微生物學緒論高中生物競賽輔導課程一什么是微生物微生物是一些形體微小，以單細胞或簡單多細胞、甚或是沒有細胞結構的形式存在的低等生物的統稱。

小m級：光鏡可見nm級：電鏡可見形體微小.virus(0.05to0.1microns)病毒bacteria(0.5to1.5microns)細菌redbloodcell(5microns)紅細胞lymphocyte(5to8microns)淋巴細胞humansperm(60microns)人類精子

簡單細胞簡單多細胞非細胞結構結構簡單低原核類：三菌(細菌、放線菌、藍細菌)

三體(支原體、衣原體、立克次氏體)真核類：真菌原生動物單細胞藻類非細胞生物：病毒類病毒朊病毒進化地位低微生物世界之最個體最小數量最多分布最廣形態最簡變異最易起源最早胃口最大抗性最強食譜最廣休眠最長繁殖最快種類最多二人類對微生物世界的認識過程(一)難以認識的微生物世界

1個體微小

2外貌不顯

3雜居混生

4因果難聯(二)微生物學史時間：8000年前~1676年特點：個體(未見細菌)思想方法：實踐-實踐-實踐代表人物：中國勞動人民1史前期曲蘗釀酒時間：1676年~1861年特點：顯微鏡下見到微生物形態描述200

年左右代表人物：

Leeuwenhoek--

微生物學先驅者2初創期3奠基期時間：1861年~1897年特點：建立了一套獨特研究方法進入生理學領域的研究尋找病原菌思想方法：實踐-理論-實踐代表人物：

(法)L.Pasteur--微生物學奠基人

(德)R.Koch--細菌學奠基人（巴斯德和柯赫）(法)L.Pasteur--微生物學奠基人病因：微生物(德)R.Koch--細菌學奠基人

榮獲1905年諾貝爾醫學與生理學獎方法：菌種分離、培養、接種、染色病原菌：炭疽桿菌、結核桿菌柯赫假說4發展期時間：1897年~1953年特點：進入生化水平的研究形成綜合性普通微生物學代表人物：(德)E.Buchner(布赫)5成熟期時間：1953年~現在特點：理論--深入到分子生物學實踐--深入到生物工程水平微生物的五大共性體積小面積大吸收多轉化快生長旺繁殖快適應強易變異分布廣種類多個體?。何⒚?、納米群體表面積大1擴大了吸收面、排泄面、信息交換面2是將微生物作為群體研究的依據3啟發人們利用動、植物的微化意義面積/體積=比面值600/10006/1第一節

體積小面積大第二節吸收多，轉化快吸收速度是人的300萬倍E.coli（大腸桿菌）每小時消耗自身重量2000倍的糖

意義

1為微生物生長提供了充足的物質基礎

2使微生物發揮“活化工廠”的作用第三節生長旺，繁殖快二均分裂意義1發酵工業：2遺傳學研究：縮短實驗周期3致病菌：傳布快，危害大鼠疫：14世紀，歐洲1/4人口死亡（鼠疫耶森氏菌）馬鈴薯晚疫?。?845~1846年，歐洲100萬人口餓死肝炎：80年代上海30萬人口愛滋?。航虬筒柬f1/4人口感染

人類(300萬年)

爬行類(2億年)

兩棲動物(3億年)

魚類、陸生動物(4億年)

后生動物(6億年)古細菌藍細菌好氧性異養細菌真核微生物(35億年)(32億年)(20億年)(15億年)

第四節適應強，易變異適應強冷：-70~-196C熱：300C酸、堿、鹽：耐壓：合成者+分解者雙環生態系統分解者原始的單環生態系統

變異性有利面生產實踐中，獲得優良特性的變種不利面菌株耐藥性1發酵工業中，細糧改吃粗糧2篩選耐高溫菌株3篩選弱毒菌株4提高單位產量：1943年20U/ml，現在幾萬U/ml40年代：注射10萬單位/d現在：注射100萬單位/d第五節種類多，分布廣種類多生理代謝類型多代謝產物種類多微生物種數多分布廣無微不至無孔不入無遠不屆無物不食無險不攀第二章微生物的形態和構造(一)

原核微生物一研究形態和構造的意義：形態是入門向導，構造是研究基礎提高定向篩選效率掌握發酵進程、及時探測雜菌污染分類鑒定中應用二原核微生物的類群光能：藍細菌“三菌”化能：細菌放線菌“三體”人工培養基：支原體專門寄生：立克次氏體衣原體

第一節細菌

體小而細形簡而短(球、桿、弧)是一類壁堅而韌單細胞原核生物二等分裂水生性很強Myobacteriumtuberculosis(TB)二等分裂Bacteriaareallaroundus.Givengoodgrowingconditions,abacteriumgrowsslightlyinsizeorlength,newcellwallgrowsthroughthecenter,andthe"bug"splitsintotwodaughtercells,eachwithsamegeneticmaterial.Iftheenvironmentisoptimum,thetwodaughtercellsmaysplitintofourin20minutes.一細胞的形態構造及其功能(一)形態和染色桿狀1形態球狀

螺旋狀桿菌

長桿菌，如

Bactillussubtilis

短桿菌，如Escherichiacoli

球菌單、雙鏈(分裂面一)四聯球菌(分裂面二)八疊球菌(分裂面三)葡萄球菌(分裂面多)金黃色葡萄球菌螺旋菌弧菌(vibrio)<1圈螺菌(spirillum)=2~6圈螺旋體(spirochaete)>6圈

畸形物理化學因素影響(阻礙細胞發育)異常形營養條件影響衰頹形：菌齡2染色(1)細菌染色法革蘭氏染色1884年革蘭發明的細節：通過結晶紫初染和碘液媒染后，在細胞內形成不溶于水的復合物。革蘭氏陰性菌沙黃復染紅色：革蘭氏陽性菌紫色原因細胞壁的構成不同：陰：肽聚糖、類脂、陽:肽聚糖、磷壁酸、(2)革蘭氏染色法金黃色葡萄球菌大腸桿菌G+菌肽聚糖含量高，層多厚，交聯度大，無類脂G-菌肽聚糖含量低，層少薄，交聯度小，類脂多(二)構造1細菌細胞的一般構造

(1)細胞壁

(2)細胞膜和間體

(3)細胞質

(4)核質體2細菌細胞的特殊構造

(1)莢膜

(2)鞭毛

(3)芽孢(1)細胞壁

位于細胞最外的一層厚實、堅韌的外被，主要由肽聚糖構成，有固定外形和保護細胞等多種功能。肽聚糖磷壁酸功能G+抗原(表面抗原決定因子為磷壁酸)噬菌體的吸附位點聚集陽離子Mg2+保持胞壁透性激活酶活性

G+特有的同肽聚糖混在一起的是一類分子比較短(6~9個)的陰離子多聚物以甘油磷壁酸為主鏈核糖醇磷壁酸脂多糖

G-特有的位于外壁外層是一類厚度8~10nm

類脂+各種多糖功能保護作用、屏障作用濃縮陽離子Mg2+、Ca2+噬菌體吸附位點G-表面抗原內毒素物質基礎外壁層中的蛋白質外膜蛋白與周質空間(Periplasmicspace)水解酶、合成酶，結合蛋白2特殊結構(1)莢膜capsule某些細菌壁外存在著一層厚度不定的膠狀物質。多糖多肽非必需的儲藏養料，堆積代謝產物保護作用附著的物質基礎種類意義鑒定菌種制成代血漿或Sephadex污水處理三次采油

微莢膜莢膜粘液層(3)芽孢Endospore某些細菌在其生長發育后期，可在細胞內形成一個圓形或橢圓形抗逆性休眠體。

芽孢的形成圖示為蘇云金芽孢桿菌。二細菌群體形態菌落(colony)

以母細胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態構造的子細胞群體?？寺?clone)

如果菌落是由一個單細胞發展而來的，則它就是一個純種細胞群或克隆。菌苔(lawn)

大量細胞密集地接種到固體培養基表面，結果長成的“菌落”連成一片。菌落形態是個體形態的集中表現

個體群體球狀體小、圓、隆起桿狀大、圓、隆起大、扁平鞭毛很大、不規則芽孢透明度差，皮膚狀皺褶莢膜群體透明度高，鼻涕狀，菌落大第二節放線菌Actinomycetes一定義：是一類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖和陸生性較強的原核生物。二放線菌近細菌特征原核菌絲直徑與細菌相仿細胞壁的主要成分是肽聚糖有鞭毛的放線菌孢子同細菌鞭毛相同放線菌噬菌體同細菌的相似pH值同多數細菌相似，呈堿性DNA重組方式同細菌同核糖體為70S對溶菌酶敏感同細菌有相同敏感的抗生素三放線菌的分布土壤空氣、水體、反芻動物腸道四放線菌的作用利產生抗生素、生產酶制劑、提取維生素、固氮作用害動植物病害結核桿菌麻風桿菌瘡痂病五放線菌的形態構造(一)形態構造1基內菌絲2氣生菌絲3孢子絲吸收營養(二)放線菌的繁殖橫割分裂干燥、小、密菌落表面顏色為孢子絲顏色菌絲細，直徑同細菌類似菌絲密菌落邊緣下陷，難以挑起。六放線菌的菌落

第三節藍細菌(cyanobacteria)異型胞第四節支原體、立克次氏體和衣原體一支原體(Mycoplasma)類菌質體、類胸膜肺炎微生物是一類無壁、G-、能通過細菌濾器、可以人工培養的最小型原核生物。特征無細胞壁，多形(可通過細菌濾器、對抑制細胞壁的青霉素和溶菌酶不敏感、對抑制蛋白質的抗生素敏感膜(外、中、內)三層二等分裂、少芽殖菌落形態：油煎蛋狀二立克次氏體(Rickettsia)是一類只能寄生在真核生物細胞內的革蘭氏陰性原核微生物。特征有細胞壁(對抑制細胞壁的青霉素和溶菌酶敏感二等分裂有不夠完整的產能代謝途徑，利用谷氨酸產能而不能利用葡萄糖三衣原體(Chlamydia)是一類在真核細胞內營專性能量寄生的小型革蘭氏陰性原核生物生活史螢光抗體染色，黃綠色為衣原體能量寄生物

原體小細胞(壁厚)寄主細胞

始體(空泡)大細胞(壁薄)包涵體破裂大量繁殖感染

第三章微生物的形態和構造(二)

真核微生物EukaryoticMicroorganism

凡是細胞核具有核膜，能進行有絲分裂，細胞質中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器的微小生物，就稱為真核微生物，包括真菌，原生動物和顯微藻類三大類；其中真菌又分為酵母菌，霉菌和大型真菌（覃菌）三類。第一節酵母菌--單細胞真菌

Saccharomycetaceae酵母菌在自然界分布很廣，主要生長在偏酸性的含糖環境中。其形態通常呈球狀，卵圓狀，橢圓狀等，可進行無性繁殖和有性繁殖。

無性：出芽生殖、裂殖、產擲孢子有性：子囊孢子二酵母菌繁殖假菌絲生活史營養體為n或2n營養體只為n營養體只能2n啤酒酵母生活史三酵母菌菌落濕潤、光滑稠厚、不透明邊緣整齊色調單一啤酒酵母菌落紅酵母菌落第二節霉菌——絲狀真菌Mould,Mold霉菌：喜溫濕，具絲狀、絨毛或蛛絲網狀的菌絲體，陸生性強，無大型子實體，易引起工農業產品變的真菌。thefruitingbodyoftheLamprodermaslimemold霉菌菌落

圖示為青霉菌，左為灰黃青霉菌，右為產黃青霉菌。圖示為黑曲霉菌落。松：菌絲粗，分布散干：絲狀、粉狀大：同細菌、放線菌菌落比較顏色：基內菌絲、氣生菌絲、孢子

四大類微生物菌落形態特征的比較第四章微生物的形態和構造

(三)非細胞型生物病毒--核蛋白體核酸蛋白質病毒

類病毒亞病毒擬病毒朊病毒活的證據：有繁殖、傳播疾病的能力死的證據：可被結晶。結晶性具僵硬、固定、排列規矩第一節病毒病毒是超顯微的大分子生物無細胞結構只含一種核酸專性活細胞內寄生體外可以無生命狀態存在且保持其侵染性特點：小可通過細菌濾器成分：一種核酸+蛋白質缺乏酶類、無核糖體、無蛋白質合成系統專性活細胞內寄生可結晶，且可在外界長期保存特殊的繁殖方式：復制+裝配對干擾素敏感，對抗生素不敏感一病毒形態構造和化學組成(一I病毒的大小單位為nm，即10-9mm(二)病毒的形態1典型的病毒粒子

核衣殼病毒粒子包膜核心：DNA或RNA衣殼：衣殼粒蛋白2構型(1)煙草花葉病毒(TMV)---螺旋對稱衣殼衣殼蛋白：占95%，2130個衣殼粒核心RNA：占5%，ssRNA300nm÷2.3nm/圈=130圈130圈 ×161/3個/圈=2130

(2)腺病毒(ADENOVIRUS)---二十面體立體對稱1953年發現形狀：二十面體腺質體致病性：消化道炎癥等。12個頂角20個面30個邊衣殼：252個衣殼粒

12個五鄰體，240個六鄰體核心：dsDNA，線狀(3)T偶噬菌體---復合對稱

頭部尾部目前噬菌體基本形態分為3種蝌蚪形>微球形>絲狀橢圓形20面體衣殼粒212內含DNA和中心蛋白螺旋對稱衣殼粒144個注射核酸的通道3病毒群體形態包涵體：某些感染病毒的宿主內，出現光鏡可見的大小、形態和數量不等的小體。噬菌斑：把適量噬菌體倒在充滿細菌的營養瓊脂表面，培養一定時間后噬菌體裂解細菌后留下的空斑?？瞻?、病斑：動物單層細胞培養病毒后留下的，類似于噬菌斑。枯斑：病毒作用于植物留下的局部壞死部分。(三)病毒的化學組成1病毒的核酸RNA多為ss，DNA多為ds2病毒的蛋白質結構蛋白：位于顆粒外表，起保護作用；決定病毒的抗原性酶蛋白：分解性酶；合成性酶病毒侵入后的三種結局裂性噬菌體增殖吸附、侵入、增殖(復制)、裝配、釋放二病毒的繁殖---以噬菌體為例1吸附位點：受體、性菌毛等過程：隨機碰撞、尾絲散開、固著、刺突插入、基板固定感染復數(multiplicityofinfection)：每一敏感細胞可吸附的相應噬菌體的數量。自外裂解(lysisfromwithout)2侵入過程：尾絲展開、釋放溶菌酶、尾絲尾鞘收縮、DNA注入動物病毒借助胞飲作用或直接穿過膜，植物病毒則通過傷口或昆蟲刺吸傳染3增殖(1)核酸復制核酸復制核酸轉錄蛋白質合成DNA病毒(poxvirus)的復制4裝配DNA分子的縮合通過衣殼包裹DNA而形成頭部尾絲和尾部其它部件獨立裝配完成頭部與尾部相結合裝上尾絲成熟的病毒粒子從被感染細胞內轉移到外界的過程。沒有包膜的病毒合成溶解細胞的酶，引起內裂解。有包膜的病毒以下圖方式進行：5釋放四溶源性溶源性：溫和噬菌體侵入宿主細胞后產生一種新的特性，稱為溶源性。1溫和噬菌體(temperatephage)：噬菌體吸附或侵入細胞后，其DNA只整合在宿主核染色體組上，并可長期隨宿主DNA的復制而同步復制，一般不進行增殖或引起宿主細胞裂解的噬菌體。原噬菌體(前噬菌體)：整合在宿主染色體上的溫和噬菌體核酸。游離態：具感染性的病毒粒子整合態：原噬菌體，附著或整合在細菌染色體上營養態：在宿主細胞內指導特定的病毒核酸和蛋白質的合成2溶源性細菌：含有原噬菌體(溫和噬菌體)的細菌稱為溶源性細菌。溶源性細菌基本特性：(1)溶源性是溶源性細菌的一個極其穩定的遺傳特性(2)自發裂解(3)誘發裂解(4)具“免疫性”(5)溶源性細菌的復愈：非溶源化(6)溶源轉變：可獲得一些新的生理特性E.coli

K12(λ):表示一株帶有λ前噬菌體的大腸桿菌K12溶源菌株。三逆轉錄病毒(Retrovirus)的復制、增殖和致癌原理1癌癥：現在知道是受累組織生長紊亂而又不受約束。現知約200多種，15%為病毒所引起，另主要為突變所引起。2逆轉錄病毒：Temin(1964年)研究勞斯肉瘤病毒(RSV)，提出的前病毒學說(provirustheory)。1970年發現了逆轉錄酶，榮獲了諾貝爾醫學和生理學獎。逆轉病毒是一類具有包膜的、含ssRNA的球狀病毒，呈二十面體。它除含有一些一般病毒所具有的ssRNA、蛋白質、脂肪和糖類外，還含有反轉錄酶(reversetranscriptase)、核糖核酸酶H(RNaseH可降解RNA-DNA雜種分子中的RNA鏈)、轉化蛋白和DNA連接酶等，3艾滋病-獲得性免疫缺損綜合癥80年代流行的AIDS(acquiredimmunedeficiencysyndrome)，病原體為人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)。猿免疫缺損病毒(SIV，simianimmnodeficiencyvirus)人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)艾滋病(AIDS，acquiredimmunedeficiencysyndrome)艾滋病病毒起源：一是認為這是美國政府的一個生物武器試驗；二是認為HIV病毒來源于科學家們早期在非洲對脊髓灰質炎疫苗的試驗。第二節亞病毒類病毒：最小的、只含RNA一種成分、專性細胞內寄生的分子生物。擬病毒：包裹在植物病毒中的類病毒。病毒

類病毒亞病毒擬病毒朊病毒priondiseasesScrapie:sheep羊搔癢病TME(transmissibleminkencephalopathy):minkCWD(chronicwastingdisease):muledeer,elkBSE(bovinespongiformencephalopathy):cows瘋牛病CJD(Creutzfeld-JacobDisease):human克-雅氏病朊病毒(Prion)：普列昂：Proteininfection蛋白質侵染因子，是一類能侵染動物并在宿主細胞內復制的小分子無免疫性的疏水蛋白質。

1982年，美國病毒學家Prusiner發現羊搔癢病致病因子為一種蛋白質，是一種不含核酸的微蛋白顆粒，形態為桿狀顆粒，直徑25nm，長100-200nm，對朊病毒影響最大的為蛋白酶、氨基酸化學修飾劑和蛋白質變性劑。其復制機制違背了現行的中心法則。

中心法則理由1：RNA核苷酸比DNA核苷酸更容易合成，DNA可能是從RNA進化來的，比RNA更穩定，其作為遺傳力的保管員的作用要勝過RNA。如逆轉錄病毒，它仍攜帶遺傳信息；理由2：新近發現RNA具有酶的功能，稱酢酶。進化的結果蛋白質完全擔負起了催化的功能。如朊病毒也能攜帶信息。第五章微生物的營養和培養基營養(Nutrition)tosynthsize(buildup)protoplasmtosupplyenergyforalllifeprocesses營養物(nutrient)第一節微生物的六種營養要素碳源Acarbonsource(e.g.,carbohydrate)氮源Anitrogensource(e.g.,proteinorammonia)能源Energy生長因子Essentialmetabolites(vitamins;possiblyaminoacids)無機鹽Certaininorganicions水Water一碳源(carbonsource)(一)定義：凡是可以被微生物用來構成細胞物質的或代謝產物中碳素來源的營養物質(二)碳源特點1依碳源分類自養微生物：利用無機碳源，如CO2、碳酸鹽異養微生物：利用有機碳源，如葡萄糖、淀粉等2最適碳源C-H-O最適碳源糖>醇>有機酸>脂類最適糖類單糖>雙糖>多糖最適單糖已糖>戊糖最適多糖淀粉>纖維素>木質素、幾丁質二氮源(nitrogensource)(一)定義：凡是可以被微生物用來構成菌體物質的或代謝產物中氮素來源的營養物質(二)碳源特點1氮源主要不提供能量2最適碳源

NHCO>NH>NO>N23速效氮源：以蛋白質降解產物存在的氮源

遲效氮源：以蛋白質形式存在的氮源三能源(energysource)能源，就是能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養物或輻射能。異養微生物的能源就是其碳源單功能營養物：如輻射能雙功能營養物：NH4+是硝酸細菌的能源和氮源三功能營養物：如”N.C.H.O”是異養微生物的能源、碳源及氮源。

有機物：化能異養微生物的能源（同碳源）無機物：化能自養做生物的能源（不同于碳源）輻射能：光能自養和光能異養微生物部能源化學物質能源譜四生長因子(growthfactor)微生物在生長過程中不能自已合成的生長繁殖必需的需要量較少的外界加入的有機物是生長因子譜：維生素氨基酸嘌呤(或嘧啶)提供方式：原料：酵母膏、玉米漿、肝浸出液、麥芽汁、新鮮動植物組織五無機鹽(inorganicions)大量元素：生長所需濃度為10-3~10-4mol/L的元素微量元素：生長所需濃度為10-6~10-8mol/L的元素六水(water)1水的功能胞外：溶劑(營養物質吸收)

溶劑(代謝產物的分泌)

反應介質胞內維持膨壓組成成分：70~90%左右調節溫度：水的比熱高光合反應、蛋白質水解中，水是反應物氧化、聚合、葡萄糖酵解中，水是生成物第二節微生物的營養類型異養型：生長時需要復雜有機物作為營養物質的機體。自養型：生長時能以簡單無機物作為營養物質的機體?；軤I養型：

X還原型+A氧化型

X氧化型+A還原型+能量光能營養型：光能化學能色素第三節培養基是一種人工配制的、適合微生物生長繁殖或產生代謝產物用的營養。原則目的明確營養協調物理化學條件適宜經濟節約方法生態模擬查閱文獻精心設計試驗比較一設計培養基的原則和方法1目的明確何菌？何產物？何種規模？2營養協調1各營養元素之間的比例要協調H2O>C>N>P、S>Mn、Co>生長因子110-210-310-410-510-6

2C/N比率：在微生物的培養基中所含的碳源中碳原子摩爾數與氮原子摩爾數之比。細菌、酵母菌C/N=5/1霉菌、放線菌C/N=10/1氮源過多：菌體生長過旺，不利于積累代謝產物氮源不足：菌體繁殖受到抑制，代謝產物積累(1)控制pH值細菌：7.0~7.5放線菌：7.0~7.5霉菌：4.0~5.8酵母菌：4.0~5.83物理化學條件適宜(2)培養基pH值調節方式

緩沖液內源性備用堿:CaCO3

外加調節：直接加酸、堿(工業適用)KH2PO4K2HPO4等克分子量，pH值為6.8(3)調節O2和CO2濃度好氧菌：空氣、通氣厭氧菌：加入還原劑等4經濟節約二培養基的種類及用途(一)按微生物種類(二)按培養基成分細菌：牛肉膏蛋白胨培養基放線菌：高氏一號培養基酵母菌：麥芽汁培養基霉菌：查氏培養基合成培養基半合成培養基天然培養基伊紅美藍培養基(EMB培養基)菌樣涂布EMB平板上(三)按培養基用途乳糖發酵乳糖不發酵：無色菌落能力強：紫色菌落能力弱：棕色菌落大腸桿菌沙門氏菌屬等產氣桿菌等基本培養基富集培養基鑒別培養基①基礎培養基(minimummedium):是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養物質的培養基；另外基礎培養基也可作為一些特殊培養基的基礎成分（如制備糖發酵培養基時）。

②選擇性培養基(selectivemedium)：是根據某種或某一類群微生物的特殊營養需要，或對某種化合物的敏感性不同而設計出來的一類培養基。利用這種培養基可用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來。③鑒別性培養基(differentialmedium)：用于鑒別不同類型微生物的培養基，在普通培養基中加入能與某種代謝產物發生反應的指示劑或化學藥品，從而產生某種明顯的特征性變化，以區別不同的微生物，例：伊紅美蘭乳糖培養基（EosinMethyleneBlue）。④加富培養基(enrichedmedium)：在普通培養基中加入某些特殊的營養物，如血、血清、動、植物組織液或其他營養物質（或生長因子）的一類營養豐富的培養基。用來培養營養要求苛刻的微生物，或用以富集（數量上占優勢）和分離某中微生物。選擇培養基加入青霉素的培養基:

分離酵母菌、霉菌等真菌加入高濃度食鹽的培養基:

分離金黃色葡萄球菌不加氮源的無氮培養基:

分離固氮菌不加含碳有機物的無碳培養基:

分離自養型微生物加入青霉素等抗生素的培養基:

分離導入了目的基因的受體細胞加入氨基喋呤、次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培養基:

分離雜交瘤細胞2、純化大腸桿菌:接種方法有：平板劃線法和稀釋涂布平板法

平板劃線法:通過接種環在瓊脂固體培養基表面連續畫線的操作,將聚集的菌鐘逐步稀釋分散到培養基的表面.

在數次畫線后,可以分離到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體,這就是菌落.固體培養基半固體培養基液體培養基(四)按培養基物理狀態加凝固劑：明膠、硅膠、瓊脂1.5~2%天然固體：米糠、木屑、馬鈴薯塊濾膜：微孔醋酸纖維薄膜凝固劑為0.5%左右無凝固劑無營養、無分解能力，融點96℃，凝點40℃說出消毒和滅菌有何不同？1、煮沸消毒法:100℃煮沸5-6min2、巴氏消毒法：70-75℃下煮30min或80℃下煮15min3、化學藥劑消毒法:用75%酒精、新潔爾滅等進行皮膚消毒;氯氣消毒水源4、紫外線消毒……(1)常用消毒的方法：1、灼燒滅菌:2、干熱滅菌：160-170℃下加熱1-2h。3、高壓蒸氣滅菌：100kPa、121℃下維持15-30min.(2)常用滅菌的方法：常

識三、實驗操作1.制備牛肉膏蛋白胨培養基（用于培養細菌）1．配制：計算、稱量、熔化2．調節pH：用3%的HCI/NaOH調節

pH7．0---7．23．分裝：分裝過程中注意不要使培養基沾在管口或瓶口上，以免沾污棉塞從而引起污染。分裝三角燒瓶的量以不超過三角燒瓶容積的一半為宜。4．包扎：操作步驟:5．滅菌:

將50ml培養基用玻棒轉移至三角錐瓶中，塞上棉花塞，包上牛皮紙，再放入高壓蒸氣滅菌鍋，在壓力為100kPa、溫度為121℃，滅菌15～30min。將培養皿用舊報紙包裹，放入干熱滅菌箱內，在160～170℃下滅菌2h。

6．倒平板:

待培養基冷卻到50℃左右時，在酒精燈附近倒平板。2d后觀察平板，無雜菌污染才可用來接種.7．無菌檢查：將滅菌的培養基放入37℃的溫室中培養24—48小時，以檢查滅菌是否徹底。倒平板:菌種的保存1、臨時保藏：接種到固體斜面培養基，菌落長成后置于4℃冰箱保存。

2、長期保存：甘油冷凍管藏法1.培養基滅菌后，需要冷卻到50℃左右時，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計培養基的溫度？

答：可以用手觸摸盛有培養基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒平板了。

答：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養基。注意:3.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？4.在倒平板的過程中，如果不小心將培養基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養微生物嗎？為什么？

答：平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，凝固后的培養基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養基表面的水分更好地揮發，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養基，造成污染。

答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養基上滋生，因此最好不要用這個平板培養微生物。劃線后培養一段時間后微生物的恒溫培養微生物的恒溫培養第七章微生物的生長及其控制個體生長個體繁殖群體生長平衡生長量數量群體生長=個體生長+個體繁殖第一節測定微生物繁殖的方法一、測生長量直接法間接法比例計數法血球計數法測體積稱干重比濁法生理指標法直接法間接法液體稀釋法平板菌落計數法二、測繁殖數第二節微生物的生長規律一、細菌的個體生長和同步生長1、同步培養（synchronousculture）：即設法使群體中的所有細胞盡可能都處于同樣細胞生長和分裂同期中，然后分析此群體的各種生物化學特征，從而了解單個細胞所發生的變化。2、同步生長（synchronousgrowth）：通過同步培養而使細胞群體處于分裂步調的狀態，就稱同步生長。二、典型生長曲線1、典型生長曲線：將菌種接種在液體培養基中隔一定時間取樣，計算菌數，以菌數的對數為縱坐標，生長時間為橫坐標作圖。包括延滯期、指數期、穩定期和衰亡期等四個時期R(生長速率常數)=分裂次數(代)/單位時間霉菌的生長曲線是否是典型生長曲線？固體培養基表面菌落是否為典型生長曲線？？（一）延滯期（lasphase）

1特點：細胞數目不增加(R=0)細胞長、大代謝旺盛(RNA含量增加)誘導酶迅速合成對不良條件敏感，抵抗力降低2影響因素菌種接種齡：即“種子”的群體生長年齡，即處在生長曲線上的哪一個階段，這是一種生理年齡。接種量：接種量的大小明顯影響延滯期的長短。種子培養基成分：接種到營養豐富的天然培養基中的微生物，要比接種到營養單調的組分培養基中的延滯期短。（二）指數期（exponentialphase）

1特點：生長速率常數最大，繁殖數>死亡數代時短，即細胞每分裂一次所需的代時G（增代時間，generationtime）或原生質增加一倍所需的倍增時間（doublingtime）最短.成分均勻酶活力高，酶系活躍，代謝旺盛。2三個重要參數（三）穩定期（stationaryphase）

1特點：細胞數目不增加(R=0)，即處于新繁殖的細胞數與衰亡的細胞數相等，或正生長與負生長相等的動態平衡之中。菌體產量達到了最高點，而且菌體產量與營養物質的消耗間呈現出一定的比例關系細胞長、大代謝旺盛(RNA含量增加)誘導酶迅速合成對不良條件敏感，抵抗力降低2穩定期到來的原因主要是：營養物尤其是生長限制因子的耗盡；營養物的比例失調，如C／N比值不合適；酸、醇、毒素或H20等有害代謝產物的累積；pH、氧化還原勢等物化條件越來越不適宜。（四）衰亡期（declinePhase或deathPhase）1特點：個體死亡的速度超過新生的速度(繁殖數<死亡數)，整個群體就呈現出負生長（R<0）。細胞形態多樣，例如會產生很多膨大、不規則的退化形態；有的微生物因蛋白水解酶活力的增強就發生自溶（autolysis）；有的微生物在這時產生或釋放對人類有用的抗生素等次生代謝產物；在芽抱桿菌中，芽抱釋放往往也發生在這一時期。2影響因素環境不利，分解代謝速度>>合成速度三微生物的連續培養

連續培養（continuousculture）又稱開放培養（openculture），是相對于上述繪制典型生長曲線時所采用的那種單批培養（batchculture）或密閉培養（closedculture）而言的。原理：通過認識穩定期到來，并采取相應的有效措施：反“穩定期”的到來。。恒法器（turbidostat）這是根據培養器內微生物的生長密度，并借光電控制系統來控制培養液流速，以取得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細胞的連續培養器。在恒濁器中的微生物，始終能以最高生長速率進行生長，并可在允許范圍內控制不同的菌體密度。恒化器（chemostat或bactosen）與恒濁器相反，恒化器是一種設法使培養液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進行生長繁殖的一種連續培養裝置。這B一種通過控制某一種營養物的濃度，使其始終成為生長限制因子的條件下體到的，微生物初級代謝產物初級代謝產物是指微生物通過代謝活動所產生的、自身生長和繁殖所必需的物質，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素等。通過初級代謝，能使營養物轉化為結構物質、具生理活性物質或為生長提供能量，因此初級代謝產物，通常都是機體生存必不可少的物質，只要在這些物質的合成過程的某個環節上發生障礙，輕則引起生長停止，重則導致機體發生突變或死亡，是一種基本代謝類型。調整期和微生物整個一生都有，存在于一切生物中。次級代謝產物次級代謝產物是指微生物生長到一定階段才產生的化學結構十分復雜、對該生物無明顯生理功能，或并非是微生物生長和繁殖所必需的物質，如抗生素、毒素、激素、色素等。不同種類的微生物所產生的次級代謝產物不相同，他們可能積累在細胞內，也可能排到外環境中。微生物在穩定期活菌數目達到高峰期，細胞內大量積累代謝產物，特別是次級代謝產物。因此微生物工程中常用“連續培養法”延長穩定期來獲得大量次級代謝產物。不同的微生物可產生不同的次級代謝產物青霉合成青霉素芽孢桿菌合成桿菌肽黑曲霉合成檸檬酸微生物次級代謝與次級代謝產物次級代謝產物一般對生產者自身的生命活動無明確功能，機體生長與繁殖所必須的物質，也有人把超出生理需求的過量初級代謝產物看作次級代謝產物，次級代謝產物通常都分泌到胞外，有些與機體的分化有一定的關系，并在同其它生物的生存競爭中起著重要作用。第三節理化因子對微生物生長的影響

一溫度生長溫度的三基點最低溫度最適溫度最高溫度最適溫度：某菌分裂代時最短、生長速率最高的溫度。嗜冷菌：<20℃中溫菌：20~45℃嗜熱菌：>45℃二氧氣1微生物與O2關系2厭氧菌受氧毒害機制三pH值

緩沖液內源性備用堿:CaCO3

外加調節：直接加酸、堿(工業適用)等克分子量，pH值為6.8KH2PO4K2HPO4微生物次級代謝與次級代謝產物微生物的應用基因工程藥物轉基因植物轉基因動物基因治療基因工程在微生物的應用轉基因生物與目的基因的關系Bt毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌調節細胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因魚含此抗性基因的植物含此抗性基因的植物花青素代謝有關基因含有此基因的植物控制番茄成熟的基因富含賴氨酸蛋白質的編碼基因生長激素基因動物腸乳糖酶基因抗凝血酶基因血清蛋白基因胰島素基因干擾素基因人人含有此基因的植物含有此基因的植物人一、植物基因工程碩果累累1.抗蟲轉基因植物2.抗病轉基因植物3.其他抗逆轉基因植物

我國在抗逆基因的分離、克隆和轉化等方面的研究已取得一定進展，克隆了耐鹽堿相關基因，通過遺傳轉化已獲得了耐1％NaCl的苜蓿，耐

O．8％NaCl的草莓，耐2％NaCl的煙草?？鼓婊蚬こ套魑镆堰M入田間試驗階段。我國科學家劉巖等獲得了耐鹽性明顯提高的轉基因玉米植株。我國科學家張荃等獲得了耐鹽性提高的轉基因番茄。

4.利用轉基因改良植物的品質

玫瑰花沒有產生藍色色素的基因,無法生長藍色花瓣。雖然玫瑰有5000多年的人工栽培歷史,迄今已培育出2500多個品種,但始終沒有藍玫瑰的身影。

日本三得利公司耗資30億日元培育成藍玫瑰。他們從藍三葉草中提取藍色素基因,將藍花基因植入玫瑰花,培植出藍玫瑰。這株玫瑰的花瓣中所含的色素為藍色,純度接近100%。

二、動物基因工程前景廣闊1.用于提高動物生長速度2.用于改善畜產品的品質3.用轉基因的動物生產藥物乳腺生物反應器牛奶不適癥:改善方法:缺乏乳糖酶原因:將腸乳糖酶基因導入奶牛的基因組，過敏、腹瀉、惡心等獲取目的基因（例如血清蛋白基因）構建基因表達載體（在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子）顯微注射導入哺乳動物受精卵中發育成轉基因動物（只有在產下的雌性動物個體中，轉入的基因才能表達）