《微生物生物学》试题 博士.docx
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《微生物生物学》试题博士
2002年10月
1.土壤微生物在自然界物质循环中的作用。
2.简述构建微生物基因工程菌的科学思路与实践路线。
3.简述土壤微生物与植物之间的关系类型及特点。
4.以E.coli为例简述细菌基因重组的方式、类型及特点。
5.以λ噬菌体为例,简述其溶源、溶菌作用的机理及过程。
6.简述从土壤中分离微生物获得纯培养的方法。
7.简述诱变法筛选抗生素产生菌的思路、方法。
8.简述微生物之间的相互关系(举例)
9.极端环境微生物的特点。
10.古细菌的特点。
11.芽孢杆菌的应用。
12.微生物基因测序的研究进展。
(年年必考www.tigr.org)
2003年试题:
2002年的3、4、5、7、8、10、12及
1、Southernblot、Northernblot、Westernblot原理及应用。
2、简述微生物生长速率关系(N、G、t关系)。
2004年上半年博士生《微生物学》考试
1.古细菌、真细菌、真核生物的主要区别
2.真菌有性无性繁殖类型及特点
3.M吸收营养物质类型及特点
4.微生物测序及其意义
5.已知某微生物产生某酶,需要得到大量该酶,如何操作,谈谈技术路线
6.发酵工业危害噬菌体,如何检验、预防、治理
7.溶源、溶菌机理与过程
8.细菌基因重组的类型及特点
9.土壤M与植物之间的关系
10.代时计算(注:
延滞期时间不需要计入)
2006年博士生资格考试
1、噬菌体表面展示原理及应用?
2、酵母双杂交的原理及应用?
3、微生物一个新基因的功能,如何仔细深入研究该蛋白功能?
4、噬菌体溶原裂解机制?
5、呼吸类型
6、耐苯酚或重金属Cd微生物的筛选策略?
7、工业发酵中,噬菌体污染原因、检测及防治?
8、土壤微生物与植物关系?
9、酶在大肠杆菌中高效表达?
10、DNA损伤修复机制以及与突变的关系?
11、体液免疫和细胞免疫的不同应答机制?
述农业微生物在农业可持续发展中的作用:
从以下几方面来答:
(1)生物固氮:
根瘤菌、弗兰克氏放线菌、蓝细菌
(2)微生物农药:
一、病毒杀虫剂 自1993年12月15日第一个病毒杀虫剂产品10亿/克棉铃虫核型多角体病毒可湿性粉剂登记以来(登记证号LS93619),已先后有10多种病毒杀虫剂登记入市,其中核型多角体病毒8种,质核型多角体病毒1种,颗粒体病毒2种。
二、细菌杀虫剂 自1986年第一个细菌杀虫剂产品100亿活芽孢/克苏云金杆菌可湿性粉剂登记以来(登记证号PD86109),已先后有近20种细菌杀虫剂登记入市。
早在50年代,世界上第一个微生物杀虫剂BP(日本金龟子芽孢杆菌)在美国注册登记,到60年代,Bt杀虫剂在美国及其他国家相继注册登记。
在80年代以前,生物农药一直处于研究、田试及小规模生产销售阶段,但自从进入90年代以来,全世界生物农药的产量每年以10%~20%的速度递增着,迄今已有十几种用于防治600多种农林害虫、十几种植物病害的生物农药在世界各国取得注册登记。
细菌杀虫剂—Bt,球形(Bs),日本金龟子、缓病芽孢杆菌、肠科杆菌、假单孢杆菌等。
真菌方面—白僵菌、绿僵菌、拟青霉。
病毒—昆虫杆状病毒
除草剂—
(3)微生物肥料:
固氮菌肥、根瘤菌肥、磷细菌肥、钾细菌制剂、菌根菌制剂、植物促生根际菌肥、PGPR
(4)转基因植物:
抗虫、抗逆、固氮
大的方面:
一、利用微生物生产三大营养素(蛋白质、糖和脂肪),解决人口与土地之争的有效途径;
利用农业废弃物,生产优质蛋白质(单细胞蛋白—酵母饲料,保健品,食用菌),解约耕地,解决环境污染。
二、生物肥料、生物农药是21世纪农业的第一选择
三、生物技术实现了资源的持续利用,充分缓解了能源、资源匮乏的局面。
废弃物—畜禽饲料、沼气、生物肥料、能源(乙醇绿色石油)。
光合细菌处理高浓度的有机废水、农业废弃物。
二、简述芽孢杆菌的应用情况
芽孢杆菌具有对不良环境条件较有抗性的芽孢,某些种在产生芽孢的同时还产生含杀虫晶体蛋白的伴孢晶体,在工业、农业、医药等领域具有十分广泛的应用。
1.苏云金芽孢杆菌杀虫剂(BT杀虫剂)是当今使用最多最为广泛的生物杀虫剂,对鳞翅目、双翅目、膜翅目、鞘翅目、直翅目中200多种害虫具有毒杀作用,用于防治农林果蔬贮藏及一些医学上的害虫。
(球形芽孢杆菌BacillussphaericusNeide简称B.S,中的某些H-血清型菌株是蚊幼虫病原菌,杀蚊子)、日本金龟子芽孢杆菌(Bacilluspopilliae,BP,50年代,世界上第一个微生物杀虫剂在美国注册登记)、缓病芽孢杆菌(Bacilluslentinorbus)
2.固氮研究方面,可以固氮芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌进行生物固氮
1.基因工程菌的构建:
利用现代生物技术对芽孢杆菌进行基因改造以构建出多种工程菌株,这些工程菌株具有高产、杀虫谱广、持效期延长、或杀虫固氮兼具等功能。
2.一部分芽孢杆菌作为广谱抗真菌的促生菌,能够达到防病、增产的目的,应用于农业生产。
3.利用遗传工程将芽孢杆菌基因组中具产生杀虫蛋白的基因克隆至各种植物中,培育了一系列的转基因抗虫、抗病、抗衰老、抗冻、耐除草剂、耐盐碱等植物。
4.在基因组分析中,芽孢杆菌为新的药物筛选,鉴别病原真菌提供了依据。
5.利用芽孢杆菌构建了一系列的基因表达系统(遗传稳定的质粒载体,解离载体等三、简述构建微生物基因工程菌的科学思路和实施方法。
基因工程技术的诞生,使人们从简单利用现存的生物资源进行诸如发酵、酿酒等传统的生物技术时代,走向有目的地改造现有生物、防治人类和动植物病害,安人们的需要和创造具有新的遗传性品种的时代,在这种新技术革命中,微生物基因工程菌起着十分重要的作用。
思路:
借用工程技术上的设计思想,对所需要构建的工程菌进行精心设计,设计好构建蓝图。
然后按照基因工程里的两个基本特点,在“分子水平上操作”和“细胞水平上表达”,以分子遗传学理论为基础,运用分子生物学和微生物学的现代方法为手段、将需要构建的外源基因(DNA分子)安设计的蓝图,在体外构建出杂种DNA分子,通过载体作为媒介,导入特定的活细胞内让其表达,通过科学有效的筛选方法,筛选出所需的转化子,提取后,作一系列分析研究,使之完善,达到原设计的目的。
实施路线:
1.按照构建要求,进行全面较为完善的方案设计
2.目的基因的分离—按设计从复杂的生物体基因组中,采用酶切消化或PCR扩增等步骤,分离出带有目的基因DNA片段。
3.体外重组—在体外(invitro)将带有目的基因地外源DNA片段连接到能自我复制的并具有选择标记得载体分子上,构建成杂种DNA分子。
4.体外转化—将重组DNA分子转移到适当的受体细胞,并与之一起增值。
5.重组子检出—从大量的细胞繁殖群体中筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞克隆。
6.提取扩增基因—从筛选出的受体细胞克隆提取出已得到扩增的目的基因,供进一步分析研究使用。
7.外源基因地表达—将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实现其功能表达。
五、古细菌的特点:
1、形态:
叶片状、棍棒状、盘状、丛生鞭毛状
菌落:
颜色鲜艳
特殊的细胞结构(区别于真细菌)
(1)细胞壁:
含假肽聚糖(NAG+N-乙酰塔罗糖醛酸),不含肽聚糖,可抗溶菌酶作用;或仅有多糖、糖蛋白或蛋白质结构(主要为类结晶表面层--------S层),或无壁(如唯一已知的热原体属Phermoplasma)
(2)细胞膜:
甘油二酯,甘油四酯(二植烷基甘油二醚),特点:
甘油和其疏水侧链间为醚键而非酯键(甘油为D型,真细菌为L型)。
(3)细胞核:
不具有核仁、核膜。
(4)细胞器:
不含复杂具有内膜的细胞器
2、分子水平上的特点:
16sRNA序列保守且独特,具有特殊的类似于真核生物的基因转录和翻译系统,启动tRNA携带的AA为甲硫氨酸而非甲硫甲硫酰胺,转录不受Rif(利福平)抑制;RNA多聚酶亚基结构更接近于真核生物。
3、营养及生境要求:
(据16sRNA系列分析的相似系统可分为3类)
(1)产甲烷菌Methanogens
严格厌氧,遇氧即死亡,能利用H2O和CO2生成CH4,有些还能利用甲醛或甲醇、MeCOOH或CH3NH2生成CH4和CO2,又可分为三类:
A、甲烷杆菌和甲烷短杆菌,细胞壁含拟肽聚糖,细胞膜C20二醚和C40四醚
B、甲烷螺菌和甲烷八叠球菌,前者细胞壁为蛋白质,细胞膜为C20,C40;后者细胞壁为酸性杂多糖,细胞膜只含C20二醚。
C、甲烷球菌,细胞壁由蛋白质组成,细胞膜之含C20二醚
(2)盐细菌生活于高浓度NaCl溶液(盐湖、盐渍物上),只有在高浓度的盐水中酶和核蛋白质才表现出活性。
有两属:
A、盐球菌属—不运动,细胞壁为酸性杂多糖,细胞膜C20二醚。
B、嗜盐杆菌素(Halobacter)——端生鞭毛,运动,细胞壁为糖蛋白,细胞膜C20二醚。
特别处:
虽有电子传递链,行有氧呼吸;在O2低且有光时,可利用光能产生ATP(与其特殊膜构造有关),为目前已知的最简单的光合磷酸化机制:
细胞膜含有类胡萝卜素,可防光氧化损伤;膜上还有紫色斑纹,含细菌视紫红质(Protein+视黄醛组成),视黄醛连接在蛋白质中的一个Lys残基上,具有质子泵功能,即见光时泵出H+,使视红质为脱H+型,颜色由紫色变白,空位由胞内H+补充,恢复为加H+型,颜色有白变紫色,如此反复,在胞内外形成H+浓度梯度,产生质子驱动力,使外面H+通过膜上ATPase的质子通道进入细胞,生成ATP。
(3)嗜热嗜酸细菌:
生活于高温低pH环境,有三个类群:
A、硫化叶菌(Sulfolobusspp:
酸性热温泉和土壤中,菌体不规则,树叶状;壁为糖蛋白,膜为C20、C40,最适温度63~68度,pH=2.自然条件下,S0——SO42-,产能,最终电子受体可能为Fe3+
热支原体(Thermoplasma)
热变形杆菌
6.遗传学和生理代谢特征:
(1)核糖体:
类似于真细菌70S(23S、16S、5SrRNA),大多数古细菌里,与每一个亚单位结合在一起的蛋白质数与真细菌一致,少数情况下,有一个不寻常的大数目的蛋白质和30S亚单位结合在一起。
(2)rRNA:
自1997年来,已有9个16SRNA序列的古细菌的完整序列完成,依次将古细菌分为两个门:
A:
产甲烷、嗜盐、嗜热原体;B:
好气及厌气极端嗜热菌。
古细菌与大肠杆菌顺序同源型:
59~63%(也有大于70%的);古细菌更类似于古老祖先的小的亚单位RNA,大多数情况下,古细菌和真细菌比真核生物更具有同源性。
(3)tRNA:
总的2级结构类似于真细菌和真核生物,独特处:
TΨCG(真细菌、真核生物)——>1-methylΨΨCG(古细菌)。
(4)核糖体蛋白:
A蛋白与真核生物A蛋白又牢固的同源性,与真细菌同源型?
?
,5SrRNA结合蛋白仅与真核生物有较多的顺序同源性。
(5)酶系:
依赖于DNA的RNA多聚酶得到纯化,聚合酶复杂,至少含有8个多肽(类似于真核生物酶系,只有一个单一的聚合酶被发现),聚合酶对鹅膏蕈碱不敏感。
(6)DNA结构与复制:
1.0~2.4×109Da,基因数、基因结构的复杂性、DNA组成类似于真细菌;G+C含量变化超过真细菌;存在染色体DNA。
在产甲烷细菌中发现Cryptic质粒。
(7)产能代谢:
膜转移电位和质子梯度的质子动力。
嗜盐菌—质子动力偶联ADP磷酸化和主动运输。
产甲烷菌—质子动力的ADP偶联产生ATP;呼吸链类似于真细菌,只是底物不同。
总之,代谢、生理类似于真细菌,许多酶的结构与催化特性,既类似于真细菌又真核生物。
七、简述诱变法筛选抗生素产生菌的思路和方法
诱变育种是指利用理化或生诱变剂处理微生物细胞,提高基因地随机突变频率,通过一定的筛选方法获得所需要的高产优质菌株,是生产上常规育种方法,具有速度快、变异幅度大、效率高等特点。
利用诱变法筛选抗生素产生菌,一般可以从一下几个方面进行考虑:
1.挑选合适的出发菌株,其一般要求为:
出发菌株应为纯系菌株,自身生产能力较高,对诱变剂敏感,已发生变异的某一菌株。
2.选择合适的诱变方法(关键选择合适的诱变剂):
对抗生素产生菌进行诱变的方法主要有:
X射线,紫外线,伽马射线,快中子,高能粒子束和粒子束注入法等,应针对不同目的、不同菌株选用合适的方法。
3.选择最佳的诱变条件:
诱变剂、诱变时间、单一或复合诱变处理等。
4.优化筛选技术:
在诱变育种中,无论采用什么诱变剂、诱变条件,所获得的基因突变总是非常希少的、随机的,欲要获得所需突变,必须有好的筛子即筛选技术,因此,可以说筛选技术是诱变育种中最为有效、最为巧妙的。
常用的筛选方法有:
(1)营养缺陷型突变株(选择培养法,鉴定方法:
生长谱法,分类生长法;
(2)抗阻遏和抗反馈突变型(即造成代谢失调);
(3)组成型突变株(原则:
创造一种有利于组成型菌株生长而不利于诱导型菌株的生长的培养条件)。
(4)细胞膜透性突变型(抗生素抗性突变株,条件抗性突变,敏感突变)
筛选分为初筛(一般不作重复并尽量利用表型特征),进行摇瓶筛选;复筛(增加重复次数)。
一般进行菌落分离,并尽可能结合工厂的发酵条件进行。
八、以λ噬菌体为例,简述其溶源溶菌的作用机理及过程。
λ噬菌体是一种温和噬菌体,在浸染寄主大肠杆菌K12后,将其DNA整合在寄主染色体上,进入溶源化循环,整合在染色体上的原噬菌体在紫外线等因素的作用下,又可以从染色体上脱落下来,而进入溶菌循环,其机理及过程如下:
λ噬菌体DNA上参与溶源/溶菌调控的主要因子有PL,PR,PE,Pm四个启动子及少数早期和次早期基因。
当λ噬菌体进入寄主细胞以后,在寄主细胞DNA多聚酶作用下,首先启动PL,PR启动子进行转录,翻译出N蛋白和Cro蛋白。
N蛋白能推动多聚酶越过tL1、tR1、tR2等中止位点,进一步转录翻译出CII、CIII蛋白。
在CII、CIII保护下,启动PE,沿左向高水平转录并翻译产生CI阻遏蛋白。
CI能与PL、PR结合而停止向左、右的转录作用,使λ噬菌体进入与宿主染色体整合的溶源过程;CI同时还能启动Pm以取代因CII、CIII停止转录而关闭的PE高水平启动子并在低水平上翻译CI蛋白以维持溶源过程。
一旦与PL、PR结合的CI蛋白因发生突变、UV或其他因素作用而从DNA上脱落下来,Cro蛋白随之于PR、Pm结合而阻止CI的产生,这样,PL、PR均能继续向下转录和翻译,λDNA从整合状态脱落下来进入裂解循环。
因此,λ噬菌体进入寄主细胞后的溶源/溶菌循环主要取决于CI、Cro蛋白在PR和Pm的调节基因DR上竞争结合的能力。
九、以大肠杆菌为例,简述细菌基因重组的方式、类型及特点。
1.转化Transformation(通常在不同种间进行,属间很少发生)
即是大肠杆菌可以直接吸收来自供体菌的DNA片段,通过交换把它整合到自己的基因组中,从而获得供体菌的部分遗传性状,其过程涉及到:
感受态的形成——>DNA的结合与吸收——>转化DNA的整合。
特点:
转化大多数情况下是由质粒引起的,可通过自然或人工进行转化。
在分子生物学中,大肠杆菌可用作许多基因工程菌的宿主,但在自然条件下,转化频率一般很低,通常只有0.1~1%。
2.转导Transduction(只在小范围的细菌类群间进行)
供体基因通过病毒(噬菌体)引导转移至受体细胞(大肠杆菌)的方式。
分为两种方式:
(1)Generalizedtransduction:
细菌的任何基因都可以相同的频率从供体转移到受体。
利用此特性,可进行细菌DNA上两个基因间的距离测定,距离愈近,两基因包含在同一片段的转导DNA频率愈高。
(2)Specializedtransduction:
特点是只能转移细菌的少数特定基因到受体菌中,且仅能转导那些位于原噬菌体附近的寄主基因。
有低频转导(如大肠杆菌K12的λ噬菌体感染产生的λdgal转导)和高频转导(如大肠杆菌同时接受λdgal噬菌体和正常λ噬菌体形成双倍溶源性细胞,诱导裂解后,可提高其转导频率)。
两种方式的频率差异较大,
(1)约为10-4~10-6,
(2)为5%,可有效提供基因间的重组率。
3.结合Conjugation(中间,属间)
基因通过细胞与细胞直接接触而进行转移,类型:
A.F+×F-——>F++F+
B.Hfr×F+——>F-
C.F’×F-——>F’+F’
特点:
大肠杆菌的结合作用主要是通过F因子(致育因子或称性质粒)而进行的基因转移。
它可传递大段DNA片段,有效提高细菌间基因的重组频率,利用Hfr进行的结合作用,可用于中断杂交测定基因位置。
4.原生质体(细胞融合,特别是G+)
即将遗传性状不同的两种菌融合为一个新细胞的技术。
特点:
A.重组频率高10-6~10-5,明显高于其他杂交方法;
B.受结合型或致育性的限制小,有利于不同种属间的杂交;
C.遗传物质的传递更为完善。
十、极端环境微生物的特点及应用
1.极端嗜热菌:
最高70℃以上,最适65~70℃,最低40℃。
嗜热机制:
A.类脂的敏感作用:
嗜热菌细胞质膜的化学成分随着环境温度升高,类脂总量增加,细胞中高熔点饱和脂肪酸也增加(长链饱和脂肪酸增加,不饱和脂肪酸减少),故在高温下能维持膜的功能,能较好地生存。
B.重要代谢产物的迅速再合成:
此菌中tRNA周转率大于中温菌,核酸中GC含量高,有助于DNA的抗热性,重要的代谢产物能迅速合成。
C.大分子的热稳定性,该菌中的酶和蛋白质具有较高的热稳定性。
D.蛋白质合成系统的热稳定性、核糖体抗热性高,每种细菌核糖体的变性温度与其最高生长温度有关。
在高温下仍能合成蛋白质并能很好地生长。
应用:
A.废物处理;
B.利用菌体发酵,高温特点,用于化学原料和燃料(乙醇)的生产;
C.矿物开采,将嗜热酶用于钻探操作,促使石油(天然气)流出油井;
D.分子生物学试剂的来源—耐高温酶,Taq酶,嗜热蛋白酶,固定化技术产生天东甜精?
?
E.为基因工程菌提高特异基因。
2.嗜盐(高温)菌:
细菌、藻类、盐杆菌属、盐球菌属。
机制:
A.具有适应高盐环境的细胞结构和离子浓度,基因浓缩K+排斥Na+的能力,显示了对环境中离子的选择作用,高K+可防止原生质脱水,维持酶和蛋白质的活性。
B.具有嗜盐的酶系。
C.紫膜的H+泵作用和排盐作用。
应用:
(1)利用菌体发酵产生食用蛋白、食品添加剂、环境保护剂、稳定剂;除去工业废水中的PO43-;开发盐碱源能源;
(2)生产SOD、胞外核酸酶、胞外淀粉酶胞外木聚糖酶等的开发;
(3)基因工程中利用大肠杆菌产生嗜盐性芽孢杆菌的胞外木聚糖酶;
(4)质粒有助于基因工程菌的研制。
3.嗜冷菌:
极地,冰海中地独特分类群。
机制:
细胞膜含有大量地不饱和低熔点脂肪酸,保证在低温下的流动性,从而能在低温下从外界吸收营养,维持生存;含有大量的带负电的氨基酸残基(特别是Asp),分子表面的环状结构呈伸展状态,分子间缺少离子间作用力于疏水作用,使酶分子呈松散状态,具有较大的可变性,导致,酶的热稳定性降低而耐冷;另外,其血清中的抗冻蛋白在大肠杆菌中也可冷诱生成。
应用:
报道较少,有人将嗜冷酶应用于洗涤剂中。
4.嗜酸菌:
火山口含硫丰富的区域,pH<1,往往也为嗜热菌。
机制:
A.细胞壁/膜上有阻止H+进入细胞的成分;
B.膜表面存在大量的金属离子(如Cu2+),可与H+交换,阻止H+的损伤;
C.壁和膜含有一些特殊的化学成分使其抗酸;
D.泵功能强。
应用:
冶金,煤、石油脱硫,含硫废物处理,生产肥料,改良土壤。
5.嗜碱菌:
盐碱湖,盐池中,pH>11.5,最适pH8~10,机制:
A.胞外酶具嗜碱性,细胞壁含酸性多聚物,带负电,降低了细胞表面的pH值;
B.膜通过Na+/H+反向载体系统运输Na+通过膜,K+/H+反向载体和ATP酶驱动H+排出质膜,维持胞内H+稳定在pH中性范围内。
应用:
利用该类所产生的酶,作为洗涤剂的添加剂,粘度调解剂;基因工程,一些酶在中性菌中加以克隆表达;该菌中的基因可用来调节其他细菌中基因产物的表达和分泌,利用该特性,可使嗜碱菌的一些产生酶的基因在中性细菌中加以克隆和表达。
6.嗜压菌:
海底深处。
机制:
DNA中具有调解压力影响的基因,使之能在0.3MPa下表达,并通过它减少某些蛋白质的产出率,从而在压力增加的条件下,个减少膜的透性,达到阻止体内糖分、其他营养成分扩散到体外,维持细胞的生存。
应用:
可在高压生物反应器及基因工程研究中有新的应用,重组产生高效DHA,产生EPA和DHA(日本深海鱼类肠道内的嗜压古细菌)。
十三、从土壤中分离微生物获得纯培养的方法:
原理:
根据待分离微生物对营养、pH值、O2等要求不同而供给其适宜的生活条件,或加以某种抑制剂抑制其他微生物生长,只利于待分离微生物生长。
方法:
稀释平板分离法、划线培养法。
1.稀释平板分离法:
一个菌落代替一个单细胞,即在固体培养基中所形成的一个菌落是有一个单细胞繁殖而从,肉眼可见。
2.划线分离法:
由点到面稀释法。
分离步骤:
1.土壤稀释液制备:
取土样(称重)——>加入无菌水(1土:
9水)——>震荡约20分钟——>静置20~30秒——>即为10-1稀释液——>取10-1稀释液1ml+9ml无菌水——>10-2稀释液——>……——>10-n稀释液。
一般细菌稀释到10-4~10-6,放线菌真菌为10-3~10-5.
2.分离:
主要有混菌法、涂抹法、划线法
3.培养:
4.挑菌纯化在平板上选择分离较好的有代表性的单菌落接种斜面,同时作涂片检查纯度。
如不纯,应进一步将其稀释平板分离或划线分离,重复以上步骤直至获得纯培养。
5.计数:
选取混菌法和涂抹法中每皿30~300的平板,分别安“稀释平板计数法”、“混合平板计数法”、“涂抹平板计数法”中的公式计数,求出每克土样中的活菌数。
公式:
“混合平板计数法”:
每克样品菌数=同一稀释度几次重复的菌落平均数×稀释倍数。
“涂抹平板计数法”:
每克样品菌数=同一稀释度几次重复的菌落平均数×10×稀释倍数
十四、简述微生物生长速率关系
细菌生长曲线(周德庆)
I.
延滞期
II.对数生长期
III.稳定生长期
IV.衰亡期
对数生长期三个参数
(1)繁殖代数(n):
由x2=xt·2n得lgx2=lgx1+nlg2得n=(lgx2-lgx1)/lg2=3.322(lgx2-lgx1)
(2)生长速率常数(R):
R=n/(t2-t1)=3.322(lgx2-lgx1)/(t2-t1)
(3)代时(G):
G=1/R=(t2-t1)/3.322(lgx2-lgx1)
生长的数学模型(沈萍)
dN/dt=μN(或dM/dt=μM,dE/dt=μE)
N:
每ml培养液中细胞的数量
M:
每ml培养液中细胞物质的量
E:
每ml培养液中其他细胞的数量
μ:
比生长速率,每单位数量的细菌或物质在单位时间内增加的量。
t:
培养时间
对dN/dt=μN积分得lnNt-lnN0=μ(t-t0)——->lgNt-lgN0=μ(t-t0)/2.303
G=t-t0,Nt=2N0——>G=1/R=(t1-t0)/3.322(lgNt-lgN0)
主要生长参数:
1.迟缓时间(T):
实际条件下达到对数生长期所需得时间与理想条件下(既无迟缓期)达到对数生长期所需时间之差。
2.比生长速率(μ):
比生长速率与微生物生长基质浓度密切相关。
Monod经验公式:
μ=μm·[S/(Ks+S)]
μm:
最大比生长速率;
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