对质粒载体的要求：是一个独立的复制子；具有较多的单一限制性内切酶位点；有方便的筛选标记；具有外源DNA 片段插入失活的附加标记；高拷贝数。应用： 生产多肽类药物:干扰素(interferon)，白细胞介素（ interleukin ）； 生产疫苗：乙肝疫苗； 改造传统工业发酵的菌种； 改良动植物的特性； 用于环境保护的“超级菌”的构建。工程菌的不稳定性。
第五节菌种的衰退、复壮和保藏菌种的衰退和复壮衰退（degeneration）:菌种的特性发生了负变，如生长速度减慢、代谢产物合成能力下降。菌种衰退的原因：自发突变。衰退的防止：控制传代次数；创造良好的培养条件；利用不易衰退的细胞传代； 采用有效的菌种保藏方法。复壮：从已衰退的群体中筛选出少数没有退化的个体。菌种的复壮：纯种分离法(pure culture isolation)，包括菌落纯（pure culture in colony lever）和菌株纯（ pure culture in strain lever ）； 通过寄主体复壮。菌种的保藏菌种保藏的意义：菌种是一个国家极其重要和宝贵的生物资源。菌种保藏的原理：通过保持培养基营养成分在最低水平，缺氧状态，干燥和低温， 使菌种处于“休眠”状态，抑制其繁殖能力。菌种保藏的方法： 斜面冰箱保藏法：斜面保藏是一种短期、过渡的保藏方法，用新鲜斜面接种后， 置最适条件下培养到菌体或孢子生长丰满后，放在4℃冰箱保存。一般保存期为三个月到六个月沙土管保藏法：适合于产孢子或芽孢的微生物。将斜面孢子制成孢子悬浮液接入沙土管中或将斜面孢子刮下直接与沙土混合，置干燥器中用真空泵抽干，放在冰箱内保存。一般保存期为1 年左右。菌丝速冻法：对于不产孢子或芽孢的微生物，一般不能用沙土管保藏。为了方便可以采用甘油菌丝速冻法。由于该法的保藏温度为-20℃，为了避免微生物受损伤致死，需要甘油作为保护剂。甘油的最终浓度为25%。石蜡油封存法：向培养成熟的菌种斜面上，倒入一层灭过菌的石蜡油，用量要高出斜面一厘米，然后保存在冰箱中。此法可适用于不能利用石蜡油作碳源的细菌、霉菌、酵母等微生物的保存。保存期约一年左右。真空冷冻干燥保藏法：目前常用的较理想的一种方法。在真空中使水分升华。微生物的生长和代谢都暂时停止，不易发生变异。菌种保存时间一般５年左右。需要一定的设备。保护剂一般采用脱脂牛奶或血清等。保护剂的作用可能是在冷冻干燥的脱水过程中代替结合水而稳定细胞成分(细胞膜)的构型，防止细胞膜因为冻结而破坏。保护剂还可以起支持作用，使微生物疏松地固定在上面。液氮超低温保藏法：适用范围最广的微生物保藏法。尤其是一些不产孢子的菌丝体，用其它保藏方法不理想，可用液氮保藏法，其保存期最长。原理：用液氮能长期保存菌种。这是因为液氮的温度可达-196℃，远远低于其新陈代谢作用停止的温度(－130℃)，所以此时菌种的代谢活动已停止，化学作用亦随之消失。需要保护剂，常用的保护剂为10%甘油。先将菌液降温到0℃，再以每分钟降低1℃的速度，一直降低到-35℃，然后才把装有菌液的安瓿管放入液氮罐的气相中。国内菌种保藏机构中国微生物菌种保藏管理委员会(China Committee for Culture Collection of Microorganisms． CCCMS)委托中国科学院负责担负全国菌种保藏管理业务，下设六个菌种保藏管理中心。l)普通微生物菌种保藏管理中心(CCGMC) 中国科学院微生物研究所，北京(AS)：真菌，细菌。中国科学院武汉病毒研究所，武汉(AS—IV)：病毒。2)农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC) 中国农业科学院土壤肥料研究所，北京（ISF）。3)工业微生物菌种保藏管理中心(CICC) 轻工业部食品发酵工业科学研究所，北京(IFFI)。4)医学微生物菌种保藏管理中心(CMCC) 中国医学科学院皮肤病研究所，南京(ID):真菌。卫生部药品生物制品检定所，北京(NICPBP)：细菌。中国医学科学院病毒研究所，北京：病毒。5)抗生素菌种保藏管理中心(CACC) 中国医学科学院抗生素研究所，北京(IA)。四川抗生素工业研究所，成都(STA)：新抗生素菌种。华北药厂抗生素研究所，石家庄(IANP)：生产用抗生素菌种。6)兽医微生物菌种保藏管理中心(CVCC) 农业部兽医药品监察所，北京。国外菌种保藏机构l)ATCC American Type Culture Collection． Rockvill． Maryland． U.S.A． 美国标准菌种收藏所，美国，马里兰洲，罗克维尔市。2) CSH Cold Spring Harbor Laboratory. U.S.A． 冷泉港研究室，美国。3) IAM Institute of Applied Microbiology. University of Tokyo， Japan． 日本东京大学应用微生物研究所，日本东京。4) IFO Institute for Fermentation. Osaka, Japan． 发酵研究所,日本大阪。5) KCC Kaken Chemical Company Ltd. Tokyo， Japan． 科研化学有限公司，日本东京。6) NCTC National Collection of Type Culture. London , United Kingdom． 国立标准菌种收藏所，英国伦敦。7) NIH National Institutes of Health. Bethesda， Maryland， U.S.A． 国立卫生研究所，美国，马里兰洲，贝塞斯达。第一节微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发第九章微生物的生态生态学（ecology）:研究生命系统和和环境系统间相互作用规律的科学一些概念：生物圈(biosphere)；生态系统(ecosystem)；群落(community)；种群(population)；个体(individual)；器官(organ)；组织(tissue)；细胞(cell)； 细胞器(organelle)；分子(molecule)。微生物生态：各种环境因素对微生物的作用及微生物对外界环境的反作用。微生物在自然界的分布：海陆空。个体小；营养类型多；存在休眠体。土壤中的微生物：为什么土壤是微生物的天然培养基？营养丰富；PH 适宜；温度、通气。分布情况:细菌，放线菌，霉菌，酵母菌。水体中的微生物：水中的病原微生物大肠菌群值＝1000／大肠菌群数饮用水的标准：总细菌数：<100 个/ml；大肠菌群数：< 3 个／l。空气中的微生物：主要附着在灰尘上。如何检查空气中的微生物：平板检查法；将空气通入水中，检查水中的细菌；尘埃粒子计数器。空气中微生物的处理:空气过滤器；紫外线照射；喷雾消毒。工农业产品中的微生物：工业产品的霉腐；食品上的微生物；农产品上的微生物。极端环境下的微生物:嗜热微生物；嗜冷微生物；嗜酸微生物；嗜碱微生物；嗜盐微生物；嗜压微生物；抗辐射微生物。第二节微生物与生物环境间的关系互生共生寄生拮抗捕食互生(metabiosis):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，或偏利于一方的生活方式。“可分可合，合比分好” 互生的例子:固氮菌Vs 纤维素分解菌人Vs 肠道中的正常菌群排阻、抑制外来致病菌；产生有助于消化的淀粉酶、蛋白酶；分解有毒物质；营养物质。共生（symbiosis）:两种生物共居在一起，相互分工合作，合二为一的极其紧密的一种相互关系。“相依为命，难分难解” 共生的例子:地衣（lichen）：真菌与藻类； 根瘤菌与植物；反刍动物（牛）与瘤胃微生物。寄生（parasitism）：一种小型生物生活在另一种较大生物体内或体表，从中夺取营养进行生长繁殖，并使后者蒙受损失甚至被杀死的一种相互关系。寄生物（parasite）；寄主（host）。寄生的例子:噬菌体与宿主菌；烟草与TMV；人与病原微生物。拮抗（antagonism）:某种生物产生的特定代谢产物可抑制其他生物的生长甚至杀死它们的一种相互关系。特异性拮抗；非特异性拮抗。拮抗的例子:青霉菌产生青霉素；乳酸菌产酸。捕食(predatism, predation):一种大型生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。捕食的例子:原生动物与细菌。第三节微生物与环境保护水体的污染——富营养化水体自净：天然水体受到污染后，在无人为处理的条件下，借水体自身的能力得到净化的过程。
物理作用：稀释，沉降，扩散；化学作用：氧化，还原，分解，凝聚； 生物作用：细菌。富营养化（eutrophication）:水华（water bloom），赤潮（red tide）。用微生物治理污水。污水分为生活污水和工业废水。评价水质的指标： 化学需氧量COD(chemical oxygen demand):用强氧化剂使一升污水中所含的有机物氧化所消耗的氧的毫克数。生化需氧量BOD(biochemical oxygen demand)：微生物在有足够溶解氧存在的条件下，分解一升污水中所含有机物过程中所消耗的水中溶解氧的毫克数BOD5:20℃，5 天，1 升水溶解氧的减少量。生物的污水处理:完全混合曝气法；活性污泥法；生物膜法。活性污泥（activated sludge）:由或细菌、原生动物和其他微生物群聚集在一起组成的凝絮团，在污水处理中具有很强的吸附、分解有机物或有毒物的能力。细菌是分解有机物的主力；细菌聚集成菌胶团,形成絮状物。细菌：吸附有机物,并分解之；吸附金属离子与有机物形成络合物；保护细菌；利于沉降； 原生动物:吞噬游离细菌；吞噬微小污泥；分泌粘性物质；利于絮凝； 霉菌:利于絮凝； 酵母菌:分解氰、酚。预处理：去掉一些大的颗粒、稀释污水；曝气：微生物分解有机物或有毒物；沉淀：出水、回流部分污泥。曝气的原理：是群体的协同作用。生物膜法（biofilm）:生长在潮湿、通气的固体表面上的一层由多种活微生物构成的粘滑、暗色菌膜， 能氧化、分解污水中的有机物或某些有毒物。第一节传染第十章传染与免疫传染与传染病。传染（infection）:病原微生物侵入机体后，在一定的部位生长、繁殖，从而引起一系列病理生理的过程。由于机体的抵抗力和病原菌两方面的力量不同以及环境因素的影响，有时不表现临床症状，成为隐性传染或带菌状态，有时表现出临床症状——传染病。传染病（infectious disease）:可从一个宿主个体直接或间接传播到另一宿主个体的疾病。免疫:抗传染免疫（免疫防护）：变态反应；自身稳定功能：自身免疫疾病；免疫监视作用：肿瘤病。
决定传染结局的三大因素:病原体；宿主的免疫力；环境因素。病原体毒力(virulence)，致病力(pathogenicity)。侵袭力（invastiveness）:吸附和侵入能力；繁殖与扩散能力；抵抗宿主防御功能的能力。毒素（toxin） 外毒素（exotoxin）:病原菌生长过程中不断向外界环境分泌的一类毒性蛋白。毒性强，抗原性强，毒性不稳定（对热和化学物质敏感）；0.3－0.4%甲醛脱毒。内毒素（endotoxin）：是G-菌细胞壁外层的组分之一，化学成分为脂多糖（LPS）， 一般不分泌到环境中。毒性低，抗原性弱，化学稳定性强。热源物质（pyrogen）。入侵病原体的数量;侵入门径（entry point）。宿主的免疫力免疫力（immunity）：免疫防御(immunologic defence)；免疫稳定(immunologic homeostasis)；免疫监视(immunologic serveillance)。环境因素：宿主环境（先天，后天）；外界环境；自然环境；社会环境。传染的三种可能结局：隐性传染(inapparent infection)；带菌状态(carrier state)；显性传染(apparent infection)。
第二节非特异性免疫非特异性免疫（nonspecific immunity）；先天免疫（innate immunity）；自然免疫（natural immunity）。自然免疫：在生物长期进化过程中形成，属于先天即有、相对稳定、无特殊针对性的对付病原体的天然抵抗力。表皮和屏障结构（barrier structure）：机械作用；化学保护作用；正常菌群的拮抗作用；粘膜表面的免疫球蛋白。皮肤与粘膜；血脑屏障(blood-brain barrier)：内皮细胞层,细胞间连接紧密, 阻挡病原菌进入脑组织,保护中枢神经系统；血胎屏障(blood-embryo barrier)： 母体子宫内膜和胎儿的绒毛膜,防止母体内的病原体进入胎儿。吞噬细胞的吞噬作用吞噬细胞：存在于血液、体液和组织中，能吞噬、杀死和消化病原菌的白细胞。多形核白细胞（polymorphonuclear leukocyte, PMN）； 粒细胞（granulocyte）：产生于骨髓,完全成熟后进入血流,是一类活动非常积极的重要细胞。急性炎症反应中的重要吞噬细胞。包括嗜中性粒细胞（neutrophil）；嗜碱性粒细胞（basophil）；嗜酸性粒细胞巨噬细胞（macrophage, M.）：由骨髓干细胞分化而来,在组织中分布广；肝脏、肺、网状结缔组织。吞噬和杀菌作用抗原递呈作用：通过吞噬、处理和传递，对外来抗原物质进行加工，以适应激活淋巴细胞的需要；免疫调节作用：在外来抗原刺激下，产生多种可溶性生物活性物质，进行免疫调节；抗癌作用。炎症反应：炎症（inflammation）：机体对病原体的侵入或其他损伤的一种保护反应，在相应部位出现红、肿、热、痛和功能障碍。是病理过程，也是免疫反应。正常体液或组织中的抗菌物质：补体（complement）；干扰素（interferons, IFNs） 补体：是血清中的正常成分，有补充抗体作用的能力。有九种不同的成分C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8， C9；C1 包括C1q，C1r，C1s。被抗原抗体复合物激活后，可溶解和杀伤细胞，增强吞噬作用。动员大量吞噬细胞聚集在炎症部位； 血流的加速使血液中抗菌因子和抗体发生局部浓缩； 死亡的宿主细胞堆积可释放一部分抗菌物质； 炎症中心部位氧浓度下降和乳酸浓度提高，可抑制多种病原体的生长； 炎症部位体温的升高可降低某些病原体的繁殖速度。