微生物复习.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流微生物复习.精品文档.生物圈：地球上的所有生物及其赖以生存和发展的环境。 生态系统：生物群落与其无机环境相结合、相作用、相调控而成的动态系统 群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的连锁而构成相依赖、相制约的生物集团。 种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁殖集团，与同种别地的种群有隔离、有界限。 土壤是微生物的天然培养基：营养、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度条件都适于微生物生活 土壤中微生物数量的10倍系列递减规律：细菌>放线菌>霉菌>酵母菌>藻类>原生动物 微丝物对水生环境的营养要求分类：贫营养细菌、兼性贫营养细菌、富营养细菌。 贫营养指数：某水样中贫营养细菌占总菌数的百分比。 水体自净能力：污水中的微生物在污水环境中大量繁殖，逐渐把水中的有机物分解成简单的无机物，同时它们的数量随之减少，污水也就逐步净化变清。 流水不腐：物理作用稀释、沉降、吸附等；生物学和生物化学作用如好氧细菌对有机物的分解作用。结果水中有机物含量降低 海洋型水体微生物特点：嗜盐；低温生长；大多数为革兰氏阴性细菌，并具有运动能力；耐高压。 空气中微生物：无原生的微生物区系；来源于土壤、水体及人类生产、生活活动；种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；数量取决于尘埃数量；停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关；与人类关系。 人体的正常菌群：生活在健康动物各部位、数量大、种类较稳定、一般能发挥有益作用的微生物种群。对机体作用：排阻、抑制外来病菌；提供若干维生素；产生若干酶类；一定程度的固氮作用；产生气体和粪臭物质微生态平衡：正常菌群与人体保持着一个十分和谐的平衡状态，在菌群内部各微生物间也相互制约，维持稳定、有序的相互关系。 条件致病菌：凡属正常菌群的微生物，由于机体防御性降低、生存部位的改变或因数量剧增等情况而引起疾病者。有次引起的感染为内源感染。 悉生动物：凡已认为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物。附生微生物：生活在植物地上部分表面，主要借植物外渗物质或分泌物质为营养的微生物，主要为叶面微生物。 根际微生物：根圈微生物，生活在根系邻近土壤，依赖根系的分泌物、外渗物和脱落细胞而生长，一般对植物发挥有益作用的正常菌群 研究微生物的意义：开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源；为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科许多领域的研究提供新的课题和材料；为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。 互生：两种可单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。例证：微生物之间-好气性自生固氮菌与纤维素分解细菌；微生物与植物-根际细菌与植物；人与正常菌群； 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、合二为一的及其紧密的一种相互关系。有互惠共生和偏利共生两种。例证：微生物间-地衣（某些子囊菌的真菌和单细胞的绿藻或蓝细菌）；微生物与植物-根瘤菌与植物（根瘤菌与豆科植物，弗兰克氏放线菌与非豆科植物），菌根真菌与植物；微生物与动物-微生物与昆虫，瘤胃微生物与反刍动物。 菌根：能够在一些植物的根上发育，菌丝体包围在根面上或侵入根内，形成两者共生体的一些真菌。分为外生菌根和内生菌根。 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或体表，从中取得营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。例证：微生物间-噬菌体与其宿主细菌，食菌蚔弧菌与细菌；微生物与动植物（细菌杀虫剂：Bt杀虫剂；真菌杀虫剂：白僵菌；病毒杀虫剂：各种病毒多角体） 拮抗：指由某种生物所产生的代谢产物可抑制他种微生物生长发育甚至杀死他们的一种相互关系。非特异性拮抗：乳酸菌与不耐酸细菌；特异拮抗：抗生菌与敏感菌 捕食：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的相互关系。微生物间-原生动物吞食细菌和藻类 大气中的CO2的蓄积：化石燃料的燃烧；微生物对动植物残体的分解；陆地和海洋中动植物的呼吸作用；碳酸盐和珊瑚礁的分解。 大气中CO2的利用：植物的光合作用；溶入水中转变为碳酸盐。 微生物在碳素循环中作用：将二氧化碳合成有机物；将含碳有机物分解为CO2。 氮的固定：工业固氮，大气固氮，微生物固氮 氮的释放：有机氮化物经微生物分解为NH3，再经硝化作用成硝酸根离子，再反硝化细菌成氮气。 微生物的氮循环中的作用：固氮作用；硝化作用；反硝化作用；氨化作用 维生物在S素循环中作用：分解含S有机物，释放出硫酸根离子和H2S；同化硫酸盐为含S有机物；氧化S、H2S和亚硫酸根离子为硫酸根离子；还原硫酸根离子为H2S或S。 微生物在P素循环中的作用：分解含P有机物，释放出磷酸根离子；同化磷酸盐为含P有机物；产生有机酸、硝酸、碳酸溶解土壤中难溶性P为可溶性P供植物吸收。遗传：上代将自己的一整套遗传因子传递给下一代的过程。是生物体的最基本属性之一，反映亲子间的关系。 遗传型：又称基因型，生物个体所含全部遗传因子、基因的总和，是遗传的信息库、潜力与可能性 表型：具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和 变异：与遗传相反的生物体最基本属性。是几率极低与较小范围内遗传型的改变、且可遗传。变异是由内外因作用所致遗传物质结构改变的结果。 饰变：不涉及遗传型改变的表型变化、饰变仅发生于转录、转译水平上群体同时发生同样的变化。不遗传、去饰变外因，即自行消失。 遗传与变异的关系：一对矛盾的两方面，若无遗传也无所谓变异，反之亦然。遗传及遗传物质结构是变异的物质基础，而变异是生命体在内外环境不断变迁中遗传物质进化与发展的原因，是生物体演化的原动力 三个经典实验：肺炎链球菌转化实验（动物实验+细菌培养实验+S型菌株细胞抽提液实验及离体条件下的转化实验；结论：S型细菌具有小鼠致死及使R型菌株转化为S型菌株的转化物）；噬菌体感染实验；植物病毒的重建实验 核酸在体内存在的七个水平：细胞水平、细胞核、染色体、核酸、基因、密码子和核苷酸水平 基因：存在与于生物体内，具有自主复制能力的遗传功能单位，即为一段特定排列顺序的核苷酸。顺反子：决定一条多肽链合成的一段核苷酸序列，一个顺反子内可有多个突变子（基因中可以产生突变的最小单位）和重组子（在发生性状重组时可交换的最小单位）。 基因组：指生物体中所有基因的总和；指单倍体细胞核内整套染色体所含的DNA分子所携带的全部基因。 基因组学：研究生物基因组的组成、组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学，是研究生物基因组和如何利用基因组的一门学问。 原核生物基因组特点：遗传信息的连续性；功能相关的结构基因组成操纵元结构；结构基因单拷贝及rRNA基因的多拷贝；基因组的重复序列少而短 真核生物基因组特点：基因组大；基因大部分积聚在细胞核内；细胞核内基因组DNA与组蛋白结合；最大特点是含有大量的重复序列；蛋白质编码基因往往以单拷贝形式存在，在功能相关的基因一般不以操纵元的形式存在；绝大多数编码蛋白质的结构基因是断裂基因，被不编码蛋白质的非功能DNA内含子所隔开；具有假基因；许多来源相同、结构相似、功能相关的基因组成基因家族。真核与原核生物基因组区别：真核指一个物种的单倍体染色体所含有的一整套基因，还包括线粒体的基因组，原核一般只有一个环状的DNA分子，其上所含的基因为一个基因组；原核微生物的染色体分子量较小，基因组含有大量单一序列，DNA序列仅有少量重复序列和基因，真核存在大量的非编码序列，包括内含子和外显子、重复DNA序列；原核的细胞中除了染色体以外，还有各种质粒和转座因子，真核除了核染色体外，还含有细胞器DNA；原核的DNA是裸露的，位于细胞中央，即拟核，真核有细胞核，DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。 质粒：cccDNA，游离于原核生物核基因组外，有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子。严密型（复制同和染色体同步）+松弛型（不同步）+转移型（可移动）+非转移型原核微生物质粒的七个特点：小型性；共闭性（共价、闭合、环状）；松紧性；整合性；重组性消除性（受内外因作用下消除之），转移性 F因子：又称致育因子或性因子，与细菌接合作用有关，含之则为雄性菌株，有性菌毛， R因子：又称转移性性抗药因子或R质粒，由相连的两个DNA片段组成，即RTF抗性转移因子和抗性决定因子，有松紧型和松弛型 Col因子：产大肠杆菌素因子。分两类：Col E1（无接合作用，松弛型，多拷贝）和Col 1b（结合转移功能，严密） Ti质粒：根癌土壤杆菌胞内所含的诱癌基因，是引起双子叶植物冠瘿瘤的致病因子。 巨大质粒：根瘤菌，有固氮基因。 降解性质粒：仅在假单胞菌中发现 可移动遗传因子：又称转座因子，是生物体细胞中一类能在DNA分子内和DNA分子间移动位置的DNA序列。 插入序列Is：只携带与其转座有关的基因，可编码特殊的酶和调节蛋白，不给予细菌以任何附加的表型特征。但其插入可干扰基因的正常读码序列，导致基因失活或引起突变。 转座子Tn：携带有能赋予宿主某种遗传特性的基因，主要是抗生素的抗性基因，比Is因子大，能在同一细胞内从一个质粒转至另一个质粒，也能转到细胞染色体或原噬菌体上。 Mu噬菌体：以大肠杆菌为宿主的温和性突变噬菌体，至今发现的 基因突变的特点：突然发生、由体内外未知或已知因素综合作用结果、可遗传 突变株的表型类型：选择性突变株（营养缺陷型、抗性突变型、条件致死突变型）+非选择性突变株（形态突变型、抗原突变型、产量突变型） 基因突变的特点：不对应、自发性、稀有性、独立性、稳定性、可诱性、可逆性 基因自发突变自发性和不对应性的实验证明：变量试验、涂布实验、影印平板试验 基因突变：受内外环境作用，大致分为自发突变+诱发突变；点突变（碱基置缺失、添加、易位、到位：转换、颠换+移码突变）+畸变 诱发突变：通过人为的方法，利用物理、化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段 碱基的置换：对染色体基因组来说，碱基置换仅是DNA结构的小损伤与微改变。 移码突变：由诱变剂所致的DNA分子中的一个或几个核苷酸的增加或缺失，从而使其后的密码子发生转录和转译的一类突变。 倒位与易位只涉及基因排列的改变而数目不变；重复与插入只导致基因排列和数目的双重改变；染色体畸变致突大于碱基置换的变异 自发突变的特点：突变机理相同；只是诱因不清；剂量不清不知；作用时期不晓；如何协同作用难明。 自发突变的机制：背景辐射和环境因素的综合；生物体自身有害代谢物的致变作用；在生物体内环境下DNA互变异构效应；DNA自我复制中的环出效应 UV致变机理：DNA相邻嘧啶间形成共价结合的嘧啶二聚体，使双链氢链作用变弱而扭曲变形，影响复制与配对，导致死亡、突变或自我修复等各异后果。 暗修复：即切除修复，用于修复因诱变受伤的DNA，与光无关 原核基因重组：转化（普遍）、转导（低等生物进化获取基因）、接合（细菌与放线菌）、原生质体融合 真核生物基因重组：有性杂交、准性杂交 基因转移：外源性的遗传物质由供菌体转入某受体菌细胞的过程。 重组：转移的基因用于受体菌DNA整合在一起，使受体菌获得供体菌的某些性状。重组是分子水平上的遗传基因的杂交，杂交是细胞水平上的概念，它包含重组，但重组则不限于杂交这一形式。 转化：受体菌自然或在人工技术作用下，直接摄取来自供体菌的游离DNA片段，并把它整合到自己的基因组中，从而获得部分新的遗传性状的基因转移过程。获得新遗传性状的受体菌为转化子。 条件：与进化中的亲缘相关及受体细胞的感受状态密不可分。 过程：吸附，酶切，吸收，配对，复制，分离 感受态：转化中受体细胞最容易接纳外源DNA片段的一种生理状态；出现于生长曲线中的指数期后期及稳定前期；环腺苷酸及钙离子影响最为明显。 感受态因子：一种细胞外蛋白，可与受体菌细胞表面的特异受体结合，结果激活细胞内一系列与转化有关的基因的表达，其中产生的自溶素使细胞表面的DNA结合蛋白和核酸酶裸露出来，以完成转化过程，不同细胞，表面DNA结合位点数不同。 转化因子：在转化过程中，转化的DNA片段称为转化因子。 转染：提取病毒核酸；创造条件使其感染宿主细胞；在宿主细胞内产生正常病毒粒子后代现象。与转化区别：三无无供体菌；无DNA间的配对、交换或整合；无转化子产生。 转导：以转导噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，通过交换与整合，使受体菌得到新的性状。或：经完全或部分缺陷噬菌体的媒介，将供体菌的小片段DNA携带至受体菌中，经配对、双交换后整合至供体菌内而获新的遗传性状的现象。获得新性状的重组细胞称为转导子。 感染复数：每一敏感细胞所能吸附的噬菌体数量。m.o.i 自外裂解：由于超m.o.i的外源噬菌体吸附而引起的、不能产生子代噬菌体的裂解。 噬菌体裂解第一个宿主：包入的完全是噬菌体的DNA（正常噬菌体）；完全是细菌DNA（完全缺陷噬菌体）；部分带有噬菌体基因的DNA（部分缺陷噬菌体） 普遍转导：通过少数完全缺陷噬菌体对供体菌任何DNA小片段的“误包”而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象。完全转导（外源性DNA与受体菌的染色体整合，并随染色体而传代）+流产转导（外源性DNA片段游离在胞质中，既不能与受体菌染色体整合，也不能自身复制。） 菌中获得表达的转导现象。 局限转导：部分缺陷温和噬菌体将供体菌少量特定基因携带到。 转导特点：仅转导供体菌少量特定基因；该特定基因由部分缺陷温和噬菌体携带；部分缺陷温和噬菌体是由于误切所致；故频率很低；局限转导噬菌体的产生要通过UV等因素对溶源菌的诱导并引起裂解后才产生。低频转导（LET，温和噬菌体感染受体菌后溶源化且获得免疫性，当诱导而发生裂解时极少发生不正常切割而成部分缺陷噬菌体且带少量供体特殊基因。）+高频转导（HET，即带有部分缺陷噬菌体和完整噬菌体的双重溶源菌，当其受诱导而裂解时，可释放出50%整噬菌体和50%部分缺陷噬菌体，用此裂解物去感染受体菌，则可形成一半的转到子。） 双重溶源菌：两个噬菌体同时整合在一个受菌体的核染色体组上，即成为双重溶源菌。经诱导可在受体细胞内两噬菌体同时增殖而产生HFT裂解物。 溶源转变：温和噬菌体感染细胞后使之发生溶源化，因噬菌体的基因整合到宿主染色体上，而使后者获得了新性状的现象。 与转导区别：温和噬菌体使受体菌成溶源菌，使受体获得免疫性，同时获得以外的新性状的现象 接合：供体菌通过其性菌毛与受体菌相接触，前者传递不同长度的DNA给后者，并在后者细胞中进行双链化或进一步与核染色体发生交换、整合，从而使后者获得供体菌的遗传性状的现象 接合实验中菌株：F+：雄性菌株，有游离F因子和性菌可毛；F-：雌性，都没有，但可获得F因子。Hfr菌株：雄性高频重组菌株，有与染色体整合的F因子；F菌株：雄性，由不正常切割形成特殊F因子，即携带有小段染色体基因 原生质体融合：通过人为地方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子过程。 优点：提高重组率；进行多亲本融合；有利于不同中间、属间微生物的杂交、提高产量 融合育种优势：研究多，成绩显著；重组频率高；除株与中间能融合外，在属与科及远缘也能产生融合子；灭活的原生质体也可作为亲本的一方而产生有效融合子 有性杂交：细胞水平上发生的一种遗传重组，即为性细胞间的结合和随之发生染色体重组，并产生新遗传型后代的一种育种技术。 准性生殖：类似有性生殖，但比较原始，即为同种异株体细胞间发生融合，且不以减数分裂方式而导致低频率的基因重组而产生重组子。 过程：菌丝联结；形成异核体；核融合或核配；体细胞交换和单倍体化 诱变育种：选用理化致变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，促使其突变率显著提高，采用简便、快速和高效的筛选法筛选出少数符合育种目的的突变株来供生产实践与研究应用。基本环节多，工作量大 诱变育种的几个原则：选择简便有效地诱变剂，挑选优良易诱的处罚菌株；处理均匀的单孢或孢悬液；选用最适剂量及作用时间；充分利用致变剂的协同效应；寻求可见的选择性相关指标设计高效筛选方案与方法；创造新型筛选方案。 表型延迟：尽管以单细胞悬液做诱变处理，仍可产生不纯的菌落或多核细胞群，突变现象不能及时呈现。 三基基本培养基、完全培养基、补充培养基 三型野生型、缺陷型、原养型 营养缺陷型的筛选法：诱变出发株、淘汰野生株、检测缺陷型、鉴定缺陷型 菌种衰退：菌种有效优势性状的负变或丧变。 原因：对菌种工作放任自流、盲目传代、不搞纯化与复壮育种等。 常见：菌落和细胞形态的改变；生长速度缓慢，产孢子越来越少；代谢产物生产能力或其对宿主寄生能力下降；抵抗力、抗不良环境能力减弱等。 防止：控制传代次数、创造良好的培养条件、利用