【正文】 對(duì)穩(wěn)定期到來(lái)的原因進(jìn)行研究，還促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)和研究。（4）衰亡期 概括說(shuō)：整個(gè)群體呈現(xiàn)出負(fù)生長(zhǎng)A、特點(diǎn): ①個(gè)體死亡的速度超過(guò)新生的速度； ②細(xì)胞形態(tài)多樣,部分自溶； ③產(chǎn)生或釋放抗生素等次生代謝產(chǎn)物；芽孢釋放B、產(chǎn)生衰亡期的原因: 主要是外界環(huán)境對(duì)繼續(xù)生長(zhǎng)越來(lái)越不利，從而引起細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過(guò)合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體死亡。 (三)絲狀微生物的群體生長(zhǎng)絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種，在液體培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng)，菌絲體通過(guò)斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)?？梢杂镁z干重作為衡量生長(zhǎng)的指標(biāo)，即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制生長(zhǎng)曲線。第二節(jié) 微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件微生物與所處的環(huán)境之間具有復(fù)雜的相互影響和相互作用：一方面，各種各樣的環(huán)境因素對(duì)微生物的生長(zhǎng)和繁殖有影響；另一方面，微生物生長(zhǎng)繁殖也會(huì)影響和改變環(huán)境。研究環(huán)境因素與微生物之間的關(guān)系，可以通過(guò)控制環(huán)境條件來(lái)利用微生物有益的一面，同時(shí)防止它有害的一面。從微生物整體來(lái)看：生長(zhǎng)的溫度范圍一般在12℃～100 ℃極端下限為30℃，極端上限為105～300℃。但對(duì)于特定的某一種微生物：只能在一定溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)，在這個(gè)范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長(zhǎng)溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最高生長(zhǎng)溫度。微生物生命活動(dòng)能改變外界環(huán)境pH，如為了維持培養(yǎng)基pH的相對(duì)恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑、備用堿，或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。(三) 氧根據(jù)氧與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系可將微生物分為微生物類型最適生長(zhǎng)的O2體積分?jǐn)?shù)好氧等于或大于20％微好氧2％～lO％耐氧型2％以下兼性厭氧有氧或無(wú)氧專性厭氧不需要氧、有氧時(shí)死亡氧對(duì)于好氧微生物生長(zhǎng)雖然可以通過(guò)好氧呼吸產(chǎn)生更多的能量，滿足機(jī)體的生長(zhǎng)需要，但另一方面，氧對(duì)一切生物都會(huì)使其產(chǎn)生有毒害作用的代謝產(chǎn)物，如超氧基化合物與H2O2，這兩種代謝產(chǎn)物互相作用還會(huì)產(chǎn)生毒性很強(qiáng)的自由基OH.。 自由基是一種強(qiáng)氧化劑，它與生物大分子互相作用，可導(dǎo)致產(chǎn)生生物分子自由基，從而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損傷或突變作用，直至死亡。氧之所以對(duì)專性厭氧微生物以外的其他四種類型微生物不產(chǎn)生致死作用，是因?yàn)樗鼈兙哂谐趸锲缁?，可催化起氧化基化合物分解，最終分解成水。 第二節(jié) 微生物的分離與純培養(yǎng) 一、微生物的純培養(yǎng)概念： 含有一種以上微生物的培養(yǎng)稱作混合培養(yǎng)。 微生物學(xué)中將在實(shí)驗(yàn)條件下從一個(gè)單細(xì)胞或一種細(xì)胞群繁殖得到的后代稱為純培養(yǎng)。得到純培養(yǎng)的過(guò)程稱為分離純化。 在分離、轉(zhuǎn)接及培養(yǎng)純培養(yǎng)物時(shí)防止其被其他微生物污染的技術(shù)稱為無(wú)菌技術(shù)。獲得微生物純培養(yǎng)的方法:平板劃線分離法 稀釋倒平板法(涂布平板法 ) 單孢子或單細(xì)胞分離法 利用選擇性培養(yǎng)基分離法 : 用接種環(huán)以無(wú)菌操作沾取少許待分離的材料，在無(wú)菌平板表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線 ，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。 細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)特性1．只沿穿刺線生長(zhǎng) 2. 沿穿刺線擴(kuò)散生長(zhǎng) 采用顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)的方法。該方法要在顯微鏡下進(jìn)行。 毛細(xì)管法：用毛細(xì)管提取微生物個(gè)體，適合于較大微生物。 顯微操作儀：用顯微針、鉤、環(huán)等挑取單個(gè)細(xì)胞或孢子以獲得純培養(yǎng)。 小液滴法：將經(jīng)過(guò)適當(dāng)稀釋后的樣品制成小液滴，在顯微鏡下選取只含一個(gè)細(xì)胞的液滴來(lái)進(jìn)行純培養(yǎng)物的分離。 各種微生物對(duì)不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長(zhǎng)的選擇培養(yǎng)基，用它來(lái)培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。 微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法應(yīng)用范圍稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛平皿劃線法方法簡(jiǎn)便，多用于分離細(xì)菌單細(xì)胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊的二、微生物的培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)是在研究典型生長(zhǎng)曲線的基礎(chǔ)上，通過(guò)認(rèn)識(shí)穩(wěn)定期到來(lái)的原因，并采取相應(yīng)的有效措施而實(shí)現(xiàn)的。具體地說(shuō)，當(dāng)微生物以單批培養(yǎng)的方式培養(yǎng)到指數(shù)期的后期時(shí)，一方面以一定速度連續(xù)流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基，并立即攪拌均勻；另一方面，利用溢流的方式，以同樣的流速不斷流出培養(yǎng)物。這樣，培養(yǎng)物就達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中的微生物可長(zhǎng)期保持在指數(shù)期的平衡生長(zhǎng)狀態(tài)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率上。A、實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)的基本原則： ①不斷補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ②同速率移出培養(yǎng)物B、兩種連續(xù)培養(yǎng)器： ①恒濁器 ②恒化器培養(yǎng)基配制好后，為什么必須立即滅菌？如何檢查滅菌后的培養(yǎng)基是無(wú)菌的？若不能及時(shí)滅菌應(yīng)如何處理？答：為防止培養(yǎng)基中微生物生長(zhǎng)繁殖而消耗養(yǎng)分，改變培養(yǎng)基的成分和酸堿度，帶來(lái)不利影響，配制好的培養(yǎng)基必須立即滅菌。 將滅菌培養(yǎng)基放入37℃溫箱中培養(yǎng)24～28小時(shí)，以檢查滅菌是否徹底。如果來(lái)不及滅菌，應(yīng)暫存冰箱內(nèi)。（1）恒濁器概念：通過(guò)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。原理：通過(guò)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來(lái)維持菌濃度不變,即濁度不變。主要采用光電控制系統(tǒng)，當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。特點(diǎn)：基質(zhì)過(guò)量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長(zhǎng)，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長(zhǎng)相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。（2）恒化器概念：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細(xì)菌生長(zhǎng)速率恒定的方法。 原理：通過(guò)控制某一種營(yíng)養(yǎng)物濃度（如碳源、氮源、生長(zhǎng)因子等） ，使其始終成為生長(zhǎng)限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率條件下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。特點(diǎn)：維持營(yíng)養(yǎng)成分的亞適量，控制微生物生長(zhǎng)速率。菌體生長(zhǎng)速率恒定，菌體均一，密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。應(yīng)用范圍：實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究連續(xù)發(fā)酵概念：連續(xù)培養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，相對(duì)于單批發(fā)酵而言。優(yōu)點(diǎn)：l 高效：簡(jiǎn)化了操作——裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作；l 自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動(dòng)控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；l 節(jié)約大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。缺點(diǎn)：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營(yíng)養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。 連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月～1年。四、同步培養(yǎng) 同步培養(yǎng)(synchronous culture)：是一種培養(yǎng)方法，它能使群體中不同步的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成能同時(shí)進(jìn)行生長(zhǎng)或分裂的群體細(xì)胞。 同步生長(zhǎng)：以同步培養(yǎng)方法使群體細(xì)胞能處于同一生長(zhǎng)階段，并同時(shí)進(jìn)行分裂的生長(zhǎng)方式。同步培養(yǎng)物常被用來(lái)研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種理想的材料。 離心方法 機(jī)械方法 過(guò)濾分離法同步培養(yǎng)方法 硝酸纖維素濾膜法 溫度 環(huán)境條件控制技術(shù) 培養(yǎng)基成份控制 光照和黑暗交替培養(yǎng) 治標(biāo) 過(guò)酸時(shí)，加入NaOH、Na2CO3等堿液中和 過(guò)堿時(shí)，加入H2SOHCl等酸液中和pH調(diào)節(jié) 過(guò)酸時(shí) 加適當(dāng)?shù)矗杭幽蛩?、NaNONH4OH或蛋白質(zhì)等 治本 提高通氣量 加適當(dāng)碳源：加糖、乳酸、醋酸、檸檬酸或油脂等 過(guò)堿時(shí) 降低通氣量第 七 章 微生物的遺傳變異和菌種保藏幾個(gè)基本概念遺傳：親代與子代相似的現(xiàn)象變異：親代與子代、子代間不同個(gè)體不完全相同遺傳型：生物的全部遺傳因子所攜帶的遺傳信息表型：某一生物體所具有的外表特征和內(nèi)在特征的總和，是遺傳型在合適環(huán)境下的具體表現(xiàn)。表型是由遺傳型所決定，但也和環(huán)境有關(guān)。微生物是遺傳學(xué)研究中的明星：252。 微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，營(yíng)養(yǎng)體一般為單倍體，方便建立純系。252。 很多常見微生物都易于人工培養(yǎng)，快速、大量生長(zhǎng)繁殖。252。 物種和代謝類型多樣252。 對(duì)環(huán)境因素的作用敏感，易于獲得各類突變株，操作性強(qiáng)。第一節(jié) 微生物的遺傳一、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)（一）三個(gè)證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體感染實(shí)驗(yàn)植物病毒重建實(shí)驗(yàn)原核生物的質(zhì)粒質(zhì)粒（plasmid）：一種獨(dú)立于染色體外，能進(jìn)行自主復(fù)制的細(xì)胞質(zhì)遺傳因子，主要存在于各種微生物細(xì)胞中。 質(zhì)粒所含的基因?qū)λ拗骷?xì)胞一般是非必需的；在某些特殊條件下，質(zhì)粒有時(shí)能賦予宿主細(xì)胞以特殊的機(jī)能，從而使宿主得到生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。質(zhì)粒的主要種類致育因子（F質(zhì)粒）抗藥因子（R質(zhì)粒）產(chǎn)大腸菌素因子（Col質(zhì)粒）二、DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制三、基因突變與誘變育種（一）基因突變 一個(gè)基因內(nèi)部遺傳結(jié)構(gòu)或DNA序列的任何改變、可遺傳、自發(fā)或誘變產(chǎn)生基因突變 狹義：點(diǎn)突變廣義：基因突變和染色體畸變野生型（原始性狀） 基因突變 突變型（新性狀）基因突變的特點(diǎn) 自發(fā)性不對(duì)應(yīng)性稀有性 獨(dú)立性 可誘變性 穩(wěn)定性可逆性 物理因素 紫外線,激光,離子束,X射線,r射線,快中子誘變劑 化學(xué)因素 烷化劑,堿基類似物,吖啶化合物誘變劑的共性原則：化學(xué)藥劑對(duì)細(xì)菌的誘變率與其對(duì)動(dòng)物的致癌性成正比超過(guò)95%的致癌物質(zhì)對(duì)微生物有誘變作用90%以上的非致癌物質(zhì)對(duì)微生物沒有誘（三）基因工程定義：在基因水平上，改造遺傳物質(zhì)，從而使物種發(fā)生變異，創(chuàng)建出具有某種穩(wěn)定新性狀的生物新品系。特點(diǎn)：可設(shè)計(jì)性、穩(wěn)定性、遠(yuǎn)緣性、風(fēng)險(xiǎn)性第三節(jié) 菌種保藏與復(fù)壯一、菌種保藏影響微生物菌種穩(wěn)定性的因素： a）變異；b）污染； c）死亡菌種保藏的目的：使之不混亂、不死亡、不污染，并穩(wěn)定保持其原有特性以供研究、生產(chǎn)、交換之用。菌種保藏的原理：基本原則：挑選典型菌種的優(yōu)良純種；盡量使用其孢子、芽孢等休眠體；創(chuàng)造有利于休眠的保藏環(huán)境（如干燥、低溫、缺氧等）；盡可能多的采用不同的手段保藏一些比較重要的微生物菌株。二、菌種的衰退與復(fù)壯衰退：群體中退化個(gè)體在數(shù)量上占一定比例后，表現(xiàn)出菌種生產(chǎn)性能下降或優(yōu)良性狀喪失的現(xiàn)象。菌種衰退的表現(xiàn)：菌種衰退的原因：大量群體中的自發(fā)突變防止衰退的措施1）減少傳代次數(shù)；2）利用單核體傳代；3）創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件；4）采用有效的菌種保藏方法。（二）菌種的復(fù)壯n 狹義的復(fù)壯－－消極的措施 是指在菌種已經(jīng)發(fā)生衰退的情況下，通過(guò)純種分離和測(cè)定典型性狀、生產(chǎn)性能等指標(biāo)，從已衰退的群體中篩選出少數(shù)尚未退化的個(gè)體，以達(dá)到恢復(fù)原菌株固有性狀的相應(yīng)措施。n 廣義的復(fù)壯－－積極的措施 是指在菌種的典型特征或生產(chǎn)性狀尚未衰退前，就經(jīng)常有意識(shí)地采取純種分離和生產(chǎn)性狀測(cè)定工作，以期從中選擇到自發(fā)的正突變個(gè)體。菌種復(fù)壯的主要方法純種分離法通過(guò)純種分離,可將衰退菌種細(xì)胞群體中一部分仍保持原有典型性狀的沒有發(fā)生變異的單細(xì)胞分離出來(lái),經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)，就可恢復(fù)原菌株的典型性狀方法 菌落純或菌種純（較粗放） 細(xì)胞純或菌株純（較精細(xì)）l 宿主體內(nèi)復(fù)壯法 對(duì)于寄生性微生物的衰退菌株，可通過(guò)接種到相應(yīng)昆蟲或動(dòng)植物宿主體內(nèi)來(lái)提高菌株的毒性，恢復(fù)其原來(lái)的性狀。 l 淘汰法 將衰退菌種進(jìn)行一定的處理（如藥物、低溫、高溫等），往往可以起到淘汰已衰退個(gè)體而達(dá)到復(fù)壯的目的。l 遺傳育種法 把退化的菌種重新進(jìn)行遺傳育種，從中再選出高產(chǎn)而不易退化的穩(wěn)定性較好的生產(chǎn)菌種。 菌種的復(fù)壯：1）從衰退的菌種群體中把少數(shù)個(gè)體再找出來(lái)，重新獲得具有原有典型性狀的菌種。 a）純種分離； b）通過(guò)寄主體進(jìn)行復(fù)壯；2）有意識(shí)地利用微生物會(huì)發(fā)生自發(fā)突變的特性，在日常的菌種維護(hù)工作中不斷篩選“正變”個(gè)體。轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：供體菌中任何部位的基因都能被某一噬菌體攜帶并傳遞給受體菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)。局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：通過(guò)某些部分缺陷的溫和噬菌體將供體菌的少數(shù)特定基因攜帶至受體菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)。 生活態(tài) 培養(yǎng)基傳代培養(yǎng)（斜面、平板）基本方法 寄主傳代培養(yǎng) 低溫（液氮、低溫冰箱） 休眠態(tài) 干燥（沙土管、真空干燥）第 八 章 感染與免疫第一節(jié) 感染與免疫一、感染與免疫（一）感染的發(fā)生病原體 進(jìn)化過(guò)程中達(dá)到互 共生狀態(tài)（相對(duì)平衡） 之間相互作用 相適應(yīng)互不損害的人 體 免疫功能低機(jī)械損傷 平衡打破