微生物

这是一篇关于微生物的思维导图，主要内容有微生物的分类与主要特征、微生物学发展历史、微生物的遗传与变异、微生物与人类。

微生物

• 微生物的分类与主要特征
  • 生物的三域分类
    • 鉴定依据：DNA序列的系统发育分析
    • 细菌、古菌、真核生物
  • 微生物
    • 对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至毫无细胞结构的低等生物的总称
  • 病毒
    • 超显微
    • 专性寄生物
    • 病毒的基因组比绝大多数的基因组小
• 微生物学发展历史
  • 自然发生说
    • 亚里士多德
    • 生命是从无生命物质自然发生的
  • 微生物的发现源于显微镜的发明
    • 胡克
      • 第一个描述微生物的人
      • 观察到了霉菌孢子的结构
    • 列文虎克
      • 第一个描述细菌的人
      • 进一步开发了放大倍数更大的显微镜
  • 巴斯德和自然发生说
    • 微生物可以区分旋光异构体
    • 证实发酵是微生物引起的
    • 曲颈瓶彻底否定了自然发生说
    • 开发了控制微生物生长的方法--无菌技术
    • 免疫学-预防接种（炭疽、禽霍乱和狂犬病）
  • 科赫法则和纯培养
    • 证实了原病菌和传染病之间的关系
    • 发现了炭疽和肺结核的病原体
    • 首创用明胶固体培养基分离纯培养细菌
    • 科赫法则的局限性
      • 适用于具有适当动物模型的疾病
      • 医学微生物学的黄金标准，但并非总能满足每种传染病的所有假设
      • 有些传染病缺乏动物模型，如，霍乱、立克次氏体、衣原体等
    • 纯培养技术
      • 发现使用固体培养基可获得微生物纯培养，起初使用马铃薯切片，后发现用营养液加入明胶、琼脂做固化剂配置的培养基更均匀，且重复性好
  • 微生物多样性的发展
    • 微生物多样性
      • 主要关注非医学微生物
      • 微生物在土壤、水体等环境中的代谢功能等
      • 拜耶林克
        • 创造了富集培养技术
        • 通过控制营养和驯化条件，以高度选择性的方式从天然样品中分离出微生物
      • 维诺格拉斯基
        • 首次提出化能无机营养型的概念
        • 证明了特定细菌与特定的生物地球化学元素转化，紫色硫光合细菌、贝氏硫细菌
• 微生物的遗传与变异
  • 突变与突变株
    • 选择性突变
      • 在某种条件下突变体更具生长优势
      • 可开展遗传学研究
    • 非选择性突变
      • 与亲代相比，既没有优势也没有劣势
      • 检测此类突变需要检查大量菌落并寻找差异(筛选）
    • 筛选非选择性突变更费时费力，影印平板法有利于筛选营养缺陷型突变株
  • 细菌的遗传转化
    • 转化
      • 受体菌接受供体菌的DNA片段，经过交换将其整合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性转的现象
      • 最早由格里菲斯于1928年发现，肺炎双球菌
      • 感受态
        • 细胞能从周围环境中吸取DNA的一种生理状态
      • 自然遗传转化
        • 细胞一定生长阶段的生理特征；转化DNA的整合是一个高度调控的多步骤过程
      • 人工转化
        • 氯化钙诱导处理、电转等
  • 细菌的转导
    • 转导
      • 由病毒介导的细胞间遗传交换的一种方式
    • 方式一
      • 普遍性转导
        • 噬菌体可以转导供体染色体的任何部分到受体细胞中
        • 有缺陷的转导噬菌体随机掺入细胞染色体片段
        • 转导噬菌体温和性或烈性
        • 效率较低
    • 方式二
      • 局限性转导
        • 通过某些部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数将特定基因转移到受体菌中的转导
        • 整合的温和性噬菌体从细菌染色体上错误切除时，可形成局限性转导噬菌体
        • 效率较高
  • 细菌的接合
    • 接合
      • 通过供体菌和受体菌完整细胞间性菌毛的直接接触而传递大段DNA的过程
    • 供体菌
      • 含接合质粒
    • 受体菌
      • 不含质粒
    • F质粒是附加体，可整合到宿主染色体
    • F因子插入到染色体DNA后形成高频重组菌株
    • 高频重组细菌与F细菌接合时重组体出现的频率非常高
    • 通常只有一部分F因子进入受体细胞，接合后产生的重组体一般仍为F细菌，不会是Hfr菌株（F质粒整合进染色体不同位置）会在不同的位置转移染色体基因
• 微生物与人类
  • 微生物--地球上的小大人
    • 微生物学围绕两个话题
      • 理解基本的生命过程
      • 微生物是理解单细胞和多细胞生物细胞过程的最佳模型
    • 运用微生物知识造福人类
  • 特征
    • 共同特征
      • 代谢、生长、进化
    • 部分微生物的特征
      • 分化、交流、基因交换、运动
  • 重要性
    • 最古老的生命形态
    • 地球上生物质总量最多的·生物
    • 进行着生物地球化学循环的主要过程
    • 能在不适合其他生物生存的地方生长
    • 其他生命形式的生存需要微生物的存在
    • 微生物几乎无处不在，地球上估计有2×（10的30次方），大多数存在于海洋和陆地下
    • 微生物细胞是必需营养素的关键储存库
    • 有益的微生物多于有害的
  • 微生物与农业
    • 农业的许多方面取决于微生物的活性
    • 正面影响
      • 固氮菌、瘤胃中的纤维素分解菌、土壤和水体中养分再生
    • 负面影响
      • 动植物感染疾病
  • 微生物与食品
    • 负面影响
      • 食物变质
    • 正面影响
      • 微生物转化、乳制品、其他发酵食品
  • 微生物与能源环境
    • 生物燃料生产：甲烷、乙醇和水
    • 消除污染物（生物修复）
  • 微生物及其遗传资源
    • 抗生素、酶和各种化合物
    • 生物技术