专性好氧菌:超氧化物歧化酶(SOD)和 过氧化氢酶 兼性厌氧菌:细胞含SOD和过氧化氢酶 微好氧菌
耐氧菌 他们的生长不需要任何氧,但分子氧对他们也无害 耐氧的机制是细胞内存在SOD和过氧化物酶
厌氧菌 细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶,大多数还缺乏过氧化氢酶
氧的危害
氧毒害厌氧菌的机制:超氧阴离子是活性氧的形式之一,带奇数电子,负电荷。它即有分子性质,也有离子性质,反应力极强,性质极不稳定。在体内可破坏各种重要生物高分子和膜,也可形成其他活性氧化物。在体内,超氧阴离子自由基可以自由酶促(如黄嘌呤氧化酶) 或非酶促方式形成。 生物体的针对措施:超氧化物歧化酶(superoxide dismutase-SOD)是其中之一。
好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低的过氧化氢,过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生物因为没有超氧化物歧化酶,超氧阴离子自由基可造成其损害。
PH 除不同种类微生物有其最适生长pH外,即使同一种微生物在其不同的生长的阶段和不同的生理、生化过程,也有不同的最适pH要求、
微生物培养法概论
好氧菌的固体培养 :试管斜面,培养皿琼脂平板
厌氧菌的固体培养:1)高层琼脂柱 2)厌氧培养皿 3)亨盖特滚管技术 推动了严格厌氧菌的分离和研究 4)厌氧罐 5)厌氧手套箱
有害微生物的控制
灭菌 :采用强烈的理化因素是任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖的能力的措施
消毒 :采用较温和的理化因素,仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动植物有害的病菌原,而对被消毒对象基本无害的措施。例如 对啤酒牛奶等消毒处理的巴氏消毒法 防腐:1 低温 2 缺氧 3 干燥 4 高渗 5 高酸度 6 高醇度 7 加防腐剂 化疗 :即化学治疗 具有高度选择毒力 化学治疗剂:磺胺类
高温灭菌的种类 :
1 干热灭菌法: 最彻底的是灼烧
2湿热灭菌法(消毒)一百摄氏度以上加压蒸汽进行灭菌 常压法:
1) 巴斯消毒法 2)煮沸消毒法 3)间歇灭菌法
临床最早使用的消毒剂:石炭酸 抗代谢药物代表 ——磺胺类药物
抗生素
抗生素的活力称为效价
各种抗生素有不同的制菌范围 即抗菌谱
微生物的产生抗药性的原因:
1. 产生一种能使药物失去活性的酶 2. 把药物作用的靶位加以修饰和改变 3. 形成救护途径
4. 使药物不能透过细胞膜
5. 通过主动外排系统把进入细胞内的药物泵出细胞外
6. 药物受体的亲和性或数量下降, 如大肠杆菌耐药菌株的30S核糖体亚基发生改变, 不再与链霉素
结合, 从而使链霉素失活
7. 被药物阻断的代谢途径发生遗传改变,如有的抗磺酸药物的菌株,改变了二氢叶酸合成酶的性质,
合成了一种对磺酸药物不敏感的酶。
章7 微生物的遗传变异和育种 节1 遗传变异的物质基础
三个经典实验:经典转化实验、噬菌体感染实验、植物病毒的重建实验
质粒:凡游离于原核生物核基因组以外,具有独立复制能力的小型公价闭合环状的dsDNA分子,即cccDNA,就是典型的质粒。质粒具有麻花状的超螺旋结构,大小一般为1.5~300kb,相对分子质量为106~108,仅相当约1%核基因组大小。是一种独立存在于细胞内的复制子,如果其复制行为与核染色体的复制同步,称为严密型复制控制;复制与核染色体的复制不同步,称为松弛型复制控制。
节2 基因突变和诱变育种
基因突变:简称突变,是变异的一类,泛指细胞内(或病毒颗粒内)遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传变化,可自发或诱导产生。狭义:基因突变;广义:基因突变,染色体畸变。分类:①营养缺陷型②抗性突变型③条件致死突变型④形态突变型⑤抗原突变型⑥产量突变型。特点:①自发性②不对应性③稀有性④独立性⑤可诱变性⑥稳定性⑦可逆性 证明基因突变自发性和不对应性的三个实验:Luria等的变量试验,Newcombe的涂布试验,Lederberg等的影印平板培养法
艾姆氏实验:是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食物中是否存在化学致癌剂的简便有效方法。
突变株的筛选方法
产量突变株的筛选:琼脂块培养法 抗药性突变株的筛选:梯度平板法
营养缺陷型突变株筛选过程:诱变、淘汰野生型(抗生素法、菌丝过滤法)、检出缺陷型(夹层培养法、限量补充培养法、逐个检出法、影印平板法)、鉴定缺陷型(生长谱法)
节3 基因重组和杂交育种 基因重组:两个独立基因组内的遗传基因,通过一定途径转移到一起,形成新的稳定基因组的过程。 原核生物的基因重组过程:转化、转导、接合、原生质体融合
转化:受菌体直接吸收供菌体的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象。
转导:通过缺陷噬菌体的媒介,把供体细胞的小片段DNA携带到受体细胞中,通过交换与整合,是后者获得前者部分遗传性状的现象。
接合:供体菌通过性菌毛与受体菌直接接触,把F质粒或其携带的不同长度的核基因组片段传递给后者,使后者获得若干新遗传性状的现象。
原生质体融合:通过人为的方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合,借此获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。
真核生物的基因重组:有性杂交,准性杂交 节4 基因工程
流程:目的基因的取得;优良载体的选择;目的基因与载体DNA的体外重组;重组载体导入受体细胞;重组受体细胞的筛选和鉴定;“工程菌”或“工程细胞”的大规模培养 节5 菌种的衰退、复壮、保藏 保藏的常用方法:(见下图)
章8 微生物的生态
节1 微生物在自然界中的分布
土壤中:一般来说,在每克耕作层土壤中,各种微生物含量之比大体有一个10倍系列的递减规律:细菌(~108)>放线菌(~107)>霉菌(~106孢子)>酵母菌(~105)>藻类(~104)>原生动物(~103) 节2 微生物与生物环境的关系
互生: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。是“可分可合,合比分好”的松散的相互关系。
共生:两种生物共居在一起,相互分工合作,相依为命,甚至达到难分难解,合二为一的极其紧密的一种相互关系。
寄生:一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内(包括细胞内)或体表,从中夺取营养并进行生长繁殖,同时使后者蒙受损害甚者被杀死的一种相互关系。
拮抗:又称抗生,指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。
捕食:又称猎食,一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要和相互关系。
节3 微生物与自然界物质循环
节4 微生物与环境保护 富营养化:是指水中因N、P等元素含量过高而引起水体表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。 水华:是指发生在淡水水体(池、河、江、湖)中的富营养化现象。特点:在温暖季节,当水体中的N、P比例达15~20比1时,水中的蓝细菌和浮游藻类突然快速繁殖,从而使水面形成一层蓝、绿色的藻体和泡沫。
赤潮:指发生在河口、港湾或浅海等咸水区水体的富营养化现象。
BOD:即生化氧化量,或生物需氧量,是水中有机物含量的一个间接指标。一般指在1L污水或待测水样中所含的一部分易氧化的有机物,当微生物对其氧化、分解时,所消耗的水中溶解氧毫克数。 COD:化学需氧量,时表示水体中有机物含量的一个简便的间接指标,指1L污水中所含的有机物在用强氧化剂将它氧化后,所消耗氧的毫克数。常用化学氧化剂:K2Cr2O7,KMnO4
TOD:总需氧量,指污水中能被氧化的物质(主要是有机物)在高温下燃烧变成稳定氧化物时所需的氧量。
DO:溶解氧量,指溶于水体中的分子态氧,是评价水质优劣的重要指标。 SS:悬浮物含量,指污水中不溶性固体态物质的含量。
TOC:总有机碳含量,指水体内所含有机物中的全部有机碳的含量。
沼气:又称生物气,是一种混合可燃气体,主要成分:甲烷、少量H2、N2、CO2 沼气发酵(甲烷形成)生化本质:产甲烷菌(产生菌)在厌氧条件下,利用H2还原CO2等氮源营养物以产生细胞物