一.名词：20’ 选择：20’ 简答：60’ 综合：50’
第一章 绪论
微生物：因太小，一般用肉眼看不清楚的生物。这些微小生物包括：无细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、阮病毒）；具原核细胞结构的真细菌、古细菌以及具真核细胞结构的真菌（酵母、霉菌、蕈菌）、单细胞藻类、原生动物等。但其中也有少数成员是肉眼可见的。
微生物学：研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学，分离和培养这些微小生物需要特殊技术。
自生说：一个古老的学说，认为一切生命有机体能够从无生命的物质自然发生的。
曲颈瓶实验：巴斯德在前人工作的基础上，进行了许多实验，其中著名的曲颈瓶实验无可辩驳的证实，空气内确实含有微生物，它们引起有机质的腐败。巴斯德自制了一个具有细长而弯曲颈的玻瓶，其中盛有有机物水浸液，经加热灭菌后，瓶内可一直保持无菌状态，有机物不发生腐败，因为弯曲的瓶颈阻挡了外面空气中微生物直达有机物浸液内，但将瓶颈打断，瓶内浸液中就有了微生物，有机质发生腐败。巴斯德的实验彻底否定了“自生说”，并从此建立了病原学说，推动了微生物学的发展。
微生物代表人物列文虎克主要贡献：荷兰商人，他是真正看见并描述微生物的第一人，他利用自制放大倍数为50～300倍的显微镜发现了微生物世界（当时被称之为微小动物），首次揭示了一个崭新的生物世界---微生物界。
微生物学研究内容：微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等规律及其应用的一门学科。
微生物生命现象的特性和共性：
答：微生物生命现象的特性和共性可概括为：
①微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如，可在其它生物无法生存的极端环境下生存和繁殖，具有其它生物不具备的代谢途径和功能，如化能厌氧、厌氧生活、生物固氮和不释放氧的光合作用等，反映了微生物及其丰富的多样性。
②微生物具有其它生物共有的基本生物学特性：生长、繁殖、代谢、共用一套遗产密码等，甚至其基因组上含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的统一性。
③易操作性：微生物具有个体小、结构简单、生长周期短、易大量培养、易变异、重复性强等优势，十分易于操作。
微生物与人类基因组计划：
答：“人类基因组计划”的全称为“人类基因组作图和测序计划”这是一项当今世界耗资巨大（30亿美元）其深远意义堪与阿波罗登月计划媲美的最大的科学工程。要完成如此浩大的工程，除了需要多学科（数、理、化、信息、计算机）的交叉外，模式生物的先行至关重要，因为模式生物一般背景清楚，基因组小，便于测定和分析，可从中获取经验改进技术方法。而这些模式生物除极少数（如果蝇、线虫、拟南芥等）为非微生物外，绝大部分为细菌和酵母，目前已经完成了近200多种独立生活的微生物基因组的序列测定，在此过程中，由于微生物基因组作图和测序方法的不断改进，大大加快了人类基因组计划进展，使“人类基因组计划”提前2年完成（2003年完成）。
微生物的特点：个体小、结构简单、繁殖快、易培养、易变异和分布广。
第二章 微生物的纯培养和显微镜技术
微生物分离：从混杂的微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物的分离与纯化。
纯培养物：由一种微生物组成的细胞群体，通常是由一个单细胞生长、繁殖所形成的。
无菌技术：在分离、转接及培养纯种微生物时，防止其被环境中微生物污染或自身污染环境的技术。
菌落：单个微生物细胞在适宜的固体培养基表明或内部生长，繁殖到一定程度形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。
细菌、放线菌、酵母菌、霉菌菌落形态异同：
细菌：湿润、粘稠、易挑起（菌体和基质结合不紧密），质地均匀及菌落各部位的颜色一致等。
放线菌：表面质地致密，丝绒状或有皱褶，干燥，不透明，上覆不同颜色的干粉（孢子），菌落正反面的颜色因基内菌丝和孢子所产色素各异而不一致，菌落因基内菌丝伸入培养基中而与培养基较紧密连在一起，故不易挑起，但是放线菌菌落没有霉菌菌落那么大和疏松。
酵母菌：外形上与细菌菌落极为相似，其特征为表面湿润粘稠，与培养基结合不紧密，但比细菌菌落大而厚，颜色也叫单调，多成乳白色，少数成红色、黑色等。
霉菌：因霉菌的菌丝较粗且长，故形成的菌落疏松，常成绒毛状、絮状或蜘蛛网状，一般比细菌和防线菌大几倍到几十倍。固体培养基上菌落最初往往是浅色或白色，当菌落上长出各种颜色的孢子后，由于孢子有不同形状、结构和颜色，使菌落表面呈现肉眼可见的不同结构和色泽，有些霉菌的菌丝还能分泌一些水溶性色素扩散到培养基内，使培养基的正面和反面呈现不同颜色。
显微镜技术：进行显微观察时对显微镜的正确使用及良好的标本制作和观察技术。
显微镜下细菌、放线菌、酵母菌、霉菌细胞形态异同：
细菌：在显微镜下不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为球状、杆状、螺旋状尽管是单细胞生物，许多细菌也常以成对、成链、成簇的形式生长，例如，双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌等。
放线菌：菌丝状微生物，丝状交织，细胞形态小，模糊丝状
酵母菌：在光学显微镜下，一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形。
霉菌：菌丝在光学显微镜下呈管状，直径约为2-10um，比一般细菌和放线菌丝大几倍到几十倍。菌丝有两类：一类是无隔膜菌丝，整个菌丝为长管状单细胞，细胞内含有多个核；另一类是有隔膜菌丝，菌丝由横膈膜分隔成成串多细胞，每个细胞内含有一个或多个细胞核。
菌种保藏的目的、原理和方法：
目的：经诱变、筛选、分离纯化以及纯培养等一系列艰苦劳动得到优良菌种，能使其稳定地保存、保持原有特征、不死亡、不污染、不退化，就是菌种保藏的任务。
原理： 主要是根据菌种的生理生化特点，人工创造条件，使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。一般可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。
方法：菌种保藏的方法很多，采取哪种方式，要根据保藏时间、微生物种类、具备的条件而定。
1）可保藏菌种数十年的有效方法——冷冻干燥保藏法
2）可长期保藏菌种的方法——液氮保藏法
3）斜面保藏法：细菌、放线菌、霉菌、酵母菌均可采用，此法简单，存活率高，故应用较普遍。
4）液体石蜡覆盖保藏法：主要适用于霉菌、酵母菌、放线菌、好氧性细菌等的保存。
5）载体保藏法：主要用于能形成孢子或孢子囊（真菌、放线菌和部分细菌）的保存，此法简便，应用范围广。
6）悬液保藏法：酵母菌、霉菌和放线菌的大部分均适用此法保藏，操作方法简便
7）宿主保藏法：寄生微生物保存的最佳选择
菌种保藏中的退化与复壮：
退化：群体中退化的细胞在数量上占一定数值后，表现出菌种生产性能下降的现象，常表现为在形态上分生孢子减少或颜色改变，甚至变形，在生理上常指产量下降。
复壮：在退化菌种中，用人工方法，仍使保持原有特性的细胞生长、繁殖，以更新退化的菌株，称为菌种复壮。
菌种衰退的原因？怎样防止菌种衰退？
菌种衰退的原因：
（1）自然突变：在DNA大量快速复制过程中出现的基因差错而导致的突变
（2）环境条件：如培养基的营养成分、环境温度均有重要的作用。其它因子，如紫外线等诱变剂也可加速菌种退化。
怎样防止菌种衰退：
1）控制传代次数：尽量避免不必要的移种和传代，并将必要的传代降低到最低限度，以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。
2）创造良好的培养条件：如在赤霉素生产菌的培养基中加入糖蜜、天冬酰胺、谷氨酰胺、5’-核苷酸、或甘露醇等丰富营养物时，有防止衰退效果。
3）利用不易衰退的细胞传代：对于霉菌，菌丝细胞常含有几个细胞核，因此用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，用于接种就可避免这种现象。
4）采用有效的菌种保藏方法
5）合理的育种：选育菌种时所处理的细胞应是单核的，避免使用多核细胞，合理选择诱变剂种类或增加突变位点，以减少分离回复突变，诱变处理后及时分离纯化，保证保藏菌种的纯度
6）选用合适的培养基：在培养基中添加某种化学物质可防止菌种退化。
设计从自然界中筛选微生物的实验方法：
筛选以苯为碳源的菌株：
1）从苯含量较高的环境中采集土样或水样
2）配制培养基，制备平板，一种以苯作为唯一碳源（A），另一种不含任何碳源作为对照（B）
3）将样品适当稀释（十倍稀释法），涂布A平板
4）将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生
5）将A平板上的菌落编号并分别转接至B平板，置于相同条件下培养（在B平板上生长的菌落是可利用空气中二氧化碳的自养型微生物）
6）挑取在A平板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新的A平板上划线、培养，获得单菌落，初步确定为可以利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物
7）将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实验，利用相应的化学分析法定量分析该菌株分解利用苯的情况、
固氮菌株的筛选：
1）根据选择分离的原理设计不含氮的培养基，在这种培养基上生长的细菌，其氮素应来自固氮作用
2）将环境样品（如土样）稀释涂布到选择平板上，放置于厌氧罐中。对厌氧罐采用物理、化学方法除去氧气，保留氮气。培养后在平板上生长出来的细菌应是厌氧固氮菌或兼性厌氧固氮菌。
3）挑取一定数量的菌落，对应点种到两块缺氧的选择平板上，分别放置于厌氧罐内、外保温培养。在厌氧罐内外均能生长的为兼性厌氧固氮菌，而在厌氧罐外的平板上不生长，在厌氧罐内的平板上生长的即为可能的厌氧固氮菌。
4）对分离得到的厌氧固氮菌菌落样品进行系列稀释，涂布于相应的选择平板，重复上述步骤直到获得厌氧固氮菌的纯培养。
1、采样：腐叶烂草或其土壤，做好标记。
2、增殖培养：控制营养成分，以纤维素为唯一碳源。
3、分离：划线或稀释法。
4、筛选：初筛：生长圈法，复筛：摇瓶测酶活性。
5、鉴定：形态、生理、工艺参数、毒性试验。
第三章 微生物细胞的结构与功能
真核微生物：凡是细胞核具有核膜、细胞能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体同时存在叶绿体等细胞器的生物称真核生物。微生物中的真菌、显微藻类原生动物和地衣均属于真核生物，故可称为真核微生物。
原核微生物：是指一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹（只有称作核区的裸露DNA）的原始单细胞生物。
肽聚糖：真细菌细胞壁的特有成分，由无数肽聚糖单体以网状形式交联而成。肽聚糖单体由肽与聚糖两部分构成，其中的肽由四肽尾和肽桥构，聚糖则由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸以ß-1,4糖苷键相互间隔交联而成，呈长链骨架状。G+细菌的四肽尾一般由L-Ala、D-Glu、L-Lys、D-Ala4个氨基酸构成，肽桥则由5个Gly残基构成；G-细菌的四肽尾一般由L-Ala、D-Glu、m-DAP和D-Ala构成，且无肽桥。
脂多糖（LPS）：位于G-细菌细胞壁最外层的一层较厚（8-10nm）的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分构成，是G-细菌致病物质内毒素的成分。
细菌细胞膜的结构、组成与功能：
细胞膜结构：
磷脂双分子层
细胞膜
蛋白质
细胞膜的功能：
1）选择性地控制细胞内外的营养物质和代谢产物的运送
2）维持细胞内正常渗透压的屏障
3）合成细胞壁和糖被的各种组分
4）膜上含有氧化磷酸化或光和磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞产能场所
5）是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位
6）膜上某些蛋白受体与趋化性有关。
细菌细胞壁的结构、组成与功能：
聚糖链： —（G+M）n— 肽聚糖 四肽尾: L-Ala—D-Glu—L-Lys—D-Ala
革兰氏阳性菌G+（厚） 肽链
肽桥：—（Gly）5—
磷壁酸
聚糖链： —（G+M）n—
内膜（肽聚糖） 四肽尾: L-Ala—D-Glu—m-DAPD-Ala
肽链
肽桥：无
革兰氏阴性菌G-（薄） 周质空间
层次多，成分复杂 脂多糖（LPS）层
磷脂层
外膜（外壁层） 脂蛋白
外膜蛋白、孔蛋白
细胞壁的功能：①固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透压的等外力的损伤
②为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必须
③阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（相对分子质量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤。
④赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
酵母菌和霉菌细胞壁主要成分：
酵母菌：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和几丁质，另有少量磷脂；
霉菌：主要由几丁质（壳多糖）组成，少数水生低等霉菌为纤维素。研究的最清楚的是粗糙脉胞菌，其主要成分是葡聚糖、蛋白质和几丁质。
细菌的休眠体构造及意义：
芽孢囊：是产芽孢细菌的营养细胞外壳
胞外壁：主要含脂蛋白，透性差（有的芽孢无此层）
产芽孢细菌 芽孢 芽孢衣：主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物，多价阳离子难通过
皮层：主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca，体积大，渗透压高
芽孢壁：含肽聚糖，可发展成新细胞的壁
核心 芽孢质膜：含磷脂、蛋白质，可发展成新细胞的膜
芽孢质：含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶类
核质：含DNA
芽孢的研究意义
1）是研究生物抗逆性和休眠的生物学机制的良好材料
2）是细菌分类、鉴定中的重要指标
3）有利于提高菌种筛选效率
4）有利于菌种的长期保存
5）为比较各种消毒灭菌方法的可靠性提供优良的模式生物
缺壁细菌：细胞壁缺乏或缺损的各种细菌的统称，包括支原体、L型细菌、原生质体和球状体等。
溶菌酶、青霉素的细菌杀菌作用及机理：
溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶，是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失活。因此，该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
青霉素是B-内酰胺抗生素，在细胞繁殖期起杀菌作用。 青霉素作用机制是干扰细菌细胞壁的合成。青霉素通过抑制细菌细胞壁四肽侧链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作用。青霉素的结构与细胞壁的成分粘肽结构中的D-丙氨酰-D-丙氨酸近似，可与后者竞争转肽酶，阻碍粘肽的形成，造成细胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏障，对细菌起到杀灭作用。其对革兰阳性菌有效，由于革兰阴性菌缺乏五肽交连桥而青霉素对其作用不大。
革兰氏染色的方法及原理：
原理：由于不同细菌细胞壁化学成分不同，而引起的物理性状的差别是导致革兰氏染色反应不同的原因。通过结晶紫初染和碘液媒染，在任何细菌的细胞膜内部都可形成不溶于水的结晶紫—碘的复合物。G+细菌因壁厚，肽聚糖网的层次多和结构致密，以及不含类脂等原因，故用脱色剂（乙醇）处理后，可把结晶紫—碘复合物仍阻拦在细胞内，故呈现紫色；反之，G-细菌细胞壁薄，外膜层类脂含量高（脂多糖、脂蛋白），以及肽聚糖层薄且交联松散，故用脱色剂乙醇处理后，就可把类脂和晶紫—碘复合物溶出细胞，这种无色的细胞再经番红（沙黄）复染，就呈现红色。
方法：细胞涂片——结晶紫初染——碘液媒染——乙醇脱色——番红复染——观察
糖被在实际工作中的应用意义：
细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系：
①糖被的有无及其性质的不同可用于菌种鉴定，例如某些具有难以观察到的微荚膜的致病菌，只要用极为灵敏的血清学反应即可鉴定；
②在制药工业和试剂工业中，人们可以从肠膜明串珠菌的糖被中提取葡聚糖以制备“代血浆”或葡聚糖生化试剂；
③利用野油菜黄单胞菌的粘液层可提取十分有用的胞外多糖——黄原胶，它可用于石油开采中的钻井液添加剂，也可用于印染、食品等工业中；
④产生菌胶团的细菌在污水的微生物处理过程中具有分解、吸附和沉降有害物质的作用。
第四章 微生物的营养
鉴别、选择培养基及基本原理：
鉴别培养基：是用于鉴别不同类型微生物的培养基。
基本原理：在培养基中加入某种特殊化学物质，某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物，而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化，可将该种微生物与其它微生物区分开来。
选择培养基：用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。
基本原理：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，有利于所需微生物的生长。
培养基的配制方法和注意事项：
配制方法：1、称量2、溶解3、调PH4、过滤5、分装6、加棉塞7、包扎8、灭菌9、摆斜面10、无菌检查
注意事项：称量药品的牛角匙不要混用，称完药品应及时盖紧瓶盖；
调PH时要小心操作，避免多次回调；
不同培养基各有配制特点，要注意具体操作；
分装过程中注意不要使培养基沾在管（瓶）上，以免污染过的棉塞再引起试剂污染。
培养基的配制原则：
1）选择适宜的营养物质2）营养物质浓度与配比合适3）控制氧化还原电位4）控制PH条件5）原料来源选择（容易获得且成本低）6）灭菌处理
如何灭菌培养基：
对培养基一般采取高压蒸汽灭菌，一般用0.013MPa，121.3℃15-30min可达到灭菌目的。
培养基中各成份的主要功能：
A:碳源：1)提供碳素构成有机分子骨架，碳源物质通常也提供氢、氧元素；2）提供能源（二氧化碳不能提供能源）。
B：氮源：1）提供氮素合成含氮物质；2）一般不作为能源（少数自养菌能用作能源）。
C：无机盐：酶活性中心组分；2）稳定生物大分子及细胞结构；3）调节渗透压；4）控制氧化还原电位；5）某些微生物能源物质。
D：生长因子：1）维生素、嘌呤和嘧啶作为酶的辅基或辅酶；2）提供某些微生物不能合成的氨基酸；3）嘌呤和嘧啶用于合成核苷、核苷酸及核酸。
E：水：1）溶剂与运输介质；2）参与生化反应；3）维持生物大分子结构；4）热导体；5）维持细胞形态；6）控制多亚基结构的装配与解离。
培养基常用凝固剂：
常用的凝固剂有琼脂、明胶和硅胶。
微生物营养类型及代表菌：
按碳源、能源及电子供体划分
营养类型 碳源 能源 电子供体 举例
光能无机自养型 CO2 光 无机物 藻、蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌
光能有机异养型 有机物（也可利用CO2） 光 有机物 紫色非硫细菌、绿色非硫细菌、常生活在被污染湖泊或河流中
化能无机自养型 CO2 化学能（无机物） 无机物 硝化细菌、氢细菌、铁细菌、硫氧化细菌、在生态系统物质循环过程中其重要作用
化能无机异养型 有机物 化学能（有机物） 有机物 真菌、原生动物、大多数非光合细菌、致病菌在本质上都属于此类
营养物质的吸收方式：
运输方式 特点 运输物质
扩散 运输动力来自细胞膜内外被运输物质的浓度差 H2O、CO2、O2等
促进扩散 运输动力来自细胞膜内外被运输物质的浓度差，需要载体 氨基酸、单糖、维生素、无机盐、甘油等
主动运输 需要细胞提供能源，可逆浓度运输 单糖、双糖、氨基酸、有机酸，以及H+、Cl+、Na+、K+等离子
膜泡运输 细胞膜内陷包裹营养物质，主要存在于变形虫等真核微生物中 各种营养物质
微生物营养物质包括哪些？有什么功能？
种类 碳源 氮源 无机盐 生长因子 水
生理作用 ①提供碳素构成有机分子骨架，碳源物质通常也提供氢元素和氧元素
②能源（CO2不能提供能源） ①提供氮素合成含氮物质
②一般不作为能源（少数自养菌能用作能源） ①酶活性中心组分
②稳定生物大分子及细胞结构
③调节渗透压
④控制氧化还原电位
⑤某些微生物能源物质 ①维生素、嘌呤和嘧啶作为酶的辅酶或辅基
②提供某些微生物不能合成的氨基酸
③嘌呤和嘧啶用于合成核苷、核苷酸及核酸 ①溶剂与运输介质
②参与生化反应
③维持生物大分子结构
④热导体
⑤维持细胞形态
⑥控制多亚基结构的装配与解离
第六章 微生物的生长繁殖及其控制
比生长速率：每单位数量的微生物在单位时间内增加的量。
微生物生长的最适PH：微生物的生命活动受环境酸碱度的影响较大。每种微生物都有最适宜的 pH 值和一定的 pH 适应范围。
各种微生物处于最适 pH 范围时酶活性最高，如果其他条件适合，微生物的生长速率也最高。当低于最低 pH 值或超过最高 pH 值时，将抑制微生物生长甚至导致死亡。
细菌：6.5-7.5 酵母菌：4.5-5.5 霉菌：4.5-5.5
微生物种类 生长盐浓度或PH范围
嗜盐菌 高盐环境下才能生长的微生物
嗜酸菌 最适PH为0-5.5的微生物
嗜碱菌 最适PH为8.5-11.5的微生物
嗜中性菌 最适PH为5.5-8.0的微生物
巴斯德效应：在厌氧条件下,向高速发酵的培养基中通入氧气,则葡萄糖消耗减少,抑制发酵产物积累的现象称为巴斯德效应。即呼吸抑制发酵的作用。
巴氏消毒法：在低于沸点的温度下短时间加热处理以杀死牛奶或饮料中的病原微生物的方法称为巴斯德消毒法。较老的做法是63℃处理30min；现在使用巴氏瞬间消毒法，即72℃处理15s，然后迅速冷却的方法。
影响微生物生长的化学因素、物理因素：
常见的影响微生物生长与死亡的物理、化学因素主要有：
1.温度：
温度是影响有机体生长与存活的最重要的因素之一。它对生活机体的影响表现在两方面：一方面随着温度的上升，细胞中的生物化学反应速率和生长速率加快。在一般情况下，温度每升高10℃，生化反应速率增加一倍；另一方面，机体的重要组成如蛋白质、核酸等对温度都较敏感，随着温度的增高而可能遭受不可逆的破坏。因此，只有在一定范围内，机体的代谢活动与生长繁殖才随着温度的上升而增加，当温度上升到一定程度，开始对机体产生不利影响，如再继续升高，则细胞功能急剧下降以至死亡。
2.氢离子浓度(pH)：
每种微生物都有其最适pH值和一定的pH范围。在最适范围内酶活性最高，如果其他条件适合，微生物的生长速率也最高。大多数细菌、藻类和原生动物的最适pH为6.5-7.5，在pH 4-10之间也可以生长；放线菌一般在微碱性即pH7.5-8最适合；酵母菌、霉菌则适合于pH5-6的酸性环境，但生存范围在pH1.5-10之间。有些细菌甚至可在强酸性或强碱性环境中生活。
3.氧化还原电位：
氧化还原电位(Φ)对微生物生长有明显影响。环境中Φ值与氧分压有关，也受pH的影响。pH值低时，氧化还原电位高；pH值高时，氧化还原电位低。
4.辐射：
辐射是指通过空气或外层空间以波动方式从一个地方传播或传递到另一个地方的能源。它们或是离子或是是电磁波。电磁辐射包括可见光、红外线、紫外线、X射线和Υ射线等。
5.干燥：
水分是微生物的正常生命活动必不可少的。干燥会导致细胞失水而造成代谢停止以至死亡。微生物的种类，环境条件，干燥的程度等均影响干燥对微生物的效果。休眠孢子抗干燥能力也很强，在干燥条件下可长期不死，这一特性已用于菌种保藏，如用砂土管来保藏有孢子的菌种。在日常生活中也常用烘干、晒干和熏干等方法来保存食物。
6.渗透压：
水或其他溶剂经过半透性膜而进行扩散的现象就是渗透。在渗透时溶剂通过半透性膜时的压力即谓渗透压。其大小与溶液浓度成正比。
7.超声波：
超声波具有强烈的生物学作用。超声波的作用是使细胞破裂，所以几乎所有的微生物都能受其破坏，其效果与频率、处理时间、微生物种类、细胞大小、形状及数量等均有关系。
8.重金属及其化合物：
一些重金属离子是微生物细胞的组成成分，当培养基中这些重金属离子浓度低时，对微生物生长有促进作用，反之会产生毒害作用；也有些重金属离子的存在，不管浓度大小，对微生物的生长均会产生有害或致死作用。因此，大多数重金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂。其作用最强的是Hg、Ag和Cu。如：二氯化汞又名升汞，是杀菌力极强的消毒剂。0.1-1%浓度的硝酸银常用于皮肤的消毒。
9.有机化合物：
对微生物具有有害效应的有机化合物种类很多，其中酚、醇、醛等能使蛋白质变性，是常用的杀菌剂。
10.卤族元素及其化合物：
碘：是强杀菌剂。3-7%碘溶于70-83%的乙醇中配制成碘酊，是皮肤及小伤口有效的消毒剂。碘一般都作外用药。
11.表面活性剂：
具有降低表面张力效应的物质称为表面活性剂。这类物质加入培养基中，可影响微生物细胞的生长与分裂。如肥皂、漂白粉、洗衣粉等。
12.染料：
染料，特别是碱性染料，在低浓度下可抑制细菌生长。由于这些染料具有选择性抑菌的特点，故常在培养基中加入低浓度的染料配制成选择培养基。例如：碱性三苯甲烷染料，包括孔雀绿、亮绿、结晶紫等，对革兰氏阳性菌有很强的抑制作用。
13．化学疗剂：
能直接干扰病原微生物的生长繁殖并可用于治疗感染性疾病的化学药物即为化学疗剂。它能选择性地作用于病原微生物新陈代谢的某个环节，使其生长受到抑制或致死。但对人体细胞毒性较小，故常用于口服或注射。化学疗剂种类很多，按其作用与性质又分为抗代谢物和抗生素等。
微生物生长的测定：微生物生长分别可以用单细胞计数、细胞物质的重量和代谢活性等三类方法进行测定。以数量变化对微生物生长情况进行测定的方法有：平板计数法、膜过滤法、液体稀释法和显微镜直接计数；以生物量为指标测定微生物的生长方法有：比浊法、重量法和生理指标法。
微生物生长情况可以通过测定单位时间里微生物数量或生物量的变化来评价。通过微生物生长的测定可以客观地评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响，或评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制（或杀死）作用的效果，或客观反应微生物的生长规律
分批培养：是指微生物在封闭系统中进行的培养培养过程中不对培养基进行更换。
细菌生长规律及应用：
答:封闭系统中微生物大生长经历迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期4个生长时期
1） 迟缓期 细胞体积增大，细胞内RNA、蛋白质含量增高，合成代谢活跃，细菌对外界不良条件反应敏感。细胞 处于活跃生长中国，但分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。
2） 对数期 细菌以最快的速度生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，细胞内所有成分以彼此相对稳定的的速度合成，细菌为平衡生长。由于营养物质消耗，代谢产物积累和环境变化等。
3） 稳定期 群体的生长逐渐停止，生长速率降低至零，活细菌数量最高并且保持稳定，细菌开始储存糖原等内含物，该期是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。营养物质消耗和有害物的积累引起环境恶化，导致细胞奥数量下降，进入衰亡期。
4） 衰亡期 细菌代谢活性低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，菌体细胞呈现多种形态，细胞大小悬殊。
应用：在工业发酵和科学研究中迟缓期会增加生产周期而产生不利影响，因此，需要采取必要措施来缩短迟缓期。对数期的培养物由于生活力强，因而在生产上普遍用作“种子”，对数期的培养物业常常用来进行生物化学和生理学研究。稳定期是积累代谢产物的重要阶段，如果及时采取措施，补充营养物质或去除代谢物或改善培养条件，可以延长稳定期以获得更多的菌体或代谢产物。
连续培养的优缺点：
连续培养：是指通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率并能持续生长下去的培养方法。一般是通过在微生物培养过程中不断地补充营养和以同样的速率移出培养物来实现微生物的连续培养。
优点：能缩短发酵周期，提高设备利用率，便于自动控制，降低动力消耗及体力劳动强度，产品质量较稳定。
缺点：长时间培养易导致杂菌污染和菌种退化能问题。
发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积维持
恒定。达到稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度都是恒定的。
连续培养的优缺点
优点 控制稀释速率可以使发酵过程最优化。发酵周期长，得到高的产量。由于 μ＝ D，通过改变稀释速率可以比较容易的研究菌生长的动力学
缺点 菌种不稳定的话，长期连续培养会引起菌种退化，降低产量。长时间补料染菌机会大大增加。
什么是抗性菌株？有什么特点？如何避免菌株抗药性的产生？
抗性菌株：抗生素与一些其他抗代谢物，如磺胺类药物等通常是临床上广泛使用的化学治疗剂，在多次重复使用后，使一些微生物变得对它们不敏感，作用效果越来越差，这种对某些抗生素不敏感的微生物菌株称为抗性菌株。
特点（书）：①细胞质膜透性改变
②药物作用靶改变
③合成了修饰抗生素的酶
④抗性菌株发生遗传变异
（越姐）
1） 缺乏某类药物作用的结构 如支原体无细胞壁对青霉素不敏感
2） 化学治疗剂不能穿过细胞膜进入胞内 如委内瑞拉链霉菌可通过改变细胞膜透性二阻止四环素进入细胞
3） 化学治疗剂呗变为无活性的形式 如某些金黄色普葡萄球菌耐药菌株产生内酰胺酶，使青霉素分子中的内酰胺环开裂二失去抑菌作用
4） 药物的作用部位被修饰改变
5） 被药物阻断的代谢途径发生遗传改变
6） 将进入到胞内的药物泵出胞外
如何避免：①第一次使用的药剂量要足
②避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素
③不同的抗生素（或与其它药物）混合使用
④对现有抗生素进行改造
⑤筛选新的更有效的抗生素，这样既可以提高治疗效果，又不会使细菌产生抗药性。
第七章 病毒
噬菌斑：经适当稀释度噬菌体标本接种于细菌平板，经过一定时间培养后在细菌菌苔上形成的圆形局部透明溶菌区域。
溶源性细菌：细胞中含有以源噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌
原噬菌体：整合于细菌染色体或以质粒形式存在的温和噬菌体基因组
在发酵工业中为什么常污染噬菌体：
1.发酵种子污染：种子本身带有杂菌或种子培养过程中染菌。
2.灭菌不彻底：培养基、发酵罐、补料系统、消泡剂贮罐及接种管道灭菌不彻底等原因都有可能导致染菌。
3.空气带菌：空气管道灭菌不彻底等。
4.设备渗漏等原因引起染菌
5. 操作不当，管理不善等原因引起染菌，如接种、补料、取样等操作是否严密规范。
如何监测、预防和治理噬菌体：
检测：A.离心分离加热法（快速检查）
取生产中正常培养液和怀疑侵染有噬菌体的异常菌培养液，4000rpm离心20min，分别取两组发酵液的上清液(A1)，一部分于分光光度计上测定OD650光密度值，另外各取5mL上清液于试管中，置水浴中煮沸2min（A2），检测A2溶液OD650光密度值，记录结果，比较光密度的差异。
B载玻片法快速检测
将怀疑噬菌体污染的菌悬液与0.5-0.8%琼脂培养基混合，在无菌载玻片上凝固，经过培养2.5-4个小时，在显微镜下计数噬菌斑。
噬菌体对实践的关系主要体现在对发酵工业的危害上。当发酵液受噬菌体严重污染时，会出现：①发酵周期明显延长；②碳源消耗缓慢；③发酵液变清，镜检时，有大量异常菌体出现；④发酵产物的形成缓慢或根本不形成；⑤用敏感菌作平板检查时，出现大量噬菌斑；⑥用电子显微镜观察时，可见到有无数噬菌体粒子存在。当出现以上现象时，轻则延长发酵周期、影响产品的产量和质量，重则引起倒罐甚至使工厂被迫停产。这种情况在谷氨酸发酵、细菌淀粉酶或蛋白酶发酵、丙酮丁醇发酵以及各种抗生素发酵中是司空见惯的，应严加防范。
预防噬菌体污染的措施主要有：
（1）决不使用可疑菌种 认真检查斜面、摇瓶及种子罐所使用的菌种，坚决废弃任何可疑菌种。
（2）严格保持环境卫生。
（3）决不排放或随便丢弃活菌液 环境中存在活菌，就意味着存在噬菌体赖以增殖的大量宿主，其后果将是极其严重的。为此，摇瓶菌液、种子液、检验液和发酵后的菌液绝对不能随便丢弃或排放；正常发酵液或污染噬菌体后的发酵液均应严格灭菌后才能排放；发酵罐的排气或逃液均须经消毒、灭菌后才能排放。
（4）注意通气质量 空气过滤器要保证质量并经常进行严格灭菌，空气压缩机的取风口应设在30～40米高空。
（5）加强管道及发酵罐的灭菌。
（6）不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。
（7）严格执行会客制度。
如果预防不成，一旦发现噬菌体污染时，要及时采取合理措施。例如，①尽快提取产品，如果发现污染时发酵液中的代谢产物含量已较高，即应及时提取或补加营养并接种抗噬菌体菌种后再继续发酵，以挽回损失；②使用药物抑制，目前防治噬菌体污染的药物还很有限，在谷氨酸发酵中，加入某些金属螯合剂（如0.3～0.5％草酸盐、柠檬酸铵）可抑制噬菌体的吸附和侵入；加入1～2μg／ml金霉素、四环素或氯霉素等抗生素或0.1～0.2％的“吐温60”、“吐温20”或聚氧乙烯烷基醚等表面活性剂均可抑制噬菌体的增殖或吸附；③及时改用抗噬菌体生产菌株。
病毒核酸的种类及杀死病毒的方法：
线状
DNA 环状
病毒核酸 dsRNA/线状 分段
线状/正链
RNA 单一分子 线状/负链
环状/正链
ssRNA 线状/正链
分段 线状/负链
环状双意
线状/二倍体/正链
杀死病毒的方法：
1.物理杀毒法
2.化学杀毒法
3.生物杀毒法
每一类中涉及的具体杀毒方法可参照微生物灭菌消毒方法。
阮病毒、从遗传的角度谈谈你对它的理解：
阮病毒：一类蛋白质侵染颗粒，系引起哺乳动物的亚急性海绵样脑病的病原因子。据认为它们不含任何核酸，而是一种细胞组成型基因表达蛋白PrPc构型发生改变所产生的同分异构体。
阮病毒是不含核酸的蛋白质传染颗粒，但它不是传递遗传信息的载体，也不能自我复制而仍然是由基因编码的一种正常蛋白质（PrP）的两种异构体PrPc（存在于正常组织中）和PrPsc
（存在于病变组织中），其氨基酸和线性排列顺序相同但是三维构象不同，因此，由PrPsc
引起的疾病又称之为构象病。
病毒的特性及复制：
特性：是一类结构及其简单、具有特殊的繁殖方式的绝对细胞内寄生生物；是既具有化学大分子属性又具有生物体基本特征，既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。
复制：病毒的复制周期大致可以分为连续的5个阶段：即吸附、侵入、脱壳、大分子合成和装配释放。
吸附：病毒表面蛋白特异性地与细胞受体相互作用，导致病毒与细胞的结合，从而启动病的的感染；
侵入：是病毒感染的第二阶段，病毒能以核酸、或核壳、或毒粒等形式进入细胞，且不同病毒进入细胞的方式不同；
脱壳：病毒侵入细胞后，去除病毒的包膜和壳体，释放病毒核酸的过程称为脱壳；
病毒大分子合成：是通过病毒基因组的表达和复制完成的。大分子合成过程发生的事件有很强的时序性，由早期基因表达产生早期蛋白，主要参与病毒核酸的复制，调节病毒基因的转录，以及改变或抑制宿主大分子的合成。晚期基因表达产生晚期蛋白，只要是构成毒粒各种组分的结构蛋白。
装配与释放：病毒大分子合成产生的毒粒结构和组分，能以一定方式结合，装配成完整的子代病毒颗粒，并以一定方式释放到细胞外。
病毒区别于其它生物的特点：
结构简单，独特的繁殖方式，绝对的细胞内寄生，生命形式的二重性
第八章 微生物遗传
质粒：细胞中除染色体外的一类遗传因子，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细胞中。
转作因子：也是细胞中除染色体外的一类遗传因子，位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。
接合：接合作用是指通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。
转导：是由病毒介导的细胞间进行遗传交换的一种方式。其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。
转化：指同源或异源的游离DNA分子（质粒和染色体DNA）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。
准性生殖：是指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。在该过程中染色体的交换和染色体的减少不像有性生殖那样有规律，而且也不是协调的。
原生质体融合：是将遗传性状不同的两种菌（包括种间、种内及属间）融合为一个新细胞的技术。主要包括原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体的再生和融合子选择等步骤。
突变：是生物的基本遗传过程。广义上，突变是指染色体数量、结构及组成等遗传物质发生多种变化的现象，包括染色体畸变和基因突变等，它可导致后代形态、功能的改变。
基因突变：一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，包括一对或少数几对碱基对确实、插入或置换，而导致的遗传变化称为基因突变，其发生变化的范围很小，所以又称点突变或狭义的突变。
利用基因自发突变从自然界中筛选微生物菌株的方法：
在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程叫自然选育。
自发突变(spontaneous mutation)，也称自然突变，指某些微生物在没有人工参与下所发生的突变。
菌种的自发突变往往存在两种可能性：一种是菌种衰退，生产性能下降；另一种是代谢更加旺盛，生产性能提高。利用自发突变出现的菌种性状的变化，可选育出优良菌种。例如，在谷氨酸发酵过程中，从被噬菌体污染的发酵液中分离出了抗噬菌体的菌种。又如，在抗生素发酵生产中，从某一批次高产的发酵液取样进行分离，往往能够得到较稳定的高产菌株。
自然选育的一般程序：
制备单孢子（单细胞）悬液---- 适当稀释----在固体平板上分离-----
挑取部分单菌落进行生产能力测定-----经反复筛选以确定生产能力更高的菌株替代原来的菌株。
自然选育简单易行，可以达到纯化菌种、防止菌种衰退、稳定生产、提高产量等目的。自然选育的最大缺点是效率低、进展慢，很难使生产水平大幅度提高。
（令）1）、从生产中筛选
利用酒精工厂糖化酶生产菌筛选到糖化能力强、培养条件叫粗放的白色孢子变种，“上酒白种”；
2）、从自然界中筛选菌种
步骤：调查研究→设计方案→采样→增殖培养→分离→筛选（初筛、复筛）→鉴定（生产性能实验、毒性实验）
方法：
1）、采样：土壤、水分、温度、通风、酸碱度等，样品装入灭菌容器；
2）、增殖培养：常用的增殖方法：控制营养成分，控制培养基的酸碱度，控制培养基的问的和热处理，添加抑制剂。
3）、分离：稀释分离，画线分离，组织分离。
4）、筛选：
初筛：平板快速检验法，
复筛：确定工艺条件，培养基组成，通风培养问度等
5）、鉴定菌种，毒性试验，菌种鉴定。
诱变育种：是指利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，通过一定的筛选方法（或特定的筛子）获得所需要的高产优质菌株
诱变育种基本工作原则是什么：
1、出发菌株的挑选：出发菌株是指用于育种的起始菌株。选择时要注意：具有有利性状及对诱变剂的敏感性。
2、敏感期和合适对象的选择：敏感期，如菌体的对数期，孢子或芽孢的萌发前期；合适对象，如孢子、芽孢，因其多为单核状态。处理前制成单孢子或单细胞悬液，其目的是：能均匀接触诱变剂，并能减少诱变后性状的分离及退化现象。
3、诱变剂的选择：一般的原则是使用的方便性和有效性。
4、诱变计量的选择：在大多数情况下，用高剂量诱变剂处理获得的负突变率高，在偏低的计量中正突变率反而较高。
5、初筛：初筛及粗筛。筛选量大犹如大海捞针，故采用的方法需简便、快速。最常用的有透明圈法、抑菌圈法和颜色变化等方法。
6、复篩：复篩即精细筛选。通常选用液体摇瓶培养方法，直接检测所需的产物量。
通过诱变筛选营养缺陷型的方法与步骤：
在诱变后通常通过中间培养、淘汰野生型、营养缺陷型检出、营养缺陷型鉴定等步骤，最终筛选出营养缺陷型
1） 中间培养 对数生长中期，单核细胞常出现双核现象，多核细胞的核也成倍增加，人工诱变对数期的细胞时，突变通常发生在一个核上，故其变异或非变异的细胞必须经过一代或几代繁殖才能分离，这种纯种变异细胞出现的推迟现象称为分离延迟现象，这个培养过程称为中间培养。在细菌中用完全培养基或补充培养基培养过夜即可
2） 淘汰野生型 即浓缩缺陷型。中间培养后的细胞中除营养缺陷型菌株外仍含有大量野生型菌株，为便于筛选，须将野生型细胞淘汰以浓缩营养缺陷型细胞，常用抗生素法和过滤法。前者的基本原理是野生型细胞能在基本培养基上生长繁殖，可选用某种抗生素将生长状态的细胞杀死，而留下不能生长的缺陷型细胞。过滤法是使能在基本培养基上生长形成菌丝体的野生型留在滤膜上，不能生长的营养缺陷型细胞则能透过滤膜。由此可见，缺陷型能否被浓缩，关键是细胞在基本培养基中能否生长。未来准确地表现性状，必须使细胞在浓缩前耗尽体内或体表的营养，故需用基本培养基洗涤，然后再用基本培养基加抗生素培养。
3） 营养缺陷型检出 浓缩后得到的营养缺陷型比例虽加大，但不是每株都是营养缺陷型，还需进一步分离，常用方法有：
点种法: 把浓缩的菌液（细胞或孢子）在完全培养基上进行分离培养，然后将平板上出现的菌落逐个点钟到基本培养基和完全培养基上，经过一定时间培养后，凡是在基本培养基上不能生长为在完全培养基上能生长的菌落，经重新复证后仍然如此，则这样的菌落便是营养缺陷型。
夹层检出法: 在培养皿底层倒入一次呢个基本培养基，待凝后，在其上倒入一层稀释菌液与基本培养基的混合物，凝后在倒入一层基本培养基，培养后长出的菌落为野生型，其上再加上一层完全培养基，经过培养后新出现的菌落多数是缺陷型。这种方法一般适用于细菌。
限量补充培养基检出法：将经过浓缩的菌液接种在含有微量蛋白胨的基本培养基上培养，野生型迅速生长成较大的菌落，而营养缺陷型生长较慢，故长成小菌落检出。
影印法：将已灭菌的丝绒布，抱在直径小于培养皿的小圆柱体上，这样便制成了一个印章，它可使菌落位置不变地从一个培养皿移至另一个培养皿。具体操作方法是：把印章放在已长出菌落的平皿（完全培养基）上轻轻压一下（注意不要沾上培养基），然后轻轻地分别印在基本培养基和完全培养基上，培养后，在完全培养基上生长，而在基本培养基上不生长的菌落便是营养缺陷型。
4） 营养缺陷型鉴定 常用生长谱法，即在基本培养基中加入某种物质时，能生长的菌便是物质的缺陷型。其步骤是，首先鉴定需要哪一大类生长因子，可用天然产物的混合物检测，其次鉴定具体因子。
AMES实验的基本原理和方法：
艾姆氏试验的基本原理是利用一系列鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）的组氨酸营养缺陷型（his-）菌株发生回复突变性能来检测物质的诱变及致癌性能，这些菌株在不含组氨酸的基本培养基上不能生长，但如遇具有诱变性能的物质后可发生回复突变，his-变为his+，因而在基本培养基上也能生长，形成肉眼可见的菌落，因此可以在短时间内，根据回复突变发生的频率来判定该物质是否具诱变或致癌的性能。
方法：方法大致是在含待测可疑“三致”物例如黄曲霉毒素，二甲氨基氮苯，“反应停”或二噁英等等试样中，加入鼠肝匀浆液，经一段时间保温后，吸入滤纸片中，然后将滤纸片置于上述平板中央。培养后，出现3种情况：①在平板上无大量菌落产生，说明试样中不含诱变剂；②在纸片周围有一抑制圈，其外周出现大量菌落，说明试样中有某种高浓度的诱变剂存在；③在纸片周围长有大量菌落，说明试样中有浓度适当的诱变剂存在
紫外线杀菌机理：
紫外线是实验室中常用的非电离辐射诱变因子，其作用机制也了解的比较清楚，由UV引起的主要损伤是相邻碱基形成二聚体，阻碍碱基的正常配对而导致碱基置换突变。另一方面当细胞用一种称之为SOS的错误倾向的修复系统来修复损伤时，还会导致高频率的突变。
紫外线用途及注意事项：
用途：紫外线是一种使用方便、诱变效果很好的常用诱变剂。
注意事项：在进行紫外线右边处理时应注意避光，以防光复活修复作用。一般在红光下操作，在黑暗中培养。在紫外线照射时，盛菌液的培养皿应置于磁力搅拌器上，边照射边搅拌使细胞能均匀受到紫外线照射。
紫外线与光复活：
光复活作用：光解酶在黑暗中专一的识别嘧啶二聚体并与之结合，形成酶-DNA复合物，当给予光照时，酶利用光能将二聚体拆开，恢复原状，使DNA损伤得到修复。
抗药性菌株产生的本质是什么？怎样直接或间接的筛选抗药性菌株？
第十一章 微生物的生态
BOD值：生化需氧量，即是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。其定义是：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，表示单位为氧的毫克/升（O2，mg/l）。
化学需氧量：所谓化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。
瘤胃微生物及牛羊等反刍动物以草类为食物产生肉和奶的基本原理：
瘤胃微生物： 共生在牛羊鹿和骆驼等反刍动物瘤胃中的细菌和原生动物等微生物的总称。数量极多。反刍动物可谓它们提供纤维素等有机养料，无机养料和水分，并创造合适的温度和厌氧环境，而瘤胃微生物则可帮助翻出动物消化纤维素和合成大量菌体蛋白，最后进入皱胃（真胃）时，它们便被全部消化，又成为反刍动物的主要养料。
大部分草食动物（牛羊）都缺乏分解绿色植物的纤维素酶，而草食动物对植物食料的利用依靠的是生长在它们胃肠道中的微生物，微生物分泌的纤维素酶把纤维素分解成脂肪酸及其他营养物质，这些营养物质为动物吸收利用，草食动物（牛羊）的瘤胃共生就是微生物帮助草食动物利用绿色植物的明显例证。
生物监测：就是利用生物对环境污染所发生的各种信息作为判断环境污染状况的一种手段
生物气溶胶：悬浮在大气中的气溶胶、微生物、微生物副产物和花粉的集合体。
生物修复：又叫生物整治，用生物学介导得到方法，主要利用微生物、植物从特殊环境中（尤其是原位）除去或降解污染物从而消除污染、修复污染环境的工程化处理过程
生态环境中的微生物种群间主要有哪些关系：
微生物具有明显的群体性，种群是一种重要的组织层次，种群的相互作用是理解微生物相互作用的基础，其作用包括中立生活、偏利作用、协同作用、互惠共生、寄生、捕食、偏害作用和竞争。
偏利共栖关系：一个生态系统中的两个微生物群体共栖，一个群体因为另一个群体的存在或生命活动而淂利，而后者没有从前者受益或受害。例如好痒微生物与岩羊微生物共栖时，好痒微生物消耗环境中的氧，为厌氧微生物的生存和发展创造厌氧分环境条件
互利共栖关系：一个生态系统中相互作用的 两个微生物群体相互有利的现象，二者之间是一种非专性的松散联合。例如纤维分解微生物和固氮细菌的共栖，纤维分解细菌分解纤维产生的糖类可以固氮细菌提供碳源和能源而固氮细菌固定的碳素可以纤维分解微生物提供氮源，互为有利而促进了纤维素分解和氮素固定。
共生关系：是互利共栖关系的进一步延伸，相互作用的 两个微生物群体绝对互利，甚至形成结构特殊的共生物体，分开后有的甚至难以单独生活，而且相互之间有高度淂专一性，一般不能由其它种群取代共生体中的其它成员。例如某些藻类或蓝细菌与真菌组成地衣，地衣中的藻或蓝细菌进行光合作用，可为真菌提供有机化合物作碳源和能源以及分子氧，而真菌菌丝则为藻类或蓝细菌不仅提供栖息之处，而且提供矿质元素和水分，甚至生长物质。
竞争关系：一个态系统中的两个微生物群体因需要相同的生长基质或其它环境因子时，产生的一方或双方微生物群体在增值和活性等方面受到限制时的现象。例如厌氧生境中，硫酸盐还原细菌和产甲烷细菌都能利用氧气和二氧化碳或乙酸，但是硫酸盐还原细菌对于氢气或乙酸亲和力较产甲烷细菌高。
拮抗关系：一个生态系统中，由于一种微生物群体生长时所产生的某些代谢产物，抑制甚至毒害了同一生璄中另外微生物类群的生存，而其身不受影响或危害的现象。例如人们在腌制泡菜时，乳酸细菌生长，进行乳酸发酵，产生乳酸降低环境的PH值使其它不耐酸的微生物不能生存，而乳酸细菌不受影响。
寄生关系：一种种群对另一种群的直接侵入，寄生者从寄主生活细胞或生活组织获得营养并莱以生存，而对寄主产生不利影响。例如噬菌体与细菌之间的关系。
捕食关系：一种微生物种群被另一种微生物种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者产生不利影响。例如土壤中的原生动物与其它微生物之间的关系。
为什么说土壤是微生物第一大天然培养基：
自然界中，土壤是微生物生活最适宜的环境，它具有微生物所需要的一切营养物质和微生物进行生长繁殖及生命活动的各种条件。土壤中的有机物为微生物提供了良好的碳源、氮源和能源；土壤中的矿质元素的含量也适于微生物的发育；土壤中水分虽然变化较大，但基本上都可以满足微生物需要；土壤的酸碱度接近中性，缓冲性较强，适合大多数微生物生扎根；土壤的渗透压大都不超过微生物的渗透压；土壤空隙中充满着空气和水分，为好氧和厌氧微生物的生长提供了良好的环境。此外，土壤的保温性能好。这些都为微生物生长繁殖提供了有利的条件。所以土壤有“微生物天然培养基”之称，是人类最丰富的“菌种资源库。”
第十二章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定
模式菌株：按照命名法规的要求，当命名一个新种（或亚种）时，需要指定一个菌株作为这个种（或亚种）的命名模式，这个被指定的菌株称为模式菌株。
种：具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其他类群的菌株有明显的区别。
微生物学名命名原则：
1）属名 属名用一个单数主格名词或当做名词用的形容词表示，可以是阳性，阴性或中性，首字母要大写。
亚属分类单元的命名和属名相同
2） 细菌的种名和其他生物一样也用双明法，即种名的学名有属名和种名加词两部分组成。
第一个词为属名，首字母要大写；第二个词为种名加词，常用形容词（要与属名性别一致）也可用人名、地名或其他名词（名词用主格或所属格形式），种名加词首字母不大写
当繁殖某一属细菌而不特指该属中任何一个种（或为定名）时，可在书名后加sp.或spp
3）亚种名 亚种名为三元组合，即由属名、种名加词和亚种名加词构成
微生物的分类依据：
一、形态学和生理生化特征
二、血清学试验与噬菌体分型
三、氨基酸顺序和蛋白质分析
四、核算的碱基组成和分子杂交
五、遗传重组
六、微生物鉴定
传统的、现代的微生物鉴定基本方法：
传统分类鉴定常用的表型特征及抗原特征
群体生长（培养）特征：最重要的是菌落特征
形态学 个体形态特征：性状、大小、排列、特殊细胞结构及内含物
特征 革兰氏及抗酸性染色、运动性等
营养类型、对碳、氮源的利用，对生长因素的需要 作为鉴定和
生理 需O2性，对温度、ＰＨ、盐浓度的适应性，对抗菌剂敏感性 表型分类的
生化 特殊的代谢产物 主要依据
特征 产生某些酶，如氧化酶、过氧化氢酶等 也作为系统
与宿主的关系：寄生、共生、致病性 分类的参考特征
抗原特征——血清学反应，主要用于种内血清型的划分，在医学上有重要意义。
对噬菌体敏感性——噬菌体裂解试验，主要用于种内噬菌体分型，鉴定中应用相对较少。
现代分类鉴定常用的遗传型特征
特征 测定方法 分类学意义
ＤＮＡ碱基组成（Ｇ＋Ｃ）mol% 常用：热变性温度法和浮力密度法 亲缘关系近的生物Ｇ＋Ｃ含量应相似，作为建立分类单元的基本特征，把Ｇ＋Ｃ含量差别大的成员排除分类单元之外
核酸杂交
DNA-DNA
DNA-RNA
核酸探针 常用：固相杂交法
复性速率法
类似DNA-DNA杂交测定
菌落原位杂交
荧光原位杂交（FISH） 主要用于种属水平的分类鉴定，通常认为同源性70%以上为同种，同源性在20%-30%以上为同一属
主要用于亲缘关系较远（属和属以上）分类单元的分类鉴定
根据探针的特异性，可用于不同等级分类单元或菌株的分类鉴定
遗传重组 通过转化、转导或接合试验 发生同源重组说明亲缘关系密切，但若不发生则无定论
蛋白质：氨基酸顺序 蛋白质序列测定 主要用于系统发育研究，同源程度越高亲缘关系越近。由于测序和资料比较分析较困难，目前微生物资料有限
指纹图 电泳图谱分析 蛋白质指纹相似、亲缘关系近
核算作为进化的指征和方法：
原因：
①rRNA参与生物蛋白质的合成过程，其功能是任何生物都必不可少的，而且在生物进化的漫长历程中，其功能保持不变
②在16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又含有中度保守和高度变化的序列区域，因而它适合于进化距离不同各类生物的亲缘关系的研究
③16SrRNA相对分子质量大小适中，便于序列分析，含有足以广泛比较各类生物的信息量，加上rRNA在细胞中含量大，也易于提取
④16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中
序列测定方法：
A寡核苷酸编目分析法
做法：将纯化的16SrRNA用核糖核酸酶处理，水解成片段，并用同位素体外标记，然后用双向电泳层析法，分离这些；片段，用放射自显影技术确定不同长度的寡核苷酸斑点在电泳图谱中的位置，根据寡核苷酸在图谱中的位置，小片段的寡核苷酸分子序列即可确定。对于不能确定序列的较大片段核苷酸，还需把斑点切下，再用不同 核糖核酸酶水解进行二级分析，有的可能还要进行三级分析，直至弄清所有片段的序列为止，在此基础上，对6个或更多核苷酸的片段按不同长度进行编目。将所有要比较的微生物的序列目录编好后，即可对这些序列目录资料进行分析比较采用相似系数法和序列印迹法比较各微生物之间的亲缘关系
B全序列分析法
大致做法：抽提细胞总rRNA，用少量与16SrRNA分子中某些高度保守区内碱基序列互补的DNA寡核苷酸作引物与其混合，然后加入反转录酶和32P标记的双脱氧腺苷三磷酸和其他3种未标记的脱氧核苷酸混合，并分成4等份，往每一份中分别加入少量4种不同的2，3-双脱氧核苷酸。反转录酶解读rRNA中的16SrRNA模板，并复制DNA拷贝，通过双脱氧核苷酸类似物的随机结合终止在不同位点上的反转录。最后用电泳法分离所产生的DNA片段。根据4个反应体系DNA片段在电泳凝胶上的排列，用放射自显影技术解读互补DNA顺序，从而推断出16SrRNA顺序。
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