应用微

临床微生物学

微生物学检验是临床检验的重要容之一,查病原、明确病因、了药物的敏感性和耐药性,不但有助于理用药、提高疗效、缩疗程,并且有于防止耐药菌株的形成和传播,防由于滥用药物导致菌群失调及各种不良后果。在流行学预防医学,病源学检查及其有针对性的彻底疗更具有重要意

随着临床血液、尿液及生等检验的技发展,自动化仪器本得到普及。而微生物学检验仍停留手工操作阶段。为提微生物学检验速度、效率和质量,有效地防治感性疾病,我们于2006年10月引进了法国生物—梅埃公司生产的ATB细菌鉴定及药敏测试仪,将使用过程中的

介绍如下。

1 检查方法

标本经分离培养获得单个菌落,制成适当浓度菌悬液,根据菌落特点、形态染色性、氧化酶试验等选择鉴及其敏试条,按照操作指列出的每孔加入菌悬55ul或135ul,某些鉴定项目另加液体石蜡,盖好试条,置恒温箱孵育18~24h(快速及药敏4~4.5h)后置机上自动阅读或目测手王输入,电脑分析并打印结

2 检验结果

从上表看,鉴定结果与质控结果完全符合,人及外送检标本的鉴定百分率亦很高,药敏结果也符律,并与手工操作结

3 体会

微生是一种微小生物,它在新陈代谢、生长殖过中,某些性状会发异,这在鉴定上造成一定困难。传统的鉴定法,用试管法或微量生化应管,手续繁琐,而且由于量管本身量或接种技术的关系,加上微生物变异性,现反结果的模或误差,以常常需要反复或接种技术的关系,加上微生物变异性,出现反应果的模糊或误差,致常常需要反复多次试验才能作出判断。尤其验不足者更感难以适应。检验自动,大大方便了微生物检工作的开展,提高了检验速度和质量。通过一年的使用,我们体会自动化细菌鉴定及药敏测试有如下

3.1 资料库内容丰富,鉴定细菌的范围大,信息来源且新:如ATB细菌仪鉴定试了ID(或rapid ID)试条外,由于有Api试条补充,所以能鉴定肠道杆菌、非肠道G杆菌、葡萄菌、念球菌、奈瑟氏菌、杆菌、棒状杆菌、弯曲菌、李期特式菌属第百余种。且其料库随时更新,把新的分类新的菌种鉴定时带给我。如2007年第一次省室内评中“嗜麦芽黄单胞”以前属于假单胞菌属,由于资料缺乏,信息来源少,绝大部分单位仍以“嗜麦假单胞菌”报告;“嗜醇鞘醇杆菌”和“糖鞘氨醇杆菌”在伯杰氏手第8版中乃属黄杆菌属,且于伯杰氏手册第9版中将二者新列一个属——鞘氨

3.2 操作简便 使用自动化细菌鉴定仪主要基本功是无菌操作,板划线和染色检,因为纯菌是鉴定的关键。通过观察落和形态染色性,正确选用试条。而基本功能都是微生物工作者必备

3.3 提高效率 如应用ID试条或Api试条进行试验,一个条就代替32个或20个生化反应管,ATB药敏试条一可得15~30种菌素或6种抗菌真菌剂的药敏结果,这在手工操作中是难以做到的。操作过程中是连续加而用一管一地接种或一片一片地贴药敏纸片,既时又提高工作效

3.4 结果准确,信度高 准确性是判断检验量水平的重要标准,质控菌株定是考验[管论 专业论文 教育论文 管理论文 ]专

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某种试验准确性的有效手段。如ATB机通过32个20个生化反目行细菌鉴定,观察全面,结果准确。在鉴别率低时会给出必的补充或试验和结果判定,不用自力去查找方法反复试验。本实室所检6质菌株结果与省临床验中心公布的结果完全符合。药敏结果是过对两种抗菌素度并结合对照孔生长情况分析得出,从而避免了纸片法中由于操作误差或纸片质量(药物量和单一浓度的缺)所造成的结果偏差。本室2007年第1次质评结果亦与临床检验中心公布结果完全

3.5 提早报告结果 只要接种的菌是纯种,应用ID试条或Api试条,一般都一次成功,24h即得到结果。快速试条(rapid ID及rapid ATB试条)可在4h(部分试条2h)得出鉴定及药敏结果,为及时、合

由于人们的观点及地条件的不同,在微生物检中,机器化、自动化未能在各医院得到普及。随国内微生物检验技术的发展,临床微生物检验的自动化成为必然局势,并可大大方检验及临床工作人员,对合理使用抗素有更大的帮

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微生物学及应用

《微生物学

一、 课程说明

(一)开课对

(二)课程性质:

《微生物学与应用》 课程是生物技术、 生物工等专业学生的专业必修课。 该课程 门实践性很强的学科, 要求在教学密切联系生产实际, 培养学生严谨学态度, 创新 精神与分析问题、解决问题的

(三)课程目的:

通过 《微生物学与应用》 程的学习, 要求学生初步掌握用微生物资源生产发酵产品 以防治有害微生物的理方法; 了解见微生物生产的生产工艺以及微物在冶金、 能 源、 环境等领域的应用等, 而为从事微生物行业的研发和技术工作提供

(四)课

1、理论

2、传统教学

3、教师教

(五)学时数、学分数及学时数具体分配:

学时数:64

学分数:4

(六)教学

课堂授课:本课程采用课堂教学与实验教学相结合的方法,针对不的内容采不 的教学方法。 要求学生课认真预习, 教师认真备课, 备课笔记, 上课时合理运多媒 体

课后习题:根据每章内容都留有课作,并每次均由老师批发并给出成绩,及时反 馈

(七)考核

理论考试为闭卷。作业 /平学习:30 % ,考试

实验成绩采

二、课程内

第一章 绪论

教学目标:

了解微生物及其特点,应用生学的发展及应用前景,了

教学重点、难点:

重点:微生物

教学时数:2

教学内容:

第一节

第二节

第三节 微生物的应用

第四节

第二章 显微技术

教学目标:

掌握光学显微镜的使用方法。 了解显镜的和用途, 光学显微观察样品的制过程。 教学重

重点:显微镜的种类和用途;光学显微察样制备;光学显微镜的使用方法。 难点:光学显微观察样

教学时数:2

教学内容:

第一节

第二节 光

第三节

第三章

教学目标:

掌握微生物鉴别技术的理常用技术。了解常见微

教学重点、难点:

重点:常见微生物类群特;微生物鉴别技术的

难点:微生物

教学时数:8

教学内容:

第一节 细菌

第二节 放线菌

第三节 酵母

第四节 霉菌

第五节 病毒

第六节

第七节

第四章

教学目标:

掌握微生物培养基的种类及其制备方法, 微物生长繁殖的特点及其定技术。 解 生物的生长规律。 了解微生培养所需的营养要素及其作用, 境因素对微生物生长的影响。 学重点、

重点:微生物培养所需的营养; 微生物养基的及其制备方法; 微生物的生长规律; 微生物生长繁殖的

难点:微生物培养基的种其制备方法;微生物生长

教学时数:6

教学内容:

第一节 微生物的营养

第二节 微

第三节

第四节 微

第五节 环

第五章

教学目标:

掌握消毒和灭菌的定义和内涵。 理解影响灭菌和消效果的素。 了解常用物理消毒灭 菌法的类型和优缺点,化学消毒灭菌法的类型

教学重点、难点:

重点:消毒和灭菌的定义; 常用物、 学消毒灭菌法的类型和优缺点; 影响菌和消 毒效

难点:常用物理、学消毒灭菌法的类

教学时数:6

教学内容:

第一节 概述

第二节

第三节

第四节 影

第六章

教学目标:

掌握微生物代谢的含义和基本类型。 理解次生代谢产物的含义、 生途径及应。 了 解微生物产能代谢、耗代谢的基本过程以及代谢调节法,微生物纯种培养技术。 学重点、

重点:代谢的含义和基本类型; 微生物产能谢、 代谢以及代谢调节的方法; 次生 代谢产生途径;微生物纯

难点:微生物产能代谢、 耗能代的基

教学时数:8

教学内容:

第一节 代谢概论

第二节

第三节

第四节

第五节 次

第六节

第七章 微

教学目标:

掌握微生物菌种的保藏原理、 方式及适用条件。 理遗传变物质基础。 了解原、 真 核微生物基因重组的过意义,微生物育种的用技术

教学重点、难点:

重点:原、 真核微生物基因重组的过; 物育种的常用技术; 微生物菌种的保原 理、方式及

难点:微生物基重组的过程;微生

教学时数:6

教学内容:

第一节

第二节 原

第三节 真

第四节 微生物育种

第五节 菌种保藏技术

第八章 微生

教学目标:

掌握微生物检测在食品及制药工业中的应用和技术手段。 了解常微物产品的类型和 现状,食品的卫生要求和微生物学,制药行业卫生要求和生物学

教学重点、难点:

重点:微生物产品的类型;食和制药行业的微生物学

难点:微生物检测。

教学时数:4

教学内容:

第一节

第二节 食品

第三节 制药

第四节 微生物检测

实践部分

实验Ⅰ显微、微生物鉴别及测定技术

实验Ⅱ微生

实验Ⅲ病毒实验技术

实验Ⅳ

三、推荐

1. 《微生物资源开发利》 ,姜成林主编 ,中国轻工

2. 《药用微生物技术》 ,李越中主编,化学工业

3. 《微生物生理学》 ,季论等编,北京农业大学

4. 《微生物学教程》 (第版) ,周德庆著,高等教

5. 《环境微生物工程》 (第一) ,马文漪等主编,南京大

6. 《普通微生物学》 ,陆平、周德庆等译,复旦大学

应用微生物学

应用微生物学 Applied Microbiology

应用微生物学 概论 微生物生 微生物的代谢 微生物的

物基因工程 微生物的基因操系 微生物酶工程 微生物发

程

概 论 基本概念 应用微物

定义 应用微生物学: 应用微生物学: 一定的直接或间接用目标研究微生物及 其相互用和与环境的作用的学。 其相互作用与环境用的科学。(applied microbiology) 利用微生物与微生物学基础知， 利用微物与微生物学基础知识，通过生物 技术手段来实现一定应用目标的学科。 技手段来实现一

微生物的特点 资源量大(样性丰富) 资源量大(多样丰富) 生物量大(生长迅速) 生物量大(生迅) 可塑性大(便于操作) 可塑性大(便操作) 个体小(便于运输、携带) 个体小(于运输、携带) 完成自然界的物质循环 造福人类 引

当前人类面临的问题 源压力 环境的挑战 传

微生物的应用部分 细胞 基 因产物( 蛋白质) 基因产

谢产物

应用微生物学需解决的问题 微物菌种的获得和优化 微生

优化 微生物的应用

应用微生物学研究的一般流

出问题(工业、农业、环境、健、

应用 解决问题 解决问题 解

应用微生物学的发展 微生物学的发展与应紧密联系的 逐步立方法认识微生物 Leenwenhock (1673) 显微镜 Jenner (1798) 牛痘 Basteur (1860s) 发酵、低温灭菌、自然发生 Koch (1881) 纯培养 微生物形成产业 Fleming (1929) 青

微生物细胞的结构 细胞壁――形态保持、质交换、信号识别 形态保持、物质交换、 细胞壁 态保持 细胞膜――转 细胞膜 运 细胞质――酶、反应场所 胞质 酶 细胞核――遗传物质 细胞核 遗传质 核外遗传物质――线粒体、质粒 线粒体、 核外遗传物质

重要的应用微生物 病毒: 噬菌体 病:?-??噬菌 细菌:大肠杆菌( 细:大肠杆菌 E.coli) 棒杆菌( 棒杆 Corynebacterium) 放线菌:链菌( 放线菌:链霉菌 Streptomyces) 酵母菌:酿酒酵母( 酵母菌:酿酒酵母 Saccharomyces cerevisia) 真菌:曲霉( 真菌:

第一章 微生物的生长 微生物生长的条件 培

微生物细胞的化学组成 细胞中种要元素的含量 (干重的百分

O H 细菌 50~53 酵母菌 45~50 霉 40~63 7~10 ~40 ~7

5~10 细胞干物质中主要组和含量(%) 细菌 酵母菌 霉 蛋白质 50~80 32~75 20~40 碳

微生物生长的条件―物质条件 水 微生物类群 细菌 酵母菌 霉菌 耐干霉菌 耐

高渗酵母菌 aw=Pw/Pw0 最低aw值 0.91 0.88 0.80 0.65 0.60 溶液 30%葡萄糖

1%葡萄糖 +40%蔗糖 饱和蔗

微生物生长的条件―物质条件 碳源和氮

Ni V B Cl Na Si 维生素、

微生物的营类型 光能无机营养型( Photolithoautotrophy) 光能机营养型(光能自养型 Photolithoautotrophy) 能有机营养型( Photoorganoheterotrophy) 光能有机营型(光能养型 Photoorganoheterotrophy) 化能无机营养型(化能养型 Chemolithoautotrophy) Chemolithoautotrophy) 化能无机营养型( 化有机

微生物生长的条件―环境条件 pH 性(弱酸、 )、酸 嗜酸、 中性(弱酸、碱)、嗜酸、嗜 最适、生长、 度 最、生长、耐受 严格(性)氧、兼性、耐氧厌、 氧气 严格(专性)好氧、兼性、耐氧厌、严格厌氧 压力 渗透压 极端环境微生物 (extremophile) 不

极端微生物与不可培养微生物 极端环境微生 (extremophile):依赖于一种或多种 依赖一种或多种 极端物化因生存的微生物 嗜热菌: 嗜热菌:50-80?C (hyperthermophiles>80?C) ? ? 嗜冷菌: 嗜冷菌:<16?C ? 嗜酸菌: 嗜酸菌: <3 嗜碱菌: 嗜碱菌: >9 嗜盐

培养基 提供微生生长所需物质与环

培养基的组成要素 碳源、源、 碳源、氮源、提供各种元

或含生长因子的物质 固化基(固培养基) 水、固化基(固

透压(糖、盐浓度)、灭条 盐浓度)、 )、灭

培养基的种类 按物理状态:固、液体、 按物理状态:固

化学组成:合成、丰富、 化

发酵、筛选、 按使用目:

培养基的选择和设计原则 适: 适用:利于达到目的 利于下

济: 经济:原料价格 原料量 全工艺综合平衡 安全: 安

全 培养基的选择设计是应用微生物学

生长动力学 增值曲线 70 (Multiplication curve):60 ): 细胞数-时间

间 50 生长曲线 (growth curve): ): 细胞量-时间 细胞量 时间 40 30 20 10 0

12 16 20 0 4 8 增值 曲

微生物生长的实验计量 显计数 菌落计数 浊

微生物生长的数学描述 生长速度(specific growth rate) 比生长速度 ? = dx/xdt 细菌 酵母菌 放菌 真菌 0.6-1.2 0.3-0.5 0.1-0.3 0.1-0.3 生物量倍

(biomass doubling time) 生物倍增时 td=ln2/ ? 增值度(multiplication degree) 增

第二章 微生物的代谢 微物初级代谢 微生物次

微生物的代谢 微生物细胞进的生化反应的总和 物质代

谢 细胞内及细胞环境间的物质转换

微生物初级代谢 微生物从境取物质、获得能量、 微生

得能量、合成自身新物质 的程

组分 能量 (用于运动物

重要的初级代谢途径 糖酵解途 糖代谢的同分解途径 将糖终氧化为二氧化碳和水， 三羧酸循 将糖最终氧化二氧碳和水，并产大量能量 产生四碳糖、 磷酸戊途径 产生四碳糖、五碳糖和七碳糖等多种中间产 ED途径 ED途径 细菌代谢葡萄糖产生乙的途径 氨基酸

糖酵解途径(Embden-Meyerhof pathway) 葡萄糖经酶的 化降解成丙酮

ATP生成的过 伴有 生成的 动物、植物、 程。在动物、植、 微生物细

微生物细胞中，这 一过程是解萄 糖产生能量的共同 代

GLC SOL GND ? HXK ZWF ?G6P ? G15L ? P6G ? RU5P ? PGI F6P PFK??FBP F16P ?? FBA GLY?G3P? GLY G3P DHAP ? GAP ? TPI ? TDH P13G ? PGK ? 3PG ? GPM 2PG ? ENO PEP? ? PYK PDC ADH ? PYR ? ACA ?

ETH ?

三羧酸循环(Krebs cycle) PYR ? ACoA MDH ? CIT MAL ? OAA ? CTT FUM ? ?

?ACO FUM ICI SDH?? OSM ? IDP SUC ? SUCC ? AKG? LSC KGD 丙

酮酸进一步氧化脱羧形成乙酰酶A 乙酰辅酶A再经过氧化、

氧化脱羧形成乙酰辅酶A，酰

水，并伴有大量能量产生的系反应过程。 终产物为二氧

能量产生

磷酸戊糖途径 氧化(产生 氧化(

RKI ? ? RPE R5P X5P G15L G6P TKL GAP S7P TKL E4P F6P TKL

ED途径 存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中，是微生物特的, 将2-

氧-6-磷 酸葡糖酸(KDPG)裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛。

氨基酸合成途径 GLC ? PPP? R5P ? His 3PG ? PEP ? PRY ? OAA ? Ser, Gly, Met (3,磷酸甘油酸生型) ,磷酸甘油酸衍生型) ? Phe, Try, Trp (芳香族氨基酸) 芳香族氨酸 氨基酸) ? Ala, Val, Leu (丙酮衍生型) 丙酮酸

? Asp ? ASA ? Lys(草酰乙酸衍型) 草酰乙酸衍生型) ? ? TCA Asn HS ? Thr ? ? AKG Met Ile ? Arg ? Glu ? Gln (α,酮戊二酸衍生型) 酮戊二酸

微生物次级代谢 次级代谢是相对于初级谢的念， 次级代谢相于初级代谢的概念，指微 生在一定的生长时期(一为稳定期) 生物在一的生长期(一般为稳定期)以初 级谢物为体、 级代谢物为前体、合成对微生物生命活动没有 明确功的物质的过程。 明确功能的物的过程。 次级代谢(前体聚合、 次级代谢(前体聚合、 级代 结构修饰、装) 结构修饰、装配) 营养物 前体 (初级代物) 初级代谢物)

次级代谢的生物学意义 次级代谢的生意义前尚无定论， 次代谢的生理意义目前尚无定，但它肯定对微生物有意 义的，否则这需要多酶类协同参与、 义的，否这种需种酶类协同参与、在精细的调节机制控 制之下的代过程是不会生物体内保存下来的。 制之下的代谢过程是不会在生物体内保存下来的。 维初级代谢的平衡 次级代谢产物作为储藏物质的一种形式 使菌体在存竞争中占优势 与细

青霉素 S CH3 R-CO-NH-HC―CH C ?B ? A ? CH3 OC---N ---- CH ? COOH 侧

链: R-CO母核:噻唑环 A ，β -内酰胺环 B

几种青霉素的侧链和抗生素价较 青霉素 侧链R基 在

(U/mg) 金黄色葡萄球菌 (G)苯基青霉

草杆菌 1667 1500 970 660 700 (X)对羟基苯甲基青 HO-C6H3-CH2霉素 (F)戊烯

基青霉素 (FH2)n-戊基青霉素 (K)n-庚基青霉素

CH3CH2CH=CHCH3CH3CH2CH2CH2CH2 CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2-

青霉素的生物合成

代谢调节 细胞为维持正常的生理功能， 细胞为维持常的生理功能， 它的组、代谢物、 它的组分、代谢物、量和电载 体的合成大体上保持恒。 体的合成大上应保持恒定。当环 境或细胞自身发生种变化时， 境或细胞自身发生某种变化时，可 以通过一定反作用来达到平 生长，这种反馈作用即代谢调节。 生，这种反馈作用即代

代谢调节与种 研究微生物的代谢规律和调控机制， 究微生的代谢规律和调控机，除了 有理论意义， 有理论意义，更重要的是能目的改造微生 物使它能最大度地生产人类所需的代谢产品， 物使它能限度地生产人类所需的代谢产品， 并为提供最适的环条件，从而展生产， 为此提供最合的环境件，从而发展生产， 造福人。从某种意义上讲， 造福人类。从某种意上讲，越是理想的高产 菌株， 菌株，就越偏离在自然进化中建立起来的调 控机。 控制。许多遗传育种工作就为获得目标代 谢产物合成不受或少受代谢调控的“不正常” 谢产物合受或少受代谢调控的“不正常” 菌

代谢调节的位点 DNA ?? RNA ? 酶 底物 (营养物) ? 物 (或中

物 ? ?底

代谢调节的本质:酶的调节 合的调节:诱导与阻遏 基因

诱导与阻遏―基因水平 酶活的

抑制―蛋白质水平

适应现象 例1，大肠杆菌乳糖代谢: ，大肠杆菌乳糖代谢: β ? 半乳糖酶 乳糖 --------------------?半乳 + 葡萄糖 E.coli生长于乳糖培养基， β ? 半乳糖酶:3 分子/细胞 E.coli生于含乳糖培养， β ? 半乳糖苷酶:3000-5000 分/细 例2，大肠杆色氨酸代谢: ，大肠杆菌色氨代谢: E.coli长于彼崤嘌铣缮岷铣擅福?当色氨酸浓增加时，色氨酸合成酶浓下降。 细胞需某种酶才合成，反映出细胞的自我调节机理。 细胞需要某种酶时才合，反映出细胞的自我调节机理。种诱 导诱导可导酶的产生与辅抑物抑制可阻遏的产生的现象适应 现象。 现象。 乳糖:诱导物 诱导物(inducer) 色氨酸:辅抑物 辅抑物(corepressor)

底物与诱导物 底物不等于诱物 β ? 半 乳糖苷酶 作底

IPTG 苯基半乳 苯基硫代 苷 乳糖苷 (异丙基 硫代半乳 糖

+

乳糖操纵子 i P O Z Y A 调节因 i :编码阻遏白 启动子 P :有CAP(CAPcAMP复合物)RNA聚合酶两个位 操纵基因 O:阻遏蛋白结合位点 结构基因 Lac Z: β ? 半乳糖苷酶 Lac Y: β ? 半乳糖苷透性酶 Lac A: β ? 半乳糖苷

协同诱导和顺序诱导 协同诱导 I ? a、b、c 顺序诱导 I ?a B ?b C ?c a b c

A?B?C?D

操纵子(operon) I P O S1 S2 S3 调基因 启动基因 操纵基因 结构基因 ? 变构 ? (+ or -) 外号? 外界信号?调节蛋 I or CoR 操子:一组功能相关的基因共同组成转录单位， 纵子:一组功能相关的基因共同组成的转录单位， 它们结构上紧密联、能上协同表达， 它们结构上紧密联系、功能上协同表达，接受同调控序 列的调控。 列

诱导与阻遏 调节 调节蛋白活 纵子 结构基因 酶合成 诱

正 负 正 负 ? ? ? ? 开

反馈抑制 反馈抑制: 反馈抑:在合成代谢径中，代谢终产物抑 制途径中第一个酶的作用。 E1 E2 E3 E4 A B C D E 反馈抑制能对环境变化做快速反应 特点: 特点: 1，只有终产物或其结类物有反馈制 2，受抑制的是途径中的第一个 3，反馈抑制

别构酶(allosteric enzyme) 有多亚基和四级结构 有结合物的活性中

节物的别 构中心 性中心和别构中心 在

分支生物合成途径的调节 P1 A 协同反馈抑制 同功酶反馈抑 累积反馈

序反馈抑制(细调) 顺序反馈抑制(细调) B C P2

协同反馈抑制 P1 A B C P2 合成代谢途中的第一个酶有几个变中心， 合成代谢途径中的第一个酶几个构中心，分别可与不同 产合，每一种终物对第一个酶都没有反馈抑制作用，只有 产物结合，每一种终产物对第一个酶都没有反馈抑制作用， 几终产物同时量时才有反馈抑制作用。 当几种终产物时过量时才有反馈抑

同功酶反馈抑制 P1 A B C P2 合成代谢途径的第一个酶有几种结构略不同的同功酶， 成代谢途径中的第个酶种结构略有不同的同功，每 一终产物只对一同功酶有反馈抑制作用，只有当几种终产物 种终产物只对一种同功酶有反馈抑制作用， 同时过量时，才使几同酶同时被作用抑制合成反应。 同时过量时，才使几种同酶同时被作用而抑制合

积累反馈抑制 P1 A B C P2 每一种终产物对第一个酶都有定的反馈抑

每一种终产物对第一个酶都一

反馈抑制。 一达到最大程度

顺序反馈抑制 P1 A B C P2 合成代途径的第一个酶的效应直是终产物而是代谢 分支点的中间物，一种产物抑制分支后的第个酶，使分支 分支点的中物，每一终产物抑制分支后的第一个酶， 的中间物累，然后抑制合代谢途径第一个酶。 点的中间物积累，然后抑制合成代途径的第一个酶。 这一调节作用可据不同终产物的量分别调节，是一种细调。 一调节作用可根据不同终产的量别调节，是一种细调。 在许多分支代谢的调节中，细调与粗调往往同时发生。 在许多分代谢的调节中，细调与粗调往往

第三章 微生物的遗传与菌种育 微生物的遗传物质 基因突

种

微生物的遗传物质 核酸(DNA RNA) 核酸 染色体 染色体外遗传物质

DNA是遗传物质的实验证明 肺炎双球菌转 S? ------? dead， ? ? ， S? R? ? ? dead ------? S? ------? S? ? ? ? ? ? S? ------? alive， R? ------? alive ? ? ， ? ? 噬菌感染 T2(DNA-32P,protein-35S) ---? E.coli ---?上清T2( 35S ) ? ? ( ? 沉淀E.coli( 32P ) (

遗传育种 基本过程 基因突、

包含变异株的群体 ? 优良异 ? 目的株 ??检验 ??检验

株 选择

基因突变 的突变，如染色体的畸变，染色体的数目与构发 的突变，如染色体畸， 生改变、断裂、大片段缺失、移位等， 生变、裂、大片段缺失、移位等，可影响到很多 基因的功能。类突变对细的损伤很大， 基因的功能。这类突变对胞的损伤很，往导致 细的死亡。 胞的死亡。 小的突变，只涉及DNA分子中一个或少碱基的改变， 分中一个或少数碱基的变， 小的突变，只涉及 分子中一个或少数碱基的变 又称为点突变。 又称为点变。 点突变发生较多，存活突变体也较多，因此 点突变发生较多，存活的突变体也较多， 有时基变就专指点突变。 有时基因突变就

基因突变的类 基因型 置换: 转换( 颠换(transversion) 置换:G A, C T 转换 transition);G,A C,T颠换 ; 颠换 移码(frameshift):DNA分子中一对几对核苷酸加或缺失 移码 : 分子中一对或几对核苷的增加或缺 型 形态: 形态:造成形发生改变的突 致死:成个体死亡生活力下降(半致) 致死:造成个体死或生活力下降(半死)的突变 条件致死: 条件致死:在一定条件下有致死效的突变 生化:没有形态效应突变，营养缺、 生化:没有形态效应的

基因突变的特性 稀有性 随机性 独立性 可逆性 稳定性 突变率低(通过理化处理提高突变率) 突变低(通过理化处理提高突率) Kmr 10-5, Apr 10-6, 回复突变也很低 Kmr Apr 10-11 突变率:一个代一定时间内生突变的概率。 突变率:一个世代或定时间内发生突变

几种微生物每次复制的突变率 生 噬菌体M13 噬菌体λ 噬

菌 酿酒酵母 粗糙脉胞菌 平均 基因大小 (bp) ) 6.4×103 4.9×104 1.7×105 4.6×106 1.2×107 4.2×107 突变率 碱基) (碱基) 7.2×10,7 7.7×10,8 2.4×10,8 5.4×10,10 2.2×10,10 7.2×10,11 突变率 基因组) (基

诱变剂 能引起微生物遗传质生改变的 化学、物理、

化学:碱基类似物( 溴尿嘧啶 胺、亚硝酸) 尿嘧啶、 化学:碱基似物(5-溴尿嘧啶、羟胺、亚硝) 化剂(亚硝基胍、硫酸乙酯) 烷化剂(亚硝胍、硫酸二乙酯) 物理:短波(紫外线) 物理:短波(紫外线) 射线( 射线 射线、 射线 线) 射线(X-线、γ射线) 生物:噬菌体、质粒、

诱变剂的作用 诱变剂 5-溴尿嘧啶 溴尿嘧啶 羟胺 亚硝酸 硝基胍 硫酸二乙酯 溴化乙啶 外 γ线 射线 转座子 诱变作用 碱基错配 胞嘧脱酰胺 A、C、G脱酰胺 、 、 酰胺 A、C烷基化 、 烷基化 A、C烷基化 、 烷基化 嵌入碱基对 嘧啶二聚 DNA单链或链断 单链双链裂 碱基取代、 碱基取代、裂 对DNA影响 的响 转换(AT ? GC) 转换 转换(GC?AT) ? 转换 转换(AT ? GC)、缺失 转换 、 转换(GC?AT) ? 转换 换(GC?AT) ? 转换 码 转(GC?AT)、巅换、 转换 ? 、巅换、 缺失、 缺失、移码 结构改变、 结构改变、缺失 缺失、重复、 缺失、重、插入 诱变能力 弱 弱 中 强 强

基因突变的应用----诱变育种 虽然分子生学技已普遍用于育种， 虽分子生物学技术已普遍用于育种，诱育种是 重要而基本的种方法。 重要而基本的种方法。 变育种的基本步骤: 诱变育种基本步骤: 发株?诱剂处理?筛?复筛? 出发株?诱变剂处理?初筛?筛?鉴定 一般进行多次，以积累益突变。 一般要进行多次，以积累有益突变。 诱变谱系: 诱变谱: 诱变剂处理1 诱变处理 出发株 中间株1 中间株 诱变剂处理2 诱变剂处理 中间株2 中间株 ?…?

诱变育种的关键环节 出发:

择、 诱变处理:诱变剂选择、剂量 选:

screening

致死率与诱变效果 120 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 存活数 突变株数

诱变育种的新技术 离子注入 激光 微

突变株的筛选 初筛: 初筛:弃大量无价值菌株 复筛:

菌株 方法: 方法: 直测 利用可观察现象 营养限

组成型育种 β ? 半乳糖苷酶 加诱导酶抑制 培养基: 培养基: 乳糖+邻硝基 邻硝基-β-D-藻糖苷(诱导型酶抑剂) 岩藻糖苷( 糖 邻硝基 岩藻糖苷 诱导型酶抑剂) 只有组成型能利用乳糖 交替培养法 培养基1: 养基 :乳 培养基2: 培养基 :葡萄糖 替培养使组成型

交替培养法 组成型 106 乳糖 葡萄 乳糖 葡萄糖 乳糖 葡萄糖 106 -108 107- 109 108- 1010 109 -1011 1010 -1012 1011 -1013 诱导型 106 106 ?2x106 2x105 -2x107 2x106 -4x106 4x105 -4x107 4x106-8x106 8x105 -8x107 组成型: 组

导型 1:1 50:1 50:1 2500:1 2500:1 125000:1 125000:1

营养缺陷型育种 营养缺陷型 CA A B B D C C B 积累 D 积累

抗反馈抑制育种 原理: 原: 结合于节中心) 产物 + 酶(结合于调节中心) 反馈抑 类似物+ 结于调中心) 类似 酶(结合于调节中心) 影响长 抗类似物的变异株 类似物与酶的调节中心结合 产物与酶的调节中心不能结合 反馈抑解除 产物能过

抗反馈抑制育种举例 苏氨酸 C.crenatum AS 1.542 0 mg/ml MNNG LR-1458 AHVr 6mg/ml <1 MNNG LRA-96 AHVr 8mg/ml ,Met- 3.5 MNNG LRA-359 AHVr 10mg/ml ,Met- 6.5 LRA-359-66 DES D20-23 AHVr 20mg/ml ,Metm85 7.0 9.0 13.0 Asa Hse Met Thr Ile AHV(α-基 β-羟基戊酸 α 氨基

氨基-β 羟基戊酸): Thr, Ile结构类

抗底物类似物育种* 海因酶(二嘧啶酶) 海因酶(二氢嘧啶

底物 尿嘧啶 类似物，诱变剂 氟嘧啶: 尿嘧啶)类似物 氟嘧啶 底物(

类似物， 大量产生分解底物 类似)的酶 底物(类似物 抗底类似物 大

解底物 类似物 的酶 培养剂:平培养剂 培养剂:平板培养剂+ 5-氟尿嘧

嘧啶 UV J43 0.275 NTG J404 0.714 BO419 1.34 NTG+5-FU M39 4.32 IU/ml

产物压力法* L,乳酸 ADH 烯醇 ―? 烯醛(对细胞有毒) NTG

醇 ADH AS3.3461 68 16 50 丙烯醇 HBF,12(从21

基因重组 基因重组是遗传物质大范围的改， 因重组是遗传物范的改变，涉及一 个或多个基因、部分染色体甚至整个基因。 个或多个基因、部染色体整个基因组。 有性生殖:与等生物同，限于产有性孢子微生 有性生殖:与高等生物相同， 细胞融: 细胞融合:通过原生质体 合: 结合:通过细胞间接触 转导: 转导:通过噬菌体为媒介 转化:游离DNA直接进

细胞融合育种 溶菌酶 A+B菌酶 A-B+ 亲代细胞 A-B+ 原生质体

体 融合子 A+BPEG A+B+ 再生 (A-B-) A+B+ (A-B-)

原生质体的制备 细胞培养: 细培养:对数初期 去除细胞

冲液渗透压和酶反应条 利用原生质体诱变

原生质体融合 化学融合: 化学融合:PEG 电融

融合子的筛选 选性培养基 双亲本的

菌种的保藏 菌种保藏方法 液隔绝法 冷冻干燥法 低温

心 ATCC ( American Type Culture Collection) IFO (Institute for Fermentation, Osaka) CGMCC (China General Microbiological Culture Collection Centre) ACCC (China Agricultural Culture Collection Centre) CACC (China Antibiotic Culture Collection Centre) CICC (China Industrial Culture Collection Centre)

第四章 微生物基因工程 基概念 工具酶 载体 目的基因的获 DNA体

体外重组 基

基因工程基本概念 名词: 名

本材料: 基本材料: 供体，载体， 供体，载体，受体 一般过: 一般过

因 转入受体? 外重组?转入受体?

工具酶 限制性核酸内切酶 DNA连酶 连接酶 DNA聚合酶 聚合

DNA聚合酶 聚合酶 录酶 S1核酸酶 核酸

限制与修饰 E.coli C EOP=1 EOP=1 λ.C EOP=1 EOP=10-4 λ.K E.coli

K

限制性内切酶 一类专一性很强的核内切酶， 一类一性很强的核酸内切酶，包括对碱基的专 一性和磷酸二酯键裂方的专一性。 一性和磷二酯裂方式的专一。 类型 ? 发现时 作用位 间 点 1968 不完全 限定 限定 限定 识别位点与作用 位的系 不同

1970 1972 相同 不同

限制性内切酶的命名与作用特 名: 命名:根据分离到该酶

? Hemophilus influenza d ? 作用特点: 作用特点: 1，别4~6个核苷

中心对称 3，可产生粘性末端或平末端

几种限制性内切酶 enzyme BamH I Bcl I Bgl II EcoR I Hind III Mbo I Pst I Sau 3A Sma I Taq I Xma I salt M M M H M H M M * L L Temp(?) 37 60 37 37 37 37 30 37 37

65 37 sequence G?GATCC T?GATCA A?GATCT G?AATTC A?AGCTT ?GATC CTGCA?G ?GATC CCC?GGG T?CGA C?CCGGG ** 2nd activity **

限制性内切酶的识别序列与生??识别序列与产生的末端

同， 识别序列不同，产生的端同 识别序列相同， 识别

不同 识别

限制酶的反应条件 Buffer NaCl Tris L 0 10mM(pH7.4) M 50mM 10mM(pH7.4) H 100mM 50mM(pH7.4) * 20mM KCl 10mM(pH8) MgSO4 10mM 10mM 10mM 10mM DTT 1mM 1mM 0 1mM 第二活性 EcoR I 当甘油,10% (12~20)，Mn2+代替

Mg2+, pH8.5时，识别AATT

DNA连接酶 3’ --------OH ATP Ppi E E-AMP E A P P-------5’ P-------T4: ATP, Mg+2

E.coli: NAD, Mg+2 --------?H AMP ---------------------------

DNA聚合酶I MW 103,000 5’-3’聚合酶活性 聚合活性 5’-3’外切酶活性 3’-5’外切酶活性 外酶活 DNA聚合I 经枯草杆菌蛋白酶切得 经枯草菌蛋白酶切得Klenow片段 片段 MW 69,000 5’-3’聚合酶活性 聚合酶活性 3’-5’外切酶活性 外

Taq DNA聚合酶 耐高温的DNA合酶，从水生栖热 聚合酶， 耐高温的 聚酶 (Thermus aquaticus)得到。由于聚合 分离到。 离到 酶链式反(polymerase chain reaction 酶链式反应 PCR)应用的不断扩大， Taq DNA聚合 应用的不断大， 应用的不断扩大 聚合酶 已成为分子生学研究最重要的工具酶

聚合酶链式反(PCR) ????????????? 变性 (~94?C) ? ) ?????????????? 5 ??????????????3 ??????????????? ?????????????? 退火( 退火(~37?C) ? ) 3‘? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5’ 延伸( 伸(~72?C) ? ) ??????????????? 聚合酶Klenow段延长退火引物，于在 片段延长退火引物， 用DNA聚合酶 聚合酶 片段延长退引物 变性温度下酶失活，每过一轮需补充。 变性温度下酶失活，每经一轮就需补充。1987年 年 耐热DNA聚合酶的发现 聚合酶的发现PCR使实用。 使得以实用。 耐热 聚合酶的发

PCR反应系统 DNA模板 模 物( 引物(20~30bp，内

无二级结构) 底物( 底物(4 dNTPs) ) 热稳定的DNA合酶 热稳

酶

逆转录酶 发现于感染RNA病毒动物组织， 病毒的动物组织， 发现于感染 病毒的动物组织 RNA模板合成 为模板成DNA，又称依赖 为模板合成 ，又称依赖RNA的 DNA聚合酶，常被用来合成 cDNA，是 聚酶， 聚合酶 ， 获得真核基因的重要工具酶。 获真核基因的重要

S1核酸酶 作用于单链DNA的核酸，来自米曲霉 核酸酶， 作用于单链 核酸酶 (Aspergillus oryzae)，降解单链 ，降单链DNA，不降 ， 双链DNA和DNA-RNA杂合分子，用制 杂合分子， 解双链 和 杂合分子 平末端和去掉cDNA合时的发夹环。 合成时的发夹环。 造DNA平末端和去掉 末端和去掉 合成时

碱性磷酸酯酶 除去DNA 5’末的磷酸，以提高重组效率 末的磷酸，

端的磷酸 细菌碱性磷酸酯酶BAP 耐热) 细菌碱性磷酸酯酶BAP (耐热) 可完

全失活) 小牛肠道碱性磷酸酶 CIP(68?C可完全失

载体 能运载外源基因，进入受细胞并在其中制、转录、 能运载源基因，进入受体细胞并在其中复制、转录、翻译的特 殊质。 殊物质。 基重组 基因转移 基因表达 稳定、分泌、分离纯化… 稳定性、分泌、分离纯化 能复制 能进基因操作 可接纳与运载外源基因 选择方法 有期

克隆载体与表达载体 克隆载:贝数高， 克隆载体:拷贝

表达载体:表达量高， 表载

的区别。 这

质粒(plasmid) 一种染色体外遗传因子，为闭合的环状双链 子， 种染色体外遗传因子，为闭环状链DNA分子， 分子 小从10 不等， 大小从 -1~102kb不等，可以自我复制并在细胞分裂 不等 时保持恒定地传递给代细胞。 时恒定地传递给子代细胞。 质粒DNA带有与质粒制有的基因、抗药基因以 带有与粒复制有关的基、 质粒 带有质粒制有的基因 及他一些基因，这些基因现为与宿主有关的性质， 及其他一些基因，这基因现为与宿主有关的性质， 如转移、稳定性、分泌性质、特殊的谢途径、限制、 如转移、稳定性、分泌性、特殊代谢途径、限制、 修饰等。 饰等。 拷贝:一个细胞内质粒DNA分子的个数，与质粒复 分子的个数， 拷贝数:一个胞内质粒 分子的个数 制区的结构有关。 制

质粒的类型 复类型: 复制类型: 严紧型:质粒 复制较严格受染色DNA复控制，复制 复制控制， 紧:质DNA复制较严格受染色体 复制较严格受染色体 复制控 时需新的蛋白质合成，一般拷贝数较少。 时需有新的蛋白质合成，一般拷贝数较。 松弛型:质DNA复制不受染色体 松弛型:质粒 复制不受染色DNA复制控制，复制不 复制控制， 复制不受染色体 复制控制 需要的蛋白合成，一般拷贝数多。 需要新的蛋白质合，一般拷贝数较多。 接类型(根据其引起细接合移的能力): 接合类型(根据其引起细菌接合转移的能力): 接(conjugative)质粒:Tra因，一般大，拷贝数较少。 质粒: 基因， 接合 质 基因 一般较，拷贝数较少。 非接合(non-conjugative)质

质粒的制备 培养、 培养、收带质粒的细胞 裂解细胞(生物、化、物理) 裂解细胞(生物、化学、理) 除去核酸外其它胞成分(苯酚、氯仿) 除去核酸外的其它细胞成(苯酚、氯仿) 除去染色体DNA、RNA(生物、化、物理) 去染色体 、 (生物、化学、物) 浓缩、 浓

质粒载体 能在受体系统复制 尽可能多的制酶的单一切点 有选择标记 分子量较小(拷贝数高、转化效率高、操作便等) 分子量较小(拷贝数高、转化效率高、操作方便) 能高效表达外源基因 在细胞分裂时保持稳定 外性、 外泌性、不可转移性等 穿梭(shutle)质粒 质

噬菌体 噬体是以细菌为宿主的病毒，由遗传物质核酸蛋 噬体是以细菌为宿主的毒， 质外壳组成，只有在宿主细胞里才能繁殖。 白质壳组成，只有在宿主细胞才能繁殖。 按形状分类: 按状分类: 蚪状噬菌体(T4)、球状噬菌体(?X174)、线噬菌 、球状噬体 蝌蚪状菌体 、线噬菌体(Ff) 按遗传物质分类: 遗传物质分类: RNA噬菌体 噬菌体(MS2)、单链 噬菌体(M13)、双链 噬菌体(λ) 噬菌体 、单链DNA噬菌体 噬菌 、双链DNA噬菌体 菌体 按与宿主的关系分类: 按与宿主的关系分类: 烈性噬菌体、 噬菌体、温和噬菌体 温和噬菌体可

温和噬菌体的生活史 非溶源菌 溶化 感染 复愈 λ 营养期 裂解) (菌

溶源菌 诱导

噬菌体载体 能感染受体细胞， 能感受体细胞，并能细胞内复制 在非必须区有多种限制酶的单或双切位点 能纳不同小的外源DNA片断并装成染颗粒， 片断包装成感染性颗粒， 能容纳不同大小的外 片断并包装成感染性颗粒 重组噬菌体有一定产量 能形成噬斑， 能形成噬菌，并能通过噬菌斑的形成与表型区分重 组非重组噬菌体 生物

噬菌体的制备 培养寄主菌 种菌体 固体培养: 固体培

培养: 液体培养:至培养液清 噬菌体DNA的制备:苯酚反

菌体 的制备 关键是得到浓的噬菌体) (关键是得

目的基因的获得 化学合成 酶

化学合成基因 用化学法合成目的基因的条件: 用化学合成目的的条件: 1，已知基因的核苷酸序列，或至少要知道因产 ，已知基因的核苷

氨基酸序列 2，基因必须很小 ， 举例: 举例: 生长激素释放制因子(somatostatin) 生长激素

cDNA合成基因 mRNA 5’ dT 5’ AAAn 3’ TTTn 5’ (合引物 合成引物) 成引物 AAAn 3’ (版 模版) 模版 逆录酶:合RNA-DNA 逆转录酶:合成 碱处理:得单链cDNA 碱处:得单链 DNA聚合酶:合成带发夹环的双链 聚合酶: 聚合酶 成发夹环的双链DNA S1核酸酶:去发夹环，得双链 核酸酶: 核酸酶 去发夹环，得双

PCR合成基因 已知基因序 已

反向PCR 用限制酶R1切出已知列及其上下游(2,3kb)， 稀 各片段自我连接成环 用在已序列内有单切点的限制酶R2再切 用与已知序列5’端互补的引物PCR，原已知序列的端 已在中间被大量扩增 限制 只能扩增紧靠已知序列两序列 R1应产生大小合适并包括待扩增序列，R2

鸟枪法 用适当限制酶将含有目的基因的供体基因组切成不同大小的 DNA片段 片段 根据需要收集一定大的DNA段，这些片段应比目的因大， 片段， 根据需要收一定大的 片段 这些片段应比目的基因， 其中包括了带有目的基因的片段 这些DNA片段接到载体上 得到大量不同的重组DNA， 片段连到载体， 将些DNA片段连接到载上，得到大量不的重组DNA，中 括了有目的基因重组DNA 包括了带目的基因的重组 将所有重DNA转化受体细胞，得到量不同的重组子，其中包 将所有重组 转化受体细胞，得到大量同的重组子， 转化受体细胞 括带有目基因的重子 从大量重组子中筛选带有目基因的重组。 从大量重组子中筛选带有目的基因的重组子。由于鸟枪法克隆的 基因不是专， 基因不是专一的，因此筛选时要运用一些特

鸟枪法供体基因组的切割 择

件时应考虑: 片段大小 目基

核苷酸序列 识别4核苷酸序

基因库 建立一定概率的基因库所需的克隆数: 建立定概率的基因库所克数: N = ln ( 1-P ) / ln ( 1-f ) P:所需的概率 : f :克隆片段与整个基因组的长度比 概率2301克 例:细基因组4000kb，克隆片段 细菌基因组 ，克隆片4kb ，90%概率需 概率需 克隆 99%概率需 概率需4603个克隆 概率需 个克隆 克隆片40kb ，90%概率需 概率需229个克隆 克隆片段 概率需 个克隆 99%概需 概率需458个克隆 概率

cDNA文库 mRNA的数和杂程度要远远低于基因组 的

低于基因组DNA 的数量和复杂程度要远低于

所需的概率 : n:低丰度 与

DNA体外重组 易于操作 外DNA DNA片段可回收 外源DNA片段可回

片段与载

DNA体外重组的方式 体外重组的方式 平末连接 粘性末端接 载体与外源DNA用同一限制酶切 用同一限制酶酶 载体与外源 载体外源DNA分别用产生相同粘性末端，识别 别产生相同粘性末端， 载体与外源 分别用产生相同粘性末 序列不同的种限制酶酶切， 序列不同的两种限制酶酶切，在切载体的限制酶活性 存在条件连接 定向克隆 部分补齐法 HindIII?AGCT, BamHI?CTAG ? ?

连接效率 连接效率:载体与外源 连接到组DNA在总连 连效率:载体与外源DNA连接到重组 连接得到重组 在总连 接产物中的例 影连接效率的因素 DNA浓 浓度 DNA片段长度 片段度 DNA片段的卷曲度 片段的卷度 DNA末的状态 末端的状态 载体与外源DNA的比例 载体与外源 的比例 判连

片段长度 b: DNA片卷曲度 π 片段长度 片段曲度 全部粘性末端的浓度 i=2N0M10-3/ml M:摩尔浓度 摩尔浓度 j = i 连与互连相等， j < i 互连为， j > i 自连为主 自连与连相等， 互连

基因的转移 转( 直接进入细胞的过程， 转化(transformation):游离 :游离DNA直接进细的过，目前主 直接进入细胞过程 要有感受态 感受态(competance)和原生质体 要有感受 ) 原生质体(protoplast)化 转化 转(transfection):游离的噬菌体 直接进细胞过程， 染 :游离的噬菌体DNA直接进入细胞的程，转 直接进细胞的程 染率较低， 率较低，一般采用感染 染(infection):DNA包装进病毒颗后进宿主细胞的过程 感染(infection):DNA包装进病毒颗后进入宿主细胞的过程 转导(transduction):通过噬菌体为媒介在细菌间转遗传物质的 导 : 过程 结合(conjugation):通过细胞间触，遗传物质从供细胞转入 结合 :通过细胞间接触， 受体细胞

结合转移的条件 细胞紧密接触 转移(tra)因:至少包括 ，编码鞭毛和一些 基因: 个基， 转移 基因 至少括12个基因 膜结构 泳动(mob)基因:两个区域(1)编泳动蛋 (2) 基因: 泳 基因 两个区域( ) ) 结合泳动白形成松散结体 ，使质粒分在这区域 上打开一个缺口( 上打开一个缺口(nic/bom) 区 结合型质粒:

结合转移的材料 受体细胞 供体细，含有被转移粒( 供体细胞，含有转移质粒(包括外源 基因及mob区，nic/bom区的粒不 基因及 区 的质粒不能 被转移)和助体质粒(helper，带tra+)， 被转移)和助体质粒 ， ， helper也可

结合转移的方法 滤膜杂交 分培养细胞 合菌液，浓缩细胞 合的浓缩菌液滴于无菌滤 膜，铺培养基平板 培养胞，下菌液 稀释置于选择性平板上培 养 菌液交 分别培养细胞 受体菌涂于培养基平板 滴5ul体菌液于受体菌平板 培养细胞 长出菌落后移到选择性平

工程菌的筛选 初筛: 初筛:筛重组子 复筛: 复筛:筛

琼脂糖凝胶电泳 lg? = lg?0 - Krτ ? :泳动率 ?0 :自由动率 τ :胶

率， 自由泳动率， 泳动率 自由动率 胶浓度 Kr :与胶性质、分子

象有关的常数 与胶的性质、分子大小、 与胶的性质 oc (opened circular or nicked circular) DNA L (linear) DNA ccc (covalent closed circular) DNA

聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE) 于分析DNA小片断、RNA、白质等 小片

于分析 小片断 、 凝胶的度与合 蛋白产物分析 双向(2D)电泳 双

分子杂交 原位杂交 印迹法(blot) 印迹

Southern- Western blot

原位杂交法

印迹法 Southern blot:DNAararose电泳后移膜，再 与探针杂交来分析DNA的术。C. E. Southern发明 而得名 Northern blot:RNA经ararosePA电泳后转到膜上， 与探针杂交来分析RNA的技术 RNA Western blot:蛋白质经PA电泳后转移到膜上，再通过 免疫方法来分析蛋白质的技术 Southern-Western blot:蛋白质经PA电泳后转移到膜 上，再与DNA探来鉴定蛋白质分子与DNA的特

免疫学方法 直接免疫分析 三明治(sandwich)法 三明治 法 ELISA(enzyme linked

immuno-sorbant assay)

直接免疫分析 原位裂解含Ag的菌

后 放射自显影

三明治法 一个抗原可有几个抗原决定(antigenic determinant)，可与一

起反应。 抗体1结合在支持上 ? 与细胞抽提物中的 1 抗结合 ?与

体2结合 ? 放射自 显影

ELISA(enzyme linked immunosorbant assay) 免疫方法与酶学方法

统 Carrier-Ag-Ab1-Ab2-Enzyme 通过测来测定抗原，

基因产物分析 细胞裂解物 PAGE分析 高表达产物分析 Minicell

析

DNA序列分析 A T C G 加减法 化学法

AACGTATTGCTACTGCC 5’

加减法 模板 3’ 引物 5’ DNA polymerase I 4 dNTP (P32标记一种) DNA

polymerase I dCTP dGTP dTTP -A (A) (A) (A) DNA polymerase I(3’

dATP A A A

化学法 P32标记3”末段 硫酸二甲酯理(G>A) :G7位和A的3位N部分甲基化，性 pH加热，G(少A)碱基脱落，再用0.1 mol NaOH处理，加热到 90?C使糖脱 硫酸二甲酯处理加稀酸: A先断裂(A>G) ，再用0.1 mol NaOH 处理，加热到90?C使糖基脱落 DNA与肼反应(C+T) :C、T脱落成核糖脲，与啶作用在C、T 处切断DNA DNA与肼反应时加2M NaCl (C) :可

双脱氧法 4种反应体系中掺入ddATP、 ddCTP、 ddGTP、 ddTTP，反

A、 C、 G、T 控制dNTP与ddNTP的比例，可得

测序用酶 Klenow片段在dA:dT丰富区测较准确，逆转 录酶对dC重复区识别较好，可以互相补充。 用Taq酶可在70 ?C行，除模板的二级 Taq 70 C 结构，防止链合成前终止，并增加引物的特 异性。 T7 DNA聚合酶又测酶。延伸链聚合能 力强，延伸速度快，可从靠近引

M13噬菌体序列分析系统 M13菌体:丝状噬菌体，基因组为

细胞内的复制型(RF)为环状双

质粒的稳定性 质粒稳定性的测

期或时间 ? 选择性培养基 非选性培养基 非选择性培养基(M) 选择

选择性培养基(m) 选性培

质粒不稳定性的分类 分离不稳定性(segregational instability): 分离不稳定性 : 粒在细胞培养过程整个粒的 结构不稳定(structural instability): 结构不稳定性 : 重组质粒外源DNA的失发生缺失、插 的丢失或发生缺失、 重组质粒外源 的

分离不稳定的影响因素与改途径 影响因素 载体类型 克隆DNA的来源 克隆 的源 质粒大小 粒贝数 分配功能 温度 改善途径 选择当质粒 范ㄊ室说目寺』蚶丛?限制插入断小 用高拷贝数质粒 引入稳定功能或码必需产 物

结构不稳定的影响因素与改善途径 影响因素 强启子的存在， 强子存在，产物过量 可能影响质粒的制等功能 改善途径 低拷贝数质粒或染色体 入载体 用热诱导启动子， 用热诱导启子，时间制 基因表达 引入使链DNA高效转化为 引入使单链 高效转为 双链DNA序列 双链 的列 除去引起缺失作用的序列 DNA复制时经过单链为中介， 制时过单链为中介， 制时经过单链为中介 引起分子内重排 DNA重复序列在制时引起 重复序列在复制时

期中思考题 请各列举1个应微生物来解决的 实际问题

决的实 际

应用微生物学

微生物的可利用性:：利用微生物的菌体、代

微生物应用的一般方法：采样→（集）→初筛→复筛→小试→

分离菌种、试验、生产、初筛

要求：① 快速，能尽快检出目的微生，② 敏捷，能迅速处理众多样品；③ 经，一次能筛选多个

方法：① 平板培并检测法；② 摇瓶

利用溶解、降解、沉淀、显色、生长、抑菌现象指示目的菌。如用示剂发现有和胺类，用碳酸钙法检出有机酸。但若氮源是酸性盐或碱性盐则可成假产酸产碱现象，需进一步纸层析法

复筛：将平板初筛的菌株用摇瓶液体培养或固体培养后抽提物进行精确量定（如蛋白酶用分光光度法；脂肪酶用NaOH滴定法）筛产菌株。一个菌株通常要做3~5个

精确测定法可信度大，但操作琐，测定时长，工作量大。而有时把摇瓶复筛的发酵液用平板和精确法结合进测：把所有摇瓶复筛菌株的发酵液，用平板法测一遍（同步重复2~3块板），将其中活性圈大晰的菌株发酵液进一步用精确法测定，选出

酒的大类：1、发酵酒：发酵直或过滤后饮用的酒。该类酒营

2、蒸馏酒： 当酒精浓度为18%左右时，酵母活动就，因此只靠发酵不能生产酒精含量高于18%的饮料，但可以用蒸馏

世界上六大蒸馏酒：中国酒、白兰地、威士忌、郎姆

3、配制酒：在发酵酒和蒸馏酒的基础上，采浸泡、、勾兑等方法添加了色素、甜味剂、药物或料的酒，如各种药

葡萄酒的种类：按含糖量分：红葡萄（红皮葡萄连皮一起造、在发酵后进行压榨、红色素溶于酒中的葡酒。）、白葡萄酒（用白葡或去皮红皮白肉葡萄酿造、在发酵行压榨、不含红色素的葡萄酒。）、甜葡萄酒（含糖量大于50g/L的葡萄酒。）、干葡萄酒（酒精发酵完后含糖量小于4g/L的萄。）、半干葡

自然发酵法：选成熟、品质好、清洁的葡萄，破碎（白葡萄酒还要榨除渣）添一定量的二氧化硫，自然发酵（经常搅拌）2-3天后补加一些硫酸铵，继续发酵至酒精浓达10%

纯酵母法：在葡萄汁中加入二氧化硫3-4小时后

红、白葡萄酒常

SO2的作用：选择性促发自然酒精发酵。多数腐性微生物对SO2敏感，而母菌有抗性。抗化。 SO2形成的亚硫酸盐比葡萄中的其它物质更容易被基质中的氧氧化酸盐，从而抑制或推迟葡萄酒中其成分的氧化

老熟（陈酿）：刚发酵好的红葡萄酒呈鲜红色，有涩，几乎饮用，至少应放置8-10个月。 此间产生各气和香味物质，成熟后

葡萄酒在老熟达到顶峰并定

三、啤酒

啤酒是以麦芽（多是大麦芽）为主料，以大米其它谷、酒花为辅料，经酵母发酵酿制而成的含有化碳、起泡的低酒

啤酒的种类：1、按酵母菌性质分：上面啤酒：发结束后酵母菌（如卡尔斯伯母S. carlsbergensis ）浮在上面的酒。下面啤酒：发酵结束后酵母菌（酿酵母S. cerevisiae）沉于下面的

我国和其他多数国家生产的啤酒下啤酒，只有少数国家（如英国美国）生产上

2、按保鲜处理分：鲜啤酒：不经保鲜处，低可存放 1 星期。熟啤酒：包装后进

级）至120天（一级优级）以上。纯生啤酒：在0℃左右孔径0.4-0.6米膜过滤除菌，保质期60天至90天上 。 啤酒生产过程：浸泡：用水浸泡大麦约2天，使吸水膨胀、软，注意换水通气。发芽：将水放干，12-20℃芽5-8，至芽长为粒长的2/3-3/4即可，注意保持水分和气。焙燥：目的是止麦芽生长和去除芽的生青气味。先在50℃左右使水分降至8-10%，再在65℃使水分降3%右。制备麦芽（多用麦）。加酒花：在糖化液中加入啤酒花，煮沸1-1.5小时，过冷却。 啤酒花赋予啤酒特有的苦

后发酵：目的：去除双乙酰、硫化氢、乙醛造成的“生酒味”。使残糖继续发酵并饱和二化碳。使酒液澄清。法：将主发酵完的啤酒贮于地下室的酒桶内，上部10-15厘米空隙，敞口酵2-3天以去除生酒味，然后封口使二氧化碳渐饱和，随着时间的延长和温度的降低，更多复合物析出、沉降，使酒清。贮酒时间为1-5个月。 黄酒的生产流程：1、制麦曲2、制酒

将小麦粉碎，加30-35%水，自然发酵（约30天）或加入

以早籼米粉、辣蓼末加水，接种或自

将糯米浸水40-45小时至分含量约24-26%，蒸煮15-30分钟，淋冷至7-9℃ ，拌入酒药，堆空圆状，26-28℃2天后即有甜液出现，当甜达4/5高度时，加入糯米重量15%左右的曲水的混合物，搅拌均匀，保温20天左右可，其间应适当

清酒的生产流程：1、制米曲2、制

1.将精白大米浸透蒸熟后冷却到35℃左右，接种霉，30℃左右堆积发酵，每隔6-8小时

2. 将冷至7-9℃的蒸和米曲、水混合（7:3:11），7-8℃发酵。8-12小时后每隔数小搅一次，第四天时品温开始上升，10天左右度升至16-20℃ ，此时产生了足够乳抑制细菌生长，而酵母菌仍可生长，再酵20天左右

3. 将摊冷的蒸米和米曲、酒母、水一同落缸，匀后18-20℃发酵，8小时后开始搅拌，控制温度不

六、中国白

大曲：以小麦、大麦、豌豆原，粉碎加水制成块状曲胚，

按制曲过程中的最高温度，大主分为高温曲（60℃以上）和

2、中国白酒的生方式：固体法、液

糖化、发酵、蒸馏均为固体形式，糖化和发酵同时进行，多数酒采用。分糖化、发酵、蒸馏均为液体式。原料糖化→接酒母→发内发酵→蒸馏塔蒸馏，较少白酒采

固态糖化，液态酵、蒸馏，部分

食醋分为酿造

酿造醋是在酿酒工艺基上，添加醋酸菌将酒精氧化

再制醋是以酿造醋为基料进步工而成的醋，如五香醋、蒜

合成醋是以化

2、醋酸发酵：当酒精发酵5-7天，温达38 ℃ ，精含量7-8%（夏天不于6%，酒精含超过8%将抑制醋菌生长，可降低原料淀粉含量来制）拌4%粗糠和3-4%成熟醋醅。每天倒缸翻醅（通风散热）一以控制品温在37-39℃。当醋醅温度下降到35 ℃ 、酸不上升时表明醋发酵已经结束。将近结束两天前加盐（醋醅的1.5-2%）防止过

3、淋醋： 用三循环法：成熟醋醅用醋浸20-24小时后缓慢淋出的醋为头醋，食醋的半成品；

醋浸泡淋出的醋为二醋；二醋渣用清水浸泡出的醋醋。若不能及时淋醋，应加入食盐抑制醋酸继续生长，防止

酱油制作（低盐固态法）：制曲、发酵、浸油、

制曲

一级种曲：85%麸皮加15%豆饼粉，再加入一倍的水拌匀后分20g/三瓶，灭菌打散冷却后接入2环米曲斜面孢子，31℃培养，16小早晚各扣瓶一次，三天后孢长满曲料

二级种曲：配料同上，灭菌冷却至35-38℃后入0.1%一级种子，开1-2厘米厚，室温30℃左保温16小时后品温升至38℃右曲料表面微色、开始结块时应搓碎摊平降温。再经6-8小时后温度又升至36℃、全部长满白色菌丝、结块时划割成小块利通风降温，保持品温34-36℃ ，总计约72小时

成曲：豆饼与麸皮8:2至6:4混匀，加一倍水，30分钟后蒸煮灭菌，迅速却至35-40℃接入0.3%二级种曲，摊料25-30厘米厚，通风并保持品温35℃左右，普遍长出淡黄绿色孢子（约需24-28小时）

豆酱制作：制曲、制酱 豆腐乳制作：菌种准备、前发酵、后发酵

菌种准备

毛霉（或根霉）孢子悬液或干粉。2、面黄：用面粉培养米曲霉而成。3、红曲：大米培养紫红

面包制作：发酵、烘烤、发酵

先将1/3的面粉加水和酿酒酵母（1-2%）混合成面团发酵2h，称为小酵。然后将其余面粉加水，再加入小发酵的面团，混合均匀，进

酵母菌分解面粉中的葡萄糖、果糖和蔗糖，再加上淀粉酶转化酶的，产生CO2、醇和一些有机酸。 CO2被面团中的包围，不易跑出，因而团逐渐

烘烤

发酵后的面团经加工造型后放在220℃以上的高炉中烘烤，面团内CO2热膨胀逸出，成面包多孔海棉状结构。面团中的其他酵产物，构成了面包特有的香昧。若面团经加工造型后在100℃蒸汽蒸熟，即成

泡菜制作：

泡菜的制作原理：主要是在厌氧条下利乳酸细菌进行乳酸发酵和少量的酵菌进行乙醇发

发酵：将蔬菜洗净，剔除粗皮、根、老叶及叶，沥干或晾干后装坛中，装至半坛时将香料包放入，至离坛口6cm处，用竹将原料压住。即注入已配制好的泡菜水，务必将料淹没，最后将坛口密封，置阴凉处自然发酵。1-2d后打开坛口，适当添加原料和泡菜水，装满至口下 3 cm

泡菜的成熟时间因原料的种类及泡制时的气温而异。一般新配制的菜在夏天要5-7 d，冬天需要 12-16 d。叶菜类比根、茎类泡间短。加入陈泡菜水可以大缩短泡制

甜酒制作：

食用药用菌栽培：纯种分离（一级种、母种）：孢离法、涂抹法、钩悬法、组织分离法、菌组织分离法、椴

表面消毒：用75％酒精擦洗0.1％升汞冲洗表面一至二次后，用无菌水冲

微生物饲料：调制干草、青贮饲料、秸秆微饲料、发粗饲料、饲料酵母、白地霉饲料、光合细

二、青贮饲料：把新鲜的青饲料，如玉米杆、根茎、栽培牧草等，经切碎并入和压紧在贮或青贮塔中，密封后经过微生物的发作用而调制成的一种多汁、耐贮藏、家畜全年使用的饲料。这种调制饲的方法称为

原理：青贮原料上附着的酸菌等微生物在厌氧条件下，将青贮原料中的碳水化合物（主要是糖类）成机酸（主要是乳酸），抑制了有害细菌（如腐败菌和丁酸菌等）和霉菌的生长，使青贮料得以保存并带有芳香酸甜的道，提高了适

八、微藻饲料：小球藻饲料、螺旋藻饲料

微藻会大量富集一些对人和动物有害的物质如金属，因此不能用含有金属或其有物质的废水来培养。 小球藻饲：小球藻含有50％（干）的蛋白、丰富的维生素和叶绿素，是优的蛋白质

培养液：每千克水加入尿素0.6克、磷酸二氢钾0.25克、硫酸镁0.25。此外，人畜尿、堆肥浸汁、无毒的有机物废水也是培养球藻的良好培养液。池深10厘米，3～4天后，当水变成浓绿色时即可

舀出3/4的绿水，剩1/4的绿水加入新鲜培

螺旋藻饲料：螺旋藻是常用微藻（球藻、绿藻、旋藻）中蛋白质含量最（60－70％）、营养最全面、消化收及适口性最好、无无副用 、安全最高的藻种。培养螺旋藻的池深10厘，pH8～ 10，温度30℃，为了获得高产，应通入 氧化碳，同时

饲料添加剂：饲用

饲用酶制剂：聚糖酶、植酸酶、淀粉酶和蛋白

植酸酶：所有植物性饲料都含有1％-5％的植酸盐，它们含有占饲料总磷量60％-80％的磷，但单胃动物无分解利植酸盐。植酸酶能水植酸，一方面使其中磷以无机磷的形式释放出来，被单胃动物吸收；另一方面使得与植酸盐结合的锌、铜、铁等微量元素蛋质释放，提利用率。植酸酶还能降低粪便含磷量约30％，减少磷对环境

霉菌毒素如玉米赤酶烯酮，细菌素单孢菌素，是饲料在潮湿环境易产生的微生

酯酶能破坏玉米赤酶烯酮，氧酶能分解单孢菌素，生

2、微生态制剂是活的微生物制，可以调整维持消化道微生物系的平衡，提高动物生产性能和抗病力。 微生态制剂种要求是对致病有较强的抑制作用（竞争或拮抗）；营养要求低；对胃肠道酸碱环境有较强耐受力；对胺一定的耐药性；用于家禽的菌种还应能耐受41～43 ℃的培

目前应用较多的菌种有嗜酸乳杆、草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、需性放线菌、酵

微生态制剂一般应密封保存在阴凉境，度不宜超过45℃，并尽量避免与生素混用或接

微生物医药：抗生素、疫制品、酶抑制剂、受

抗生素：β-内酰胺抗生素、大环内酯类抗生素、多烯大内酯类抗、蒽沙大环内酯类抗生素、四环类抗生素、氯霉素、肽生素、氨基糖苷抗生素、抗肿瘤

β-内酰胺抗生素：青霉、孢霉素、青霉素、发酵青

青霉素的核心是6-氨青霉烷酸。商品头孢霉

免疫制品：免疫抑制、免疫增强剂、疫苗、

l、死疫苗：将病原微生物用物理法(如加热)化学方法(如用甲醛理)杀死但保留其抗原性制成，适用抗原性高而毒性强的株。点：不能在体繁殖，维持抗原刺激的时间短，免疫不高，所以接种量大，对人体的副作用也大，有时还会起体发热、全或局部肿痛等反应，常须以小剂量多注射。优点：容

常见的死疫苗有百日咳、伤寒、副伤、霍乱、流行性乙型脑炎和斑伤寒、狂大

2、活疫苗：用毒力丧失或减弱但仍保持抗原性的病体突变株制成。如卡介苗(防结核病)、疽苗、牛痘疫苗、鼠疫疫苗、脊髓灰质炎苗以及麻疹疫苗等。优点：免疫力持久，用小，只需一次接种，副作用小。缺点：易失效，难

制备活疫苗的菌株来源有两种：一是从具有免疫力的带机体中择毒株(如鼠疫疫苗)；二是用人工培养法使病原体以降低毒力(如麻疹疫、卡介

制备活疫苗所用菌株，其无毒或弱毒性状须很稳，即使反复进入易感机体也不会恢复毒力，否则就不能用于制

3、自身疫苗：是用从患者病灶中分离的病原菌成的死疫苗，作多次皮注射后，可疗些反复发作并久经抗生素治疗无效慢性细菌性感染疾病。如葡萄球菌的慢性化脓性感染，大肠杆菌引的慢性肾

4、亚单位疫苗：将病原微生物中的有效成分提出来制成的疫苗，可提高免疫果，又可减少副作用，如腺病毒的壳亚单位疫苗、乙型肝炎的表面亚单位疫苗以及大肠杆菌菌亚单位疫

类毒素：用0. 3％-0.4％的甲醛脱毒，但仍保持其抗原性外毒素。常的类毒素有白喉类毒素和破伤类毒素。 免疫血清：含有特抗体的血清叫免疫血清，用人工被动

抗毒素：用类毒素免疫动物（通常是马）获得的免疫血清，如白喉抗或破伤风抗毒素。抗毒素可中和相应外毒素的毒性，主于由外毒素所致疾病的治或应急

球蛋白：胎盘球蛋白是从健康妇胎盘中提取的丙种球蛋白，

血清球蛋白是从血清中提取丙球蛋白，主要用于预防麻疹

α-葡糖苷酶抑制剂：微生物产生的α-葡糖苷酶制剂可延缓膳食中糖类的消吸收，从而有地制饭后高血糖，而不会发生其它降糖物容易引起的低血糖等不良反应。（90％的糖尿病患者，因胰岛素分泌不足胰岛素作用

使糖的代谢受到影响，造成饭后高血。控饭后高血糖对于这类糖尿病的治疗及预并发症有着重

维生素C：即L-抗坏血，用的微生物生产途径（

微生物农药：杀菌剂、杀虫剂、除草剂 、抗菌、弗麦菌素、苏云金芽孢杆菌、球形芽孢杆、金龟子芽孢杆

微生物杀虫剂：一、四抗菌素（Telranactin）：也称杀螨素，是日本1971年从色霉菌S-3466（S. aureus S-3466）的菌丝体中提取获得，由四个相同的高无活酸单体组成，属环内脂类抗

四抗菌素在其它方面的应用：（1）防家的球虫病：在饲料饮水中加入100-500ug／ml的四抗菌素，能有效地防治由球在鸡的肠和小肠上引起的病变。（2）防猪赤痢病：饲用10ppm的四抗菌素，能有效预防猪痢病；饲用100pprn以上的四抗菌素，1周内就能完全治好严重感染赤痢的小。（3）防治软体动的危害：每亩土施用20g四抗菌素，24小时能将有蜗牛等软体动物全

二、阿弗麦菌素：阿弗麦菌素是日本和美国1979年用有机溶从Streptomyces avermililis提取获得的杀虫抗生，属大环内脂类抗生素，含8种主要

方法与效果：弗麦菌素没有抗细菌、真菌和原虫活性，但抗蠕虫活很强。阿弗麦菌素作为γ-氨基酸（GABA）的激动剂，在无脊椎动物体内起神信息传导抑制，使寄生虫发麻痹而被排出体外（哺乳动物的GABA神经都于中枢神经系统，所以阿弗麦菌素对哺乳动物神经药理作极，从而显示出高的选择性）。阿弗麦菌素抑制蛋白合成，又是离子载体，副作用，很安全，即使将用浓度提高到有效浓度的50倍也对动物无毒性，对多种作物无药害。饲料中添加0.0002％的阿弗麦菌素，以完治愈螺线虫病；牛、羊、狗等家畜服，对各类线虫、钩虫、蛔虫的驱虫率达90％-100％，但对肝蛭等吸血虫效，服用阿弗麦菌素的动物排出的粪便仍

阿弗麦菌素能被肠道吸收，而且能透入膜和，因此不仅对消化道内寄生虫有效，对肤和皮下的寄生

亩用阿弗麦菌素0.5-22g就能效制柑桔锈壁虱、红蛛、棉叶螨、广螨、马铃甲虫、梨虱和潜叶虫多种害虫，并且对品有机盐类、氨基甲酸甲脂类、化碳化物以及除虫菊类等杀虫剂有耐药性的螨类仍然有效。此外，阿麦菌素对仓库害虫大谷盗、粉虫以及家庭害虫蜚蠊、衣蛾、蠹（du）虫、家蝇等也有效，土壤线虫有显著的驱杀效果，每公顷施药160-240g即可控制线

三、苏云金芽孢杆菌：一种革兰氏阳性土壤细菌，既可生，又可寄生于昆虫。苏云金芽孢杆菌的作用更学杀虫剂，而不像

苏云金芽孢杆菌在芽孢形成过程中产生一个芽胞及一个多个较的白质性质的晶体内含体——伴孢晶体，伴孢晶体可紫外线照射，经几年储仍保持

在营养体生长的旺盛期，苏金芽孢杆菌的某些菌株会产一种分子量低、热稳定性高的毒，称为β外毒。毒素的结构类似核苷酸，可以抑制哺乳动物胞DNA依赖RNA聚合酶的活性。由于它似核苷酸结构可能导致昆虫畸形，注射到乳动物中具有

伴孢晶体含有不具活性的原毒素分子——δ-内毒素，被敏感昆幼虫吞食的晶体在碱性中肠液溶解，随后原毒素被道蛋白酶降解，形有活性白质毒素。成熟的毒素结在幼虫上皮细胞膜的特殊体上，插入膜中，形成运输阳离子直径10～20A的小孔，继而解除了离子和质子通透障碍，水伴随着离子流入肠道细，导肠道细胞肿大、裂解。离子调节的缺乏也会导致肠道和嘴部肌肉麻，昆虫停止进食，最终导

有的菌株产生单一的δ内素，有的则产生许多具有不

四、球形芽孢杆菌

球形芽孢杆菌（Bacillus sphaericus）好氧，普遍存于土和环境中，可以杀灭蚊子幼虫而其它昆虫无害，其杀灭重要蚊子（蚊和疟蚊）幼虫的能力高于云金芽孢

球形芽孢杆菌的一些菌株，可以通过分解污染严重水体中的有机物生活。与云金芽孢杆相，球形芽孢杆菌某些菌株可以产生一晶体蛋白毒素，它对敏感蚊幼虫的用式与苏云金芽孢杆菌毒素既有相之处又有不

球形芽孢杆菌的大小分别为51kDa和42kD的两主要晶体蛋白质对幼虫没有毒，但却都是产生毒性所必需，因此为二元毒素。蚊幼虫食晶后，晶体在中肠碱环境中溶解， 51kDa和42kDa蛋白质分别被加工成43kDa和39kDa蛋白质。毒蛋结于中肠上皮细，干扰特定蛋白的ADP核糖基化，导幼虫进食受抑制并最

五、金龟子芽孢杆菌：是各类金龟子科甲虫的病菌。与苏云金芽孢杆菌和形芽孢杆菌不的，金龟子芽孢杆菌不产生毒素，而在被幼虫吞食后侵入血腔内迅速繁殖，天内就能致死幼虫。幼虫死后，菌转变成芽

个幼虫尸体内多达10的10次方个芽孢。金龟子芽孢杆菌使的局限性主太专一，必须用金龟子幼培养，因此只能进行小规模商化生产，主要用于观赏植物草坪的

微生物肥料：是用于施用改善作物营养供应、减轻病害、促进生长、增加产量和良品质的微生制品。 微生物肥料的种类：固氮微生物肥料、解磷微生物肥料、解钾微生物肥料、菌根肥料、抗生菌肥料、植物促生根圈细、微生物复合

酒精（乙醇）发酵：微生物酒精生产主要用酵菌进行，发酵过程和酿一样，但原多用更便宜的工农业废料（如糖蜜），并且提取酒精时在蒸馏步骤上了精馏步骤。另外，酒精生产也以用细菌

丙酮丁醇发酵：一、生产菌种：丙酮丁梭菌、糖丁酸梭、粉红梭菌是用于丙酮丁生产的代表菌株，们能够直接利用淀，严氧。二、生产流程：1、种醪：将1-2克砂孢子接入10毫升5％玉米醪→37℃于真干燥器培养24小时→接入5％玉米醪种母瓶→ 培养24小时→接6％玉米醪第种母罐→培养12-15小时→接入8％玉米

丙三醇（甘油）生：发酵型酵母、高渗

发酵型酵母厌氧培养时，pH低于8生成精，但在pH高8或者添加转向剂亚硫酸氢盐或式盐（如磷酸氢钾）生成甘油。亚硫酸氢盐与乙醛生成乙醇磺酸；碱式盐使两分子乙醛发生歧化反应生成乙酸醇，使乙醛不能用于再生辅酶Ⅰ，迫使磷二羟丙酮还原为

高渗酵母包括耐盐酵母和糖酵母，属于呼吸型酵母，长需氧，它们处于高渗环境能在细胞内积丙醇和其它多元醇，不需要亚硫酸氢盐等向剂。高渗酵母生产丙三醇及其它多元醇率受生长条件如培养基的组成、供氧平、温度等的

高的供氧速率有利于葡萄利用和丙三醇的生成而不

葡萄糖是最常用的碳源。丙三醇生产的最佳糖浓度是固定，是与供氧速率有关，供氧充分可显著提高最适的浓度，超过最佳糖浓度

最普通的氮源是酵母浸膏和玉米浆，再加少量的尿素或铵盐，使糖蜜为碳不加酵母浸膏。发酵温度对葡萄的利用影响不大，有时影响不产物的比率，最佳温度一般

高盐环境中的藻类，具有生成胞内丙三醇抵抗高盐环境生存机。盐绿藻（Dunaliella、Astermonas）能产生50％干重胞内丙

藻类生长和丙三醇生产所需的最盐浓是不同的，故丙三醇生产分两步：培养阶段和

培养阶段（1-2天）：在养中通入海水，池底连续通入二氧碳以除去硫化合物和其他有毒物，再加入4mmol/L KNO3、 1mmol/L NH4H2PO4、 0.5mmol/L NaCl，入藻种，最大面积接触阳光照射，pH7-9，10-40℃

生产阶段（几小时）：将培养好的体沉淀、离心，流入含4.5mmol/L NaCl的渗透罐。在透罐细胞体积缩小排除部水，增加胞内溶质度，同时胞内储存的多糖只需较少的阳能和二氧化碳就转化成丙三醇以应答瞬时渗透压环境改，随后继续用太阳能和二氧化碳进一步合成丙三醇平衡胞外的渗透

有用的微生物多糖：黄原胶、聚酯、葡聚、小核菌葡聚糖、出芽短梗孢糖、珀聚糖和热

聚酯 ：如果碳氮比高，氮或氧量，许多细菌累脂族聚酯——聚-3-羟基烷酸，积累量占细胞干重的30％～80％。这些菌包好氧和厌氧的养型细菌（如拜氏固氮菌和生枝动菌）、许多甲基营养型生物、好氧和厌氧型光营养生（氏绿胶蓝细、深红红螺菌、奥氏着色菌）和古菌（如地中海富

用有机溶剂从不同来源的细菌中萃取获得的聚-3-羟基烷酸的对分子质可2×105，相应的聚合度约20000。 研究表明聚羟烷酸是热塑性材料，而且是以生物降

聚-（R）3-羟基丁酸的分子结构和物理特性聚丙烯相似，但聚丙烯是度抗生物降的，而聚-3-羟丁酸在许多环境中最完全降解。聚丙烯和聚-3-羟丁酸的密度差异导致它们的产品在水不同的沉浮

在适合条件下，真养产碱菌以葡萄糖作为唯一碳源生，产生聚-3-羟基丁酸，加入丙酸，就成3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的无规共聚物（3-HB-co-3-HV共聚物），该物随机分布的3-HV单位在共聚物占有可预测的

其他一些微生物在单一基质生

3-HV在共聚物中所占的摩尔百比极大地影响3-HB-co-3-HV共聚物的物理性质。随着3-HV共聚物中所占摩尔百比的高，熔解温度步降低（但分解温度保持不变），塑料结晶度百分比从聚-3-羟基丁酸的80％以上，下降含25％3- HV摩尔百分比的30％以下，共聚物弹性和刚性也提高

单一的聚-3-羟基丁酸形成脆性料，熔点（177℃）只比分解温度低10℃，因而

微生物有机酸：柠檬酸、乳酸、丙酮酸、苹果酸、衣康、萄糖酸、亚麻酸、二十碳五烯酸、 二十二烯酸、谷氨酸、赖

柠檬酸的用途：1、大量用于食品酸添加，特别是软饮料和糖果，还可避免蔗因溶解度小而

2、可与水中的碳酸盐作用生成二氧化碳（发泡）和柠檬盐，有助物的有效成分快速溶解，还可增加某些泻药和麻醉药的作用，并可改善口味。还血液抗

3、柠檬酸盐有很好的洗涤剂性质，作为添加能取代磷酸盐配制易于生降解的洗涤，以避免富磷化环境污染。含柠檬酸洗发液能使头发具有光泽且富有弹。可与铬矾、糊精、甘油和氯化铵配制成固

4、还可用作二氧化硫吸收剂、油处剂、纺织助剂、金属清洁剂、烟草加剂和废水

二、生产菌种：淀原料用黑曲霉，烃类

三、发酵工艺：柠檬酸对碳钢有腐蚀作用，而对不锈钢没有腐蚀作用，所以接触柠檬酸的设备必须用不

四、发酵方法：固体

五、提取（钙盐法）：1、沉淀：发酵液滤得清液，加入灰乳或碳酸钙形成柠檬酸沉淀，过滤，90-95 ℃热水洗。2、解：将柠檬酸钙加水搅成糊状，80 ℃以上搅拌入硫酸进行置换。硫酸加量不足时柠檬酸中有柠檬酸钙，导致浓缩时不能结晶；过量时会分解柠檬酸并腐蚀设。3、脱色：将酸的滤液用树脂或活性炭脱色。4、除阳离子：树脂。5、真空浓缩

乳酸的用途：乳酸可作为食品酸味剂和防腐剂、医用矿质子的酸根，可用作皮革业的脱灰剂以及用于生产乳化剂和润滑剂。聚酯塑料可用于外科缝合与人工

菌种：糖质原料一般用德氏乳菌，乳清原料用保加利亚乳杆菌，

发酵：培养料在90-95 ℃灭菌1-2时，冷50接种，48-50 ℃培养3-4天。添碳酸钙或氢氧化

5.5-6间，低于5时发酵受抑制。

乳酸的提取：1、钙盐法：发酵液→氢氧化钙中至pH11-12→压滤→氯化镁处理→浓→静止3-4天结晶→过滤得乳酸晶体→熔融→硫酸酸解→静止6小上→吸滤→浓缩→离子交换→浓、脱色→砂

2、直接法：发酵液→（过滤→活性炭色）→硫酸→过滤→静置→浓缩 →离子交

3、锌盐法：发酵液→氢氧化钙中至pH11-12→压滤→加硫酸锌 →过滤得乳酸锌晶体→加硫化氢 →滤除硫化微生物酶制剂用：酶剂广泛应用于品、医药、纺织、皮革以及生物工程等域，如生产干酪、面包、饮料酒、葡萄糖和果葡糖浆，澄果和蔬菜汁，化肉制品，纺织品脱浆，洗衣粉和洗涤添加剂，生物工程

微生物酶制剂由于品种齐、产周期短、产量高而成为

微生物酶制剂既可取代性能相同的动、植物主要酶制剂类，又能出在100℃起催化作用的高 温-淀粉酶和在pH10～12起作用的洗涤剂白酶等

淀粉酶的用途：制糖、果汁清、发酵工业淀粉糖化、消化

淀粉是D－葡萄糖的线性或分支均聚物的混物。淀粉的无机酸解是通常在含20％淀粉悬浮液、pH2和140℃的件下行，逆产物的成以及葡萄糖的再聚合，将葡萄糖产率大约限制在理论值的50％，还需用碳酸钠中。酸水解的主要缺点是葡萄糖产率低，形成大量机盐并需要抗腐

纺织品退浆

在布匹纺织生产过程中，摩擦导致线纤维高度机性扭曲。应用淀粉浆，即浆，增强了扭的抗性，防止了因摩擦以及静电作所引起的线断裂。然而，布料后续加程（染色、漂白和精加工），需完全将淀粉

根据高温细菌α-淀粉酶的稳定性所用的连续退浆工是去除浆料的主要技木节。在90℃热水中预洗10s后，将布一至多次通过65～80℃的理液，每次处20s，处理液含0.5％～1％（m／V）枯草芽孢杆菌α-淀粉酶，0.05％（m／V）氯化钙（稳酶）和0.2％～0.5％（m/V）非离子表面活性剂（湿润剂），然后漂

二、蛋白酶 ：广泛应用于皮革脱毛软化、丝绸脱胶精炼、洗涤添加、蛋白胨胶备、肉类嫩化、酒类澄清、医药业（注射用水解蛋白，消炎剂，栓溶解剂）、奶酪生产、氨基及调味品

微生物中产酸性蛋白酶的以霉菌为主，如黑曲霉、根霉、青等；产性白酶的主要是枯草杆菌、灰色链霉菌、曲霉等；产碱性酶的主要是枯草杆菌、短芽孢杆

市场上大约80％家用洗剂

家用洗涤剂中的酶必须具有以下特性：①高温（70℃）条件下稳定；②对非离子面活性剂有抗变

在碱性范围（PH8～11）保持高活性；④催化性不需要金属离子（所有洗涤剂含有螫剂，如乙二胺四乙酸或三聚磷酸，这些螫剂将使得许多金属离子不能够被利用）；⑤对漂白的氧化剂（如次氯酸盐和硼酸盐）有

枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶和地衣孢杆碱性蛋白酶极好地满足了这些要，广泛用于

凝乳酶 ：粗制凝乳酶是未断奶牛犊四中的提取液，具有凝结功能的成分是白水解酶，称

牛凝乳酶的周期性短缺已促使应用来源于粟疫霉（Endothica parasitica）、米赫毛霉（Mucor miehei）和微小毛霉（M. Pusillus）的真菌天冬氨酰蛋白酶代替粗牛凝

凝乳酶首先以381个残前体物——前凝乳酶形式合成，并在分泌过程中加工成含365个残基的凝乳原，后者没有酶活性，但在低PH值条件下，步自催化水解为323个残基的蛋白水解——凝乳酶。粗制凝乳酶实际上是凝乳酶和凝乳酶的混

纤维素酶：纤维素酶属诱导酶，有β-糖苷键的物质大多作为诱物。纤维素酶的产生菌有细菌、放线菌、高等真菌。纤维葡萄糖以β-1，4糖键相连

石油开采步骤：1、一次采油：石油包含在油岩的绵状孔隙中，当油井钻成后，靠底层压力石油运移到地面

2、二次采油：用注水高注水将原油赶出的方

3、三次采油：在二次采油后使用各种方法降低原油粘度或增加注水粘度，小与水的粘度差，控制水的流动，避免“指状”流动，增大驱油，进一步将油开采出来的方称为三次

混相驱油、蒸汽驱

三次采油：指将在地面上培养微物产的多糖或表面活性剂注入油层来高原油采收

采油工业广泛应用的微生物多有：旋糖苷葡聚糖，普鲁兰糖，小菌葡聚糖，

以烃为碳源的微生物是生物表面活性剂的重要来源。假单胞菌、节杆、不动杆、杆菌是产生生物表面活性剂的主微生物类群。微生物生物表面剂属糖脂类或脂肽类物质，发后经萃取

地上微生物采油：将筛选培养的单一或混合菌株与营养物注入油层，微生物在层繁殖，或只将营养物注入油层来活油层中的微生物，靠微生物动及各种代谢物的作用从而提采收率的

与环境有关的微生物主应有两方面：环境监测

不同形态的地衣对大气污染耐能力不同，壳状地衣＞叶

根据地衣形态分布把大气的污染程度分为四级：最严重污染区-----地衣绝迹；严污染区-----只有壳状地衣；轻度污染区-----只有壳状地叶状地衣；清洁区----- 3种地衣

有机污染的微生物监测：水体中的腐生细菌数与有

根据水体中腐生细菌的数，

根据腐生细菌数与细菌总数的比，以把水体分为α-腐生带、β-腐生带和多-

大肠菌群：包括大肠埃希氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌、克雷伯氏菌属，在48小时内发酵乳糖产酸产，革兰氏阴性，需氧

自然环境中的大肠菌群细菌不能在44.5℃生长，而粪便中的大肠菌群细

粪大肠菌群数：在44.5℃测的肠菌群数。总大肠菌群数：在37℃测定的大肠

我国生活用水标准规，1升水中的总大肠菌

2、粪链球菌：是存在于人和温血动物粪便中的球菌统，为革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性的短链状，在自然水体中不

测定粪大肠菌群/粪链球菌之值，可以判粪便污源。人粪中该值为4.3－4.4，动

3、产气荚膜梭菌：为革兰氏阳性、产芽孢、还原硫酸盐的厌氧梭菌，存在人和温血动粪内。由于芽孢对不良环境抵抗力强，气荚膜梭菌在水体中存活期较长，适有毒水体的粪便污染监测，检出阳就表明粪便

若产气荚膜梭菌检出阳性而粪大菌及粪链球菌检出阴性，表明是陈污染或样品放

四、有毒

发光细菌法：发光细菌（明亮光杆菌）在数期有很强的发能力。当环境条件不良或有毒物质在时，发光能力到响而减弱，其减弱程度与毒物的毒性大小和浓成一定的比例关系。通过灵敏的光电测定装置，在待测物添加前后发光细菌的发光强度变化以评价待测物的

硝化细菌法：硝化细菌在好氧条件下把铵子氧化成硝酸根。测定硝化细菌的相对谢率可以检测

的有毒物，并以此评判水体、土壤环境环境物的生物毒性，对于宏观生态环境康程度的评价有

污水的微生物处理

污水处理按程度可为一级处理、二级处

一级处理也称为预处，主要通过格栅等过滤

二级处理称为常规理，主要去除可溶

三级处理则称为高级处理，主是除氮、磷和其他无机物，还

（一）、活性污泥法

活性污泥：是以好氧性细菌为主体的微物和水中的悬物质、胶体物质混杂在一形成的肉眼可见的絮状颗粒，一般呈褐色，因水质不同也有呈深灰、灰褐、白等色，大小0.05-0.5mm，表面积为20-100cm2／ml，比重约1.002-1.006，静置时能聚较大的绒粒而降。活性污泥具有很强的吸附力，pH缓力和氧化分解有机质

曝气池：初次沉淀池（简称初沉池）废水先进入初沉淀池，除原废水中有机的和无机的悬浮固体、浮油，固体沉入池底，浮油

曝气池是废水处理的核心部分，通过曝气使气池处氧状态，并使有机污染物与活性污泥充分接，完成吸附和氧

二次沉淀池（简称二沉池）：二次淀池中活性污泥与水分离，沉池底，澄清

活性污泥膨胀：活性污泥结构松散、沉降下降，水流出曝气池及沉降池的现象。主要是于丝状细菌比例

造成污泥膨胀原因：①BOD:N和BOD:P的比值高；②pH值低；③BOD负荷高；④进水中的低分子水化合物多；⑤水温低；⑥有属等毒物流入；⑦流入废的悬浮固

控制污泥膨胀方法：①沉淀污泥与消化污泥混合；②加5－50mg/L 的FeCl3， 10 －100mg/L的铝盐，40－200mg/L 的H2O2；③降低溶解氧；④降低BOD负荷；⑤改为推流式；⑥回流污泥再

生物转盘法是利用在圆盘表面上生长的物膜处理废水。片直径一般1－3m，大 5m。盘片间的距离一般 30mm 。为进水BOD5浓度高，物也将越厚，如用多级转盘，则前级的盘间距为25－35mm，后级为10－20mm 。为了减轻盘片的重量，大多采塑或玻璃钢。转的转速一般为0.8-3rpm，线速度

（三）、生物转盘法

（四）、生物接触氧化法：生接触氧化法将滤料（常称做填）完全淹没在废水中，并需曝气的物膜处理废水的法，称淹没式生膜法或生物接触曝气法。该法对击负荷有很强的适应能力，氧化池中的溶解氧含一维持在2.5－3.5mg/L，气水比约

硬性填料如聚氯乙烯塑料、聚烯料、环氧玻璃钢、环氧纸蜂

软性填料一般用尼龙、维纶、涤纶、腈纶化学纤维材料编结成束，呈绳状连，又称为软性

（五）、生物流化床法：用细小（0.5－1.5mm）砂粒、陶粒、焦炭、硬质料作为生物载体投在废水中，用强大水流流使载体不断滚动呈流态，高溶解氧浓度。法比表面积为2000－3000/m，远生物转盘（50/m ）和生物滤池（25/m ）大，净化效高，耐冲击能力强，设备占地小。缺点是动力消耗较大，处理水量，大型废水处理厂较

（六）、氧化塘法：根据氧化塘内溶解氧和在净化中主要作用的微生物种类，可氧化塘主要为氧塘、厌氧塘、兼性塘和曝气塘四种。化塘处理废水的效率较低，占地面积较，但运转费用少、操作简单、投资少，合偏远地区

（七）、封闭厌氧处理法：厌氧条件下非氧微将有机物分解并可产生甲烷，可用于污消化和高浓度有机

经历3个步骤：1、水解和发酵菌有机物分解转化成有机酸、醇、二氧化碳、氨

2、产氢产乙酸细菌将有机酸和醇进一分解酸、氢气和二氧化碳，同型产乙酸细菌二氧化碳和氢气

3、产甲烷细菌将乙酸分甲烷和水，利用二氧化碳

普通厌氧消化池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床（UASB）反应器、生物滤池、其它厌氧处理方法。 在自然界有机物质中，除矿和木质素外，一般均可作为气发酵的

二、微

（一）、微生物脱氮：微生物氮先氨态氮转变为硝态氮，再将硝氮还原为分

应用微生物学1

应用微生物学 习题解答

第一章

1. 解释名词：

(a) spontaneous generation: 自发生。此

词为abiogenesis （偶然发生说）。

(b) biogenesis: 生源论。此概念

(c) generation time: 代时间。细胞分裂

为mass doubling time（倍

(d) agar: 洋菜或琼脂。系为萃取自红藻类海之复合多糖，主要

2. 科霍假说。

3. 有害人体之细菌：(a) Vibrio parahemolyticus (肠炎弧菌) ，引起胃

有害人体之真菌：(a) Aspergillus flavus（黄曲菌），黄毒素（aflatoxin ）生产菌；(b) Candida albicans（白色念

4. 有益人体之细菌：(a) Lactobacillus bulgaricus (保利亚乳酸杆菌) ，用来作酸

有益人体之真菌：(a) Saccharomyces cerevisiae（啤酒酿母菌），

5. 微生物六大优点如下：体积小表积大、培养单、繁殖迅、于和条

6. 显微镜（microscopes ）主要分为光学显微镜（light microscopes）及子显微镜（electron microscopes）。显微镜法（microscopy ）则有明视野显微镜法（bright field microscopy）、暗野显微镜法（dark-field microscopy）、荧显

7. 革兰氏染色之操作顺（请参考page68）：用结晶紫（crystal violet）染、利用精脱

革兰氏染色之原理（请参考page68）：革氏染色系依细菌细胞壁构造差异，所造成对染色剂（结晶紫）不同保留力，而得以将革氏阳性染成色（保留晶紫）；

８. 巴斯德（Pasteur ）：以鹅颈瓶实验证明微生物生论；科霍（Koch ）：发明纯培养法，出霍假，发现多病原

9. 所谓的氮循环（nitrogen cycle），乃系氮与含氮化合物全变化之一系列反应。 至于碳循环（carbon cycle），二氧化与其他碳

10. 筛选微生物必须用对培养条件（例如培养基组成或酸碱值、养温度、通气量）；选择迅速察或

11. 例如，藉由突变增加目的物质的生产；减少其他非的物质的生产利后之目

12.PCR 命名自Polymerase Chain Reaction（聚合酉每反应）前缀，种能

13. 微生物灾害（biodeterioration ，亦称microbial deterioration），意指

14. 引起植物生病的微生物，霉菌发例最多，其次依序为病毒及细。例如Fusarium oxysporum（尖胞霉菌）这种植物原性霉

15. 引起日常用品受损的微生物，如引起材腐朽Trichoderma viride；导致浴室瓷

16. 所谓的bioremediation （生物复育法），乃系藉人为方式来改变或控制环，使得遭污染区成为生物化，藉提升污染分解菌

第二章

1. 解释名词：

(a) chemotaxis: 趋化性。例如存于壤中的植

化学物质之引诱，而向植根部方向

(b) phototaxis: 趋旋光性。受到光的激所引起之趋向。例如光合成细菌由光强的变化进行

(c) aerotaxis: 趋氧性。受到氧气的刺所引起之趋性。如好

(d) magnetotaxis: 趋磁性。

(e) thallus：丝状体。霉菌（molds ）虽与酵母菌（yeasts ）同真菌（fungi ，单数为fungus ），然而却与单细胞物的酵母菌不同，属细胞生物。以光学显微可观察到霉菌状细，因而又称霉菌为丝状真菌（filamentous fungi ）。霉菌之状（thallus ，复数为thalli ）包括菌丝团（mycelia ，单数为mycelium ）孢子（spores ）。菌丝团（mycelia ）系由菌丝（hyphae ，单数为hypha ）所组成，菌系由多数细胞连结而成。编者注：一般系依植取向的将thallus 译成叶状体，意指未经分化成根、茎、叶

(f) peptidoglycan: 胜层。peptiglycan = mucopeptide = glycosaminopeptide = murein ，乃菌细胞壁之基构造，为具

(g) teichoic acid: 台酸。发现革兰氏阳菌之细胞壁酸性成分，原系依希腊语意为壁的teichos 取名，其后亦有自细胞膜发现台酸的存。台之构造，依种及所存在置而有所差异，可概分为存于细胞膜的第

(h) glycocalyx: 腊梅。细

(i) facultative anaerobes: 兼性厌气菌。

(j) hyphae: 菌丝（请参考 1(e) thallus 的解释名词）。

(k) mycelium: 丝团（请

(l) bacteriophage: 噬菌体。

(m) starter: 菌酉元。

(n) bioassay: 生检定，亦

(o) bifid bacteria: 双

(p) simple staining: 简

(q) differential staining: 鉴别染色法。

(r) gram staining:革兰氏染色。

(s) acid-fast staining: 抗酸染色法。

2. 所谓微生物数值分类法（numerical taxonomy），系依微生物特性差异而加以分类、群，亦即，将微生物之形态、生理、生以及遗传等特性予以数据化，并且利计算机算出微间的相似度（相异度），系能够迅速而便利的研究出微生物间的类缘关系

3. binominal nomenclature（二名法，亦

4. 书写微生物属名与种名之际，所需注意项，例如属名种名均须以斜自印体来

5. (a) ATCC: American Type Culture Collection（美国菌保存中心）; (b) NRRL: Agricultural Research Service Culture Collection（农业研究服务菌种） ; (c) JFCC: Japan Federation of Culture Collection（日本微生物株保存连盟） ; (d) CCRC: Culture Collection and Research Center（菌种保存中心），现已改称Bioresource Collection and Research Center (生物资源保存中心，简称 BCRC) 。

6. 微生物之命名依据包括形态、生理性质、来源、色生成、病

7. 细菌依性状不同，可为球菌、

8. (a) 曲霉：例如Aspergillus oryzae；(b) 酒精酵母：Saccharomyces cerevisiae；(c)枯草菌：Bacillus subtilis；(d) 乳酸菌：例如Lactobacillus bulgaricus；(e) 醋酸

9. 好气菌（aerobes ；又好氧菌、嗜氧菌、喜氧菌）、气菌（anaerobes ，又称厌氧菌）、兼性气

10. 革兰氏阳性菌与阴性菌之细表层构差异，如（1）阳性菌最外层胜糖层，而阴性菌最外层则外膜然后才系胜糖层；（2）阳菌之糖层较阴

11. 单球菌（例如Micrococcus lysodeikticus）、

pneumoniae ）、四联球菌（例如Pediococcus cerevisiae）、八联球（例如Sarcina ventriculi ）、链球菌（例如Streptococcus faecalis）、

12. Bacillus 属、Clostridium 属。详见73页。

13. 无鞭毛（atrichous ）、一端

（lophotrichous ）、二端有鞭毛（amphitrichous ）、周身有

14. 糖类经由乳酸菌发酵生乳酸，可为正常酸发酵、

15. 酒精经由醋酸菌发而氧化成

16. 例如大肠杆菌（E. coli）可用来为水质

17. 细菌荚膜之组成，例如Bacillus anthraxis的为

mesenteroides 的为聚葡萄糖；Streptococcus pneumoniae的为复合多糖。详见91页。

18. 例如性线毛较一般线毛长且，性线毛仅于雄性细

19. 革兰氏阳性菌：Bacillus subtilis; Clostridium tetani; Micrococcus lysodeikticus; Staphylococcus aureus。革兰氏阴性菌：Escherichia coli; Pseudomonas aeruginosa; Salmonella typhi; Serratia marcescens。

20. 轴丝（filament ）、弯（hook ）、基

21. 无横隔（nonseptate ）或无横隔多细胞（coenocytic ）、具有横之单核细胞（septate with uninucleate cells）、具

22. 营养菌丝（vegetative hyphae）或称基中菌丝（submerged hyphae）、生殖菌丝（reproductive hyphae）

23. 子囊孢子（ascospores ）、担子孢子（basidiospores ）、接合孢子（zygospores ）、卵孢子（oospores ）。详见105页。

24. 分生孢子（conidiospores 或称conidia ）、孢子囊孢子（sporangiospores ）、关节

25. 卵菌类（oomycetes ）、接菌类（zygomycetes ）、子囊菌类（ascomycetes ）、担子菌类（basidiomycetes ）、不完全菌类（deuteromycetes 或称imperfect fungi）。前两类（卵菌类、接合菌类）属于藻

26. （a ）根霉属（Rhizopus ）：Rhizopus japonicus（酿酒）、Rhizopus nigricans（生产反丁烯酸）；（b ）毛属（Mucor ）：Mucor mucedo（制造豆腐乳或生产凝乳酉每）、Mucor pusillus（生产凝乳酉每）；（c ）曲菌属（Aspergillus ）：Aspergillus niger（生产有机或酵素）、Aspergillus oryzae（制造酱油、味噌）；（d ）青霉属（Penicillium ）：Penicillium camemberti（制奶酪）、Penicillium chrysogenum（生产

27.amylo process：阿米诺

28. 所谓产膜酵母（film forming yeast, film yeast, pellicle formation yeast）系指于进行液态培养，会形成一层盘培养器壁面之干

29. 充当水域食物链之初级生产者；平衡生与净化

详见121页。

30. 充当海洋食物链之初级制造者；光合作用所氧气能有益于环净化；稳定及改土壤物、作

31. 单虫界（monera ）、原生生物界（protista ）、菌界（fungi ）、动

32. 原生生物界（protista ）、动物

33. 例如碘液（iodine solution）于革氏染色之际，用来帮染料（结

34. 细菌学鉴定手册。

35. 有用霉菌：Monascus purpureus（红曲色、降胆固醇药剂）、Penicillium roqueforti （制造奶酪）；有害霉菌：Aspergillus flavus（黄

36. 有用酵母菌：Saccharomyces cerevisiae（酿酒）、Saccharomyces rouxii（酿造味噌）；有害酵母菌：Cryptococcus neoformans（造成隐球菌病）、Candida albicans（造成念珠菌病）。

37.lytic phage：溶解噬菌体，亦称毒力菌体（virulent phage），能让寄主菌发生溶解之噬菌体；lysogenic phage：潜溶性

38. 详见109-112页。

39. 例如属于绝对寄生性微生物；要成分核酸及

40. 主要为核酸（核心成分）蛋白质（外壳

41. 二十面体（icosahedron ）或螺旋

42. 附着（attachment ）、穿入（penetration ）、熟成（maturation ）、

第三章

1. 解释名词：

(a) cardinal temperature: 主要温。包括最、最适、最低温。详见164页。 (b) stenothermal: 温菌。系指生长温度范围较窄之微生物。详见166页。 (c) eurythermal: 广温域性菌。系指长温度范围广之微生

详见167页。

(e) mesophile: 中温

(f) thermophile: 高温

(g) halophile: 好盐

(h) barophile: 好压

(i) prototroph: 原营菌。系属一种种，重获

之能力。auxotroph （营养变

(j) auxotroph: 营养异菌。原

种生长因素之能力则成营养变异菌。于此故，于养营养变菌时，须

(k) osmotolerant: 耐渗

(l) heterotroph: 有机营微生物（亦异营性

为唯一碳源，而系须由有机化合物获取碳元素微生物称之。autotroph （无

2. 可分为诱导期（lag phase）、对增殖期（log phase或exponential phase）、定常期（stationary phase）、死灭

3. 物理性环境因素：温度、压力、光线、放射线等；化学性环因素：氧气、水分、离子浓度、营养物质、微物物质等；物性环

4. 光自营菌（photoautotroph ）、光异营菌（photoheterotroph ）、化学自营菌（chemoautotroph ）、化学异营

5. 细菌主要以分裂法；酵母菌主要以出法；放线菌要以分裂法或丝伸；霉

6. 总菌计数法、活菌计数法、光学法、菌体

7. 厌气操作箱、厌

8. acidophile：好酸菌，亦称嗜酸菌；neutrophile ：好中菌，亦称嗜

9. 霉菌：微酸性（pH 4 - 6）；酵母：中性 – 微性（pH 5 - 7）；细：中

10.minimal medium：小培养基；synthetic medium：合成培养基；complex medium ：复合培养基；selective medium：

11.synchronous culture：同步培养。

12.aerobe ：好气；anaerobe ：厌气菌；facultative anaerobe：性气

13.pure culture：纯培养；streak culture：划培养；pour culture：

14.parasitism ：寄

15. 洋菜胶斜面（或平板）培保存、子悬

16. 于影响生长的所谓温度应里，酵催化反应认为系属

17.osmotic effect：渗透

18. 因UV 会造成DNA 里胸腺口密

19. 脱氧核糖核酸：deoxyribonucleic acid，简称DNA ；脱氧核核甘：deoxyribonucleoside ；

20. 详见181 – 182页。

第四章

1. 解释名词：

(1) sterilization: 灭菌。杀死或除所有微生

内外皆呈无菌状态。

(2) disinfection: 消。使病原数减少至

(3) tyndallization: 间歇灭菌法。

(4) lyophilization: 冷冻干燥。

(5) autoclave:

(6) chemotherapeutic agents: 化学疗剂。

(7) plasmolysis:质壁分

(8) cold sterilization: 冷灭菌。利用辐射灭菌。

(9) phenol coefficient: 酚系数。详见２０１页。

(10)mycotoxin: 霉菌毒素。

2. 作用于蛋白质之反应；作用细胞膜之应；作用于他细胞

3. 对微生物具毒性；对人及其他畜动物无性；安性；溶解性；均质性；过力；杀菌力不因有机物的在而受影响；于室温就具菌力；无腐性、无着色、无臭

4. 酚（phenols ）、醇类（alcohols ）、卤素（halogens ）、重

5. 灭菌时间须依灭菌物之性质、容量等因来考虑，适于诸如

6. 物理法：低温处理（冷藏、冰藏、藏）、加处理（低加热处理、高温杀菌）、低水活性（干燥、盐渍、糖渍）、除氧（真空包装、更换气体装、添脱氧）；生物法：可食菌发；化学法：熏烟法、食品添加物（保

7. 免疫（immunity ）：可分为先免疫（innate immunity）及后天免疫（acquired immunity ）；抗体（antibody ）：动物受抗原刺激所产生一种特异物质；苗（vaccines ）：致或弱毒化或无毒之微生物或其产物之一种制剂，用

第五章

1. 解释名词：

(a) zymases: 多种素混合一起的复合发酵酵素之总称。见220页。 (b)α-amylase: 液化粉分酉每，于内切型

详见229页。

(c) debrancing amylase: 切枝淀粉分解酉每。glucoamylase 、pullulanase 即属之。 (d) constitutive enzyme: 体质酉每，亦

(e) inducible enzyme: 导酉每，称适应酉每（adaptive enzyme）。详２３０页。 (f)β-amylase: 糖化淀

详见２２９页。

(g) extracellular enzyme: 细胞

页。

(i) substrate specificity: 基质异性，或称

性。详见２３３页。

(j) apoenzyme、holoenzyme:单纯白质型酵

页。

(k) operon theory: 操

(l) chymogen: 潜在酵素，或称前驱体

2. 反应条件温和、强的催化用、所反应

3. bromelain（菠萝酵素）、papain （木瓜素）、cathepsin （组织蛋白酉每）、pepsin （胃蛋白每）、rennin （凝乳每）；amylase （淀粉分解每）、cellulase （纤维素分酉每）、chitinase （几丁质分解酉每）、pectinase （果胶分解酉每）、蛋白质分解

4. 氧化还原酉每（oxidoreductase ）、移酉每（transferase ）、水解酉每（hydrolase ）、脱离酉每（lyases ）、异构酉

5. 酵素浓度、基质浓度、温度、碱值、

6. prothetic group：补助基。与酉每同属辅子，其

7. feedback inhibition:

8. allosteric enzyme: 异化酉每。除具有活性位置（active site）之外，尚异化位

9. 担体键结法（carrier binding method）、交联法（cross-linking method）、

10. 例如反应可连续进行、反应时间缩短、应条件

11. 例如酵素活性之固定化、酵素活之安定、杂菌污

12. 蛋白质分解酉每、淀粉加相关酵、凝

13.active site: 活性

14.competitive inhibitor:

15.catabolite repression: 异化

第六章

1. UV法、Folin 法、Biuret 法、Lowry 法、Kjeldahl 法。详见261-263页。

2. 化学法：溶菌酉每、界面活剂；物理：音波、均、玻璃

3. 繁殖速度快、繁殖条容易控制、供给量容易控制、依菌种不同而选择大量生产所要酵素菌种、经人为异提

4. 生长速度快（培养间短）、培养基便宜、酵素产量高、容易回（纯化分离）目酵素、安定性、具安

5. 希望能藉由人工变而筛选到生产率较高之突变菌；希望能藉由减少他不必要之酵素或谢物的生，而利于

6. meat extract: 肉萃取物；pepton (peptone, polypeptone): 蛋白月东；casamino acids: 酪蛋白解物；vitamin deficient casamino acids: 缺

7. corn steep liquor (CSL):

8. 依序加入培养基之组成物；避因受热发生沉

9. 例如沉淀法、干燥法、蒸发法、过率与

10. 沉淀法、层析

11.salting in: 盐溶用；salting out:

12. 精蛋白、链霉素、聚乙烯酰、锰离、核酸

13. （1）利用蛋白质分子本身的荷电性质异来达成离之目的；（2）若目的蛋白质之等电点高pH 7，原则上系选用阳离子交脂（例如CM-Sephadex ），系等低于pH 7，则系选用阴

14.affinity chromatography:

15. 酵素之specific activity（活性）系由酵素活性单位（U ）除以酵素重量（例如g ）所得数值，于纯化过当中，活性数值通常会愈来愈

第七章

1. anabolism: 合性代，亦称同化反应（assimilation ）；catabolism （分性代），亦称异化

2. 好气性脱氢反应（aerobic dehydrogenation）；厌气性脱氢反应（anaerobic dehydrogenation ）、发酵（fermentation ）。详见294页。

3. 于进行分解时，有氧参的反应称之为呼吸（respiration ），系仅有酵素作用而无气与反应则

4. TCA循环（TCA cycle）。详见298页。

第八章

1. transcription: 转录；translation: 转译。详见304-305页。

2.central dogma: 中心

3. coding strand:

4. retrovirus: 逆转录病

5. polycistronic mRNA:

6. intron: 间隔区；exon:

7. site mutation: 点

8. splicing: 接合。详见313页。

9. restriction enzyme:

10.recombinant DNA: 重组DNA 。详见316页。

第九章

1. 单发酵（single frementation）：直接利用糖分进行

（fermentation ）个别进行；并行式发酵（parallel step complex fermentation）：糖化（saccharification ）与发酵（fermentation ）于同一

2. 菌种好坏影响所酿酒质量甚巨，因而所拟改良之性包括糖化酵素强、机械剪力（以利发槽发酵）、提高精生

3. 利用微生物（例如Bacillus stearothermophilus）所生产乳分解酉每（lactase ，或

4. 细菌菌酉元：Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Lactobacillus bulgaricus,

Lactobacillus casei 等；霉菌菌酉元：Penicillium camemberti, Penicillium roqueforti 等。详见338页。

5. 例如利用微生物所生产酵素来分酵母RNA ；利用微物发酵生

6. 果寡糖（fructooligosaccharides ）、巴拉金糖（palatinose ）、合

7. fructooligosaccharides：果寡糖、coupling sugars：偶

8. 灵芝：多糖体及三帖类；冬虫夏草：虫草酸、虫草素

9. 可分为机能性乳酸菌、素材添加

第十章

1. 所谓的GMO 食

2. Ti 质体系为又发肿瘤之主体，其T-DNA 里存有指令生生长激素之基，遭农菌感染植物

3. 藉由农杆菌将所拟导入之外源基因（有用基因）嵌入其他生物（如农作物），而得以种出能产有

4. 例如加拿大农长青公司利用放线菌Streptomyces viridochromogenes 生产除草剂，并且利用杆菌（Agrobacterium tumefaciens）将源自Streptomyces viridochromogenes 之PAT 基因（解药）送入所拟基因改造之农作物，因而育种出

5. 例如耐保存西红柿、耐除草大豆、虫害玉

第十一章

1. 蛋白质分解酉每（protease ）、淀粉分解酉每（amylase ）、脂质分解酉每（lipase ）、纤素分解

2. 耐碱性、耐界面

3. 例如源自Saccharomyces cerevisiae的alcohol dehydrogenase可用来测乙醇；源自Pseudomonas fluorescens的cholesterol esterase可

4. α-amylase: 液化淀粉分解酉，属于内切淀粉分解每（endo-type amylase）；β-amylase: 糖化淀粉分解酉每，属于外切型淀分解酉（exo-type amylase）；glucoamylase: 葡萄糖

5. α-amylase （液化淀粉解酉每）；β-amylase （糖化淀粉解酉每）；glucoamylase （葡萄糖生成型淀粉解酉

6. debranching enzyme（切枝酉每）：例如debrancing amylase即属之。详见389页。

7. naringinase（柚甘分解酉每）：柑橘果苦味去除；hesperidinase （柑甘分解

8. glucose oxidase（葡萄氧化酉每）可用来除

9. 例如glutamic acid用来生产味精（sodium glutamate）、methionine lysine 添加于

10. optical resolution（光学分）：例如胺基酸之学分割即系利用固化酵素

11. 几丁类物质（chitinous materials）包括几质（chitin ）、几

12. 藉由蛋白质工程（protein engineering）或基因重组（genetic recombination）相关术，改源自物之天然素，使其

第十二章

1. 抗生素（antibiotics ）微生物生产会抑制他微物生

2. β-lactam antibiotic（内酰胺抗生素）：系指青霉素（penicillin ）为始的那些具有酰（β-lactam ）

3. semisynthetic antibiotic：半合

青霉素）或semisynthetic cephalosporin（半合

4. 利用penicillin acylase（青素酰胺酉每）于碱性条件进行分解反应，生产青霉素母核化合（6-aminopenicillanic acid；称6-APA ），然再利用该素于条件下进行合成应（导入各种官

5. 活体疫苗（live vaccines）、死体疫苗（dead vaccines）、类素（toxoids ）、重疫

6. 例如可利用微生物生产抗体片；利用基因组酵母菌产B 型

7. gibberellin：吉贝

8. 详见441-442页。

9. 详见442-443页。

10. 详见444-448页。

11. 详见448-453页。

第十三章

1. 以养鸡场之土壤为微生物筛源；所培养

2. 详见458-460页。

3. 详见460-461页。

4. active sludge：活性污泥。

5. 详见461-462页。

6. 详见462-463页。

7. 详见463页。

8. 详见463-464页。

9. cellulase （纤维素分解酉）、xylanase （聚木分解酉

10. 物理性处理、化学性理、生物性

11. 糖化及发酵。详见473-475页。

12. 以含纤维素粉末洋菜胶培养基，进行纤维素解酉每生产菌之筛。若系纤维素分酉每生菌，该落周

13. bioplastic：生物塑

14. 例如降低

15. 可利用虾蟹壳作为碳氮源，生产例如酵素类的有用物质。亦可利用蛋白酉生产发酵虾

16. 以含几丁质粉末洋菜胶培养基，进行几丁质解酉每生产菌之筛。若系几丁质分酉每生菌，该落周

17. 详见84、406页。

18. 以含PE 塑料粉之洋菜胶培养基，进行PE 分解酉每生产菌之选。若系PE 分酉每生菌，菌落周

19. 细菌沥滤。详

20. 详见480-481页。

21. 详见482-484页。

22. 生物界

23. 苏力菌（Bacillus thuringiensis）、殭菌（Metarhizium anisopliae）、多角体病

24. 详见487页。

25. 详见488页。

26. 详见491页。

27. 详见488-489页。

28. 详见480-499页。

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