微生物学教程(第二版)复习[1].docx

绪论与第一章：微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小（直径0.1mm），构造简单的低等生物。微生物的五大共性： 体积小、面积大:它是微生物五大共性的基础. 吸收多，转化快: 生长旺，繁殖快: 分布广、种类多: 适应强、易变异:微生物学奠基人巴斯德；细菌学的奠基人科赫原核微生物：是指一大类细胞核无核膜包裹、只有称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。包括真细菌（通常简称细菌）和古生菌两大类群。细菌：细胞细而短(直径0.5m，长0.5-5um)、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。细胞壁功能：1、固定细胞外形2、协助鞭毛运动3、保护细胞免受外力的损伤4、为正常细胞分裂所必需5、阻拦有害物质进入细胞：如革兰氏阴性细菌细胞壁可阻拦分子量超过800的抗生素通过。6、与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。细胞壁中的几种特殊成分：v肽聚糖：是真细菌细胞壁中特有的成分。每一肽聚糖单体由三个部分组成：双糖单位：由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过-1，4糖苷键连接而成。四肽尾：是4个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中氨基酸组成有所差异。肽桥：起着连接前后两个四肽尾分子的桥梁作用。连接甲肽尾的第四个氨基酸的羧基和乙肽尾第三个氨基酸的氨基。肽桥的变化甚多，由此形成了肽聚糖的多样性。v磷壁酸：是革兰氏阳性细菌细胞壁所特有的成分。是结合在G+细菌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。v脂多糖：是革兰氏阴性菌细胞壁所特有的成分。位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一较厚（8-10nm）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。革兰氏染色的机理：与细菌细胞壁的化学组成及结构有关。革兰氏阴性细菌的细胞壁种脂类物质含量较高，肽聚糖含量较低。染色时乙醇溶解了脂类物质，使细胞通透性增加，结晶紫-碘的复合物易被抽出，于是被脱色。革兰氏阳性细菌由于细胞壁肽聚糖含量高，脂类含量低，乙醇处理使细胞壁脱水，肽聚糖层孔径变小，通透性降低，结晶紫-碘复合物被保留在细胞内，细胞不被脱色。古细菌：是一类在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相对独立的生物类群，主要包括一些独特生态类型的原核生物，如产甲烷菌及大多数嗜极菌。假肽聚糖结构与肽聚糖相似，不同处在于：多糖骨架：由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以-1，3-糖苷键连接而成。肽尾：由L-Glu、L-Ala和L-Lys3个L型氨基酸组成。肽桥：由L-Glu一个氨基酸组成。古细菌的细胞壁可否被溶菌酶所水解？为什么？答案：不能。因为溶菌酶作用于肽聚糖中双糖单位的-1，4糖苷键，而古细菌细胞壁中所含的是假肽聚糖，其中双糖单位的连接键是-1，3糖苷键。细胞膜的组成和结构成分：主要由磷脂和蛋白质两种成分组成。缺壁细菌：1、实验室中形成:自发缺壁突变：L型细菌；人工方法去壁:彻底除尽：原生质体,部分去除：球状体2、自然界长期进化中形成:支原体细胞膜：紧贴在壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜。功能：1、控制细胞内、外的物质的运送、交换；2、维持细胞内正常渗透压以保证屏障作用；3、合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；4、进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；5、许多酶和电子传递链组分的所在部位；6、鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。原核微生物的细胞膜与真核微生物的细胞膜的不同之处在于：原核微生物的细胞膜一般不含有胆固醇等甾醇，与真核微生物恰恰相反。缺细胞壁的原核生物含有甾醇，含甾醇的细胞膜具有一定的物理强度，弥补了没有细胞壁的不足。核质体：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。细菌的核糖体沉降系数为：70s，由50s大亚基和30s小亚基构成。异染粒：主要成分是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状，嗜碱性强，用美兰染色时着色较深，呈紫红色，与菌体其他部位不同，故称异染粒。功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。PHB、PHA的应用：1、代替合成塑料；2、生产高弹性的无纺布；3、用来作伤口的缝合线或用来修复骨骼和血管。糖被的生理功能：1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；5、是某些病原菌必须的粘附因子；6、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。性菌毛：构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长。每个细胞仅一至少数几根。一般见于革兰氏阴性菌的雄性菌株中，具有向雌性菌株传递遗传物质的作用。芽孢的概念：某些细菌生长到一定阶段或在定环境条件下，细胞的正常生长和分裂停止，细胞内细胞质浓缩，逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的，对不良环境有较强抵抗力的特殊结构，称为芽孢。有助于抵抗不良环境，尤其对干燥、高温有很强的抗性。芽胞耐热的机制：（1）芽胞的壁厚而致密（2）含水量低，并处于休眠状态，代谢活力低（3）酶含量少且具抗热性（4）含有大量吡啶二羧酸钙（DPA-Ca）和带有二硫键的蛋白质。伴孢晶体：芽胞杆菌属中的有些种，在形成芽胞的同时，在细胞内部产生一种晶体状多肽类内含物。如苏云金杆菌，形成的晶体一般为菱形、方形或不规则形状，它是一种毒性晶体，对一百多种鳞翅目昆虫有毒性作用，对人畜很安全，现已用为生物杀虫剂。菌落：在固体培养基上，由一个或数个菌体细胞或孢子大量生长繁殖而形成肉眼可见的、具有一定形态结构的细胞群体称为菌落。菌苔：几个或数个菌落连成一片，称为菌苔。放线菌：一类呈菌丝状生长，主要以孢子繁殖和陆生性较强的原核生物。放线菌菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射呈放射状生长，并因此而得名。放线菌有特殊的土霉味。放线菌的应用：1、抗生素：上万种当中70%由放线菌产生。链霉菌属又占放线菌的首位（90%以上），常用的抗生素除青霉素和头孢霉素类外，绝大多数都是放线菌的产物。2、酶制剂、维生素（如B12）的产生菌：近年来筛选到的许多新的生化药物多数是放线菌的次生代谢产物。3、固氮菌：弗兰克氏菌属（非豆科植物根瘤中内生的固氮菌）。4、分解能力强，在自然界的物质循环和提高土壤肥力等方面有着重要的作用。有很强的分解纤维素、石蜡、琼脂、角蛋白和橡胶等复杂有机物的能力。5、在甾体转化、石油脱蜡和污水处理中也有重要应用。支原体、立克次氏体和衣原体是三类同属革兰氏阴性菌的代谢能力差，主要营细胞内寄生的小型原核生物。第二章：真核微生物：是一大类细胞核具有核膜，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多种细胞器的生物。与原核细胞相比，形态更大，结构更复杂，细胞器的功能更专一。真菌是最重要的真核生物，他们的特点是：无叶绿素，不能进行光合作用；一般具有发达的菌丝体；细胞壁多数含几丁质；营养方式为异养吸收型；以产生大量无性和（或）有性孢子的方式进行繁殖；陆生性较强。酵母菌五个特点：个体一般以单细胞状态存在；多数营出芽繁殖，也有的裂殖；能发酵糖类产能；细胞壁常含甘露聚糖；喜在含糖量较高，酸度较大的水生环境中生长。假菌丝：有的酵母菌进行芽殖后，长大的子细胞不与母细胞立即分离，并继续出芽，细胞成串排列，这种菌丝状的细胞串就称为假菌丝。而霉菌的菌丝为真菌丝，即相连细胞间的横隔面积与细胞直径一致，呈竹节状的细胞串，称为真菌丝。假酵母：只有无性繁殖过程。真酵母：既有无性繁殖，又有有性繁殖过程。霉菌：是丝状真菌的一个俗称，意即“会引起物品霉变的真菌”，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，常在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝体。分属真菌界的藻状菌纲、子囊菌纲和半知菌类。霉菌在自然界中的分布：分布最广。以孢子方式繁殖和传播，孢子抗干燥、轻，随气流、物质运输到处传播。分解能力强，能在各种环境中生活。无性孢子：有性孢子：二级菌丝：不同性别的一级菌丝发生接合，通过质配形成由双核细胞构成的二级菌丝，其通过锁状联合的方式使菌丝尖端不断向前延伸。锁状联合：形成喙状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂，从而使菌丝尖端不断向前延伸。试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原生质体制备方法。第三章：（真）病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分；亚病毒：只含有核酸和蛋白质中的一种组分；类病毒：只含单独具侵染性的RNA组分；拟病毒：只含不具单独侵染性的RNA组分；朊病毒：只含蛋白质一种组分。病毒：是一类超显微的、没有细胞结构、专性寄生的大分子微生物，它们在体外具有大分子的特征，在宿主体内才表现出生命特征。成分：核酸和蛋白质。病毒的特点：形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器；没有细胞构造，故也称分子生物；其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA；既无产能酶系也无蛋白质合成系统；在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；在宿主的活细胞内营专性寄生；在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。包涵体：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体，称为包涵体。病毒鉴定、作为临床诊断依据。噬菌斑：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。“负菌落”。应用：1、噬菌体定量计数；2、噬菌体的鉴定。三类典型形态的病毒：螺旋对称的代表烟草花叶病毒是发现最早、研究最深入和了解最清楚的一种病毒。模式植物病毒。呈直杆状，衣壳由2130个呈皮鞋状的蛋白亚基即衣壳粒以逆时针方向螺旋排列而成，大约有130个螺旋，核心是单链RNA分子。二十面体对称的代表-腺病毒；复合对称的代表大肠杆菌T偶数噬菌体。噬菌体定义：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）烈性噬菌体：感染细胞后,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。五个阶段：吸附侵入增殖成熟裂解温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。溶源性：温和噬菌体侵染敏感细菌后不裂解它们，而与细菌共存的特性。特点：1.其核酸的类型都是 dsDNA; 2.具有整合能力；3.具有同步复制能力。三种存在形式：游离态:指成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子；整合态：指已整合到宿主基因组上的前噬菌体状态；营养态：指前噬菌体经外界理化因子的诱导后，脱离宿主核基因组而处于积极复制、合成和装配的状态。溶源性细菌：在核染色体组上整合有前噬菌体并能正常生长繁殖而不被裂解的微生物。一步生长曲线：以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘出的曲线为一步生长曲线。分为三个时期：潜伏期：核酸侵入宿主细胞后到第一个噬菌体粒子释放前的一段时间。分为隐晦期和胞内累积期两个时期。裂解期：宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。平稳期：感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高点的时期。亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含其中之一的分子病原体，称为亚病毒。类别：类病毒、拟病毒、朊病毒。类病毒：一个裸露的RNA闭合环状分子，能感染寄主细胞并在其中进行自我复制使寄主产生病症。拟病毒：一类包裹在真病毒粒子中的有缺陷的类病毒。朊病毒：一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质。噬菌体对发酵工业的危害：发酵周期明显延长；碳源消耗缓慢；发酵液清淡；发酵产物形成缓慢或根本不形成；噬菌体检测会发现大量噬菌斑，电镜可看到噬菌体；后果:减产倒罐。发酵生产时预防措施：决不使用可疑菌种，严格保持环境卫生，决不任意丢弃和排放有生产菌种的菌液，注意通气质量，加强发酵罐和管道的灭菌，不断筛选抗噬菌体菌种，经常轮换生产菌种，以及严格会客制度。补救方法：尽快提取产品加药抑制及时更换菌种。第四章：六大营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体利用，这种氮源叫迟效氮源。无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用，这种氮源叫做速效氮源。速效氮源，通常有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成。生长因子：微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成量不足以满足机体生长需要的有机营养物质。基团转位：基团转位是一种特殊的主动运输，与普通的主动运输相比，营养物质在运输的过程中发生了化学变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化）。其余特点与主动运输相同。基团转位主要存在于厌氧和兼性厌氧型细菌中，主要是用于单（或双）糖与糖的衍生物，以及核苷与脂肪酸的运输 。配制培养基的四个原则：1.目的明确:培养基组分应适合微生物的营养特点;2.营养协调:营养物的浓度与比例应恰当;3.条件适宜:物理化学条件适宜;4. 经济节约:根据培养目的选择原料及其来源。合成（组合）培养基：是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。半组合培养基：在合成培养基的基础上添加某些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要。如马铃薯蔗糖培养基。选择培养基：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。原理：取其所抗，投其所好。鉴别培养基：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辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。微生物的四大营养类型营养类型能源氢供体基本碳源微生物举例光能无机营养型（光能自养型光无机物二氧化碳蓝细菌绿硫细菌澡类光能有机营养型（光能异养型）光有机物二氧化碳及简单有机物红螺菌科的细菌（紫色非硫细菌）化能无机营养型（化能自养型）无机物无机物二氧化碳硝化细菌氢细菌等化能有机营养型（化能异养型）有机物有机物有机物大多数已知细菌和全部真核微生物四种运输营养物质方式的比较比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位特异载体蛋白运输速度物质运输方向胞内外浓度运输分子能量消耗运输后物质的结构无慢由浓至稀相等无特异性不需要不变有快由浓至稀相等特异性不需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要改变第五章：ED途径：葡萄糖转化为2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）后，经KDPG醛缩酶催化，裂解成丙酮酸和3-磷酸甘油醛， 3-磷酸甘油醛再经EMP途径转化成为丙酮酸。结果是1分子葡萄糖产生2分子丙酮酸，1分子ATP。ED途径的特征反应是关键中间代谢物2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛。ED途径的特征酶是KDPG醛缩酶。是少数EMP途径不完整的细菌所特有的利用葡萄糖的替代途径。此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连接，可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连，厌氧时进行乙醇发酵。有氧呼吸：常规方式脱氢，经完整的呼吸链递氢，最终由分子氧接受氢并产生水和能量。无氧呼吸：一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（个别为有机氧化物）的生物氧化过程。发酵：指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后产生的还原力H未经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢产物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。异型乳酸发酵（通过HMP途径）：发酵产物除乳酸外，还有乙醇与CO2。异型乳酸发酵结果：1分子G生成乳酸，乙醇，CO2各1分子。混合酸发酵用于细菌分类鉴定V.P反应原理：丁二醇发酵中的中间产物3-羟基丁酮是V.P实验的基础。3-羟基丁酮在碱性条件下被空气中的氧气氧化成二乙酰，它能与精氨酸的胍基反应生成红色物质。产气肠杆菌产生大量3-羟基丁酮，结果为阳性，大肠杆菌很少或不产生3-羟基丁酮，结果为阴性。巴斯德效应：由于葡萄糖在有氧呼吸中产生的能量要比在发酵中产生的多得多，所以在有氧条件下，兼性厌氧微生物终止厌氧发酵而转向有氧呼吸，这种呼吸抑制发酵的现象称为巴斯德效应。Stickland反应：少数厌氧梭菌如生孢梭菌能利用一些氨基酸兼作碳源、氮源和能源，其机制是通过部分氨基酸的氧化与一些氨基酸的还原相偶联的独特发酵方式。这种以一种氨基酸作底物脱氢，而以另一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能的独特发酵类型，称Stickland反应。分解代谢与合成代谢在生物体内是偶联进行的，它们之间的关系是对立统一的。分解代谢为合成代谢提供能量、原料；合成代谢是分解代谢的基础。生物固氮：是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程。固氮反应的六要素：ATP：由呼吸、厌氧呼吸、发酵或光合作用提供，用于打开N2中的三个共价键。还原力H及其载体：还原力或电子由NAD（P）H2提供，由电子载体铁氧还蛋白（Fd）或黄素氧还蛋白（Fld）传递至固氮酶上。固氮酶：是一种复合蛋白。有两种组份：固二氮酶（又称钼铁蛋白或钼铁氧还蛋白）和固二氮酶还原酶（又称铁蛋白或固氮铁氧还蛋白）。镁离子。严格的厌氧微环境：固氮酶的两个组份对氧都非常敏感，而已知的大多数固氮微生物都是好氧菌。还原底物N2：有NH3存在时会抑制固氮作用。青霉素对肽聚糖合成的抑制作用：当转肽酶与青霉素结合后，双糖肽间的肽桥无法交联，这样的肽聚糖就缺乏应有的强度，结果形成细胞壁缺损的细胞，在不利的渗透压环境中极易破裂而死亡。青霉素对处于生长繁殖旺盛阶段的细菌具有明显的抑制作用，而对处于生长停滞状态的细胞没有作用。（正确）因为青霉素的作用机制是抑制肽聚糖分子中肽桥的生物合成，因此对于生长繁殖旺盛阶段的细菌具有明显的抑制作用，相反，对处于生长停滞状态的休止细胞无抑制作用。次生代谢产物：次级代谢的产物为次级代谢产物。是指某些微生物生长到稳定期前后，以结构简单、代谢途径明确、产量较大的初生代谢物作前体，通过复杂的次生代谢途径合成的结构复杂的化学物。次生代谢物一般具有结构复杂、代谢途径独特、在生长后期合成、产量较低、生理功能不很明确、其合成一般受质粒控制等特点。如抗生素、毒素、色素、生物碱、生长刺激素等。 第六章：纯培养:微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代,称纯培养。获得纯培养的方法:液体稀释法平板划线分离法倾注平板法平板涂布分离法单细胞（单孢子）分离法微生物生长繁殖的测定方法:（一）测生长量直接法：干重法，体积法；间接法：比浊法，生理指标法。（二）计繁殖数：适用于单细胞状态的微生物或丝状微生物的孢子。直接法：血球计数板法；间接法：平板菌落计数法。同步生长：一个细胞群体中各个细胞都在同一时间进行分裂的状态，称为同步生长，进行同步分裂的细胞称为同步细胞。应用：同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相，彼此间形态、生化特征都很一致，是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材料。生长曲线的制作：接种适温培养定时取样测定生长量。典型生长曲线四个时期：延滞期，对数期，稳定期，衰亡期。延滞期：特点：1、生长速率常数= 0；2、细胞形态变大或增长;3、细胞内RNA特别是rRNA含量增高，原生质嗜碱性增强;4、合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生诱导酶;5、对外界不良条件敏感，如氯化钠浓度、温度、抗生素等化学药物。原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物。影响延滞期长短的因素：1、接种物菌龄：用对数生长期的菌种接种时，其延滞期较短，甚至检查不到延迟期；2、接种量：一般来说， 接种量增大可缩短甚至消除延滞期（发酵工业上一般采用1/10的接种量）；3、培养基成分： 在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期比在合成培养基上生长时短；接种后培养基成分有较大变化时，会使延滞期加长，所以发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。在发酵工业上需设法尽量缩短延滞期，采取的措施有：增加接种量：群体优势-适应性增强；采用对数生长期的健壮菌种；调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分；选用繁殖快的菌种在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌。对数期：特点：生长速率常数最大，即代时最短；细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致；酶系活跃，代谢最旺盛；细胞对理化因素较敏感。例如：一培养液中微生物处于对数生长期，其数目由开始的12，000（ x1 ），经4h （ t ）后增加到49，000，000（x2 ），计算繁殖代数（n）、生长速率常数（R）和代时（G）。解： n (lg4.9107lg1.2104）3.32212G t / n 460 / 12 20minR=1/G=1/20=0.05该种微生物在4小时内共繁殖了12代，代时为20分钟。生长速率常数为0.05。生长限制因子：凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率和菌体产量的营养物就称生长限制因子。 稳定期：特点：新增殖的细胞数与细胞的死亡数几乎相等，微生物的生长速率等于零，培养物中的细胞数目达到最高值。细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢。此时期的微生物开始合成次生代谢产物，对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。应用意义：1）产物的最佳收获期；2）生物测定的最佳时期；3）促进了连续培养原理的提出和工艺、技术的创建。 衰亡期：特点：细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体中的活菌数目急剧下降，出现“负生长”。细胞内颗粒更明显，细胞出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡、自溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势。连续培养：在微生物培养的过程中，不断地供给新鲜的营养物质，同时排除含菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期，以利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状态。原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物就能长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。恒浊器：概念：通过调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定的连续培养方法。恒化器：概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。 恒浊器与恒化器的比较装置控制对象培养基培养基流速生长速率产物应用范围恒浊器菌体密度（内控制）无限制生长因子不恒定最高大量菌体或与菌体形成相平行的产物生产为主恒化器培养基流速（外控制）有限制生长因子恒定低于最高不同生长速率的菌体实验室为主连续发酵：连续培养在生产上的应用（先解释连续培养）。优点：1、高效，简化了操作装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等单元操作；2、自控：便于利用各种仪表进行自动控制；3、产品质量稳定4、节约大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均衡合理。缺点：菌种易退化；易遭到杂菌污染；营养物利用率低于单批培养。最适生长温度：微生物代时最短或生长速率最高时的培养温度，不等于发酵速率最高或累积代谢产物最高时的培养温度。专性好氧菌：必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧化物歧化酶（SOD，superoxide dismutase）和过氧化氢酶。微好氧菌:只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。兼性好氧菌:在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时借发酵或无氧呼吸产能；细胞含有SOD和过氧化氢酶。耐氧菌:可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生长不需要氧，分子氧也对它也无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。厌氧菌:分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死。细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。SOD学说:严格厌氧微生物并不是被气态的氧所杀死，而是由于不能解除某些氧代谢产物的毒性而死亡。在氧还原为水的过程中，可形成某些有毒的中间产物，例如，过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（ O2.-）等。超氧阴离子为活性氧，兼有分子和离子的性质，反应力极强，极不稳定，可破坏膜和重要生物大分子，对微生物造成毒害或致死。好氧微生物具有降解这些产物的酶，如过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等；而严格厌氧菌缺乏SOD，故易被生物体内极易产生的超氧阴离子自由基毒害致死。专性好氧菌 SOD，过氧化氢酶 兼性厌氧菌 SOD， 过氧化氢酶 专性厌氧菌 二种酶均无 微好氧菌 少量SOD 耐氧菌 SOD， 过氧化物酶灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部的一部分对人体有害的病原菌，而对被处理物体基本无害的措施。防腐：利用理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生霉腐的措施。化疗：即化学治疗。利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，以达到治疗该传染病的一种措施。高温灭菌（消毒）法：湿热法：特点：温度低、时间短、灭菌效果好。在相同温度下，湿热灭菌效果比干热灭菌效果好。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等大分子的稳定 性，主要破坏氢键结构，从而加速这一重要生命大分子物质的变性。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100 以上高温灭菌的方法。依靠温度而非压力来灭菌。适用范围：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。 间歇灭菌法：原理:其蒸煮过程可杀死微生物的营养体，但不能杀死芽孢，室温过夜促使残留的芽孢萌发成营养体，再经蒸煮过程可杀死新的营养体；循环三次以上可保证彻底灭菌的目的。适用范围:适用于不耐高温的物品灭菌，如不适于高压灭菌的特殊培养基、药品的灭菌。 缺点是麻烦、费时。石炭酸系数：在一定的时间内，被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石碳酸的最高稀释度之比。石炭酸系数越大，消毒剂的杀菌力越强。酒精的消毒原理：酒精之所以能消毒是因为酒精能够吸收细菌蛋白的水分，使其脱水变性凝固，从而达到杀灭细菌的目的。高浓度酒精，对细菌蛋白脱水过于迅速，使细菌表面蛋白质首先变性凝固，形成了一层坚固的包膜，酒精反而不能很好地渗入细菌内部，以致影响其杀菌能力。75%的酒精与细菌的渗透压相近，可以在细菌表面蛋白未变性前逐渐不断地向菌体内部渗入，使细菌所有蛋白脱水、变性凝固，最终杀死细菌，酒精浓度低于75%时，由于渗透性降低，也会影响杀菌能力。由此可见，酒精杀菌消毒能力的强弱与其浓度大小有直接的关系，过高或过低都不行，效果最好的是75%。抗药性：菌体内产生了钝化或分解药物的酶；改变细胞膜的透性而导致抗药性；细胞内被药物作用的部位发生了改变，目前典型的例子是核糖体发生了改变。措施：第一次用药剂量要足；避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素；不同抗生素（或其他药物）混合使用；对现有抗生素改造；筛选新抗生素。第七章：质粒：游离于原核生物核基因组外，具有独立自主复制能力的小型共价闭合环状DNA分子，即cccDNA，称为质粒。功能：对于生物体本身的生长繁殖来说是非必需的，但对于它在外界环境中生存重要。质粒的优点：（1）体积小，易分离和操作（2）环状，稳定（3）独立复制（4）拷贝数多（5）存在标记位点，易筛选。F因子:是E.coli等细菌中决定性别的质粒。F+菌株：有F质粒，有性菌毛；F-菌株：无F质粒，无性菌毛。与接合作用有关。微生物的抗药性是在未接触药物前自发地产生的，这一突变与相应药物环境毫不相干。移码突变：指诱变剂使DNA分子中增加（插入）或缺失一个或少数几个核苷酸，从而使该部位后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变，并进一步引起转录和转译错误的一类突变。光复活作用：经紫外线照射后的微生物立即暴露于可见光下时，可明显降低其死亡率的现象，称为光复活作用。诱变育种工作中应考虑的几个原则：（1）出发菌株的选择挑选优良的出发菌株；（2）选择简便有效的诱变剂和诱变方法；（3）处理单孢子或单细胞悬液；（4）选用最适剂量；（5）充分利用复合处理的协同效应；（6）利用和创造形态、生理和产量间的相关指标，提高筛选效率。（7）设计或采用高效筛选方案或方法；（8）创造新型筛选方法。营养缺陷型：野生型菌株经诱变产生的一些合成能力出现缺陷，而必须在培养基内加入相应有机养分才能正常生长的变异菌株。营养缺陷型诱变筛选步骤及方法：诱变剂处理淘汰野生型检出鉴定缺陷型的浓缩：抗生素法：青霉素：能抑制细菌细胞壁的生物合成，因而可杀死能正常生长繁殖的野生型细菌，但无法杀死正出于休止状态的营养缺陷性菌株；制霉菌素：可与真菌细胞膜上的甾醇作用，从而引起膜的损伤，只能杀死繁殖着的酵母菌或霉菌。菌丝过滤法：基本培养基上只有野生型能发育成菌丝；营养缺陷型的孢子不能够萌发可通过滤膜，野生型萌发成菌丝不能通过。Ames试验：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单方法。回复突变：突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变。溶源转变：当温和噬菌体感染宿主而使其发生溶源化时，因噬菌体的基因整合到宿主的核基因组上，而使后者获得了除免疫性以外的新性状的现象，称为溶源转变。转导：以完全缺陷或部分缺陷噬菌体为媒介，将供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象。准性生殖：一种类似于有性生殖但更原始的生殖方式，是通过同一物种两个不同菌株的体细胞发生融合，不经过减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子。基因工程：1目的基因的获得；2载体的选择；3目的基因与载体DNA的体外重组；4重组载体引入受体细胞；5. 重组受体细胞的筛选和鉴定；6. 工程菌或工程细胞的大规模培养。菌种的衰退：菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象，称为菌种的衰退。衰退的原因：主要是基因的自发突变引起。是一个量变到质变的过程。防止菌种衰退的方法：控制传代次数；选择合适的培养条件；采用不同类型的细胞进行传代；采用有效的菌种保藏方法。菌种的复壮：使衰退的菌种恢复原来优良性状。狭义的复壮；广义的复壮。菌种的复壮措施：纯种分离：（平板划线法、涂布法、倾注法、单细胞挑取法等） 通过寄主体内生长进行复壮；淘汰已衰退的个体（采用比较激烈的理化条件进行处理，以杀死生命力较差的已衰退个体）采用有效的菌种保藏方法。基因重组：把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组或遗传重组。菌种保藏：低温保藏法方法：菌种管置4冰箱保藏，定时传代；原理：低温下，微生物代谢强度明显下降 。石蜡油低温保藏法橡皮塞取代棉塞、加石蜡油。干燥保藏法将菌种置于土壤、细沙、滤纸、硅胶等干燥材料上保藏。真空冷冻干燥法加有保护剂的菌悬液在冻结状态下予以真空干燥。适用于各种微生物，便于大量保藏，菌种存活时间长，是目前最好的保藏方法。液氮超低温保藏法将菌种置于保护剂中，预冻后保存在液氮超低温冰箱中（ -196）。适用于各种微生物的较理想的保藏方法。第八章：良好的饮用水细菌含量应在100个/ml以下,一般用以大肠杆菌为代表的大肠菌群数作为是否含有病原菌的指标。大肠菌群：指任何可发酵乳糖产酸产气的革兰氏阴性、杆状、无芽孢、兼性厌氧的肠道细菌。可灵敏地推断该水源是否曾与动物粪便接触以及污染的程度如何。嗜极菌：凡依赖于诸如高温、低温、高压、高渗、高酸、高碱、干旱、高辐射强度等极端环境才能正常生长繁殖的微生物.正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。菌种筛选的一般原则和基本步骤：采集菌样：了解目标菌分布情况、首选样品是土壤。富集培养：利用选择性培养基的原理，向所采土样中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少量的能分解利用该营养物的微生物大量繁殖，以提高其在群体中的比例，使之便于分离。纯种分离：见第七章第五节“菌种的衰退、复壮与保藏”。性能测定：见第七章第五节“菌种的衰退、复壮与保藏”。富集培养的一般方法：采用有利于目的菌种而不利于无关微生物的营养和培养条件，以达到使目的菌种在群体中比例上升的目的。一般利用选择性培养基和加富培养基。五种常见相互关系：互生、共生、拮抗、捕食、寄生。一、互生:两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，或偏利于一方的生活方式。举例：好氧性自生固氮菌与纤维分解菌：好氧性自生固氮菌固定的有机氮化物满足后者对氮素的要求；纤维分解菌分解纤维素产生的有机酸可供前者用于固氮。二、共生:两种生物共居在一起，相互协作分工，相依为命，以至达到难分难解、合二为一的一种关系。举例地衣：其中的绿藻或蓝细菌进行光合作用，为真菌提供有机养料，真菌则以其产生的有机酸分解岩石，为藻类或蓝细菌提供矿质元素。三、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，从中取得到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。四、拮抗：由某种生物所产生的某种代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的关系。五、捕食：一种较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。硝化作用：土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化而成为硝酸态氮的过程。反硝化作用：由硝酸盐还原成NO2并进一步还原成N2的过程（广义）。狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的过程。BOD5：五日生化需氧量。表示水中有机物含量的间接指标。一般指在20下，1L污水中所含的有机物（主要是有机碳源），在进行微生物氧化时，5日内所消耗的分子氧的毫克数。第九章：类毒素：若用0.3%-0.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理，可获得失去毒性但仍保留其原有免疫原性（抗原性）的生物制品，称作类毒素。抗毒素：将类毒素注射机体后，可使机体产生相对应外毒素具有免疫性的抗体，称抗毒素。免疫：机体识别和排除抗原性异物的一种保护性功能，在正常条件下，它对机体有利；在异常条件下，也可损害机体。抗原：是能与机体中相应克隆的淋巴细胞上的独特抗原受体发生特异性结合，从而诱导该淋巴细胞发生免疫应答，并能与相应