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微生物重要包括细菌 ( 属于原核生物界 ) 、真菌 ( 属于真菌界 ) 、微小的原生生物 ( 属于原生生物界 ) 和病毒。
病毒没有细胞构造 , 一般只有由蛋白质构成的外壳和核酸构成的关键 , 它必须寄生在宿主细胞内才能繁殖。病毒可分为 3大类 : 动物病毒、植物病毒和噬菌体。
细菌细胞比较简单 , 只有拟核和简单的细胞器 ( 如核糖体 ), 繁殖方式重要为无性繁殖。
抗生素可以干扰细菌的生长和繁殖从而起抗感染的作用 , 但伴随抗生素的大量使用 , 细菌很快产生了耐药性。
真菌是异养生物, 缺乏叶绿素, 大部分营腐生生活。只有少数真菌对动物致病, 但许多真菌是植物的致病菌。
通过平板划线法和稀释涂布平板法可以对某种细菌或真菌进行分离, 获得单个细胞形成的菌落以进行纯培养。
微生物广泛应用于生产生活的许多方面, 如生产发酵食品、新型燃料和酶, 用于污水处理等。
基因工程的发展深入拓宽了微生物的应用范围。
酶可制成全细胞制剂和无细胞的酶提取物, 还可固定在载体上制成固定化酶以提高酶的使用效率。
细菌细胞的构造
糖被
糖被是细胞壁外的一层黏液状的多糖类物质。与细胞壁结合紧密的糖被称为荚膜, 与细胞壁结合松散的糖被称为黏液层。荚膜也许与致病菌的致病毒力有关。
细胞壁比较结实,起支持、保护细胞的作用，还可作为鞭毛的锚定点。细胞壁重要由肽聚糖构成,还具有某些脂多糖和脂蛋白。诸多细菌的细胞壁与细菌的致病能力有关。
拟核 DNA
拟核 DNA 中的基因大部分是单拷贝。有些基因也许同步存在于质粒和拟核DNA上。细胞中只有拟核,没有以核膜为界线的细胞核。
细胞膜
与真核生物细胞膜构成成分相似，但不够结实。
质粒
质粒是环状DNA小分子，能独立复制。通过结合作用，质粒可以在不一样细胞之间迁移。这种特性使得质粒上的耐药性基因可在细菌之间传播。质粒可用做基因工程的载体。
◎细菌一般以二分裂的方式进行繁殖。由一种细菌分裂生成两个细菌需要的时间称为代时, 它与细菌种类和环境条件 ( 如温度 ) 有关。将某些细菌接种到液体培养基中进行培养, 间隔一定的时间取样,计算细菌的数目,就能绘出细菌数目随时间变化的曲线,即细菌生长曲线。这里的生长指的是细菌群体繁殖生长。本文假设细菌的代时为20min,来模拟细菌群体生长的过程。在不补充营养物质或移去培养物,保持整个培养液体积不变的条件下, 细菌的生长曲线可以分为四个特征时期, 分别是调整期、对数期、细菌生长逐渐缓慢的稳定期，以及细菌数目急剧下降的衰亡期。
抗菌药物的作用机理
损伤细胞壁
可在细胞分裂时克制新细胞壁的合成。
实例: 青霉素、万古霉素、头孢霉素、杆菌肽。
克制蛋白质的合成
干扰翻译过程。
实例: 红霉素、四环素、氯霉素、链霉素。
损伤细胞膜
破坏细胞膜的构造。
实例: 制霉菌素、霉康唑、多黏菌素B。
克制酶活性
克制基础代謝物的合成。
实例: 磺胺、三甲氧苄二胺嘧啶 ( 都是磺胺类药物。磺胺类药物是应用非常广泛 , 仅次于抗生素的一类抗菌药 )。
遗传修饰生物可通过插入外源基因、变化既有的基因、删除或关闭基因三种措施获得, 遗传修饰技术具有很好的应用前景, 但也存在着伦理和安全面的问题。
限制酶和 DNA 连接酶是基因工程的常用工具: 限制酶可识别特定的 DNA 序列并切割 DNA 分子,DNA 连接酶可以将由同一种限制酶切割而来的、不一样来源的片段连接起来, 形成重组DNA分子。
在基因工程的详细操作过程中, 可运用多聚酶链式反应对微量 DNA 进行迅速扩增,产生大量与模板 DNA 相似的拷贝;可运用凝胶电泳技术对 DNA 等大分子物质进行分离;可以通过载体将目的基因导入受体细胞；通过基因克隆产生大量目的基因。
DNA重组技术
◎假如两个DNA分子被同一种限制酶酶切，将会产生具有匹配黏性末端的片段。
◎将这样两个具有匹配黏性末端的片段混合，它们会通过碱基配对作用结合在一起，这个过程称作退火。这可以使不一样来源的DNA片段连接起来。
◎连接而成的片段一般呈线状或环状。
◎DNA片段通过DNA连接酶连接在一起，形成重组DNA分子。
多聚酶链式反应（简称PCR ）
延伸：升温到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成DNA互补链
变性: 将获得的 DNA 样品( 也称为目的 DNA) 加热至90℃以上 , 使 DNA 变性
经过一次循环，形成两个与样本DNA完全一样的拷贝
复性：将样品冷却至50℃左右，使引物与DNA单链进行碱基互补配对。PCR中的引物是单链DNA，用作DNA延伸的起始序列
重复该过程，进行约30次循环
重复加热、冷却的循环过程，直至产生足够数量的目的DNA分子
转基因
将纯化的 DNA 导入细胞的过程称为转化。由转入了外源基因的细胞发育而来的生物称为转基因生物。转基因技术已应用于植物、动物和微生物中。该技术可以直接修改生物的基因组 , 甚至可以使生物体现出在自然界并不存在的新性状。转基因技术的应用非常广泛。
脂质体
脂质体是由单层膜形成的磷脂小球。膜上嵌入合适的表面分子后，可汇集到体内特定类型的细胞周围。脂质体携带的DNA可以通过胞吞作用或细胞融合进入细胞。因此可用于导入基因到细胞中。
病毒载体
病毒很合用于基因治疗。病毒的蛋白质外壳内能容纳多达7500个碱基的DNA片段。当病毒侵染宿主细胞并在细胞内繁殖时，也将重组DNA带入到细胞中。病毒已经用于多次基因治疗的临床试验。这种措施存在的问题是宿主对病毒的免疫反应。
显微注射
DNA可以通过显微注射转入动物细胞中。转基因小鼠和家畜都是运用这种措施产生的，不过成功率很低：只有2%～3%的受精卵发育成转基因动物，在这些动物中只有一小部分体现了转入的基因。
许多植物，包括农作物目前都已经运用重组 DNA 技术进行了遗传修饰。对植物进行基因工程操作 , 使许多重要农作物获得了新的优良性状如产量增长、抗病虫害的能力增强 , 减少了农业化肥的使用。