【正文】 穩(wěn)定期中活細(xì)菌數(shù)最高并保持穩(wěn)定，細(xì)菌開始儲(chǔ)存糖原等內(nèi)含物，該期是發(fā)酵過(guò)程積累代謝產(chǎn)物的重要階段。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗和有害物的積累引起環(huán)境惡化，導(dǎo)致活細(xì)胞數(shù)量下降，進(jìn)入衰亡期。衰亡期細(xì)菌代謝活性降低，細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，菌體細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，細(xì)胞大小懸殊。在工業(yè)發(fā)酵和科學(xué)研究中遲緩期會(huì)增加生產(chǎn)周期而產(chǎn)生不利影響，因此需采取必要措施來(lái)縮短遲緩期。對(duì)數(shù)期的培養(yǎng)物由于生活力強(qiáng)，因而在生產(chǎn)上普遍用作“種子”，對(duì)數(shù)期的培養(yǎng)物也常常用來(lái)進(jìn)行生物化學(xué)和生理學(xué)的研究。穩(wěn)定期是積累代謝產(chǎn)物的重要階段，如某些放線菌抗生素的大量形成就在此時(shí)期，因此如果及時(shí)采取措施，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物或去除代謝物或改善培養(yǎng)條件，可以延長(zhǎng)穩(wěn)定期以獲得更多的菌體或代謝產(chǎn)物。 與分批發(fā)酵相比，連續(xù)培養(yǎng)有何優(yōu)點(diǎn)?1由于連續(xù)培養(yǎng)中微生物的生長(zhǎng)一直保持在對(duì)數(shù)期，生物量濃度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持恒定，因此與單批發(fā)酵相比，連續(xù)培養(yǎng)：能縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；便于自動(dòng)控制；降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。1．從遺傳學(xué)角度談?wù)勀銓?duì)朊病毒的理解和看法。朊病毒(或朊粒)是不含核酸的蛋白質(zhì)傳染顆粒，但它不是傳遞遺傳信息的載體，也不能自我復(fù)制而仍然是由基因編碼的一種正常蛋白質(zhì)(PrP)的兩種異構(gòu)體PrPc(存在正常組織中)和 PrP‘‘(存在于病變組織中)，其氨基酸和線性排列順序相同但是三維構(gòu)象不同，因此，由PrPsc引起的疾病又稱之為構(gòu)象病。2．在人類基因組計(jì)劃的執(zhí)行中，為什么要進(jìn)行以微生物為主體的模式生物的全基因組序列測(cè)定？哪幾種生物分別是已完成全基因組側(cè)序的第一個(gè)獨(dú)立生活的生物？第一個(gè)真核生物？第一個(gè)自養(yǎng)生活的生物？因?yàn)槲⑸锘蚪M小，便于測(cè)定和分析，可從中獲取經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)技術(shù)方法，從而大大加快了人類基因組計(jì)劃的進(jìn)展。此外，微生物基因組包含著原核生物和真核生物，具有一定的代表性。第一個(gè)測(cè)序的自由生活的生物是流感嗜血桿菌，第一個(gè)測(cè)序的真核生物是釀酒酵母，第一個(gè)測(cè)序的自養(yǎng)生活的生物是詹氏甲烷球菌。3．在細(xì)菌細(xì)胞中，均以環(huán)狀形式存在的染色體DNA和質(zhì)粒DNA，在質(zhì)粒提取過(guò)程中發(fā)生了什么變化？這種變化對(duì)質(zhì)粒的檢測(cè)和分離有什么利用價(jià)值？由于染色體DNA分子比質(zhì)粒DNA分子大得多，在提取過(guò)程中易于斷裂成大小不同的分子片段，但一般情況下仍然比質(zhì)粒大，因此在瓊脂糖凝膠電泳過(guò)程中隨機(jī)斷裂的染色體DNA片段，泳動(dòng)速度較慢且?guī)筒徽R，而質(zhì)粒DNA由于相對(duì)分子質(zhì)量小，在提取過(guò)程中一般不會(huì)斷裂成小片段，相對(duì)分子質(zhì)量一致，因此，泳動(dòng)速度較快，且?guī)驼R，與染色體DNA分開，從而有利于質(zhì)粒DNA的檢測(cè)和分離。4．請(qǐng)說(shuō)明下列兩株不同遺傳表型的大腸桿菌是否都是營(yíng)養(yǎng)缺陷型？并作解釋。E. coli(his一）和E. coli (lac一）。A將兩種不同的二重或三重營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株混合培養(yǎng)，在基本培養(yǎng)基上長(zhǎng)出的菌落為重組菌株(發(fā)生了遺傳交換)。B如果在混合培養(yǎng)期間加入DNase，在基本培養(yǎng)基上無(wú)重組菌落出現(xiàn)，這說(shuō)明上述重組是因細(xì)胞間的接觸轉(zhuǎn)化所致；如果仍有重組菌落產(chǎn)生，說(shuō)明可能是由于接合和轉(zhuǎn)導(dǎo)所致。C利用只能持留細(xì)菌的濾板相隔的U型管進(jìn)行試驗(yàn)，如果在基本培養(yǎng)基上不產(chǎn)生重組菌落，則判斷為接合作用，如果產(chǎn)生重組菌落，則又有兩種可能，即轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)導(dǎo)。D利用能持留細(xì)菌和細(xì)菌病毒而不能持留DNA的濾板相隔的U型管試驗(yàn)，如果不產(chǎn)生重組菌落則為轉(zhuǎn)導(dǎo)，如果仍產(chǎn)生重組菌落則為轉(zhuǎn)化。5．根據(jù)你所學(xué)的關(guān)于誘發(fā)突變的知識(shí)，你認(rèn)為能否找到一種僅對(duì)某一基因具有特異性誘變作用的理化誘變劑？為什么？理化誘變劑的作用主要是隨機(jī)引起DNA鏈上堿基發(fā)生置換、顛換或其他損傷，雖然有突變熱點(diǎn)，但并非針對(duì)某一基因，誘變劑無(wú)基因特異性，誘變作用主要是提高突變率。因此，要獲得某基因的突變不是靠選用何種誘變劑，而是靠合適的篩選方法。6．DNA鏈上發(fā)生的損傷是否一定發(fā)生遺傳表型的改變？為什么？不一定，如下列情況：①同義突變或沉默突變；②發(fā)生了基因內(nèi)另一位點(diǎn)或是另一基因的抑制突變(一般指tRNA基因的突變)使突變得到校正；③即使是錯(cuò)義突變，但是否改變表型還視置換的氨基酸是否影響蛋白質(zhì)的功能；④各種修復(fù)機(jī)制可清除DNA的各種損傷，使其表型不發(fā)生改變。7．根據(jù)突變的光復(fù)活修復(fù)作用原理，你認(rèn)為在進(jìn)行紫外線誘變處理時(shí)，應(yīng)注意什么？為了使被誘變的細(xì)胞能均勻地受到紫外線照射，你將如何做？在進(jìn)行紫外線誘變處理時(shí)應(yīng)注意避光，以防光復(fù)活修復(fù)作用。一般在紅光下操作，在黑暗中培養(yǎng)。在紫外線照射時(shí)，盛菌液的培養(yǎng)皿應(yīng)置于磁力攪拌器上，邊照射邊攪拌使細(xì)胞能均勻受到紫外線照射。 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)決定在一種特定的細(xì)菌中發(fā)生的遺傳轉(zhuǎn)移過(guò)程是轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)還是接合？說(shuō)明每一種的預(yù)期結(jié)果。設(shè)想有下列條件和材料可以利用：（1）合適的突變株和選擇培養(yǎng)基；（2） DNase（一種降解裸露DNA分子的酶）；（3）2種濾板：一種能夠持留細(xì)菌和細(xì)菌病毒，但不能持留游離的DNA分子；另一種濾板只能持留細(xì)菌；（4）一種可以插入濾板使其分隔成2個(gè)空間的玻璃容器。A將兩種不同的二重或三重營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株混合培養(yǎng)，在基本培養(yǎng)基上長(zhǎng)出的菌落為重組菌株(發(fā)生了遺傳交換)。B如果在混合培養(yǎng)期間加入DNase，在基本培養(yǎng)基上無(wú)重組菌落出現(xiàn)，這說(shuō)明上述重組是因細(xì)胞間的接觸轉(zhuǎn)化所致；如果仍有重組菌落產(chǎn)生，說(shuō)明可能是由于接合和轉(zhuǎn)導(dǎo)所致。C利用只能持留細(xì)菌的濾板相隔的U型管進(jìn)行試驗(yàn)，如果在基本培養(yǎng)基上不產(chǎn)生重組菌落，則判斷為接合作用，如果產(chǎn)生重組菌落，則又有兩種可能，即轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)導(dǎo)。D利用能持留細(xì)菌和細(xì)菌病毒而不能持留DNA的濾板相隔的U型管試驗(yàn)，如果不產(chǎn)生重組菌落則為轉(zhuǎn)導(dǎo)，如果仍產(chǎn)生重組菌落則為轉(zhuǎn)化。HfrF一和F+F一雜交得到的接合子都有性菌毛產(chǎn)生嗎？它們是否都能被M13噬菌體感染呢？HfrXF—中，由于Hfr菌株的染色體在向F—的轉(zhuǎn)移過(guò)程中，整合在染色體上的F因子除先導(dǎo)區(qū)外，絕大部分處于轉(zhuǎn)移染色體的末端，由于轉(zhuǎn)移過(guò)程中常被中斷，因此F因子不易轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，所以HfrxF—得到的接合子仍然是F—，無(wú)性菌毛產(chǎn)生；F+xF—得到的接合子有性菌毛產(chǎn)生，能被M13噬菌體感染，因?yàn)镸13的侵染途徑是性菌毛。第十二章思考題1．蛋白質(zhì)和核酸分子被用作微生物進(jìn)化譜系分析所依據(jù)的原理是什么?2．為什么16S(18S)rRNA目前被挑選作為研究微生物進(jìn)化的主要對(duì)象?3．為什么在從事微生物的工作中不僅要注意種名還要注意菌株名稱?4．外單位送來(lái)一個(gè)細(xì)菌培養(yǎng)物要求鑒定，你如何將其鑒定到種?(說(shuō)明工作步驟)5．現(xiàn)代微生物分類主要根據(jù)基因型特征來(lái)建立分類單元，基因型特征的測(cè)定通常都需要高新的復(fù)雜技術(shù)，而以實(shí)用為目的菌種鑒定卻希望采用更易于測(cè)定的表型特征，你認(rèn)為如何解決這一矛盾?1．蛋白質(zhì)、核酸分子序列進(jìn)化變化的顯著特點(diǎn)是進(jìn)化速率相對(duì)恒定，也就是說(shuō)分子序列進(jìn)化的改變量(氨基酸或核苷酸替換數(shù))與分子進(jìn)化的時(shí)間成正比。因此，可以通過(guò)比較不同類群的生物分子序列的改變量來(lái)確定它們之間的進(jìn)化關(guān)系和推測(cè)它們的分歧時(shí)間。2．主要是因?yàn)椋?① rRNA參與生物蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，其功能是任何生物都必不可少的，而且在生物進(jìn)化的漫長(zhǎng)歷程中，其功能保持不變；② 在16S rRNA分子中，即含有高度保守的序列區(qū)域，又有高度變化的序列區(qū)域，因而它適用于進(jìn)化距離不同的各類生物親緣關(guān)系的研究；③ 16S rRNA相對(duì)分子質(zhì)量大小適中，便于序列分析；④ 16S rRNA普遍存在于真核生物和原核生物中（真核生物中其同源分子是18SrRNA）3．同種不同菌株雖然它們主要的鑒別特征相同，但其他非鑒別特征，如某些生化性狀(產(chǎn)生某些酶、抗生素、有機(jī)酸的種類和產(chǎn)量等)不同，是否具有某種質(zhì)粒等，而這些性狀或許正是我們所需要的。 4．大致步驟是：①檢查是否是純培養(yǎng)，若不純則需純化；②測(cè)定一些最基本的形態(tài)和生理生化特征，確定菌株屬于哪一大類；③查閱有關(guān)類群的分類檢索表或相關(guān)資料，根據(jù)資料提示的鑒別特征進(jìn)行特征測(cè)定；④根據(jù)特征測(cè)定結(jié)果，逐步縮小菌株歸屬范圍，確定其所屬的科屬；⑤根據(jù)有關(guān)屬的分種檢索表或相關(guān)資料進(jìn)一步進(jìn)行特征測(cè)定，初步確定其所歸屬的種。5．①研究建立簡(jiǎn)便快捷的基因型特征測(cè)定方法；②更廣泛地研究各分類單元之間表型特征的區(qū)別。試對(duì)真細(xì)菌、古生菌、真核微生物的主要形態(tài)、構(gòu)造、生理功能、成分作一比較表十三章項(xiàng) 目真細(xì)菌古生菌真核微生物細(xì)胞大小小小大細(xì)胞壁獨(dú)特成分肽聚糖等假肽聚糖等纖維素，幾丁質(zhì)等細(xì)胞膜中甾醇無(wú)(支原體例外)無(wú)有細(xì)胞膜中單分子層無(wú)有無(wú)鞭毛類別細(xì)而簡(jiǎn)細(xì)而簡(jiǎn)復(fù)雜的“9+2”型細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)無(wú)無(wú)有細(xì)胞器無(wú)無(wú)有細(xì)跑質(zhì)核糖體70S70S80S細(xì)胞核原核(無(wú)核膜)原核(無(wú)核膜)真核(有核膜)核仁無(wú)無(wú)有有絲分裂無(wú)無(wú)有減數(shù)分裂無(wú)無(wú)有厭氧生活常見常見極罕見生物固氮有有無(wú)化能自養(yǎng)有有無(wú)