卫星病原体与拟病毒和卫星RNA有什么区别

【摘要】:随着新的RNA病毒的不断出现,人们对RNA病毒的适应性变异问题越来越关注。黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)卫星RNA作为一类与植物病毒相关的特殊的RNA因子,是基因组最小、生物学功能最简单的分子体系,因而被越来越多的研究者用作研究RNA病毒变异的良好模型。本研究通过卫星RNA的基因克隆和序列比较,利用体外转录和体外重组技术的建立,并通过构建卫星RNA人工突变体,实现了卫星RNA基因变异规律和进化趋势的摸索。研究结果如下: 在杭州郊区田间的辣椒植株上分离获得了2株CMV毒株,经dsRNA分析发现均具有典型的卫星RNA条带,并通过RT-PCR获得卫星RNA的全序列。经过序列分析,发现来自HZ03P09分离物的satC336由336个核苷酸组成,来自HZ03P10分离物satC382由382个核苷酸组成。对47个来自不同地区和寄主来源的卫星RNA序列进行同源性分析,发现CMV卫星RNA的序列同源性与地区分布有一定的关联,与其大小、寄主来源等没有明确的关联性。卫星RNA序列之间表现出较大的变异性,卫星RNA的5′端80个碱基和3′端的200个碱基为高度保守区,变异主要发生在几个集中的区域内,变异区内2/3的卫星RNA具有连续的碱基插入或缺失,点变异的碱基或位点在所有卫星RNA中基本相同。由同源性比较结果推断,CMV卫星RNA的最长理论长度至少为425nt,具有人为加长的可能性,而目前的小卫星RNA基本已达到了理论最小。 在5′端添加了T7启动子的PCR产物作为DNA模板,体外转录获得侵染性CMV卫星RNA,通过转录产物与CMV基因组RNA的混合接种建立体外重组技术,并对不同的黄瓜花叶病毒毒株与不同卫星RNA之间的相互选择关系进行了研究。2株CMV病毒分离物CFq和CNa,分别与satRNA satY369进行体外重组,结果显示CNa可支持satY369的复制,而CFq不支持satY369。4个不同来源的卫星RNA(satY369、satY385、satC336和satC382)分别与CNa进行重组,结果表明:CNa可使satY369、satY385、和satC382达高拷贝量并与之稳定共存,但不能稳定支持satC336。2个卫星(satY369、satY385)同时与CNa进行重组,结果表明仅satY369可与CNa稳定共存,而且satY369与CNa的假重组组合(NY)在5种寄主植物内可长期共存,遗传稳定。由此可见,satRNA依赖CMV进行复制的选择关系,不仅与CMV毒株有关,而且与satRNA本身的序列和空间结构有直接关系。 寄主植物的症状,尤其是对西葫芦的减弱作用最明显。用RNA点杂交法定量分析寄 主植物中CMV的基因组RNA3及satRNA的相对含量变化,结果显示:在26℃条件 下,分别定量接种CNa和NY于心叶烟,接种sd、1 od、1 sd、20d、25d和30d时, 二者基因组RNA3含量均呈下降趋势,在相应的时间内NY-RNA3含量均低于 CNa-RNA3的含量;接种1 od,NY与CNa的寄主适应性没有显著差异,新毒株NY 的基因组RNA3在六种寄主植物中的相对含量依次为番茄假酸浆心叶烟西葫 芦南瓜曼陀罗,其卫星RNA一satY369在寄主中的相对含量则表现为假酸浆心 叶烟番茄曼陀罗西葫芦南瓜。由此可以看出,卫星RNA一satY369降低了CMV 基因组RNA3在寄主中的含量,而且随着接种时间的增加,satY369的对CMV的作 Max由421个核普酸组成,理论最小卫星RNA而n由330个核昔酸组 成。人工合成片段通过PCR扩增整合,经限制性内切酶酶切和连接酶连接,构建获 得插入有理论卫星全基因的质粒pM和pm。将理论卫星与CNa进行体外重组,结果 表明:理论卫星RNA不能以CNa为辅助病毒进行有效的复制和装配。当理论卫星与 NY进行体外重组,发现在satY369存在时,理论卫星在寄主中略有扩散,但无法长 距离传播;理论卫星与satY369不发生重组。由于本实验中理论卫星与其他CMV毒 基于卫星RNAsatY369产生的4株突变株的体外进化进行了研究。研究结果表明,在 卫星RNA的高度保守区域突变的突变株MS一l、MS一12和MS一犯均丧失生物活性, 而变异区中的变异株MS一34突变仍然具有生物活性:从而证实DNA改组技术与体外 重组技术的组合可模拟卫星RNA的体内变异和进化。


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1.原核生物:即广义的细菌,指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。包括真细菌和古某某两大类群。

2.细菌:狭义上来说,指一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖的水生性较强的原核生物。

3.纳米细菌:不是生物体,它仅是广泛存在于动物血液,尿液和细胞培养物中的纳米级矿物质颗粒自然地吸收周围的蛋白质成分而形成的细菌状的晶体颗粒。

细菌的结构可以分为一般构造和特殊构造。

①一般构造:细胞壁、细胞膜、细胞质和核区等。

细胞壁:位于细胞最外的一层厚实,坚韧的外被,主要成分为肽聚糖,具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能。

细胞膜:又称细胞质膜,是一层紧贴在细胞壁内侧,包围着细胞质的柔软,脆弱,富有弹性的半透性薄膜,由磷脂和蛋白质组成。

核区:又称核质体,指原核生物所特有的无核膜包裹,无固定形态的原始细胞核,其化学成分是一个大型的环状双链DNA分子,一般不含蛋白质。

②特殊构造:不是所有细菌细胞都具有的构造,如糖被、鞭毛、菌毛、芽孢等。

糖被:包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。糖被按其有无固定层次,层次厚薄又可以分为荚膜、微荚膜、黏液层、菌胶团等。

鞭毛:生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物。

菌毛:是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数量较多的蛋白质类附属物,具有使菌体附着于物体表面的功能。

芽孢:某些细菌在其生长发育后,其在细胞内形成一个圆形或椭圆形、壁厚、含水量低、抗逆性强的休眠构造。

5.磷壁酸:是结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖,主要成分是甘油磷酸或者核糖醇磷酸。磷壁酸可以分为两类,壁磷壁酸和膜磷壁酸。

6.脂多糖:是位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质,由类脂A、核心多糖和O-特异侧链三部分组成。

7.古某某:又称古细菌,是一类在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群。主要包括一些独特生态类型的原核生物,如产甲烷菌和大多数嗜极菌。其细胞壁不含有真正的肽聚糖,有些含有假肽聚糖,有些含多糖,也有的含糖蛋白和蛋白质的。

8.假肽聚糖:结构与肽聚糖相似,但其多糖骨架则是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以XXXXX-1,3-糖苷键(不被溶菌酶水解)交替连接而成,连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu ,L-Ala?,L-Lys三个L型氨基酸组成,肽桥则是由L-Glu一个氨基酸组成。

9.L型细菌:那些在实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株。

10.革兰氏染色的机制。

革兰氏染色的细节为通过结晶紫液初染和碘液媒染后,在细菌的细胞壁以内形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。

①革兰氏阳性细菌由于其细胞壁较厚,肽聚糖网层次多和交联致密,故遇到脱色剂乙醇处理时,因失水而使得网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇的处理不会溶出缝隙,因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内,使其保持紫色。

②革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄,外膜层类脂含量高,肽聚糖层薄和交联度差,故遇脱色剂乙醇后,以类脂为主的外膜迅速溶解,这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出,因此细胞退成无色。这时再经沙某某等红色染料复染,就使得革兰氏阴性细菌呈现红色。

11.PHB:聚-XXXXX-羟丁酸,是一种存在于许多细菌细胞质内,属于脂质的碳源类贮藏物。不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色。具有贮存能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用。

12.异染粒:又称迂回体,是无机偏磷酸的聚合物,分子呈线性。一般在含磷丰富的环境中形成。具有贮藏磷元素和能量以及降低细胞渗透压等作用。

13.拴菌试验:设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢固地拴在载玻片上,然后在光镜下观察该细胞的行为,结果发现该菌只能在载玻片上不停打转而未做伸缩挥动,因而肯定了旋转论的正确性。

14.渗透调节皮层膨胀学说:芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差以及皮层的离子强度很高,这就使得皮层产生了极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分,其结果造成了皮层的充分膨胀和核心的高度失水,正是由于失水的核心,才赋予了芽孢极强的耐热性。

15.伴孢晶体:少数芽孢杆菌产生的糖蛋白昆虫毒素。苏云金芽孢杆菌在形成芽孢的同时,会在芽孢旁形成一颗菱形,方形或不规则形状的碱溶性蛋白质晶体。

作用机理:当害虫吞食伴孢晶体后,先被虫体中肠内的碱性消化液分解,并释放出蛋白质原毒素亚基,再由它特异性地结合在中肠上皮细胞的蛋白受体,使细胞膜上产生一小孔,并引起细胞膨胀、死亡,进而使中肠里的碱性内含物以及菌体、芽孢都进入血管腔,并很快使昆虫患败血症而死亡。

16.芽殖:是指在母细胞表面先形成一个小突起,待其长大后与母细胞相仿后再相互分离并独立生活的一种繁殖方式,凡是以这种方式繁殖的细菌,统称芽生细菌。

17.放线菌:是一类主要呈菌丝状生长,并以孢子繁殖的陆生性较强的革兰氏阳性细菌。

18.异形胞:是存在于丝状生长的蓝细菌中形大、壁厚、专司固氮功能的细胞,数量少而不定,位于细胞链的中间或末端。

19.支原体:一类无细胞壁,介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。

20.立克次氏体:是一类专性寄生于真核细胞内的革兰氏阴性原核生物。它与支原体的区别是有细胞壁和不能独立生活。与衣原体的区别在于其细胞较大,无滤过性和存在产能代谢系统。

21.衣原体:是一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型革兰氏阴性原核生物。

22.原体:是具有感染力的细胞,呈小球状,细胞壁厚,致密,不能运动,不生长,抗干旱,有传染性。

23.革兰氏阳性菌和阴性菌细胞壁的比较

1.真核生物:是一类细胞核具有核膜,进行有丝分裂,细胞质中存在线粒体或者同时存在叶绿体等多种细胞器的生物。

2.菌物界:指与动物界,植物界相并列的一大类无叶绿素,依靠细胞表面吸收有机养料,细胞壁一般含几丁质的真核微生物。一般包括真菌、黏菌、假菌三类。

3.“9+2”型鞭毛:是真核微生物的鞭毛,其鞭杆的横切面呈“9+2”型,即中心具有一对包在中央鞘中的相互平行的中央微管,其外被九个微管二联体围绕一圈,整个微管是由细胞质膜包裹。每条微管二联体是由A?B两条中空的亚纤维组成,其中A亚纤维是一完全微管,每圈含有13个球形微管蛋白亚基环绕而成,而B亚纤维则是由十个亚基围成,所缺的三个亚基与A亚纤维共用。

4.假酵母:只进行无性繁殖的酵母菌。

5.真酵母:具有有性生殖的酵母菌。

6.芽殖:是酵母菌最常见的一种繁殖方式。在良好的营养和生殖条件下,酵母菌生长迅速,几乎所有细胞上都长出芽体,而且芽体上还可形成新的芽体,于是就形成了成簇状的细胞团。当他们进行一连串的芽殖后,如果长大的子细胞与母细胞不立即分离,其间仅以狭小的面积相连,则这种藕节状的细胞串就称为假菌丝。如果细胞相连,其间横隔面积与细胞直径一致,则这种竹节状的细胞串就称为真菌丝。

7.匍匐菌丝:毛霉属真菌在固体基质上常形成与表面平行,具有延伸功能的菌丝称为匍匐菌丝。

8.蕈菌:那些能够形成大型肉质子实体的真菌,包括多数担子菌类和极少数的子囊菌类。

9.锁状联合:形成喙状突起而连合两个细胞的方式,不断使双核细胞分裂,从而使菌丝尖端不断向前延伸。

1.病毒:是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”,其本质是一类含DNA或RNA的特殊遗传因子。

特性:①形体极其微小,一般都能通过细菌滤器,故必须在电镜下才能观察。

②没有细胞构造,其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,又称分子生物。

③每一种病毒只含有一种核酸。

④既无产能酶系,也无蛋白质和核酸合成酶系,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分。

⑤以核酸和蛋白质等元件的装配实现其大量繁殖。

⑥在离体条件下,能以无生命的生物大分子状态存在,并可以长期保持其侵染活力。

⑦对一般抗生素不敏感,对干扰素敏感。

⑧有些病毒的核酸还能整个到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染。

2.包含体:病毒粒虽是无法用光镜观察的亚显微颗粒,但是当他们大量聚集并使宿主细胞发生病变时,就形成了具有一定形态、构造,并能用光镜加以观察和识别的特殊群体。

3.烈性噬菌体:凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟、裂解以上五个阶段而实现其繁殖的噬菌体。

4.一步生长曲线:定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。可反映每种噬菌体的三个最重要的特征参数:潜伏期、裂解期以及裂解量。

①潜伏期:指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个成熟噬菌体粒子释放前的一段时间。又可以分为两个阶段:隐晦期和胞内累积期。

②裂解期:紧接着潜伏期后的宿主细胞迅速裂解,溶液中的噬菌体粒子急剧增多的一段时间。

③平稳期:感染后的宿主细胞已经全部裂解,溶液中噬菌体效价达到最高点的时期。在本时期,每一宿主细胞所释放的平均噬菌体粒子数,就是裂解量。

基本实验步骤为:用噬菌体的稀释液去感染高浓度的宿主细胞,以保证每个细胞所吸附的噬菌体至多只有一个。经过数分钟吸附后,在混合液中加入适量的相应抗血清,借以中和尚未吸附的噬菌体。然后用保温的培养液稀释比混合液,同时终止抗血清的作用,随即置于适宜的温度下培养。其间每隔数分钟取样,连续测定其效价,再把结果绘制成图即可。

5.温和噬菌体:侵入相应宿主细胞后,由于前者的基因组整合到后者的基因组上,并随后者的复制而进行同步复制的且不引起宿主细胞裂解的噬菌体。

6.溶源性:温和噬菌体侵入宿主细胞并不引起宿主细胞的裂解的现象。

7.溶源菌:温和噬菌体的宿主。

8.检查某菌株是否为溶源菌的方法:是将少量溶源菌与大量的敏感性指示菌相混合,然后与琼脂培养基混匀后倒一个平板,经培养后溶源菌就一一长成菌落,由于溶源菌在细胞分裂过程中有极少数个体会引发自发裂解,其释放的噬菌体可不断侵染溶源菌菌落周围的指示菌菌苔,于是就形成了一个个中央有溶源菌的小菌落,四周有透明圈围着的一种独特噬菌斑。

9.亚病毒因子:凡在核酸和蛋白质两种成分中,只含有其中之一的分子病原体或者是由缺陷病毒构成的功能不完整的病原体。主要有类病毒、拟病毒、卫星病毒、卫星RNA和朊病毒

10.类病毒:一类只含有RNA一种成分,专性寄生在活细胞内的分子病原体,它是目前已知的最小可传染致病因子,只在植物体中发现。其所含核酸为裸露的环状单某某RNA,但是形成的二级结构却像一段末端封闭的短双链RNA分子。

11.拟病毒:又称类类病毒,指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒,极其微小,一般仅有裸露的RNA组成。

12.辅助病毒:与拟病毒“共生”的真病毒,拟病毒的复制必须依赖辅助病毒的协助。

13.卫星病毒:是一类基因组缺损,必须依赖某形态较大的专一辅助病毒才能复制和表达的小型伴生病毒。

14.卫星RNA:是一类存在于某专一病毒粒的衣某某,完全依赖后者才能复制自己的小分子RNA病原因子。

①多个卫星RNA分子可与辅助病毒基因组存在于同一衣某某;

②对宿主植物无独立的侵染性;

③其复制和包装全部依赖辅助病毒,而后者则不依赖前者;

④不具有mRNA活性;

⑤与辅助病毒的RNA无同源性;

⑥能干扰辅助病毒的复制从而降低其增殖量;

⑦可改变辅助病毒所引起的植物病害程度和症状;

⑧它对辅助病毒侵染宿主不是必要条件。

15.朊病毒:是一类不含核酸的传染性蛋白质分子,因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子,发生与其相似的感应性构象变化,从而使宿主致病。

16.病毒与人类的关系

①病毒可危害人类健康并对畜牧业,栽培业和发展业带来不利的影响。

大罐液体发酵所受噬菌体严重污染时,轻则引起发酵周期延长,发酵液变清和发酵产物难以形成等事故,重则造成倒罐,停产甚至危及工厂命运。

③昆虫病毒用于生物防治

利用病毒制剂进行生物治虫,具有资源丰富,致病力强,专一性强,药效持久和不污染环境等优点。

④病毒在基因工程中的应用

在基因工程操作中,把外源目的基因导入受体细胞并使之表达的中介体,称为载体,除原核生物的质粒以外,病毒是最好的载体。

1.自养微生物:凡以无机碳源作唯一或主要碳源的微生物。

2.异养微生物:凡是必须利用有机碳源的微生物。

3.生长因子:是一类调节微生物正常代谢所必需,但是不能通过简单的碳源、氮源自行合成的微量有机物。

按微生物对生长因子的需要与否,将其分为三种类型:

①生长因子自养型微生物:他们不需要从外界吸收任何生长因子,包括多数真菌,放线菌和不少细菌,比如大肠杆菌。

②生长因子异养型微生物:他们需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常的生长,如各种乳酸菌。

③生长因子过量合成型微生物:少数微生物在其代谢活动中,能合成并大量分泌某些维生素等,因此可以作为有关维生素的生产菌种。

4.微生物的营养类型?课本92页

5.细胞膜运送营养物质的四种方式

①单纯扩散:属于被动运送,指疏水性双分子层细胞膜在无载体蛋白参与下,单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式。主要是氧气、二氧化碳、乙醇、甘油等

②促进扩散:指溶质在运送过程中,必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助,但不消耗能量的一类扩散性运送方式。

③主动运送:是指一类须提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化,从而使膜外环境中的低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。

④基团移位:是指一类既需要特异性载体蛋白的参与,又需要耗能的一种物质运送方式,其特点是溶质在运送前后会发生分子结构的变化,因此不同于一般的主动运送。

6.四种运送营养物质方式的比较??课本94页

7.碳氮比:在微生物培养基中所含碳源中的碳原子摩尔数与氮源中的氮原子摩尔数之比。

8.天然培养基:指一类利用动植物或者微生物包括用其提取物制成的培养基,是一类营养成分既复杂又丰富,难以说出其确切化学组成的培养基。

组合培养基:是一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配置成的培养基。

9.选择培养基:一类根据某微生物的特殊营养要求或者其对某化学、物理因素抗性的原理而设计的培养基,具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能。

加富性选择培养基:利用该分离对象对某种营养物有一特殊“嗜好”的原理,专门在培养基中加入该营养物,采用了“投其所好”的策略后,使原先极少量的筛选对象很快在数量上接近或超过原试样中其他占优势的微生物,达到了富集或者增殖的目的。

抑制性选择培养基:利用该分离对象对某种制菌物质所特有的抗性,在筛选的培养基中加入这种制菌物质。经培养后,使原有试样中对此抑制剂表现敏感的优势菌的生长大受限制,而原先处于劣势的分离对象趁机大量增殖,最终在数量上反而占了优势,通过这种“取其所抗”的办法,也可以达到富集培养的目的。

10.鉴别性培养基:一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂,从而达到只需用肉眼辨别颜色就能方便的从近似菌落中找到目的菌落的培养基。

EMB培养基:其中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制革兰氏阳性细菌,和一些难培养的革兰氏阴性细菌。在低酸度下,这两种染料会结合并形成沉淀,起着产酸指示剂的作用。尤其是大肠杆菌,因其能强烈分解乳糖而产生大量混合酸,菌体表面带有氢离子,故可染上酸性染料伊红,而又因为伊红与美蓝结合,故使菌落染上深紫色,且从菌落表面的反射光中还可以看到绿色金属闪光(似金龟子色),其他几种产酸力弱的肠道菌的菌落也有相应的棕色。

1.反硝化作用:又称硝酸盐呼吸。在无氧条件下,某些兼性厌氧微生物利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体,把它还原成亚硝酸、NO、N2O直至氮气的过程,称为异化性硝酸盐还原作用。

2.发酵:指在无氧等外源氢受体的条件下,底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交给某一内源性中间代谢物接受,以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。

3.异型乳酸发酵:凡葡萄糖经发酵后除了主要产生乳酸外,还产生了乙醇、乙酸、二氧化碳等多种产物的发酵。是通过HMP途径的发酵。

4.同型乳酸发酵与异型乳酸发酵的比较?课本121页

5.Stickland?反应:少数厌氧梭菌能利用一些氨基酸兼作碳源、氮源、能源,其产能机制是通过部分氨基酸的氧化与一些氨基酸的还原相偶联的独特发酵方式,这种以一种氨基酸作为氢供体,而以另一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能的独特发酵类型,即Stickland反应。

6.生物固氮:是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程,生物界中只有原核生物才具有固氮能力。

根据固氮微生物的生态类型可将他们分成以下三类:

①自生固氮菌:是指一类不依赖与他种生物共生而能独立进行固氮的微生物。

②共生固氮菌:是指必须与他种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物。

③联合固氮菌:指必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮的微生物。

7.类菌体:当豆科植物根瘤菌侵入根毛并形成侵入线,再到达根部皮层后,会刺激内皮层细胞分裂繁殖,这时根瘤菌也在皮层细胞内迅速分裂繁殖,随后分化为膨大而形状各异、不能繁殖、但有很强固氮活性的结构。

8.青霉素抑制细菌细胞壁的机制

青霉素抑制肽聚糖合成过程中的转肽作用。

青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物。即他们两者可相互竞争转肽酶的活力中心。转肽酶一旦被青霉素结合,前后2个肽聚糖单体间不能形成肽桥,因此合成的肽聚糖是缺乏机械强度的“次品”,由此产生了原生质体或球状体之类的细胞壁缺损细菌,当他们处于不利的环境下时,极易裂解死亡。因为青霉素的作用机制时抑制了肽聚糖分子中肽桥的生物合成,因此对处于生长繁殖旺盛阶段的细菌具有明显的抑制作用,相反,对处于生长停滞状态的休止细胞,却无抑制作用。

9.赖氨酸发酵:在许多微生物中,可用天冬氨酸作原料,通过分支代谢途径合成出赖氨酸,苏氨酸和甲硫氨酸。在正常的细胞内,代谢过程中,一方面由于赖氨酸对天冬氨酸激酶(AK)有反馈抑制作用,另一方面,由于天冬氨酸除用于合成赖氨酸外,还要作为合成甲硫氨酸和苏氨酸的原料,因此,就难以积累较高浓度的赖氨酸。

而赖氨酸在人类和动物营养上一种十分重要的必需氨基酸,所以在工业上选育了谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种,以解除正常的代谢调节。由于它不能合成高丝氨酸脱氢酶(HSDH),故不能合成高丝氨酸,也不能产生苏氨酸和甲硫氨酸,在补给适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下,可在含较高糖浓度和铵盐的培养基上,产生大量的赖氨酸。

10.次生代谢物:是指某些微生物生长到稳定期前后,以结构简单、代谢途径明确、产量较大的初生代谢物作前体,通过复杂的次生代谢途径所合成的各种结构复杂的化合物。

指用计数板(例如血球计数板)在光合显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法。

缺陷:得到的数目包括死细胞在内的总菌数。

改进:用特殊染料作活菌染色后再用光学显微镜计数的方法。例如用美蓝液对酵母菌染色后,其活细胞为无色,而死细胞则为蓝色,故可分别计数。

又如细菌经吖啶橙染色后,在紫外光显微镜下可观察到活细胞发出橙色荧光,而死细胞则发出绿色荧光,因而可作活菌和总菌计数。

①平板菌落计数法:可用浇注平板,涂布平板或滚管法等方法进行。

主要操作是把稀释后的一定量菌样通过浇注琼脂培养基或在琼脂平板 >>>>>>内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。<<<<<< 挥不可取代的重大作用。

例如:①利用微生物肥料、杀虫剂或农用抗生素来取代会严重污染环境或不可降解的化学肥料或农药;

②利用微生物生产PHB、PHA、PLA(?聚乳酸或“玉米塑料”)以制造易降解的医用塑料、快餐盒等制品,从而减少“白色污染”的危害;

③利用微生物具有的强烈降解、氧化、生物转化等生化活性来净化生活污水、生活有机垃圾或有毒工业废水;

④利用工程菌如酿酒酵母生产磷酸三酯酶以用于消除有机磷农药的污染;

⑤利用敏感微生物作指示菌,以检测环境的污染度。

(5)微生物与人类健康

微生物与人类健康的关系是多方面的,例如:①利用微生物或其细胞组分可制成菌苗、疫苗或类毒素等生物制品;②由微生物的代谢产物可生产抗生素、维生素、医用酶制剂和氨基酸输液等大量生化药物;③由遗传工程菌生产胰岛素、白细胞介素、干扰素、链激酶和人生长激素等新型高效的多肽类药物;④由微生物的生物转化活性生产调节人类生殖机能等的甾体激素类药物;⑤用药用真菌和其他真菌可生产生物碱和真菌类药物;⑥用益生菌生产具有肠道等微生态系统调节功能和保健功能的益生菌剂;⑦用各种微生物、微生物产物或微生物学、免疫学方法诊断多种疾病:?等等。

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