微生物的生长与生存因子
第五章微生物的生长与生存因子
一、目的要求
要求学生掌握微生物生长的研究方法，了解调控微生物生长繁殖的因素。
二、教学内容
1微生物纯培养的生长
2测定微生物生长的方法
3微生物的生长规律
4影响微生物生长的因素
三、重点内容
微生物的生长测定与微生物生长的规律
四、教学方法
采用多媒体教学
微生物在适宜的条件下，不断地吸收营养物质并按照自己的代谢方式进行代谢活动，如同化作用大于异化作用，则细胞质的量不断增加，体积得以加大，于是表现为生长。所谓生长就是指生物个体由小到大的增长，即表现为细胞组分与结构在量方面的增加；繁殖是指生物个体数目的增加。但是在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而且两者始终交替进行，个体生长与繁殖的界限难以划清，因此实际上常以群体生长作为衡量微生物生长的指标。群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程。
第一节微生物纯培养的获得
微生物在自然界中不仅分布很广，而且都是混杂地生活在一起。要想研究或利用某一种微生物，必须把它众混杂的微生物类群分离出来，以得到只含有一种微生物的培养。微生物学中将在实验条件下，从一个细胞或同种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。纯培养的获得有下列几种方法。
一、平板划线分离法
有接种环以菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行
平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。
二、稀释倒平板法
先将待分离的材料用无菌水作一系列的稀释（如1∶10、1∶100、1∶1000、1∶10000…），然后分别取不同稀释液少许，与已溶化并冷却至45℃左右的琼脂培养基混合，摇匀后，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂凝固后，制成可能含菌的琼脂平板，保温培养一定时间即可出出菌落。如果稀释得当，在平板表面或琼脂培养基中就可出现分散的单个菌落，这个菌落可能就是由一个细菌细胞繁殖形成的。随后挑取该单个菌落，或重复以上操作数次，便可得到纯培养。
三、单孢子或单细胞分离法
采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养，称为单细胞（单孢子）分离法。单细胞他离法的难度与细胞或个体的大小成反比，较大的微生物如藻类、原生动物较容易，个体较小的细菌则较难。在显微镜下使用单孢子分离器进行机械操作，挑取单孢子或单细胞进行培养。也可以采用特制的毛细管在载玻片的琼脂涂层上选取单孢子并切割下来，然后移到合适的培养基进行培养。单细胞分离法对操作技术有比较高的要求，多限于高度专业化的科学研究中采用。
四、利用选择性培养基分离法
各种微生物对不同的化学试剂、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用这些特性可配制合适某种微生物而限制其它微生物生长的选择培养基，用它来培养微生物以获得纯培养。
另外，还可以将样品预处理，消除不希望分离到的微生物。如加温杀死营养菌体而保留芽孢，过滤去除丝状菌体而保留单孢子。
微生物纯培养分离方法的比较
分离方法应用范围
平皿划线法方法简便，多用于分离细菌
稀释倒平皿法即可定性，又可定量，用途广泛
单细胞挑取法局限于高度专业化的科学研究
利用选择培养基法适用于分离某些生理类型较特殊的
第二节微生物生长的测定
微生物生物情况可以通过测定单位时间里微生物数量或生物量的变化来评价。通过微生物生长的测定可以客观地评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响，或评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制（或杀死）作用的效果，或客观反应微生物的生长规律。因此微生物生长的测量在理论上和实践上有着重要的意义。微生物生长的测量有计数、重量和生理指标等方法。
1．计数法
此法通常用来测定样品中所含细菌、孢子、酵母菌等单细胞微生物的数量。计数法又分为直接计数法和间接计数两类。
（1）直接计数
这类方法是利用血球计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。此法的缺点不能区分死菌与活菌。计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面积1mm2和高o.1mm的计数室，在1mm2的面积里又被刻划成25个(或16个)中格，每个中格进一步划分成16个(或25个)小格，但计数室都是由400个小格组成。
将稀释的样品滴在计数板上，盖上盖玻片，然后在显微镜下计算4-5个中格的细菌数，并求出每个小格所含细菌的平均数，再按下面公式求出每毫升样品所含的细菌数。
每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数×400×
l0 000×稀释倍数
(2)间接计数法
此法又称活菌计数法，其原理是每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可以通过生长形成菌落。将待测样品经一系列10倍稀释，然后选择三个稀释度的菌液，分别取0.2ml放入无菌平皿，再倒入适量的已熔化并冷至45℃左右的培养基，与菌液混匀，冷却、待凝固后，放入适宜温度的培养箱或温室培养，长出菌落后，计数，按下面公式计算出原菌液的含菌数：
每毫升原菌液活菌数＝同一稀释度三个以上重复平皿
菌落平均数×稀释倍数×5
此法还可以将稀释的菌液取0.2m1加到已制备好的平板上，然后用无菌涂棒将菌液涂布整个平板表面，放入适宜温度下培养，计算菌
落数，再按上公式计算出每毫升原菌液的所含活菌总数。
此法可因操作不熟练造成污染，或因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结果不稳定。尽管如此，由于该方法能测出样品中微量的菌数，仍是教学、科研和生产上常用的一种测定细菌数的有效方法。土壤、水、牛奶、食品和其他材料中所含细菌、酵母、芽抱与抱子等的数量均可用此法测定。但不适于测定样品中丝状体微生物，例如放线菌或丝状真菌或丝状蓝细菌等的营养体等。
除上述两种常用的计数方法外，还有膜过滤法、比浊法。膜过滤法是当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器。然后将滤膜干燥、染色，并经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上(或一定面积中)的细菌数；比浊法原理是在一定范围内，菌的悬液中细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌越多，光密度越大。因此可以借助于分光光度计，在一定波长下，测定菌悬液的光密度，以光密度(O．D．)表示菌量。实验测量时一定要控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内，否则不准确。微生物计数法，发展迅速，现有多种多样的快速、简易、自动化的仪器和装置等方法。
2．重量法
此法的原理是根据每个细胞有一定的重量而设计的。它可以用于单细胞、多细胞以及丝状体微生物生长的测定。将一定体积的样品通过离心或过滤将菌体分离出来，经洗涤，再离心后直接称重，求出湿重，如果是丝状体微生物，过滤后用滤纸吸去菌丝之间的自由水，再称重求出湿重。不论是细菌样品还是丝状菌样品，可以将它们放在已知重量的平皿或烧杯内，于105℃烘干至恒重，取出放入干燥器内冷却，再称量，求出微生物干重。
如果要测定固体培养基上生长的放线菌或丝状真菌，可先加热至50℃，使琼脂熔化，过滤得菌丝体，再用50℃的生理盐水洗涤菌丝，然后按上述方法求出菌丝体的湿重或干重。
除了干重、湿重反映细胞物质重量外，还可以通过测定细胞中蛋白质或DNA的含量反映细胞物质的量。蛋白质是细胞的主要成分，含量也比较稳定，其中氮是蛋白质的重要组成元素。从一定体积的样品中分离出细胞，洗涤后，按凯氏定氮法测出总氮量。蛋白质含氮量为16％，细菌中蛋白质含量占细菌固形物的50％一80％，一般以65％为代表，有些细菌则只占13％一14％，这种变化是由菌龄和培养条件不同所产生的。因此总含氮量与蛋白质总量之间的关系可按下列公
式计算：
蛋白质总量＝含氮量×6.25
核酸DNA是微生物的重要遗传物质，每个细菌的DNA含量相当恒定，平均为8.4×10-5ng。因此从一定体积的细菌悬液中所含的细菌中提取DNA，求得DNA含量，再计算出这一定体积的细菌悬液所含的细菌总数。
3．生理指标法
对于一些非溶液的样品，要测定微生物数量除了用活菌计数法外，还可以用生理指标测定法进行测定。生理指标包括微生物的呼吸强度、耗氧量、酶活性、生物热等。这是根据微生物在生长过程中伴随出现的这些指标，样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标愈明显，因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。这类测定方法主要用于科学研究，分析微生物生理活性等。
第三节微生物的生长规律
一、细菌群体生长规律
细菌接种到均匀的液体培养基后，当细菌以二分裂法繁殖，分裂后的子细胞都具有生活能力。在不补充营养物质或移去培养物，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间时细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线称为生长曲线(growth curve)。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。
1．迟缓期(1ag phase) ．
又称延滞期、适应期。细菌接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境，因此在一段时间里并不马上分裂，细菌的数量维持恒定，或增加很少。此时胞内的RNA、蛋白质等物质含量有所增加，相对地此时的细胞体最大，说明细菌并不是处于完全静止的状态。产生迟缓期的原因，认为是微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子，
“种子”老化(即处于非对数生长期)或未充分活化，接种时造成的损伤等。在工业发酵和科研中迟缓期会增加生产周期而产生不利的影响，但是迟缓期无疑也是必需的，因为细胞分裂之前，细胞各成分的复制与装配等也需要时间，因此应该采取一定的措施：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适当扩大接种量等方式缩短迟缓期，克服不良的影响。
2．对数生长期(log phase)
又称指数生长期(exponential Phase)。细菌经过迟缓期进入对数生长期，并以最大的速率生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，而且细菌内各成分按比例有规律地增加，此时期内的细菌生长是平衡生长。对数生长期细菌的代谢活性、酶活性高而稳定，大小比较一致，生活力强，因而它广泛地在生产上用作“种子”和在科研上作为理想的实验材料。
3．稳定生长期(stationary phase)
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量)，结束对数生长期，进入稳定生长期。稳定生长期的话细菌数最高并维持稳定。如果及时采取措施，补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等可以延长稳定生长期，获得更多的菌体物质或代谢产物。
4．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，细菌死亡速率逐步增加和活细菌逐步减少，标志进入衰亡期。该时期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶。该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。
此外，不同的微生物，甚至同一种微生物对不同物质的利用能力是不同的。有的物质可直接被利用(例如葡萄糖或NH4+等)；有的需要经过一定的适应期后才能获得利用能力(例如乳糖或NO3-等)。前者通常称为速效碳源(或氮源)，后者称为迟效碳源(或氮源)。当培养基中同时含有这两类碳源(或氮源)时，微生物在生长过程中会产生二次生长现象。
二、同步培养
微生物个体生长是微生物群体生长的基础。但群体中每个个体可能分别是处于个体生长的不同阶段，因而它们的生长、生理与代谢活性等特性不一致，出现生长与分裂不同步的现象。同步培养(synchronous culture)是一种培养方法，它能使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞。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方式称为同步生长。通过同步培养方法获得的细胞被称为同步细胞或同步培养物。同步培养物常被用来研究在单个细胞上难以研究的生理与遗传特性和作为工业发酵的种子，它是一种理想的材料。
用一般培养方法获得的细胞通常是不完全同步的细胞，就是同步培养方法获得的同步细胞经几次传代之后，也会出现不同步的现象。如何使不同步转变为同步，以及如何使用同步细胞能较长时间地保持同步，这是同步培养中要研究的课题。
同步培养方法很多，可归纳为机械法与环境条件控制两类。
1．机械方法
这是一类根据微生物细胞在不同生长阶段的细胞体积与质量或根据它们同某种材料结合能力不同的原理设计出来的方法。其中常用的有：
(1)离心方法
将不同步的细胞培养物悬浮在不被这种细菌利用的糖或葡聚糖的不同梯度溶液里，通过密度梯度离心将不同细胞分布成不同的细胞带，每一细胞带的细胞大致是处于同一生长期的细胞，分别将它们取出进行培养，就可以获得同步细胞。
(2)过滤分离法
将不同步的细胞培养物通过孔径大小不同微孔滤器，从而将大小不同的细胞分开，分别将滤液中的细胞取出进行培养，获得同步细胞。
(3)硝酸纤维素滤膜法
根据细菌能紧紧结合到硝酸纤维素滤膜上的特点，将细菌悬液通过垫有硝酸纤维素滤膜的过滤器，然后将滤膜颠倒过来，再将培养基流过滤器，以洗去末结合的细菌，然后将滤器放入适宜条件
下培养一段时间，其后仍将培养基流过滤器，这时新分裂产生的细菌被洗下，分部收集并通过培养获得同步细胞。
影响微生物降解因素
影响污染物降解生物因素 影响污染物降解的生物因素我认为可以大体从三方面分析下： 一、有机物结构与生物可降解性 生物降解有机物的难易程度与有机物的结构特征有很大的关系。 首先，有机物生物降解的机理是：1、水中溶解的有机物能否扩散穿过细胞壁，是由分子的大小和溶解度决定的。目前认为低于12个碳原子的分子一般可以进入细胞。至于有机物分子的溶解度则由亲水基和疏水基决定的，当亲水基比疏水基占优势时，其溶解度就大。2、不溶于水的有机质,其疏水基比亲水基占优势,代谢反应只限于生物能接触的水和烃的界面处。尾端的疏水基溶进细胞的脂肪部分并进行β－氧化。有机物以这种形式从水和烃的界面处被逐步拉入细胞中并被代谢。微生物和不溶的有机物之间的有限接触面，妨碍了不溶解化合物的代谢速度。3、有机物分子中碳支链对代谢作用有一定影响。一般情况下，碳支链能够阻碍微生物代谢的速度,如正碳化合物比仲碳化合物容易被微生物代谢,叔碳化合物则不易被微生物代谢。这是因为微生物自身的酶须适应链的结构，在其分子支链处裂解，其中最简单的分子先被代谢。叔碳化合物有一对支链，这就要把分子作多次的裂解。具体来说，结构简单的有机物一般先降解，结构复杂的一般后降解。 二、共代谢作用 共代谢的概念：有一类物质称为外生物质或异生物质，是指一些天然条件下并不存在的由人工合成的化学物质，例如杀虫剂，杀菌剂和除草剂等，其中许多有易被各种细菌或真菌降解，有些则需添加一些有机物作为初级能源后才能降解，这一现象称为共代谢。 共代谢过程不但提出了一种新的代谢现象 ,而且已被作为一种生化技术在芳香族化合物生物解研究中得到应用。G ihon等以共代谢为手段 ,分离和确定了卤代苯和对氯甲苯的假单胞菌的氧化产物 ,这有助于研究氧进入芳香环的机制。F ocht和Alexander等应用共代谢技术建立了 DDT的环断裂机制。Horvath 利用共代谢反应步骤少的优点 ,分别确定了 2 ,3 ,6 —三氯苯甲酸降解过程中所含的氧化、脱经和脱卤反应 ,从而发现了无色杆菌代谢 2 ,3 ,6 —三氯苯甲酸的途径。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厌氧反应器中存在共代谢
影响微生物生长的理化因素
影响微生物生长的理化因素 一、温度 1、干热法： 1）焚烧：适用于无经济价值的 2）干烤：利用热空气灭菌 用法：160℃,2小时适用于玻璃器皿及耐热的器皿 特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不易杀死。 所以温度高、时间长。 2、湿热法：利用饱和热蒸汽灭菌 特点：温度低、时间短、灭菌效果好 原因：1) 菌体内含水量越高，则凝固温度越低； 2) 蒸汽冷凝会放出潜热； 3) 饱和水蒸汽穿透力强； 4) 湿热易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定性，主要破坏氢键结构。 方法：煮沸法巴斯德消毒法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌 1）煮沸消毒法 方法：水煮100℃—30min 适用：注射器、解剖用具等。可杀死所有营养体和部分芽孢。 2)巴斯德消毒法： 方法：65℃ or 71℃—15min 135 ℃ or 150 ℃—2sec 适用：牛奶、饮料等。不破坏营养物质，并杀死病原菌。 3）间歇蒸汽灭菌法：方法：37 ℃培养37 ℃培养 100℃-30min 100℃-30min 100℃-30min 用水蒸汽把培养基加热到100℃，分几次蒸煮以达到彻底灭菌又保护营养成分的目的。适用：营养含量高、不适于用高压蒸汽灭菌的特殊培养基、药品的灭菌。此法麻烦、周期长4）高压蒸汽灭菌法： 利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到高温灭菌目的的方法。 方法：一般121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）-20min。 适用：耐高温物品。 注意事项：排净冷空气；灭菌终了，缓慢降压；灭菌结束，趁热取出物品。 影响灭菌的因素： 不同菌种、不同菌龄对热的敏感性不同； 培养基成分； 灭菌时间的对数与灭菌绝对温度的倒数呈线性关系，即：灭菌温度越高，时间越短； 菌浓度对灭菌时间有影响。 高压蒸汽灭菌对培养基的影响: 会产生混浊或形成不溶性沉淀 改变某些营养成分： 1)低pH下，糖类、琼脂发生水解； 2）PO4-3存在，葡萄糖生成酮糖，菌不利用； 3）色深：还原糖羧基与蛋白质、氨基酸等在高温下发生maillard反应，使糖、蛋白质等失去营养。形成有害物质，抑制微生物生长； pH下降（通常下降0.2）； 改变培养基的体积与浓度。
环境因素对微生物生长的影响
实验六环境因素对微生物生长的影响 一、实验目的： （1）掌握物理因素、化学因素、生物因素对微生物生长的影响的原理。 （2）掌握微生物的接种方法。 二、实验原理： 微生物的生命活动是由其细胞内外一系列物化环境系统统一体所构成的，除营养条件外，影响微生物生长的环境因素，包括物理因素、化学因素和生物因素对微生物的生长繁殖、生理生化过程均能产生很大影响，总之一切不良的环境条件均能使微生物的生长受抑制，甚至导致菌体死亡。物理因素如温度，渗透压，紫外线等，对微生物的生长繁殖新陈代谢过程产生重大影响，甚至导致菌体的死亡。不同的微生物生长繁殖所需要的最适温度不同，根据微生物生长的最适温度的范围，分为高温菌，中温菌和低温菌。 自然界中绝大多数微生物中属于中温菌。不同的微生物对高温的抵抗力不同，芽孢杆菌的芽孢对高温有较强的抵抗能力。渗透压对微生物的生长有重大的影响。等渗溶液适合微生物的生长，高渗溶液可使微生物细胞脱水发生质壁分离，而低渗溶液则会使细胞吸水膨胀，甚至可能使细胞破裂。紫外线主要作用于细胞内的DNA，使同一条链的DNA 相邻嘧啶间形成的腺嘧啶二聚体。引起双链结构的扭曲变形，阻碍剪辑的正常配对，从而抑制DNA的复制，轻则使微生物发生突变，重则造成微生物的死亡。紫外线照射的量与所用紫外灯光的功率、照射距离和照射时间有关。紫外线光灯照射距离固定、照射的时间越长，则照射剂量越高。紫外线透过物质的能力弱，一层纸足以挡住紫外线的透过。 环境因素中的化学因素和生物因素，如化学药品、PH、氧、微生物间的拮抗作用和噬菌体，对微生物的生长有不同的影响化学药品中的抑菌剂或杀菌剂，有抑菌作用或杀菌作用。本实验选数种常用的药物，以实验其抑菌效能和同一药物对不同的抑制效力。 微生物作为一个群体，其生长的PH范围很广，但绝大多数种类都在PH5~9之间，而每种微生物都有生长的最高、最低和最适PH。根据微生物对氧的需求，可把微生物分为需氧微生物和厌氧微生物量大类。在半固体深层培养基管中，穿刺接种上述对氧需求不同的细菌，适温培养后，各类细菌在半固体深层培养基中的生长情况各有不同。需氧微生物生长在表面厌氧微生物生长在培养基广的底部，兼性微生物按照其好氧的程度生长在培养基的不同深度。 物理因素——PH通过影响细胞质膜的通透性，膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。 化学因素——结晶紫（染料） 通过诱导细胞裂解的方式杀死细胞。 生物因素——土霉素（抗生素）能抑制微生物生长或杀死微生物的化合物，它们主要通过抑制细菌细胞壁合成，破坏细胞质膜，作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化，抑制蛋白质和核酸合成等方式来抑制微生物的生长或杀死微生物。 三、实验材料： （1）菌种：大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌 （2）培养基：肉高蛋白胨东培养基 （3）仪器和其他物品：培养皿、移液管、紫外线灯、水浴恒温培养箱、试管、接种环、无菌水、无菌滤纸、无菌滴管。土霉素、新洁尔灭、复方新诺明、汞溴红 红药水、碘酒、结晶紫。 四、实验内容 1紫外线对微生物的影响 （1）取无菌肉高蛋白胨培养基平板3个、分别在培养皿底部表明 （2）分别取培养24小时的大肠杆菌，枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌菌液，加 在相应的平板上，再用无菌涂棒涂布均匀，然后用无菌黑纸遮盖部分平板。
影响微生物生长与死亡的因素
生长是微生物与外界环境因素共同作用的结果。环境条件的改变，可引起微生物形态、生理、生长、繁殖等特征的改变；或者抵抗、适应环境条件的某些改变；当环境条件的变化超过一定极限，则导致微生物的死亡。 为了抑制和消除微生物的有害作用，人们常采用多种物理、化学或生物学方法，来抑制或杀死微生物。常用以下术语来表示对微生物的杀灭程度。 灭菌：用物理或化学方法杀灭物体上所有的微生物（包括病原微生物和非病原微生物及细菌芽胞、霉菌孢子等），称为灭菌。 消毒：用物理或化学方法仅能杀灭物体上的病原微生物，而对非病原微生物及芽胞和孢子不一定完全杀死，称为消毒。用来消毒的药物称为消毒剂。 防腐：防止或抑制微生物生长和繁殖的方法称为防腐或抑菌。用于防腐的化学药品称为防腐剂。某些化学药物在低浓度时为防腐剂，在高浓度时则成为消毒剂。 无菌：指没有活的微生物存在。采取防止或杜绝一切微生物进入动物机体或物体的方法，称为无菌法。以无菌法操作时称为无菌操作。在进行外科手术或微生物学实验时，要求严格的无菌操作，防止微生物的污染。 不同的微生物对各种理化因子的敏感性不同，同一因素不同剂量对微生物的效应也不同，或者起灭菌作用，或者可能只起消毒或防腐作用。在了解和应用任何一种理化因素对微生物的抑制或致死作用时，还应考虑多种因素的综合效应。例如在增高温度的同时加入另一种化学药剂，则可加速对微生物的破坏作用。大肠杆菌在有酚存在的情况下，温度从30℃增至42℃时明显加快死亡；微生物的生理状态也影响理化因子的作用。营养细胞一般较孢子抗逆性差，幼龄的、代谢活跃的细胞较之老龄的、休眠的细胞易被破坏；微生物生长的培养基以及它们所处的环境对微生物遭受破坏的效应也有明显的影响。如在酸或碱中，热对微生物的破坏作用加大，培养基的粘度也影响抗菌因子的穿透能力；有机质的存在也干扰抗微生物化学因子的效应，或者由于有机物与化学药剂结合而使之失效，或者有机质覆盖于细胞表面，阻碍了化学药剂的渗入。 常见的影响微生物生长与死亡的物理、化学因素主要有： 1.温度： 温度是影响有机体生长与存活的最重要的因素之一。它对生活机体的影响表现在两方面：一方面随着温度的上升，细胞中的生物化学反应速率和生长速率加快。在一般情况下，温度每升高10℃，生化反应速率增加一倍；另一方面，机体的重要组成如蛋白质、核酸等对温度都较敏感，随着温度的增高而可能遭受不可逆的破坏。因此，只有在一定范围内，机体的代谢活动与生长繁殖才随着温度的上升而增加，当温度上升到一定程度，开始对机体产生不利影响，如再继续升高，则细胞功能急剧下降以至死亡。
微生物的生长与生存因子
第五章微生物的生长与生存因子 一、目的要求 要求学生掌握微生物生长的研究方法，了解调控微生物生长繁殖的因素。 二、教学内容 1微生物纯培养的生长 2测定微生物生长的方法 3微生物的生长规律 4影响微生物生长的因素 三、重点内容 微生物的生长测定与微生物生长的规律 四、教学方法 采用多媒体教学 微生物在适宜的条件下，不断地吸收营养物质并按照自己的代谢方式进行代谢活动，如同化作用大于异化作用，则细胞质的量不断增加，体积得以加大，于是表现为生长。所谓生长就是指生物个体由小到大的增长，即表现为细胞组分与结构在量方面的增加；繁殖是指生物个体数目的增加。但是在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而且两者始终交替进行，个体生长与繁殖的界限难以划清，因此实际上常以群体生长作为衡量微生物生长的指标。群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程。 第一节微生物纯培养的获得 微生物在自然界中不仅分布很广，而且都是混杂地生活在一起。要想研究或利用某一种微生物，必须把它众混杂的微生物类群分离出来，以得到只含有一种微生物的培养。微生物学中将在实验条件下，从一个细胞或同种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。纯培养的获得有下列几种方法。 一、平板划线分离法 有接种环以菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行
平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。
二、稀释倒平板法 先将待分离的材料用无菌水作一系列的稀释（如1∶10、1∶100、1∶1000、1∶10000…），然后分别取不同稀释液少许，与已溶化并冷却至45℃左右的琼脂培养基混合，摇匀后，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂凝固后，制成可能含菌的琼脂平板，保温培养一定时间即可出出菌落。如果稀释得当，在平板表面或琼脂培养基中就可出现分散的单个菌落，这个菌落可能就是由一个细菌细胞繁殖形成的。随后挑取该单个菌落，或重复以上操作数次，便可得到纯培养。 三、单孢子或单细胞分离法 采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养，称为单细胞（单孢子）分离法。单细胞他离法的难度与细胞或个体的大小成反比，较大的微生物如藻类、原生动物较容易，个体较小的细菌则较难。在显微镜下使用单孢子分离器进行机械操作，挑取单孢子或单细胞进行培养。也可以采用特制的毛细管在载玻片的琼脂涂层上选取单孢子并切割下来，然后移到合适的培养基进行培养。单细胞分离法对操作技术有比较高的要求，多限于高度专业化的科学研究中采用。 四、利用选择性培养基分离法 各种微生物对不同的化学试剂、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用这些特性可配制合适某种微生物而限制其它微生物生长的选择培养基，用它来培养微生物以获得纯培养。 另外，还可以将样品预处理，消除不希望分离到的微生物。如加温杀死营养菌体而保留芽孢，过滤去除丝状菌体而保留单孢子。 微生物纯培养分离方法的比较 分离方法应用范围 平皿划线法方法简便，多用于分离细菌 稀释倒平皿法即可定性，又可定量，用途广泛 单细胞挑取法局限于高度专业化的科学研究 利用选择培养基法适用于分离某些生理类型较特殊的
微生物历年考研真题及答案
部分招生单位研究生入学历年考试真题 2004年北京师范大学攻读硕士研究生入学考试试题 一、名词解释（每题3分，共45分） 1．Ames试验 2．包膜 J．胞吞作用 4．不亲和性 5．Col质粒 6．端粒7．附加体 8．感染复数 9．回文结构 10.末端重复 11.轻链 12.噬菌体 展示 13.卫星RNA 14.致育因子 15.原毒素 二、简要回答题（每题5分，共45分） 1．说明控制微生物生长繁殖的主要方法及原理。 2．SASR病毒粒子及其基因组的基本结构是什么？ 3．以简要的图示和文字说明酿酒酵母菌的生活史。 4．溶源性细菌有哪些特性？ 5．什么是细菌群体的生长曲线？它在生产上有哪些应用？ 6．病毒壳体结构有哪几种对称形式？病毒粒子主要结构类型有哪些？ 7．固氮微生物中大多为好氧菌，它们如何保证固氮酶既不被氧灭活，又能提供必要的氧产生ATP进行固氮？ 8．说明红硫细菌，枯草杆菌，硝化细菌的营养及获能方式。 9．什么是病毒的一步生长曲线？该曲线中各时期的特点是什么？ 三、试验设计（每题15分，共30分） 1．设计一个实验程序，以确保在对未知菌进行革兰氏染色时操作正确，结果可靠。 2．设计一套从自然界筛选分离一株对聚氯联苯类农药降解能力高的菌株的 方案。 四、问答题（每题15分，共30分） 1．什么是营养缺陷型？如何从诱变菌株中筛选出营养缺陷型。 2．光合细菌有哪几类？细菌的光合作用与绿色植物的光合作用之间有什么 不同？ 2005年北京师范大学攻读硕士研究生入学考试试题 一、名词解释（每题3分，共45分） 1．半抗原 2．表型 3．病毒入胞 4．病毒因子 5．超敏反应 6．反向末端重复 7．分段基因组 8．富集培养 9．干扰素 IO.感受态细胞 11.核壳 12.类囊体 13.免疫原性 14．原养型 15．微生物传感器 二、简要回答题（每题5分，共45分） 1．RNA是微生物的遗传物质吗？为什么？ 2．HIV病毒粒子中的逆转录酶的生物学功能是什么？ 3．以简要的图示和文字说明路德类酵母菌的生活史。 4．什么是Stickland反应？图示其反应机制。 5．简述Ames试验及其实际应用意义。 6．什么是COD?如何测定COD。 7．什么是特异性免疫？其意义何在？ 8．简述嗜盐细菌视紫红质的光合作用。 9．简述微生物新陈代谢中末端产物抑制作用。 三、分析以下实验结果并简要说明理由（20分）
微生物的遗传变异与育种答案
第七章习题答案 一.名词解释 1.转座因子：具有转座作用的一段DNA序列. 2.普遍转导：通过极少数完全缺陷噬菌体对供体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称为普遍转导。 3.准性生殖：是一种类似于有性生殖,但比它更为原始的两性生殖方式,这是一种在同种而不同菌株的体细胞间发生的融合,它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子. 4.艾姆氏试验：是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的简便有效方法 5.局限转导：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体的少数特定基因携带到受体菌中,并与后者的基因整合,重合,形成转导子的现象. 6.移码突变：诱变剂使DNA序列中的一个或几个核苷酸发生增添或缺失,从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变. 7.感受态：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. 8. 高频重组菌株：该细胞的F质粒已从游离态转变为整合态,当与F- 菌株相接合时,发生基因重组的频率非常高. 9.基因工程：通过人工方法将目的基因与载体DNA分子连接起来，然后导入受体细胞，从而使受体细胞获得新的遗传性状的一种育种措施称基因工程。 10.限制性内切酶：是一类能够识别双链DNA分子的特定序列，并能在识别位点内部或附近进行切割的内切酶。
11.基因治疗：是指向靶细胞中引入具有正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，从而达到治疗的目的。 12.克隆：作为名词，也称为克隆子，它是指带有相同DNA序列的一个群体可以是质粒，也可以是基因组相同的细菌细胞群体。作为动词，克隆是指利用DNA体外重组技术，将一个特定的基因或DNA序列插入一个载体DNA分子上，进行扩增。 二. 填空 1.微生物修复因UV而受损DNA的作用有光复活作用和切除修复. 2.基因组是指一种生物的全套基因。 3.基因工程中取得目的基因的途径有_____3_____条。 4.基因突变可分为点突变和染色体突变两种类型。 5.基因中碱基的置换(substitution)是典型的点突变。置换可分两类：DNA链中一个嘌呤被另一个嘌呤所置换或是一个嘧啶被另一个嘧啶所置换，被称为转换；而DNA链中一个嘌呤被另一个嘧啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换，被称为颠换。 6.诱变剂导致DNA序列中增添（插入）或缺失一个或少数几个核苷酸，从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框发生改变，并进一步引起转录和翻译错误的一类突变称为移码突变。 序列通过非同源重组的方式,从染色体某一部位转移到同一染色体上另一部位或其他染色体上某一部位的现象,被称为转座.凡具有转座作用的一段DNA序列,称转座因子,包括原核生物中的插入顺序转座子和的Mu噬菌体. 8.把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下,死亡率可明显降低,此现象称为光复活.最早是1949年有在灰色链霉菌中发现.
环境因素对微生物生长的影响.doc
环境因素对微生物生长的影响 ?一、温度的影响 ?1.高温的影响一般来说无芽孢的细菌在水中加热到100℃迅速死亡。?（一）高温杀菌的机理 ?提问：？ 1）蛋白质、核酸变性2）细胞膜溶解细胞膜中的脂类在高温作用下溶解，“失血过多”（二）影响高温杀菌的因素 ?细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热 1）细菌种类 2）含水量 ?细菌细胞含水量高的更容易被杀死。 分子层次现象——蛋白质的凝固温度与含水量有关，含水量越高，蛋白质凝固温度越低，反之亦然。3）芽孢 4）湿热与干热 湿热—水蒸汽（121℃ 20～30min） 干热—热空气（160～170℃ 2h灭菌） ?提问：？湿热灭菌温度低时间短?保水（热空气蒸发蛋白质水分）； ?蒸汽冷凝放热； ?凝水热传导能力强于空气；2.适宜温度 ?提问：为什么会存在适宜温度？ ?酶的活性 ?根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类，
?嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌。 ?废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度多在30℃左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。 3．低温 ?低温——细胞结冻～最适温度下限 ?进入休眠状态 ?提问：？ 酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞；?膜细胞流动性变差。?一旦获得适宜温度，即可恢复活性 ?提问：细胞内外冻结易导致死亡，原因何在？ ?冰渣导致细胞膜破裂，失“血”过多 ?嗜中温菌（耐冷喜温）一般在5℃以下处于休眠状态，因此通常实验室用冰箱的4℃冷藏温度保藏细菌，或甘油、石蜡冷冻保存菌种 ？低温下冷藏的食物变质 ———嗜冷细菌（或霉菌）的最适宜温度在5～15℃之间。 提问：嗜冷细菌的秘密武器是什么？?—具备低温活性酶 —细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。二、p H的影响 ?大多数细菌最适环境p H为6～8，可生存的p H范围在4～10之间。 ?研究表明细胞内部由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲及细菌能动的调节，p H一般都保持中性，环境的p H难以影响细胞内的p H变化。 ?提问：外界的pH变化如何对细菌产生影响？ 1.影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性 ?从而影响营养物的正常吸收与转运 2.影响营养物的解离与吸收 ?主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸
五节微生物中的转座因子
第五节微生物中的转座因子 转座因子（transposable element，TE）是一类广泛存在于细菌、病毒和真核生物DNA分子中一段可自主改变自身座位的DNA片段，它可以在同一细胞内DNA复制子间转移，也可以在一个复制子内部转移。 转座因子是20世纪40年代由Barbara McClintock在进行玉米的遗传学研究时首先发现的，她因此而荣获了1983年度的诺贝尔奖。尔后在细菌中得到了广泛和深入的研究。 转座因子的共同特征是：插入寄主DNA后，导致基因失活；插入时在靶DNA位点产生一个短的正向重复顺序。 一转座子的发现和分类 转座因子：是基因组内一段相对独立的、可移动序列，它们不必借用噬菌体或质粒的形式就可以从基因组的一个部位直接转移到另一个部位，这个过程称为转（transposition）。 转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁，所以转座子又称跳跃基因（jumping gene）。 转座子的转座特点（1）基因组内移动；（2）不依赖于供体与受体间的序列关系；（3）一般仅移动转座子序列本身。 根据转座因子的转座机理，将转座因子分为两类： 第一类是DNA转座子(DNA transposon)，其转座过程是从DNA→DNA，这类转座因子存在于原核生物和真核生物中，如细菌的转座子和插入序列； 第二类是反转座子(retrotransposon)，其转座过程是以RNA为中间体，即从DNA→RNA→cDNA → DNA转座。 二、细菌转座因子的类型和结构 细菌转座因子分为四个类型：插入序列（insertion sequence，IS）转座子（transposon，Tn）转座噬菌体（Mu） 接合型转座子 一）、插入序列 插入序列也称IS因子，它是最简单的转座因子。IS因子的长度一般为0.7-2.5 kb。 ?最简单的转座因子，不含任何宿主基因的可转座的DNA序列（insertion sequences, IS）。 ?IS元件是独立的结构单位，每个元件只编码为自身转座所需要的蛋白质。 ?IS元件的末端为短的反向末端重复序列（inverted terminal repeats）。 插入序列的结构有以下3个特点： ①在IS的两端含有长度为10～40bp反向重复序列（inverted repeat sequence，IR），两端的反向重复序列在IS的切割和DNA链转移中起作用。 ②大多数IS都含有一个编码转座酶（Transposnase 简称Tnp）的长编码区，其启动子位于一端的反向重复序列之内，而刚好终止于另一端的反向重复序列之前或之内。 转座酶负责识别切割转座子的两端以及在靶位点造成切口。有些IS含有2个或2个以上的开放阅读框架，它们除编码转座酶外，还编码用于调控转座酶活性的调节蛋白。 ③在IS插入时，在靶DNA位点产生一个短的、长度一般为3-9bp正向重复顺序(direct repeat sequence，DR)，分布在IS的两侧。 ?插入位点一般是随机的，很少是位点专一的。 ?转座是罕见事件，与自发突变率处于同一数量级，约为每代10-6一10-7。插入片段精确切离后，可使IS诱发的突变回复为野 生型，但这种概率很低，每代只有10-6一10-10。不精确切离可使插入位置附近的宿主基因发生缺失。 二）、细菌转座子 几乎就在发现IS因子的同时，微生物学家和遗传学家注意到细菌中某些对抗抗生素的基因能从一种DNA分子转移到另一种DNA分子。因此，将带有抗性基因并能在不同的DNA分子之间移动的遗传单位叫做细菌转座子(bacterial transposon，Tn)。Tn分子一般在2000~25000 bp，两端反向重复序列 Tn与IS的主要区别是携带与转座无关的药物抗性或其他特性的基因。Tn一般具有抗生素抗性的基因，因为这些基因容易鉴别，故研究得较为广泛和深入。 ?某些Tn的反向重复序列是已知的IS，带有IS的Tn也称为复合型转座子，如Tn5、Tn10、Tn903 ?不含有IS的Tn称为简单转座子，如Tn3 ?没有IS序列，体积庞大的转座子称为TnA家族 细菌抗药性转座子一般可分为两类：复合转座子(composite transposon) 复杂转座子(complex transposon) 1.复合转座子：复合转座子是由两个完全相同或类似的插入序列IS和某种抗药性基因组成的复合因子，IS作为Tn的两个臂或称两个末端，两个IS在Tn中做正向或反向排列。在这类转座子中，IS可以带动整个Tn的转座，也可单独进行转座。
微生物复习知识点
微生物知识点 一、名词解释 第一章绪论 微生物：指在自然界广泛分布的个体微小，结构简单，肉眼不能看到，需借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍，几千倍，甚至几万倍才能看到的微小生物的统称。 菌株（又称品系）：表示由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯菌群。 第二章细菌 原生质体：在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形，对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。 球状体（原生质球）：针对革兰氏阴性细菌加溶菌酶和EDTA处理后而获得的残留部分细胞壁的球形体。 芽孢：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形，厚壁，含水量极低，抗逆性极强的休眠体。伴孢晶体：少数芽孢杆菌在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体。 鞭毛：某些细菌从细胞内向细胞外伸出地细长波状弯曲的丝状物。是细菌的运动器官。 培养基：培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养物质。 外毒素：病原细菌，主要是一些革兰氏阴性菌，在生长过程中合成并分泌到细胞外的毒素，化学本质是蛋白质。 类毒素：因外毒素对热和某些化学物质敏感，可以脱毒形成类毒素。 内毒素：革兰氏阴性菌的细胞壁物质，主要成分是脂多糖，当菌体裂解时释放发挥毒性，即内毒素。 放线菌：是一类介于细菌和丝状真菌之间，在形态上具有分支状菌丝，菌落形态和霉菌相似，以孢子进行繁殖，革兰染色多为阳性的单细胞原核细胞型微生物。 生长曲线：将一定数量的细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞的数量，以培养时间为横坐标，以菌数的对数为纵坐标作图，得到一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。 热原质：泛指那些能引起机体发热的物质，依据其来源不同可分为内源性热原质和外源性热原质。 第四章病毒 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。 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 式称为复制。 烈性噬菌体：感染宿主细胞后能在细胞内正常复制并最终杀死细胞，形成裂解循环。其裂解周期和病毒的复制周期一致。包括吸附，侵入大分子合成装配和释放四个阶段。 温和噬菌体（溶源性噬菌体）：感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在在宿主细胞内，没有成 熟噬菌体产生。这一现象叫做溶源性现象。 病毒的干扰现象：俩个病毒感染同一细胞或机体时，常出现一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象，成为病毒的干扰现象。 干扰素：是机体受到病毒或其他干扰素诱生剂刺激，由机体细胞产生的一种具有生理活性的蛋白质。 第五章消毒与灭菌 正常菌群：人类的体表与外界相连得腔道都有微生物的存在、其中一部分长期生活，在正常情况下不致病。称为人的正常菌群。 条件致病菌：人体的正常微生物菌群一旦进入非正常群居部位或生态结构发生改变而引起人类疾病的微生物。 第六章抗生素 抗生素：是生物（包括微生物、植物和动物）在其生命活动过程中所产生的（或由其他方法获得的），在低微浓度时就能抑制或影响它种生物功能的有机物质，比如杀死微生物或抑制其生长。 第八章微生物的遗传与变异
影响微生物生长的环境因子微生物的生长受到环境中的物理及化学
微生物的生長受到環境中的物理及化學因素的影響極大，瞭解這些因子如何影響微生物的生長，有助於我們管制微生物及明瞭微生物在自然界中分佈的情形。 （1）水分與滲透壓- 置於「高張溶液」時（溶液中溶有較多的溶質，滲透壓比細胞內高，例如鹽水與糖水），水分會從細胞中流出，導致細胞的萎縮，微生物的生長則會受到限制；例如以大量鹽或糖醃漬食品可以防止微生物的繁殖，具有保存食品的功效。而當細胞置於「低張溶液」時（滲透壓低於細胞內，例如蒸餾水），水分又會向細胞內擴散，使細胞膨脹；由於多數藻類、真菌、及細菌具有一堅硬的細胞壁，因此細胞可以大致維持其形狀而不會漲破；但如原生動物的細胞因無細胞壁，則必須具備特殊構造將不斷滲入的水分排出，否則細胞將因不斷膨脹而破裂。 自然界中也有許多微生物具有「耐滲透壓」甚至「嗜滲透壓」的本領。這些微生物常見之於鹽度極高的水域中，例如以色列與約旦間的死海、猶他州的大鹽湖、及一般的鹽田中。這些水中含有高濃度的鹽份，滲透壓極大，一般的生物無法在此環境下生存，但這些耐鹽或嗜鹽的微生物卻可於其中正常生長與繁殖。由於嗜鹽生物在演化上發展出必須在高滲透壓下方能生長的適應性，因此也限制了它們的分佈。如將嗜鹽微生物置入一般的海水或淡水中，其細胞會因外界水分的不斷滲入而漲破死亡。 （2）pH質（酸鹼度） 大多數的微生物偏好在中性的環境下生長，過酸或過鹼都會抑制其生長。但是也有些微生物是所謂的「嗜酸生物」或「嗜鹼生物」，它們可在酸性或鹼性的環境中生長。例如乳酸菌、醋酸菌偏好酸性的環境，造成人類胃潰瘍的幽門螺旋菌則可在胃酸中存活；此外也有一些酸性溫泉中的細菌可耐酸達到pH 1~2左右。而一些嗜鹼微生物則可生活在pH 10以上。 （3）溫度- 微生物依其對溫度的愛好可分為「嗜低溫生物」、「嗜中溫生物」、及「嗜高溫生物」（圖5-2）。我們人類活動的環境中以嗜中溫微生物最多；包括所有的人類共生菌及致病菌。嗜低溫微生物常可在0℃~20℃之間生長，例如從南北極或深海中分離出的微生物大多屬於此類生物。而嗜高溫生物則通常生存在溫泉中或海底火山口附近，它們通常需要至少在45℃以上的環境才能生長；某些種類甚至可在接近100℃的溫泉中生活。目前所知的最高溫度紀錄是生活在海底火山口的一些硫化細菌，它們可耐高達135℃的溫度！這些嗜高溫生物在如此高溫下是如何保護它們的蛋白質不會變性，一直是科學家們所深感興趣並在積極探討研究的題目。值得注意的是，許多嗜中溫
第六章 微生物的生长及其控制
第六章微生物的生长及其控制 一、名词解释 生长，繁殖，生长限制因子，活菌染色法，菌落形成单位（cfu），同步生长，同步培养，生长产量常数，恒浊器，恒化器，连续发酵，嗜冷菌，中温菌，嗜热菌，生长曲线，最适生长温度，世代时间，专性好氧菌，兼性厌氧菌，微好氧菌，耐氧菌，厌氧菌，超氧阴离子自由基，超氧化物歧化酶(SOD),PRAS培养基，厌氧罐，亨盖特滚管技术，厌氧手套箱，摇瓶培养，曲，曲法培养，通风曲，污染，巴氏消毒法，间歇灭菌法，连续加压蒸气灭菌法，梅拉特反应，石炭酸系数，抗生素，抗代谢药物，选择毒力，（抗生素）效价，半合成抗生素，6-APA，生物药物素、热死温度、分批培养、灭菌、防腐、最低致死量、二次生长现象。 二、填空题 1.巴氏消毒法是低温湿热消毒法，处理温度变化很大，一般在温度_____处理 ________，具体方法可以分两类_________和_________。 2.巴斯德消毒法的工艺条件是_________________________________。 3.调味品饮料中常加入______________作为防腐剂。 4.高压蒸汽灭菌法一般要求温度达到_________，维持时间_________。 5.根据微生物与氧气的关系可以将微生物分为好氧菌和厌氧菌，由可进一步细 分为5类________、_________、_________、_________和_________。 6.工业发酵采用接种量为种子：发酵培养基=_______来缩短延滞期。 7.获得微生物同步生长的方法主要有两类：____________和___________。 8.计算世代时间应在细菌生长的______期进行，如培养细菌的目的在于获得 大量菌体，应在培养的______期进行收获。 9.连续培养的方法主要有_______________ 和_______________ 两种。 10.生长速率常数（R）和代时（G）的关系为__________________。 11.室温型微生物的最低生长温度为_____，最适为______，最高为_______。 12.微生物按其生长温度范围可分为3 类：_______、______ 和_____。 13.微生物生长温度三基点为________、_________和_________。 14.稳定期微生物生长速率常数为_________。 15.细菌纯培养的生长曲线可分为______、_______、______、______四个时期。 16.消毒和灭菌的区别是____________________________________。
影响微生物生长的主要因素
影响微生物生长的主要因素 1. 内容 1.温度 温度是影响微生物生长的一个重要的因子。温度太低，可使原生质膜处于凝固状态，不能正常地进行营养物质的运输或形成质子梯度，因而生长不能进行。当温度升高时，细胞内化学和酶反应以较快的速率进行，生长速率加快。但当超过某一温度时，蛋白质、核酸和细胞其他成分就会发生不可逆的变性作用。 温度对微生物的影响表现在： （1）影响酶活性。 （2）影响细胞质膜的流动性，温度高流动性大，有利于物质的运输；温度低流动性降低，不利于物质运输，因此温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的必泌。 （3）影响物质的溶解度。 2.pH pH影响微生物的生长，因为pH通过影响细胞质膜的透性、膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。 每种微生物都有一个可生长的pH范围，以及最适生长pH。大多数自然环境pH为5-9，适合于多数微生物的生长。只有少数微生物能够在低于pH2或大于pH10的环境中生长。 根据微生物生长对pH的要求范围，可分：嗜酸性微生物、嗜中性微生物、嗜碱性微生物。 3.氧 根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为好氧、微好氧、氧的忍耐型、兼性厌氧、专性厌氧等五种类型。 4.营养物质的组成和浓度 培养基中的营养物质的浓度对微生物的生长也有很大影响。 影响表现： 微生物的生长速率：在微生物培养中，某种基本营养物质被耗尽也可使微生物的生长停止。即使培养基中没有任何毒物存在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始； 微生物细胞的生物量：在分批培养中，当底物利用速率达到零时，微生物的生长也恰好到达稳定期，此时，底物转化为细胞的产率已达最大。 2. 练习 一、选择题 1.消毒效果最好的乙醇浓度为：（）
影响微生物生长的主要因素
影响微生物生长的主要因素1. 内容 1.温度 温度是影响微生物生长的一个重要的因子。温度太低，可使原生质膜处于凝固状态，不能正常地进行营养物质的运输或形成质子梯度，因而生长不能进行。当温度升高时，细胞内化学和酶反应以较快的速率进行，生长速率加快。但当超过某一温度时，蛋白质、核酸和细胞其他成分就会发生不可逆的变性作用。 温度对微生物的影响表现在： （1）影响酶活性。 （2）影响细胞质膜的流动性，温度高流动性大，有利于物质的运输；温度低流动性降低，不利于物质运输，因此温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的必泌。 （3）影响物质的溶解度。 pH影响微生物的生长，因为pH通过影响细胞质膜的透性、膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。 每种微生物都有一个可生长的pH范围，以及最适生长pH。大多数自然环境pH为5-9，适合于多数微生物的生长。只有少数微生物能够在低于pH2或大于pH10的环境中生长。 根据微生物生长对pH的要求范围，可分：嗜酸性微生物、嗜中性微生物、嗜碱性微生物。 3.氧 根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为好氧、微好氧、氧的忍耐型、兼性厌氧、专性厌氧等五种类型。 4.营养物质的组成和浓度 培养基中的营养物质的浓度对微生物的生长也有很大影响。 影响表现： 微生物的生长速率：在微生物培养中，某种基本营养物质被耗尽也可使微生物的生长停止。即使培养基中没有任何毒物存在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始； 微生物细胞的生物量：在分批培养中，当底物利用速率达到零时，微生物的生长也恰好到达稳定期，此时，底物转化为细胞的产率已达最大。 2. 练习 一、选择题 1.消毒效果最好的乙醇浓度为：（） %。 %。 %
第7章微生物遗传习题
第七章微生物遗传习题 填空题： 1．___ Griffith___是第一个发现转化现象的。并将引起转化的遗传物质称为___转化因子____。 2．Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA和蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物，然后分别与___无毒的R 型细胞___混合，结果发现，只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化活性，说明DNA是转化所必须的转化因子。 噬菌体的DNA，用S35标记的蛋白质外壳所进行的感染实验证实：3．Alfred D.Hershey和Martha Chase用P32标记T 2 DNA携带有T 的___全部遗传信息___。 2 4．H. Fraenkel Conrat用含RNA的烟草花叶病毒进行的拆分与重建，实验证明___ RNA ___也是遗传物质。 5．细菌在一般情况下是一套基因，即___单倍体___；真核微生物通常是有两套基因又称___二倍体___。 6．近年来对微生物基因组序列的测定表明，能进行独立生活的最小基因组是一种___生殖道支原体___，只含473个基因。 7．大肠杆菌基因组为___双链环状___的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中，该小体被称为___拟核___。 8．大肠杆菌基因组的主要特点是：遗传信息的___连续性___，功能相关的结构基因组成___操纵子结构___，结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝，基因组的重复序列少而短。 9．酵母菌基因组最显著的特点是___高度重复___，酵母基因组全序列测定完成后，在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序列，并称之为___遗传丰余___。 10．詹氏甲烷球菌全基因组序列分析结果完全证实了1977年由___ Woese ___等人提出的___三域学说___。因此有人称之为“里程碑”的研究成果。 11．詹氏甲烷球菌只有40％左右的基因与其他二界生物有同源性，其中有的类似于___真细菌___，有的则类似于___真核生物___，有的就是两者融合。 12．质粒通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中，但从细胞中分离的质粒大多是3种构型，即___CCC ___型、___ OC ___型和___ L ___型。 13．___Col___质粒首先发现于大肠杆菌中而得名，该质粒含有编码大肠菌素的基因，大肠菌素是一种细菌蛋白，只杀死近缘且不含___ Col ___质粒的菌株，而宿主不受其产生的细菌素的影响。 14．用一定浓度的吖啶橙染料或其他能干扰质粒复制而对染色体复制影响较小的理化因子处理细胞，可___消除质粒____。 15．原核生物中的转座因子有3种类型：___插入顺序____、____转座子___和___某些特殊病毒____。 16．当DNA的某一位置的结构发生改变时，并不意味着一定会产生突变，因为细胞内存在一系列的___修复系统____，能清除或纠正不正常的DNA分子结构和损伤，从而阻止突变的发生。 17．营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段，由于这类突变型在____选择培养基(或基本培养基)___上不生长，所以是一种负选择标记，需采用___影印平板____的方法进行分离。 18．两株多重营养缺陷型菌株只有在混合培养后才能在基本培养墓上长出原养型菌落，而未混合的两亲菌均不能在基本培养基上生长，说明长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传___交换____和___重组____所致。 19．在___普遍性____转导中，噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中；而在___局限性____转导中，噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。 20．根据感受态建立方式，可以分为____自然遗传___转化和___人22____转化，前者感受态的出现是细胞一定生长阶段的生理特性；后者则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNA的能力，或人为地将DNA导人细胞内。21．大多数酵母菌株含有一种称之为____2μm ___的质粒，它们是封闭环状的双链DNA分子，周长约6Kb，以高拷贝数存在于酵母细胞中，每个单倍体基因组含60-100个拷贝，约占酵母细胞总DNA的30％。 22．线粒体的核糖体在大小上类似于原核生物的核糖体，线粒体与细菌之间的近缘关系，支持真核的细胞器(线粒体、叶绿体)是由___内共生细菌____演化出来的假设。 23．丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和___准性生殖____过程，并通过遗传分析进行的，而___准性生殖____是丝状真菌，特别是不产生有性孢子的丝状真菌特有的遗传现象。 24．为了提高诱变效率，常用物理、化学两种诱变剂___交替使用____，待诱变的菌株或孢子悬液一定要混匀，使其能均匀接触诱变剂。 25．原生质体融合技术主要包括原生质体的___制备____、原生质体的___融合____、原生质体___再生____ 和融合子选择等步骤。 选择题（4个答案选1）： 1．Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有毒的s型细胞抽提物，选择性地破坏这些细胞成分，然后分别与无毒的R型细胞混合；结果发现，只有( (3) )被酶解而遭到破坏的抽提物无转化作用，说明DNA是转化所必须的转化因子。
第八章 微物的遗传和变异 复习题解
第八章微生物的遗传和变异习题与题解 一、填空题 1、证明DNA是遗传物质的事例很多，其中最直接的证明有1928年Griffith的细菌转化实验、Avery等的1944年发表的细菌细胞抽提物的降解、转化实验和1952年Alfred等进行的35S、32P标记的T2噬菌体繁殖实验。 而1956年，H.Fraenkel-Conrat 用RNA病毒（烟草花叶病毒TMV）所进行的拆分和重建实验，证明了RNA也是遗传物质。 2、细菌在一般情况下是一套基因，即单倍体；真核微生物通常是有两套基因又称二倍体。 3、大肠杆菌基因组为双链环状的在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中，该小体被称为拟核。 4、酵母菌基因组最显著的特点是高度重复。酵母基因组全序列测定完成后，在其基因组上发现了许多较高同源性的DNA重复序列，称之为遗传丰余。 5、质粒DNA分子存在于细胞中，但从细胞中分离的质粒大多是3种构型，即CCC型、OC型和L型。 6、转座因子1）是细胞中位于染色体或质粒上能改变自身位置（如从染色体或质粒的一个位点转到另一个位点，或者在两个复制子之间转移）的一段DNA序列。2）原核微生物中的转座因子有三种类型：插入序列（IS）、转座子（Tn）和某些特殊病毒（如Mu）。 3）转座因子可引发多种遗传变化，主要包括插入突变、产生染色体畸变、基因的移动和重排。 7、在普遍性转导中，噬菌体可以将供体细菌染色体的任何部分转导到受体细菌中；而在局限性转导中，噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。 8、细菌的结合作用是指细菌与细菌的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程 9、线粒体遗传特征的遗传发生在核外，且在有丝分裂和减数分裂过程以外，因此它是一种细胞质遗传。 10、丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和准性生殖过程，并通过遗传分析进行的，而准性生殖是丝状真菌，特别是不产生有性孢子的丝状真菌特有的遗传现象。准性生殖是指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。在该过程中，染色体的交换和减少，不像有性生殖那样有规律，而且也是不协调的。