10-9）6.质粒（plasmid）——游离于核基因组以外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状dsDNA分子，cccDNA1.质粒在基因工程中的应用,优点:1）体积小，便于DNA的分离和操作2）呈环状，能保持稳定3）不受核基因组控制的独立复制始点4）拷贝数多5）存在抗药性基因等选择性标记2．质粒的种类可分为5类:接合性,抗药性,产抗生素,具生理功能,产毒.3．典型质粒简介1）F质粒（Fplasmid）18 又称F因子，致育因子（fertilityfactor）或性因子（sexfactor）是E.coli等细菌决定性别并有转移能力的质粒，100kb，为cccDNA，1/3是Tra区（transferregion），与质粒转移和性菌毛有关。2）R质粒（Rplasmid,resistanceplasmid）又称R因子（Rfactor），一种含抗性基因的质粒，细菌的抗药性来源于这种质粒，一般由两部分组成，一是抗性转移因子（resistanceTransferfactor,RTF），其二为抗性决定因子（r-determinant）前者具有复制和转移功能，后者含有各种抗性基因。3）Col质粒（colicinplasmid）又称大肠杆菌素质粒，编码细菌素（bacteriocin），能产生抑制或杀死其他近缘细菌或同种不同株的细菌。4）Ti质粒（tumorinducingplasmid）称诱癌质粒，其上的T-DNA片段会与植物细胞核基因组整合，合成冠瘿碱类（opines），200kb环状质粒，因其中的T-DNA可携带任何外源基因整合到植物基因组中，所以是当前植物基因工程中使用最广，效果最佳的克隆载体。5）Ri质粒（rootinducingplasmid）带该质粒的杆菌感染植物后可诱生大量毛状根的不定根，与Ti质粒相似，Ri质粒（250kb）中的一段T-DNA可整合到宿主根部细胞基因组中，并稳定遗传下去，故Ri质粒也已成为外源基因的良好载体。6）mega质粒（megaplasmid）一种巨大质粒，其上有一系列与共生固氮相关基因，比一般质粒大几十倍至几百倍（2.0×108~3.0×108）7）降解性质粒该质粒可为降解一系列复杂有机物的酶编码，从而使这类细菌在污水处理，环境保护等方面发挥作用。基因突变——细胞内遗传物质的分子结构或数量发生可遗传的变化，可自发或诱发产生，突变率10-6~10-9野生型（wildtypestrain）——从自然界分离到菌株突变株（mutant）——野生型经突变后形成的带有新性状的菌株一、3个经典实验（见课本P190）(一)经典转化实验1928年F.Griffith用肺炎链球菌（streptococcus,pneumoniae）两种型：S型（smooth致病，光滑型）R型（rough非致病，粗糙型）作了最早的转化实验。1．动物试验:2．细菌培养试验:3．S型菌的无细胞抽提液试验:4．转化实验:(二)噬菌体感染实验1952年，A.D.Hershey和M.chase证实了DNA是噬菌体的遗传物质基础。 放射性标记：制备含32P-DNA核心的噬菌体或含35S-蛋白质外壳的噬菌体※(三)植物病毒的重建实验1956年，H.Fraenkel-Conrat进一步用含RNA的烟草花叶病毒（tobaccomosaicvirus,TMV）证实了在病毒中，遗传的物质基础也是核酸，不过是RNA。1．裸露RNA感染实验：TMV的裸露RNA能感染烟草，患典型症状，并能分离到完整TMV粒子。2．杂合病毒感染实验：当用TMV-RNA与HRV一衣壳重建杂合病毒去感染烟草时，出现典型TMV病斑，新病毒为TMV，反之用HRV-RNA与TMV—衣壳重建，也可获相同的结果，出现典型HRV病斑。二、遗传物质在胞内的部位和方式(一)7个水平18 1．细胞水平真核和原核微生物的大部分DNA都集中在细胞核或核区（核质体）中。2．细胞核水平1）真核细胞核有核膜，原核胞核无核膜。2）真核胞核DNA与组蛋白结合，形成染色体，原核DNA呈环状双链结构，不与蛋白质相结合，核区都是遗传信息的主要负荷者。3）核区外有细胞质基因（线粒体，叶绿体），有共生生物，有质粒。3．染色体水平1）染色体数：不同生物染色体数差别很大。2）染色体倍数：指同一细胞中染色体的套数，微生物多为单倍体，真核高等生物多为双倍体。4.核酸水平1）核酸种类：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有部分病毒是RNA。2）核酸结构：绝大多数微生物的DNA是双链结构，只有少数病毒为单链结构，RNA也有单双链之分，并且，双链DNA有环状、线状和呈超螺旋状。3）DNA长度：不同微生物基因组大小差别很大，可用bp、kb、Mb作单位。5．基因水平基因——具有自主复制能力的最小遗传功能单位，其物质基础是一条以直线排列，具有特定核苷酸序列的核酸片段。每个基因一般在1000~1500bp范围，分子量6.7×105原核生物的基因调控系统是由一个操纵子和它的调节基因所组成的。每一操纵子又包括3种功能上密切相关的基因-----结构基因、操纵基因和启动基因。a）结构基因（structuregene）决定某一多肽链结构的DNA模板，通过转录（transcription和转译（translation）来完成肽链合成。b）操纵基因（操作子，operator）位于启动区和结构基因之间的一段核苷酸序列。与结构基因紧密连锁，通过阻遏物（repressor）的结合与否，控制结构基因是否转录。c）启动基因（启动子，promoter）是一种依赖于DNA的RNA多聚酶所识别的核苷酸序列，它是RNA多聚酶的结合部，也是转录的起始位点，位于操纵区之前。调节基因（regulatorgene）一般位于与操纵子有一定间隔距离（~100bp）处，能转录自己的mRNA，并转译产生阻遏物，阻遏物能识别并附着在操纵区上，从而调节操纵子中结构基因的活动（使DNA双链无法分开，阻挡RNA聚合酶的移动）。6．密码子水平遗传密码（geneticcode）——DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸排列顺序，遗传密码的信息单位是密码子（codon），由mRNA上3个连续核苷酸序列表示（三联体，triplet）7．核苷酸水平绝大多数生物的DNA组分中，都含有4种脱氧核苷酸、腺苷酸（AMP）、胸苷酸（TMP）、鸟苷酸（GMP）和胞苷酸(CMP)，只有少数例外。(一)突变类型1．营养缺陷型（auxotroph）某一野生株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子，碱基或氨基酸的能力，而无法再在基本培养基（minimummedium）上正常生长繁殖的变异类型。2．抗性突变型（resistantmutant）野生型株因发生基因突变，而产生对某化学药物或致死因子的抗性变异类型。3．条件致死突变型（conditionallethalmutant）18 某菌株或病毒经基因突变后，在某种条件下可正常生长呈现其固有的表型，而在另一种条件下却无法生长、繁殖。如Ts（温敏突变株）。4．形态突变型（morphologicalmutant）指由突变引起的个体或菌落形态的变异5．抗原突变型（antigenicmutant）指由于基因突变引起的细胞抗原结构发生变异的类型。如胞壁缺陷变异，荚膜或鞭毛变异等。6．产量突变型通过基因突变而产生的在代谢产物产量变化的突变株，分为正变株和负变株。(二)突变率（mutationrate）突变率——某一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。突变率为10-8者：1亿次分裂中，会发生1次突变，也可为1个含108个细胞群体，当其分裂成2×108个细胞时，平均发生1次突变。1．某一基因的突变是独立发生的，不影响其他基因的突变率，故双重基因突变率极低，为两者的乘积。2．一般基因的自发突变率为10-7，转座突变为10-4，无意突变为10-8。(三)基因突变的特点基因突变有以下7个共同点：1．自发性——可自发产生突变2．不对应性——突变性状与突变原因间无直接对应关系3．稀有性——突变率在10-6~10-9间4．独立性——某基因突变率不受另一种基因突变率的影响5．可诱变性——自发突变率可因诱变剂（mutagen）的影响而提高（10~105倍）6．稳定性——突变后的新遗传性状是稳定的7．可逆性——野生型株某一性状可发生正向突变，也可发生回复突变(四)基因突变自发性和不对应性的证实1.Luria的变量实验(fluctuationtest)2.Newcombe的涂布实验3.Lederberg的影印实验(五)基因突变及其机制1．诱发突变（inducedmutation）人为的利用物理，化学或生物因素提高基因自发突变的手段1）碱基的置换（substitution）指一对碱基被另一对碱基所置换的典型的点突变可分为：转换（transition）：DNA链中一个嘌呤被另一嘌呤，或一个嘧啶被另一个嘧啶所置换。颠换（transversion）：一个嘌呤被另一个嘧啶或一个嘧啶被另一个嘌呤所置换。诱变剂种类：a）直接引起置换：一类可直接与核酸的碱基发生化学反应的诱变剂，如：亚硝酸、羟胺、烷化剂等，引起DNA复制时发生转换。b）间接引起置换，是一些碱基类似物，如5-溴尿嘧啶（5-BU）、8-氮鸟嘌呤（8-NG）等，通过代谢活动掺入到DNA分子中。2）移码突变（frame-shiftmutation）使DNA序列中的一个或几个核苷酸发生增添（插入）或缺失，使其后阅读框架发生改变。诱变剂：吖啶类染料，“ICR”类化合物3)染色体畸变（chromosomalaberration）a）某些理化因子，如电离辐射（x射线等），和烷化剂亚硝酸等，能引起DNA分子的大损伤。b）转座（transposition）:DNA的非同源重组方式；从染色体某一部位转移到同一染色体的另一部位或其他染色体上某一部位的现象。18 频率为：10-5~10-7，是一种“自发性”或“内源性”基因工程转座因子的特点：1).可将新形成的拷贝以非同源重组方式转移到染色体的新部位上。2).转座因子两端各有一段一定长度的末端重复序列，可以是正向重复，也可以是反向重复。3).每个转座因子都带有一个对转座有特异功能的转座酶基因，如Tn3的转座酶为TnPA。2．自发突变（spontaneousmutation）指在无人工干预下自然发生的低频率突变，原因很多:1）背景辐射（宇宙射线）2）自身有害代谢产物（过氧化氢）3）DNA复制中碱基配对错误（频率为10-6）基因重组（generecombination）——也称遗传重组（geneticrecombination）,指两个独立的遗传基因，通过一定的途径转移到一起，形成新的稳定基因组的过程。（包括自然和人工过程）一、原核生物的基因重组(一)转化（transformation）转化——受体菌直接吸收供体菌的DNA片段，获得后者的部分遗传性状现象，杂交后代称转化子（transformant）。1．转化微生物的种类能进行转化的种类很多，如：肺炎链球菌、嗜血杆菌、芽孢杆菌、酿酒酵母菌等。2．感受态（competence）感受态——指受体细胞最易接受外源DNA片段，并能实现转化的一种生理状态。3．转化因子（transformingprinciple）转化因子——离体的DNA片段，一般15kb左右，大约15个基因，转化因子形式有不同。例如：G-细菌：只吸收dsDNA转化因子，胞内经酶解为ssDNA才能与受体基因组整合。G+细菌：只有ssDNA转化因子才能进入细胞。质粒DNA：也是良好的转化因子，但不能与核染色体发生重组。转化频率：0.1%~1.0%，最高20%，DNA浓度极低1×10-5ug/ml。4．转化过程a）供体菌dsDNA片段与感受态菌表面DNA结合蛋白（结合位点）结合，其中一条链被核酸酶水解，另一条进入细胞。b）ssDNA片段被胞内特异蛋白RecA结合，并使其与受体染色体上的同源区配对、重组，形成小段杂合DNA区。c）受体染色体复制，包括杂合区。d）细胞分裂后，形成一个转化子和一个原基因型的两个子代。5．转染（transfection）转染——用提纯的病毒DNA或RNA去感染其宿主细胞，可增殖出一群正常病毒后代的现象。(二)转导（transduction）转导——通过缺陷噬菌体（defectivephage）的媒介，把供体细胞的小片段DNA携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传性状的现象，获新性状的重组细胞为转导子（transductant）1．普遍转导经完全缺陷噬菌体对供菌基因组上任何小片段DNA进行“误包”，而将其遗传性状传递给受体菌的现象，一般以温和噬菌体为媒介。1）完全转导（completetransduction）a）噬菌体在供体菌中成熟包装时，有10-6~10-8个衣壳将与自身DNA大小相仿的宿主DNA断裂片段误包，形成不含自身DNA的完全缺陷噬菌体。即转导颗粒（transducingparticle）18 b）该完全缺陷噬菌体在感染受体菌时，可将其外源DNA片段导入受体细胞内。c）该DNA片段可与受体染色体同源区配对，并整合到染色体组上，使后者获得遗传性状稳定的重组体2）流产转导（abortivetransduction）经转导获得供体菌DNA片段的受体菌，若这段外源DNA在其内既不进行交换、整合和复制，也不迅速消失，却表现稳定的转录、转译和性状表达，该现象称流产转导。2．局限转导（restricted或specializedtransduction）通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因组整合，重组，形成转导子的现象。特点：a）只局限于传递供体菌核染色体上的个别特定基因b）该基因由部分缺陷的温和噬菌体携带c）部分缺陷噬菌体的形成是在脱离宿主核染色体时的误切或双重溶源菌的裂解d）局限转导噬菌体的产生要通过UV等因素对溶源菌的诱导1）低频转导（lowfrequencytransduction,LFT）通过一般溶源菌释放的噬菌体所进行的转导，只形成10-4~10-6转导子称低频转导，如E.coli的λ噬菌体。2）高频转导（highfrequencytransductionHFT）在局限转导中，若对双重溶源菌进行诱导，会产生50%左右的局限转导噬菌体的高频转导裂解物，从而可获得高达50%的转导子，称为高频转导。3．溶源转变（lysogenicconversion）正常温和噬菌体感染其宿主而使其发生溶源化时，因噬菌体基因整合到宿主的核基因组上，使宿主获得了除免疫性外的新遗传性状的现象，称溶源转变。溶源转变与转导的区别：a）不带外源基因的正常噬菌体b）不提供除噬菌体外的新性状，不是重组形成的稳定转导子c）获得的性状可随噬菌体的消失而消失(三)大肠杆菌的接合机制(P230)(四)原生质体融合（protoplastfusion）通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞原生质体进行融合，以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程称为原生质体融合，获得的重组子称为融合子（fusant）能进行原生质融合的生物种类很广，如原核生物的细菌，放线菌，而且还包括各种真核生物细胞，除能进行不同株和种间的融合外，还可进行属间、科间，甚至更远缘的微生物或高等生物细胞间的融合。真核微生物的基因重组(一)有性杂交（sexualhybridization）杂交——指在细胞水平上进行的一种遗传重组方式有性杂交——指不同遗传型的两性细胞间发生接合和染色体重组产生新遗传型后代的一种育种技术。(二)准性杂交（parasexualhybridization）准性生殖——在自然条件下，真核微生物体细胞间的一种自发性的原生质体融合现象。第八章微生物的生态1.、水体的自净作用答：在自然水体尤其是快速流动、氧气充足的水体中，存在着水体对有机或无机污染物的自净作用。这种“流水不腐”的实质，主要是生物学和生物化学的作用，包括好氧菌对有机物的降解作用，原生动物对细菌的吞噬作用，噬菌体对宿主的裂解作用，藻类对无机元素的吸收作用，以及浮游动物和一系列后生动物通过食物链对有机物的摄取和浓缩作用等。18 2饮用水的微生物种类主要采用以大肠杆菌为代表的大肠菌群数为指标？答：因为这类细菌是温血动物肠道中的正常菌群，数量极多，用它作指标可以灵敏的催断该水源是否曾与动物粪便接触以及污染程度如何。3.互生：两种可单独生活的生物，当他们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。例如，好氧性自生固氮菌与纤维素分解菌生活在一起时，后者分解纤维素的产物有机酸可为前者提供固氮时的营养，而前者则向后者提供氮素营养物。4.共生：是指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命、甚至达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系。5.寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。6.拮抗又称抗生：指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死他们的一种相互关系。7.捕食：一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。8.富营养化：是指水体中因氮、磷等元素含量过高而引起水体表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。9.水华：指发生在淡水水体中的富营养化现象。10．赤潮：指发生在河口、港湾或浅海等咸水区水体的营养化现象。18