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1、微生物学 期末考试 知识点 第六章 微生物的生长繁殖及其控制 1. 生长曲线： 细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。 生长曲线各阶段 出现原因 特点 应用 延迟期 ：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。 调整代谢：微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶，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。 分裂迟缓、代谢活跃 在生产实践中缩短迟缓期的常用手段： 1.通过

2、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 对数期 : 又称指数生长期，菌体繁殖速度最快。 菌体逐渐适应新环境，由于环境中养料充足，开始大量繁殖。 生长曲线的生长速率常数最大 , 代时最短 ,细胞平衡生长 ,酶系活跃 ,代谢旺盛 作为发酵生产的种子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。 稳定期 ：稳定生长期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

3、死亡数 )。 生长速率常数为零 ,菌体产量达到最高点 ,菌体产量与营养物消耗有一定的比例关系。细胞开始储存糖原，芽孢杆菌开始形成芽孢，积累代谢产物，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期。 如何延长稳定期： 补料：补充营养物质或取走代谢产物、调节 pH 等，以获得更 多的菌体物质或积累更多的代谢产物。 衰亡期 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。 负生长，细菌衰老并出现菌体自溶。 有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。 2. 二次生长： 当培养基中同时含有快速碳源（氮源）或迟效碳源（氮源）这两类碳源（或氮源）时，微生物在生长过程中会形成二次生长

4、现象。 3. 同步培养： 使群体中的细胞处于比较一致的，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。 4. 分批（封闭）培养： 是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。 5. 连续培养： 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。 连续培养的两种类型： 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 连续发酵与单批发酵相比的优点： 高效 便于自动控制 产品质量较稳定 缺点： 菌种易退化 易污染杂菌 培养基利

5、用率低 恒化连续培养：保持恒定的流速，以某一营养物为生长限制因子 6. 环境对微生物生长的影响： 1. 营养物质 : 碳源、氮源、无机盐等 2. 水的活性 3. 温度 4. pH 5. 氧 7. 酵母的生殖方式 （一）无性繁殖：芽殖 裂殖 无性孢子 （二）有性繁殖： 酵母菌是以形成 子囊 和 子囊孢子 的方式进行有性繁殖的。 8. 微生物生长控制中的常见名词解释 消毒 ： 杀死或灭活病原微生物（营养体细胞） 灭菌 ： 杀死包括芽孢在内的所有微生物 防腐 ： 防止或抑制霉腐微生物在食品等物质上的生长 化疗 ： 杀死或抑制宿主体内的病原微生物 抑制 ： 生长停止，但不死亡 死亡 ： 生长能力不可逆

6、丧失 9. 两种重要的选择性抗微生物剂 抗代谢物： 有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以至可以和特定的酶结合，从而阻碍了酶的功能，干扰了代谢的正常进行，这些物质称为抗代谢物。 举例：叶酸对抗物（磺胺）、 嘌呤对抗物（ 6-巯基嘌呤 ）、 苯丙氨酸对抗物（ 对氟苯丙氨酸）、尿嘧啶对抗物（ 5-氟尿嘧啶 ） 胸腺嘧啶对抗物（ 5-溴胸腺嘧啶 ） 等等 抗生素： 是由某些生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，它们在很低浓度时就能选择性抑制或影响它种生物的生命活动，如杀死微生物或抑制其生长。 举例： 利福平 、氨苄青霉素、青霉素、头孢菌素、四环素、红霉素等 10. 抗性菌株 特点：

7、 细胞质膜透性改变，使抗生素不进入细胞或进入细胞后被细胞 主动排出； 药物作用靶改变；合成了修饰抗生素的酶；抗性菌株发生遗传变异，导致合成新的多聚体，以取代或部分取 代原来的多聚体； 避免出现细菌的耐药性的措施： (1)第一次使用的药物剂量要足； (2)避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素； (3)不同的抗生素 (或与其他药物 )混合使用； (4)对现有抗生素进行改造； (5)筛选新的更有效的抗生素； 11. 杀灭或抑制微生物的物理因素 ： 温度 、 辐射作用 、 过滤 、 渗透压 、 干燥 、 超声波等 。 第七章 病毒 1. 病毒 定义：病毒是一种个体微小，结构简单，只含一种核酸（ DN

8、A 或 RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物。 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 只含一种核酸， DNA 或 RNA。 （ 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。 2. 噬菌斑： 即 噬菌体 侵染细菌细胞，导致寄主细胞溶解死亡 ， 因而在琼脂培养基表面形成的肉眼可

9、见的透明小圆斑，或称负菌落。 包涵体： 表达外源基因的宿主细胞 。 噬 斑： 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，即噬斑。 3. 病毒纯化 （ 1）病毒纯化的标准： 1. 病毒是有感染性的生物体 =纯化的病毒制备物应保持其感染性。 2. 病毒具有化学大分子的属性 =纯化的病毒制备物的理化性质应具有均一性。 （ 2）病毒纯化的方法： 1. 主要化学组成为蛋白质 =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 =差速离心或超速离心 4. 毒粒： 病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感

10、染性形式。 壳体（衣壳）： 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。 5. 核壳（核衣壳）： 病毒的蛋白质壳体和病毒核酸（核心）构成的复合物。 6. 病毒的结构蛋白 壳体蛋白：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 。 包膜蛋白：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 ；决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体。 存在于 毒粒 中的 酶： 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）

11、 。 7. 病毒的复制周期（循环）： 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； 8. 病毒的（非）增值性感染 增殖性感染： 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： 感染由于病毒、或是细胞的原因，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。 病毒的非增殖性感染： （ 1）流产感染（分依赖于细胞或病毒两种） （ 2）限制性感染 （ 3

12、）潜伏感染 卫星病毒 ： 一类基因组缺损、需要依赖辅助病毒，基因才能复制和表达，才能完成增殖的亚病毒，不单独存在，常伴随着其他病毒一起出现。 9. 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于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。（此现象称为溶源性现象） 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。 10. 溶源性细菌： 细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌。 11. 原噬菌体： 整合于细菌染色体或以质粒形成存在的温和噬菌体基因组称做原噬菌体。 12. 溶源转变： 原噬菌体引起的溶源性细菌除免疫性外

13、的其他的表形改变，包括溶源菌细胞表面性质的改变和致病性转变被称为溶源转变。 第八章 微生物遗传 1. 基因组： 一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称。 原核生物（细菌、古生菌）的基因组特点： （大肠杆菌） （ 1）染色体为双链环状的 DNA 分子（单倍体） （ 2）基因组上遗传信息具有连续性 （ 3）功能相关的结构基因组成操纵子结构 （ 4）结构基因的单拷贝及 rRNA 基因的多拷贝 （ 5）基因组的重复序列少而短 真核微生物（啤酒酵母）的基因组特点： （ 1）典型 的真核染色体结构 （ 2）没有明显的操纵子结构 （ 3）有间隔区（即非编码区）和内含子序列 （ 4）重复序列多

14、 2. 质粒： 一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。 转座因子： 位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的 DNA 序列，广泛分布于原核和真核细胞中。 质粒的类型： 致育因子 抗性因子 Col 质粒 毒性质粒 代谢质粒 隐秘质粒 3. 基因突变： 基因组 DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象。 4. 营养缺陷型： 一种缺乏合成其生存所必须的营养物（包括氨基酸、维生素、碱基等）的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物才能生长。 表型判断的标准： 在基本培养基上能否生长。 特点： 在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长。 （营养缺陷

15、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） 5.自发突变： 不经诱变剂处理而自然发生的突变。 自发突变的特点： 1）非对应性 2）稀有性 3）规律性 4）独立性 5）遗传和回复性 6）可诱变性 6. 诱变剂与致癌物质 Ames 试验： 利用细菌突变来检测环境中的致癌物质。 该实验利用鼠伤寒沙门氏菌的 组氨酸营养缺陷型菌株 的回复突变的性能进行的。该菌株在不含组氨酸的培养基中不能生长，只有极少数的自发回复突变子生长， 如果回复突变率因某种化学诱变剂（或待测物）的作用而增加，那么这种化学药物可判定为具有致癌性。 7. 细菌的三种水平基因转移形式： 接合、转导、自然转化 细菌的接合作用：

16、 通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。 细菌的转导： 由 噬菌体介导的细菌细胞间 进行遗传交换的一种方式（一个细胞的 DNA 通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中）。 普遍性转导： 噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中的转导过程 局限性转导： 在 转导 过程中 ,若 所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因 ,则称为局限性或 特异性转导 。 也可以说只能使供体的一个或少数几个基因以 噬菌体 为媒介转移到受体的转导作用 称为局限性转导。 局限性转导与普遍性转导的主要区别： 1）被转导的基因共价地与噬菌体 DNA 连接，与噬菌体 DNA 一起进行复制 、包装以及被导入

17、受体细胞中。而完全转导包装的可能全部是宿主菌的基因； 2）局限性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个别基因导入受体，故称为局限性转导； 3）局限性转导发生于溶原性后期，普遍性转到则发生于裂解期。 8.从特定环境中分离菌株： 1) 摸清目的菌种的特性 ,生活在什么环境就去相似的环境中 采样 2) 利用目的菌种的特异性 设计制作培养基 3) 分离 ,挑取菌斑单独培养 4) 纯化 ,连续培养 5) 得到目的菌种 9.诱变考虑的原则： （ 1）选择简便有效的诱变剂 （ 2）挑选优良的出发菌株 （ 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

18、和创造形态、生理与产量间相关指标 （ 7）设计或采用高效筛选方案 10.常用菌种的保存方法： 生活态菌种：培养基传代培养（斜面、平板）、寄主传代培养 休眠态菌种：冷冻（液氮、低温冰箱）、干燥（沙土管、冷冻真空干燥） 11.防止菌种衰退的措施： 1） 减少传代次数 2）创造良好的培养条件 3）经常进行纯种分离，并对相应的性状指标进行检查 4）采用有效的菌种保藏方法 第十一章 微生物生态 1. 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 （ 2） 微生物是物质循环中的重要成员 （ 3） 微生物是生态系统中的初级生产者 （ 4） 微生物是物质和能量的贮存者 （ 5） 微生物是

19、地球生物演化的先锋种类 2. 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。 3. 饮用水的微生物指标： 总菌数 放线菌 真菌 藻类 原生动物 6. 极端环境下的微生物： 1）嗜热微生物 2）嗜冷微生物 3）嗜酸微生物 4）嗜碱微生物 5）嗜盐微生物 6）嗜压微生物 7. 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。 例：纤维素分解细菌和固氮菌 8. 条件致病菌： 人体的正常微生物菌群一旦进入非正常聚居部位， 或 生态结构发生改变而引起人类疾病的微生物。 9. 共生： 二种生物共居在一起，相互

20、分工协作、相依为命，甚至形成在生理上表现出一定的分工，在组织和形态上产生了新的结构的特殊的共生体。 细菌与原生动物间的共生关系： 细菌栖息于原生动物细胞内，获得营养和保护环境，并且这些细菌在原生动物细胞外都不能生长； 原生动物通过共生菌获得生长所需要的维生素及其它生长因子 生理上的共生： 共生菌从基质中吸收水分和无机养料； 共生藻进行光合作用，合成有机物； 共生菌和共生藻使得地衣能在十分贫瘠的环境中生存。 结构上的共生： 形成有固定形态的叶状结构： 真菌无规则地缠绕藻类细胞，或二者组成一定的层次排列。 地衣繁殖时，在表面上生出球状粉芽，粉芽中含有少量的藻类细胞和真菌菌丝，粉芽脱离母体散布到适宜

21、的环境中，发育成新的地衣 根瘤菌与豆科植物间的共生 -根瘤共生体 10. 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。 微生物间的寄生： 1） 噬菌体 细菌 2） 蛭弧菌 细菌 3） 真菌 真菌 4） 真菌、细菌 原生动物 11. 拮抗作用： 这是一种微生物通过产生某种特殊的代谢产物或改变环境条件来抑制或杀死另一微生物种群的现象。可以将拮抗作用区分为特异性和非特异性两种类型。 12. 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。 13. 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。 14. 微生态制剂： 利用正常微生物或促进微生物生长的物质制成的活的微生物制剂 。