Cncnc-micro

微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用生態(tài)環(huán)境中的微生物人體微生物及病源微生物的傳播微生物與環(huán)保微生物的生態(tài)

微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)有機(jī)物的主要分解者物質(zhì)循環(huán)中的重要成員生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者物質(zhì)和能量的貯存者地球生物演化中的先鋒種類碳循環(huán)氮循環(huán)硫循環(huán)其他元素的微生物轉(zhuǎn)化磷循環(huán)鐵循環(huán)CO2+H2OCO2+CH2O醇有機(jī)酸

CO2+H2CH4光合作用呼吸作用化石燃料碳循環(huán)甲烷形成降解作用生物體有機(jī)酸NO3-NH4+NO2-NON2O大氣N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用還原作用氮循環(huán)硫循環(huán)生物體有機(jī)硫SO42-H2S原素S硫酸鹽還原脫硫作用硫氧化作用硫氧化作用異化性硫酸鹽還原異化性硫酸鹽還原Cncnc-micro其他元素的微生物轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)的分解作用無要離子的固定或同化作用無機(jī)離子和化合物的氧化作用氧化態(tài)的還原作用Cncnc-micro陸生生境的微生物水生生境的微生物大氣生境的微生物工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物生態(tài)環(huán)境中的微生物極端環(huán)境下的微生物生物體內(nèi)外的正常菌群微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系互生

共生拮抗：

寄生

捕食:中立生活、偏利作用、偏害作用一種微生物生命活動(dòng)中，通過產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，能抑制其它微生物的生長繁殖，或毒害殺死其它微生物的現(xiàn)象。原生動(dòng)物以水體和土壤中的細(xì)菌、放線菌、真菌的孢子及單細(xì)胞藻類為食----獵食關(guān)系互生

兩種生物可以獨(dú)立生活。也可以形成松散的聯(lián)合，對(duì)一方有利，或雙方都有利微生物間的互生關(guān)系微生物與高等植物間的互生關(guān)系微生物與人及動(dòng)物間的互生關(guān)系固氮菌纖維素分解菌固氮碳源Cncnc-micro共生兩種微生物緊密生活在一起，彼此依賴，相互為對(duì)方創(chuàng)造有利條件，有的達(dá)到了難以分離的程度。生理上相互分工，組織上形成了新的結(jié)構(gòu)，彼此分離各自就不能很好地生活。微生物間的共生微生物與植物共生體－菌根微生物與動(dòng)物共生微生物間的共生組成：真菌（子囊菌，擔(dān)子菌）單細(xì)胞藻類（綠藻，藍(lán)發(fā)藻）共生組成一種植物體，地衣---結(jié)構(gòu)：有些種地衣真菌無規(guī)律地纏繞藻類細(xì)胞，另一些上下班種地衣真菌與藻類形成一定層排列。當(dāng)?shù)匾路敝沉私馇闀r(shí)，表面生出珠狀粉芽。其中含有少量藻細(xì)胞和F

真菌絲，粉芽脫離母體。生理：地衣中的真菌和藻類已形成特殊形態(tài)的整體了，地區(qū)在生理上相互依存，真菌營異養(yǎng)生活，藻類制造上養(yǎng)料，真菌提供水分、無機(jī)鹽供藻類光合作用。微生物與植物共生體－菌根根毛根瘤菌侵入線已侵入的根瘤菌根瘤根瘤的形成過程微生物與動(dòng)物共生微生物和昆蟲的共生瘤胃共生發(fā)光細(xì)菌和海洋魚類共生牛羊等反芻動(dòng)物，草是主要飼料，但它們本身沒有分解纖維素的能力，而是靠瘤胃微生物幫助分解，使纖維素變成能被牛羊吸收的糖類。寄生

一種生物能侵入另一種生物體內(nèi)吸取自己所需要的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖，在一定的條件下對(duì)后者造成損害或死亡的現(xiàn)象叫寄生。微生物間的寄生關(guān)系微生物對(duì)植物的寄生微生物對(duì)人與動(dòng)物的寄生Cncnc-micro微生物間的寄生關(guān)系細(xì)菌間：一種細(xì)菌可以寄生在另一種細(xì)菌體內(nèi)奪戰(zhàn)如食菌蛭弧菌能寄生在大腸桿菌等許發(fā)多Ｇ-菌體內(nèi)。真菌間：一種真菌寄生在另一種真菌間較普遍真菌間的寄生寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再纏繞致死Cncnc-micro有些寄生真菌不分泌毒素，由菌絲將寄主的菌絲緊緊地纏繞起來，再由接觸部位侵入寄主菌絲內(nèi)吸收營養(yǎng)使之死亡。還有些寄生真菌將菌絲或吸器伸到寄主真菌絲內(nèi)或寄生菌絲與寄主菌絲接觸，溶解寄主細(xì)胞膜，吸取其營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖。微生物對(duì)植物的寄生微生物對(duì)植物的寄生普遍，是植物發(fā)生病害的重要原因能引起植物病害的微生物稱為植物病原微生物植物感染病微生物發(fā)病后，出現(xiàn)變色，組織壞死，萎蔫和畸形等癥狀。能引起植物病害的有真菌、細(xì)菌、病毒等。植物病害以真菌病害為主，占９５％。細(xì)菌性植物病害占３％。防治Cncnc-micro已發(fā)現(xiàn)的植物病毒共有３５０多種，病毒都只能通過傷口侵入植物活細(xì)胞和組織中,通過輸導(dǎo)組織擴(kuò)散到主植株。病株植物可通過嫁接，土壤，昆蟲傳播等各種途徑傳播。病毒性植物傳染病：植物病毒病害類型(從外觀可分為三種)花葉型：受害植株葉片顏色深淺不一，出現(xiàn)斑駁，如煙草花葉病毒，馬鈴薯花葉病毒等所引起病害都是花葉型。黃化型：受害植株葉片呈黃綠或黃色，如蠶豆病毒病，桃萎蔫黃病等畸型：卷葉、縮葉、萎縮、叢生、矮化等各種，如馬鈴薯卷葉病，桃小果病等。Cncnc-micro植物微生物病害的防治選育抗病品種，提高抗病能改良栽培技術(shù)及栽培環(huán)境條件，以有利植物生長發(fā)育，不利病原微生物生長（升汞浸種）Cncnc-micro微生物對(duì)人與動(dòng)物的寄生微生物在人體和動(dòng)物體內(nèi)寄生引起人與動(dòng)物的傳染病。常見的畜禽傳染：炭疽病，口蹄疫，豬瘟，雞瘟病等。病原微生物寄生在有益的動(dòng)植物體內(nèi)會(huì)給人們?cè)斐山?jīng)濟(jì)損失，寄生有害在動(dòng)物體內(nèi)，則對(duì)人類是有益的，可以加以利用。冬蟲夏草柞蠶蜜蜂陸生生境的微生物土壤是微生物良好的生活場所土壤中的微生物細(xì)菌

放線菌真菌藻類和原生動(dòng)物微生物在土壤中的分布的影響因素Cncnc-micro土壤是微生物良好的生活場所1、為微生物提供了良好的Ｃ源、Ｎ源、能源2、為微生物提供有機(jī)物無機(jī)鹽微量元素4、土壤ＰＨ值范圍5.5－8.5之間5、溫度季節(jié)與晝夜溫差不大6、土壤顆?？障堕g充滿著空氣和水分7、適宜的滲透壓3、滿足了微生物對(duì)水分的要求Cncnc-micro細(xì)菌

生物量：單位體積內(nèi)活細(xì)胞的重量每克肥土可含２５億個(gè)細(xì)菌以每畝半尺深耕作層土壤重30萬計(jì),細(xì)菌活重約100－450斤Cncnc-micro放線菌多分布在有機(jī)物較豐富的堿性土壤中（幾萬－幾百萬）／克土壤土壤中放線菌數(shù)量僅次于細(xì)菌由于菌體大，其生物量與細(xì)菌接近Cncnc-micro真菌

真菌主要分布在接近地面的土層中

以絲狀體和孢子體形式存在于土壤中(幾千－幾十萬個(gè))/每克土壤，由于菌體粗大，其生物量不低于細(xì)菌，放線菌，為0.6mg／g土壤，菌絲最長可達(dá)４０米。如酵母在果園土壤里含量幾十萬個(gè)／g土壤。藻類和原生動(dòng)物藻類（５萬個(gè)／克土）原生動(dòng)物（３萬個(gè)／克土）纖毛蟲，鞭毛蟲、肉足蟲等為主，對(duì)其它幾類微生物的數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。Cncnc-micro微生物在土壤中的分布的影響因素土壤深度對(duì)微生物分布的影響有機(jī)物含量對(duì)微生物分布的影響碳源對(duì)微生物分布的影響酸堿度影響微生物分布Cncnc-micro微生物的水域環(huán)境水中無機(jī)鹽水中有機(jī)物ＰＨ值溫度光線水生生境的微生物淡水中的微生物海水中的微生物Cncnc-micro淡水中的微生物細(xì)菌總數(shù)不得超過：100個(gè)/毫升飲用水消毒常用方法：加入液態(tài)氯或次氯酸鹽大腸菌群指數(shù)不得超過：3個(gè)/升我國相關(guān)法規(guī)對(duì)飲用水微生物指標(biāo)的規(guī)定Cncnc-micro空氣干燥，不利于微生物生命活動(dòng)不是微生物生長繁殖的場所但卻飄浮著相當(dāng)數(shù)量的微生物，來自地面、動(dòng)植物、塵土。大氣生境的微生物城市街道，醫(yī)院、畜舍等公共場所空氣中含量高，森林，海洋、高緯度地帶的空氣中微生物含量很少Cncnc-micro微生物在空氣中只能短時(shí)間停留，就要落地，大部分死亡。大氣生境的微生物結(jié)核、白喉，炭疽等桿菌和肺炎雙球菌、葡萄球菌、流或病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒抗性比較強(qiáng)。微生物在空氣傳播的距離是無限的，因而其分布是世界性的。空氣中微生物數(shù)量是大氣污染程度的標(biāo)志之一工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物糧油食品中的微生物工業(yè)材料上的微生物種類防治辦法種類防腐方法Cncnc-micro鮮肉：假單胞桿菌,大腸桿菌,球菌,腸球菌蛋類：環(huán)境中細(xì)菌、霉菌可進(jìn)入蛋殼使蛋變臭菜果：細(xì)菌、真菌、病毒、酵母菌魚：水體中的微生物類群糧油食品中的微生物Cncnc-micro防止糧食污染霉變的辦法所貯糧食含水量低于８％造成低溫缺氧環(huán)境（密閉）使用防霉化學(xué)藥劑Cncnc-micro工業(yè)材料上的微生物

腐蝕木材：擔(dān)子菌類、多孔目、多孔菌、層孔菌腐蝕金屬：鐵細(xì)菌、Ｓ細(xì)菌腐蝕紡織品：細(xì)菌、霉菌Cncnc-micro

防腐方法用防菌物隔離：瀝青涂管道用殺菌劑處理材料：

紙漿中加入五氯酚，有機(jī)汞改變材料分子結(jié)構(gòu)：使之具抗菌性能

如把棉花纖維素分子乙?；蚯枰一疌ncnc-micro極端環(huán)境下的微生物嗜熱菌嗜冷菌嗜酸菌嗜堿菌嗜鹽菌嗜壓菌抗輻射的微生物Cncnc-micro生物體內(nèi)外的正常菌群

人體:正常微生物區(qū)系

植物體表：分泌物可被微生物利用

動(dòng)物體表：為動(dòng)物體正常菌群Cncnc-micro微生物與環(huán)保環(huán)境中的主要污染物微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化污染物的微生物處理－污水處理環(huán)境中的主要污染物無毒有機(jī)物有毒有機(jī)物無毒無機(jī)物有毒無機(jī)物具體危害有四種表現(xiàn)例A

例1

例2

例3

急性危害造血障礙畸形致癌外：皮膚內(nèi)：內(nèi)臟大：器官小：血細(xì)胞急性危害2005-03-29京滬高速氯氣泄露死亡27人2003-12-23重慶井噴死亡234人重慶井噴-死亡動(dòng)物重慶井噴-難民1984-12-03印度博帕爾慘案當(dāng)天死亡3000多人，數(shù)十萬人受害;自毒氣泄漏以來，共有1．5萬當(dāng)?shù)厝怂烙诙練庖l(fā)的各種疾病，大量人員致殘，有60萬人受害。

鉛是對(duì)人體有害的金屬蔬菜空氣→消化道→呼吸道→骨髓血紅素合成酶→造血系統(tǒng)→貧血鉛→微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化微生物對(duì)無毒有機(jī)物的降解微生物對(duì)有毒有機(jī)物的降解微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化生物降解（biodegradation）：是微生物對(duì)物質(zhì)（特別是環(huán)境污染物）的分解作用。微生物對(duì)有毒有機(jī)物的降解農(nóng)藥石油

洗滌劑多氯聯(lián)苯氰和腈ClClClClClClCl大腸桿菌等脫鹵作用農(nóng)藥微生物作用被氧化被脫鹵被還原被脫烴Cl假單孢菌等脫鹵作用Cl+OCOOHCOOHOCOOHCOOHCO2+CH2COOHCH4假單孢菌等厭氧菌2002.11.19巴哈馬籍油輪“威望號(hào)”在西班牙發(fā)生斷裂沉沒導(dǎo)致燃料油泄漏。這艘船共裝有7.7萬噸燃料油。動(dòng)物保護(hù)者在為鳥清洗身上的油污微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化微生物不能降解重金屬，微生物作用于重金屬主要是改變金屬在環(huán)境中的存在狀態(tài)從而改變它們的毒性。Hg的微生物轉(zhuǎn)化無機(jī)汞（Hg2+）的甲基化無機(jī)汞（Hg2+）還原成HgO甲基汞還原成HgO汞中毒（上世紀(jì)30年代日本）雙頭壁虎(杭州)雙頭龜(南非)雙頭梅花鹿雙頭羊雙頭現(xiàn)象與環(huán)境中日兩國青少年體質(zhì)之比較男女40歲以上我國高于日本1.2厘米39歲以下我國低于日本0.68厘米我國女子成年人各年齡段身高仍高于日本同齡人，但隨著年齡的減小差距越來越小。59歲我國高于日本2.6厘米18歲以下我國低于日本1.3厘米青少年中，我國女性身高也開始出現(xiàn)低于日本人的趨勢(shì)。立體圖結(jié)構(gòu)式DDT（二氯二苯基三氯乙烷）德化學(xué)家O·蔡德勒1874首先合成。瑞士化學(xué)家P·H·米勒（1899-1965）于1939發(fā)現(xiàn)其有殺蟲效果，1942年被投放市場。1944年用于消除人類寄生蟲從而扼制了斑疹傷寒和瘧疾。1948年米勒因此獲諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。自20世紀(jì)60年代起，各國各地陸續(xù)停止生產(chǎn)和使用DDT。到70年代DDT被明令宣禁用。PaulMuller

近50年的反?，F(xiàn)象人類男性的平均精子數(shù)量減少了一半。精子畸型的人數(shù)在增加；人類女性的不孕現(xiàn)象明顯上升；在自然界中，水生動(dòng)物雌化現(xiàn)象嚴(yán)重有些雄鳥不再履行父親的職責(zé)，棄巢而去；有的動(dòng)物失去了生育能力；仍具有生育能力的動(dòng)物，其后代生命力奇差。5）

污染物的微生物處理－污水處理污水污水處理中的特殊微生物污水生物處理原理污水生物處理類型當(dāng)進(jìn)入水體的外來污染物質(zhì)數(shù)量，超過了水體的自凈能力，并達(dá)到破壞水體原有用途的程度，即為水污染。針對(duì)性強(qiáng)篩選難種類多污穢物水解酶富營養(yǎng)化（eutrophication）污水處理中的特殊微生物氰丙烯腈多氯聯(lián)苯多環(huán)芳烴類炸藥芳香族磺酸鹽聚乙烯醇微生物可分解的有害物質(zhì)難降解化合物（recalcitrantcompounds）基團(tuán)降由易到難：羧基，醛基，酮基，羥基，鹵代基小造紙廠的污水（江西東鄉(xiāng)05.3.20）BOD生化需氧量COD化學(xué)需氧量TOD總需氧量DO溶解氧量SS懸浮物含量TOC總有機(jī)碳含量表示水污染程度的幾個(gè)指標(biāo)PSS504-氯二苯產(chǎn)堿菌和不動(dòng)桿菌沉積物53+CAM樟腦假單孢菌土壤7200+PND50甲酚惡臭假單孢菌土壤ND+NAH7萘惡臭假單孢菌土壤83+TOL甲苯惡臭假單孢菌土壤117+PS51氯苯假單孢菌土壤水體110ND……Pwwo-NAH7水揚(yáng)酸遺傳構(gòu)建……部分降解性質(zhì)粒及其降解底物質(zhì)粒底物宿主細(xì)菌來源大小/kb轉(zhuǎn)移性污水生物處理類型活性污泥法生物膜法氧化塘法灑水濾床法厭氧發(fā)酵法（沼氣發(fā)酵）節(jié)能型耗能型產(chǎn)能型推流式曝氣法完全混合曝氣法生物轉(zhuǎn)盤法塔式濾池法一種高效率、低能耗的污水處理設(shè)施污水生物處理原理水體自凈（Selfcleaning）北京高碑店污水處理廠活性污泥法（活性污泥法）濱洲污水處理廠8萬立方/日氧化塘法進(jìn)水出水正面觀剖面觀生物轉(zhuǎn)盤法沼氣發(fā)酵與環(huán)境保護(hù)“生物圈2號(hào)”占地1．3萬平米，8層樓高圓頂形密封鋼架結(jié)構(gòu)玻璃建筑物，是個(gè)自成體系的小生態(tài)系統(tǒng)：有海洋、平原、沼澤、雨林沙漠旅業(yè)區(qū)和人類居住區(qū)。93年1月，8名科學(xué)家進(jìn)入“生物圈2號(hào)”計(jì)劃讓生活兩年一年多以后，“生物圈2號(hào)”的生態(tài)狀況急轉(zhuǎn)直下：O2含量從21％迅速下降到14％CO2和NO2直線上升大氣和海水變酸很多物種死去而用來吸收二氧化碳的牽?；▍s瘋長大部分脊椎動(dòng)物死亡傳粉昆蟲死亡造成靠花粉傳播繁殖的植物也全部死亡降雨失控，人造沙漠變成了叢林和草地居民被迫提前撤出，“生物圈2號(hào)”實(shí)驗(yàn)失敗

真核微生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能真菌與人類有些可使食品紡織品霉變有些可使人患病有些可制做食品飲料有些可提取藥物有些可釀酒推動(dòng)自然界物質(zhì)循環(huán)水稻稻溫病棉花枯萎病真核微生物（Eukaryotes）酵母菌（單胞真菌）霉菌（絲狀真菌）蕈菌（大型真菌）真菌顯微藻類原生動(dòng)物概況菌絲菌落形態(tài)繁殖利弊根霉毛霉曲霉青霉出現(xiàn)骨架系統(tǒng)

原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較細(xì)胞膜系統(tǒng)的分化與演變遺傳信息量與遺傳裝置的擴(kuò)增與復(fù)雜變化遺傳信息重復(fù)序列與染色體多倍性的出現(xiàn)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的裝置和程序也相應(yīng)復(fù)雜化“高度自動(dòng)化的工廠”與“多面手的作坊”原核生物對(duì)真核生物的起源生存準(zhǔn)備了條件真菌是一類低等真核生物的通稱

真菌在分類上分為三綱一類藻狀菌綱子囊菌綱擔(dān)子菌綱半知菌類共性特征細(xì)胞構(gòu)造繁殖方式和生活史菌落與人類關(guān)系酵母菌(Yeast)酵母菌(yeast)

一類單細(xì)胞真菌的通稱,有時(shí)形成假菌絲

多數(shù)出芽繁殖少數(shù)裂殖或產(chǎn)子囊孢子能發(fā)酵糖類產(chǎn)能細(xì)胞壁含匍聚糖和甘露聚糖

子囊菌綱擔(dān)子菌綱半知菌類喜含糖量高、酸性的水生環(huán)境生長分類地位

典型酵母菌（Saccaharomycescerevisiae）子細(xì)胞出芽痕厚壁孢子在人體組織中假菌絲態(tài)在普通培養(yǎng)基中呈球狀假絲酵母（Ｃandidaalbican）假菌絲的形成數(shù)字出芽順序酵母菌的形態(tài)構(gòu)造線粒體芽體液泡細(xì)胞壁核芽體細(xì)胞膜其他細(xì)胞構(gòu)造……顯微照片示意圖細(xì)胞壁蛋白質(zhì)磷酸甘露聚糖甘露聚糖葡聚糖細(xì)胞質(zhì)膜（厚25-70nm）（占細(xì)胞干重25%）70nm膜膜甾醇磷脂膜蛋白

細(xì)胞膜有甾醇有糖脂無電子傳遞鏈磷脂種類不同真核核孔細(xì)胞核核膜染色質(zhì)核仁核基質(zhì)酵母菌其他細(xì)胞構(gòu)造線粒體（mitochondria）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum）核糖體（ribosime）真核生物葉綠體

(chloroplast)真核生物鞭毛

(flagellum)4.14figure04-14.jpg線粒體(mitochondria)Figure4.15Figure4.15figure04-15.jpg小環(huán)DNAPr光合酶生物氧化真核細(xì)胞的葉綠體(chloroplast)郝水院士和他的博士生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體（ribosomes）無性繁殖有性繁殖芽殖(bidding)裂殖(fission)產(chǎn)無性孢子—擲孢子(ballistospore)產(chǎn)子囊孢子(ascospore)酵母菌繁殖方式和生活史單雙倍形式單倍體形式雙倍體形式酵母菌（Saccharomycrescervisiae）的芽殖過程芽痕（budscar）蒂痕（birthscar）擲孢子(ballistospore)的形成和射出過程

酵母菌形成的子囊類型S.cerevisiae生活史子囊孢子發(fā)芽接合減數(shù)分裂自然或人工破壁壁破nnn2nn營養(yǎng)體以單倍體/雙倍體兩種形式存在Schizosaccharomycesoctosporus的生活史子細(xì)胞細(xì)胞分裂體細(xì)胞子囊孢子接合管質(zhì)配子囊核配接合核a核期減數(shù)分裂4核的幼小子囊n2nn營養(yǎng)體只以單倍體形式存在Ｓaccharomycesludwigii的生活史2naA

接合核核配質(zhì)配隔膜含有4子囊孢子的子囊減數(shù)分裂AAaa2n2n

苗芽菌絲體

苗芽細(xì)胞2nA營養(yǎng)體只以雙倍體形式存在

啤酒酵母的菌落紅酵母的菌落各種酵母的菌落

酵母菌與人類霉菌(Mould)絨毛狀，網(wǎng)狀，或絮狀真菌通稱為霉菌。是俗名，意為發(fā)霉的真菌。藻狀菌綱分屬于真菌界的子囊菌綱半知菌類

菌絲(hypha,hyphae)長霉的饅頭曲霉環(huán)境中常能見到霉菌菌絲壁細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)菌絲菌絲體著生在面包表面隔膜細(xì)胞核菌絲壁霉菌菌絲有單、多細(xì)胞之分氣生菌絲孢子（分生孢子）萌發(fā)培養(yǎng)基繁殖萌發(fā)

菌絲分為：

基內(nèi)菌絲氣生菌絲繁殖菌絲

基內(nèi)菌絲

菌絲類型次生壁形成區(qū)延伸區(qū)硬化區(qū)幾丁質(zhì)蛋白質(zhì)？

頂層亞頂層糖蛋白網(wǎng)成熟區(qū)無定形葡聚糖層典型霉菌菌絲分化及細(xì)胞壁成分

真菌細(xì)胞壁主要成分是多糖，另有少量蛋白質(zhì)和脂類

真菌不同，細(xì)胞壁成分不同低等（纖維素）高等（幾丁質(zhì)）

同一真菌不同菌齡細(xì)胞壁成分有變化且與功能有關(guān)colony假根匍匐枝孢囊梗孢子囊囊托囊軸根霉（rhizopus）毛霉(mucor)孢子孢子梗孢子囊囊軸曲霉Aspergillus

足細(xì)胞分生孢子梗分生孢子項(xiàng)囊QCc曲霉的分生孢子穗掃描電鏡圖片青霉(penicillium)

分子孢子梗分生孢子小梗?；咕姆敝撤绞郊吧钍窡o性繁殖有性繁殖孢囊孢子分生孢子厚垣孢子節(jié)孢子卵孢子接合孢子子囊孢子囊軸孢子囊孢囊孢子孢子囊梗霉菌的無性繁殖孢囊孢子孢子囊囊軸孢子囊梗孢囊孢子分生孢子梗和分生孢子的類型分生孢子青霉曲霉分生孢子梗頂囊初生小梗次生小梗分生孢子分生孢子頭厚垣孢子（3）厚垣孢子（3）厚垣孢子節(jié)孢子

卵孢子的形成過程藏卵器雄器接合孢子各種類型的子囊孢子各種類型的子囊閉囊殼子囊殼子囊盤

三類產(chǎn)有性孢子的復(fù)雜子實(shí)體的結(jié)構(gòu)霉菌生活史

匍枝根霉（Rhizopusstolonifer）煙色紅曲霉（Ｍonascuspurpureus）的生活史

霉菌與人類有益方面有害方面共生分解者生物防治(biologicalcontrol)生物除污作用(bioremdiation)工業(yè)上重要的真菌天然產(chǎn)物及產(chǎn)品生物腐蝕植物病害動(dòng)物和人類疾病真菌性中毒曲霉病(aspergillosis)肺囊蟲病(aspergillosis)(pcp)發(fā)現(xiàn)毒性黃曲霉毒素產(chǎn)生菌黃曲霉毒素理化性質(zhì)黃曲霉毒素的防治措施和黃曲霉毒素

Aspergillusflavus食物組別樣本數(shù)目測(cè)出含黃曲霉毒素的樣本數(shù)目

(含量微克/千克)

平均含量(微克/千克)

花生及花生食品11527(23.5%)1.6-26.01.45植物油及脂肪食品245

9(3.7%)0.1-5.80.20穀類及穀類食品924(4.3%)1.3-5.80.27其他740

(0%)00總數(shù)52640

(7.6%)0.1-26.0-黃曲霉毒素的去除:活性碳吸附淘洗去除強(qiáng)堿處理

排除破碎的花生粒工業(yè)上重要的真菌天然產(chǎn)物及產(chǎn)品青霉的用途毛霉的用途曲霉的用途根霉的用途青霉的用途青霉素發(fā)明者、英國科學(xué)家弗萊明爵士

澳大利亞病理學(xué)家霍華德.弗羅里因進(jìn)行青霉素化學(xué)制劑的研究，而與弗萊明1945年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng).

圖中央是青霉菌，周圍是致病菌。葡萄球菌：青霉素的敏感菌根霉的用途:釀酒工業(yè)常用的糖化酶菌種發(fā)酵飼料轉(zhuǎn)化甾族化合物的生產(chǎn)菌

毛霉的用途:生產(chǎn)有機(jī)酸生產(chǎn)酶制劑生產(chǎn)腐乳、豆豉對(duì)甾族化合物具轉(zhuǎn)化作用

甾族曲霉的用途:是做醬、釀酒、制醋的主要菌種有機(jī)酸酶制劑生產(chǎn)糖化飼料食用色素

蕈菌棉花枯萎病病原

Fusariumoxysporumf.sp.vesinfectum(Atk.)SnyderetHansen尖孢鐮刀菌生物防治(biologicalcontrol)黃曲霉毒素（aflatoxin）的理化性質(zhì)青貯飼料巧制作原料來源所需設(shè)備制作步驟適期刈割

調(diào)節(jié)水分含量

切碎

裝填和壓實(shí)

密封

管護(hù)

飼喂方法

開窖取料

品質(zhì)評(píng)定

黃綠色、綠色，酸味濃，有芳香味，柔軟稍濕潤。

生物工程產(chǎn)品檸檬酸生物工程產(chǎn)品乳酸蛋白酶淀粉酶生物工程產(chǎn)品酶制劑醬油、大醬、食用醋生產(chǎn)發(fā)酵池

第二章真核微生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能測(cè)定微生物生長繁殖的方法微生物的生長規(guī)律影響微生物生長的主要環(huán)境因素微生物培養(yǎng)法概論有害微生物的控制

生長及其控制計(jì)繁殖數(shù)測(cè)生長量測(cè)定生長繁殖的方法微生物純培養(yǎng)稀釋倒平板法劃線法選擇培養(yǎng)基分離法單細(xì)胞挑取法直接法間接法Viablecellcount1.dilutesample1ml9ml10

1001000104105106107cellno/ml2.plateout0.1mlInoculatinganagarplatetoobtainsinglecoloniesMixedculturePurecultureMixedcultureOralswabSwabfromsoleofshoeEachcolonywasexaminedmicroscopically選擇培養(yǎng)基分離法1.dilutesample1ml9ml10

1001000104105

106107牛肉膏培養(yǎng)基土豆培養(yǎng)基高氏培養(yǎng)基……含N量法DNA/RNA法葉綠素法菌體內(nèi)重要組成測(cè)定法測(cè)生長量(直接法)稱重量法測(cè)體積法N×6.25=PrCncnc-micro比濁法生理指標(biāo)法測(cè)生長量(間接法)紫外可見分光光度計(jì)（價(jià)格：13萬元）計(jì)繁殖數(shù)比例計(jì)數(shù)法血球計(jì)數(shù)板法液體稀釋法平板菌落計(jì)數(shù)法濾膜培養(yǎng)法各種型號(hào)的全自動(dòng)血球計(jì)數(shù)儀微生物的連續(xù)培養(yǎng)微生物的生長規(guī)律微生物的個(gè)體生長和同步生長單細(xì)胞微生物的典型生長曲線微生物的高密度培養(yǎng)離心法抑制ＤＮＡ合成法獲得同步生長(synchronousgrowth)的方法：誘導(dǎo)法選擇法過濾法同步培養(yǎng)(synchronousculture)使培養(yǎng)基中細(xì)菌同時(shí)分裂，處于相同的生長階段叫同步生長。生長曲線(growthcurve)描述細(xì)菌生長規(guī)律總菌數(shù)活菌數(shù)培養(yǎng)時(shí)間指數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期延滯期細(xì)菌數(shù)目（個(gè)/ml）對(duì)數(shù)ⅡⅢⅣⅠ縮短延滯期的意義和方法延滯期(lagphase)出現(xiàn)原因本期特點(diǎn)影響本期限長短因素需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過程。

生長速率常數(shù)等于零菌體粗大

代謝活力強(qiáng)對(duì)不良條件抵抗能力降低ＲＮＡ含量增加接種齡接種量培養(yǎng)基成分縮短延滯期的意義和方法接種對(duì)數(shù)生長期的菌種，采用最適菌齡

加大接種量用與培養(yǎng)菌種相同組成分的培養(yǎng)基③生長速率最大，generationtime最短。指數(shù)期(對(duì)數(shù)期)(exponentialphase)

特點(diǎn)⑤生產(chǎn)中多被用做種子；科學(xué)試驗(yàn)材料①活菌數(shù)和總菌數(shù)接近②酶系活躍，代謝旺盛。④細(xì)胞的化學(xué)組成及形態(tài)，生理特性比較一致影響指數(shù)期的因素指數(shù)期生長的數(shù)學(xué)模型菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度x2x1t2t1培養(yǎng)時(shí)間Lg細(xì)胞數(shù)/mlt2-t13.322(lgx2-lgx1)生長速率常數(shù)R=t2-t13.322(lgx2-lgx1)代時(shí)G=指數(shù)期生長的數(shù)學(xué)模型繁殖代數(shù)n=3.322(lgx2-lgx1)穩(wěn)定期(stationaryphase)出現(xiàn)原因

有害代謝產(chǎn)物積累PH值EH值等理化條件不適出現(xiàn)原因營養(yǎng)物比例失調(diào)本期特點(diǎn)營養(yǎng)的消耗活菌數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定，總菌數(shù)達(dá)最高水平。細(xì)菌代謝物積累達(dá)到最高峰。芽孢桿菌這時(shí)開始形成芽孢。這是生產(chǎn)收獲時(shí)期。衰亡期(declinephase/deathphase)特點(diǎn)細(xì)菌死亡數(shù)大于增殖數(shù),活菌數(shù)明顯減少,群體衰落.jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài),大小不等的畸形,變成衰退型.細(xì)胞死亡,出現(xiàn)自溶現(xiàn)象。微生物的連續(xù)培養(yǎng)

一次投料,一次培養(yǎng),一次收獲微生物的高密度培養(yǎng)（highcell-densityculture,HCDC）細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)10倍以上時(shí)的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù)。用于基因工程菌生產(chǎn)多肽類藥物。選取最佳培養(yǎng)基成分和各成分含量補(bǔ)料提高溶解氧的濃度防止有害代謝產(chǎn)物的生成

影響微生物生長的主要環(huán)境因素溫度PH氧生長速度溫度停此生長致死最低最高最適嗜冷微生物（低溫微生物）中溫微生物嗜熱微生物（高溫微生物）低溫對(duì)微生物的影響嗜冷微生物（低溫微生物）Ｅ系在低溫下仍能起催化作用細(xì)胞膜含較多的不飽合脂肪酸在低溫下仍具有通透性。上下班嗜冷機(jī)制：嗜熱微生物的嗜熱機(jī)制細(xì)胞內(nèi)的Ｅ具強(qiáng)抗熱性產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和高溫精胺物質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)等組織結(jié)構(gòu)具有保護(hù)作用。一一一一一口口口核酸也具有熱穩(wěn)定性的保護(hù)結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜含有較多的飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸，使膜具有穩(wěn)定性。上

低溫對(duì)微生物的影響代謝降低生長繁殖停滯仍然存活常在低溫下對(duì)菌種和食品保藏。影響細(xì)胞膜透性與穩(wěn)定性影響物質(zhì)溶解度影響細(xì)胞表面電荷分布因此影響微生物生長、繁殖，發(fā)育。各類微生物能夠生長的PH值較寬，但細(xì)胞內(nèi)部PH值卻接近中性。微生物的活動(dòng)也能改變環(huán)境中的PH值PH對(duì)微生物的影響

嗜酸性微生物嗜堿性微生物耐酸及耐堿微生物氧氣專性好氧菌（obligateorstrictaerobes）兼性厭氧菌（facultativeanaerobes）耐氧菌（aerotolerantanaerobes）厭氧菌（anaerobes）微好氧菌（microaerophilicbacteria）超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶

（Catalase

）超氧化物歧化酶（SOD）功能：使好氧菌免受超氧化物陰離子自由基的毒害O2.+2H+=H2O2+O2SOD2H2O2_Catalase_?2H2O+O2過氧化氫酶（Catalase

）厭氧菌（anaerobes）將環(huán)境中氧吸掉；抽真空；深層培養(yǎng)氧對(duì)其有毒能量來源于發(fā)酵無氧呼吸環(huán)式光合磷酸化或甲烷發(fā)酵O2.-超氧陰離子自由基普遍存在H2O+1/2O2

過氧化氫酶（好氧菌）2H2O過氧化氫酶（耐氧菌）NADH2NADO2.+2H+H2O2+O2

-SOD（好氧菌及耐氧菌）1

1

1

細(xì)胞內(nèi)缺泛SOD、細(xì)胞色素氧化酶和過氧化氫酶A.

+

B.A:B

共價(jià)結(jié)合均裂固體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法好氧菌的固體培養(yǎng)厭氧菌的固體培養(yǎng)好氧菌的液體培養(yǎng)厭氧菌的液體培養(yǎng)試管培養(yǎng)三角瓶（搖瓶）臺(tái)式發(fā)酵罐高層瓊脂柱厭氧培養(yǎng)皿Hungaterool-tubetechnique厭氧罐厭氧手套箱微生物培養(yǎng)法實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法生產(chǎn)實(shí)踐中的培養(yǎng)微生物裝置固體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法好氧菌-曲法培養(yǎng)厭氧菌-堆積培養(yǎng)發(fā)酵罐（Fermenter）..................Brewer皿.....................高層瓊脂柱亨蓋特技術(shù)

<>

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厭氧罐anaerobicjarAnaerobicGloveBox厭氧菌的培養(yǎng)DifferentculturemethodsLiquidCultureBatchcultureBatch&Continuousculture10ml20ml-1L1L->1000LFermentor掛曲小曲紅曲近代人工踏制大曲AwholeprocessofDA-QUprepationfermenterfermenter

有害微生物的控制幾個(gè)基本概念控制微生物生長的物理因素化學(xué)殺菌劑、消毒劑和治療劑高溫滅菌輻射作用高滲作用干燥超聲波消毒(disinfection)：殺死或消除物體上的病原微生物滅菌（sterilition）：殺死物體上全部微生物的方法防腐(antisepsis)：用理化方法防止抑制微生物生長

幾個(gè)基本概念化療(chemotherapy)：利用對(duì)病源菌具有高度毒力而對(duì)宿主基本無毒的化學(xué)物質(zhì)來抑制宿主體內(nèi)病源微生物的生長繁殖高溫滅菌多數(shù)細(xì)菌，酵母菌和霉菌的營養(yǎng)細(xì)胞和病毒在50-65oＣ10min可以致死。F

一般噬菌體65－80oＣ致死，放線菌霉菌的孢子比營養(yǎng)細(xì)胞抗熱性強(qiáng)，76－80oＣ10min可以殺死B

細(xì)菌芽孢，在100oＣ下５－20min才能致死，嗜熱脂肪芽孢桿菌可在80oＣ條件下生活，在120oＣ，12min才能殺死，BBBBBBBBBBB同種微生物老齡菌比幼菌耐熱。高溫滅菌干熱滅菌(dryheatsterilization)濕熱滅菌(mosistheatsterilization)

焚燒滅菌法：常用與廢棄物動(dòng)物尸體等處理。烘烤滅菌法；實(shí)驗(yàn)室用干燥箱烘烤接種工具。濕熱滅菌(mosistheatsterilization)

煮沸滅菌法（煮沸消毒法）高壓蒸汽滅菌法間歇滅菌法巴斯德消毒法（巴氏消毒法）該法比干熱滅菌效果好，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)在有水的情況下容易凝固，如含水50％，蛋白質(zhì)凝固溫度為56oＣ；含水６％蛋白質(zhì)凝固溫度為160-170oＣ煮沸滅菌法（煮沸消毒法）物品在水中煮沸15min，可殺死所有營養(yǎng)細(xì)胞和一部分芽孢。在水中加入１％的Ｎa2CO3或２－５％的碳酸效果更好。此法適合注射器和解剖用具的消毒。Cncnc-micro高壓蒸汽滅菌(normalautoclving)是濕熱滅中最好方法，通常1.05kg/cm2,的壓力下面（此時(shí)溫度121oＣ）處理15－30min。要排冷，否則會(huì)形成假壓，雖然壓力達(dá)到要求，溫度卻達(dá)不到相應(yīng)高度，而影響滅菌效果。間歇滅菌法(fractionalsterilization)是用常壓蒸汽反復(fù)幾次進(jìn)行滅菌的方法。Cncnc-micro主要用于不宜高壓滅菌的培養(yǎng)基，不耐熱的藥物和營養(yǎng)物等方法是將待滅菌物品置于蒸鍋內(nèi)加熱到沸騰維持15-30min殺死營養(yǎng)細(xì)胞，取出冷卻后在37oＣ恒溫培養(yǎng)24小時(shí)，使芽孢萌發(fā)，再用此法滅菌，反復(fù)三次，即可達(dá)到滅菌目的。巴氏消毒法(pasteurization)是食品（牛奶）釀造（啤酒）工業(yè)中常用的方法。Cncnc-micro具體做法是61.7－62.8oＣ處理30min或71.6oＣ度處理15min，這樣即可殺死病原微生物。又不致?lián)p壞營養(yǎng)，可保留食品飲料原有用味。根據(jù)結(jié)核桿菌在62oＣ下15min被致死。低溫維持法;高溫瞬時(shí)滅菌輻射

可見光紫外線（非電離輻射）X射線與r射線干細(xì)胞強(qiáng)于濕細(xì)胞芽孢，孢子強(qiáng)于營養(yǎng)細(xì)胞多倍體＞二倍體＞單倍體殺菌機(jī)制各種微生物對(duì)紫外抗性Ｏ２

紫外線０３０２＋｛O｝誘導(dǎo)核酸形成胸腺嘧啶二聚體，干擾核酸復(fù)制r射線是放射性元素Co60發(fā)射出的高能射線，具強(qiáng)穿透能力，500－干倫琴劑量用于誘變育種，10萬倫琴以上具殺菌用。高滲作用等滲溶液對(duì)微生物生長有利細(xì)菌處于低滲液中會(huì)吸水膨脹乃至破裂細(xì)胞處于高滲液中會(huì)脫水引起質(zhì)壁分離導(dǎo)致死亡。J

細(xì)胞處于高滲液中會(huì)脫水引起質(zhì)壁分離導(dǎo)致死亡。控制微生物的化學(xué)物質(zhì)(因素)表面消毒劑抗代謝物抗生素化學(xué)治療劑溶液狀態(tài)氣體狀態(tài)生物藥物素酸和堿重金屬極其鹽類有機(jī)化合物：殺菌機(jī)制

使用實(shí)例氧化劑鹵素

染色劑表面活性劑表面消毒劑(surfacedisinfactant)微生物細(xì)胞中的DNA，RNA，CL，Pr，E只有在中性條件下才能體現(xiàn)活性，因此強(qiáng)酸堿具殺菌作用。病房常用乙酸消毒K2MnO4使菌體蛋白質(zhì)氧化，使酶失活。

0·1－3％濃度用于皮膚，果品、餐具消毒。

H2O2清洗傷口。

干擾菌體氧化還原電位；阻礙芽孢的形成。

具有降低表面張力效應(yīng)的物質(zhì)。常用的有新吉爾滅等，去污劑，肥皂等。表面張力降低可抑菌或殺菌。五彩繽紛

重金屬極其鹽類是殺菌劑和防腐劑，作用最強(qiáng)的是Hg,Ag,Cu,作用機(jī)理：使蛋白質(zhì)變性，使酶失活。（與E的－SH結(jié)合。）0·02－0·2％Hgcl2（升汞）溶液對(duì)大多數(shù)細(xì)菌有致死作用。CuSO4對(duì)真菌、藻類有強(qiáng)殺傷力，波爾多（CuSO4＋碳）防植物病害。另外還有砷，鉍、銻的化合物是治療梅毒的特效藥。0·1－1％AgNO3可消毒皮膚，1％濃度新生兒點(diǎn)眼預(yù)防眼炎有機(jī)化合物醇、醛、酚是常用的殺菌劑。殺菌機(jī)制①損傷CW②使蛋白質(zhì)變性（細(xì)胞膜，E失活）③抑制脫氫酶，氧化酶活性。有機(jī)化合物甲醛：純甲醛為氣體，37－40％水液為福爾馬林。醇是脫水劑蛋白質(zhì)變性劑,70％乙醇?xì)⒕Ч詈?。酚?－5％的石碳酸溶液幾分鐘即可致死細(xì)菌甲酚殺菌力最強(qiáng)，煤酚皂液（來蘇爾）為甲酚和肥皂的混合液。酪AA+I2→二碘酪氨酸

鹵素

碘殺菌力強(qiáng)，3－7％碘溶于70－83％的乙醇中成碘酒。

氯及氯化物常用于水及食品消毒與水結(jié)合放出原子氧（O）用于消毒。上下氯，碘是常用的消毒劑抗代謝物(antimetabolite)有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙了酶的功能。干擾代謝的正常代謝。這些物質(zhì)稱為抗代謝物。葉酸磺胺類藥物氨基酸5－甲基色氨酸吡哆醇異煙肼嘌呤6－巰基嘌呤抗代謝物代謝物二氫蝶啶二氫蝶酸二氫葉酸四氫葉酸核酸氨基酸前體PABA酶①酶②酶③GluTMPCOOHH2NNH2SO2RCOOHH2NNH2SO2R磺胺藥(sulphonamides,sulfadrugs)抑菌機(jī)理

TMP:三甲基芐二氨嘧啶

(磺胺增效劑)選擇素力是由微生物在代謝過程中產(chǎn)生（有的可人工合成）具有一定濃度下抑制或殺死其他微生物的有機(jī)化合物。F

每種抗生素都有一定的殺菌范圍，稱為抗菌譜。G

抗生素的誕生神奇的抗生素抗藥性抗生素(antibiotic)抗生素的誕生1928年A.Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素1940弗羅里提純出青霉素各種抗生素被相繼發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用人工合成半合成抗生素被相繼開發(fā)出來青霉素（penicillin）英國科學(xué)家A.Fleming爵士與弗萊明共同獲得1945年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng).1940提純出青霉素澳大利亞病理學(xué)家霍華德.弗羅里人工合成半合成抗生素被相繼開發(fā)出來6-氨基青霉烷酸神奇

的抗生素抑制細(xì)胞壁的形成影響細(xì)胞膜的功能干擾蛋白質(zhì)合成抑制核酸復(fù)制和固醇結(jié)合影響細(xì)胞膜透性作用于呼吸鏈影響能量利用氨芐青霉素（ampicillin）和蛋白結(jié)合影響膜屏蔽作用白點(diǎn)是強(qiáng)度各異的抗生素，最底下的青霉素完全沒有黑環(huán)，顯示它對(duì)鏈球菌已毫無作用抗藥性(antibioticresistance)菌體內(nèi)產(chǎn)生了鈍化或分解藥物的酶F

改變細(xì)胞膜的透性而導(dǎo)致抗藥性細(xì)胞內(nèi)被藥物作用的部位發(fā)生了改變，目前典型的例子是核糖體發(fā)生了改變。J

抗生素＋核糖體→結(jié)合→蛋白質(zhì)不能合成救護(hù)途徑泵出機(jī)制第一次用藥劑量要足避免在一個(gè)時(shí)期或長期多次使用同種抗生素不同抗生素（或其他藥物）混合使用對(duì)現(xiàn)有抗生素改造篩選新抗生素可怕的抗藥性(antibioticresistance)Cncnc-micro生物藥物素(biopharmaceutin)具有多種生理活性的比抗生素療效更為廣泛的微生物次生代謝產(chǎn)物酶抑制劑免疫調(diào)節(jié)劑受體拮抗劑抗氧化劑…...

微生物的遺傳變

異

和

育

種微生物結(jié)構(gòu)簡單營養(yǎng)體一般都是單倍體微生物繁殖速度快存在多種方式的繁殖類型環(huán)境條件對(duì)微生物作用直接均勻易積累不同的中間及最終代謝產(chǎn)物微生物的變異易被識(shí)別參與基因工程的載體供體受體三角色微生物是遺傳學(xué)研究的最好材料和對(duì)象

遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)基因突變和誘變育種基因重組和雜交育種基因工程菌種的衰退復(fù)壯和保藏

微生物的遺傳變異和育種遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體感染實(shí)驗(yàn)植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式動(dòng)物實(shí)驗(yàn)細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)無細(xì)胞抽提液試驗(yàn)材料方法核酸是遺傳物質(zhì)的證明光滑型（S）粗糙型（R）有莢膜菌落光滑分泌毒素致病無莢膜菌落粗糙無毒不致病SⅠSⅡSⅢ三個(gè)血清型RⅠRⅡRⅢ三個(gè)血清型實(shí)驗(yàn)材料：肺炎雙球菌活的S菌加活R菌和熱死S菌抽血分離死加活S菌死加活R菌或死S菌活轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)ＳⅢ〖?xì)⑺馈?/p>

無菌落生長體外培養(yǎng)

ＲⅡ〖活菌〗體外培養(yǎng)

ＲⅡ菌落

ＲⅡ菌落多ＳⅢ菌落少

體外混合培養(yǎng)ＳⅢ〖?xì)⑺馈?/p>

ＲⅡ〖活菌〗轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（2）細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（3）S型菌無細(xì)胞抽提液試驗(yàn)S菌PrS菌多糖R菌落活R菌+Cncnc-micro大量R菌落活R菌S菌無細(xì)胞抽提液+活R菌+S菌DNAS菌落噬菌體感染實(shí)驗(yàn)Pr只含S不含PDNA只含P不含S原理步驟1：用含同位素Ｓ35,

P32的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌吸附10分鐘后攪動(dòng)離心上清液沉淀結(jié)果：蛋白質(zhì)被標(biāo)記，主要放射性在上清液中；核酸被標(biāo)記，主要放射性在沉淀中。2：讓T2分別感染上述大腸桿菌使其打是S35、

P32標(biāo)記3：TMVHRVHRVTMV原始株拆開重建感染分離純化植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)甲ＲＮＡ＋乙Ｐr→感染癥狀同甲病毒；分離得到甲病毒

乙ＲＮＡ＋甲Ｐr→感染癥狀同乙病毒；分離得到乙病毒

遺傳物質(zhì)類型核染色體核外染色體真核生物細(xì)胞器原核生物質(zhì)粒遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式染色體基因Ⅱ基因ⅠDNA基因是一段DNADNA就是脫氧核糖核酸（長鏈）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）ATCGAAATTTTTTAAAGGGGGCCCCCGC基因測(cè)序就是讀出A-C-G-T-G-G-A-C-G…...復(fù)制（reproduce）AG

TAC

AA

A

TUCAUGAUUAmRNAmRNAleavesthenucleusthroughthenuclearpore.CYTOLPLASMNUCLEOPLASM基因是什么？基因決定生物體的生、長、病、老死等一切生命現(xiàn)象?；蚴巧拿艽a。?；蛴涗浐蛡鬟f遺傳信息。Cncnc-micro大腸桿菌基因組4100個(gè)基因，4.7×106bp遺傳信息的連續(xù)性功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子結(jié)構(gòu)基因單拷貝及rRNA多拷貝基因的重復(fù)序列少而短Cncnc-micro染色體長度Kb基因數(shù)12345678染色體長度Kb基因數(shù)439745666107892478410929482304231738142921365732912313873345504874215714991310271310331110241622211520174酵母菌基因組返回核染色體原核生物基因調(diào)控系統(tǒng)操縱子RPO結(jié)構(gòu)基因

啟動(dòng)基因操縱基因調(diào)節(jié)基因質(zhì)粒核外DNA，1-1000kb,共價(jià)閉合環(huán)狀超螺雙鏈致育因子（F因子）：與有性接合有關(guān)種類抗性因子（R因子）：與抗藥性有關(guān)COL質(zhì)粒：編碼免疫蛋白毒性質(zhì)粒（Ti質(zhì)粒）：誘癌代謝質(zhì)粒（降解性質(zhì)粒）：編碼降解酶用途基因工程中作為目的基因載體質(zhì)粒原核生物遺傳物質(zhì)存在的另一種方式質(zhì)粒原核細(xì)胞mega質(zhì)粒：編碼部分固氮酶基因突變突變與育種基因突變和誘變育種突變特點(diǎn)

誘變機(jī)制突變率突變類型移碼突變?nèi)旧w畸變堿基的置換形態(tài)突變型（株）產(chǎn)量突變型（株）抗原突變型（株）

條件致死突變型（株）突變類型突變株的表型選擇性突變株非選擇性突變株?duì)I養(yǎng)缺陷型（株）抗性缺陷型（株）按方法分：按突變株的表型是否能在選擇性培養(yǎng)基上加以鑒別來區(qū)分。Cncnc-micro微生物突變體的主要類型形態(tài)突變型菌落形態(tài)突變型菌體形態(tài)突變型生化突變型營養(yǎng)突變體(營養(yǎng)缺陷型)發(fā)酵突變體抗性突變體條件致死突變體抗原突變型產(chǎn)量突變型按突變實(shí)質(zhì)分突變率（mutation）出發(fā)菌株長出突變株含誘變劑的培養(yǎng)基突變率為10-8表示1億次分裂中有一次突變

不對(duì)應(yīng)性自發(fā)性稀有性獨(dú)立性誘變性穩(wěn)定性可逆性突變的特點(diǎn)證明變量試驗(yàn)涂布試驗(yàn)影印培養(yǎng)試驗(yàn)大腸桿菌稀釋培養(yǎng)物10ml10ml(培養(yǎng)前先分成50小管)(在同一個(gè)大管中作整體培養(yǎng))3714435抗噬菌體菌落數(shù)抗噬菌體菌落數(shù)變量試驗(yàn)涂布試驗(yàn)涂布敏感菌5×104個(gè)共12個(gè)平板5×104個(gè)菌落5000個(gè)細(xì)菌/菌落噴入T1保溫重新涂布后噴入T1保溫6個(gè)平板共353個(gè)菌落6個(gè)平板共28個(gè)菌落影印培養(yǎng)無藥培養(yǎng)基含藥培養(yǎng)基影印培養(yǎng)試驗(yàn)原始敏感菌種直接引起置換的誘變劑HNO2CNH2腺嘌呤CO次黃嘌呤(Hk)COH次黃嘌呤(He)堿基的置換A..THe..THk..

THk..

CA..THk..

CG..

C間接引起置換的誘變劑堿基的置換COHT：烯醇式CT：酮式OA..TT..

AG..

CA..T酮式T..

G烯醇式堿基的置換G..

CA..BUG..

BUA..BUG..

CA..TA..TA..TA..TG..

CA..BU酮式G..BU烯醇式烯醇式酮式COBr5-BU酮式COHBr5-BU烯醇式間接引起置換的誘變劑移碼突變ＤＮＡ分子中缺失或增加少數(shù)幾個(gè)堿基對(duì)引起ABCABCABCABCABCABCABCABCAB+ABCABCCBACBACBACBACBAABCBCABCABCABCABCABCABCA增添一個(gè)堿基缺少一個(gè)堿基染色體畸變

理化因子如Ｘ射線、紫外線、亞硝酸等，除能引起點(diǎn)突變外，還會(huì)引起DNA分子大損傷，包括染色體易位、倒位、缺失、重復(fù)等——染色體畸變。BBBBBBB

DD紫外線可使ＤＮＡ鏈裂斷，破壞核糖和磷酸間的鍵聯(lián)；引起胞嘧啶和尿嘧啶產(chǎn)生水合作用造成氫鍵斷裂；使胸腺嘧啶成二聚體，使ＤＮＡ結(jié)構(gòu)發(fā)生改變突變與育種自發(fā)突變與育種從生產(chǎn)中選育定向培育優(yōu)良品種誘變育種

從青霉素產(chǎn)量看誘變育種誘變育種的基本環(huán)節(jié)誘變育種的原則1945時(shí)間1943194319431947195519711977目前發(fā)酵單位(u/ml)100250500～850～850～8000～2萬～5萬5～10萬

效價(jià)：指有效成分的濃度。1ug/ul稱為1單位

從青霉素產(chǎn)量看誘變育種誘變育種的基本環(huán)節(jié)大多死亡少數(shù)存活存活率多數(shù)未變少數(shù)突變突變率多數(shù)負(fù)變少數(shù)正變正變率多數(shù)幅度小少數(shù)幅度大高產(chǎn)率投產(chǎn)率多數(shù)不宜投產(chǎn)少數(shù)適宜投產(chǎn)出發(fā)菌株計(jì)算出誘變誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個(gè)原則選優(yōu)良的出發(fā)菌株選擇簡便有效的誘變劑處理單孢子（或單細(xì)胞）懸液選用最適劑量設(shè)計(jì)或采用高效篩選方案或方法利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)利用和創(chuàng)造形態(tài)，生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)選擇簡便有效的誘變劑出發(fā)菌株含誘變劑的液體培養(yǎng)基接種培養(yǎng)培養(yǎng)接種分離紫外線選擇優(yōu)良突變株S.t.his回變S.t.his

吸入濾紙片保溫可疑“三致”試樣

鼠肝勻漿（含羥化酶）陽性陰性

利用回變檢測(cè)致癌劑

——艾姆斯試驗(yàn)法挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株生產(chǎn)中用過的自發(fā)變異菌株采用具有有力性狀的菌株采用已發(fā)生其他變異的菌株采用前體或最終產(chǎn)物代謝高的菌株采用增變菌株處理單孢子（或單細(xì)胞）懸液芽孢桿菌應(yīng)處理芽孢放線菌，霉菌應(yīng)處理孢子細(xì)菌指數(shù)期，放線菌霉菌要稍加萌發(fā)后使用出發(fā)菌株應(yīng)制成均勻懸夜Cncnc-micro選用最適劑量劑量以誘變劑濃度和處理時(shí)間來表示合適劑量：能擴(kuò)大變異幅度又能促使變異移向正變范圍的劑量Cncnc-micro充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)兩種或多種誘變劑先后使用同種誘變劑重復(fù)使用兩種或多種誘變劑同時(shí)使用Cncnc-micro利用和創(chuàng)造形態(tài)，生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)淀粉酶變色圈試驗(yàn)變色圈大的為淀粉酶高產(chǎn)菌落設(shè)計(jì)或采用高效篩選方案或方法一個(gè)出發(fā)菌株誘變劑處理選出200個(gè)單孢子菌菌株初篩（每株1瓶）選出50株復(fù)篩（每株4瓶）選出5株第一輪第二輪五個(gè)出發(fā)菌株初篩（每株1瓶）選出50株復(fù)篩（每株4瓶）選出5株40株40株40株40株40株誘變劑處理突變株的篩選方法高產(chǎn)突變菌株的篩選方法抗性突變體的篩選方法營養(yǎng)缺陷型的的篩選方法（相關(guān)概念）設(shè)計(jì)或采用高效篩選方案或方法青霉素濃縮法梯度培養(yǎng)皿法與突變株的篩選相關(guān)的幾個(gè)概念相關(guān)培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基[-]完全培養(yǎng)基補(bǔ)充培養(yǎng)基三類遺傳型野生型[A+B+]營養(yǎng)缺陷型型[A+B-]突變春日霉素產(chǎn)生菌的孢子懸液·高產(chǎn)突變株的篩選

瓊脂塊培養(yǎng)法篩選春日霉素高產(chǎn)菌種含供試菌種（拮抗對(duì)象）的瓊脂平板青霉素濃縮法培養(yǎng)基(含青霉素)

接入敏感菌液（含抗性突變株）涂布抗青霉素菌落培養(yǎng)梯度培養(yǎng)皿法強(qiáng)抗性中抗性弱抗性含異煙肼接敏感菌含突變株?duì)I養(yǎng)缺陷型的篩選辦法誘變劑處理淘汰野生型檢出缺陷型鑒定缺陷型夾層培養(yǎng)法限量補(bǔ)充培養(yǎng)法逐漸檢出法影印接種法菌絲過濾法夾層培養(yǎng)法及結(jié)果小菌落是第二次長起來的（營養(yǎng)缺陷型）

逐個(gè)檢出法涂布培養(yǎng)基本培養(yǎng)基上不長菌落完全培養(yǎng)基上長出菌落含誘變劑的液體培養(yǎng)基菌種營養(yǎng)缺陷型影印接種法完全培養(yǎng)基影印接種基本培養(yǎng)基營養(yǎng)缺陷型限量補(bǔ)充培養(yǎng)法

微量蛋白質(zhì)的完全培養(yǎng)基上小菌落是營養(yǎng)缺陷型突變株菌絲過濾法篩選營養(yǎng)突變株基本培養(yǎng)基

接入微生物孢子（含營養(yǎng)突變株）涂布均勻后培養(yǎng)長出菌絲體（野生型）菌絲過濾得營養(yǎng)突變株

細(xì)菌的基因重組真核微生物基因重組在有性繁殖過程中發(fā)生，合子減數(shù)分裂時(shí)，兩染色體發(fā)生交換。

原核微生物通過轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)等形式進(jìn)行部分物質(zhì)轉(zhuǎn)移和基因重組。（小結(jié)）Cncnc-micro

轉(zhuǎn)化(transformation)

幾個(gè)概念：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化因子、感受態(tài)轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化的特點(diǎn):不需兩個(gè)細(xì)胞直接接觸，供體DNA提取出來，注入受體即可。

轉(zhuǎn)化(transformation)

受體細(xì)胞直接吸收了來自供體細(xì)胞的DNA片斷，并把它整合到自己的基因組中，細(xì)胞部分遺傳性狀發(fā)生變化的現(xiàn)象叫轉(zhuǎn)化。

轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化是游離的ＤＮＡ片斷的轉(zhuǎn)移和重組游離的ＤＡＮ片斷叫轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子由供體提供自然情況下可由細(xì)菌細(xì)胞自行裂解產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)室里通過提取獲得雙鏈ＤＮＡ有轉(zhuǎn)化能力，單鏈沒有。受體細(xì)胞能接受轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)只有處于感受態(tài)的細(xì)菌才能接受轉(zhuǎn)化因子從出現(xiàn)到消失約為４０分鐘(對(duì)數(shù)期的中期)感受態(tài)出現(xiàn)原因細(xì)菌失去部分細(xì)胞壁的結(jié)果細(xì)菌在細(xì)胞表面產(chǎn)生某種Ｅ引起感受態(tài)的決定因素細(xì)胞遺傳性決定和菌齡有關(guān)環(huán)腺苷酸Camp可提高1000倍Ca2+能促使細(xì)胞進(jìn)入感受態(tài)感受態(tài)因子是受體細(xì)胞表面上的一種蛋白質(zhì)功能使轉(zhuǎn)化因子結(jié)合在受體細(xì)胞表面每個(gè)受體細(xì)胞表面約有30

-80個(gè)轉(zhuǎn)化因子結(jié)合點(diǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)化因子結(jié)合到受體表面結(jié)合點(diǎn)上時(shí)，DNA一條鏈被受體細(xì)胞膜上的核酸酶分解，另一條鏈進(jìn)入受體細(xì)胞，通過整合與受體細(xì)胞進(jìn)行基因重組。轉(zhuǎn)化過程有人發(fā)現(xiàn)DNA也可通過雙鏈形式進(jìn)入受體細(xì)胞形成雙倍體的轉(zhuǎn)化子。轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化中基因交換過程示意圖5∕3∕abc5∕3∕3∕5∕ABCDE5∕3∕3∕5∕abcABCDE5∕3∕3∕5∕ABCDEc5∕3∕3∕5∕cABCDE5∕3∕3∕5∕cABCDE轉(zhuǎn)導(dǎo)的種類完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)溶源轉(zhuǎn)變低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)遺傳物質(zhì)通過噬菌體的攜帶而轉(zhuǎn)移的基因重組

轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)供體A-B+完全普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)(compietetransduction)A-B+A+B-少數(shù)受體A+B+經(jīng)重組形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子鼠傷寒沙門氏菌A+B-多數(shù)受體形成溶源菌A-B+色氨酸缺陷型A+B-組氨酸缺陷型galbiogalbio宿主基因組整合不正常切離（10-4—10-6）正常切離λ正常λλdgalλdbio低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT）裂解物的形成低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)需要噬菌體做媒介，不需要細(xì)胞間直接接觸噬菌體DNA不接合到寄主染色體噬菌體蛋白質(zhì)包裹寄主任何一部分DNA片段噬菌體DNA整合到寄主染色體上噬菌體DNA與寄主染色體特定基因發(fā)生交換普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)溶源轉(zhuǎn)變溫和噬菌體的基因整合到宿主核基因組上的現(xiàn)象溫和噬菌體并不攜帶外源供體菌的基因這種溫和噬菌體是完整的，而不是缺陷的獲得新性狀的是溶源化的宿主細(xì)胞，而不是轉(zhuǎn)導(dǎo)子獲得的性狀可隨噬菌體的消失而同時(shí)消失接合及其發(fā)現(xiàn)Ｆ因子和接合

接合(conjugation)雄性菌株與雌性菌株接合結(jié)果+A+B+C-D-

維甲缺陷型A-B-C+D+

蘇缺賴陷型接合及其發(fā)現(xiàn)A+B+C+D+通過細(xì)胞間的直接接觸能進(jìn)行大段ＤＮＡ的轉(zhuǎn)移的過程，叫接合雄性菌株Hfr菌株F??菌株Ｆ－菌株（雌株）Ｆ因子和接合F+菌株F×F+F+F++F×+FFF×+FHfrHfrF（多數(shù)情況）F×+HfrHfrHfr（少數(shù)情況）雄性菌株與雌性菌株接合結(jié)果三者根本區(qū)別在于DNA轉(zhuǎn)移的方式不同轉(zhuǎn)化：供體DNA片斷→注入受體細(xì)胞，通過細(xì)胞膜接合：供體進(jìn)入受體通過性纖毛轉(zhuǎn)導(dǎo)：供體DNA片斷通過媒介－噬菌體攜帶進(jìn)入受體Hfr菌株F??菌株F+菌株病毒和亞病毒病毒學(xué)(virulogy)發(fā)展史十九世紀(jì)末，動(dòng)植物病毒性傳染病致病因子的認(rèn)識(shí)1935：Stanley分離提純了TMV結(jié)晶(nobelprize)1936：Bawden提示了TMV實(shí)質(zhì)是核蛋白(nobelprize)1940：Kausche用電鏡看到了TMV的桿狀外形1952：Kershey和Chase噬菌體遺傳物質(zhì)是DNA1955：Franenkel-conrat完成病毒拆開實(shí)驗(yàn)人