微生物学期末复习总结[范文]

第一篇：微生物学期末复习总结[范文]

医学免疫与微生物

免疫的功能:(1)免疫防御功能,是指机体防御病原微生物及其毒性产物的侵袭,过低或缺陷可发生反复感染或免疫缺陷病,过强可发生超敏反应(2)免疫稳定功能,正常情况下,机体有些细胞不断的衰老损伤和死亡,机体要不断的将它们清除以维持机体生理功能的平衡与稳定,如果这种功能失调则可发生自身免疫病(3)免疫监视功能,正常情况下,机体免疫系统能消灭清除少量突变细胞,防癌变发生.降低或失调发生肿瘤和持续性感染.非特异性免疫作用生理屏障作用(阻挡和排除微生物等异物入侵的作用或起到杀菌和抑菌作用),皮肤和粘膜屏障,血脑屏障,胎盘屏障.吞噬细胞的吞噬作用,中性粒细胞(杀菌溶菌和消除病原微生物中起作用)单核-吞噬细胞(主动吞噬杀伤和消化病原微生物等抗原性物质)特异性免疫特异性免疫应答指TB淋巴细胞从识别抗原到产生抗体或致敏T淋巴细胞并对抗原物质产生免疫效应的过程,分三阶段:免疫细胞对抗原的识别阶段,包括抗原提呈细胞对抗原的摄取处理加工和提呈以及TB淋巴细胞对抗原的识别;免疫活性细胞的活化增殖分化阶段包括TB淋巴细胞特异性抗原识别受体与其相应抗体结合,膜信号的产生与传递,细胞增殖与分化以及生物活性介质的合成与释放;免疫应答的效应阶段,B淋巴细胞增殖和分化成浆细胞,合成并分泌免疫球蛋白发挥体液免疫;T淋巴细胞增殖和分化成效应T淋巴细胞,发挥细胞免疫,它们能引起迟发型敏性炎症或杀伤靶细胞清除抗原.免疫器官组织外周免疫免疫器官(次级),分为:淋巴结(被膜,皮质,髓质,其中T细胞75%)功能:淋巴细胞的定居地,过滤作用,免疫应答的场所,参与淋巴细胞再循环.脾脏(被膜,白髓,其中B细胞占40%)功能:过滤作用,产生免疫应答的场所,合成免疫活性物质的场所.粘膜及其相关淋巴组织(肠道淋巴组织CALT,支气管BALT)功能:针对经粘膜表面侵入机体的抗原微生物产生免疫应答,在局部免疫中发挥主要作用.中枢免疫器官(初级)功能

补体的生物学作用:1补体介导的细胞溶解,可经经典激活途径`MBL途径和旁路激活途径引起溶血`溶菌及靶细胞溶解.2补体活性片段介导的生物学效应:调理作用,补体激活过程中产生的C3b`C4b和iC3b均是重要的调理素,它们可结合吞噬细胞表面CR1`CR3和CR4等受体,促进微生物与吞噬细胞粘附,并被吞噬及杀伤.引起炎症反应,过敏毒素作用:C3a`C4a`C5a可促使肥大细胞,嗜碱性粒细胞脱颗粒,释放组胺引起过敏性炎症.趋化因子作用:C3a`C5a`C567均能吸引吞噬细胞,到达感染部位,发挥吞噬作用,促进中性粒细胞等浸润.激肽样作用:C2a`C4a增加血管通透性,引起炎症.清除免疫复合物(IC),补体成分参与清除循环免疫复合物,其机制为a抑制免疫复合物形成并促进其溶解b通过免疫粘附作用促进吞噬细胞吞噬清除IC.免疫调节作用.以青霉素为例说明I型超敏反应的特点及机制及常见疾病:特点:发生快,消退快;有明显个体差异;有结合在肥大细胞和噬碱性粒细胞上的IGE抗体介导;通常使机体出现功能紊乱,不致组织损伤.机制:青霉素首次进入机体-诱发B细胞产生IGE抗体-FC段可与肥大细胞和噬碱粒细胞表面相应物质结合-机体呈致敏状态-青霉素再次进入机体-与致敏肥大细胞/噬碱粒细胞表面IGE抗体特异结合-通过桥联启动机制-细胞膜上受体的活动发生构型改变-激活细胞膜上相关酶类-磷脂甲基化氧化-Ca2+通道开放,Ca2+内流-促使细胞发生脱颗粒反应-分泌生物活性物质-作用于效应组织和器官-局部或全身超敏反应.常见疾病:全身性过敏反应(药物或血清过敏性休克);呼吸道过敏反应(花粉`尘螨等过敏);消化道过敏反应(食物过敏)和皮肤过敏反应(荨麻疹`特应性皮炎等)细菌遗传与变异的方式,转导与转化的区别:方式:基因突变,包括点突变和染色体畸变;基因的转移与重组,包括转化,转导,溶源性转换和接合.区别:转化,是受体菌直接摄取其它供体菌游离的DNA片段,并将其整合到直接的基因组中从而获得供体菌的某些遗传性状的过程;转导,以吻合噬菌体为载体,把供菌体的一段DNA转移到受体菌内,使受体菌获得供体菌的部分遗传性状的过程,分为普遍性转导和局限性转导

G染色过程,金葡球菌和大肠杆菌的G染色结果如何,原理:初染:将细菌涂片干燥,固定后,滴加结晶紫染液数滴,染色一定时间,水冲洗;媒染:滴加卢戈氏碘液数滴,染色一分钟,水冲洗;脱色:95%乙醇脱色,直到紫色不再被酒精洗脱为止,一定时间后,水冲洗;复染:滴加碳酸复红复染,将染好的涂片吸干,置显微镜下观察.结果:金葡球菌呈紫色:G+,大肠杆菌红色:G-.原理见下一题

G+与G-细胞壁的组成和结构有何异同,对G染色结果有何影响,对细菌的致病性,药物的敏感性有何影响:相同点:都含有肽聚糖;异,肽聚糖含量不同,G+含有磷壁酸,G-含有外膜;原理G+由于细胞壁较厚,肽聚糖含量高且其分子交联较大,故经乙醇脱色时,肽聚糖网孔因脱水而收缩,加上其基本不含脂质,故乙醇处理不能在壁上溶处缝隙,因此结晶紫外膜与碘复合不易被脱掉,使其呈现紫色,反之,G-因其细胞壁较薄,肽聚糖含量低且交联度小,故遇乙醇后肽聚糖网孔不易收缩,加上脂质含量高,乙醇溶解外层脂质后再细胞壁上出现较大的缝隙,结晶紫与碘的复合物易被溶解溢出,因此呈红色.致病性,G+产生外毒素,G-产生内毒素.敏感性,G+对青霉素敏感G-对链霉素敏感

体外抗菌实验的意义与方法:意义,在体外测定微生物对药物敏感程度的实验,用于抗菌药物的筛选,提取过程中抗菌活性的追踪,抗菌谱的测定,药物效价的测定,药物液浓度的测定,指导临床用药的药敏试验等.方法:连续稀释法,琼脂扩散法 从形态结构大小繁殖方式及生活条件等方面比较细菌酵母菌及病毒的异同:细菌:球菌杆菌螺形菌;细胞壁,细胞膜,细胞质核质,荚膜鞭毛菌毛芽胞;大小以微米作单位,球菌直径1微米,杆菌1-5微米,宽0.3-0.5微米;二分裂无性繁殖;充足的营养物质,合适的酸碱度7.2-7.6,37摄氏度,一定的气体条件.酵母菌:真核细胞型微生物细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体,圆形或椭圆形,大小一般为5-30微米,有性繁殖(产生子囊孢子)和无性繁殖(产生分生孢子,液状孢子,孢子囊孢子)营养要求低,PH4.0-6.0,22-28度,较高的适度与氧

病毒:多数呈球性,弹头状,砖块状杆状蝌蚪状,核酸和蛋白质构成,大小以纳米表示,不同病毒的大小差异很大;以病毒基因为模板,以复制方式进行增殖;必须寄生在宿主细胞内.病毒的特征,繁殖方式分几个阶段:个体极小,能通过除菌器;结构简单,不具有细胞结构;只含有一种核酸;严格的寄生性.以复制方式进行增殖.吸附-传入-脱壳-生物合成-装配释放

比较营养物质吸收机制的异同简单扩散,促进扩散:都不消耗能量,依浓度梯度,但促进扩散需要渗透酶;主动运输与基因转位:都是逆浓度梯度的,消耗能量,但是基因转位使化学物质结构发生改变

同样条件下,湿热与干热灭菌哪个效果好,为什么,下列物品灭菌或消毒的方法及条件湿热灭菌效果好,湿热蛋白质易凝固,湿热水蒸汽放出潜热,湿热穿透性强.培养皿-干燥箱,石蕊牛奶培养基-高压蒸汽灭菌,皮肤-75%乙醇,无菌间-紫外线 影响湿热灭菌法的因素:微生物因素,温度与作用时间,PH,介导的性质 细菌特殊结构,各有何特点鞭毛(运动器官),荚膜(保护细菌免受吞噬细胞的吞噬,抗干燥等),芽胞(细菌的休眠体,抵抗力最强),菌毛(与细菌的致病性有关).区别产气杆菌与大肠杆菌:甲基红实验,在含葡萄糖培养基中由于大肠杆菌能分解葡糖产生甲酸,乙酸,琥珀酸等使培养液PH降至4.5以下,加甲基红指示剂后呈红色,为甲基红实验阳性;产气杆菌使丙酮酸转化为近中性的乙酰甲基甲醇,培养液PH在5.4以上,加入甲基红后呈橘黄色,为甲基红实验阴性.VP实验:产气杆菌在含葡萄糖的培养基中将分解葡萄糖产生丙酮酸,两分子丙酮酸将脱羧生成一分子乙酰甲基甲醇,乙酰甲基甲醇在碱性溶液中被空气中的氧气氧化成二乙酰,二乙酰可与蛋白胨中精氨酸所含的胍基发生反应生成红色化合物,为VP实验阳性;大肠杆菌分解葡萄糖,不生成乙酰甲基甲醇,故为VP实验阴性

简述单核-吞噬细胞在免疫应答中的作用①吞噬功能,在效应阶段发挥吞噬和杀灭抗原性异物的作用②提呈抗原,并提供T细胞活化的第二信号③合成分泌细胞因子发挥免疫调节功能.简述Ig的功能(1)与相应抗原特异性结合,在体内可介导多种生理和病理效应;在体外引起各种抗原-抗体反应.(2)激活补体:IgG1-3`IgM与抗原结合,可激活补体经典途径(3)与细胞表面受体结合,可发挥:①调理作用:IgG与抗原结合,可促进吞噬细胞的吞噬②ADCC:IgG与靶细胞结合,其Fc段可与NK细胞、MΦ、中性粒细胞表面的Fc受体结合,增强其对靶细胞的杀伤作用③IgE可介导I型超敏反应(4)通过胎盘和黏膜:母体IgG可通过胎盘进入胎儿体内,对新生儿抗感染具有重要意义.参与细胞免疫的细胞有哪些,各自作用:MФ等抗原递呈细胞—摄取处理递呈抗原.TH细胞—识别Ag-MHC-Ⅱ类分子,并分泌IL-2等细胞因子,促进T细胞增殖分化;通过释放细胞因子IL-

2、TNF-β、IFN-γ等发挥效应.TC细胞—直接杀伤靶细胞(特异性`受MHC限制)简述抗体的种类及其主要功能:抗体依据重链抗原性的不同分为五类:IgG,IgA,IgM,IgD,IgE.各类抗体主要功能有(1)IgG:血清中含量最高,因此是最重要的抗感染分子,包括抗菌`抗病毒`抗毒素等.IgG还能激活补体,结合并增强巨噬细胞的吞噬功能(调理作用和 ADCC 效应),穿过胎盘,保护胎儿及新生婴儿免受感染(2)IgA:分单体和双体两种.前者存在血清中,后者存在于黏膜表面及分泌液中,是黏膜局部抗感染的重要因素(3)IgM:是分子量最大,体内受感染后最早产生的抗体,具有很强的激活补体和调理作用,因此是重要的抗感染因子,且常用于诊断早期感染(4)IgD:主要存在于成熟B细胞表面,是B细胞识别抗原的受体(5)IgE:血清中含量最少的抗体,某些过敏性体质的人血清中可检测到,参与介导I型超敏反应和抗寄生虫感染.以TD抗原为例,试述B细胞介导的初次免疫应答的基本过程(l)TD抗原的提呈 TD抗原被APC(如巨噬细胞、树突状细胞等)摄取、加工、处理成为小分子抗原肽,并与MHC-Ⅱ类分子结合形成抗原肽/MHC-Ⅱ类分子复合物,表达在APC的表面,供CD4+Th的TCR识别(2)Th2细胞活化及其对B细胞的辅助,Th2细胞识别抗原肽的同时还识别与抗原肽结合的MHC-Ⅱ类分子,此即T细胞活化的第一信号;APC表面协同刺激分子如B7-1/B7-2等与T细胞表面协同刺激分子受体CD28等结合,产生T细胞活化的协同刺激信号(即T细胞活化的第二信号);同时APC(如巨噬细胞)释放IL-l等细胞因子,作用于Th2细胞.导致Th细胞充分活化、增殖,产生更多的细胞因子(如 IL-

2、IL-

4、IL-

5、IL-6等)作用于B细胞.另外活化的Th2细胞高表达CD40L,可与B细胞表面的CD40结合,产生B细胞活化的第二信号,协同刺激B细胞活化、增殖和分化.B细胞活化的第一信号来源于B细胞的BCR特异性地识别并结合游离的抗原或APC细胞表面的抗原(TD－Ag)分子中的构象决定基,于是B细胞在二个活化信号及细胞因子的刺激下,活化、增殖、分化成浆细胞,产生抗体.此时B细胞产生的抗体以IgM为主.(3)抗体发挥的免疫效应包括中和毒素与中和病毒的作用、免疫调理作用、激活补体作用和ADCC作用.(4)B细胞对TD抗原的初次免疫应答的特点:TD抗原首次刺激机体,须经一定的潜伏期才能在血液中出现抗体,且产量低,维持时间短,下降很快,产生的抗体以IgM为主.培养基配好后为什么必须立即灭菌,如何检查灭菌后的培养基是无菌的:尽管培养基的配制过程尽量保证无菌操作,但不能保证是真正的无菌操作,有可能带入杂菌,所以要立即灭菌.把灭菌后的培养基放在室温或37°环节下培养18-20小时如果有杂菌会长出菌落

一个好氧的具有周身鞭毛的菌株分别在半固体和液体培养基中的培养特征是怎样:在半固体培养基中,穿刺后有鞭毛的细菌经培养能延穿刺线扩散生长,穿刺线模糊不清,而且又因为是好氧菌,能在半固体培养基表面形成菌膜在液体培养基中出现均匀浑浊,表面出现菌膜

紫外线的作用机制,适用于那方面的消毒:作用于DNA,干扰DNA的复制与转录,导致细菌的变异或死亡.手术室,传染病房,细菌实验的空气消毒,物体表面消毒 有一中药蜜丸,如何进行该药的微生物检查:细菌总数的检查目的,了解蜜丸在单位体积内做含的活菌数,根据药典对口服药所含活菌数有一个要求,以保证药物的质量和人体的健康.内容,细菌总数的检测;大肠杆菌检测.细菌总数的检查目的,了解蜜丸在单位体积内所含的霉菌数和活螨数.内容,霉菌总数的测定,活螨的检测

培养基主要成分,每成分各举例,普通琼脂培养基最常用的灭菌方法,说明此灭菌的条件,细菌放线菌真菌的最适培养温度PH碳源-糖类,氮源-蛋白胨,无机盐-NaCl,生长因子-氨基酸.高压蒸汽灭菌,条件0.1MPa,121.5°,20分钟.真菌,PH4-6,22-28;细菌PH6.8-7.4,7;放线菌,PH7.2-7.6,28-30;螺旋体,PH7.3,28-30度

人体获得免疫的方式如何:自然获得性免疫,自然自动免疫,通过胎盘初乳使婴儿获得相应免疫力;自然被动免疫,传染病隐性感染后,机体可获得对该种传染病的免疫力.人工获得性免疫,人工自动免疫,给机体接种抗原,使机体主动建立起针对该抗原的免疫应答;人工被动免疫,给机体注入特异性抗体或细胞因子等使之获得特异性免疫

进行药品致病菌检测时,为什么作阳性对照实验:证明微生物确实可在应用的实验条件下生长,以金黄色葡萄球菌生孢梭状芽孢杆菌白色念珠菌作为需氧菌厌氧菌和真菌的阳性对照菌株,然后分别按不同的需要条件培养一定时间,如需氧菌厌氧菌在30-33度培养5天,真菌在20-25度培养7天观察结果时,阳性对照必须长菌才能判定是否合格,若阳性对照管不长菌说明该药有抗菌作用或是油迹等特殊制剂还应考虑实验条件的合用性

真菌的无性繁殖方式,有性生殖阶段,举出无性孢子有性孢子各三种:菌丝断裂,细胞裂殖,无性孢子.阶段:支配阶段,核配阶段,减数分裂阶段.芽生孢子,厚膜孢子,关节囊孢子.卵孢子,接合孢子,子囊孢子

在显微镜下细菌霉菌酵母菌的主要区别细菌有一定的聚集状态,大小不一,呈不规则状态,基本形态有球状,杆状,螺旋状;酵母菌,零散的分布在视野内,无固定的聚集状态,单细胞,一般呈圆形,卵圆形或圆柱型;霉菌,由菌丝和孢子组成,许多菌丝交织在一起,需要大倍率的镜头而且形态较特殊,菌体有部分分化

灭菌方法:废弃的细菌培养基-高压蒸汽灭菌,121度15分钟杀芽胞;牛奶-巴氏消毒,既除菌又保持食品的风味及营养价值;不耐高温含有血清的培养基-间歇灭菌法,糖及不耐高温的不能采用高压蒸汽灭菌;染菌的小牛血清-过滤除菌,适用于不耐热也不能以化学方法除菌的液体或气体;实验室的空气及物体表面-紫外线 高压蒸汽灭菌开始之前为什么要将锅内冷气排尽,灭菌完毕后为什么待压力降至0时才能打开排气阀:因为空气的膨胀压大于水蒸气的膨胀压,所以当水蒸气中含有空气时在同一压力下含空气蒸汽的温度低于饱和蒸汽的温度,而灭菌的主要因素是温度而不是压力,因此,锅内冷空气必须完全排尽后才能关上排气阀,维持所需压力,待压力降低至0时才能打开排气阀,开盖取物,否则会因锅内压力突然下降使容器内的培养基由于内外压力不平衡而冲处烧瓶口造成棉塞沾染培养基而发生污染,甚至灼伤操作者

平板培养基,斜面培养基,半固体培养基液体培养基的作用分别是怎样的:可供微生物的分离鉴定,活菌计数,菌种保藏;可用于菌种保藏,菌种的纯培养;常用来观察细菌运动能力,菌种保存等;用于观察微生物的生长状况,检测生化反应和代谢产物等

油镜观察时应注意哪些问题,滴加什么油,起什么作用:有时操作时找不到目的物可能由于油镜头下降未到位,或因油镜上升太快以致眼睛捕捉不到一闪而过的物象,遇此情况应重新操作.应特别注意不能在下降镜头时用力过猛,调焦时勿将初调节器反向转动,损坏镜头及载玻片.切忌用手擦拭镜头以免染上污渍或产生划痕影响观察.用擦镜纸沾二甲苯擦镜头后再单用擦镜纸擦拭,出去残留的二甲苯.滴加和玻璃折射率相仿的镜油通常用香柏油.增加照明度,增加显微镜的分辨率 免疫系统包括哪些结构,各有何功能:胸腺,所有淋巴细胞分化成熟的地方;骨髓,一切免疫细胞发生的地方;脾脏和淋巴结,过滤作用

特异性免疫应答的分类:

1、B细胞介导的体液免疫应答(A)特征:特异性,记忆性,识别自己与非己(B)活化过程分类:B细胞识别胸腺依赖性抗原TD-Ag产生体液免疫应答,必须有抗原提呈细胞,TH细胞的参与和辅助;B细胞直接识别胸腺非依赖性抗原TI-Ag(C)体液免疫一般规律:初次应答特点,潜伏期长7-10天,抗体以IgM为主,抗体亲和力低,维持时间短,总抗体水平低;再次应答,潜伏期短2-3天抗体以IgG为主,亲和力高,维持时间长,总抗体水平高.2、T细胞介导的细胞免疫:参与T细胞包括CD4+Td`CD4+Th和CD8+Tc,生物学意义,生理性(抗感染抗肿瘤)病理性(介导迟发型超敏反应,引起移植排斥反应,参与某些自身反应)细菌的结构:1细胞壁,功能(维持细菌外型,保护细菌成熟菌体内部强大的渗透压,壁上有小孔与细胞膜共同完成菌体内外物质交换,壁上有抗原决定簇决定菌体抗原性)G+菌(胞壁厚,肽聚糖,磷壁酸)G-菌(壁薄,肽聚糖,脂蛋白,外膜,脂多糖-脂质A,核心多糖,特异性多糖)2细胞膜,功能(物质转运,呼吸作用,生物合成作用)3细胞质,包裹于细胞膜内的半透明状溶胶质,含有多种酶系是细菌合成蛋白质和核酸的场所,核糖体,质粒,胞浆颗粒4核质,无核膜核仁,一闭合环状双链DNA分子缠绕折叠的超螺旋结构5特殊结构:荚膜(光滑与粗糙决定细菌的致病性),鞭毛(运动器官),菌毛(普通菌毛-致病性,性菌毛-少数G-,致育能力),芽孢(恶劣环境下的休眠体)

第二篇：药学微生物学期末归纳总结

二、名词解释（20分）

1.异染颗粒_____________胞质颗粒中含有一种主要成分为RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，经亚甲蓝染色后着色较深，叫异染颗粒，常见于白喉棒状杆菌。

2.菌落__________由单个细胞在适宜固体培养基表面生长繁殖，经过一段时间后，在培养基表面形成肉眼可见的微生物群落，称为菌落。3.条件致病菌____________有些细菌在人体皮肤与外界相通的腔道内寄生、增殖，当条件改变或因宿主免疫功能下降时引起致病。这类细菌称为条件致病菌。

4.肥达试验___________将已知的伤寒沙门菌的O、H抗原和甲乙丙副伤寒沙门菌的H抗原与不同稀释度的病人血清做凝集试验。通过检测抗体滴度的高低和初期、恢复期抗体的增长程度来诊断伤寒和副伤寒。

5.汹涌发酵____________产气荚膜梭菌在牛乳培养基中生长时发酵乳糖产酸，使酪蛋白凝固，同时产生大量的气体，将凝固的酪蛋白冲成蜂窝状，并将封闭的凡士林冲至试管口等现象。

6.卡介苗___________将有毒力的牛型结核分枝杆菌培养在含胆汁、甘油、马铃薯的培养基中，经过上百次的接种，历经13年的传代培养而获得的减毒活疫苗。可使人获得对结核病的免疫力。

7.菌群失调____________正常菌群之间的数量和组成发生明显的改变称为菌群失调。多见于长期使用抗生素。

8.SPA________即葡萄球菌A蛋白。是葡萄球菌细胞壁的一种表面蛋白。能与人及某些哺乳动物的lgG分子的Fc受体发生非特异性结合，与吞噬细胞表面的Fc受体争夺Fc段，降低了抗体的调理吞噬作用。起到了协助细菌抗吞噬的作用。

9.SSPE________即亚急性硬化性全脑炎。是一种以白质和灰质损害为主的全脑炎。由缺损型麻疹病毒慢性持续感染引起的一种罕见的致命性的中枢神经系统衰退性疾病。

10.转导______是以温和噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌内，使受体菌获得新的遗传形状。这样的方式成为转导。11.HBsAg__________即乙肝表面抗原。存在于Dane颗粒表面、小球型颗粒和管型颗粒中，可大量存在于感染血清中。是HBV感染的重要标志。

12.内基小体________是狂犬病病毒在易感动物或人的中枢神经细胞中增殖时，可在胞质内形成圆形或卵圆形的嗜酸性颗粒，称为包涵体，或内基小体。具有诊断价值。

13.细菌的L型_______细菌细胞壁肽聚糖结构在某些理化或生物作用下被破坏或抑制，但在高渗的环境中仍可存活。称为细菌的L型。14.质粒__________是细菌染色体外的遗传物质，其结构为闭合环状双链DNA，可携带遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状，并具有独立自我复制能力。

15.半数致死量________在一定条件下引起50%实验动物死亡或感染的最小微生物或毒素的量。

16.基因整合___________在病毒感染宿主细胞的过程中，病毒基因组的DNA片段可插入到宿主细胞的染色体DNA中，这种将病毒基因组与细胞基因组重组的过程，称为基因整合。

三、简答题（50分）

1、外毒素与内毒素的主要区别？ 答：外毒素-大部分来源于革兰阳性菌，少部分来源于革兰阴性菌；大多数由活菌分泌释放；其本质是蛋白质，不耐热受热易分解；抗原性强，经甲醛处理可获得脱毒的类毒素；毒性强，对组织细胞有选择性毒性效应，引起特殊的临床表现。

内毒素-主要来源于革兰阴性菌；大多数由细菌裂解后释放；其本质是脂多糖，耐热受热不易分解；抗原性弱，经甲醛处理不能获得类毒素；毒性较弱毒性效应大致相同，引起发热、白细胞增多、休克等临床表现。

2、细菌有哪些特殊结构及其特点？

答：荚膜-不宜染色，具有抗吞噬、粘附、抗有害物质损伤等作用。与细菌致病性有关。

鞭毛-菌体上附着的细长丝状物，是细菌的运动器官，具有特异的抗原性。与细菌致病性有关。

菌毛-分为普通菌毛和性菌毛，前者与致病性有关，后者与遗传物质的传递有关。芽孢-由革兰阳性菌形成，是细菌的休眠体，有助于鉴别细菌，抵抗力强。

3、细菌耐药性的产生机制？ 答：1.细菌产生灭活酶，即钝化酶的产生

2.作用靶位的改变

3.细菌细胞膜通透性改变

4.细菌主动药物外排机制

5.细菌生物被膜的形成。

4、狂犬病的预防和补救措施？

答：预防-捕杀野犬，加强家犬管理并注射犬类狂犬疫苗。

补救-1.清洗伤口，用20%肥皂水、0.1%消毒剂或清水清洗伤口，并用酒精消毒。

2.被动免疫，在伤口周围注射高效价的狂犬病病毒抗血清。

3.主动免疫，早期接种疫苗可预防狂犬病的发病。

5、破伤风梭菌致病的治病条件及产生机制？

答：在局部伤口形成厌氧微环境，如伤口窄而深，有泥土或异物感染，大面积创伤，坏死组织多，局部组织出血等，同时有需氧菌或兼性厌氧菌混合形成厌氧微环境，有利于破伤风梭菌的形成。

机制：破伤风梭菌没有侵袭力，只在局部繁殖，产生痉挛毒素。该毒素经末梢神经、血液及淋巴液进入中枢神经系统，并通过重链与脑组织细胞表面受体结合，通过轻链进入细胞发挥毒素作用。从而破坏了正常的抑制调节作用，导致中枢超常反射，出现破伤风特有的角弓反张、牙关紧闭等症状。

6、生物学标本采集的原则？

答：早期采集-采集尽量在病程早期及使用抗菌药物之前。

无菌采集-采集过程中严格遵守无菌操作，避免标本污染。

一对一采集-不同细菌用不同方法采集，如厌氧菌、L型细菌。

针对性采集-采集有代表性的标本，相同疾病在不同时期标本不同。

采集标记-采集后做好标记，保证各环节准确无误。

采集新鲜-标本必须新鲜，采集后尽快送检。

7、正常菌群的生理作用？

答：生物拮抗作用-阻止病原菌侵入机体。

营养作用-正常菌群参与宿主的物质代谢、营养转化。免疫作用-正常菌群作为抗原刺激机体发生免疫应答。抗衰老作用-保护组织细胞免受损伤。抗肿瘤作用-抑制肿瘤的细胞的无限增殖。

8、医院内感染的预防和控制？

答：合理使用抗生素、避免侵袭性操作、保护易感人群、缩短住院时间、严格执行病毒隔离措施、重视检测工作、污物处理。

9、全身感染的常见类型？

答：菌血症-如细菌进入细胞短暂停留，不产生毒素，伤寒杆菌引起的感染；

败血症-如细菌在表面繁殖产生毒素，脑膜炎球菌引起的全身性中毒；

毒血症-如细菌在表面繁殖，毒素进入血液，白喉棒状杆菌产生外毒素引起的病变； 脓毒血症-如细菌侵入细胞，释放毒素。金葡菌引起的肝脓肿。内毒素血症-内毒素进入血液引起的疾病，小儿痢疾。

10、细菌外毒素有哪些毒性作用？

答：细胞毒素作用-如白喉棒状杆菌产生的白喉毒素，可抑制细胞蛋白质的合成，导致靶细胞坏死，心肌损伤，肾上腺出血。

神经毒素作用-如破伤风杆菌产生的痉挛毒素，阻断神经元之间递质的传递，引起骨骼肌强直性痉挛。

肠毒素作用-如金葡菌产生的肠毒素，引起以呕吐为主的食物中毒。

11、细菌合成代谢产物的种类及意义？ 答：与致病性有关的产物：侵袭性酶、热原质、毒素；

与检验细菌（鉴定与分型）的产物：细菌素、色素； 用于临床治疗的产物：抗生素、维生素。

12、简述病毒的基本特征？

答：体积微小，以nm计算，能通过虑菌器，需用电镜观察；

非细胞结构，其主要有核心和蛋白衣壳组成； 只含一种核酸，DNA或RNA； 严格的易感活细胞内寄生； 耐冷不耐热，对抗生素不敏感。

13、大肠杆菌的主要类型及致病特点？

答：ETEC-肠产毒，引起婴儿和旅游者严重腹泻的主要病原菌。

EIEC-侵袭型，引起儿童成人腹痛、发热、脓血便的主要病原菌。

EPEC-致病型，引起婴幼儿腹泻的主要病原菌。

EHEC-出血型，引起腹泻和血样便，污染食品是其主要传染源。

EAEC-集聚型，引起婴幼儿持续性腹泻、脱水的主要病原菌。

14、乙肝抗原抗体的检测有何医学意义？

答：有助于诊断；有助于判断疾病的预后；筛选病原；流行病学调查；检测注射疫苗的效果。

15、细菌感染的传播方式？

答：呼吸道传播；消化道传播；血液传播；虫媒传播；性传播；皮肤传播；接触传播。

16、简述致病菌的三大致病条件？

答：菌群失调；宿主免疫功能下降；正常菌群的寄居部位发生改变。

第三篇：微生物复习总结

11级食品质量与安全班复习总结

一、名词解释：

荚膜芽胞细菌外膜Ames试验溶原性噬菌体/温和噬菌体毒性噬菌体

L-型细菌Vi抗原血浆凝固酶内毒素卡介苗二相性真菌

肥达反应外裴反应抗-O试验S9Ascoli热沉淀反应菌落总数

病毒病毒包膜

二、重点复习：

1、简述食品卫生细菌学样品采样的原则、种类及特点。

2、菌种保存的方法、特点及菌种保管的规章制度。防止菌种退化的主要措施有哪些？

3、细菌外毒素的特点。

4、大肠菌群的定义，食品中大肠菌群数是指什么？

5、致病性葡萄球菌有哪些重要特点？

6、简述肠杆菌科细菌共同的生物学特性，如何初步区分肠道致病菌与非致病菌？

7、鉴定A群、B群链球菌的特征性生化试验。

8、如何区别肺炎链球菌与草绿色链球菌？

9、小结KIA、MIU、O/F、枸橼酸盐利用试验及SS、MaCC平板的指示剂.10、小结微生物学生化试验中常用酸碱指示剂（如酚红、甲基红、溴甲酚紫、溴麝香草酚

蓝、中性红）的显色特点。

11、比较大肠埃希菌、沙门菌、志贺菌、变形杆菌在KIA、MIU上的表现及肠道选择性培养

基（SS、麦康凯）上的菌落特点。

12、沙门菌细菌学检查标本采集的原则。

13、变形杆菌的鉴定依据。

14、结肠炎耶尔森菌的重要特征。

15、如何对疑为霍乱的病人标本进行细菌学检验？

16、试述铜绿假单胞菌的主要生物学特性。

17、蜡样芽胞杆菌的形态与培养特性、选择性培养基，所致疾病。

18、军团菌的形态与培养特性、培养基，所致疾病、传播方式

19、肉毒杆菌的形态特征、肉毒外毒素的特点及致病机制、所致疾病、传播方式。

20、试述炭疽杆菌的主要生物学性状、致病物质及所致疾病类型。

21、结核分枝杆菌的形态培养特点（培养基、培养条件、生长表现）及抵抗力。

22、试述Ames试验的原理、试验菌株、主要方法及结果判定。

23、细菌的分类标记有哪些？简述细菌的分类方法及特点。

24、测定DNA碱基组成的方法及意义，判定同属不同种及同一种内不同菌株的标准分别是什

么？（注：同一个种内的不同菌株的G+C mol %差别应在4%～5%以下。同属不同种的G+C mol %

差别应在10%～15%以下，通常低于10%。）

25、常见的微生物突变类型有哪些？各有何特点？（营养缺陷型、抗药性突变型、条件致

死突变型、形态突变型）

注：抗药性突变型的特点是正选择标记（即突变株可直接从抗性平板上获得，在加有相

应抗生素的平板上，只有抗性突变能生长。）

营养缺陷突变型的特点是在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长，即负选择标记。

26、数值分类法与传统方法的区别。

27、什么是真菌，病原性真菌的培养条件与细菌有何不同？

第四篇：微生物遗传学复习总结

微生物遗传学复习总结

基因突变的类型

形态突变型；细胞形态改变；菌落形态改变

生化突变型：营养缺陷型；抗性突变型（抗药物、抗噬菌体）；条件致死突变型（温度敏感突变型）等。

基因突变的特点：随机性（波动实验、涂布实验、影印实验）、独立性（交叉抗性：对两种抗生素同时由敏感变为抗性，如大肠杆菌中抗四环素的突变株往往也抗金霉素。）、稳定性、可逆性、稀有性（10-9-10-

5）、诱变剂可提高突变率。

突变率: 每一个细胞在每一个世代中发生突变的机率，也是突变在每个细胞生存的单位生物学时间内发生的概率。

突变频度: 突变频度常用来表明一定数目的野生型细胞中出现的突变型的数目，因此突变频度没有涉及世代这一生物学时间单位。

化学诱变剂

①碱基类似物引起的诱变

5-溴尿嘧啶：5-BU分子结构与T非常相似，溴原子取代T第5位的甲基。

诱发突变原理：Br改变分子在酮式和烯醇式之间平衡，使5-BU更易出现烯醇式结构，形成5-BU≡G, 5-BU上溴原子的作用被邻近的基团效应所抵消，使得A=BU转变为G≡BU的倾向减弱，所以突变中GC→AT多于AT→GC。②改变DNA结构的诱变剂

亚硝酸：氧化脱氨基作用, 把氨基转变为酮基，使C→U、A →H，造成U·A和H·C碱基错配，诱发GC→AT及AT→GC的变化。

羟胺：专一地作用C，使之转变为能与A配对的形式专一性地引起GC→AT突变。

甲基磺酸乙酯EMS（烷化剂的一种）：当其烷基加到G 和T 的与氢键相结合的氧原子后，将会引起G 和T 的错配，引起AT→GC和GC→AT的转换。EMS是能使DNA的许多位点发生烷化，强烈的诱变剂。

③DNA移码突变的化合物（丫啶类化合物、溴化乙锭、烷化剂）移码突变：由于DNA分子中一对或少数几对核苷酸的增加或缺失造成的突变。

丫啶类化合物：分子多数是扁平的，能够插入到DNA的碱基对之间，是有效的移码诱变剂。这类化合物分子结构上的特点为，当与DNA接触时，能够逐渐插入到DNA链的两个碱基对之间，使原来相邻的碱基对彼此分开，当带有这类化合物的DNA复制时，很容易插入1个或2个碱基，引起移码突变。

物理诱变剂

①电离辐射：χ射线和γ射线、a射线、β射线、快中子、离子注入、宇宙射线

②非电离辐射：红外线、紫外线

辐射损伤DNA机理

直接作用假说/靶学说：细胞吸收辐射能量后，发生诸如激发、电离、弹性碰撞等多种原发性物理过程，辐射的量子击中染色体，导致发生直接的原始损伤，整个过程就好象子弹击中靶子一样。

间接作用假说：生物细胞中的分子经辐射作用先产生各种自由基，这些自由基团再进一步与细胞内含物反应并通过一系列生物化学变化造成染色体损伤。

紫外线(UV)诱变的分子机理：UV对生物的损伤主要直接作用于DNA而引起遗传物质的改变。UV可引起DNA链的断裂、DNA分子双链的交联、胞嘧啶和尿嘧啶的水合作用等多种损伤，但诱导形成胸腺嘧啶二聚体是主要的损伤。同一条链上相邻的胸腺嘧啶之间的二聚体会阻碍碱基的正常配对，影响T与A的配对，DNA复制到此位置时就会突然终止或在新链上出现错误的碱基，而引起突变。紫外线的穿透力也很弱，UV波长范围为136—390nm，其中200—300nm范围对诱变有效。254nm的UV最易被嘌呤和嘧啶碱基所吸收，因而诱变效果最强。

生物诱变剂

插入因子、转座子、转座噬菌体：可以诱导这些转座因子向目标细胞中转移，插入目的基因中，造成基因突变。

不论是自发突变，还是诱发突变，都是通过理化因子作用DNA，改变其DNA结构，并最终改变遗传性状。

自发突变：受自然条件下存在的未知理化因子作用产生的突变； 诱发突变：人为地选择了某些可强烈影响DNA结构的诱变剂处理所产生的突变。诱变所产生的突变频率和变异幅度都显著高于自发突变。

引起自发突变的原因：生物体内存在的各种转座遗传因子的跳动；背景辐射和环境诱变；微生物自身所产生的诱变物质的作用；互变异构；环出效应。突变热点：指DNA链中具有很高突变率的碱基位点。突变热点具有远高于一般位点的突变率。原因：5-甲基胞嘧啶（MeC）的存在；与DNA序列结构有关。

转座遗传因子：存在于细胞内，位于染色体或质粒上的一段特殊、可移动的DNA序列。

转座：转座遗传因子改变位置的行为。

转座子的转座遗传效应

①具有插入突变效应，扩散抗药性基因；

②使受体菌基因组发生缺失、重复、易位或倒位等重排，在某些情况下还可以启动或关闭某些其它基因；

③极性效应：转座因子插入到一个操纵子的上游基因时，不仅破坏被插入的基因，而且也大大降低位于远离启动子一端的其他基因的表达。

应用：获得各种突变株、判定未知基因的位置、构建不同质粒融合或复制子融合的特殊菌株。

转座因子的类型和结构：插人序列（又称IS因子）；转座子（又称易位子，Tn）（非组合型转座子-Ⅱ型转座子；转座噬菌体--Ⅲ型转座子，如Mu噬菌体；整合子；逆转座子－第2类内含子；接合型转座子；可移动转座子。转座机制：保守转座；复制转座； 剪切转座；逆转座。转座诱变：随机诱变、定位诱变。

真正的回复突变：突变基因上被改变的碱基对在第二次突变时恢复成原来的碱基顺序，真正恢复到野生型基因的功能。抑制基因突变：在DNA的不同位置上发生第二次突变抑制了原来突变基因的表达，恢复野生型表型，而不是直接改变回原来的野生基因型。抑制作用：使突变型恢复为野生型表型，但这种恢复并非由于回复突变所造成，而是由于基因内抑制或基因间抑制所造成的一种表型上的恢复。

基因间抑制：指某一突变基因恢复野生型表型是由于另一座位的突变造成的，后一基因就称为前一基因的抑制基因。这种抑制作用发生在两个基因之间，所以称为基因间抑制作用。基因内抑制：指某一突变基因表型的恢复是由于这一突变基因内的另一位点上的突变所造成。

基因内抑制：置换抑制；移码突变的抑制。

基因间抑制：错义突变的抑制；无义突变的抑制；移码突变的抑制；基因间抑制—代谢抵偿。

DNA损伤的修复和基因突变有密切的关系，微生物细胞内存在着一系列的修复系统，DNA分子某一结构的改变或损伤(即前突变)，并不一定会导致产生真正的突变，DNA损伤修复是细胞中多种酶共同作用的结果。

DNA损伤的修复：错配修复；光复活作用（紫外线照射后在DNA上形成的(T=T)，可见光(波长300-600nm)照射，细胞内光复活酶识别T=T，利用光量子的能量将T=T的环丁酰环打开。光复活作用是一种高度专一的修复方式，它只作用于紫外线引起的DNA嘧啶二聚体，不含光复活酶的生物细胞，没有光复活能力）；切补修复（碱基切除修复，核苷酸切除修复）；重组修复；SOS修复（增加细胞内原有修复酶的合成量，诱导产生新的修复酶系统）；适应性修复。

两类修复机制（避免差错(无误)修复：错配修复、光复活作用、适应性修复和切除修复；倾向差错修复系统：切补修复、重组修复、SOS修复。DNA损伤修复的生物学意义：维持生物的遗传稳定性和延续，保证复制的准确性和生物的稳定性；提供突变的基础（分离延迟：由于DNA损伤经过修复，可能产生杂合双链，必须经过复制才能产生突变的子代双链，而且还要经过一次复制，细胞中才出现突变基因型。生理延迟：在一个野生型的细胞中，虽然产生了突变，出现突变基因型，但其表型可能仍然是野生型，必须经过数次分裂才能将原有的野生型酶的浓度稀释，逐渐表型突变的表型。）；修复与进化的关系；DNA修复与遗传疾病及肿瘤的关系。

诱变育种：采用理化、生物等诱变因素处理微生物，使其DNA发生改变，提高突变率，扩大遗传变异幅度，筛选出所需菌种的过程。

诱变育种程序：菌悬液的制备、诱变处理、突变后筛选、鉴定。

菌悬液的制备

细胞：分散状态的单倍体或单核细胞。菌龄：应采用对数期细胞。

用UV诱变时应采用的剂量：致死率70％左右为宜。

诱变剂选择原则：(1)诱变作用强；(2)诱变效果好；(3)使用安全；(4）操作方便。

营养缺陷突变株：由于丧失了合成某种营养物质(如氨基酸、核苷和维生素等)的能力后，在基本培养基上不能生长，只有在基本培养基中加入该突变菌株所缺陷的营养物质后才能生长。

筛选程序:诱变、浓缩、检出、鉴定。

浓缩的方法：菌丝过滤法；饥饿法；青霉素法：差别杀菌法（加热法）。常用的检出方法：夹层法；限量补充法：影印法：点种法。营养缺陷型的鉴定方法主要有两种：生长谱法；分类生长法。

利用鉴别培养法筛选突变型

碘液：指示供试菌液化淀粉酶活力的大小。

抗毒素：先用霍乱弧菌毒素制备成抗毒素（抗体)。产生毒素的菌落：周围混浊圈（毒素和抗毒素沉淀反应)。不产毒素的菌落：周围无混浊圈。

高产菌株的筛选

初筛：一般不作重复并应尽量利用表型特征，将有高产潜力的突变株筛选出来，然后再进入摇瓶筛选

复筛：初筛选出较好的少数菌株进行复筛，随着测定菌株数目的减少，重复数可逐步增加，以提高其可靠性。

转化作用过程（Transformation）（肺炎双球菌）

感受态(competence)：细菌能够从周围环境中摄取DNA分子，并且不易被细胞内的限制性核酸内切酶分解时所处的一种特殊生理状态。肺炎链球菌、枯草杆菌---对数后期。

前整合复合物

在G+细菌中，单链DNA与SSB蛋白质结合，形成前整合复合物。至少3种作用： ①保护供体DNA免受降解； ②促进DNA的吸收；

③增强单链DNA的刚性，促进单链DNA的整合在肺炎双球菌中，这种结合蛋白位于细胞质，而在枯草杆菌中，这种蛋白位于周质空间。G-细菌: 2种机制使DNA双链保持稳定：

①DNA在周质空间与一种蛋白非共价结合形成复合物；

②DNA与一种泡状细胞表面结构结合形成复合物。这2种复合物都是DNase抗性的。

转化因子的整合

①前整合复合物定位在染色体附近；

②单链侵入，形成一种不稳定的受-供体复合物；

③单链全部侵入，形成一种稳定的受-供体复合物，被取代的受体单链被降解；④形成一种共价闭合的复合物——异源双链

DNA；

⑤经错配修复，成为含外源DNA的转化子，或正常的受体DNA。细菌吸附DNA双链，但吸收的是DNA单链

人工转化系统

人工方法处理可诱导感受态的产生，提高转化效率：利用Ca2+和改变温度的方法；

F因子可以通过重组插入细菌染色体中形成Hfr的细胞。

Hfr中F因子：可从染色体正常脱离下来恢复成F+，也可错误脱离形成F´细胞。Hfr×F-的接合作用：由于接合作用使部分染色体基因转移的频率比F+×F-高1000倍以上，因此又称为高频重组作用(high frequency recombination)。因为F因子在Hfr细胞中已和染色体结合成一个复制子，所以F因子在接合转移时PEG介导的转化：电转化（电穿孔法）。

共转化：在某些情况下受体细菌也能同时得到供体的两种性状。这种受体细菌吸收外源DNA后同时出现两个遗传性状改变的现象称为共转化。

接合作用（大肠杆菌）(Conjugation)选择性标记：观察对象所带有的（遗传）标记，依据这种标记可以获得生长优势，或者失去生长优势；观察者依据这种标记可从混有不同基因型的群体中获得具有该标记的个体，选择重组子。

非选择性标记：观察者在一次试验中没有使用的、观察对象具有的（遗传）标记，观察分离现象。正向筛选：依据选择性标记可以通过一次试验将带有选择性标记的个体筛选出来，如抗性标记。

反向筛选：必须通过几次试验才可以将带有该标记的个体筛选出来，如营养缺陷性标记。

正反杂交实验证明：细菌重组的发生只是染色体单方向的转移，染色体的转移往往不完全。实现接合作用需要性状各异的2种菌株，当时称为雄性(供体)和雌性(受体)两种类型。受体菌或雌性菌的生活力及遗传特性对于成功的接合作用是致关重要的。

F因子基因组3个区段：控制自主复制，含有复制酶基因(rep)、决定不相容性的基因(inc)、复制起点(oviV)；转移区段；插入区段（4个），有利于F因子在不同位点插入受体菌染色体形成不同的高频重组菌株(Hfr)。能带动染色体DNA进入受体，杂交子绝大多数仍是F-细菌。F´×F-的接合作用：F质粒在脱离Hfr细胞的染色体时会发生差错，形成带有细菌某些染色体基因的F´因子（类似温和噬菌体λ）（包括带有不完整F因子的Ⅰ型和带有完整F因子的Ⅱ型）。此接合作用能专一性地向F-转移F´质粒携带的供体菌基因，称为F因子转导或性因子转导。

中断杂交试验：在接合的特定时间内人为地中断杂交以测定重组子的方法。在Hfr×F-杂交中Hfr细胞的染色体从整合的F因子的oriT位点开始逐渐向F-细胞转移。转移过程可以随时被中断，靠近转移起始点的基因会有更多的机会出现在F-细胞中，愈是后端的基因机率愈小。根据接合后F-细胞中来自Hfr细胞的基因出现的频率就可判定基因转移的先后及其在染色体上的位置。

转导作用（Transduction）（伤寒沙门氏菌）转导噬菌体的类型 ①普遍性转导噬菌体

普遍性转导噬菌体：温和噬菌体或者某些烈性噬菌体感染供体菌后，在裂解过程中因错误包装而产生的。外壳蛋白中包裹的主要是供体菌的DNA，所形成的是非溶源性转导子。既能溶源又能裂解的鼠伤寒沙门氏菌的P22和大肠杆菌的Pl。

②局限性转导噬菌体

局限性转导噬菌体：温和噬菌体感染供体菌后，先经溶源反应整合，最后再经诱导而产生的。如大肠杆菌的温和噬菌体λ和φ80。λ噬菌体DNA为双链分子，普遍性转导(general transduction)：供体的单个或紧密连锁的少数基因被噬菌体因错误包装而转移给相应受体的作用称为普遍性转导。寄主的任何一个基因都有可能被它们转导。但也有少数情况下两个基因同时被转导，这种现象称为共转导或并发转导

普遍性转导的两种结果：

(1)完全转导(稳定的转导子)：由噬菌体导入的DNA片段通过双交换整合到受体染色体上与寄主染色体同步复制。每个子细胞都保持了这一导入的DNA片段。由完全转导形成的每一子细胞都已恢复正常，形成正常大菌落(2)流产转导(不稳定的转导子)：完全转导需要RecA和RecBC蛋白的参加。若RecA有缺陷，供体DNA片段不能整合到受体染色体上，本身又没有独立复制的能力，因而在细胞分裂过程中，结果只有一个细胞能获得导入的片段而成为单线传递的方式，这种转导称为流产转导。在流产转导中，只有个别获得供体片段的细胞是正常的，而多数细胞仍保持受体的缺陷型性状并只能依靠细胞内残存的酶分裂，流产转导形成小菌落。

局限性转导(specialized transduction)：只能使供体的一个或少数几个基因以噬菌体为媒介转移到受体的转导作用称为局限转导。大肠杆菌的温和噬菌体λ只能转导大肠杆菌的gal或bio基因。

坎贝尔模型(Campbell)（1962）：λ→寄主细菌→环化→附着位点att→染色体同源部分发生配对→交换→→直线地整合到寄主染色体上，与寄主同步复制→原噬菌体，插在gal和bio基因之间。经UV等诱导后它又可以脱离寄主染色体，并可以极低的频率发生偏差的错误脱离。

低频转导:用含有λdg的裂解液感染非溶源性的Gal-细菌时，有些细胞接受λdgDNA，获得供体的gal+基因，λ原噬菌体发生错误脱离的机率约为10-6，诱导λ溶源性菌株得到λdg的频率也是l0-6，故称为低频转导。

低频转导通常有两种结果： ①稳定的转导；λdg携带的gal +基因与受体上发生突变的gal-基因发生双交换而取代了突变基因，gal +稳定随染色体复制，频率占1／3。②不稳定的转导，占2/3。

高频转导(high frequency transduction，HFT)：λdg丢失本身部分基因，没有插入、整合能力。

若λdg和λ同时感染，前者的缺陷便由后者补偿，λ首先在att以正常的方式整合，产生“杂合”附着位点，λdg在杂合位点整合，形成λ/λdg 的双重溶源菌。

放线菌的致育因子 三种不同的类型

1.原始致育型IF(相当于大肠杆菌的F+)，2.正常致育型NF(相当于大肠杆菌的Hfr)3.超致育型UF(相当于大肠杆菌的F-)。三种致育型菌株之间的关系：

(1)IF×UF可以杂交，而且杂交的后代全部转变为IF，但基因重组的频率都相当的低，类似于大肠杆菌的F+×F-杂交。

(2)NF×UF也可以杂交，而且染色体基因的重组频率高。它类似于大肠杆菌中的Hfr×F-杂交，属于高频率重组。

(3)从IF菌株中可以得到UF菌株，也可以得到NF菌株，而且经过消除剂的处理后得到UF的频率可以提高。

原核微生物的基因重组

基因重组: 2种不同亲本的DNA分子在同一生物体内经过交换作用而产生新的重组DNA分子，两个不同生物个体交换遗传物质并进行重新组合，以产生具有新基因型和表型个体的过程。

噬菌斑(plaque)：噬菌体感染敏感宿主细菌以后在含受体菌的涂布平板上形成的肉眼可见的透明圈。

涂布效率：单个噬菌体颗粒侵染敏感细菌后产生的噬菌斑数量称为e.o.p。

感染复数(m)：为单个宿主细菌细胞感染的噬菌体颗粒数。

裂解量(burst size)：感染烈性噬菌体之后的单个宿主细胞所释放的子代噬菌体的平均数量。

温和噬菌体侵染相应的寄主细菌后能将其DNA整合在细菌染色体上而进入溶源化循环；整合在染色体上的原噬菌体受UV等因素的作用又可脱落下来进入溶菌循环。

顺序排列四分体的遗传分析

粗糙脉胞菌(Neurosporacrassa)在有性生殖过程中，每个合子核减数分裂的全部产物不仅同处于一个子囊内，并且呈直线排列。这样以直线方式排列在同一个子囊内的四个减数分裂产物称为顺序排列四分体。

还原分裂: 在减数分裂的第一次分裂中，来自同一亲本的两个A和另一亲本的两个a发生相互分离分裂，导致2个基因型在第1次分裂分离。在减数分裂过程中接合型基因座位(A或a)与着丝粒之间未发生染色体交换。

均等分裂:在减数分裂的第一次分裂中，来自双亲的各一个A和a趋向一极，另两个A和a趋向另一极。两个基因型不发生分离，直到第二次核分裂时，两个基因型才发生分离。导致两个基因型在第2次分裂分离。在减数分裂过程中接合型基因座位(A或a)与着丝粒之间发生了染色体交换。

经典遗传学：如果染色体上两位点之间的距离越远，则两位点之间发生交换的频率越高。因此如果某一基因离丝粒的距离越远，则发生交换的频率越高，出现第二次裂分离的子囊数也就越多。

着丝粒距离：某个基因和着丝粒之间的距离。着丝粒距离＝

[0.5*（第二次分裂分离子囊数）/ 子囊总数]*100

重组频率：两个基因的着丝粒距离之和(2个基因位于着丝粒两侧)或着丝粒距离之差(2个基因位于着丝粒同侧)。重组频率=(重组染色体单体数/染色体单体总数)*100%

=[(2T+4NPD)/4(T+PD+NPD)]*100% =[(0.5T+NPD)/(T+PD+NPD)]*100%

双亲型(PD)：不含重组染色单体；非双亲型(NPD)：4条重组染色单体,；四型(T): 2条重组染色单体

真菌的准性生殖

准性生殖循环(parasexualcycle)：不通过减数分裂、导致基因重组。真菌的许多类群，特别是半知菌亚门中，虽然没有或很少发生有性生殖过程，却仍然表现出了较高频率的变异。

准性生殖过程中相互关联的几个阶段：异核体的形成（互养的排除及单倍重组体和二倍体的排除）、体细胞二倍体、细胞有丝分裂过程中的染色体交换、染色体不分离产生的非整倍体和重组单倍体。

互养：两个不同的营养缺陷型细胞通过培养基交换营养物质的现象。

异核体：不同遗传性状的2个单倍体细胞或菌丝相互融合，1个细胞、菌丝中并存有2种以上不同遗传型的核，由菌丝融合形成异核体的现象叫异核现象

异核现象的意义：在自然界里普遍存在；有利于出现生长优势；异核体内含有不同基因型的核，丰富种群基因库，增加种群的适应性与可塑性；异核体内不同基因型核数目的比例可以随环境条件而改变，因而有利于适应环境的短期或长期波动；异核体的变异力较强，变异潜能较高，在多变的环境条件下，异核体比杂合体有更强的可塑性和适应性。

核融合(nuclear fusion)：指两个单倍体核融合形成一个二倍体核的现象。基因型相同的核融合形成纯合二倍体，基因型不同的核融合形成杂合二倍体。

质粒的不亲和群:不同质粒在同一宿主细胞内的共存性，属于同一不亲和群的质粒不能在同一细胞内共存。能在同一细胞内共存的质粒应属于不同的不亲和群。质粒的这一特性又称为不相容性特性和来源相近的质粒通常属于同一个不亲和群，不能在同一宿主细胞内共存。

高拷贝数质粒：质粒在子代细胞中的丢失常需要多次分裂才能实现。

质粒遗传的稳定性：正常条件，质粒应在细胞分裂前复制，借特殊分配机制以保证其在子代细胞中的均等分配。

F质粒实现稳定性的特殊机制：复制没有完成时，F质粒能阻遏细胞分裂，但却不抑制细胞的生长和染色体DNA复制。只有待F质粒复制完成后，细胞才能进行分裂。ColEl 等高拷贝质粒: 没有par基因，可依赖高拷贝质粒的随机分配，实现稳定性cer基因负责多聚体解聚为单体质粒，保证质粒在细胞分裂时的稳定性。致死蛋白保证质粒稳定性。

在真核微生物中，核外遗传物质主要：线粒体、叶绿体DNA、酵母菌2μm质粒。酵母菌的2μm质粒：为5.9kb，长1.95μm，拷贝数为50-100，该质粒含有约600bp的反向重复序列，由于它们之间的互换作用而使它有A和B两种互变异构型，其中A型质粒可被EcoR酶切成2.3和3.6kb两个片段，B型则切成2.1和3.8kb两个片段。由于反向重复序列的存在，使2μm质粒经变性后再复性时也可以形成类似于转座子的典型的茎环结构。

质粒的消除：高温、丫啶橙、丝裂霉素C、溴化乙锭和利福平等常用于质粒消除。

经典遗传学家认为: 基因是遗传物质DNA(或RNA)上的一个特定区段，既是一个可以表达产生蛋白质(酶或多肽)的功能单位，同时又是一个交换单位和突变单位，基因是不可分割的、三位一体的最小单位。

操纵子学说：Jacob和Monod 研究大肠杆菌乳糖发酵, 1961提出调控乳糖发酵基因的操纵子(operon)学说。

操纵子: 调节基因、操纵基因、启动子、结构基因。包括可转录表达的调节基因和结构基因；也有只起作用但不转录也不翻译的操纵基因和启动子。操纵子是由多个基因组成的调节、信息传递和功能表达的统一体。

现代认识的基因：重叠基因、重复基因、间隔基因、跳跃基因、活化子和增强子。

现代的基因概念可以归纳如下：

1.基因不再是抽象的符号，是携带遗传信息的DNA或RNA片段。

2.基因不再是突变、重组和交换的基本单位，而只是具有特定功能的遗传单位,。

3.基因是遗传信息传递和代谢、分化、发育的依据。

基因功能上可分为： 可转录和表达的：

结构基因：编码蛋白质（结构蛋白、酶、）调节基因：（阻遏蛋白、激活蛋白）只转录不表达的：tRNA、rRNA

不转录不表达的：操纵基因、启动子、活化子、增强子

“一个基因一种酶”假说的初步验证

一个基因功能→控制一种酶的一级结构，通过该酶控制的代谢反应来实现其生理功能。基因突变使酶的一级结构改变，使酶失活，中断它所催化的代谢反应。酶活性的丧失其他原因：可能来自于某些抑制物的产生，因产酶机能的改变而没有合成出这种酶。这一假说验证的关键是证明在突变株中有失活酶的存在。

交叉反应物质(CRM)：失去了酶活性但仍保持血清学反应特性的物质。

互补作用的测验系统：互补作用是使二个突变型的染色体同处于一个细胞内，在不发生基因重组的条件下，由于相应突变型细胞内正常基因的相互补偿而使表型正常化的作用。

互补作用实质：是两个突变菌株正常基因在同一细胞内的互养作用，避开基因产物向胞外分泌和扩散等问题，使测定结果更为准确。

互补测验条件：recA突变菌株，避免2个突变型染色体之间的重组作用。符合要求的测验系统：二倍体、局部合子、异核体、感染了两个突变型噬菌体的寄主细菌。常用的互补作用测验系统有：

①异核体形成测验：不能形成异核体可能原因：除了由于等位基因突变而不能互补外，还可能由于2个突变株之间的不亲和性，即2个菌丝体之间不能经质配形成异核体。不能形成异核体，也不能说明2个突变位点属于等位基因，一次互补测验难于准确判断突变基因等位性。② 异核体形成测验和互养测验差异： 互养测验：2个突变株之间相互提供的是分泌到细胞外的自身不能合成的代谢产物； 异核体形成测验：在同一细胞内2个突变株染色体提供的是基因的产物或酶顺反位置效应测验

顺反位置效应测验：比较结构基因的顺式和反式结构表型效应的互补测验。rⅡ只能在B上形成r型噬菌斑，在S上形成野生型的正常噬菌斑；在K上不能复制、不能形成噬菌斑；彭泽用两个rⅡ突变型混合感染B菌株，采用单菌释放技术，将从B菌株释放的噬菌体去感染K菌株平板；如果能形成噬菌斑，则表明供试的两个rⅡ突变型不相同，能在寄主B菌株细胞内通过染色体交换、重组产生野生型子代噬菌体；只有rⅡA+ rⅡB+ 才能感染K菌株、形成噬菌斑，而重组型rⅡA-rⅡB-不能感染K菌株。r51或rl06单独感染K菌株：都不能复制，不会产生噬菌斑。但混合感染却可以裂解K菌株并得到r51、r106和野生型等3种噬菌体。r47-r106的距离虽然比r51-rl06的距离大，但用它们混合感染K菌株后却不能在指示菌株B上获得噬菌斑。

结论：两个rⅡ突变型混合感染时出现噬菌斑，首先是由于互补作用，恢复了复制能力，然后在复制过程中发生重组，产生野生型噬菌体用r51和r106混合感染，可把寄主K细胞看成两个rⅡ突变型染色体的杂合体：(r51-rl06+)／(r51+r106-)。在这一杂合体中的r51+和r106+由于功能上的互补关系，使突变株均得以进行复制。对所有rⅡ突变型进行两两互补测验，可以将rⅡ的突变位

点分为A和B两大群，属于同一群内的任何两个突变型都不能互补；属于群间的两个突变型无论位置远近均能互补。

顺反位置效应测验结果证明：基因是有功能的一段连续DNA，只有通过顺反测验才能确定一个顺反子或一个基因的界限。一个基因的任何位点均可以发生突变，属于同一基因的不同突变也可以发生重组，因此基因只是一个功能单位而不是一个突变或重组的单位。

顺反位置效应：所要考察的两个突变位点在顺式结构和反式结构遗传效应不同的现象。具有顺反位置效应的两个位点属于同一个基因（顺反子）。

杂基因子：含有个别处于杂合状态基因的细胞。利用大肠杆菌λ噬菌体在高频转导过程中形成的λdg或λdb转导子去感染相应的缺陷型宿主细胞就容易获得杂基因子。

基因间互补作用：在进行顺反位置效应测验时，如果供试基因或顺反子的结构完整，那么属于同一基因或顺反子的两个突变株将能互补，如果两个突变株能够互补，那么突变应涉及不同的基因或顺反子。基因内互补作用：某些已通过生物化学等其他实验肯定是属于同一基因的两个突变株之间有时也能表现出一定程度的互补作用。基因突变使其产物酶蛋白的结构发生改变而失活，只是由于两个突变株之间的基因内互补作用，才使活性部分得以恢复；两个突变株的突变位点间距离愈近，其离体互补作用 愈弱，距离愈远，其互补作用愈强。

互补群：属于同一基因突变的相互间能表现出一定程度互补作用的一群突变株。属于同一互补群的基因突变均表现为同一种酶蛋白的功能缺陷。

i+:编码阻遏蛋白，与O结合，阻止RNA聚合酶通过O位，阻止操纵子的表达；阻遏蛋白与乳糖结合失去活性，不能与O结合，RNA聚合酶通过O位，操纵子表达；

i-:阻遏蛋白不能与O位结合，RNA聚合酶通过O位，操纵子表达；

is:阻遏蛋白突变，不能与乳糖结合，与O紧密结合，RNA聚合酶不能通过O位，操纵子不能表达； Oc：操纵基因突变，不能与i+ 编码阻遏蛋白和is 编码的突变阻遏蛋白结合，RNA聚合酶通过O位，操纵子组成型表达。

负控制系统(negative): 某一细胞成分的存在使得某种细胞功能不能实现, 这种成分的消失或失活, 这一功能才能得以实现.正控制系统(posotive): 某一细胞成分的存在使得某种细胞功能能够实现, 这种成分的消失或失活, 这一功能不能实现.乳糖操纵子:负控制诱导系统典型代表，环境中没有乳糖、半乳糖苷或IPTG等诱导物，调节基因产生的阻遏蛋白与操纵基因结合，阻止了lac操纵子结构基因的表达。诱导物出现时，由于它的结合使阻遏蛋白失活，结构基因才得以表达。在负控制系统中，阻遏蛋白是主要的调控因子。葡萄糖对lac操纵子表达的抑制是间接的，不是葡萄糖本身而是其降解产物抑制cAMP的合成。cAMP—CAP复合物与启动子区的结合是lac mRNA转录起始所必需的，因为该复合物结合于启动子上游，能使DNA双螺旋发生弯曲，有利于形成稳定开放型启动子-RNA聚合酶结构。如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中，lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导lac操纵子表

达分解乳糖所需的三种酶。当阻遏蛋白封闭转录时，cAMP—CAP对该系统不能发挥作用。如无cAMP—CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。

色氨酸合成途径中的末端产物阻遏现象：当合成足够的色氨酸时,阻遏蛋白+色氨酸（辅阻遏物）→复合物→激活,当色氨酸不足时:阻遏蛋白（无色氨酸辅阻遏物）→无活性,阻遏蛋白：变构蛋白。

操纵子的结构和功能：完整的操纵子主要应包括启动子、操纵基因、调节基因、结构基因和终止子等5个部分。P：启动子, O：操纵基因T：终止子，UAS：上游活化序列：a：弱化子, ENH：增强子, A，B：结构基因

代谢调节机制

转录水平：正调控和负调控, 诱导和阻遏，上游活化序列、弱化子、终止子 翻译水平：SD序列, 稀有密码子, 重叠基因, po1y(A), 魔斑核苷酸，反向RNA

反馈抑制：由代谢终产物抑制酶活性的反馈作用。

反馈抑制的种类：同功酶反馈抑制、协同反馈抑制、合作反馈抑制、积累反馈抑制、顺序反馈抑制。

反馈抑制特点：①只有终产物或相似的类似物才具有反馈抑制作用;②受到抑制作用的一般是代谢途径中的第一个酶;③反馈抑制作用一般是可逆的。代谢途径中的其他酶无须抑制就失去活性,所以反馈抑制是一种简单有效的调节作在反馈抑制中，终产物抑制第一个酶的活性,终产物的分子结构显然不同于酶的底物.竞争性抑制作用：抑制物和酶的活性中心相结合。

反馈抑制：抑制物和酶的另一部位--调节中心--结合,导致酶的空间构象发生变化,降低乃至丧失催化活性。

具有2个不同结合部位而又相互作用的蛋白质叫变构蛋白;引起结构变化的小分子叫变构效应物,具有反馈抑制效应的酶叫变构酶.代谢拮抗物(类似物)：和代谢终产物结构相似,同样能和阻遏蛋白或变构酶结合,但拮抗物不能被细胞利用,所以浓度不会降低,实际上形成不可逆结合,导致细胞死亡。所以代谢拮抗物(类似物)对细胞是有毒的。变构酶+ S(终产物)→反馈抑制

阻遏蛋白+ S(终产物)→停止转录(可逆)变构酶+ S’(类似物)→抑制→死亡

阻遏蛋白+ S’(类似物)→停止转录→死亡

变构酶结构基因突变：使变构酶的抑制部位(调节中心)既不能和代谢拮抗物相结合，也不能与正常的终产物结合，但其活性中心不变，因而仍具有酶促作用。这种突变型是抗代谢拮抗物和抗反馈的双重突变型，能够在细胞已经积累有大量终产物的情况下，仍然不断合成这一产物，用抗反馈突变型提高产量的原理。变构酶+ S’(类似物)→不结合→生长

变构酶+ S(终产物)→不结合→解除反馈抑制→积累产物 阻遏蛋白+ S’(类似物)→不结合→生长

阻遏蛋白+ S(终产物)→不结合→→解除阻遏→积累产物

青霉素法：青霉素能抑制细菌细胞壁的合成,杀死正在生长的细胞，但对于停滞生长的细胞则不起作用。把经诱变处理的细菌接种在只能使野生型生长，而不能使缺陷型生长的基本培养基(同时加入一定浓度的青霉素)中培养，未突变的野生型将因生长而被杀死，而缺陷型由于不生长而得以浓缩。

生长谱法：本法是在同一培养皿上测定一个缺陷型对于多种化合物的需要情况。

分类生长法：本法是在同一培养皿上测定多个缺陷型对同一生长因子的需要情况利用饥饿法筛选温度敏感突变型。

营养缺陷型筛选原理：单一缺陷型微生物因代谢不平衡而易于死亡，结果使得双重突变的微生物反而得以浓缩。

第五篇：微生物生态学复习总结

微生物生态学复习总结

一、名词解释

未培养微生物、可培养微生物、微生物生态学、平板菌落计数法（CFU）、最大或然值法（MPN）、COD、BOD、TN、TP、活性污泥、生物转盘法、膜生物反应器、生物强化技术、水体富营养化、水华/赤潮、蓝藻水华、湖泛、生物被摸、群感效应（QS）、多聚体菌细胞附属物、共生、内共生、表共生、基因水平转移、转导、转化、接合、整合子、泛基因组、生物放大（生物富集作用）、生物处理、生物修复（生物整治）

1.未培养微生物：生理、生态功能未知，没有相应培养技术，或者生理、生态功能已知，具有培养技术，但尚未获得培养的一类微生物。2.平板菌落计数法（CFU）：将样品用无菌生理盐水进行系列稀释，取合适的稀释度，以涂布法接种于平板上，经过一定时间培养后，直接统计平平板上的菌落数，再根据相应公式计算。3.可培养微生物：可重复的在受控的条件下以一个确定的方式生长。

4.微生物生态学：研究微生物之间及其与其周围生物环境与非生物环境之间的相互作用和功能的学科。

5.最大或然值法（MPN）：将样品用无菌生理盐水进行系列稀释，取3种或5种不同的稀释度接种于培养基中，培养一定时间后，根据各稀释度的生长管数以统计学的方法计算出样品中所含微生物的量。

6.COD：1L污水中所含有机物再用强氧化剂将它氧化后，所消耗氧的毫克数。

7.BOD：在1L污水中所含的一部分容易氧化的有机物，当微生物对其氧化分解时，所消耗的水中溶氧毫克数。

8.TN：样品中所含全部氮素量。9.TP：样品中所含全部磷素量。

10.活性污泥：一种由活细菌、原生动物及其他微生物群聚集在一起组成的凝絮团，具有很强的吸附、分解有机物和毒素的能力。11.生物转盘法：

12.膜生物反应器：将膜分离技术和生物反应器的生物降解作用集于一体的生物化学反应系统。它以超滤或微滤膜业件替代传统活性污泥法中的沉淀池实现泥水分离。13.生物强化技术：在生物处理系统中，通过投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物，达到提高废水处理效果的手段和方法。14.水体富营养化：指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。

15.水华/赤潮：由于水体富营养化，导致浮游生物大量繁殖，使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华，在海中叫赤潮。

16.蓝藻水华：由于蓝藻的过度生长和繁殖导致水体颜色变蓝或者变绿的现象。

17.湖泛：湖泊水体中富含大量有机物，在微生物的分解作用下，大量消耗氧气，出现厌氧分解，微生物在还原条件下，促进许多“黑臭”物质的形成，进而影响水质和湖泊微生态系统的结构和功能。

18.生物被摸：由胞外多聚基质包被的高度组织化、系统化的微生物膜性集合体。细菌间有信息交流来控制群体行为，胞内信号分子控制生物膜的形成和发育，有发育周期。

19.群感效应（QS）：细菌通过分泌胞外小分子信号从而控制其群体行为的现象。

20.多聚体菌细胞附属物：由一种或几种结构蛋白及其附属蛋白组成的细菌表面结构。它们在生物膜形成过程中，主要参与菌体与载体或寄主表面的吸附以及菌细胞间的粘附。

21.共生：两种不同生物之间所形成的紧密互利关系，一方为另一方提供有利于生存的帮助，同时也获得对方的帮助。

22.内共生：细菌或古菌等存在于鞭毛虫细胞内 23.表共生：细菌或古菌等附着于鞭毛虫细胞的表面。

24.基因水平转移：是指在差异生物个体之间，或单个细胞内部细胞器之间所进行的遗传物质的交流。基因水平转移是微生物进化的重要动力，质粒是基因水平转移的重要载体

25.Pan-genome 泛基因组：在分子生物学中泛基因组是描述一个物种的所有基因序列的总和。它包括：双链的所有基因组核、非必须的基因组、特殊的单链的独一无二的基因

26.生物放大：是指在食物链中不同层次的生物可以逐级浓缩有机污染物的作用，而使得在级别越高的生物中其浓度越高。也就是通常所说的生物富集作用。这样的有机污染物必须满足以下两个条件：(1)难以生物降解，(2)亲脂性。

27.生物处理：利用处理系统中的生物，主要是微生物的代谢活动以及各种特性来处理各种废弃物的过程，主要针对各种污染源和小范围的环境污染。

28.生物整治（生物修复）：利用处理系统中的生物，主要是微生物的代谢活动减少污染现场污染物的浓度或使其无害化的过程，特点是可以对大面积的环境污染进行治理。

二、重点问题

第一讲概论

1.微生物元基因组的原理

2.微生物分离培养的方法。（微生物高通量培养技术）

3.微生物生态学十原则：（1）作用：催化；

（2）数量：每种植物至少有15种微生物；（3）微生物催化作用于数量有关；

（4）微生物功能在微观上，但可以在宏观上看

出来；

（5）代谢多样性，它几乎能参与地球上所有的反应，微生物代谢远远超过动植物；

（6）微生物有营养、捕食者及对环境变化的耐

受决定种群的数量级地位；

（7）微生物易变化；

（8）一种必须元素可以决定生境中的微生物；（9）营养（有限营养）可以限制微生物生长；（10）微生物之间的竞争。第二讲

第三讲微生物生态学的研究方法

1.微生物的传统培养方法。

一般流程：样品采集→富集培养→分离纯化→分类鉴定→特性与功能的研究 2.分子生物学的方法

基本原理：根据生物所独具的特征分子，对生物的特征分子的定性与定量分析，从而分析该类群微生物在生态环境中的数量与功能的研究方法。（1）核酸分子杂交

原理：根据核酸的解链和复性原则及碱基配对原 则，利用两条不同来源的多核苷酸之间的互补性 而使它们形成杂体双链。

探针技术：利用标记分子对其它分子的识别而实 现对后者进行检测的一种术。

菌落原位杂交、斑点杂交、Southern印迹杂交、Northern印迹杂交、荧光原位杂交（FISH）（2）PCR扩增技术

注意事项：a、样品采集要有代表性，总DNA提取要完全。b、引物设计要合适，要有代表性。C、对PCR扩增条件优化，要是目的基因得到完全均衡的扩增，从模板浓度、退火温度、循环次数着手。d、PCR产物分析：构建基因文库→进行多态性分析→选择有代表性的克隆进行序列测定→构建系统进化树。

（3）变性梯度凝胶电泳（DGGE）

原理：使用一对特异性引物PCR扩增微生物自然群体的16S rRNA基因，产生长度相同但序列有异的DNA片段的混合物，然后用DGGE分离产物混合物。在一定温度下，在同一变性剂浓度下, 序列不同的产物其部分解链程度也不同, 而产物解链程度又直接影响其电泳迁移率，结果不同的产物在凝胶上就可以分离。（4）QC-PCR 原理：在PCR反应体系中加入一定已知量的竞争性模板作为内标，与未知浓度的目标模板一起进行PCR扩增，通过二者产物的比值反映初始目标模板浓度。

（5）高通量测序技术

第四讲污水处理微生态系统

1.污水处理的基本原理

发挥各种微生物群落的代谢特征，以去除污水中的各种污染物。通过各种反应器与工艺，来维持高的细胞浓度，调节系统的微生物种群结构，提高微生物的代谢活性。

第一阶段：水解酸化阶段。有机物在水解酸化菌的作用下转化为H2，CO2，乙 酸和其他有机酸以及新细胞。部分大分子有机物转化为溶于水的小分子有机物。

第二阶段：有机酸的进一步降解阶段。第一阶段产生的有机酸被产氢产乙酸菌利用，转化为甲酸，H2/CO2和乙酸。第三阶段：产甲烷阶段。H2/CO2和甲酸、乙酸被产甲烷菌利用而转化为CH4、CO2和H2O。

第四阶段：同型产乙酸菌阶段。该同型产乙酸菌将H2/CO2转化为乙酸而被产甲烷菌所利用。2.脱氮处理 3.除磷处理

聚磷菌独特的代谢活动完成了磷从液态(污水)到固态(污泥)的转化。4.污水处理的基本类型

（1）悬浮细胞污水处理系统（2）生物膜污水处理系统（3）活性污泥处理系统 5.活性污泥法中最主要的因素

在活性污泥法中的重要一点是污泥的沉降性能，严重影响处理效果。如果活性污泥沉降性能差，将导致活性污泥膨胀，主要是由于丝状细菌和真菌的过分繁殖引起的，虽然活性污泥的膨胀机理尚不完全清楚，但通常是在高的C：N、C：P比及低溶氧条件下容易产生活性污泥膨胀。

第五讲湖泊富营养化与湖泊微生物生态学

1.水华蓝藻的种类

（1）单细胞，不固氮：微囊藻、束球藻

（2）丝状，无异形胞，多不固氮：鞘丝藻、颤藻、浮游蓝丝藻

（3）丝状，有异形胞，固氮：项圈藻、水华束丝藻、节球藻

2.蓝藻水华的危害

（1）微囊藻异常繁殖，产生大量微囊藻毒素和异味物质（甲硫醇、甲硫醚）。藻毒素进入水体，影响地下水，危害人类健康。直接食用藻类导致中毒，危害食品安全。水体腥臭，功能尚失。空气质量下降。

（2）蓝藻增殖后导致微食物网结构和功能发生变化，碳循环和上传的效率增加。

（3）蓝藻增殖滋生一些病原菌。

（4）蓝藻水华导致碳转化途径变化，如促进甲烷形成，产生温室效应。

（5）蓝藻水华导致水生植物、鱼类的结构发生变化。甲壳动物生长发生变化，小型浮游动物占据优势。

（6）微囊藻增殖促进水体中有机聚集体形成，磷细菌活跃，促进活性磷形成。

（7）水体透明度下降。3.防治对策

控制水体富营养化，建立有效的预测和预警机制，有效的灾害应急处理技术。

第六讲微生物群感效应与生物膜形成

1.微生物为什么形成生物被摸？

（1）可以让整个群体附着并停留在营养较为充足的环境中，利于群体的壮大；

（2）增强微生物在自然环境中的生存能力。2.生物被摸的发育周期及影响因子。

可逆吸附→不可逆吸附→生物形成初期→生物成熟期→种子散播期

EPS：多糖、eDNA、蛋白质

多聚体菌细胞附属物：鞭毛、菌毛、纤毛 信号分子：胞内（cyclic-di-GMP）、胞外（QS）3.Cyclic-di-GMP调控生物被膜的机制。

(1)通过调控生物膜形成相关的多糖或蛋白的转录与合成来影响生物膜的形成；(2)直接参与基因的转录；

(3)通过GGDEF和EAL蛋白在菌体内的定位聚集影响生物被膜形成和撒播。4.QS信号分子的种类及机理

1)G-菌的QS信号分子-------常见：高丝氨酸内酯。-------其他：CAI-1；PQS；LuxS。

2)G+菌的QS信号分子：Nisin（是抗菌肽，同时也是QS信号分子。通过NisK/NisR来起调控作用）

3)古细菌QS信号分子：类似于G-菌。QS是细胞与细胞间的通信：

1)Intraspecies(同种细菌间的信息交流）AHL 是G-细菌主要的种内信号分子

2)Interspecies（不同种细菌间的信息交流）Vibrio AI-2 已在的55种细菌中发现（包括G-和G+在内）,是被共认的种间信号分子。AI-2 的种间信号功能已在肠道细菌群及口腔微生物中得到证实。

○1种间的信息交流有时是单方向的； ○2种间的信息交流不一定是互惠互利的； ○3细菌可以与其它微生物间的交流。

5.控制生物膜的手段

（1）抑制菌细胞与载体表面的吸附；（2）机械方式清除生物被膜；

（3）杀死生物被膜内的细菌。离子螯合剂，表面活性剂;（4）分解已形成的生物被膜。营养，氧浓度，QS，生物被膜内细胞大量死亡，D-氨基酸。

（5）通过干扰QS系统从而控制生物被膜（quorum quenching, 群体猝灭）。化学合成的QS类似物，天然QS抑制剂。

第七讲海洋微生物生态系统

1.海洋微生物的培养特性（1）难以分离培养（2）附着性和集结性（3）生长缓慢（4）特殊的培养要求

（5）存在活的不可培养状态(viable-but-nonculturable，VBNC)2.海洋微生物的形态和生理生化特性（1）海洋微生物细胞形态的多变性（2）生理生化反应的多变性（3）不易传代和保存（4）难以分类鉴定

3.扩增性rDNA限制性酶切片段多态性分析(Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis，ARDRA)：将16S rDNA-PCR技术与RFLP技术相结合而发展起来的微生物多样性研究技术；即采用识别4个碱基的限制性内切酶对克隆获得的16S rDNA进行酶切，通过电泳分析酶切后的片段长度多态性。

4.末端限制性片段长度多态性(Termanal Restriction Fragment Length Polymorphism，T-RFLP)：利用一定的标记引物对样品中DNA进行特异扩增，然后进行限制性内切酶酶切，检测末端限制性片段的多态性。

5.rDNA间隔区分析(rDNA internal spacer analysis，RISA)：利用16S rDNA 3’保守区和23S rDNA 5’保守区设计引物，PCR扩增环境样品中的16S-23 rDNA间隔区，通过分析该扩增片段的核苷酸序列或比较其差异，进行微生物多样性研究 6.DAPI染色和AO染色  DAPI：

4‘,6-二

脒

基

-2-苯

基

吲

哚(4’,6-diamidino-2-phenylindole)，是一种能够与DNA强力结合的荧光染料。它结合到双链DNA小沟的AT碱基对处，一个DAPI分子可以占据三个碱基对的位置。结合到双链DNA上DAPI分子的荧光强度提高大约20倍，常用与荧光显微镜观测。DAPI也可以和RNA结合，但产生的荧光强度只有与DNA结合的荧光强度的1/5。 AO: 3，6－（二甲胺基）吖啶盐酸盐（Acridine Orange），是一种荧光色素，该染料具有膜通透性，能透过细胞膜，使核DNA和RNA染色。它与细胞中DNA和RNA结合量存在差别，可发出不同颜色的荧光，与DNA结合量少发绿色荧光，与RNA结合量多发桔黄色或桔红色荧光。因此，在荧光显微镜下观察，吖啶橙可透过正常细胞膜，使细胞核呈绿色或黄绿色均匀荧光。

7.荧光原位杂交(Fluorescence in situ Hybridization, FISH)将荧光标记的具有属种（或类群）特异性的寡核苷酸探针与经固定的环境样品中的DNA或RNA进行杂交，并通过扫描共聚焦显微镜（scanning confocal laser microscopy，SCLM）检测杂交信号。该技术广泛应用于环境中特定微生物的种群鉴定、种群数量分析及特异微生物跟踪检测。

8.元基因组/宏基因组(Metagenome)：某一特定环境中全部微生物遗传物质的总和（总DNA）

元基因组学/宏基因组学(Metagenomics)：利用现代基因组技术直接研究自然状态环境中的微生物群落, 而不需要经过分离、培养单一种类的微生物

第八讲白蚁肠道微生物生态学

1.白蚁肠道微生物的共生机理

（1）H2 consumption: 螺旋体和甲烷菌

（2）固氮(nifH基因的多样性)和提供氮源: 螺旋体, 梭状芽孢杆菌等（3）纤维素发酵: 乳酸细菌等（4）纤维素降解: 纤维素降解菌（5）营养作用（提供乙酸）

第九讲生物冶金的微生物生态系统

第十讲微生物的耐药性及生态效应

1.细菌耐药机制

（1）产生一种能药物失去活性的酶。如抗青霉素的菌株可产生β-内酰胺酶，从而使抗生素的核心结构中的内酰胺键断裂而丧失活性。

（2）把药物作用的靶位加以修饰和改变。如抗链霉素的菌株可以通过突变使30s核糖体亚单位的p10蛋白组改变，从而使链霉素不再与这种变更的30s亚单位结合。

（3）形成“救护途径”，即通过被药物阻断的代谢途径发生变异，而变成仍能合成原来产物的新途径。

（4）通过改变孔蛋白，或细胞膜的通透性，使药物不能透过细胞膜或细胞壁。

（5）通过主动外排泵把药物泵出细胞。

第十一讲有机污染环境微生物修复