厦门大学微生物笔记(4)

本站小编 免费考研网/2019-03-20


    梯度平板法(gradient plate)异烟肼是吡哆醇结构类似物(代谢拮抗物)抗异烟肼突变株能高产吡哆醇,克服竞争性抑制。
    ●定向培育不等于定向变异:
    (二)诱变育种
    ●定义:
    1.诱变育种的基本环节:诱变、筛选;重要性
    2. 诱变育种工作中应考虑的原则
    (1)选择简便有效的诱变剂
    ●一种化学药品用作提高产量的诱变剂之前,应先测定它是否有效地引起营养缺陷型的回变·抗药性突变或形态突变等定性功能。
    ●一切生物遗传物质基础为核酸,改变核酸结构因素都可引起核酸生物学功能的改变,例:引起生物学致突变、致畸变、致癌变(三致)(生化统一性法则);
    凡能引起回复突变因素,一般也会引起正变(产量提高)。
    ●艾姆斯试验:利用诱变剂作用共性原理,利用营缺的回变检出化学致癌剂。
    拟辐射物质:有些烷化剂(氮芥、硫芥、环氧乙烷),点突变和染色体畸变(一般只有辐射才能诱发)
    超诱变剂:NTG(N-甲基-N-硝基-N-亚硝基胍),产氨短杆菌/大肠杆菌。未经淘汰野生型,直接得到12~80%营缺菌株(一般诱变剂仅为几%),因此NTG被称为超诱变剂。
    2)挑选优良出发菌株(original strain):育种效率·实际经验
    (3)处理单细胞/单孢子:均匀接触诱变剂,避免不纯菌落。
    远
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    4)选用最适剂量:多次试验·突变率随剂量升高而升高,到一定程度突变率下降。
    ● U.V、X-射线、乙烯亚胺:正变―偏低剂量(U.V杀菌 率70~75%)。
    (5)充分利用复合处理的协同效应。
    (6)利用和创造形态、生理与产量间的相关指标·提高育种初筛效率。
    ●利用:高产菌株形态(菌落大小、色泽、表面光滑粗糙等)
    ● 创造:鉴别性培养基/其它方法。
    (7)设计/采用高效筛选方法、方案。
    ● 筛造方案:
    初筛以是(选留菌株数量)为主,复筛(以质为主)
    ●筛选方法:
    初筛培养皿平板(变色圈,透明圈、抑菌圈)·摇瓶
    复筛(比较精确定量)在△瓶作振荡培养(摇瓶)
    ●琼脂块培养法的原理
    (每个小块所含养料、接触空气的面积基本相同,且产生代谢产物不扩散,测得数据与摇瓶条件相似,工作效率提高。)
    3. 营养缺陷型突变株的筛选
    (1)三类遗传型个体
    野生型:自然界分离的任何原始菌株。
    营养缺陷型:野生型菌株经诱变发生丧失某酶合成能力的突变;只能在加该酶合成产物培养基才生长的突变株。
    原养型:营缺突变株经回变突变或重组后产生的菌株,其营养要求与野生型相同。
    (2)有关培养基:
    [-]基本培养基(MM):满足野生型菌株生长所需要的最低成分的 组合培养基。
    [+]完全培养基(CM):满足一切营缺型营养需要的天 然或半组合培养。
    补充培养基(SM):满足相应营缺型生长需要的组合 培养基。
    (3)营缺筛选方法:诱变→淘汰野生型→检出→鉴定
    ●诱变●淘汰野生型:抗生素法/菌丝过滤法。
    ●检出: ——夹层培养法(layer pllating method)——影印平板法
    ●营缺型的鉴定生长谱法
    §.3 基因重组
    ●基因重组:
    基因重组
    原核生物:转化、转导、接合、原生质体融合
    真核生物:有性杂交、准性杂交、原生质体融合
    一、原核微生物的基因重组
    (一)转化(transformation)
    受体菌直接吸收供体菌游离的DNA片段而获得部分遗传性状的现象。
    1.转化的基本条件
    (1)感受态:
    ●遗传因素●外界环境条件:Ca2+,cAMP
    (2)转化因子:●大小:每一转化DNA片段分子量<1×107。
    ●结构:一般转化因子都是线状双链DNA,少数为线状单链DNA。
    ●DNA浓度
    2.转化过程:
    5.转染:
    提纯的病毒DNA(或RNA)进入宿主细胞并增殖出正常病毒后代的现象。
    ●与转化区别:噬菌体或病毒并非遗传基因的供体菌,不发生遗传因子交换、整合,不产生转化子。
    (二)转导(transduction)
    1.定义:
    完全缺陷或部分缺陷噬菌体为媒介,使受体细胞获得供体细胞部分遗传性状的现象。
    2.种类:普遍转导、局限转导、溶源转变。
    (1)普遍转导(generalized transduction):
    完全缺陷噬菌体对供体任何DNA小片段进行“误包”,而将其遗传性状传递给受体菌的现象。
    ●完全普遍转导 (过程和结果略有别于流产普遍转导)
    ●流产普遍转导:
    ●经转导进入受体菌的供体菌DNA片段,在受体菌不交换、整合、复制,也不迅速消失,仅进行转录、转译、性状表达转导现象。
    ● 流产转导子特点:在选择性培养基上形成微小菌落。
    (2)局限转导(restricted transduction):
    部分缺陷温和噬菌体把供体菌少数、特定基因携带到受体菌中并获得表达的转导现象。
    ●特点: ①只能转导供体菌的个别特定基因,
    ②特定基因由部分缺陷噬菌体携带,
    ③缺陷噬菌体的形成过程发生低 频率“误切”或双重溶源菌裂解。
    ● 类型:
    依转导频率高低,局限转导又分两种类型。
    低频转导(LFT):
    LTF ( 低m.o.I感染E.coli) 转导子(gal+;bio+)
    高频转导(HFT):
    双重溶源菌裂解物中,含等量λ和λdgal粒子,称为高频转导裂解物(HFT裂解物)用低m.o.I的HFT裂解物感染E.coli
    gal―,得到高的转化E.coli gal+频率,这种方式的转导现象称之。
    ●双重溶源菌:正常温和噬菌(例λ)和部分 缺陷温和噬菌体(例:λdgal) ·同时整合在一个受体菌的 核染色体组。
    (3)溶源转变(lysogenic conversion):
    表面上与转导相似但本质不同的现象,温和噬菌体 、感染宿主、溶源化、噬菌体DNA整合到宿主核基因组上
    ,宿主通过溶源化,获得免疫性以外新性状的现象。
    例:白喉棒杆菌不产毒素,β-温和噬菌体感染,溶源化,产毒。
    (三)接合(conjugation)
    1.定义: 通过细胞间直接接触,由质粒介导的遗传物质转移的现象。
    2.接合子:通过接合而获得新的遗传性状的受体细胞。
    3.存在: G-­菌:
    4.F因子:(凡有F因子均有性菌毛存在)决定性别一种质粒,属于附加体质粒(脱离/整合核染色体组上;接合获得/吖啶消除)它决定细菌性别。
    5.F因子的存在方式及其相互关系:
    ?F+菌株:F因子(1~4个)游离
    ?F-菌株:不含F因子
    ?Hfr菌株:F因子整合(核染~特定位点)
    ?F'菌株:
    特殊F因子(携带小段核染~基因)游离
    ?接合中断法(杂交中断法):
    1.细胞配对 2.形成接合管,单链DNA进入受体细胞
    3.接合中断,合成互补DNA 4.形成接合子
    (四)原生质体融合(protoplast fusion):
    ? 定义:
    通过人为方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体融合,继而遗传重组,借以获得兼有双亲性状,遗传性稳定的融合子(fusant)的过程。
    ? 主要步骤:
    二、真核微生物的基因重组
    有性杂交;准性杂交;原生质体融合;遗传转化
    §.4 菌种衰退、复壮和保藏
    一、菌种的衰退与复壮
    1.菌种衰退及其防止
    ●菌种衰退(degeneration):●衰退的防止:
    2.菌种复壮
    ●复壮方法介绍
    二、菌种的保藏(实验课教学涉及各种方法操作)
    1.菌种保藏原则:
    2.实验室常用的七种菌种保藏方法比较:
    Chap.8 微生物生态
    ● 生态:探讨生物系统与环境条件间相互作用规律性的科学
    ●微生物生态学:微生物与周围生物和非生物环境相互作用的科学.
    §.1 微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发
    一、微生物在自然界中的分布
    (一) 微生物的多样性
    现有 估计
    细菌 4,700 130,000
    真菌 69,000 1,500,000
    病毒 5,000 130,000
    藻类 3,000 100,000
    线虫 15,000 500,000
    合计 96 ,700 2,363,000
    1. 在生物体上的微生物
    皮肤口腔胃肠道:胃, 小肠, 大肠
    ●正常菌群● 条件致病菌●益生菌剂
    2.土壤中的微生物
    植物体上微生物
    ● 叶瘤菌; 病原菌;木腐菌;植物内生真菌
    ● 根际微生物; 菌根菌; 根瘤菌土壤微生物
    3.水体中微生物
    ●海洋微生物
    海岸带:
    浅海带: 藻类; 光合微生物; 化能异养菌;化能自养菌;
    深渊带:嗜特异生境微生物
    ●饮用水微生物大肠菌群
    4.空气中的微生物
    ● 微生物种类和数量● 微生物的采样和计数:
    (二) 极端环境微生物
    嗜热菌:Topt>45ºC
    ●极端嗜热菌Topt:70~105ºC●耐热菌Tmax >45ºC,室温可生长
    嗜冷菌:0~20&ordm;C, Topt< 20&ordm;C
    嗜酸菌;嗜碱菌●耐酸菌;耐碱菌
    嗜盐菌
    ●微生物与盐份的关系
    类型 最适NaCl 代表
    非嗜盐菌 <0.2M 多数陆生微生物
    低度嗜盐菌 0.2~0.5M 海洋微生物
    中度嗜盐菌 0.5~2.5M 副溶血性弧菌
    极端嗜盐菌 2.5~5.2M 古细菌
    嗜压菌
    ●嗜压:POPT >1atm●耐压: POPT =1atm, >1atm;可生长抗辐射微生物
    §.2 微生物与生物环境间的相互关系
    一、互生:互利或偏利
    ●固氮微生物纤维素分解菌
    ● 混菌发酵 :1.双(多)菌同时培养;2.双(多)菌先后培养
    VitC的混菌发酵;莱氏一步发酵法:
    G>山梨醇>山梨糖>古龙酸 >VitC
    (化学) (醋杆菌) (化学) (化学)
    二步发酵法:
    G>山梨醇>山梨糖>古龙酸 >VitC
    (化学) (醋杆菌) (混菌*) (化学)
    *混菌:氧化葡萄糖杆菌+假单孢菌
    二、共生:共居?分工协作?相依为命?
    1.微生物间的共生关系:
    ●地衣 :子囊菌藻类(绿藻/兰细菌)。
    2.微生物与植物间的共生关系
    ●外生菌根:哈蒂网●内生菌根:泡囊-丛枝状菌根(VA菌根)
    3.微生物与动物间的共生关系
    三、寄生:
    2.微生物与植物间的寄生关系
    ● 专性寄生:白粉菌、锈菌、植物病毒-植物宿主(活的组织/细胞)
    ● 兼性寄生:以腐生为主,也可营寄生生活。
    3.微生物与动物间的寄生关系
    ● 病原菌、昆虫寄生M(苏云金杆菌、白僵菌、病毒杀虫剂)、冬虫夏草(真菌)
    四、拮抗
    某种生物 产生的代谢产物抑制或杀灭它种生物的相互关系。
    ●拮抗试验: 拮抗菌, 敏感菌
    五、捕食
    ●真菌捕食线虫和其它原生动物菌网、菌环
    §.3 微生物在自然界物质循环中的作用
    ●生物地球化学循环
    蓝细菌、绿色植物―生产者; 细菌、真菌―分解者; 动物-消费者
    一、碳素循环二、氮素循环三、硫素循环与金属的细菌冶金
    1.自然界中的硫素循环
    2.细菌冶金(细菌沥滤):溶矿·置换·浸矿剂再生·
    §.4 微生物与环境保护
    一.水体的污染--富营养化
    有机、无机物的大量排入异养微生物的大量繁殖
    藻类过度生长溶解氧降低,水生生物死亡湖泊沼泽化
    二、微生物处理污水的原理
    ●污水三级处理及污染指标
    ● BOD(生化需氧量):
    在一定条件下,微生物分解水中有机物生化过程所需溶解氧的量,以mg/L表示。
    ● COD(化学需氧量):
    用K2Cr2O7和KMnO4强氧化剂使水中有机物氧化所需溶解氧的量,以mg/L表示。
    微生物处理污水的基本过程:
    ● 微生物处理污水的原理
    1.高的吸附能力: 表体比;多糖粘质层
    2.强的氧化分解能力污染物多数为直接C源(少数共代谢)
    3.良好的食物链关系-- 有机物→细菌→小型原生动物→较大型原生动物
    4.良好的沉淀性能
    三、污水处理的主要装置:以耗能或产能情况分类:(略)
    §.5 沼气发酵与环境保护
    ● 沼气发酵的重要意义:
    1.可再生资源的利用,良性循环的农业生态工程。
    2.消除环境固体污染物的重要方法。
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    一、沼气发酵的三个阶段
    沼气:混合可燃气体-甲烷、H2、N2、CO2
    沼气发酵:产甲烷菌在厌氧的条件下利用H2还原CO2
    等碳源形成甲烷的过程。包括三个 阶段:
    1.第一阶段:水解(厌氧、兼性厌氧M)2.第二阶段: 产酸(产氢产乙酸细菌群)
    3.第三阶段: 产气(产甲烷群)
    ● 产甲烷菌: 一类严格厌氧产甲烷的古生菌。
    营养:CO2型;甲基类;乙酸型;O2:严格厌氧
    二、甲烷形成的生化机制:
    ● 独特生理类型(属古细菌)有多种独特辅酶参与甲烷的形成:
    ①甲烷呋喃(CO2还原因子) ②甲烷蝶呤(F342)
    ③辅酶M(CoM)即:磺酸基硫基乙酸
    ④F420,属于黄素单核苷酸(FMN)的衍生物。
    ⑤其它辅酶:辅酶B,F430(镍四吡咯)
    Chap.9 传染与免疫
    免疫学技术的应用
    ●疫苗(常规疫苗、新型疫苗)●抗体导向治疗药物
    ●免疫调节剂(免疫增强剂、免疫抑制剂)
    ●疾病早期诊断(试剂盒)●微生物的分类鉴定技术
    ●微量成分分析●其他各种免疫标记技术
    Chap.10 传染与免疫
    §.1 传染
    一、传染与传染病
    ● 传染:病原突破宿主的免疫防卫系统,在宿主的特
    定部位生长繁殖 并引起系列病理生理变化的过程。
    ● 传染病:能够从一个宿主传播到另一个宿主的疾病。
    ● 流行病:同一时间群体患病个数迅速增加的疾病。
    二、决定传染结局的三大因素
    一、病原体
    1.毒力(侵袭力、毒素)
    ——侵袭力 ——吸附和侵入能力:
    ——繁殖与扩 散能力: ——对宿主防御机能的抵抗力:
    毒素(toxin)
    ● 细菌毒素主要分外毒素和内毒素两大点
    ●外毒素与内毒素的比较: (略)●类毒素:细菌外毒素脱毒后仍保留抗原性的生物制品
    ● 测定内毒素的鲎试剂法:
    原理:内毒素激活鲎变形细胞中的B因子引发系列的激活过程,使凝固原成为可见的凝胶状态。
    鲎试剂检查内毒素:
    2、侵入的病原菌数量
    不同病原菌致病剂量差异很大
    3、侵入门径:
    (1)消化道(2)呼吸道(3)皮肤伤口(4)泌尿生殖道(5)其它
    (二)、宿主的免疫力
    ● 不同个体间免疫力不同; ● 免疫:
    ●免疫功能:免疫防御;免疫稳定;免疫监视
    (三)环境因素:良好的环境因素有助于提高机体的免疫力
    三、传染的三种可能结局
    1.隐性传染2.带菌状态3.显性传染
    ● 按发病部位,显传传染
    ——局部感染——全身感染
    ●全身感染(按其性质严重性): 毒血症:菌血症:败血症:脓毒血症:
    §2.非特异性免疫
    ●非特异性免疫:先天即有、相对稳定、对病原无特殊针对性的免疫现象。
    ●特异性免疫:后天产生,对异物(病原)具有特异性反应的免疫现象,包括体液免疫和细胞免疫。
    ● 非特异免疫组成
    表皮和屏障结构;吞噬细胞的吞噬功能
    正常组织和体液中的抗菌物质;炎症反应
    一、表皮屏障结构
    1.皮肤和粘膜
    机械性排阻分泌杀菌物质 正常菌群
    2.血脑屏障和血胎屏障
    --血脑屏障:可阻挡病原菌及其毒物随血流 透入脑组织的结构;
    --血胎屏障:由母体子宫内膜和胎儿绒毛膜共同组成。
    二、吞噬细胞及其吞噬作用
    人体血细胞有:红细胞、白细胞、血小板三种。
    1.嗜中性粒细胞及其吞噬作用
    吞噬过程:
    1.活化:吞噬细胞受炎症因子激活;2.趋化:吞噬细胞向感染部位移动;

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    2019年初试科目(807)食品微生物考试大纲本《食品微生物学》考试大纲适用于北京农学院食品科学与工程专业的硕士研究生入学考试。根据教学大纲命题,以基础理论和基本知识,以及重要实验的基本原理和操作方法为重点考核内容。微生物学是现代生物学的重要分支学科,是许多学科专业的基础课程,而食品微生物学隶属于应 ...
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  • 山东大学2019年804环境微生物学考研大纲
    804-环境微生物学一、考试目的环境微生物学是山东大学环境科学与工程专业硕士入学初试考试的专业基础课程。二、考试要求本考试大纲的制定力求反映环境科学与工程专业硕士学位的特点,科学、准确、规范地测评考生的在环境微生物学方面的基本素质和综合能力,具体考察考生对环境微生物学理论的掌握与运用,为国家培养具有 ...
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  • 2019年华侨大学831水处理微生物学考研初试大纲
    2019年华侨大学硕士研究生招生考试初试自命题科目考试大纲招生学院: 土木工程学院 招生专业: 市政工程科目名称: 水处理微生物学一、考试形式与试卷结构(一)试卷满分值及考试时间本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。(二)答题方式答题方式为闭卷、笔试。试卷由试题和答题纸组成;答案必须写在答题纸 ...
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