1、 微生物的营养类型：（注意英文拼写） 不同营养类型之间的界限并非绝对： 异养型微生物并非绝对不能利用 CO2； 自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长； 有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变； 例如紫色非硫细菌（purple nonsulphur bacteria）： 没有有机物时，同化 CO2， 为自养型微生物； 有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物； 光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物； 黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物； 微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能力。 5.营养缺陷型（
2、auxotroph）和原养型（prototroph） 某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变)后，失去合成某种(或某些)对该菌株生长必不可 少的物 质(通常是生长因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得该物质才能生长繁殖，这 种突变 型菌株称为营养缺陷型（auxotroph）； 相应的野生型菌株称为原养型（prototroph）。 营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究。 腐生型(metatrophy)：可利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)作为碳源； 寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主机体内吸取营养物质,离开寄主就不能生存； 在腐生型和寄生型之间还存在中间类型
3、： 1.代谢与生物氧化 新陈代谢 metabolism：是指发生在活细胞中的各种分解代谢 catabolism 与合成代谢 anabolism 的总和。其中，分解代谢是指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简 单分子、腺苷三磷酸(ATP)形式的能量或还原力(或称还原当量，以H表示)的作用；合成代谢 则与分解代谢相反，是指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP 形式的能量与H形 式的还原力一起合成大分子的过程。 生物氧化 biological oxidation：生物氧化是指发生在活细胞中的一系列产能性氧化反应的 总称。 呼吸 respiration：呼吸是指底物按常规方式脱氢后，
4、经完整的呼吸链递氢，最终由分子氧 接受氢并产生水和释放能量(ATP)的生物氧化方式。 呼 吸必须在有氧条件下进行，因此又叫有氧呼吸。 无氧呼吸 anaerobic respiration：无氧呼吸又称厌氧 呼吸，是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物 （少数为有机氧化物）的生物氧化。 发酵 fermentation：无氧条件下，底物脱氢后产生的还原力不经呼吸链而直接传递给某一 中间代谢物的低效产能反应。 氧化磷酸化：又称电子传递磷酸化，是指呼吸链的递氢（或电子）和受氢过程与磷酸化反应 相偶联并产生 ATP 的作用。 光合磷酸化 photophosphorylation：由光照引起的电子传递与
5、磷酸化作用相偶联而生成 ATP 的过程成为光合磷酸化。 底物水平磷酸化：是指在生物氧化过程中产生一些含有高能磷酸键的化合物，并且这些高能 磷酸化合物的高能磷酸键键能可以直接偶联 ATP 合成。 Stickland 反应 :以一种氨基酸作氢供体和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，称为 stickland 反应。stickland 反应的产能效率很低，每分子氨基酸仅产 1 个 ATP。 （一）底物脱氢的四条途径 1. 以葡萄糖作为生物氧化的典型底物，它在脱氢阶段主要可通过 4 条途径完成其脱氢反应， 并伴随还原力H和能量的产生。 A.EMP 途径 在总反应中，可概括成两个阶
6、段(耗能和产能)、三种产物(NADHH+、丙酮酸和 ATP)和 10 个 反应步骤。 EMP 途径的总反应式为： C6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O 在其终产物中，2NADH H+ 在有氧条件下可经呼吸链的氧化磷酸化反应产生 6ATP； 在无氧 条件下，则可还原丙酮酸产生乳酸或还原丙酮酸的脱羧产物乙醛还原成乙醇 EMP 途径的生 理功能： 供应 ATP 形式的能量和 NADH2 形式的还原力； 是连接其他几个重要代谢途径 的桥梁，包括三羧酸循环（TCA）、HMP 途径和 ED 途径等 为微生物合成
7、代谢提供多种中间 物； 通过逆向反应进行多糖合成。 B.HMP 途径 HMP 途径的总反应式为： 6 葡糖-6-磷酸12NADP+6H2O5 葡糖-6-磷酸12NADPH12H+6CO2Pi HMP 途径的生理功能： 、 供应合成原料：为核酸、核苷酸、NAD(P)+、FAD(FMN)和磷酸 oA 等 的生物合成提供戊糖-磷酸；途径中的赤藓糖-4-磷酸是合成芳香族、杂环族氨基酸（苯丙氨酸、 酪氨酸、色氨酸和组氨酸）的原料； 产还原力：产生大量的 NADPH2 形式的还原力，不仅可供脂肪酸、固醇等生物合成之需，还 可供通过呼吸链产生大量能量之需； 作为固定的 CO2 中介：是光能自养微生物和化能自
8、养 微生物固定 CO2 的重要中介； 扩大碳源利用范围：微生物利用 C3C7 多种碳源提供了必 要的代谢途径； 连接 EMP 途径：通过与 EMP 途径的连接，微生物合成提供更多的戊糖。 C.ED 途径 完整 EMP 途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有。 ED 途径特点是葡萄糖只经过 4 步反应即可快速获得由 EMP 途径须经 10 步才能获得的丙酮 酸。 ED 途径的总反应式为： C6H12O6ADPPiNADP+NAD+2CH3COCOOHATPNADPHH+NADHH+ D.TCA 循环 真核微生物，TCA 循环的反应在线粒体内进行，其中的大多数酶定位在线粒体的基质中； 原核微
9、生物，例如细菌中，大多数酶都存在于细胞质内。 只有琥珀酸脱氢酶属于例外， 它在线粒体或细菌中都是结合在膜上的。 是指由丙酮酸经过一系列循环式反应而彻底氧化、脱羧、形成 CO2、H2O 和 NADH2 的过程。 整个 TCA 循环的总反应式为： 丙酮酸4NAD+ FADGDPPi3H2O3CO2 FADH2 GTP4(NADHH+) TCA 循环的特点有： 氧虽不直接参与其中反应，但必须在有氧条件下运转（NAD+和 FAD 再生时需氧）； 每分子丙酮酸可产 4 个 NADHH+、1 个 FADH2 和 GTP，总共相当于 15 个 ATP，因此产能率极高； TCA 位于一切分解代谢和合成代谢中的
10、枢纽地位，可为微生物的 生物合成提供各种 C 架原料，还与人类的发酵生产紧密相关。 试述生物氧化的形式、过程、功能及类型。 形式：某物质与氧结合、脱氢或失去电子 过程:一般包括三个环节： 底物脱氢（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体） 氢（或电子）的传递（需中间传递体，如 NAD、FAD 等） 最后氢受体接受氢（或电子） （最终电子受体或最终氢受体） 功能：产能（ATP） 、产还原力H和产小分子中间还原产物。 类型：呼吸、无氧呼吸、发酵 3、在化能异养微生物的生物氧化中，其基质脱氢和产能的途径主要有哪几条？试比较各 途径的主要特点。 脱氢和产能的途径：EMP、HMP、ED、TCA 特点
11、：EMP 当葡萄糖转化成 1.6-二磷酸果糖后，在果糖二磷酸醛缩酶作用下，裂解为 两 个 3化合物，再由此转化为 2 分子丙酮酸。 HMP 当葡萄糖经一次磷酸化脱氢生成 6-磷酸葡萄糖酸后，在 6-磷酸葡萄糖酸 脱酶作用下，再次脱氢降解为 1 分子 CO2 和 1 分子磷酸戊糖。 ED 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。一分子葡 萄糖经 ED 途径可生成两个丙酮酸并净生成一个 ATP、一个 NADH+H+和一个 NADPH+H+。 TCA (1)氧虽不直接参与其中反应，但必须在有氧条件下运转； (2)丙酮酸在进入三羧酸循环之先要脱羧生成乙酰 CoA，乙酰 CoA 和
12、草酰乙酸缩合成柠檬酸 再进入三羧酸循环。 (3)循环的结果是乙酰 CoA 被彻底氧化成 CO2 和 H2O，每氧化 1 分子的乙酰 CoA 可产生 12 分子的 ATP，草酰乙酸参与反应而本身并不消耗。 (4)产能效率极高； (5)TCA 位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位。 4、试述 EMP 途径在微生物生命活动中的重要性。 供应 ATP 形式的能量和 NADH2 形式的还原力；是连接其它几个重要代谢途径的桥 梁，包括 TCA、HMP 和 ED 途径等；为生物合成提供多种中间代谢物；通过逆向反应可 进行多糖合成。 5、试述 HMP 途径在微生物生命活动中的重要性。 供应合成原料；产还原力
13、；作为固定 CO2 的中介；扩大碳源的利用范围；连 接 EMP 途径。 6、试述 TCA 循环在微生物产能和发酵生产中的重要性。 TCA 位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位，产能效率极高，不仅可为微生物的生 物合成提供各种碳架原料，而且还与人类的发酵生产紧密相关。 7、在微生物能量代谢中 ATP 的产生途径有哪几条？ EMP、HMP、ED、TCA、呼吸、无氧呼吸、发酵 8、试比较呼吸、无氧呼吸、发酵的异同点。 产能 呼吸 无氧呼吸 环境条件 有氧 无氧 无氧 终电子受体来源 环境，外源性 环境，外源性 胞内、内源性 性质 分子氧 化合物（通常为 无机物） 代谢中间物 能进行代谢产能 方式的
14、微生物 专性好氧微生物、 兼性好氧微生物、 微嗜氧微生物 专性厌氧微生物、 兼性好氧微生物 兼性好氧微生物、 耐氧厌氧微生物、 专性厌氧微生物 2. (二）递氢和受氢 呼吸作用与发酵作用的根本区别：电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是 交给电子传递系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体 1.呼吸作用（respiration） 微生物在降解底物的过程中，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，从而生成水或其它还原型产 物并释放出能量的过程，称为呼吸作用。 (1)好氧呼吸（aerobic respiration）（以
15、分子氧作为最终电子受体） 是一种最普遍又最重 要的生物氧化或产能方式，其特点是底物脱下的氢经完整的呼吸链传递，最终被外源分子氧接 受，产生水并释放出 ATP 形式的能量。这是一种递氢和受氢都必须在有氧条件下完成的生物氧 化作用，是一种高效产能方式。 呼吸链：又称电子传递链（ electron transport chain，ETC），是指位于原核生物细胞膜 上或真核生物线粒体膜上的、由一系列氧化还原势呈梯度差的、链状排列的氢（或电子）传递 体。 (2)无氧呼吸（anaerobic respiration）（以氧化型化合物作为最终电子受体） 又称厌氧呼吸，是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物
16、（少数为有机氧化物）的生物 氧化。其特点是底物按常规途径脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物或有机物 受氢，完成氧化磷酸化产能反应。 这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。 2.发酵（fermentation） (1)定义 广义的发酵：泛指任何利用好氧或厌氧微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一 类生产方式 狭义的发酵：指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力H未 经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧 化反应。 底物水平磷酸化- 在酶的作用下，生物氧化过程中生成的高能化合物直接将能量转给 ADP 生产 ATP
17、 的过程称底物水平磷酸化或基质水平磷酸化。 自养微生物产 ATP 和产还原力 化能自养微生物还原 CO2 所需要的 ATP 和H是通过氧化无机底物(例如，NH4+、NO2- 、H2S、S0、H2 和 Fe2+等)而获得的。 其产能途径主要也是借助于经过呼吸链的氧化 磷酸化反应，化能自养菌一般都是好氧菌。 化能自养微生物产能机制效率低、固定 CO2 要大量耗能，因此他们的产能效率、生长速率和生 长得。率都很低。化能自养微生物的能量代谢的 3 个特点: 无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系，即由脱氢酶 或氧化还原酶催化的无机底物脱氢或脱电子后，可直接进入 呼吸链传递； 呼吸链的组分更为多样化，氢或电
18、子可以从任一组分 直接进入呼吸链； 产能效率即 P/O 比一般要低于化能异 养微生物。 1.硝化细菌（nitrifying bacteria） 是广泛分布于各种土壤和水体中的化能自养微生物。 生理类型: 亚硝化细菌（氨氧化细菌）：将 NH4+氧化为 NO2-并获得能量，Eg. Nitrosomonas（亚硝 化单胞菌属） 硝化细菌（亚硝酸氧化细菌）：将 NO2-氧化为 NO3-并获得能量， Eg.Nitrobacter（硝化 杆菌属） 这两类细菌往往伴生在一起，在它们的共同作用下将铵盐氧化成硝酸盐，避免亚硝酸。积累所 产生的毒害作。这类细菌在自然界的氮素循环中也起者重要的作用，在自然界中分布非
19、常广泛。 (二）光能营养微生物（phototrophs）。自然界中能进行光能营养的生物及其光合作用特点是： 循环光合磷酸化（cyclic photophosphorylation） 一种存在于光合细菌（photosynthetic bacteria）中的原始光合作用机制，可在光能驱动 下通过电子的循环式传递而完成磷酸化产能反应。 具有循环光合磷酸化的生物，属于原核生物真细菌中的光合细菌，均是厌氧菌，分类上在红螺 菌。特 点： 电子传递途径属循环方式，即在光能的驱动下，电子从菌绿素分子上逐出，通过类似 呼吸链的循环，又回到菌绿素，其间产生了 ATP； 产 ATP 与产还原力H分别进行； 还原力来
20、自 H2S 等的无机氢供体； 不产生氧。 2.非循环光合磷酸化（noncyclic photophosphorylation） 这是各种绿色植物、藻类和蓝细菌 所共有的利用光能产生 ATP 的磷酸化反应。 特 点： 电子的传递途径属非循环式的； 在有氧条件下进行； 有两个光合系统，其中的 PS（含叶绿素 a）可以利用红光， PS（含叶绿素 b）可利 用蓝光； 反应中同时有 ATP（产自 PS）、还原力H（产自 PS）和 O2（产自 PS）产生； 还原力 NADPH2 中的H是来自 H2O 分子光解后的 H+和 e-。 分解代谢与合成代谢的关系图: 联接分解代谢与合成代谢的中间代谢物有 12 种
21、。 乙醛酸循环（glyoxylate cycle）： 乙醛酸循环的总反应式：2 丙酮酸琥珀酸2CO2 具有乙醛酸循环的微生物，普遍是好氧菌，例如可用乙酸作唯一碳源生长的一些细菌 27.关于好氧厌氧微生物 革兰氏染色机制：结晶紫液初染和碘液媒染：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。乙醇脱色：G细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密且不含类脂，把 结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色；G-细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽 聚糖层薄和文联度差，结晶紫与碘复合物的溶出，细胞退成无色。复染: G-细菌呈现红色， 而 G+细菌则仍保留最初的紫色。 步骤如下： 1、用碱性染料结晶紫对菌
22、液涂片进行初染； 2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固； 3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色； 4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色。 革兰氏阳性和阴性细菌的比较： 占细胞的比重（%） 成分 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌 肽聚糖 含量很高（3090） 含量很低（520) 磷壁酸 含量较高(50) 无 类脂质 一般无(2) 含量较高(20) 蛋白质 无 含
23、量较高 革兰氏阳性和阴性细菌的比较 项目 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌 革兰氏染色反应 能阻留结晶紫而染成紫色 可经脱色而复染成红色 肽聚糖层 厚，层次多 薄，一般单层 磷壁酸 多数含有 无 外膜 无 有 脂多糖 无 有 类脂和脂蛋白含量 低（仅抗酸性细菌含类脂） 高 鞭毛结构 基本上着生两个环 基本上着生四个环 产毒素 以外毒素为主 以内毒素为主 对抗机械的抗性 强 强 细胞壁抗溶菌酶 弱 强 对青霉素和磺胺 敏感 不敏感 4、 试比较细胞膜运输营养物质的四种方式。 比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基因移位 特异载体蛋白 运送速度 溶质运送方向 平衡时内外浓 无 慢 由浓至稀 内外相等
24、 有 快 由浓至稀 内外相等 有 快 由稀至浓 内部浓度高得 无 快 由稀至浓 内部浓度高得 度 运送分子 能量消耗 运送前后溶质 分子 载体饱和效应 与溶质类似物 运送抑制剂 多 特异性 需要 不变 有 有竞争性 有 多 特异性 需要 改变 有 有竞争性 有 运送对象举例 无特异性 不需要 不变 无 无竞争性 无 H2O、CO2、O2 甘油、乙醇、 少数氨基酸、 盐类、代谢抑 制剂 特异性 不需要 不变 有 有竞争性 有 SO42+、PO43+ 、糖（真核生 物） 氨基酸、乳糖 等糖类、 Na+、Ca2+等 无机离子 葡萄糖、果糖、 甘露糖、嘌呤、 核苷、脂肪酸 等 噬菌体的应用： （1）用
25、于鉴定未知细菌 噬菌体对宿主具有高度专一性，可用于细菌菌种的分类鉴定，可用于临床诊断和流行病学 调查。 （2）用于临床治疗 噬菌体制剂 （3）植物病原菌检验 （4）生物防治 噬菌体植物病原菌 昆虫病毒害虫 （5）测定辐射剂量 某些噬菌体（T2）对辐射反应敏感而精确，可通过测定辐射的生物效应而计算出辐射剂量。 （6）理论研究中的理想材料 遗传学研究中很多基本理论问题的研究都是用噬菌体做工具或材料；基因工程中作载体。 3、什么叫烈性噬菌体？简述其裂解性生活史。 烈性噬菌体：凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、 增殖、成熟、 裂解这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体， 称为烈性噬菌体。 吸附 噬菌体尾丝散开
26、，固着于特异性受点上。 侵入 尾鞘收缩，尾管推出并插入到细胞壁和膜中， 头部的核酸注入到宿主细胞中，而蛋白质衣壳留在细胞 壁外。 增殖 增殖过程包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。 注入细胞的核酸操纵宿主细胞代谢机构，以寄主个体及 细胞降解物和培养基介质为原料，大量复制噬菌体核酸， 并合成蛋白质外壳。 成熟（装配）寄主细胞合成噬菌体壳体(T4 噬菌体包括头部、尾部),并组装成完整的噬菌体 粒子。 裂解（释放）子代噬菌体成熟后，脂肪酶和溶菌酶促进宿主细胞裂解，从而释放出大量子代 噬菌体。 4、什么是一步生长曲线？它可分几期？各期有何特点？ 一步生长曲线 ： 定量描述烈性噬菌体增殖规律的实验曲线称作
27、一步生长曲线或一级生长曲 线。 潜伏期 从噬菌体吸附细菌细胞至细菌细胞释放出新的噬菌体的最短时间。又可分为隐晦期和 胞内累积期。 裂解期 从被感染的第一个细胞裂解至最后一个细胞裂解完毕所经历的时间。 平稳期 指被感染的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体数达到最高点后的时期。 裂解量 每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数 5、种以上的分类单元分几级？ 界，门，纲，目，科，属，种七级 6、何谓三域学说？ 20 世纪 70 年代末由美国伊利诺斯大学的 C.R.Woese 等人对大量微生物和其他生物进行 16S 和 18S rRNA 的寡聚核苷酸测序，并比较其同源性水平后，提出了一个与以往各种界级分 类不
28、同的新系统，称为三域学说。三域指细菌域、古生菌域和真核生物域。 、 7 细菌芽孢的特点 整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指 标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏 多用其芽孢。 产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置 是细菌分类和鉴定中的重要指标。 芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显 微镜下观察。 （相差显微镜直接观察；芽孢染色） （3）芽孢的结构 芽孢是一个多层结构： 营养物质培养基基的分类？ 营养物（nutrient）：指具有营养功能的物质，那些能够满足
29、微生物机体生长、繁殖来完成各 种生理活动所需的物质。 在微生物学中，它还包括非常规物质形式的光辐射能在内。 营养物质的功能： 提供结构物质、提供能量、调节代谢、稳定生理环境。元素水平上都需 20 种左右，且以碳、氢、氧、氮、硫、磷 6 种元素为主；在营养要素水平上则都在六大类的范 围内，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。水 碳源 氮源 培养基（medium，复数 media；或 culture medium）是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖 或产生代谢产物用的混合营养料。 培养基配制因素原则： 1 目的明确 、2 营养协调要素 3 理化适宜 4 经济节约 H2OC 源+能源 N 源
30、 P、SK、Mg生长因子 A.选择适宜的营养物质,实验室的常用培养基： B.营养物质浓度及配比合适 细菌：牛肉膏蛋白胨培养基（或简称普通肉汤培养基）； 放线菌：高氏 1 号合成培养基培养； 酵母菌：麦芽汁培养基； 霉菌：查氏合成培养基； 实验室一般培养：普通常用培养基； 遗传研究：成分清楚的合成培养基； 生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；指培养基的 pH 值、渗透压、水活度和氧化还原电势 等物理化学条件较为适宜。 包括：pH、渗透压和水活度、氧化还原电位） 培养基的种类 天然培养基、组合培养基和半组合培养基； 液体培养基、半固体培养基和固体培养基（固化培养基，非逆性固化培养基。天然培养基，
31、滤 膜）； 基础培养基、加富培养基、增殖培养基、选择性培养基和鉴别培养基； 种子培养基、发酵培养基和保种培养基。 突变的区别？ 变异 遗传型变异（基因变异、基因突变）：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。 遗传物质改变，导致表型改变 特点：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)。 突变类型 选择性突变株（selective mutant）：凡能用选择性培养基（或其他选择性培养条件）快速选 择出来的突变株。 非选择性突变株（non-selective mutant）：反 之。 （1）营养缺陷型（auxotroph
32、） 某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成 一 种或几种生长因子的能力，只有从周围环境 或培养基中获得这些营养物才能正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷型。（斜体） （2） 抗性突变型（resistant mutant） 指野生型菌株因发生基因突变，使菌株对某化学药物或致死物理因子，产生抗性的变异类型。 （斜体英文字母加上“r”的上标表示抗性） （3）条件致死突变型（conditional lethal mutant） 某菌株或病毒经基因突变后，在某种条件下可正常地生长、繁殖并呈现其固有的表型， 而在另一种条件下却无法生长、繁殖，这种突变类型称为条件致死突变型。 Ts 突变株即温度敏感突变株（
33、temperature sensitive mutant，Ts mutant）是一类典型 的条件致死突变株。 E. coli 的某些菌株：在 37下正常生长，不能在 42下生长 某些 T4 噬菌体突变株：在 25下可感染其 E. coli 宿主，在 37却不能感染 （4）形态突变型（morphological mutant） 指由于突变而引起的个体或菌落形态的变异。 个体变异如可影响孢子有无、孢子颜色、鞭毛有无或荚膜有无的突变 菌落变异如可引起菌落 表面光滑、粗糙、噬菌斑的大小或清晰度等的突变。 特点： 非选择性突变：突变株和野生型菌株均可生长，但可从形态特征上进行区分。 （5）产量突变型（m
34、etabolite quantitative mutant） 通过基因突变而产生的在代谢产物产量上明显有别于原始菌株的突变株，称为产量突变型。 产量显着高于原始菌株者，称为“正变株”（高产株）；产量低于原始菌株者，即称“负变株” 。 筛选高产正变株的工作对生产实践极其重要（在育种实践上）：诱变育种、重组育种、 遗传工程育种。 遗传中心和遗传信息传递？ DNARNA肽链蛋白质 质粒的结构作用？定义和特点 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。 质粒是一种独立存在于细胞内的复制子（replicon）。 严紧型复制控制（stringent repl
35、ication control）: 质粒的复制与核染色体的复制 同步， 在这类细胞中，一般只含 12 个质粒； 松弛型复制控制（relaxed replication control）: 另一类质粒的复制与核染色体的复制 不同步，在这类细胞中，一般含 1015 个或更多质粒。 (2) 质粒的分子结构 通常以共价闭合环状（covalently closed circle，简称 CCC）的超螺旋双链 DNA 分子存在 于细胞中； 也发现有线型双链 DNA 质粒和 RNA 质粒；质粒分子的大小范围从 1kb 左右到 1000kb；（细菌质粒多在 10kb 以内） 质粒的主要功能 质粒所含的基因对宿主
36、细胞一般是非必需的； 在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细 胞以特殊的机能， 从而使宿主得到生长优势。 (4)质粒的主要类型 质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应: 致育因子（Fertility factor，F 因子）、抗性因子（Resistance factor，R 因子）、产细 菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid）、毒性质粒（virulence plasmid）、代谢质 粒（Metabolic plasmid）、隐秘质粒（cryptic plasmid）。 A.致育因子（Fertility factor，F 因子） 又称 F 质粒，其大小约 100
37、kb，这是最早发现的一 种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。 携带 F 质粒的菌株称为 F+菌株（相 当于雄性），无 F 质粒的菌株称为 F-菌株（相当于雌性）。 B.抗性因子（Resistance factor，R 因子） 包括抗药性和抗重金属二大类，简称 R 质粒。 R100 质粒(89kb)可使宿主对下列药物及重金属具有抗性： 汞（mercuric ion ，mer）、四环 素（tetracycline，tet)、链霉素(Streptomycin, Str)、磺胺(Sulfonamide, Su)、氯霉素 (Chlorampenicol, Cm)、夫西地酸（fusidic
38、acid，fus），并且负责这些抗性的基因是成簇地 存在于抗性质粒上、 抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。 C.产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid） .转化（transformation）与转导区分 转化（transformation） 受体菌（recipient cell，receptor）直接吸收供体菌（donor cell）的 DNA 片段而获得后者部分遗传性状的现象，称为转化或转化作用。通过转化方式 而形成的杂种后代，称转化子（transformant）。 转染（transfection）指用提纯的病毒核酸（DNA 或 RN
39、A）去感染其宿主细胞或其原生质体， 可增殖出一群正常 病毒后代的现象。噬菌体 DNA 被感受态细胞摄取并产生有活性的病毒颗粒。 转导（transduction）通过缺陷噬菌体（defective phage）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，称为转导。获得 新遗传性状的受体细胞，就称转导子（transductant）。 转化(transformation)指将质粒或其他外源 DNA 导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的 表型的过程。 转导(transduction)由噬菌体和细胞病毒介导的遗传信息转移过程也称转导。是指通
40、过病毒将 一个宿主的 DNA 转移到另一个宿主的细胞中而引起的基因重组现象。如果供体 DNA 未与受体 DNA 发生重组则称此转导过程为流产转导。 转染 （transfection）是由上述两个词构成的新词，指真核细胞主动或者被动导入外源 DNA 片段而获得新表型的过程采用与质粒 DNA 转化受体细胞相似的方法，即宿主菌先经过 CaCl2， 电穿孔等处理成感受态细菌，再将重组噬菌体 DNA 直接导入受体细胞，进入感受态细菌的噬菌 体 DNA 可以同样复制和繁殖，这种方式称为转染。转染是转化的一种特殊形式。 基因获得上的对比： Transduction (转导)：指噬菌体将细菌基因从一种细菌中转
41、移到另一种细菌中。一个携带自 身以及宿主基因的噬菌体称为转导噬菌体。也可指逆转录病毒获得 和转移真核基因。 Transfection (转染)：cell 接受加入的 DNA 从而获得新的基因标记。 Transformation (转化)：细菌接纳外源 DNA 而引入新的基因标记。 媒介上的区别： 转染是提纯的病毒核酸侵染细胞后能产生正常病毒的现象 转化(transformation)特指以质粒 DNA 或以它为载体构建的重组子导入细菌的过程。 转导(transduction)对以噬菌体为媒介，将外源 DNA 导入细菌的过程。 注意：接合 (conjugation)：细胞与细胞的直接接触（由 F
42、 因子介导）。 转导(transduction)：由噬菌体介导。 自然遗传转化(natural genetic transformation)：游离 DNA 分子 + 感受态细胞 。 微生物的碳循环和氮循环 碳素循环 氮素循环 硫素循环 微生物与生态系统的八种关系 序号 特点 A B 类型 （1） 既利甲又利乙 共生、互利共栖 （2） 利甲而损乙 寄生、捕食、拮抗 （3） 利甲而不损乙 O 互生、偏利共栖 （4） 不损甲而利乙 O 例同（3） （5） 既不损甲也不损乙，既不 利甲也不利乙 O O 中性共栖 （6） 不利甲而损乙 O 偏害共栖 （7） 损甲而不利乙 例同（6） （8） 损甲而利乙
43、 O 例同（2） （9） 既损甲又损乙 竞争共栖 一、互生 两种可单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方 的一种的生活方式，称为互生 （metabiosis）。 “可分可合，合比分 好” 1.微生物间的互生 土壤微生物中，互生关系十分普遍。 2.人体肠道中正常菌群与人的互生 人体肠道正常菌群与宿主间的关系。 互生关系（正常情况） 寄生关系（某些特殊条件下。 3.互生现象与发酵工业中的混菌培养 - 混菌培养又称混合培养（mixed cultivation）或混合 发酵（mixed fermentation）这是在、 二、 共生（symbiosis）是指两种生
44、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。 1.微生物间的共生 最典型例子是菌藻共生或菌菌共生的地衣（lichen）: 菌藻共生 子囊菌（真菌） 绿藻 菌菌共生 真菌 蓝细菌 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的环境中，发育成新的地衣。 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； 使地衣能在十分贫瘠的环境中生存。 细菌与原生动物间的共生关系： 细菌
45、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。 2.微生物与植物间的共生 (1) 根瘤菌与植物间的共生 (2) 菌根菌与植物 ： 根瘤菌与豆科植物间的共生-形成根瘤共生体:根瘤菌固定大气中的 气态氮为植物提供氮素养料： 豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌 提供保护和稳定的生长条件。 3.微生物与动物间的共生 (1) 微生物与昆虫的共生关系 外共生：例如白蚁与其肠道内的微生物 之间的共生 内共生：昆虫与其细胞内的共生性细菌 这些细胞内的共生性细菌能为宿主提供 B 族 维生素，使昆
46、虫能以缺乏维生素的植物为生。 (2) 瘤胃微生物与反刍动物的共生关系 反刍动物，如牛、羊、骆驼、长颈鹿等以植物的纤维素为主要食物，它们在瘤胃中经微生物发 酵变成有机酸和菌体蛋白再供动物吸收利用。瘤胃也为里面居住的微生物提供了必要的营养和 生长条件 -食物和严格的厌氧环境。 三 寄生（parasitism）一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内） 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。 寄 生物（parasite）：小型生物 宿主或寄主（host）：较大型生物 细胞内寄生、专性寄生、兼性寄生 1.微生物间的寄生 2.微生物与植物间的寄
47、生 专性寄生物（obligate parasite):凡必须从活的植物细胞或组织中获取其所需营养物才生存 者。 兼性寄生物（facultative parasite）:除寄生生活外，还可生活在死植物上或人工配制 的培养基中。 3.微生物与动物间的寄生 寄生于动物的微生物即为动物病原微生物，种类极多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生 动物等。 两个主要研究方向:人体和高等动物的病原微生物、昆虫的病原微生物 四、拮抗 拮抗又称抗生（antagonism），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 育甚至杀死它们的一种相互关系。 微生物间的“化学战术”：抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的
48、抗生素； 微生物间的生长抑制：因某种微生物的生长而引起的其它条件的改变，从而抑制它种生物 的生长。 微生物间的拮抗关系可为抗生素的筛选、食品保藏、医疗保健和动植物病害的防治等提供 很多有效的手段。 五、捕食 捕食又称猎食（predatism，predation）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。 在微生物间的捕食关系主要是原生动物吞食细菌和藻类， 它是水体生态系统中食物链的基本环节，在污水净化中也有重要作用。 微生物间的捕食现象： 原生动物吞食细菌和藻类；粘细菌吞食细菌和其它微生物；真菌 捕食线虫和其它原生动物。 一、双名法（binominal no
49、menclature） 双名法指一个物种的学名由前面一个属名（generic name）和后面一个种名（specific epithet）两部分组成。 属名的词首须大写，种名加词的前缀须小写（包括由人名或地名等专用名词衍生的）。若 所分离的菌株只鉴定到属，而未鉴定到种，可用 sp 来表示。 例如，Bacillus sp 例 1：大肠埃希氏菌（简称大肠杆菌）Escherichia coli（Migula）Castellani et Chalmers 1919 例 2：枯草芽孢杆（简称枯草杆菌）Bacillus subtilis（Ehrenberg）Cohn 1872 例 1：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种 Bacillus thuringiensis （subsp）galleria 例 2：椭圆酿酒
