【正文】 ①毒力又稱致病力：表示病原體致病能力的強弱，包括侵襲力和毒素兩方面。病原體：凡能引起傳染病的各種微生物和其他生物（如寄生蟲、節(jié)肢動物等）均稱為病原體（或病原菌）。這一過程分三個階段：①水解階段；②產(chǎn)酸階段；③產(chǎn)氣階段。沼氣又稱生物氣，主要成分為甲烷，另有少量HN2和CO2。（3）產(chǎn)能型污水處理裝置——厭氧消化器厭氧消化法即沼氣發(fā)酵，能克服上述方法中的不足（如二次污染，對BOD5﹥1000mg/L的有機廢水處理能力差，要消耗大量動力等），還能產(chǎn)生大量的生物能——沼氣。（2）耗能型污水處理裝置——活性污泥法、生物膜法活性污泥指一種由活細(xì)菌、原生動物和其他微生物群聚集在一起組成的凝絮團(tuán)，在污水處理中具有很強的吸附、分解有機物或毒物的能力。（3）TOD：即總需氧量，指污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機物）高溫下燃燒變成穩(wěn)定氧化物時所需的氧量。BOD5數(shù)值越大表示污染越嚴(yán)重。與污水處理有關(guān)的幾個名詞：（1）BOD5：即生化需氧量或生化耗氧量或生物需氧量。水華和赤潮就是由于富營養(yǎng)化而引起的。磷素循環(huán)主要分為3個環(huán)節(jié)：不溶性無機磷的可溶化、可溶性無機磷的有機化、有機磷的礦化。細(xì)菌瀝濾是利用化能自養(yǎng)細(xì)菌對礦物中的硫或硫化物進(jìn)行氧化，使產(chǎn)生酸性浸礦劑。由上述可知：①硝酸鹽同化作用過程中包括銨鹽同化作用；②反硝化作用（廣義的）包括異化性硝酸鹽還原作用。2．氮素循環(huán)（1）氮元素在自然界中的存在形式：銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、有機含氮物和大氣中的游離氮氣。常見實例：①制作泡菜過程中，乳酸菌產(chǎn)生乳酸抑制腐敗菌的生長；②微生物產(chǎn)生抗生素抑制殺死他種微生物。3．寄生：一般指一種小型生物生活在另一種較大型微生物的體內(nèi)或體表，從中獲得營養(yǎng)和進(jìn)行生長繁殖，同時使后者蒙受損害，甚至被殺死的現(xiàn)象。2．共生：兩種生物共居在一起，相互分工合作、相依為命，互相依賴，甚至達(dá)到合二為一的關(guān)系。二、微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系1．互生：是指兩種可獨立生活的生物，生活在一起時，它們各自的生命活動可以互為對方創(chuàng)造有利的生活條件。厭氧菌是腸道正常菌群的主體。6．人體的正常菌群人體共有五大微生態(tài)系統(tǒng)，即消化道、呼吸道、泌尿生殖道、口腔和皮膚。（6）嗜壓微生物必須生長在高靜水壓環(huán)境中的微生物。（4）嗜堿微生物能專生活在PH10～11的堿性條件下而不能生活在中性條件下的微生物。但嗜酸菌的細(xì)胞內(nèi)PH能接近中性，各種酶的最適PH也在中性附近。嗜冷菌是低溫保藏食品發(fā)生腐敗的主要原因。（2）嗜冷微生物嗜冷微生物的最高生長溫度低于20℃。嗜熱菌的耐熱機制在于它們的細(xì)胞膜中富含飽和脂肪酸（保證高溫中膜的流動性），并且酶分子tRNA和DNA分子具有高度熱穩(wěn)定性。腐蝕：硫酸鹽還原細(xì)菌、鐵細(xì)菌或硫細(xì)菌引起的金屬材料的侵蝕、破壞性劣化。腐朽：好氧微生物酶解有機質(zhì)使其劣化的現(xiàn)象。3．空氣中的微生物空氣并不具微生物生長繁殖的條件，但環(huán)境污染后的塵埃、微粒等可帶有大量的微生物。2．水體中的微生物 清水型水生微生物：以自養(yǎng)型為主淡水型水體微生物 腐敗型水生微生物：以腐生型為主海水型水體微生物：多為嗜鹽菌，越接近海岸，菌數(shù)越多流水不腐的實質(zhì)：主要是生物學(xué)和生物化學(xué)的作用，包括好氧菌對有機物的降解作用，原生動物對細(xì)菌的吞噬作用，噬菌體對宿主的裂解作用，藻類對無機元素的吸收作用，以及浮游動物和一系列原生動物通過食物鏈對有機物的攝取和濃縮作用等；當(dāng)然也有物理性的沉降、擴散、稀釋作用和化學(xué)性的氧化作用。第八章 微生物的生態(tài)一、微生物在自然界中的分布1．土壤中的微生物：細(xì)菌﹥放線菌﹥霉菌﹥酵母菌﹥藻類﹥原生生物。3．菌種的保藏干燥和低溫是菌種保藏中的最重要因素。2．復(fù)壯；狹義的復(fù)壯指從已發(fā)生衰退的菌種中篩選出少數(shù)尚未退化的個體；廣義的復(fù)壯指在菌種的典型特征或生產(chǎn)性狀尚未衰退前，就采取純種分離和性狀測定，以期從中選擇到自發(fā)的正變個體。六、基因工程七、菌種的衰退、復(fù)壯和保藏衰退：是指由于自發(fā)突變的結(jié)果，而使某物種原來一系列生物學(xué)性狀發(fā)生量變或質(zhì)變的現(xiàn)象。五、真核微生物的基因重組1．有性雜交：兩個不同性別的單倍體細(xì)胞進(jìn)行接合，核融合后進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生具有新遺傳性狀的單倍體后代。F—菌株（雌性菌株）：不含F(xiàn)因子，無性菌毛。（2）四種菌株：F+菌株（雄性菌株）：有游離的F因子，有2～3根性菌毛；Hfr菌株（雄性菌株）：有與染色體特定位點相整合的F因子，與F—菌株接合后發(fā)生重組頻率高，故稱高頻重組菌株。局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)又分為低頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)和高頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)。普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)又分為完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)和流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)。轉(zhuǎn)導(dǎo)分為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（1）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：是由完全缺陷噬菌體將供體菌染色體的任何DNA片斷轉(zhuǎn)移到受體菌中，并發(fā)生基因重組。轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)染在實質(zhì)上不相同。轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)是離體的DNA片斷，dsDNA和ssDNA都可，但只有ssDNA形式的轉(zhuǎn)化因子才能進(jìn)入細(xì)胞。四、基因重組和雜交育種細(xì)菌基因重組主要有四種方式：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合和細(xì)胞融合。his—）基本培養(yǎng)基平板的中央。②將濾紙片放置于涂布有鼠傷寒沙門氏菌組氨酸缺陷型（S④紫外線：形成胸腺二聚體，使DNA受到損傷（可通過光復(fù)活作用、暗修復(fù)作用得到修復(fù)）。②堿基修飾劑：可引起置換，如HNO2。思考題：影印培養(yǎng)平板法比變量實驗和涂布實驗更優(yōu)越的地方是什么？這三個實驗?zāi)茏C明基因突變具自發(fā)性，能肯定證明抗性環(huán)境無誘導(dǎo)作用嗎？4．基因突變及其機制（1）了解常見概念：誘變、自發(fā)突變、點突變、畸變、轉(zhuǎn)換、缺失、添加、易位、倒位、移碼突變、堿基置換。④重復(fù)以上步驟②這樣通過挑取抗性菌落、接種斜面、重新涂布、重新影印等一系列過程，即可通過圖中的1→2→4→5→6→8→9→10→12等根本不接觸鏈霉素的步驟，便可獲得大量的抗鏈霉素突變株。coli K12細(xì)胞涂布在不含鏈霉素的平板1表面，培養(yǎng)后長出密集的小菌落。結(jié)論：抗性突變是發(fā)生在未接觸噬菌體之前，噬菌體只起甄別作用，而不是誘導(dǎo)突變的因素。結(jié)果：在涂布過的一組中共長出抗性菌落353個，未涂布過的一組中僅為28個抗性菌落。（另6個不涂布），12個平板同時噴上等量T1噬菌體。②培養(yǎng)：在5h培養(yǎng)后（），平板上長出了大量的微菌落（每一菌落約含5100個細(xì)菌）。（2）Newbe的涂布實驗步驟：①取材：選用對T1噬菌體敏感的E這一自發(fā)突變發(fā)生得越早，則抗性菌落出現(xiàn)得越多，反之則越少。分析：E④培養(yǎng)并計數(shù)：培養(yǎng)后，分別計算每個培養(yǎng)皿上產(chǎn)生的抗性菌落數(shù)。③倒平板、加T1噬菌體：把甲管的50支菌液分別倒在50個平板上，乙管的菌液則隨機地分成50份加到平板上。coli對數(shù)期培養(yǎng)物，稀釋至濃度為103/mL的懸液；②分裝并保溫：分裝在甲、乙兩試管內(nèi)，各裝10mL。從1943年起，3個著名的實驗證明了：在接觸抗性因子之前便已出現(xiàn)了抗性菌落。3．基因突變自發(fā)性和不對應(yīng)性的實驗證明人們通常認(rèn)為，某種細(xì)菌從對藥物敏感到產(chǎn)生抗藥性是由于藥物長期作用于細(xì)菌的結(jié)果。三、基因突變和誘變育種1． 突變類型：選擇性突變株：營養(yǎng)缺陷型、抗性突變型、條件致死突變型非選擇性突變株：形態(tài)突變株、抗原突變株、產(chǎn)量突變株突變率：某一細(xì)胞（或病毒粒）在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。④Ti質(zhì)粒：植物基因工程中使用最廣效果最佳的克隆載體。R質(zhì)粒對傳染病防治有極大的危害，但也可作為目的基因載體。其上有轉(zhuǎn)座因子，整合到宿主核染色體上的一定部位，導(dǎo)致Hfr菌株的產(chǎn)生。含有與質(zhì)粒復(fù)制和轉(zhuǎn)移有關(guān)的許多基因。（4）典型質(zhì)粒簡介①F因子：是E③攜帶有特殊基因（如抗藥基因、固氮基因等）；④能獨立復(fù)制（分嚴(yán)緊型復(fù)制控制和松弛型復(fù)制控制）；⑤受吖啶類染料、紫外線、利福平等因子處理時，會發(fā)生質(zhì)粒消除現(xiàn)象；⑥具整合與脫離功能（此時的質(zhì)粒特稱附加體）；⑦質(zhì)粒具重組的功能（質(zhì)粒與質(zhì)粒間，質(zhì)粒與核染色體間發(fā)生基因重組）。2．原核生物的質(zhì)粒（1）定義：凡游離于原核生物核基因組以外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀的dsDNA分子，即cccDNA，稱為質(zhì)粒。二、遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)存在的部位和方式1．7個水平：細(xì)胞水平、細(xì)胞核水平、染色體水平、核酸水平、基因水平、密碼子水平、核苷酸水平。Chase的噬菌體感染實驗證實了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。DGriffith的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗說明加熱殺死的S型菌含有使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的轉(zhuǎn)化因子。纈氨霉素可作為K+的離子載體?？姑顾谹是呼吸鏈的電子傳遞系統(tǒng)的抑制劑，抑制Cytb和Cytc1之間的電子傳遞。放線菌素D也可抑制DNA的復(fù)制，機理是能夠插入雙鏈的堿基對之間使DNA成為劣質(zhì)模板。常見抗生素列表如下：名稱作用機制作用后果作用范圍萬古霉素抑制糖肽聚合物延長阻止肽聚糖合成G+、G—青霉素抑制肽尾與肽橋間的轉(zhuǎn)肽作用阻止糖肽鏈的交聯(lián)G+頭孢霉素同上同上G+、G—鏈霉素與30S核糖體結(jié)合促進(jìn)錯譯，抑制肽鏈的延伸G—新霉素同上同上G—四環(huán)素同上抑制氨基酰tRNA與核糖體結(jié)合G+、G—、立克次氏體、衣原體氯霉素與50S核糖體結(jié)合抑制肽基轉(zhuǎn)移酶同上紅霉素同上引起構(gòu)象改變，抑制蛋白質(zhì)合成抑制移位反應(yīng)G+放線菌素D與DNA中的鳥嘌呤結(jié)合阻止依賴于DNA的RNA合成真核和原核轉(zhuǎn)錄抑制利福平RNA聚合酶的抑制劑阻止RNA合成的起始原核生物利福霉素RNA聚合酶的抑制劑阻止RNA合成的起始原核生物氯霉素抑制細(xì)菌50s核糖體單位的肽基轉(zhuǎn)移酶，氯霉素還可阻斷線粒體中的翻譯過程。PABA是四氫葉酸的一個組分，磺胺會抑制那些合成葉酸的細(xì)菌使其無法合成葉酸，于是生長受抑制，從而達(dá)到抑菌的效果，另外三甲基芐二氨嘧啶（TMP）是一種磺胺增效劑。（2）磺胺類藥物的抗菌機理磺胺是在青霉素之前治療細(xì)菌性傳染病的最有效的化學(xué)治療劑，磺胺不是抗生素，而是一種抗代謝藥物。cc（1）表面消毒劑：～%CuSO3～5%石炭酸、70～75%乙醇、%～105%甲醛、%KMnO3%H2O2（雙氧水）、～、%碘酒、2～4%龍膽紫。見《讀者》2005年第23期——《牛奶的幸福之路》）6．影響加壓蒸汽滅菌效果的因素：①滅菌物體含菌量；②滅菌鍋內(nèi)空氣排除程度（達(dá)到無冷空氣，只有純水蒸汽）；③滅菌對象的PH；④滅菌對象的體積；⑤加熱與散熱速度。HTST用于牛奶消毒只要72℃下保持15s，但保存的時間為三天左右。巴氏消毒法又分為低溫維持法（LTH）和高溫瞬時法（HTST）。（2）濕熱滅菌法：比干熱滅菌法更有效，原因是：①濕熱蒸汽透射力強，傳熱快；②破壞氫鍵，使蛋白質(zhì)變性。5． 高溫殺菌的常用方法（1）干熱滅菌法：干熱滅菌的原理是使細(xì)胞膜破壞、蛋白質(zhì)變性和原生質(zhì)干燥、細(xì)胞成分氧化變質(zhì)。用福爾馬林（即甲醛溶液）處理實驗材料，則屬于殺菌，當(dāng)然材料也不會腐敗。3． 防腐：完全抑制霉腐微生物的生長繁殖，并未殺死微生物。2． 消毒：部分殺滅細(xì)菌，一般指僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的病原菌，而對被消毒的物體基本無害。 五、有害微生物的控制1．滅菌：采用強烈的理化因素，使所有微生物喪失生長繁殖能力的措施。用曲釀酒為我國勞動人民的首創(chuàng)，可與四大發(fā)明相比美。C/N低的培養(yǎng)基（如培養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基）經(jīng)培養(yǎng)后PH會上升，是因為形成了堿等，可加H2SOHCl、糖、乳酸、醋酸、檸檬酸、降低通氣量等加以調(diào)節(jié)。雖然微生物外環(huán)境中PH變化很大，但細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的PH卻極其穩(wěn)定，接近于中性。友情提示：SOD由于有利于抗衰老而備受人們關(guān)注。專性厭氧菌雖無呼吸鏈，但有氧時依然會產(chǎn)生O2—，又缺乏SOD過氧化氫酶（過氧化物酶當(dāng)然也缺乏）。好氧菌都有呼吸鏈，當(dāng)然都有細(xì)胞色素氧化酶，可通過有氧呼吸獲取大量能量，也會產(chǎn)生 O2—，這些細(xì)胞內(nèi)同時又含有超氧化物岐化酶（SOD）和過氧化氫酶，可通過 O2— →H2O2→O2+H2O這一途徑解除O2—的毒害。三、影響微生物生長的主要因素1．溫度生長溫度三基點：最低生長溫度、最適生長溫度和最高生長溫度。次生代謝產(chǎn)物穩(wěn)定期開始合成，衰亡期大量合成；芽孢在穩(wěn)定期開始形成，衰亡期則釋放。穩(wěn)定期是生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期；也是對維生素、堿基、氨基酸等進(jìn)行生物測定的最佳測定時期。（3）穩(wěn)定期（恒定期，最高生長期）特點：①R=0（并不能說沒有繁殖，而是新繁殖數(shù)=衰亡數(shù)）；②菌體產(chǎn)量最高；③開始貯存糖原、異染顆粒和脂肪等貯藏物；④開始形成芽孢；⑤開始合成抗生素等次生代謝產(chǎn)物。影響指數(shù)期代謝時間的因素：①菌種；②營養(yǎng)成分（營養(yǎng)物豐富的代時短）；③營養(yǎng)物濃度：營養(yǎng)物濃度較低時可影響生長速率和最大收獲量（該營養(yǎng)物為生長限制因子），營養(yǎng)物濃度高時，只影響最大收獲量，而不影響生長速率；④培養(yǎng)溫度。延滯期的出現(xiàn)可能是暫時缺酶（特別是誘導(dǎo)酶）或中間代謝產(chǎn)物。（從教材P153圖61的兩條曲線分析四個時期的特點）（1）延滯期（又稱停滯期、調(diào)整期或適應(yīng)期）本期特點為：①生長速率常數(shù)R為0（因此期細(xì)胞未繁殖）；②細(xì)胞形態(tài)變大或增大；③RNA尤其是rRNA含量增高；④合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶（視培養(yǎng)條件而定）；⑤對外界不良條件敏感。同步生長的細(xì)菌，在培養(yǎng)過程中會很快喪失其同步性。二、微生物的生長規(guī)律1．同步生長：通過同步培養(yǎng)而使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)，就稱同步生長。缺點是：a、技術(shù)要求高；b、對嚴(yán)格厭氧菌的計數(shù)不適用。③液體稀釋法：對未知的菌樣作連續(xù)的10倍梯度稀釋，取適宜3個連續(xù)稀釋液各5mL分別各分裝入5個（共15個）裝由培養(yǎng)液的試管中，培養(yǎng)后，記錄每個稀釋度（已培養(yǎng)5管）出現(xiàn)生長的試管數(shù)，查MPN表，根據(jù)樣品的稀釋倍數(shù)可計算出活菌含量。②血球計數(shù)板法：此法常用，在實驗考試中?？迹笸瑢W(xué)們必須掌握。直接