第一章、绪论
巴斯得的贡献：
1、彻底否定了“自生说”
2、免疫学—预防接种
3、证实发酵是由微生物引起的
3、巴斯德消毒法
柯赫贡献：
1、证实炭疽病菌是炭疽病的病原菌
2、发现了肺结核病的病原菌
3、提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的病原菌——柯赫原则
4、固体培养基分离纯化微生物的技术
5、配制培养基
微生物的5大共性：
1、体积小、面积大
2、吸收多、转化快
3生长旺、繁殖快
4、分布广、种类多
5、适应性强、易变异 第二章、微生物的纯培养和显微技术
一、涂布平板法作用：用于纯种分离、筛选菌落、得到单菌落，对一些细菌进行计数 五区划线发作用：纯化菌种、得到单菌落
摇瓶实验作用：菌种筛选、发酵实验、种子培养等 穿刺法的作用：保藏厌氧菌种、研究微生物的动力 之字划线法的作用：保藏菌种、单菌落的获取
二、斜面菌种保藏法：保藏期限3个月以内，
沙土管保藏法：保藏期限1~10年主要适用于产孢子的，如芽孢杆菌、放线菌 石蜡油封藏法：保藏期限1~2年
真空冷冻干燥法：保藏期限5~10年， 液氮超低温病结法：保藏期限5~10年 第三章
一、细胞壁：根据细胞壁将原核生物分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两种。
1、革兰氏阳性菌细胞壁的特点：厚度大（20~80nm）和化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
革兰氏阳性菌的机械阻拦与保护作用有肽聚糖完成。 磷壁酸：是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
磷壁酸为革兰氏阳性菌所特有。对于革兰氏阳性菌而言，抗原性由磷壁酸完成。 磷壁酸的主要生理功能：1）、其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围镁离子的浓度进入细胞后就可以保证细胞膜上一些需镁离子的合成提高活性 2）储藏磷元素 3）、增强某些致病菌如A族链球菌对宿主细胞的黏连、避免被白细胞吞噬以及补抗体的作用 4）赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原 5）可作为噬菌体的特异性吸附受体
6）调节细胞自溶素的活力，借以防止细胞自溶而死亡
2、革兰氏阴性菌：由肽聚糖和外膜组成，外膜中的脂多糖是革兰氏阴性菌所特有的 外壁层可分为3层：外层为脂多糖层，中层为磷脂层，内层为脂蛋白 革兰氏阴性菌外膜的作用：1）控制细胞透性
2）提高镁离子浓度 3）决定细胞的抗原性
4）类脂A是类毒素的主要成分
脂多糖：是位于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链
脂多糖的功能：1）其中类脂A是革兰氏阴性菌致病物质——内毒素的物质基础 2）因其负电荷较强，有吸附镁离子、钙离子等阳离子以提高其在细胞表面的浓度作用 3)由于LPS结构多变，决定了革兰氏阴性菌细胞表面抗原决定族 4）是许多噬菌体在在细胞表面的吸附受体 5）具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能
3、革兰氏染色机制：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚，肽聚糖网层次多和交联致密，故与乙醇与丙酮作脱色处理时因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其任呈紫色。反之革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出，因此，通过乙醇脱色后细胞退成无色。这时，再经沙黄等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性菌呈现红色，而革兰氏阳性则保留紫色。
二、芽孢
芽孢：某些细胞在生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体
芽孢的特点：1）芽孢内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力
2）芽孢不具生殖能力，仅只是一种休眠体 3）抗逆性最强的生命体之一，有抗热、抗化学药物、抗辐射和抗静水压能力 4）含水量低，壁厚而致密，通透性差，不易着色，折光性强
5）一个孢子萌发只产生一个营养状态的细胞 芽孢的耐热机制：芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差和皮层的离子强度很高，从而是皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，导致核心具极强的耐热性。 第四章微生物的营养要求
一、营养物质：能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理条件所需的物质 营养：微生物获得U和利用营养物质的过程
二、
1、碳源：是在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质。为微生物提供碳元素与能量
2、氮源：为微生物提供氮元素来源，只有少数自养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为氮源与能源（是构成细胞中核酸和蛋白质的重要元素）氮源的类型：无机氮、有机氮、气体氮
3、无机盐：作用：作为酶活性中心的组成部分、维持生物大分子和细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压、控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质。
4、生长因子：通常是指那些微生物生长所必需的的且需量很少，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物
5、水：生理功能：1)起到溶剂与运输介质的作用
2）参与细胞内一系列的化学反应
3）维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象
4）是良好的导热体，调节细胞温度 微生物的营养类型分类（P84表格）
三、
1、培养基的配制原则：1）目标明确
2）营养协调
3）物理化学条件适宜
4）原料来源的选择
2、
C多有助于次生物质分泌，N多有助于个体生长发育
3、PH：细菌：7.0~8.0
酵母菌：4.0~6.0
放线菌：8.0~9.0
霉菌：4.0~5.8
4、维持培养基PH的方法：1）加缓冲剂一氢和二氢磷酸盐的混合物
2）备用碱：CaCO
3、CaHCO3 3）弱酸盐：柠檬酸盐、乳酸盐
4）液氨或盐酸
5、原料来源：1）经济节约原则：以粗代精、以废代好、以简代繁
2）原料来源要广泛
3）原料药易处理、处理成本要低
4）原料处理后废物、废液、废气要少
6、选择和配制培养基的方法四种：生态模拟、查阅文献、精心设计、实验比较
四、培养基的分类
1、按成分不同划分：天然培养基：优点为取材方便，营养丰富，种了多样，配制方便合成培养基：优点：组分精确，重复性好确定：较昂贵，一般用于研究
2、根据物料状态划分：固体培养基：一般用于进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏半固体培养基：用于观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定液体培养基：用于大量培养微生物，研究生理代谢
3、按用途划分：基础培养基：用于培养野生型微生物和原养型微生物 加富培养基（营养培养基）：在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基作用一般为分离某种微生物而专门设计或培养营养要求严谨的异样微生物 鉴别培养基：在培养可中加入某种特殊化学物质 选择培养基：根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需要微生物的生长，有利于所需微生物的生长 第五章、微生物代谢
微生物发酵过程的三个阶段：脱氢（电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子） 发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某些中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物
代谢：生命存在的基本特征，是微生物体内所进行的全部生化反应的总称。主要由分解代谢和合成代谢两个过程组成。 分解代谢：是指将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量（都是氧化反应） 合成代谢：是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子，在这个过程要消耗能量（都是还原反应）
代谢途径都是有一系列连续的酶促反应构成的
P102~P105EMP HM ED途径的特点功能以及途径路线
根据氧化还原反应电子受体的不同可将发酵和呼吸分为有氧和无氧呼吸两种 P108 TCA途径图
TCA循环特点：1）氧虽然不直接参与其中反应，但必需在有氧条件下运行
2）每个丙酮酸产生15个ATP 3）位于一切分解代谢与合成代谢的枢纽地位，可为生物合成提供各种碳价原料
TCA的生理意义：1）为细胞提供能量
2）各种能源物质彻底氧化的共同代谢途径（对于微生物来说） 3）物质转化枢纽
无氧呼吸：电子受体不是氧气而是外源无机物与部分简单小分子有机物
发酵作用：没有外源电子受体，底物具有的能量只释放一小部分，合成少量ATP 三种磷酸化：底物水平磷酸化，高能磷酸化，氧化磷酸化
光合磷酸化的特点：1）光驱使下电子自菌绿素上逐出后经类似呼吸链又回到菌绿素
2）产还原力[H]和产ATP分别进行，还原力来自于H2O等无机物
3）不产生氧气 合成代谢：微生物利用能量代谢所产生的能量、中间代谢产物以及从外界吸收的小分子合成复杂细胞物质的过程
P118~P119 CO2固定路线图
蓝细菌孤单的抗氧化保护机制：1）分化出特殊的还原性异形胞
2）非异形胞蓝细菌固氮酶的保护将固氮与光合进行时间上分隔
微生物固氮反应6要素：1）ATP的供应
2)还原力[H]及传递氢载体
3）固氮酶
4）还原底物——氮气
5）镁离子
6）严格厌氧微环境
联合固氮菌：指必需生活在植物根茎叶，动物肠道等处才能进行固氮的微生物，不形成类似根瘤的共生结构 微生物的代谢调节主要有两种类型：一是酶活性的调节，即调节已经存在的酶分子的活性，是酶在化学水平的变化。另一类是酶合成的调节，即调节酶分子的合成量，是遗传水平发生的变化 第六章
一、生长曲线延滞期
特点：1）生长速率常数为零，细胞数目不增加或增加很小
2）细胞形态变大或 增长许多杆菌可长成丝状
3）合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP 的合成加速产生各种诱导酶
4）对外界不良条件如NaCl溶液，温度和抗 生素等理化因素反应敏感
出现原因：1）微生物接种到一个新的环境，暂缺乏足够的能量和必需的生长因子
2）“种子”老化即处于未对数期或种子未活化
3）接种时损伤
影响其长短的因素与实践意义：1）接种龄：对数期种子延滞期短，延滞期或衰亡期的种子延滞期较长
2）接种量：接种量大，延滞期较短，接种量小，延滞期较长
3）培养基成分：培养基成分丰富的延滞期较短，培养基成分与种子培养基一致的延滞期较短
二、生长曲线指数期
特点：1）生长速率最快，细胞呈指数增长
2）生长速率恒定
3）代谢旺盛，细胞组分平衡发展
4）群体的生理特性一致
影响指数期的意义：1）菌种：不同菌种代时差异极大
2）营养成分：营养越丰富代时越短
3）营养物浓度：影响微生物的生长速率和生长总量
4）培养温度：影响微生物的生长速率和生长总量
指数期的实践意义：1）是代谢、生理研究的良好材料
2)是增殖噬菌体的最适宿主菌龄
4）革兰氏染色是采用此期微生物
生长曲线稳定期特点：1）活细胞总数维持不变即新增殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点
2）细胞生长速率为零
3）细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢，革兰氏染色发生变化
三、生长曲线衰亡期
特点：细胞以指数速率死亡，有时细胞速率的降低是由于抗性细胞的积累，细胞变形退化，有的发生自溶，革兰氏染色发生变化
影响衰亡期的因素及实践意义：1）与菌种的遗传特性有关：有些细菌的培养经历所有的各个生长时期，几天以后死亡，有细菌培养基个月乃至几年以后任然有一些货细胞
2）与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易幸存下来
3）与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源，以及中和环境毒性，可以减缓死亡细胞的死亡速率，延长细菌培养物的存货时间
四、分批培养：是指将微生物置于一定容积的的培养基中，经过生长培养，最后一次收获培养方式 连续培养：在一个恒定容积的的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率加入新的培养基，另一方面又以相同的速率流出培养物（菌体和代谢产物）
连续发酵的优点：1）高效
2）产品质量较稳定
3）节约了大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均衡合理
连续发酵的缺点：1）菌种易退化
2）易污染杂菌 3）营养物质的利用率一般 同步生长：就是指在培养物中所有微生物细胞都同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式 同步培养法包括诱导法与选择法
诱导法：是采用物理、化学一男子使微生物生长到某一阶段而停下来，使所有细菌都达到这个阶段时再使其生长 恒浊器：根据培养器内微生物的生长密度并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高，生长速度恒定的微生物细胞的连续培养
恒化器：与恒浊器相反，是一种设法使培养液流速保持不变 最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连续培养装置 装置
控制对象
培养基
培养基流速
生长速率
产物
应用范围
恒浊器
菌体密度(内控制)
无限制生长因子
不恒定
最高速率
大量菌体或与菌体平行的代谢产物
生产为主
恒化器
培养基流速（外控制）
有限制生长因子
恒定
低于最高速率
不同生长速率的菌体
、并使微生物始终在低于其
实验室为主
五、防腐：是在某些化学物质或物理因子作用下防止或抑制微生物生长的一种措施，它能防止食物腐败或防止其他物质霉变 消毒：利用某种杀死或灭活物质或物体中所有微生物的一种措施，它可以起到防止感染或传播的作用
灭菌：利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施 第七章
1、病毒的特点:1)形态及其微小，一般能通过细菌滤器必须自电镜下才能观察
2）没有细胞构造，主要成分仅为核酸与蛋白质
3）每一种病毒致含有一种核酸
DNA和RNA 4）依靠自身的核酸进行复制，一病毒的核酸和蛋白质等原件实现装配，实现繁殖
5）严格细胞内寄生，缺乏完整的酶和产能系统，只能利用宿主细胞的现成的代谢系统合成病毒自身的核酸和蛋白质
6）在离体条件下，能以无生命力的大分子状态存在，并可长期保持器侵染力
7）对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感
8）有些病毒的基因可以整合到宿主的基因中去
2、病毒与活细胞的区别：1）结构简单，没有细胞结构
2）几乎所有的毒粒中只有DNA或RNA一种类型的核酸
3）在细胞外不能增殖
3、得到一步生长曲线的实验：二院培养系统：1）低浓度病毒宿主细胞(给几分钟时间侵染) 2）高倍稀释病毒与细胞的培养物
3）保湿培养
4）不同时间取样，涂布平板，得到效价
5）以时间为横坐标，病毒浓度为纵坐标绘图
4、烈性噬菌体：感染宿主后增殖裂解宿主 溶原性噬菌体（温和性细菌）：感染后大多数可整合到宿主基因中少数以染色体外独立存在
5、病毒分为真病毒和亚病毒，亚病毒又分为类病毒、卫星病毒、卫星RNA、朊病毒 类病毒：是一种只包含RNA的病毒，只在植物中出现，分质量极小，不能编码蛋白质 卫星病毒：寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒 卫星RNA：是指必需依赖一些辅助病毒进行复制的小分子单链RNA，他们被包藏在辅助病毒的壳体中
朊病毒：是一类能引起哺乳动物亚急性海绵样脑病的病原因子 第八章
P204页Griffith转化实验等3个实验
基因组：是指位于细菌或细胞中的所有基因 大肠杆菌基因组的特点：1）遗传信息的连续性
2）功能相关的结构基因组成操纵子结构
3）结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝
4）基因组重复序列少而短
质粒：是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中
转座子：是位于染色体或质粒上的一种能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中
质粒的主要类型：致育因子、抗性因子、Col质粒、毒性质粒、代谢质粒、隐秘质粒
致育因子：又称F质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象（结合作用）有关的质粒
抗性因子：是另一类普遍而重要的质粒，主要包括抗药性和抗重金属两大类，简称R质粒 Col质粒：该质粒含有编码大肠菌素的基因，大肠菌素是一种细菌蛋白，只杀死近缘且不含Col质粒的菌株，而宿主不受其产生的细菌素的影响
毒性质粒：致病菌中携带的能引起致病性的质粒，这些质粒具有编码毒素的基因 代谢质粒：携带有能降解某些基质的酶的基因的质粒
隐秘质粒：不显示任何表型效应，它们的存在只有通过物理方法检测出来 原核生物中对的转座因子有3种类型：插入顺序（IS）、转座子（Tn）、病毒（Mu） 转座的遗传学效应：插入突变、产生染色体畸变、基因的移动和重排
基因突变：一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变包括一对或几对碱基的缺失、插入或置换，而导致的遗传变化
碱基变化对遗传信息改变的四种类型：同义突变，错义突变，无义突变，移码突变 同义突变：是指某个碱基的变化没有改变产物氨基酸序列的密码子变化
错义突变：是指碱基序列的改变引起了产物氨基酸的改变（可能为致死突变） 无义突变：是指某个碱基的改变，使代表某种氨基酸的密码子变为蛋白质的合成的终止密码子，蛋白质的合成提前终止，产生短截的蛋白质
移码突变：由于DNA序列中发生1~2个核苷酸的缺失或插入，使翻译的阅读框发生改变，从而导致改变位置以后的氨基酸序列的完全变化（一般为致死突变）
表型变化的突变型：营养缺陷型，抗药性突变型，条件致死突变型，形态突变型 营养缺陷型：缺乏合成其生存所必需的营养物的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或前体物才能生长 影印平板P218 抗药性突变型：是由于基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素产生抗性的一种突变型
条件致死突变型：是指在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型 形态突变型：是指造成形态改变的突变型（包括菌落形态、颜色一件噬菌斑形态）
自发突变的缘由：1）NDA复制过程产生的错误
2）碱基互变异构体的相互转变
3）转座子的随机插入基因
自发突变的特性：1）非对应性
2）稀有性
3）规律性
4）独立性
5）遗传和回复
6）可诱变性
诱发突变：碱基类似物、插入染料、直接与DNA其化学反应的诱变剂、辐射和热、生物诱变因子
DNA损伤修复：光复活作用、切除修复、重组修复、SOS修复 光复活：由phr基因编码的光解酶进行
切除修复：又称暗修复，该修复系统除了碱基错误配对和单核苷酸插入不能修复外，几乎其他DNA损伤均可修复，是细胞内主要修复系统
重组修复：是一种越过损伤而进行的修复，这种修复不将损伤碱基除去
SOS修复：是DNA分子受到较大范围的重大损伤时诱导产生的一种应急反应 P226~227 高频重组菌等
转导：是由病毒介导的细胞间进行遗传交换的一种方式
供体DNA进入受体的命运：1）发生稳定的转导子
2）流产转导：即不被降解，又不被整合，也不被复制
3）外源DNA被降解，转导失败
遗传转化：是指同源或异源的游离DNA分子被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水平方向的基因转移过程
4个影响供体DNA与受体细胞间的最初相互作用：1）转化片段的大小
2）形态：双链DNA 3）浓度：在在临界值出现之前成正比
4）生理状态：感受器——刚停止DNA合成 微生物育种：诱变育种、代谢育种、体内基因组育种 代谢育种：改变代谢途径、扩展代谢途径、构建新的代谢途径 体内基因组育种：原生质体融合，杂交育种
融合子的判别：1）亲本遗传标记的互补的
2）亲本灭活后性状的恢复
3）具有双亲本的荧光标记 第九章
顺式作用元件：位于基因的旁侧，可以调控影响基因表达的核酸序列。其本身并不编码蛋白质
反式作用因子：通常为蛋白质或RNA，其特征是可以合成并扩散到目标场所发挥作用 正调控：控制因子通过与启动子原件结合来激活基因的表达 负调控：抑制物与操纵基因结合起来阻止基因表达 P248 操纵子的结构
P249图
P250 图
启动子：是RNA聚合酶和CAP的结合位点，控制着转录的起始，一个启动子可以启动多个基因的表达
操纵基因：DNA上的一个结合位点，阻抑物能与之结合抑制相邻启动子的起始转录，操纵基因不表达任何东西 终止子：控制转录结束
转录因子：转录起始过程中RNA聚合酶所需要的辅助因子
转录水平的调控:1）DNA的结构
2）RNA聚合酶的功能
3）蛋白质因子及其他小分子配基的相互作用
