微生物生理学PDF电子书下载

第一章 微生物生理学的介绍 1

第一节 研究微生物生理所使用的细胞、培养基和生长状态 2

1.微生物细胞 2

2.培养基 3

3.生长状态 3

第二节 微生物的生长与细胞分裂 3

1.微生物的细胞分裂 4

微生物生理作用的效率与细胞大小 4

微生物的细胞分裂理论 4

2.微生物细胞的生长测量 5

直接细胞计数 6

活菌测量 6

细胞质量的测量 7

细胞乾重及有机物乾重的测量 7

蛋白质测量 8

DNA测量 8

第三节 细胞的组成、生物合成与能量产生 9

1.微生物细胞的化学组成 9

2.生长中原生质成分形成的动力观 12

3.氧化还原与發酵作用 14

4.能量产生 15

5.氮之併入 16

6.简介细菌细胞的结构组织 16

第四节 微生物的生长需求 18

1.营养 18

2.氧气 20

3.二氧化碳 21

4.温度 21

5.氢离子浓度 21

第二章 微生物细胞的构造与功能 23

第一节 细胞核与类核 24

1.真核细胞的细胞核 24

2.细菌基因体 24

3.细菌的类核 25

4.真核细胞的Nucleosomes和原核细菌的似Nucleosome结构 26

5.细菌的似Histone蛋白质 26

6.质体 28

第二节 细胞质里的构造 28

1.细胞液 28

2.核糖体 29

3.粒线体和叶绿体 30

4.气泡 32

5.细胞包涵体 33

第三节 细菌外套 35

第四节 细胞浆膜 35

1.细胞浆膜的性质 36

2.古细菌的细胞浆膜 37

3.细胞浆膜的功能与通透性 38

4.细胞浆膜的合成 39

5.其他的细胞膜构造 39

第五节 细菌的细胞壁 40

1.细菌肽聚醣的结构 40

2.胞壁酸与Teichuronic Acids 45

3.革兰氏阴性细菌的细胞外套 48

革兰氏阴性细菌的细胞外膜 48

脂质多醣 50

安定细胞外膜的壁质脂蛋白质、OmpA和内外膜之连接处 52

Porins 53

肠内细菌的共同表面抗原 54

4.细胞週质间隙 54

5.Acid-Fast细胞壁 55

6.古细菌细胞壁 55

7.Autolysins 56

第六节 细菌细胞的外表层 57

1.荚膜或Glycocalyx 57

2.黏液层 62

3.菌鞘 63

4.结晶式表面层或蛋白质外衣或SLay-ers或RS Layers 63

5.真核细胞的表面 64

第七节 细菌细胞的附肢 64

1.细菌鞭毛 64

2.细菌线毛与针刺 66

3.线毛的变异 68

第八节 内孢子 69

第三章 微生物的输送与运动 71

第一节 细胞膜的选择性通透理论 72

第二节 营养输送的形式与细胞外套的特性 73

1.输送形式 73

2.蛋白质媒介输送的性质 73

3.革兰氏阴性细菌壁质囊的结构与输送 75

细胞週质间隙 75

细胞澎压 76

4.研究细胞膜输送作用使用的Ionophores 77

第三节 细胞膜的扩散作用 78

1.简单扩散或被动扩散作用 78

2.促进式扩散作用 78

第四节 细胞膜的次级主动输送与Group Translocation 79

1.化学渗透压推动的次级主动输送 79

2.渗透压休克敏感的输送系统 81

一些traffic ATPase输送系统的例子 82

3.Group Translocation 85

4.受质摄取的结论 88

第五节 真核生物与原核生物的鞭毛构造与作用 89

1.真核生物的鞭毛构造与作用 89

2.细菌鞭毛的构造 90

3.细菌鞭毛的机械运动 91

第六节 细菌鞭毛基因的调节与变异 92

1.细菌鞭毛Regulon的调节 92

2.鞭毛的PhaseVariation 93

第七节 群体移动的现象 95

第八节 其他形式的运动 96

1.鞭毛运动的一些变异 96

2.螺旋体运动 97

3.滑行运动 98

第九节 趋性 100

1.化学趋性 100

2.其他趋性 104

第四章 微生物的碳水化合物代谢与能量产生 105

第一节 生物巨分子建材的合成 105

1.基本生物合成途径 105

2.生物合成的需求 108

3.氮、硫与磷的细胞併合 109

氮的併合 109

硫的併合 110

磷的併合 111

4.多元营养及在丰富营养里的适应 111

第二节 基礎生物能量学 112

1.Entropy与自由能 113

2.ATP之更新及其能量储藏角色 114

3.生物的还原氧化反应 114

第三节 燃料途径 115

1.葡萄糖的糖解代谢途径 118

Embden-Meyerhof-Parnas Pathway 118

Oxidative Pentose Phosphate Pathway 120

Phosphoketolase Pathway 120

Entner-Duodoroff Pathway 122

2.受质阶级磷酸化作用 123

第四节 發酵作用 126

第五节 碳元素之流通-TCA和Glyoxy-late循环 127

1.Triarboxylic Acod Cycle 127

2.Glyoxylate Cycle 130

第六节 在中央燃料途径的前驱代谢物补充反应 132

第七节 呼吸作用 134

1.电子传递系统 134

2.质子动力与ATP形成 136

3.电子携带分子 138

NADH Dehydrogenase 138

辅助酵素 Nicotinamide Adenine Di-nucleotide 139

Flavoproteins 139

Coenzyme Q 139

Nonheme Iron Proteins，Fe-S 140

Cytochromes 142

4.原核生物与真核生物呼吸作用的比较 143

5.质子动力的测量 143

6.有氧呼吸作用的平衡计算 144

第八节 替代性的能量产生模式与无氧呼吸作用 145

1.替代性的能量产生 145

2.无气呼吸作用 146

第九节 其他糖类的代谢 147

1.乳糖和半乳糖的使用 147

2.麦芽糖的利用 148

3.Mannitol等糖醇的利用 149

4.Fucose和Rhamnose的利用 150

5.Mellibiose、Raffinose、Stachyose和Guar Gum的代谢 152

6.Pectin的分解和Aldohexuronate途径 153

7.纎维素的分解 155

8.澱粉、肝醣和相关化合物的利用 157

第五章 發酵作用 161

第一节 發酵的定义 161

第二节 细菌多元的Pyruvate代谢 163

第三节 發酵平衡 164

第四节 酵母菌發酵的其他面观 165

1.加入Sodium Sulfite对酵母菌發酵的影响 165

2.碱性条件对酵母菌發酵的影响 165

3.加入Pi对酵母菌發酵的影响 166

4.加入氧气对酵母菌發酵的影响 166

5.酵母菌酒精發酵使用了四种Alcohol Dehydrogenase Isozymes 166

第五节 乳酸發酵 168

1.乳酸發酵 168

2.乳酸产生菌在氧气下的反应 171

3.不同碳水化合物受质的乳酸發酵 173

第六节 产生Butyric Acid和溶剂的發酵 174

第七节 混合酸發酵 179

第八节 Ptopionic Acid發酵 183

第九节 醋酸發酵 185

第十节 非糖受质之發酵 187

第六章 微生物的自营营养 189

第一节 自营营养的介绍 189

第二节 光能的吸收 191

第三节 产氧气光合作用 195

第四节 非产氧气光合作用 198

1.紫色非硫细菌 198

2.紫色硫细菌 200

3.绿色硫细菌 201

4.绿色非硫细菌 202

第五节 盐杆菌产生ATP的紫色膜 203

第六节 固定二氧化碳的暗反应 204

1.Calvin-Benson循环 205

2.还原性TCA循环 206

3.Hydroxypropionate途径 207

4.C4途径 207

第七节 利用氢气的细菌 208

1.嗜温化学无机物与有机物异营营养的氢气氧化细菌 209

2.Carboxydotophic CO-Oxidizng Bac-teria 210

3.醋酸产生菌 210

4.嗜热氢气细菌 211

5.混合营养氢气细菌 212

6.甲烷产生菌 212

7.其他利用氢气的自营细菌 213

第八节 硝化细菌 214

1.氨氧化菌 214

2.亚硝酸氧化菌 215

第九节 硫细菌 216

1.硫杆菌 217

2.其他硫氧化自营菌 219

第十节 铁氧化细菌 220

1.酸性环境的亚铁氧化 220

2.中性环境的亚铁氧化 221

3.黄铁矿的氧化 222

4.金属的渗滤作用 222

第十一节 自营者之前驱代谢物的形成 223

附錄 甲基营养菌 223

1.甲烷营养菌 224

2.其他甲基营养细菌和酵母菌 226

第七章 生物合成作用与生物巨分子的聚合作用（一）DNA合成 227

第一节 新陈代谢的概述 227

第二节 DNA巨分子的结构特性 230

1.DNA的基本结构 230

2.其他DNA形式 232

第三节 DNA的聚合作用 232

1.大肠杆菌的DNA Polymerases及其聚合作用 233

DNA Polymerasea及其聚合作用 233

DNA Polymerases的校正功能 235

2.大肠杆菌染色体DNA的复制原点 235

3.细菌染色体DNA的合成启动 237

从oriC启动复制的调节 237

Prepriming 241

發动DNA合成 241

4.启动後之延长合成 244

DNA PolymeraseⅢ以双体形式作用 247

5.复制终止 247

6.复制的速度 249

7.当复制叉遇见蛋白质时 249

第四节 线形Replicon的复制问题 250

第五节 其他Replicon DNA复制系统的例子 251

1.φX174 251

2.T7噬菌体 253

3.λ噬菌体 254

4.T4噬菌体 254

5.真核细胞粒线体 256

6.分离酵母菌Replicon的复制原点 257

第八章 生物巨分子的聚合作用（二）RNA与蛋白质的聚合 259

第一节 从基因表现至蛋白质的合成 259

1.遗传讯息码 260

第二节 DNA的合成 261

1.转錄作用的啟动和转錄装置 261

RNA Polymerase的组成与功能 262

RNA Polymerase的最小转錄单位 264

不同转錄时期中的RNA Polymerase形态改变 265

RNA Polymerase Holoenzyme寻找及结合起动子的解释模型 266

起动子单位 266

起动子序的突变分析 269

RNA Polymerase接觸起动子地点的分析 270

以不同的Sigme（σ）因子管制转錄启动 271

RNA Polymerase与其他蛋白质的交互作用 273

负超螺旋形式起动子对於启动转錄的效应 273

转錄程序的启动 274

2.转錄的延长合成 275

3.转錄终止的二种信号与转錄终止作用 276

独立於Rho的转錄终止 278

依靠Rho的转錄终止 279

Rho因子的作用机制 280

核糖体转译作用与转錄终止的关係 281

mRNA在转錄後之Polyadenylylation处理 282

4.安定性的合成速率 282

5.RNA的转錄後处理 282

安定性RNA的转錄後处理 282

参与安定性RNA转录後处理的酵素和核苷序 284

6.RNA的更新 285

7.16SrRNA核苷序当作遗传分类的标记 285

第三节 蛋白质的合成 286

1.转译作用的成员 286

形成Aminoacyl-tRNA 287

2.转译程序 288

启动转译 288

延长聚合的循环 289

胜肽键的转位作用与胜肽键的形成 291

转译终止 291

从无意义讯息码转变为有意义时 292

转译作用的校正及核糖体编辑 292

3.原核细胞与真核细胞在蛋白质合成的一些差异 293

4.蛋白质的正确摺叠与Chaperones 294

5.不正常蛋白质与正常蛋白质的分解 295

第九章 细胞结构的形成 299

第一节 类核的结构与形成 300

1.DNA结合蛋白质 300

2.Repetitive Extragenic Palindromes序 302

3.类核的形成 303

第二节 细胞Polysome的组合 304

1.rRNA的处理 305

2.核糖体次单位的组合 305

第三节 细胞液的组合 306

第四节 细胞外套的组合与细胞週质 308

1.细胞浆膜的合成 309

脂质的插入 309

细胞膜蛋白质的併入细胞膜 310

输出蛋白质的交通 310

细胞膜的成长 315

2.细胞週质 318

第五节 细胞壁的组合 318

1.细菌的细胞壁合成 319

第一时期 319

第二时期 320

第三时期 321

第四时期 322

2.盘尼西林结合蛋白质 322

3.革兰氏阳性细菌的壁质组合 323

细胞壁的维持 323

革兰氏阳性球菌细胞壁的成长 323

胞壁酸的生物合成 324

第六节 革兰氏阴性细菌细胞外膜的形成 324

1.脂质多醣的生物合成与组合 325

外膜磷酸脂质的组合 326

LPS合成的缺陷突变株 326

2.外膜蛋白质的组合 326

脂蛋白质的组合 327

3.外膜的自我组合 327

第七节 细菌鞭毛的组合 328

第八节 线毛的组合 330

第九节 荚膜的组成 331

1.荚膜聚合物的形成 331

2.Dinucleotide前驱物的重要性 332

3.胞外多醣形成的调节 332

第十章 细菌细胞生长和族群增殖 335

第一节 细胞培养与增殖 335

1.单批培养 336

迟缓期 336

指数期与无限制生长 337

平衡生长 338

营养浓度对於生长速率的影响 339

从对数生长期到静止期 339

死亡期 340

2.添加式单批培养 340

3.连续培养 341

生长的产量 344

维持能量 345

平衡生长的应用 346

4.同步培养 346

第二节 相关於生长的放射性化学测量 348

1.放射性标识物的选择 348

2.稳定状态的放射性标识 349

3.短时间放射性标识 350

4.mRNA的放射性标识动力 351

第十一章 细菌的基因体与质体以及可转位遗传元素 353

第一节 细菌基因体的一般特性 354

1.细菌基因的安排形式 355

第二节 质体—一种遗传的附属成员 358

1.质体的多元性与分类 359

接合性与非接合性质体 359

单一备份与多备份质体 360

质体的不相容群 360

广与窄宿主域的质体 361

2.质体讯息的功能 362

Resistance（R）质体 363

3.质体复制的调控 364

4.质体的保留与维持质体存在的多元系统 366

质体的分离系统 367

毒瘾系统 367

第三节 可转位的遗传元素 368

1.可转位遗传元素的种类 368

Insertion sequences 368

Transposons 368

2.转位作用 370

转位遗传元素的转位形式 371

3.转位作用的机制 373

转位作用开始的共同中间物 373

经相互融合的复制式转位作用 374

非复制式转位作用 375

4.转位的结果 376

5.Transposons的例子 378

Tn10 378

TnA 379

6.可反转遗传元素 381

7.接合式转位作用 381

8.演化上的思考 382

第十二章 细菌的突变与DNA修补 383

第一节 突变产生 383

1.表型突变 384

2.基因型突变 384

第二节 突变的形式 385

1.碱基序脱失 385

2.碱基序二倍复制 385

3.碱基序反转 386

4.碱基序移位 388

5.碱基序取代 388

6.压制性突变 389

7.读格移换突变 389

第三节 自發性的突变 390

1.自發性突变的产生 390

2.自發性突变是否在不良环境增加的争议 390

第四节 突变剂 392

1.物理性突变剂 392

2.化学性突变剂 393

3.生物性突变剂 394

第五节 DNA的修补系统 395

1.光再活化作用 396

2.剪除修补 396

核苷剪除修补 396

碱基剪除修补 399

3错误配对修补 400

错误配对修补对於新与旧链的分别 400

4.耐受系统 401

复制後DNA链交换修补或可再取系统 401

耐受系统 402

5.反应於Methylating和Ethylating Ag-ents的适应性反应 403

6.由RecA發动的SOS可诱导的修补 404

7.Weigle氏噬菌体再活化和Weigle氏突变形成作用 407

第六节 真核细胞的DNA修补系统 407

第十三章 细菌遗传物质的传送 409

第一节 转形作用 410

1.革兰氏阳性细菌的转形作用 410

链球菌的转形作用 410

芽孢杆菌的转形作用 413

2.革兰氏阴性细菌的转形作用 414

嗜血杆菌的转形作用 414

奈氏球菌的转形作用 415

3.人工的转形作用 415

第二节 转导作用 416

1一般性转导作用 417

2.特殊性转导作用 419

3.Lysogenic Conversion 421

第三节 接合作用 422

1.大肠杆菌F质体的接合作用 424

F因子 424

接合作用的程序 425

接合作用的障碍 428

性传送抑制 428

Hfr的形成 429

F′的形成 431

Cis-Trans互补测验 431

2.革兰氏阳性细菌的接合作用 432

肠内球菌的接合作用 432

链黴菌的接合作用 433

革兰氏阳性细菌藉接合式Transpo-sons主导之接合传送 433

第四节 Exogenotes进入细胞後的命运 436

第十四章 细菌DNA的併合重组和核酸的限制与修饰系统 439

第一节 遗传的併合重组 440

1.同质DNA併合重组 440

在chi序切断产生必要的单股3?末端 441

RecA蛋白质参与的单股併合 442

单股侵入未找到同质区前可能复制 443

单股入侵前其赠予偶合和接收偶合都需解螺旋形成单股区 443

由主导形成异偶合交会中间物 444

异偶合交会中间物的分枝迁移 444

解释一般性併合重组的模型 445

Holliday Junction的形成、迁移与解开 445

2.DNA併合重组作用的遗传 448

3.地点专一的併合重组 449

λ噬菌体的地点专一性DNA併合重组 449

第二节 细菌核酸的限制与修饰酵素系统 452

1.限制与修饰系统的分型与作用 454

2.第一型限制与修饰酵素系统 455

3.第二型限制与修饰酵素系统 457

4.第三型限制与修饰酵素系统 459

5.其他的修饰系统 459

第十五章 新陈代谢反应的调和 461

第一节 各独立途径相调和的证据 461

第二节 二种调节模式-酵素活性和酵素数量 463

第三节 酵素活性的调节 465

1.Allosteric交互作用 465

2.以反饋抑制调控生物合成途径 466

3.中央燃料反应和生物合成途径的调节 468

以Adentlates作用为Alosteric Effec-tors 470

Pyridinge Nucleotides的调节 472

4.以共价键形式修饰酵素 473

第十六章 各别操作组基因表现的调控 477

第一节 转錄作用启动的调控 478

1.起动子之核苷序与基因活化 479

正面与负面调控的分别 480

2.DNA结合蛋白质 482

3.正面调节起动子的四种模式 483

4.负面调节起动子的例子 484

5.自我调节的例子 485

第二节 提前转錄终止的调控 485

第三节 转译作用的调控 487

第四节 多元调控机制的演化 490

第五节 Lac操作组的调控描述 491

1.操作组模型的历史背景 491

2.操作组的结构 493

操作组的一些构造基因被集合一起调节表现 494

3.由突变發觉操作组和调节基因的成员及操作组功能的遗传分析 495

4.Lac压制因子的分离与作用 498

Lac压制因子的分离 499

Lac压制因子的结构 500

Lac压制因子作用的专一性 501

5.由CAP参与的代谢物调控 502

由Cyclic AMP活化CAP调节因子 503

CAP活化的三种模式 505

6.其他的参与者 507

7.以操作组为范例 508

第六节 糖类受质Galactose和Arabinose操作组的调节 508

1.Galactose操作组 508

2.Arabinose操作组 509

第七节 Tryptophan操作组的调控描述 511

1.背景 511

2.Tryptophan的压制作用 512

3.Trptophan操作组的Attenuation调节 514

4.Attenuation作用 514

5.支持的许多证据 517

6.Attenuation与生长生理 518

第八节 未参与核糖体抛锚的Attenuation调节作用 519

1.PyrBI操作组与RNA Polymerase暂停的调控策略 519

2.PyrC操作组参与Shine-Delgarno序隐藏的调控策略 520

第九节 细胞膜媒介的Put系统调控 521

第十节 以RMA为调节因子调控基因表现 522

1.由反义RNA阻止转译的效应 523

2.处理适当的RNA二次结构於产生有功能的mRNA 523

3.原核或真核生物都需要切割RNA先驱分子再释放有功能的rRNAs 524

第十七章 多基因与全盘性调控系统 525

第一节 各别操作组的共同调节 525

第二节 调控网路名称的命名：Regu-lon、Modulom和Stimulon等 526

第三节 多基因调节网路的介绍 528

第四节 二个主要的多基因系统 531

1.燃料基因的代谢物压制作用 531

2.Stringent调节网路 534

第五节 多基因系统的讯号传递 540

1.双件组的磷酸化调节系统 541

2.大肠杆菌的双件组调节系统 544

第六节 其他的多基因调控网路 545

1.磷酸网路 545

2.氮网路 547

3.Arginine Regulon 551

4.呼吸途径的调控网路 551

有氧呼吸电子传递链的终端酵素 552

无氧呼吸电子传递链的终端酵素 553

呼吸酵素基因表现的调控 554

5.渗透压调节与Porin的表现 557

6.热休克反应 559

7.氧化作用的压抑 561

第七节 经磷酸化作用使双件组反应得以越界调节 563

1.以PHO Stimulon为例描述越界调节 563

2.其他的越界调节证据 565

3.越界调节的可能化学基礎 566

第八节 识别多基因系统的方法 567

第十八章 细菌的细胞週期与细胞分裂 571

第一节 研究细菌细胞週期的一些策略 571

1.观察单一细胞的成长 572

2.用非同步无干扰生长的细胞研究 572

放射性标识细胞与自我显像 572

使用电子颗粒分析仪或电子显微镜测量 573

使用flom Cytometry法 573

依细菌年纪取样的离心法 573

3.细胞分裂的同步化 573

4.用“Baby Machine”依年纪取样 574

第二节 细菌的细胞週期 574

1.细菌细胞週期的定义 575

2.细菌复制啟动的调节 577

第三节 细菌染色体的分配作用 579

1.染色体的物理性分离 579

Par突变株 581

2.细菌相当於真核细胞Mitosis的分配结构与作为 581

细菌染色体是否有一个固定连於细胞膜如著丝点的相当构造？ 582

染色体分配结构是在细胞膜还是细胞壁上？ 583

分配系统是否保留於整个细胞週期中？ 585

第四节 细胞分裂 586

1.细胞分裂的遗传研究 587

FtsZ蛋白质 589

mra操作组 591

2.细胞分裂的地点 591

3.微染色体的复制 593

4.细胞分裂的时机 593

5.细胞分裂与质体复制 594

第五节 革兰氏阳性细菌的细胞分裂 594

1.革兰氏阳性杆菌 594

2.革兰氏阳性球菌 596

第十九章 细菌生长的调节 599

第一节 生长速率的调控 599

1.生长速率变化和巨分子合成率的关系 600

2.生长速率变化与巨分子组成比例的关系 601

3.变换於二个恒定状态生长的状况 602

4.生长率对於合成的调节 603

5.The Helmstetter-Cooper实验 603

生长率对於核糖体合成的调控 605

7.生长率对於核糖体蛋白质合成的调控 605

8.rRNA和tRNA合成的调控 607

9.生长率对於细胞大小的调整 609

10.生长率对於其他蛋白质合成机器成员的调控 610

第二节 解释生长的被动调控模式 611

第二十章 细菌的分化 613

第一节 解决营养问题的一些策略 615

1.黏黴菌 615

2.黏球菌：一种捕食者 615

3.根瘤菌：一种营养寄生者及固氮者 617

4.蓝绿菌：自由生活的固氮者 619

第二节 柄生杆菌的地点佔领 620

第三节 对於环境攻击的抵抗 622

1.内孢子的形成 622

内抱子形成的分期 623

内孢子形成的生理与遗传 625

内孢子形成作用的發动 627

从StageⅡ至StageⅢ的转变 629

前身抱子的演發 630

内抱子形成的最後时期 631

细菌内抱子的活化、萌發和向外成长 632

2.链黴菌 635

3.静止生长期 636

细胞形体缩小的适应 636

细胞表面改变的适应 637

染色体DNA的地形改变 637

剥夺碳与氮源後的适应 637

第四节 其他的原核生物分化例子 640

参考资料 641