微生物之间的关系
1.竞争
不同微生物对于生存环境中的共同物质互相竞争的关系。
例证:污水处理中经常存在着对DO及营养的竞争。
2.互生(原始合作关系)
两种生物可单独生存,但如果共同生存可以生活得更好。彼此互相有利。
例证:固氮菌与纤维素分解菌
固氮菌:利用纤维素分解菌产生的有机酸作为碳源和能源而大量繁殖,并进行固氮;使纤维素分解菌也避免因为自身代谢产物积累过多而中毒;
纤维素分解菌:利用固氮菌提供氮素营养。
3.共生
两种微生物必须生存在同一环境中,不能单独生存。利用自身的独特功能组成共同体,在营养上互利。
例证:地衣(真菌与藻类)
4.偏害(拮抗关系)
两种微生物生存在同一环境中时,甲微生物对于乙微生物有害,但乙对甲无害。
偏害分为非特异性偏害与特异性偏害。
非特异性偏害例证:乳酸菌与其他微生物
特异性偏害例证:青霉菌与革兰氏阳性菌
5.捕食
两种微生物生存在同一环境中时,甲微生物吞食乙微生物。
例证:原生动物与细菌、真菌等
6.寄生
两种微生物生存在同一环境中时,甲微生物寄生在乙微生物内从而获得营养。
例证:噬菌体与细菌
冬虫夏草—真菌寄生于昆虫
第五节 菌种的退化、复壮与保藏
1. 菌种退化
微生物易变异。变异分为正变和负变。所谓退化,指的是负变。
菌种退化:指群体中退化的细菌占到一定数量后表现出的菌种性能下降现象。
2. 菌种复壮
为了保持菌种的优良特性能够得到保存,需要进行退化菌种的复壮。
方法有纯种分离、寄生复壮等
3.菌种保藏
原理:人为地创造合适的环境条件,使微生物代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。低温、干燥、缺氧。
常用的保藏方法
1)斜面保藏法 :不宜长时间保藏菌种(约1-6月)
2)液体石蜡覆盖保藏法(半固体):主要适用于霉菌、酵母菌、放线菌、好氧性细菌等的保存 ,1至几年,甚至10年
3)载体保藏法(沙土保藏法):含孢子的微生物保藏,时间较长(1-10年)
4)甘油悬液保藏法:加入15-50%的甘油,-70℃冰箱 ,用于细菌、酵母菌的保存,可保存10年。
5)冷冻干燥保藏法:10年以上;
其它方法:液氮保藏法:
第六章 微生物的遗传和变异
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
遗传就是指子代和亲代相似的现象;变异就是子代与亲代间的差异。遗传保证了种的存在和延续;而变异则推动了种的进化和发展。
几个概念:
1)遗传型:又称基因型,指某一生物个体所含有全部遗传因子即基因的总和。它是一种内在潜力,只有在适当的环境条件下,通过自身的发代谢和发育,才能将它具体化,即产生表型。
2)表型:是指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和,是遗传型在合适环境下的具体体现。
3)变异:指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。特点:几率低(10-6--10-9);新性状具稳定和遗传性。
4)饰变:指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。特点:个体变化相同;性状变化的幅度小;新性状不具遗传性。如粘质沙雷氏菌,在25℃培养时,可产生深红色的灵杆菌素,这是一种饰变,但当在37℃培养时,则不产生色素,再在25℃下培养时,又恢复产生色素的能力。
第一节 微生物的遗传
一、遗传和变异的物质基础
何种物质可承担遗传变异功能的问题,是生物学中的一个重大理论问题。1944年后,利用微生物这一实验对象进行了三个著名的实验,才以确凿的事实证实了核酸尤其是DNA才是遗传变异的真正物质基础。
(一) 三个经典实验
1.转化实验
英国人Griffith于1928年首次发现这一现象。
- 他以Streptococcus pneumoniae(肺炎链球菌)作为研究对象。S.pneumoniae是一种球形细菌,可使人患肺炎,也可使小鼠患败血症而死亡。S.pneumoniae有荚膜者具致病性,它的菌落表面光滑(smooth),所以称S型;不形成荚膜的无致病性,菌落外观粗糙,故称R型。少量的R型与大量加热杀死的S型细胞混合注射到小白鼠体中,白鼠病死,在其尸体内发现有活的S型细胞。此实验说明,加热杀死的S型细菌,在其细胞内可能存在一种转化物质,它能通过某种方式进入R型细胞,并使R型细胞获得稳定的遗传性状。
----1944年,Avery等人从热死的S型S.pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成分,并在离体条件下进行了转化实验。证明将R菌转化为S菌的转化因子是DNA。
2.噬菌体感染实验
美国人Hershey 和 Chase于1952年,用放射性32PO43- 磷源,放射性35SO42-硫源标记的T2噬菌体,感染大肠杆菌,证明DNA是遗传物质。
过程:将大肠杆菌培养在以放射性32PO43-或35SO42-作为磷源或硫源的组合培养基中。结果,可以获得含32P-DNA(噬菌体核心)的噬菌体或含35S-蛋白质(噬菌体外壳)的两种实验用噬菌体。用标记的T2噬菌体侵染没有标记的大肠杆菌H,结果表明,T2噬菌体外壳蛋白中有35S放射性并与细菌的胞壁连接,而DNA部分则有32P放射性并进入细胞的细胞质中。这一事实说明,在噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌细胞外,只有DNA进入了细胞,又一次证明遗传物质是DNA,而不是蛋白质。
3.植物病毒的重建实验
Conrat 和 Singer于1956年创立,应用烟草花叶病毒(TMV)和霍氏车前花叶病毒(HRV)的重建证明核酸(RNA)是遗传物质。
把TMV放在一定浓度的苯酚溶液中振荡,就能将它的蛋白质外壳与RNA核相分离。分离后的RNA在没有蛋白质包裹的情况下,也能感染烟草并使其患典型症状,而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。但由于RNA是裸露的,所以感染频率较低。在实验中,还选用了另一株与TMV近缘的霍氏车前花叶病(HRV,Holmes ribgrass mosaic virus)。
当用TMV的RNA与HRV的蛋白质外壳重建后的杂合病毒去感染烟草时,烟叶上出现的是典型的TMV病斑,从中分离出来的新病毒也是典型的TMV病毒。反之,用HRV的RNA与 TMV的蛋白质外壳进行重建时,也可获得相同的结论。这就充分说明,核酸(这里为RNA)是病毒 的遗传物质。
三个实验结果表明:只有核酸才是负荷遗传信息的真正物质基础。

