【文章內(nèi)容簡介】 期。延滯期：分裂遲緩、代謝活躍快速生長期：生長速度最快，酶系活躍，代謝旺盛，細(xì)胞進(jìn)行平衡生長穩(wěn)定期：新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等，或正生長與負(fù)生長相等的動態(tài)平衡，內(nèi)含物開始生成，芽孢開始生成衰亡期：細(xì)胞形態(tài)發(fā)生多形化，有的發(fā)生自溶，芽孢釋放，或釋放有益的次生代謝產(chǎn)物2. 縮短延滯期的常用方法有哪些？（1）通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使延滯期縮短；（2）利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為種子；（3）盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；（4）適當(dāng)擴(kuò)大接種量；3. 穩(wěn)定期為何會到來？它對生產(chǎn)實(shí)踐有何指導(dǎo)意義？原因： ① 營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡；② 營養(yǎng)物的比例失調(diào)，例如C／N比值不合適等；③ 酸、醇、毒素或H2O2等有害代謝產(chǎn)物的累積；④ pH、氧化還原勢等理化條件越來越不適宜等。指導(dǎo)意義： 以生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物（SCP、乳酸等）為目的的某些發(fā)酵生產(chǎn)來說，穩(wěn)定期是產(chǎn)物的最佳收獲期； 對維生素、堿基、氨基酸等物質(zhì)進(jìn)行生物測定（bioassay）來說，穩(wěn)定期是最佳測定時期； 通過對穩(wěn)定期到來原因的研究，還促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝、技術(shù)的創(chuàng)建?？裳娱L穩(wěn)定生長期，以獲得更多的菌體物質(zhì)或積累更多的代謝產(chǎn)物。4. 什么是高密度培養(yǎng)？如何保證好氧菌的高密度培養(yǎng)？微生物的高密度培養(yǎng)也稱高密度發(fā)酵，一般是指微生物在液體培養(yǎng)中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)10倍以上時的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù)。提高好氧菌和兼性厭氧菌培養(yǎng)時的溶氧量是高密度培養(yǎng)的重要手段之一。5. 影響微生物生長的環(huán)境因素主要有哪些？營養(yǎng)物質(zhì)（碳源、氮源、能源、生長因子、無機(jī)鹽）；水；溫度；pH。 氧；水活度6. 利用高壓蒸汽對培養(yǎng)基滅菌時，常易帶來哪些不利影響？如何避免？不利影響：高溫，尤其是長時間的高溫除對培養(yǎng)基中的淀粉成分有促進(jìn)糊化和水解等少數(shù)有利影響外，一般對培養(yǎng)基成分產(chǎn)生很多不利的影響。 產(chǎn)生褐變的機(jī)制：由氨基化合物（氨基酸、肽、蛋白質(zhì)）與羰基化合物（糖類）間發(fā)生復(fù)雜的梅拉特反應(yīng)（maillard reaction）所引起，它在導(dǎo)致培養(yǎng)基褐變的同時，還降低了有關(guān)營養(yǎng)物成分，應(yīng)盡量設(shè)法避免。防止方法：（1）采用特殊加熱滅菌法 對易破壞的含糖培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時，應(yīng)先將糖液與其他成分分別滅菌后再合并；對含Ca2+或Fe3+的培養(yǎng)基與磷酸鹽先作分別滅菌，再混合，不易形成磷酸鹽沉淀；對含有在高溫下易破壞成分的培養(yǎng)基（如含糖組合培養(yǎng)基）可進(jìn)行低壓滅菌（在112℃／cm2或8磅／英寸2下滅菌15分鐘）或間歇滅菌；在大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)中，可采用連續(xù)加壓滅菌法進(jìn)行培養(yǎng)基的滅菌等。（2）過濾除菌法對培養(yǎng)液中某些不耐熱的成分可采用過濾除菌法“滅菌”。（3）其他方法％EDTA（乙二胺四乙酸）％NTA（氮川三乙酸）等螯合劑到培養(yǎng)基中，可防止金屬離子發(fā)生沉淀；用氣體滅菌劑如氧化乙烯（環(huán)氧乙烷）等對個別成分進(jìn)行滅菌處理，在混入以滅過菌的其它培養(yǎng)基成分中。7. 試舉例說明日常生活中采用的防腐、消毒和滅菌的方法及原理。防腐：在食品中加入防腐劑，能殺死微生物或抑制其生長，但對人及動物的體表組織無毒性或毒性低消毒：對啤酒、牛奶、果汁和醬油等進(jìn)行消毒處理的巴氏消毒法，60～85℃處理15s～30min——低溫濕熱消毒法，可殺滅物料中無芽孢的病原菌（如牛奶中的結(jié)核桿菌或沙門氏菌），而又不影響它們的風(fēng)味，但不能殺滅引起Q熱的病原體滅菌：將廚房用餐具放在紫外燈下滅菌處理，紫外線能使DNA分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚體，抑制DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄等功能，殺死微生物8. 細(xì)菌耐藥性的機(jī)制有哪些？如何避免細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性？抗性菌株特點(diǎn)：（1）細(xì)胞質(zhì)膜透性改變，使抗生素不進(jìn)入細(xì)胞或進(jìn)入細(xì)胞后被細(xì)胞主動排出；（2）藥物作用靶改變；（3）合成了修飾抗生素的酶；（4）抗性菌株發(fā)生遺傳變異，導(dǎo)致合成新的多聚體，以取代或部分取代原來的多聚體；避免出現(xiàn)細(xì)菌的耐藥性的措施：（1）第一次使用的藥物劑量要足；（2）避免在一個時期或長期多次使用同種抗生素；（3）不同的抗生素(或與其他藥物)混合使用；（4）對現(xiàn)有抗生素進(jìn)行改造；（5）篩選新的更有效的抗生素；9. 名詞解釋：微生物的生長和繁殖：微生物生長是細(xì)胞物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆地增加，導(dǎo)致細(xì)胞體積擴(kuò)大的生物學(xué)過程。微生物的繁殖是微生物生長到一定階段，由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)制與重建并通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。生長是一個逐步發(fā)生的量變過程，繁殖是一個產(chǎn)生新的生命個體的質(zhì)變過程。同步生長：通過同步培養(yǎng)技術(shù)使群體中不同步的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成能同時進(jìn)行生長或分裂的群體細(xì)胞。這種通過同步培養(yǎng)的手段而使細(xì)胞群體中各個體處于分裂步調(diào)一致的生長狀態(tài)，稱為同步生長。分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)：將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲，培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，不再更換，這種培養(yǎng)方法稱為分批培養(yǎng)。連續(xù)培養(yǎng)又稱開放培養(yǎng)，在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。培養(yǎng)過程中不斷的補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物，是實(shí)現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的基本原則。恒濁器：是一種根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。恒化器：是一種設(shè)法使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖的一種連續(xù)培養(yǎng)裝置。它通過控制某一種營養(yǎng)物的濃度，使其始終成為生長限制因子的條件下達(dá)到的，因而可稱為外控制式的連續(xù)培養(yǎng)裝置。消毒：殺死或滅活病原微生物（營養(yǎng)體細(xì)胞）滅菌：殺死包括芽孢在內(nèi)的所有微生物殺菌：滅菌的一種，菌體雖死，但形體尚存溶菌：滅菌的一種，菌體殺死后，其細(xì)胞發(fā)生溶化、消失的現(xiàn)象防腐：利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖，即通過制菌作用防止食品、生物制品等對象發(fā)生霉腐的措施。化療：即化學(xué)治療，指利用具有高度選擇毒力（selective toxicity ），即對病原菌具有高度毒力而對宿主基本無毒的化學(xué)物質(zhì)來抑制宿主體內(nèi)病原微生物的生長繁殖，借以達(dá)到治療該宿主傳染病的一種措施。抑制：生長停止，但不一定死亡死亡：生長能力不可逆喪失第八章 微生物的遺傳 比較細(xì)菌、真核生物、古生菌基因組的主要差異。細(xì)菌的基因組：遺傳信息連續(xù)，功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及rRNA基因的多拷貝，基因組的重復(fù)序列少兒短。真核生物的基因組：染色體DNA上有著絲粒和端粒，沒有明顯的操縱子結(jié)構(gòu)，有間隔區(qū)或內(nèi)含子序列，且基因組高度重復(fù)。古生菌的基因組：同時具有細(xì)菌和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特征，它在結(jié)構(gòu)上類似于細(xì)菌，但是負(fù)責(zé)信息傳遞功能的基因（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯）則類似于真核生物，特別是古細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄起始系統(tǒng)基本上和真核生物一樣，而與細(xì)菌的截然不同。 質(zhì)粒的主要類型致育因子、抗性因子、Col質(zhì)粒、毒性質(zhì)粒、代謝質(zhì)粒、隱秘質(zhì)粒 轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)轉(zhuǎn)座因子的轉(zhuǎn)座可引發(fā)多種遺傳學(xué)效應(yīng)。這些效應(yīng)不僅在生物進(jìn)化上有重要的意義，而且已成為遺傳學(xué)研究中的一種重要的工具。這些遺傳變化主要包括：1) 插入突變2) 產(chǎn)生染色體畸變3) 基因的移動和重排 基因突變的類型同義突變、錯義突變、無義突變、移碼突變 DNA損傷修復(fù)的主要類型光活復(fù)作用、切除修復(fù)、重組修復(fù)、SOS修復(fù) 細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組的主要方式有哪些？1） 細(xì)菌的接合作用：是指通過細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸而產(chǎn)生的遺傳信息的轉(zhuǎn)移和重組過程。2） 細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)：是由病毒介導(dǎo)的細(xì)胞間進(jìn)行遺傳交換的一種方式，其具體含義是指一個細(xì)胞的DNA或RNA通過病毒載體的感染轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞中。3） 細(xì)菌的遺傳轉(zhuǎn)化：是指同源或異源的游離DNA分子被自然或人工感受態(tài)細(xì)胞攝取，并得到表達(dá)的水平方向的基因轉(zhuǎn)移過程。 真核生物基因重組的方式主要有哪些？（1）有性雜交（2）準(zhǔn)性生殖補(bǔ)充：原核微生物基因重組的方式主要有哪些？（1）轉(zhuǎn)化（2）轉(zhuǎn)導(dǎo)（3）接合 酵母菌的接合型遺傳，2181。m質(zhì)粒，酵母菌的線粒體基因組的特點(diǎn)。 釀酒酵母是以單倍體或二倍體狀態(tài)存在，單倍體分別是兩種接合型，稱之為a和α，a和α細(xì)胞的融合便產(chǎn)生了二倍體細(xì)胞（a/α）。一個單倍體酵母細(xì)胞是a型還是α型是有其本身的遺傳特性所決定的，是穩(wěn)定的遺傳特征。但發(fā)現(xiàn)一種接合型的單倍體細(xì)胞有時會發(fā)生轉(zhuǎn)變，即由a型變成α型或再回到a型。這種轉(zhuǎn)變的機(jī)制被稱為盒式機(jī)制。（1）是封閉的環(huán)狀的雙鏈DNA分子，周長約2μm（6kb左右），以高拷貝數(shù)存在于酵母細(xì)胞中，每個單倍體基因組含60~100個拷貝，約占酵母細(xì)胞總DNA的30%（2）各含約600bp長的一對反向重復(fù)順序（3）由于反向重復(fù)順序之間的相互重組，使2μm質(zhì)粒在細(xì)胞內(nèi)以兩種異構(gòu)體（A和B）的形式存在。（4）該質(zhì)粒只攜帶與復(fù)制和重組有關(guān)的4個蛋白質(zhì)基因，不賦予宿主任何遺傳表型，屬隱秘性質(zhì)粒。酵母菌的線粒體基因組的特點(diǎn)：P238 絲狀真菌的準(zhǔn)性生殖 所謂準(zhǔn)性生殖是指不經(jīng)過減數(shù)分裂就能導(dǎo)致基因重組的生殖過程。在該過程中染色體的交換和染色體的減少不像有性生殖那樣有規(guī)律，而且也是不協(xié)調(diào)的。異核現(xiàn)象：即不同類型的核存在于同一個體的現(xiàn)象。異核現(xiàn)象來源：由兩個不同基因型核的菌絲融合而成； 或者菌絲中少數(shù)細(xì)胞核突變； 或者少數(shù)單倍體核融合成二倍體核。異核現(xiàn)象是許多霉菌，尤其是半知菌存在的一種普遍現(xiàn)象。由于沒有發(fā)現(xiàn)半知菌的有性生殖，所以異核現(xiàn)象成為這類型真菌遺傳重組的一個重要機(jī)制。一旦異核體形成，準(zhǔn)性生殖重組就有可能發(fā)生。準(zhǔn)性生殖(無性重組)過程：①質(zhì)配：異核現(xiàn)象； ②核配：雙倍體化； ③單倍體化：一系列有絲分裂中一再發(fā)生的個別染色體的減半,直至最終形成單倍體的過程。 頻率低105107，區(qū)別于減數(shù)分裂?，F(xiàn)代微生物育種的主要技術(shù)有哪些？①誘變育種②代謝工程育種③體內(nèi)基因重組育種④DNA Shuffling 技術(shù)1名詞解釋：質(zhì)粒：質(zhì)粒是一類游離于核基因組外，具有獨(dú)立復(fù)制能力的小型共價(jià)閉合環(huán)狀dsDNA分子。轉(zhuǎn)座因子：轉(zhuǎn)座因子是一段具有轉(zhuǎn)座作用的DNA序列，例如原核生物中的插入序列（IS）、轉(zhuǎn)座子（Tn）和轉(zhuǎn)座噬菌體（Mu）等。質(zhì)粒的不親和性：將一種類型的質(zhì)粒通過接合或其他方式（如轉(zhuǎn)化）導(dǎo)入某一合適的但已含一種質(zhì)粒的宿主細(xì)胞，只經(jīng)過少數(shù)幾代后，大多數(shù)子細(xì)胞只含有其中一種質(zhì)粒，那么這兩種質(zhì)粒便是不親和的，它們不能共存于同一細(xì)胞中。質(zhì)粒的這種特性稱為不親和性?；蛲蛔儯阂粋€基因內(nèi)部遺傳結(jié)構(gòu)或DNA序列的任何改變，包括一對或少數(shù)及對堿基的缺失、插入或置換，而導(dǎo)致的遺傳變化稱為基因突變，其發(fā)生變化的范圍很小，所以又稱為點(diǎn)突變或狹義的突變。染色體畸變：又稱廣義的突變，包括大段染色體的缺失、重復(fù)、倒位。自發(fā)突變：是不經(jīng)誘變劑處理而自然發(fā)生的突變。誘發(fā)突變：簡稱誘變，是人為地利用理化因素或生物因素顯著提高微生物突變頻率的突變類型。接合：雄性供體菌通過性菌毛與雌性受體菌直接接觸，并把F質(zhì)?；蚱鋽y帶的部分或全部核基因組傳遞給受體菌，是后者通過基因重組而獲得若干新遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為接合。轉(zhuǎn)導(dǎo)：轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞中小片段DNA攜帶到受體細(xì)胞中，通過交換和整合，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。遺傳轉(zhuǎn)化：遺傳轉(zhuǎn)化是指同源或異源的游離DNA分子（質(zhì)粒和染色體DNA）被自然或人工感受態(tài)細(xì)胞攝取，并得到表達(dá)的水平方向的基因轉(zhuǎn)移過程。準(zhǔn)性生殖：一類存在于真菌中的原始兩性生殖方式，指在同一菌種但不同菌株間發(fā)生的體細(xì)胞融合，其結(jié)果可不借減數(shù)分裂而實(shí)現(xiàn)低頻率基因重組并產(chǎn)生雜種后代。誘變育種：利用誘變劑處理微生物群體以促進(jìn)突變，在采用科學(xué)的篩選方法，從中挑選少數(shù)所需突變株的育種方法，即為誘變育種。代謝工程：利用基因工程技術(shù)對微生物代謝網(wǎng)絡(luò)中特定代謝途徑進(jìn)行有精確目標(biāo)的基因操作，改變微生物原有的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使目的代謝產(chǎn)物的活性或產(chǎn)量得到大幅度提高的一種育種技術(shù)。原生質(zhì)體融合：通過人為方法，使遺傳性狀不同的兩個細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過程。DNA Shuffling 技術(shù)：是隨著PCR技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用剛被提出的一個全新的人工分子進(jìn)化技術(shù)，又稱洗牌技術(shù)，該技術(shù)能模擬生物在數(shù)百年間發(fā)生的分子進(jìn)化過程，并可在短的實(shí)驗(yàn)循環(huán)中定向篩選出特定基因編碼的酶蛋白活性提高幾百倍甚至上萬倍的功能性突變基因。（基本原理見書本244）菌株的衰退：某微生物群體由于其中個別個體發(fā)生自然突變（一般是指負(fù)變），而是其原有的微生物性狀發(fā)生退化的現(xiàn)象。復(fù)壯：狹義，復(fù)壯指在某菌種已衰退是，通過純化分離從已衰退群體中篩選出少數(shù)尚未衰退的個體，借此達(dá)到恢復(fù)原菌株固有性狀的目的。廣義，是一項(xiàng)積極的育種措施，指在某菌種尚未表現(xiàn)衰退前，就經(jīng)常有意識地利用自發(fā)突變篩選正變個體的措施。第九章 微生物與基因工程1. 試述微生物在基因工程興起和發(fā)展中的作用。1）基因資源。微生物的多樣性，尤其是抗高溫、抗高鹽、抗高堿、抗低溫、分解有毒物質(zhì)和殺蟲等基因，為基因工程提供了及其豐富而獨(dú)特的基因來源。2）基因工程載體?；蚬こ趟械目寺≥d體主要是由質(zhì)粒、噬菌體和其他病毒DNA等改造而成的。3）基因工程工具酶?；蚬こ趟玫那в喾N工具酶絕大多數(shù)是從微生物中分離純化出來的。4）基因克隆的宿主。微生物細(xì)胞是基因克隆的宿主，即使是植物基因工程和動物基因工程也要先構(gòu)建穿梭載體，使外源基因或重組體DNA在大腸桿菌中得到克隆并進(jìn)行拼接和改造，才能再轉(zhuǎn)移到植物和動物細(xì)胞中。5）基因表達(dá)的生物反應(yīng)器。通常都是將外源基因表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌或酵母菌中，將“工程菌”作為生物反應(yīng)器，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵。大量表達(dá)各種有應(yīng)用價(jià)值的基因產(chǎn)物，從事商業(yè)化生產(chǎn)。6）基因工程理論化研究。有關(guān)機(jī)與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和表達(dá)調(diào)控的理論主要也是來自微生物的研究，或者是將動植物基因轉(zhuǎn)移到微生物中后進(jìn)行研究而取得的，因