微生物学 第七章
第七章 第二节、微生物代谢与生长
反馈抑制
其它实例：谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成
2.分支代谢途径中的反馈抑制：
在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂，为了避免在 一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供 应，微生物发展出多种调节方式。主要有： 同功酶的调节， 顺序反馈，协同反馈，积累反馈调节等。
五、微生物的代谢调控
• 微生物代谢过程中的自我调节 • 酶活性的调节 • 酶合成的调节
☆微生物自我调节代谢的方式
1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞
如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物才合 成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质的酶 系统。
2.通过酶的定位控制酶与底物的接触 3.控制代谢物流向:
1、有氧呼吸
概念:是以分子氧作为最终电子(或氢)受体的氧化 过程；是最普遍、最重要的生物氧化方式。 途径：EMP,TCA循环 特点：必须指出，在有氧呼吸作用中，底物的氧化 作用不与氧的还原作用直接偶联，而是底物在氧化 过程中释放的电子先通过电子传递链（由各种电子 传递体，如NAD,FAD,辅酶Q和各种细胞色素组成） 最后才传递到氧。
在工业发酵和科研中通常采取一定的措施缩短延滞期：
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.对数期
特点：细菌数量呈对数增加；生长速度常数R最大；酶系活跃， 细菌代谢旺盛；群体中的细胞化学组成及形态、生理特征一 致，且细菌的形态、大小、染色性均典型，对外界环境因素 的作用比较敏感。
影响指数期微生物增代时间的因素 菌种；营养成分；营养物的浓度 发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度； 实验室研究细菌生物学性状和做药敏试验选取用对数期细菌 为佳（多数为8~18h培养的培养物）
第七章工业微生物诱变育种
丝状菌孢子壁较厚，表面蜡质也会阻碍诱变剂渗入。 或需用洗衣粉、脂肪酶、表面活性剂等处理去除蜡质。
（三）环境条件的影响
1、诱变前预培养和诱变后培养
预培养：培养基中加入咖啡因、蛋白胨、酵母膏、
吖啶黄、b－重氮尿嘧啶、嘌呤等物质能提高突变率。
后培养：诱变后的菌悬液不直接分离于平板，而是
立即转移到营养丰富的培养基中培养数代。作用是 让突变体重新调节代谢平衡，避免突变体表型延迟 现象。
五、快速准确的检测方法
建立一个适应于大规模筛选的有效检测方法是减少 诱变选育工作量的关键。
分光光度法 液相色谱法 气相色谱法
化学滴定法 薄层层析法
六、最佳的菌种保藏方法
事先要建立一个最佳的培养基、培养条件和适 宜的保藏方法，否则将前功尽弃。
第二节 诱变育种的步骤与方法
诱变育种的优缺点 优点：方法简单、投资少、收获大； 缺点：缺乏定向性。
4、浓度梯度法
合成抗生素的水平与其耐自身产物能力相关。
5、应用复印技术快速筛选变株
产脂野生株、具有高脂含量的突变株。 方法：筛选培养基→ 复印→ 苏丹黑染色→洗去 多余染料→酒精脱色→干燥显色→选择深蓝色或紫 色的菌落。
6、琼脂块大通量筛选变株
适用对象：抗生素、酶类产物。 优点：效率提高15-20倍。 缺点：产物浓度高时易漏筛，培养条件与发酵条件
细菌：生长指数期，最好在诱变处理前进行摇瓶 振荡预培养，尽可能获得同步培养物。
某些不产孢子的真菌：菌丝体，最好采用年幼的 菌丝体进行诱变处理。获得的方法：菌丝尖端法、 处理单菌落周围尖端菌丝法和混合处理法。
菌丝尖端法
枯草杆菌黑色变种芽孢菌悬液：试验菌液用2%蛋 白胨配成3-4×105个/mL浓度共50ml。
微生物学重点名词解释(本科)
微生物学重点名词解释第一章：原核微生物：细胞核无核膜包被、只有称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类。
磷壁酸：是大多数革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，以磷酸二酯键同肽聚糖的N-乙酰胞壁酸相结合。
主要成分是甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。
脂多糖：是G-细菌的特有成分，位于细胞外壁层中。
它是由类脂A、核心多糖和O-特异性多糖三部分组成的类脂多糖类物质。
聚-β-羟丁酸：许多细菌的细胞质内常见的碳源类贮藏物，不溶于水，可溶于氯仿，可用卡罗蓝或苏丹黑染色，具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。
伴孢晶体：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或双锥形的碱溶性蛋白晶体，称为伴孢晶体。
菌落和菌苔：单个细胞或一小堆同种细胞接种到固体培养基上，经过生长繁殖，形成肉眼可见的具有一定形态的子细胞生长群体，称为菌落。
许多菌落连成一片成为菌苔。
基内菌丝：又叫营养菌丝或一级菌丝，长在培养基表面或内部，菌丝无分割，可以产生各种水溶性、脂肪性色素，使培养基着色。
功能：吸收营养物质和排泄代谢废物。
异形胞：在丝状蓝细菌中，有少数细胞核其它细胞不同，形大、壁厚、专司固氮功能的细胞，称为异形胞。
放线菌：呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性强的原核生物。
缺壁细菌：由于人工方法或自然发生的缺少细胞壁的细菌，主要有L型细菌、原生质体、球状体和支原体等。
L型细菌：专指在实验室中通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。
鞭毛：某些细菌细胞表面伸出的长丝状、波曲的蛋白质附属物，从细胞膜内长出，伸出细胞壁外，具运动功能。
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、壁厚、含水量低、抗逆性极强的休眠体。
第二章：真核微生物：细胞核具核膜，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的生物。
2μm质粒：在酿酒酵母中发现的闭合环状超螺旋DNA分子，长约2μm，每个细胞中含60-100个，占总DNA的3%，复制受核基因组的控制。
7--第七章 水微生物
淡水中的微生物的生态学功能
（1）降解有机物为无机物； （2）可以进行光能和化能自养； （3）细菌可以成为原生动物的食物。
一、大气水中的微生物
来源：空气中尘埃 种类：细菌、放线菌和霉菌的孢子等。 特点：
开始降落的雨水中菌数较多，随空气中尘埃减少，雨雪 中微生物也随着减少 在高山雪线以上的积雪中，细菌极少
Hale Waihona Puke 土壤中微生物进入江河水后去向
生存于水中 附着于水中悬浮的有机物上 随水中颗粒物质沉积于江河底泥中
冰川中的微生物
分布：
南极、北极、格陵兰和世界各地的山地，约占到地球陆 地总面积的10％。
特点：
种类繁多，资源异常丰富，包括病毒、细菌、放线菌、 丝状真菌、酵母菌和藻类。 种类和数量具有明显的区域性。 不同海拔高度的雪冰表面分布有不同种类的微生物。 一些病毒对人类健康具有潜在的危害性。
五、氢离子浓度
一般来说适宜微生物pH值范围是 6.5～8.5。 这与一般自然水的pH值范围相适应。 海水的pH值为7.5～8.5，海水中多数微生 物生长的最适pH值为7.2～7.6。少数种类 的细菌能在pH值3.0以下生长。
六、化学物质
水中有机物可成为异养微生物的营养来源， 无机物中的氨、硝酸盐、磷酸盐可直接被微生物 利用 硫酸盐，碳酸盐可作为无机化能营养菌的无氧呼 吸电子受体等。 汞、铜等金属离子可抑制一些微生物的生长，但 某些假单胞菌因带有抗性质粒，不仅有抗性还能 浓集这类金属被用于废水处理。 水中CO2的浓度对藻类的生长繁殖影响比较大， 影响藻类的光合作用，引起pH值发生变化。
水微生物学的定义和研究内容
水微生物学是研究水环境中微生物和微生 物群落的一门科学。水微生物学主要研究 不同水体中微生物的来源、种类、分布规 律及其对人体的危害，用以控制水源的污 染、净化水体，以利于供应居民水量充足、 水质达标的水。
绪论_微生物学
1676年，微生物学的先驱 年 荷兰人列文虎克（ 荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次 ） 观察到了细菌。他没有上 观察到了细菌。 过大学， 过大学，是一个只会荷兰 语的小商人，但却在 语的小商人，但却在1680 年被选为英国皇家学会的 会员。 会员。
法国人巴斯德（Louis Pasteur） 法国人巴斯德（ ） （1822～1895） ～ ）
4,653,728 bp
Parkhill et al., Nature, 413 523-527 (2001) 413,
研究发现鼠疫杆菌的基因 组表现出很强的“流动性” 人类并不处在鼠疫杆菌的主要生活 路途上，只是它偶尔绕到界外时的 牺牲品罢了。
传播媒介—跳蚤
冤啊！
SARS病毒 病毒
艾滋病病毒(HIV) 艾滋病病毒
12 3.4 1.04 1.4 2.3
30 25 25 20 26
4.1× 4.1×103 10.6 2.1 2.64 4.92
藻 类
硅藻 草履虫
为微生物学基本理论研究带来了极大的便利： 为微生物学基本理论研究带来了极大的便利：
使科研周期大大缩短，效率提高 使科研周期大大缩短，
在生产实践中有重要的意义： 在生产实践中有重要的意义：
微生物学
内
绪论
容
学时分配
2 14 6 4 6 8 4 4 2 4 2
第一章至第三章： 微生物的形态与构造 第一章至第三章： 第四章 微生物的营养与培养基 第五章 微生物的代谢与发酵 第六章 微生物的生长及其控制 第七章 微生物的遗传变异与育种 第八章 微生物生态 第九章 传染与免疫 第十章 微生物分类与鉴定 微生物产品的论证 机动
2.7× 2.7×1011 1.2× 1.2×1024 8.2× 8.2×103 7.0× 7.0×1013
第七章 微生物生态
（二）污染水体的微生物生态 1 污化系统 当有机污染物排入河流后，在排污点的下游进行着 正常的自净过程。沿着河流方向形成一系列连续的污化 带： （1）多污带：位于排污口之后的区段，水呈暗灰色， 很混浊，含有大量有机物，BOD高，溶解氧极低（或 无），为厌氧状态。 （2）α-中污带：位于多污带的下游，水为灰色，溶解 氧少，为半厌氧状态，有机物量减少，BOD下降，水面 上有泡沫和浮泥，有NH3、氨基酸和H2S，生物种类比 多污带稍多。
第四节 水体微生物生态
水体中微生物的来源有四方面：
水体中固有的微生物 来自土壤的微生物 来自生产和生活的微生物 来自空气微生物
一、水体中的微生物群落
（一）海洋中微生物群落
1 海洋微生物群落分布
在沿海带，港口海水每毫升含菌1x105个，在外海每毫升含 菌10～250个。
2 海洋微生物群落的生态特征
（3）β-中污带：在α-中污带之后，有机物较少， BOD和悬浮物含量低，溶解氧浓度升高，由于NH3和 H2S的氧化，两者的含量减少。 （4）寡污带：在β-中污带之后，它标志着河流自净 过程已完成，有机物全部无机化，BOD和悬浮物含量 极低，H2S消失，细菌极少，水的浑浊度低，溶解氧 恢复到正常含量。
2 水体有机污染指标 （1）BIP指数：无叶绿素的微生物占所有微生 物数的百分比。 （2）细菌菌落总数（CFU）：1ml水样在营养 琼脂培养基中，于37℃培养24h所生长出来的 细菌菌落总数 （3）总大肠菌群：是指示水体被粪便污染的一 个指标。
三 水体富营养化
（一）水体富营养化的概念与发生
人类将富含氮、磷的城市生活污水和工业废水排放入湖泊、河 流、海洋，使水体的氮、磷营养过剩，促使水体中藻类过量生 长，使淡水水体发生“水华”，或称“水花”，使海洋发生 “赤潮”， 造成水体富营养化。
第七章 微生物的遗传(笔记)
原核微生物 通过转化、接合、转导等形式进行 一 部分物质转移和基因重组。（小结）
转化(transformation)
几个概念：转化、转化因子、感受态
转化过程
转化的特点
转 化 (transformation)
受体细胞直接吸收了来自供体细胞的 DNA片断，并把它整合到自己的基因组 中，细胞部分遗传性状发生变化的现 象叫转化。
转导(transduction)
遗传物质通过噬菌体的携带而转移的基因重组
转导的发现
转导的种类
转导的特点
完全普遍转导 流产普遍转导 低频转导 局 限 转 导 高频转导 溶 源 转 变
完全普遍性转导(compietetransduction)
供体
形成溶源菌
A-B+ A+B多数受体 鼠伤寒沙门氏菌 A-B+色氨酸缺陷型 A+B-组氨酸缺陷型
转化因子
转化是游离的ＤＮＡ片断的转移和重组 游离的ＤＮＡ片断叫转化因子 转化因子由供体提供 自然情况下可由细菌细胞自行裂解产生， 实验室里通过提取获得 双链ＤＮＡ有转化能力，单链没有，
感受态
受体细胞能接受转化的生理状态称为感受态， 只有处于感受态的细菌才能接受转化因子， 从出现到消失约为４０分钟(对数期的中期)
造成突变点以后全部遗传密码转录与转释发生错误
染色体畸变
某些理化因子，如Ｘ射线，紫外线， 亚硝 酸等，除能引起点突变外，还会引起DNA分 F 子大损伤，包括染色体易位，倒位，缺失， 重复等，即为染色体畸变。
染色体畸变
紫外线诱变作用机理
可使ＤＮＡ链裂断，破坏核糖和磷酸间的键联
医学微生物学各章节复习要点和试题练习
医学微生物学各章节复习要点和试题练习第一章微生物基本概念【考纲要求】1．微生物的定义。
2．三大类微生物及其特点。
【考点纵览】1．微生物定义。
2．微生物按其结构组成等，可分3大类：非细胞型微生物、原核细胞型微生物、真核细胞型微生物。
【历年考题点津】1．不属于原核细胞型的微生物是A．螺旋体 B．放线菌 C．衣原体D．真菌 E．立克次体答案：D第二章细菌的形态与结构【考纲要求】1．细菌的三种形态及测量单位。
2．细菌基本结构的构成。
3．肽聚糖的结构。
4．革兰阳性菌和荫性菌细胞壁的结构和医学意义。
5．细菌胞质内与医学有关的重要结构与意义。
6．荚膜及其与细菌致病性的关系。
7．鞭毛及其与医学的关系。
8．菌毛的分类及其与医学的关系。
9．芽孢及其与医学的关系。
10．革兰染色的步骤、结果判定和医学意义。
【考点纵览】1．细菌以微米为测量单位。
2．细菌按基本形态分三种：球菌、杆菌和螺形菌。
3．细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞浆和核质。
4．不同细菌细胞壁组成及结构不同主要成分为肽聚糖。
革兰阳性菌的肽聚糖由聚糖骨架四肤侧链和甘氨酸五肽交联桥三部分组成，革兰阳性菌肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽侧链两部分织成。
除此之外革兰阳性菌有磷壁酸，革兰荫性菌有脂蛋白，脂质双层和脂多糖。
5．革兰阳性菌和革兰荫性菌细胞壁的区别。
6．不同抗生素作用机制。
7．质粒的概念和特点。
8．芽孢、荚膜、鞭毛和菌毛的概念功能和与细菌致病性的关系。
9．最常用的革兰染色的方法和医学意义。
【历年考题点津】1．细菌细胞壁特有的成分是A．肽聚糖B．外膜C．脂蛋白D．脂多糖E．类脂A答案：A2．细菌芽胞最显著的特性是A．抗吞噬性B．具有毒素活性C．耐热性D．粘附性E．侵袭性答案：C3．细菌“核质以外的遗传物质”是指A．mRNAB．核蛋白体C．质粒D．异染颗粒E．性菌毛答案：C(4～6题共用备选答案）A．中介体B．包涵体C．吞噬体D．线粒体E．异染颗粒4．与细菌的呼吸作用有关的结构是答案：A5．可用于鉴别细菌的结构是答案：E6．在病毒的增殖过程中，可出现的结构是答案：B第三章细菌的生理【考纲要求】1．细菌生长繁殖的基本条件与方式。
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第七章微生物遗传
选择题（每题1分，共25题，25分）
1.可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或半组合培养基为（ A ）正确
A. 完全培养基
B. 基本培养基
C. 补充培养基
D.鉴别培养基
2.细菌转化过程不需要（ C ）正确
A. 受体细胞处于感受态
B. 裂解的供体细胞
C. 病毒
D. 一系列酶
3.证明核酸是遗传变异的物质基础的经典实验是（ B ）正确
A经典转化实验，噬菌体感染实验，变量实验
B经典转化实验，噬菌体感染实验，植物病毒的重建实验
C变量实验，涂布实验，平板影印培养实验
D平板影印培养实验、噬菌体感染实验、植物病毒的重建实验
4.不需要细胞与细胞之间接触的基因重组类型有（ B ）正确
A.接合和转化
B.转导和转化
C.接合和转导
D.接合
5.在U形玻璃管中，将一滤片置于二株菌之间使之不能接触，在左臂发现有原养型菌出现，这一现象不是由于（ A ）正确
A.接合
B.转化
C.普遍转导
D.局限性转导
6.一个大肠杆菌(E.coli)的突变株，不同于野生型菌株，它不能合成精氨酸，这一突变株称为（ A ）正确
A.营养缺陷型
B.温度依赖型
C.原养型
D.抗性突变型
7.以噬菌体为载体，细菌基因转移的方式称为（ B ）正确
A. 转化
B. 转导
C. 溶原性转换
D. 接合
8.细菌以接合方式转移基因是通过（ D ）正确
A. 细胞壁接触
B. 细胞膜融合
C. 鞭毛
D. 性菌毛
9.准性生殖（ B ）正确
A.通过减数分裂导致基因重组
B.有可独立生活的异核体阶段
C.可导致高频率的基因重组
D.常见于子囊菌和担子菌中
10.以下不适用于接合的特点是（ A ）错误正确答案：C
A.基因转移是单向的
B.要求细胞与细胞的接触
C.溶源细胞被诱导后才发生
D.在
E.coli中，F因子参与该过程
11.抗药性质粒(R因子)在医学上很重要是因为它们（ B ）正确
A.可引起某些细菌性疾病
B.携带对某些抗生素的特定抗性基因
C.将非致病细菌转变为致病菌
D.可以将真核细胞转变为癌细胞
12.F+´F-杂交时，以下哪个表述是错误的？（ B ）正确
A.F-细胞转变为F+细胞
B.F+细胞转变为F-细胞
C.染色体基因不转移
D.细胞与细胞间的接触是必须的
13.细菌重组常指（ B ）错误正确答案：D
A. 物理因素影响而改变基因特性
B. 微生物的回复突变
C. 细胞中的基因缺失
D. 从一个生物中获得DNA
14.接合时F因子进入受体细胞，受体细胞（ C ）正确
A.经历裂解
B.快速繁殖
C.变成供体细胞
D. 发育出线粒体
15.细菌接合已在许多种（ C ）中观察到。
正确
A. 螺旋体
B. 革兰氏阳性菌
C. 革兰氏阴性菌
D. 蓝细菌
16.下述特征中（ A ）与局限性转导有关。
正确
A. 与细菌染色体整合（附着）的病毒
B.在宿主菌中立即复制的病毒
C. 在宿主菌中不能复制的病毒
D. 进入细菌时DNA立即被裂解的病毒
17.不需要细胞与细胞之间接触的基因重组类型有（ B ）正确
A. 接合和转化
B. 转导和转化
C. 接合和转导
D. 接合
18.将细菌作为实验材料用于遗传学方面研究的优点是：（ D ）正确
A.生长速度快
B.易得菌体
C.细菌中有多种代谢类型
D.所有以上特点
19.F‵是携带有宿主染色体基因的F因子，F‵×F—的杂交与F‵×F—不同的是给体的部分染色体基因随F ‵—起转入受体细胞，并且不需要整合就可以表达，实际上是形成一种部分二倍体，此时的受体细胞也就变成了（ B ）正确
A. F+
B. F‵
C. F—
D. F
20.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（ C ）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。
正确
A. RNA
B.蛋白质
C. DNA
D.毒素
21.大肠杆菌中，有些功能相关的RNA基因串联在一起，如构成核糖核蛋白体的3种RNA基因转录在同一个转录产物中，它们依次是16S rRNA、23S rRNA、5S rRNA。
这3种RNA在核糖体中的比例是（ A ）正确
A. 1：1：1
B.1：2：l
C. 2：l：2
D. 1：2：3
22.酵母菌基因组结构最显著的特点是（ A ），其tRNA基因在每个染色体上至少是4个，多则30多个，总共约有250个拷贝。
正确
A.高度重复
B.操纵子结构
C. 少而短
D.连续性
23.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，可以说古生菌是真细菌和真核生物特征的一种奇异的结合体。
一般而言，古生菌的基因组在结构上类似于（ C ）正确
A. 酵母
B. 丝状真菌
C. 细菌
D.病毒
24.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，准性生殖的过程可出现很多新的（ B ）因此可成为遗传育种的重要手段，其次，在遗传分析上也是十分有用的。
正确
A.减数分裂
B. 基因组合
C. 生殖现象
D.有性生殖
25.诱变育种是指利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机（ C ）通过一定的筛选方法获得所需要的高产优质菌株。
正确
A.重组频率
B.融合频率
C. 突变频率
D.调控频率。