微生物知识点（顾青老师部分）
1、微生物的遗传特性
遗传因子：承载遗传物质的结构，必须具备2点：能自我复制，能编码。
基因：是遗传物质DNA 上具有特定功能的一段核苷酸序列（编码一种蛋白，一种tRNA 或一种rRNA ，或不具有编码蛋白功能，但具有重要的遗传功能）。
基因组：是存在于生物体内的遗传物质（包括病毒的核酸、细胞生物的染色体及其核外遗传物质）中的全部基因的总称。
原核微生物的遗传因子有3类：染色体、质粒、噬菌体。
细菌的染色体一般是1条环状dsDNA ，（1）一般没有间隔基因；（2）一般没有重复序列。 细菌的质粒存在于绝大多数原核生物，但只在少数真核生物中发现。是能独立于宿主细胞染色体进行自我复制的遗传因子，以核酸的形式存在于细胞内，无细胞外存在形式。
细菌的一些基因群来自染色体外的遗传因子，如质粒和噬菌体。
真核微生物的遗传因子有染色体、线粒体、DNA 、叶绿体DNA 、质粒、病毒。
2、遗传物质的特点
稳定性、多样性、自我复制能力
3、遗传物质的基础
目前普遍认为：基因是染色体DNA 分子上的一个特定大小的片段。除DNA 外，某些病毒（只含RNA 的病毒）也可以RNA 作为遗传物质。
DNA ：主要的遗传物质；
RNA ：部分生物的遗传物质；
蛋白质：生命活动的体现者。
4. 为什么微生物是遗传学研究的最好材料和对象
（1）生长速度快
（2）容易获得
（3）微生物有多种代谢类型
（4）基因裸露, 利于基因操作
（5）大多数微生物含有质粒, 方便导入导出
5. 微生物基因组学
原核生物（细菌、古生菌）的基因组：
1）双链环状的DNA 分子（单倍体）
2）基因组上遗传信息具有连续性，大肠杆菌和其它原核生物中基因数基本接近由它的基因组大小所估计的基因数；一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。
3）功能相关的结构基因组成操纵子结构
操纵子（operon ）：功能相关的几个基因前后相连，再加上一个共同的调节基因和一组共同的控制位点（启动子、操作子等）在基因转录时协同动作。
4）结构基因的单拷贝及rRNA 基因的多拷贝
5）基因组的重复序列少而短
古生菌的基因组在结构上类似于细菌。但是信息传递系统(复制、转录和翻译) 则与细菌不同而类似于真核生物。
真核微生物（啤酒酵母）的基因组：
1）典型的染色体结构
该基因大小为13.5×106bp ，分布在16条染色体中。
象所有其它的真核细胞一样，酵母菌的DNA 也是与四种主要的组蛋白(H2A、H2B 、H3和H4) 结合构成染色质(chromatin)的14bp 核小体核心DNA ；
染色体DNA 上有着丝粒(centromere)和端粒(telomere)，
2）没有明显的操纵子结构
3）有间隔区（即非编码区）和内含子序列
原核生物中非编码区或内含子均非常少，而人类基因组测序后发现了大量的非编码区，被称为基因组上的荒漠，估计只有5-10%用于编码基因。 4）重复序列多
6. 基因的结构
1. 真核生物的基因结构：
开放阅读框（ORF ）： 是结构基因的正常核苷酸序列，从起始密码子到终止密码子的阅读框可编码完整的多肽链，其间不存在使翻译中断的终止密码子。
顺式调控元件：
启动子：
增强子：
沉默子：是真核基因中的一种特殊的序列，与增强子有许多类似之处。沉默子能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用，并最终抑制该基因的转录活性。 应答元件：
反式作用因子：
外显子、内含子：（5’ →3’）
终止子：（通常是回文序列，呈发夹结构）
2. 原核生物基因结构
7. 基因的调控
一、基因表达调控的生物学意义
1．适应环境，维持生长和增殖。如：葡萄糖存在时，细菌与葡萄糖代谢有关的酶编码基因表达，而与其他糖类代谢有关的酶基因关闭，当葡萄糖耗尽而有乳糖存在时，则与乳糖代谢有关的酶编码基因表达。
2．维持个体发育与分化。
细胞个体生长、发育的不同阶段，细胞中蛋白质分子和含量差异很大，即使同一生长发 育阶段不同组织器官内蛋白质分子分布也存在很大差异。这些差异即是基因表达调控的结 果。
二、基因表达调控的基本原理
1．基因表达的多级调控：
对一个基因编码产物———蛋白质来说：至少有以下几个调控环节：基因激活、转录起始、转录后加工、mRNA 降解、蛋白质翻译、翻译后加工及蛋白质降解等。
2．基因转录激活调节的基本要素
(1)特异DNA 序列：指具有调节功能的DNA 序列
原核生物：操纵子调控机制。
原核生物能转录出一条mRNA 的几个功能相关的结构基因及其上游的调控区域，称为 一个操纵子Operon 。 包括：结构基因——2个以上的编码序列
启动序列——(启动子Promoter)
操纵序列——(Operator)
其他调节序列
启动序列是RNA 聚合酶结合并启动转录的特异DNA 序列，通常在转录起始点上游一 10～一35区域存在的一些相似序列称为共有序列(Consensussequence)。-10区：TATAAT ；一35区：TTGACA 不同的启动序列其转录活性不同，共有序列的任一碱基突变或变异，都影响RNA 聚合酶与启动子的结合，及转录起始。
操纵序列与启动序列毗邻或接近，其DNA 序列常与启动序列交错．重叠，是原核阻遏 蛋白(Repressor)的结合位点，当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA 聚合酶与启动子 的结合，或使RNA 酶不能沿DNA 向前移动，阻遏转录，介导负性调节。其它调节序列如： CAP结合位点真核生物：基因转录激活调节的DNA 序列一顺式作用元件(Cis—actingelement) 顺式作用元件(Cis一actingelement) 是指可影响自身基因表达活性的DNA 序列(在分子遗传学中，相对同一分子或染色体为顺式CIS ，相对不同一分子或染色体为反式trans) 。不同的
基因顺式作用元件的核心序列常是共有序列，如TATAbOX ，CCAATb 。x 等，常见的真核基因的顺式作用元件有：启动子、增强子、沉默子等。
(2)调节蛋白
原核：原核生物的调节蛋白分为三类：特异因子——决定RNA 聚合酶对一个或一套启 动序列的特异性识别及结合能力。如：。因子。阻遏蛋白——结合特异DNA 序列一操纵序 列，阻遏基因转录。激活蛋白(activator)——结合启动序列临近的DNA 序列，促进RNA 聚合酶与启动序列结合，增强RNA 聚合酶活性。如：分解(代谢) 物基因激活蛋白(Catab。lite gene activation protem—C ：AP) 就是一种激活蛋白。
真核：真核基因调节蛋白又称转录因子(transcrtptton{Rctor)，其作用方式：蛋白质一 1)NA作用：通过与特异的顺式作用元件相互作用反式作用另一基因转录称反式作用因子 (trans—actingfactor) 。有些基因产物特异识别并结合自身基因的调节序列，调节自身基因的开启或关闭称顺式调节，这种调节蛋白称顺式作用蛋白。蛋白质一蛋白质作用，再作用于 DNA。
3．DNA 一蛋白质．蛋白质一蛋白质相互作用
(1)DNA一蛋白质相互作用：指反式作用因子与顺式，作用元件之间的特异识别及结合。 通常为非共价键结合。
(2)蛋白质一蛋白质相互作用：通常形成二聚体或多聚体，再作用与DNA ，有的蛋白质 形成二聚体或多聚体后，丧失结合DNA 的能力。乙RNA 聚合酶DNA 元件与调节蛋白对转录激活的调节，最终是由RNA 聚合酶的活性体现的。
(1)启动序列／启动子与RNA 聚合酶活性：不同的启动序列与RNA 聚合酶的亲和力不 同，亲和力大小直接影响转录的启动频率。不同的启动序列RNA 聚合酶的转录活性不同。
(2)调节蛋白与RNA 聚合酶活性：许多环境信号的改变是通过调节蛋白构象的改变，再直接或间接调节RNA 聚合酶转录启动过程。
三、原核基因转录调节
1．原核基因转录调节特点：
(1)。因子决定RNA 聚合酶识别特异性。因子识别特异启动序列，不同的。因子决定特异基因的转录激活，决定mRNA 、rRNA 和tRNA 基因转录。
(2)操纵子模型的普遍性
除个别基因外，原核绝大多数基因均是操纵子调控模式，如：lac operon、ara operon、trpoperon 。
(3)阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性
原核基因调控普遍涉及特异阻遏蛋白参与的开关调节机制，阻遏蛋白与操纵序列结合 或解聚时，就会引起特异基因的阻遏或去阻遏。
2．乳糖操纵子(Lac Operon)的结构
(1)表达区：三个结构基因 Z基因(p一半乳糖苷酶) 、Y 基因(透酶) 、A 基因(乙酰基转移酶) 。
(2)调控区：一个操纵序列 O (Operator)、一个启动序列 P (Promoter)、一个调节基因 I (inhibitor)即阻遏基因：一个分解(代谢) 物基因激活蛋白(CAP—catab 。1itegene actlvatiOn protein)。 -
3．阻遏蛋白的负性调节
没有乳糖时：I 序列在P1启动序列操纵下表达的阻遏蛋白与()序列结合，阻碍RNA 聚 合酶与P 序列结合，抑制转录起动，Z 、Y 、A 基因不能转录，处于关闭状态。当乳糖存在时：I 。acoperon 被诱导表达。阻遏蛋白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O 序列解聚、因此每个细胞中可能有寥寥数分子p 一半乳糖苷酶、透酶生成。乳糖可经过这数分子的透酶催化进入细胞，再经过早一半乳糖苷酶催化转变为半乳糖，半乳糖作为一种诱导剂(inducer)与阻遏蛋白结合，使之构象改变，导致阻遏蛋白与O 序列解离，而发生转录。
4．CAP 的正，／生调节’
CAP 是同二聚体，其分子内有DNA 结合区及cAMP 结合位点。当无葡萄糖时，cAMP 浓度较高，cAMP 与CAP 结合成复合物，复合物结合在CAP 位点上，刺激RNA 聚合转录 活性，使之提高50倍。当有葡萄糖时cAMP 浓度较低，cAMP 与CAP 结合受阻，Lac operon 表达下降。
5．协调调节
即阻遏蛋白的负性调节与CAP 的正性调节的协调。当阻遏蛋白封闭转录时，CAP 对该 系统不能发挥作用，如果没有CAP 存在来加强转录活性，即使阻遏蛋白从操纵子上解聚，仍几乎无转录活性。可见，二者相辅相成，互相协调，制约。然而，当葡萄糖/乳糖均存在时是怎样的呢? 细菌首先利用葡萄糖，才是最节能的，这时，葡萄糖通过降低cAMP 浓度，阻碍cAMP 结合而抑制Lac operon转录，细菌只能利用葡萄糖。葡萄糖对Lacoperon 的阻碍作用称为分解代谢阻遏(Catab01icrepressiOn)，Lacoperon 强的诱导作用既需要乳糖存在又需要缺乏葡萄糖。
四、其他转录调节机制
1．转录衰减
细菌E ．Coli 具备合成色氨酸所需要的酶，这些酶的编码基因串联成一个操纵子(trp operon) ，trpoperon 是一个阻遏型操纵子，其阻遏蛋白(T叩) 有两种构象。有色氨酸时，色氨 酸结合阻遏蛋白TRP ，阻遏蛋白TRP 构象改变，能结合()序列，阻断基因转录。没有色氨 酸时，无色氨酸与阻遏蛋白Trp 结合，阻遏蛋白T 叩不能结合到()序列，操纵子基因开始转 录。但，此后的转录速率受转录衰减(attenuation)机制调节。第一个结构基因与启动序列P 之间有一个衰减子区域(9ttenuatorregion)。
衰减调节机制：
细菌内色氨酸浓度很高时，trpoperon 表达关闭。是因为trpoperon 的序列1中有两个色 氨酸密码子，色氨酸浓度高时，核蛋白体很快通过编码序列1，并封闭序列2，这种与转录偶联进行的翻译过程导致序列3．4形成一个不依赖p(rh。) 因子的终止结构——衰减子
(attenuator)[茎环结构紧接约6个U]，使RNA 聚合酶脱落，转录终止。
细菌内色氨酸浓度缺乏时，trp operon 转录，转录速率受转录衰减机制调节。色氨酸缺 乏，没有色氨酸一tRNA 供给，核蛋白体翻译停止在序列1中的两个色氨酸密码子前，序列2与序列3形成发夹结构，阻止了3．4形成衰减结构，RNA 转录继续进行。实质上是转录与一个前导肽翻译过程的偶联，是原核特有的一种基因调控机制。
2．基因重组：沙门菌为逃避宿主免疫监视，其鞭毛素蛋白的表达每经历1000代细胞即发生一次相变异(Phasevariation)。沙门菌鞭毛素基因H ：H2分别编码鞭毛素H 、H2，H ：启动序列同时启动H ：及一种阻遏蛋白的表达。阻遏蛋白可阻H ，的表达，hin 基因编码一种重组酶催化H2启动序列与hin 基因倒位，发生基因重组(genetic recombination) 其结果是启动序列方向改变，H ：及阻遏蛋白表达关闭，H ：基因表达。
3．SOS 反应：当DNA 损伤或DNA 复制受阻时，可诱发一系列表型改变，即用于DNA 修复的正常生活状态下无转录活性的基因开放，这一现象或过程称为SOS 反应(SOSre—sponse) 。通常分散在染色体上，与DNA 损伤修复有关的酶和蛋白质编码基因(SOS基因) 操纵序列的SOS 盒子，被阻遏蛋白LcxA 封闭，SOS 基因处于阻遏状态。当紫外线照射等刺激因子作用下，细菌内一种蛋白水解酶RecA 被激活，催化lexA 阻遏蛋白水解，SOS 基因去阻遏，修复酶及相关蛋白质表达，急救修复损伤的DNA 。
五、真核基因转录调节
1．真核基因组结构特点：
(1)真核基因组结构庞大:哺乳动物基因组DNA 约有3X10’bp 核苷酸组成，基因约为40000个。
(2)单顺反子转录:一个编码基因转录成一个mRNA 分子，翻译成一条多肽链。许多真核蛋白质由几条不同的多肽链组成，因此存在多个基因协调表达的问题。
(3)重复序列:高度重复序列——10‘、中度重复序列——10’一10‘、单拷贝序列——1～几次。由两个互补序列在同一DNA 链上反向排列而成的称为反转重复序列Invertedrepeat
(4)基因不连续性:真核结构基因两侧的不被转录的非编码序列常是基因表达的调控区。 结构基因内部的非编码序列称内含子，编码序列称外显子，故称断裂基因。
2．真核基因表达调控的特点
(1)RNA聚合酶：真核RNA 聚合酶有三种：RNAPoLI 、Ⅱ、Ⅲ，分别负责三种RNA 转 录：I 一一一45SrRNA ，Ⅱ——hnRNA ，Ⅲ一一5srRNA 、tRNA 、snRNA 。每种RNA 聚合酶约有10种亚基，TATA 盒结合蛋白(TBP)为三种酶所共有，对mRNA 来说TF ⅡD 起核心作用，TF ⅡD 是一种由TBP 和TBP 相关因子TAF(TBP—associated factor) 组成的多蛋白质 复合物，TBP 相关因子对传递上游激活序列UAS 的信息至关重要。
(2)活性染色体结构的变化：①对核酸酶敏感。②DNA 拓扑结构的变化。基因活化时， RNA聚合酶前方的转录区为正超螺旋，这种结构既阻碍核小体结构形成，又促进组蛋白 H2A．H2B
二聚体的释放，使RNA 聚合酶有可能向前移动，进行转录。⑧DNA 硷基修饰变化：真核DNA 约5％的胞嘧啶被甲基化为5一甲基胞嘧啶，常发生在5，侧翼区的CpG 序列(称CpG 岛) ，甲基化范围与基因表达程度呈反比，活化状态的基因CpG 序列一般是低甲基化的。④组蛋白变化：富含I 。ys 组蛋白水平降低，即H1样组蛋白减少，DNA 形成30nm 纤维束能力降低；H2A ．H2B 二聚体不稳定性增加；组蛋白的修饰，有乙酰化．泛素化，修饰后核小体变的不稳定；H3组蛋白巯基暴露。
(3)正性调节占主导：其原因为：①采用正性调节机制更有效。真核基因庞大在不适当 的位点出现特异结合序列的机会增多，使DNA 一蛋白质相互作用特异性降低，同采用多个负性调节元件，一般不会改变特异性，而采用多个正性调节元件和调节蛋白可提高其特异性和精确性。②采用负性调节不经济。每个基因一个阻遏蛋白，每个细胞必须合成同每个基因一致的阻遏蛋白。
(4)转录与翻译分隔进行
(5)转录后修饰．加工复杂
3．真核生物基因激活调节
(1)顺式作用元件：启动子、增强子、沉默子
启动子(Promoter)：真核基因启动子是RNA 聚合酶结合点周围的一组转录控制元 件，包括：至少一个转录起始点及一个以上的功能组件。最典型的功能组件是TATA 盒：其 共有序列为：TATAAAA 位于转录起始点上游一30bp ，控制转录起始的准确性及频率，是 TFⅡD 的结合位点。以及一30—110bp 区域的GC 盒：GGGCGG ；CAAT 盒：GCCAAT ，另外，还有不含TATA 盒的启动子。
增强子(Enhancer)：增强子就是远离转录起始点(1—30kbp) ，决定基因的时间、空间特 异性表达，增强启动子转录活性的DNA 序列。其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。特点如下：①由若干功能组件——增强体(enhanson)组成，是特异转录因子结合DNA 的核心序列。②其作用与启动子相互依赖，但对启动子无严格专一性。无增强子存在启动子通常不表现活性，无启动子时，增强子也无法发挥作用，同一增强子可影响类型不同的启动子，甚至原核启动子。③增强子的作用无方向性。④对启动子远距离影响，且必须先被蛋白质因子结合后，才发挥增强转录的作用。另外，酵母基因中的上游激活序列(Upstream activator se—quences ；UASs) 与增强子作用类似。
沉默子(Silenter)：是负性调节元件，当特异蛋白因子结合时，对基因转录起阻遏作用。 反式作用因子：即转录调节因子(转录因子Transcr 中ti 。n{actor，TF}。大多数转录调节因子以反式作用调节基因转录。
(2)转录调节因子的分类：按功能特性可分为两类：基本转录因子(generalTF)是RNA 聚合酶结合启动子所必须的一组蛋白因子，决定三种RNA 转录的类别。有人将其视为RNA 聚合酶的组成成分或亚基，故称基本转录因子，对三种RNA 聚合酶来说，有些是通用的，有些是特有
的。如TF ⅡD 通用。特异转录因子(Specialtranscription factors) 为个别基因转录所必须，决定该基因的时间、空间特异性表达。又分为转录激活因子(transcription acti vators)通常是一些增强子结合蛋白(enhancerbiingprotein一—EBP) ，起转录激活作用。转录抑制因子(transcnptiOninhlbitor)它们则多数是沉默子结合蛋白，也有的抑制因子是通过蛋白质一蛋白质相互作用．中和转录激活因子或TF ⅡD ，降低它们在细胞内的浓度，抑制转录。
(3)转录调节因子的结构：所有的转录因子至少包括两个不同的结构域：DNA 结构域：常见的有：①锌指(Zincginger)结构：2个Cys 和2个His 分别位于正四面体的顶角，与四面体中心的锌离子配价结合，在Cys 和His 之间有12个9a 残基，形成手指状结构。一个蛋白质分子可有2—9个锌指重复单位，一个锌指以指部伸入DNA 的双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。②减性亮氨酸拉链(baslc 1euclne 2ipperbZIP) 减性亮氨酸拉链是由两组平行走向的带亮氨酸的。一螺旋形成对称的二聚体，每条链上的亮氨酸有规律的每隔7个a3就出现一次(两圈，每圈3．6aa) 其侧链上的R 一基团的分支，刚好互相交错排列，形成拉链状结构。③减性螺旋一环一螺旋(baslc helix一100p 一1＼clix bHI。H) 转录激活调节。。一螺旋与p 一折叠间隔排列。转录激活域：分为酸性激活域、谷氨酰胺富含域、脯氨酸富含域。二聚化结构域：与bZIt ’和 bHl。H 结构有关。
(4)mRNA转录激活及调节。真核RNA 聚合酶Ⅱ不能单独识别、结合启动子，而是先有基本转录因子TF ⅡD 组成成分TBP(TATA结合蛋白) 识别TATA 盒或启动元件(initlatornr)并有TAF 参与形成TF ⅡD 一启动子复合物，继而在TF ⅡAF 等参与下形成前起始复合物尸IC ，Pai 汇不能有效启动转录，它必须在结合了增强子的转录激活因子与前起始复合物中的TF ⅡD 接近或通过TBP 相关因子与丁F ⅡD 联系形成转录起始复合物，才能启动转录。
8. 基因测序的方法
DNA 测序（DNA sequencing ，或译DNA 定序）是指分析特定DNA 片段的碱基序列，也就是腺嘌呤（A ）、胸腺嘧啶（T ）、胞嘧啶（C ）与鸟嘌呤的（G ）排列方式。RNA 测序则通常将RNA 提取后，反转录为DNA 后使用DNA 测序的方法进行测序。 第1 代测序技术
荧光标记的Sanger 法—— 在分子生物学研究中，DNA 的序列分析是进一步研究和改造目的基因的基础。目前用于测序的技术主要有Sanger （1977）发明的双脱氧核糖核酸链末端终止法，目前Sanger 测序法得到了广泛的应用。Sanger 法是根据核苷酸在某一固定的点开始，随机在某一个特定的碱基处终止，并且在每个碱基后面进行荧光标记，产生以A 、T 、C 、G 结束的四组不同长度的一系列核苷酸，然后在尿素变性的PAGE 胶上电泳进行检测，从而获得可见的DNA 碱基序列。 Sanger法测序的原理就是，每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)使之扩增，并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)使之终止。由于ddNTP 缺乏延伸所需要的3‘-OH 基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G 、A 、T 或C 处终止，终止点由反应中相应的双脱氧而定。每一种dNTPs 和ddNTPs 的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几个至千以上个，相差一个碱基一系列片断。它们具有共同的起始点，但终止在不同的的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。
第2 代测序技术
循环阵列合成测序法—— 述第2 代测序技术中, 序列都是在荧光或者化学发光物质的协助下, 通过读取DNA 聚合酶或DNA 连接酶将碱基连接到DNA 链上过程中释放出的光学信号而间接确定的. 除了需要昂贵的光学监测系统, 还要记录、存储并分析大量的光学图像. 这都使仪器的复杂性和成本增加. 依赖生物化学反应读取碱基序列更增加了试剂、耗材的使用, 在目前测序成本中比例相当大. 直接读取序列信息, 不使用化学试剂, 对于进一步降低测序成本是非常可取的. 在一个正在发生突破瓶颈巨变的领域内, 很难准确预测未来将发生什么.
第3 代测序技术
直接测序——将基因组DNA 随机切割成大约100 kb 左右的片段, 制成单链并与六寡聚核苷酸探针杂交. 然后驱动结合了探针的基因组文库片段通过可寻址的纳米孔阵列. 通过每个孔的离子电流均可独立测量. 追踪电流的变化确定探针杂交在每个基因组片段上的精确位置. 利用基因组片段上杂交探针的重叠区域将基因组片段文库排列起来, 建立一组完整的基因组探针
9. 益生菌的生物学特性，对食品的影响
益生菌是一类菌：主要包括：
（1）乳杆菌类（如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等）
（2）双歧杆菌类（如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等）
（3）革兰氏阳性球菌（如嗜热链球菌、乳球菌、中介链球菌等）。
1预防或改善腹泻：饮食习惯不良或服用抗生素均会打破肠道菌群平衡，从而导致腹泻。补充益生菌有助于平衡肠道菌群及恢复正常的肠道pH 值，缓解腹泻症状。
2缓解不耐乳糖症状：乳杆菌可帮助人体分解乳糖，缓解腹泻、胀气等不适症状，可与牛奶同食。
3增强人体免疫力：在肠道内存在着非常发达的免疫系统。益生菌可以通过刺激肠道内的免疫机能，将过低或过高的免疫活性调节至正常状态。益生菌这种免疫调节的作用也被认为有助于抗癌与抑制过敏性疾病。
4促进肠道消化系统健康：益生菌可以抑制有害菌在肠内的繁殖，减少毒素，促进肠道蠕动，从而提高肠道机能，改善排便状况。
10. 益生菌在食品工业中的应用
益生菌对人体的重要作用被人们逐渐的重视，食品工业领域相关专家学者也对益生菌的重要作用颇为关注。目前，益生菌群应用于食品领域主要在乳制品行业，并逐渐向各种功能食品的的应用开发。
3.1 益生菌在酸奶中的应用
益生菌在酸奶中有着广泛的应用，综合各类情况，大致有以下以下三种较为集中的应用方式：（1）将单一的益生菌或复合的益生菌群作为单一发酵菌种；（2）在嗜热链球菌和保加
利亚乳杆菌传统菌种基础上，添加一种或几种益生菌进行发酵；（3）一些传统古老乳制品，这些乳制品具有明显的历史性和民族性。
3.2 益生菌在其他食品中的应用
益生菌具有特殊的保健功能，这一特性在功能食品领域越来越受到大家的关注，应用于这一领域的常见益生菌有双歧杆菌和乳杆菌两类。
3.2.1 益生菌在功能性食品中被广泛应用为添加剂
添加剂是目前众多食品中必不可少的材料，益生菌因为有某些特殊的芳香味道，比如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌等，与食品有机结合在一起，可以有效提高产品的风味，使产品更趋于天然，更易于被消费者接受。
3.2.2 益生菌应用于开发功能性酸奶
将益生菌添加到木糖醇中进行开发，得到一种新型功能性酸奶——无糖酸奶。一方面，选用木糖醇而不是蔗糖和单糖作为原料，人体吸收后能够避免血糖水平提高；另一方面，益生菌对于人体的吸收和代谢功能，也被积极的应用与功能性酸奶的开发，有效帮助人体进行消化、防止人体产生便秘，同时降低人体对胆固醇的吸收。
11. 食品中微生物的生长情况以及对食品的影响
12. 操纵子学说
13. 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌
细菌先经碱性染料结晶染色，而经碘液媒染后，用酒精脱色，在一定条件下有的细菌此色不被脱去，有的可被脱去，因此可把细菌分为两大类，前者叫做革兰氏阳性菌（G+），后者为革兰氏阴性菌（G-）。为观察方便，脱色后再用一种红色染料如碱性蕃红等进行复染。阳性菌仍带紫色，阴性菌则被染上红色。有芽胞的杆菌和绝大多数和球菌，以及所有的放线菌和真菌都呈革兰氏正反应；弧菌，螺旋体和大多数致病性的无芽胞杆菌都呈现负反应。
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌是利用革兰氏染色法来鉴别的两大类细菌。大多数化脓性球菌都属于革兰氏阳性菌，它们能产生外毒素使人致病，而大多数肠道菌多属于革兰氏阴性菌，它们产生内毒素，靠内毒素使人致病。
两者主要是细胞壁的结构不同.
革兰氏阳性菌的细胞壁, 是一层厚而致密的肽聚糖和磷壁酸组成. 肽聚糖的肽链之间通过5个甘氨酸交联着.
革兰氏阴性菌的细胞壁则是多层结构, 从内到外依次是：薄薄的肽聚糖层, 脂蛋白层, 磷脂层和脂多糖层. 革兰氏阴性菌的肽聚糖结构也和革兰氏阳性菌的有所不同, 肽链是直接交联在
一起的.
细胞壁结构的不同, 决定了两类细菌革兰氏染色结果(阳性紫色阴性红色) 和对不同类抗生素敏感性的不同.
14. 以大肠杆菌为例，说明其如何利用碳源（乳糖、葡萄糖）
葡萄糖是大肠杆菌的碳源和能源物质，是大肠杆菌生命活动不可缺少的物质，分解葡萄糖的酶属于组成酶，此类酶的合成受遗传物质控制．
乳糖不是大肠杆菌必须的碳源和能源，可作为培养大肠杆菌的能源。当环境中缺少葡萄糖时，乳糖可以诱导大肠杆菌产生分解乳糖的酶分解乳糖，此类酶的合成受遗传和诱导物控制．
乳糖可以诱导大肠杆菌产生分解乳糖的酶分解乳糖，将大肠杆菌从只用乳糖作为碳源的培养基上转移到只用葡萄作碳源的培养基上，诱导物乳糖消失，其细胞内分解乳糖的酶的合成将会停止。
当培养基中含有充分的乳糖，同时不含葡萄糖时，大肠杆菌便会自动产生半乳糖苷酶来分解乳糖，以资利用。当培养基中不含乳糖时，大肠杆菌便自动关闭乳糖操纵子，以免浪费物质和能量。
微生物知识点（顾青老师部分）
1、微生物的遗传特性
遗传因子：承载遗传物质的结构，必须具备2点：能自我复制，能编码。
基因：是遗传物质DNA 上具有特定功能的一段核苷酸序列（编码一种蛋白，一种tRNA 或一种rRNA ，或不具有编码蛋白功能，但具有重要的遗传功能）。
基因组：是存在于生物体内的遗传物质（包括病毒的核酸、细胞生物的染色体及其核外遗传物质）中的全部基因的总称。
原核微生物的遗传因子有3类：染色体、质粒、噬菌体。
细菌的染色体一般是1条环状dsDNA ，（1）一般没有间隔基因；（2）一般没有重复序列。 细菌的质粒存在于绝大多数原核生物，但只在少数真核生物中发现。是能独立于宿主细胞染色体进行自我复制的遗传因子，以核酸的形式存在于细胞内，无细胞外存在形式。
细菌的一些基因群来自染色体外的遗传因子，如质粒和噬菌体。
真核微生物的遗传因子有染色体、线粒体、DNA 、叶绿体DNA 、质粒、病毒。
2、遗传物质的特点
稳定性、多样性、自我复制能力
3、遗传物质的基础
目前普遍认为：基因是染色体DNA 分子上的一个特定大小的片段。除DNA 外，某些病毒（只含RNA 的病毒）也可以RNA 作为遗传物质。
DNA ：主要的遗传物质；
RNA ：部分生物的遗传物质；
蛋白质：生命活动的体现者。
4. 为什么微生物是遗传学研究的最好材料和对象
（1）生长速度快
（2）容易获得
（3）微生物有多种代谢类型
（4）基因裸露, 利于基因操作
（5）大多数微生物含有质粒, 方便导入导出
5. 微生物基因组学
原核生物（细菌、古生菌）的基因组：
1）双链环状的DNA 分子（单倍体）
2）基因组上遗传信息具有连续性，大肠杆菌和其它原核生物中基因数基本接近由它的基因组大小所估计的基因数；一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。
3）功能相关的结构基因组成操纵子结构
操纵子（operon ）：功能相关的几个基因前后相连，再加上一个共同的调节基因和一组共同的控制位点（启动子、操作子等）在基因转录时协同动作。
4）结构基因的单拷贝及rRNA 基因的多拷贝
5）基因组的重复序列少而短
古生菌的基因组在结构上类似于细菌。但是信息传递系统(复制、转录和翻译) 则与细菌不同而类似于真核生物。
真核微生物（啤酒酵母）的基因组：
1）典型的染色体结构
该基因大小为13.5×106bp ，分布在16条染色体中。
象所有其它的真核细胞一样，酵母菌的DNA 也是与四种主要的组蛋白(H2A、H2B 、H3和H4) 结合构成染色质(chromatin)的14bp 核小体核心DNA ；
染色体DNA 上有着丝粒(centromere)和端粒(telomere)，
2）没有明显的操纵子结构
3）有间隔区（即非编码区）和内含子序列
原核生物中非编码区或内含子均非常少，而人类基因组测序后发现了大量的非编码区，被称为基因组上的荒漠，估计只有5-10%用于编码基因。 4）重复序列多
6. 基因的结构
1. 真核生物的基因结构：
开放阅读框（ORF ）： 是结构基因的正常核苷酸序列，从起始密码子到终止密码子的阅读框可编码完整的多肽链，其间不存在使翻译中断的终止密码子。
顺式调控元件：
启动子：
增强子：
沉默子：是真核基因中的一种特殊的序列，与增强子有许多类似之处。沉默子能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用，并最终抑制该基因的转录活性。 应答元件：
反式作用因子：
外显子、内含子：（5’ →3’）
终止子：（通常是回文序列，呈发夹结构）
2. 原核生物基因结构
7. 基因的调控
一、基因表达调控的生物学意义
1．适应环境，维持生长和增殖。如：葡萄糖存在时，细菌与葡萄糖代谢有关的酶编码基因表达，而与其他糖类代谢有关的酶基因关闭，当葡萄糖耗尽而有乳糖存在时，则与乳糖代谢有关的酶编码基因表达。
2．维持个体发育与分化。
细胞个体生长、发育的不同阶段，细胞中蛋白质分子和含量差异很大，即使同一生长发 育阶段不同组织器官内蛋白质分子分布也存在很大差异。这些差异即是基因表达调控的结 果。
二、基因表达调控的基本原理
1．基因表达的多级调控：
对一个基因编码产物———蛋白质来说：至少有以下几个调控环节：基因激活、转录起始、转录后加工、mRNA 降解、蛋白质翻译、翻译后加工及蛋白质降解等。
2．基因转录激活调节的基本要素
(1)特异DNA 序列：指具有调节功能的DNA 序列
原核生物：操纵子调控机制。
原核生物能转录出一条mRNA 的几个功能相关的结构基因及其上游的调控区域，称为 一个操纵子Operon 。 包括：结构基因——2个以上的编码序列
启动序列——(启动子Promoter)
操纵序列——(Operator)
其他调节序列
启动序列是RNA 聚合酶结合并启动转录的特异DNA 序列，通常在转录起始点上游一 10～一35区域存在的一些相似序列称为共有序列(Consensussequence)。-10区：TATAAT ；一35区：TTGACA 不同的启动序列其转录活性不同，共有序列的任一碱基突变或变异，都影响RNA 聚合酶与启动子的结合，及转录起始。
操纵序列与启动序列毗邻或接近，其DNA 序列常与启动序列交错．重叠，是原核阻遏 蛋白(Repressor)的结合位点，当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA 聚合酶与启动子 的结合，或使RNA 酶不能沿DNA 向前移动，阻遏转录，介导负性调节。其它调节序列如： CAP结合位点真核生物：基因转录激活调节的DNA 序列一顺式作用元件(Cis—actingelement) 顺式作用元件(Cis一actingelement) 是指可影响自身基因表达活性的DNA 序列(在分子遗传学中，相对同一分子或染色体为顺式CIS ，相对不同一分子或染色体为反式trans) 。不同的
基因顺式作用元件的核心序列常是共有序列，如TATAbOX ，CCAATb 。x 等，常见的真核基因的顺式作用元件有：启动子、增强子、沉默子等。
(2)调节蛋白
原核：原核生物的调节蛋白分为三类：特异因子——决定RNA 聚合酶对一个或一套启 动序列的特异性识别及结合能力。如：。因子。阻遏蛋白——结合特异DNA 序列一操纵序 列，阻遏基因转录。激活蛋白(activator)——结合启动序列临近的DNA 序列，促进RNA 聚合酶与启动序列结合，增强RNA 聚合酶活性。如：分解(代谢) 物基因激活蛋白(Catab。lite gene activation protem—C ：AP) 就是一种激活蛋白。
真核：真核基因调节蛋白又称转录因子(transcrtptton{Rctor)，其作用方式：蛋白质一 1)NA作用：通过与特异的顺式作用元件相互作用反式作用另一基因转录称反式作用因子 (trans—actingfactor) 。有些基因产物特异识别并结合自身基因的调节序列，调节自身基因的开启或关闭称顺式调节，这种调节蛋白称顺式作用蛋白。蛋白质一蛋白质作用，再作用于 DNA。
3．DNA 一蛋白质．蛋白质一蛋白质相互作用
(1)DNA一蛋白质相互作用：指反式作用因子与顺式，作用元件之间的特异识别及结合。 通常为非共价键结合。
(2)蛋白质一蛋白质相互作用：通常形成二聚体或多聚体，再作用与DNA ，有的蛋白质 形成二聚体或多聚体后，丧失结合DNA 的能力。乙RNA 聚合酶DNA 元件与调节蛋白对转录激活的调节，最终是由RNA 聚合酶的活性体现的。
(1)启动序列／启动子与RNA 聚合酶活性：不同的启动序列与RNA 聚合酶的亲和力不 同，亲和力大小直接影响转录的启动频率。不同的启动序列RNA 聚合酶的转录活性不同。
(2)调节蛋白与RNA 聚合酶活性：许多环境信号的改变是通过调节蛋白构象的改变，再直接或间接调节RNA 聚合酶转录启动过程。
三、原核基因转录调节
1．原核基因转录调节特点：
(1)。因子决定RNA 聚合酶识别特异性。因子识别特异启动序列，不同的。因子决定特异基因的转录激活，决定mRNA 、rRNA 和tRNA 基因转录。
(2)操纵子模型的普遍性
除个别基因外，原核绝大多数基因均是操纵子调控模式，如：lac operon、ara operon、trpoperon 。
(3)阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性
原核基因调控普遍涉及特异阻遏蛋白参与的开关调节机制，阻遏蛋白与操纵序列结合 或解聚时，就会引起特异基因的阻遏或去阻遏。
2．乳糖操纵子(Lac Operon)的结构
(1)表达区：三个结构基因 Z基因(p一半乳糖苷酶) 、Y 基因(透酶) 、A 基因(乙酰基转移酶) 。
(2)调控区：一个操纵序列 O (Operator)、一个启动序列 P (Promoter)、一个调节基因 I (inhibitor)即阻遏基因：一个分解(代谢) 物基因激活蛋白(CAP—catab 。1itegene actlvatiOn protein)。 -
3．阻遏蛋白的负性调节
没有乳糖时：I 序列在P1启动序列操纵下表达的阻遏蛋白与()序列结合，阻碍RNA 聚 合酶与P 序列结合，抑制转录起动，Z 、Y 、A 基因不能转录，处于关闭状态。当乳糖存在时：I 。acoperon 被诱导表达。阻遏蛋白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O 序列解聚、因此每个细胞中可能有寥寥数分子p 一半乳糖苷酶、透酶生成。乳糖可经过这数分子的透酶催化进入细胞，再经过早一半乳糖苷酶催化转变为半乳糖，半乳糖作为一种诱导剂(inducer)与阻遏蛋白结合，使之构象改变，导致阻遏蛋白与O 序列解离，而发生转录。
4．CAP 的正，／生调节’
CAP 是同二聚体，其分子内有DNA 结合区及cAMP 结合位点。当无葡萄糖时，cAMP 浓度较高，cAMP 与CAP 结合成复合物，复合物结合在CAP 位点上，刺激RNA 聚合转录 活性，使之提高50倍。当有葡萄糖时cAMP 浓度较低，cAMP 与CAP 结合受阻，Lac operon 表达下降。
5．协调调节
即阻遏蛋白的负性调节与CAP 的正性调节的协调。当阻遏蛋白封闭转录时，CAP 对该 系统不能发挥作用，如果没有CAP 存在来加强转录活性，即使阻遏蛋白从操纵子上解聚，仍几乎无转录活性。可见，二者相辅相成，互相协调，制约。然而，当葡萄糖/乳糖均存在时是怎样的呢? 细菌首先利用葡萄糖，才是最节能的，这时，葡萄糖通过降低cAMP 浓度，阻碍cAMP 结合而抑制Lac operon转录，细菌只能利用葡萄糖。葡萄糖对Lacoperon 的阻碍作用称为分解代谢阻遏(Catab01icrepressiOn)，Lacoperon 强的诱导作用既需要乳糖存在又需要缺乏葡萄糖。
四、其他转录调节机制
1．转录衰减
细菌E ．Coli 具备合成色氨酸所需要的酶，这些酶的编码基因串联成一个操纵子(trp operon) ，trpoperon 是一个阻遏型操纵子，其阻遏蛋白(T叩) 有两种构象。有色氨酸时，色氨 酸结合阻遏蛋白TRP ，阻遏蛋白TRP 构象改变，能结合()序列，阻断基因转录。没有色氨 酸时，无色氨酸与阻遏蛋白Trp 结合，阻遏蛋白T 叩不能结合到()序列，操纵子基因开始转 录。但，此后的转录速率受转录衰减(attenuation)机制调节。第一个结构基因与启动序列P 之间有一个衰减子区域(9ttenuatorregion)。
衰减调节机制：
细菌内色氨酸浓度很高时，trpoperon 表达关闭。是因为trpoperon 的序列1中有两个色 氨酸密码子，色氨酸浓度高时，核蛋白体很快通过编码序列1，并封闭序列2，这种与转录偶联进行的翻译过程导致序列3．4形成一个不依赖p(rh。) 因子的终止结构——衰减子
(attenuator)[茎环结构紧接约6个U]，使RNA 聚合酶脱落，转录终止。
细菌内色氨酸浓度缺乏时，trp operon 转录，转录速率受转录衰减机制调节。色氨酸缺 乏，没有色氨酸一tRNA 供给，核蛋白体翻译停止在序列1中的两个色氨酸密码子前，序列2与序列3形成发夹结构，阻止了3．4形成衰减结构，RNA 转录继续进行。实质上是转录与一个前导肽翻译过程的偶联，是原核特有的一种基因调控机制。
2．基因重组：沙门菌为逃避宿主免疫监视，其鞭毛素蛋白的表达每经历1000代细胞即发生一次相变异(Phasevariation)。沙门菌鞭毛素基因H ：H2分别编码鞭毛素H 、H2，H ：启动序列同时启动H ：及一种阻遏蛋白的表达。阻遏蛋白可阻H ，的表达，hin 基因编码一种重组酶催化H2启动序列与hin 基因倒位，发生基因重组(genetic recombination) 其结果是启动序列方向改变，H ：及阻遏蛋白表达关闭，H ：基因表达。
3．SOS 反应：当DNA 损伤或DNA 复制受阻时，可诱发一系列表型改变，即用于DNA 修复的正常生活状态下无转录活性的基因开放，这一现象或过程称为SOS 反应(SOSre—sponse) 。通常分散在染色体上，与DNA 损伤修复有关的酶和蛋白质编码基因(SOS基因) 操纵序列的SOS 盒子，被阻遏蛋白LcxA 封闭，SOS 基因处于阻遏状态。当紫外线照射等刺激因子作用下，细菌内一种蛋白水解酶RecA 被激活，催化lexA 阻遏蛋白水解，SOS 基因去阻遏，修复酶及相关蛋白质表达，急救修复损伤的DNA 。
五、真核基因转录调节
1．真核基因组结构特点：
(1)真核基因组结构庞大:哺乳动物基因组DNA 约有3X10’bp 核苷酸组成，基因约为40000个。
(2)单顺反子转录:一个编码基因转录成一个mRNA 分子，翻译成一条多肽链。许多真核蛋白质由几条不同的多肽链组成，因此存在多个基因协调表达的问题。
(3)重复序列:高度重复序列——10‘、中度重复序列——10’一10‘、单拷贝序列——1～几次。由两个互补序列在同一DNA 链上反向排列而成的称为反转重复序列Invertedrepeat
(4)基因不连续性:真核结构基因两侧的不被转录的非编码序列常是基因表达的调控区。 结构基因内部的非编码序列称内含子，编码序列称外显子，故称断裂基因。
2．真核基因表达调控的特点
(1)RNA聚合酶：真核RNA 聚合酶有三种：RNAPoLI 、Ⅱ、Ⅲ，分别负责三种RNA 转 录：I 一一一45SrRNA ，Ⅱ——hnRNA ，Ⅲ一一5srRNA 、tRNA 、snRNA 。每种RNA 聚合酶约有10种亚基，TATA 盒结合蛋白(TBP)为三种酶所共有，对mRNA 来说TF ⅡD 起核心作用，TF ⅡD 是一种由TBP 和TBP 相关因子TAF(TBP—associated factor) 组成的多蛋白质 复合物，TBP 相关因子对传递上游激活序列UAS 的信息至关重要。
(2)活性染色体结构的变化：①对核酸酶敏感。②DNA 拓扑结构的变化。基因活化时， RNA聚合酶前方的转录区为正超螺旋，这种结构既阻碍核小体结构形成，又促进组蛋白 H2A．H2B
二聚体的释放，使RNA 聚合酶有可能向前移动，进行转录。⑧DNA 硷基修饰变化：真核DNA 约5％的胞嘧啶被甲基化为5一甲基胞嘧啶，常发生在5，侧翼区的CpG 序列(称CpG 岛) ，甲基化范围与基因表达程度呈反比，活化状态的基因CpG 序列一般是低甲基化的。④组蛋白变化：富含I 。ys 组蛋白水平降低，即H1样组蛋白减少，DNA 形成30nm 纤维束能力降低；H2A ．H2B 二聚体不稳定性增加；组蛋白的修饰，有乙酰化．泛素化，修饰后核小体变的不稳定；H3组蛋白巯基暴露。
(3)正性调节占主导：其原因为：①采用正性调节机制更有效。真核基因庞大在不适当 的位点出现特异结合序列的机会增多，使DNA 一蛋白质相互作用特异性降低，同采用多个负性调节元件，一般不会改变特异性，而采用多个正性调节元件和调节蛋白可提高其特异性和精确性。②采用负性调节不经济。每个基因一个阻遏蛋白，每个细胞必须合成同每个基因一致的阻遏蛋白。
(4)转录与翻译分隔进行
(5)转录后修饰．加工复杂
3．真核生物基因激活调节
(1)顺式作用元件：启动子、增强子、沉默子
启动子(Promoter)：真核基因启动子是RNA 聚合酶结合点周围的一组转录控制元 件，包括：至少一个转录起始点及一个以上的功能组件。最典型的功能组件是TATA 盒：其 共有序列为：TATAAAA 位于转录起始点上游一30bp ，控制转录起始的准确性及频率，是 TFⅡD 的结合位点。以及一30—110bp 区域的GC 盒：GGGCGG ；CAAT 盒：GCCAAT ，另外，还有不含TATA 盒的启动子。
增强子(Enhancer)：增强子就是远离转录起始点(1—30kbp) ，决定基因的时间、空间特 异性表达，增强启动子转录活性的DNA 序列。其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。特点如下：①由若干功能组件——增强体(enhanson)组成，是特异转录因子结合DNA 的核心序列。②其作用与启动子相互依赖，但对启动子无严格专一性。无增强子存在启动子通常不表现活性，无启动子时，增强子也无法发挥作用，同一增强子可影响类型不同的启动子，甚至原核启动子。③增强子的作用无方向性。④对启动子远距离影响，且必须先被蛋白质因子结合后，才发挥增强转录的作用。另外，酵母基因中的上游激活序列(Upstream activator se—quences ；UASs) 与增强子作用类似。
沉默子(Silenter)：是负性调节元件，当特异蛋白因子结合时，对基因转录起阻遏作用。 反式作用因子：即转录调节因子(转录因子Transcr 中ti 。n{actor，TF}。大多数转录调节因子以反式作用调节基因转录。
(2)转录调节因子的分类：按功能特性可分为两类：基本转录因子(generalTF)是RNA 聚合酶结合启动子所必须的一组蛋白因子，决定三种RNA 转录的类别。有人将其视为RNA 聚合酶的组成成分或亚基，故称基本转录因子，对三种RNA 聚合酶来说，有些是通用的，有些是特有
的。如TF ⅡD 通用。特异转录因子(Specialtranscription factors) 为个别基因转录所必须，决定该基因的时间、空间特异性表达。又分为转录激活因子(transcription acti vators)通常是一些增强子结合蛋白(enhancerbiingprotein一—EBP) ，起转录激活作用。转录抑制因子(transcnptiOninhlbitor)它们则多数是沉默子结合蛋白，也有的抑制因子是通过蛋白质一蛋白质相互作用．中和转录激活因子或TF ⅡD ，降低它们在细胞内的浓度，抑制转录。
(3)转录调节因子的结构：所有的转录因子至少包括两个不同的结构域：DNA 结构域：常见的有：①锌指(Zincginger)结构：2个Cys 和2个His 分别位于正四面体的顶角，与四面体中心的锌离子配价结合，在Cys 和His 之间有12个9a 残基，形成手指状结构。一个蛋白质分子可有2—9个锌指重复单位，一个锌指以指部伸入DNA 的双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。②减性亮氨酸拉链(baslc 1euclne 2ipperbZIP) 减性亮氨酸拉链是由两组平行走向的带亮氨酸的。一螺旋形成对称的二聚体，每条链上的亮氨酸有规律的每隔7个a3就出现一次(两圈，每圈3．6aa) 其侧链上的R 一基团的分支，刚好互相交错排列，形成拉链状结构。③减性螺旋一环一螺旋(baslc helix一100p 一1＼clix bHI。H) 转录激活调节。。一螺旋与p 一折叠间隔排列。转录激活域：分为酸性激活域、谷氨酰胺富含域、脯氨酸富含域。二聚化结构域：与bZIt ’和 bHl。H 结构有关。
(4)mRNA转录激活及调节。真核RNA 聚合酶Ⅱ不能单独识别、结合启动子，而是先有基本转录因子TF ⅡD 组成成分TBP(TATA结合蛋白) 识别TATA 盒或启动元件(initlatornr)并有TAF 参与形成TF ⅡD 一启动子复合物，继而在TF ⅡAF 等参与下形成前起始复合物尸IC ，Pai 汇不能有效启动转录，它必须在结合了增强子的转录激活因子与前起始复合物中的TF ⅡD 接近或通过TBP 相关因子与丁F ⅡD 联系形成转录起始复合物，才能启动转录。
8. 基因测序的方法
DNA 测序（DNA sequencing ，或译DNA 定序）是指分析特定DNA 片段的碱基序列，也就是腺嘌呤（A ）、胸腺嘧啶（T ）、胞嘧啶（C ）与鸟嘌呤的（G ）排列方式。RNA 测序则通常将RNA 提取后，反转录为DNA 后使用DNA 测序的方法进行测序。 第1 代测序技术
荧光标记的Sanger 法—— 在分子生物学研究中，DNA 的序列分析是进一步研究和改造目的基因的基础。目前用于测序的技术主要有Sanger （1977）发明的双脱氧核糖核酸链末端终止法，目前Sanger 测序法得到了广泛的应用。Sanger 法是根据核苷酸在某一固定的点开始，随机在某一个特定的碱基处终止，并且在每个碱基后面进行荧光标记，产生以A 、T 、C 、G 结束的四组不同长度的一系列核苷酸，然后在尿素变性的PAGE 胶上电泳进行检测，从而获得可见的DNA 碱基序列。 Sanger法测序的原理就是，每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)使之扩增，并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)使之终止。由于ddNTP 缺乏延伸所需要的3‘-OH 基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G 、A 、T 或C 处终止，终止点由反应中相应的双脱氧而定。每一种dNTPs 和ddNTPs 的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几个至千以上个，相差一个碱基一系列片断。它们具有共同的起始点，但终止在不同的的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。
第2 代测序技术
循环阵列合成测序法—— 述第2 代测序技术中, 序列都是在荧光或者化学发光物质的协助下, 通过读取DNA 聚合酶或DNA 连接酶将碱基连接到DNA 链上过程中释放出的光学信号而间接确定的. 除了需要昂贵的光学监测系统, 还要记录、存储并分析大量的光学图像. 这都使仪器的复杂性和成本增加. 依赖生物化学反应读取碱基序列更增加了试剂、耗材的使用, 在目前测序成本中比例相当大. 直接读取序列信息, 不使用化学试剂, 对于进一步降低测序成本是非常可取的. 在一个正在发生突破瓶颈巨变的领域内, 很难准确预测未来将发生什么.
第3 代测序技术
直接测序——将基因组DNA 随机切割成大约100 kb 左右的片段, 制成单链并与六寡聚核苷酸探针杂交. 然后驱动结合了探针的基因组文库片段通过可寻址的纳米孔阵列. 通过每个孔的离子电流均可独立测量. 追踪电流的变化确定探针杂交在每个基因组片段上的精确位置. 利用基因组片段上杂交探针的重叠区域将基因组片段文库排列起来, 建立一组完整的基因组探针
9. 益生菌的生物学特性，对食品的影响
益生菌是一类菌：主要包括：
（1）乳杆菌类（如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等）
（2）双歧杆菌类（如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等）
（3）革兰氏阳性球菌（如嗜热链球菌、乳球菌、中介链球菌等）。
1预防或改善腹泻：饮食习惯不良或服用抗生素均会打破肠道菌群平衡，从而导致腹泻。补充益生菌有助于平衡肠道菌群及恢复正常的肠道pH 值，缓解腹泻症状。
2缓解不耐乳糖症状：乳杆菌可帮助人体分解乳糖，缓解腹泻、胀气等不适症状，可与牛奶同食。
3增强人体免疫力：在肠道内存在着非常发达的免疫系统。益生菌可以通过刺激肠道内的免疫机能，将过低或过高的免疫活性调节至正常状态。益生菌这种免疫调节的作用也被认为有助于抗癌与抑制过敏性疾病。
4促进肠道消化系统健康：益生菌可以抑制有害菌在肠内的繁殖，减少毒素，促进肠道蠕动，从而提高肠道机能，改善排便状况。
10. 益生菌在食品工业中的应用
益生菌对人体的重要作用被人们逐渐的重视，食品工业领域相关专家学者也对益生菌的重要作用颇为关注。目前，益生菌群应用于食品领域主要在乳制品行业，并逐渐向各种功能食品的的应用开发。
3.1 益生菌在酸奶中的应用
益生菌在酸奶中有着广泛的应用，综合各类情况，大致有以下以下三种较为集中的应用方式：（1）将单一的益生菌或复合的益生菌群作为单一发酵菌种；（2）在嗜热链球菌和保加
利亚乳杆菌传统菌种基础上，添加一种或几种益生菌进行发酵；（3）一些传统古老乳制品，这些乳制品具有明显的历史性和民族性。
3.2 益生菌在其他食品中的应用
益生菌具有特殊的保健功能，这一特性在功能食品领域越来越受到大家的关注，应用于这一领域的常见益生菌有双歧杆菌和乳杆菌两类。
3.2.1 益生菌在功能性食品中被广泛应用为添加剂
添加剂是目前众多食品中必不可少的材料，益生菌因为有某些特殊的芳香味道，比如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌等，与食品有机结合在一起，可以有效提高产品的风味，使产品更趋于天然，更易于被消费者接受。
3.2.2 益生菌应用于开发功能性酸奶
将益生菌添加到木糖醇中进行开发，得到一种新型功能性酸奶——无糖酸奶。一方面，选用木糖醇而不是蔗糖和单糖作为原料，人体吸收后能够避免血糖水平提高；另一方面，益生菌对于人体的吸收和代谢功能，也被积极的应用与功能性酸奶的开发，有效帮助人体进行消化、防止人体产生便秘，同时降低人体对胆固醇的吸收。
11. 食品中微生物的生长情况以及对食品的影响
12. 操纵子学说
13. 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌
细菌先经碱性染料结晶染色，而经碘液媒染后，用酒精脱色，在一定条件下有的细菌此色不被脱去，有的可被脱去，因此可把细菌分为两大类，前者叫做革兰氏阳性菌（G+），后者为革兰氏阴性菌（G-）。为观察方便，脱色后再用一种红色染料如碱性蕃红等进行复染。阳性菌仍带紫色，阴性菌则被染上红色。有芽胞的杆菌和绝大多数和球菌，以及所有的放线菌和真菌都呈革兰氏正反应；弧菌，螺旋体和大多数致病性的无芽胞杆菌都呈现负反应。
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌是利用革兰氏染色法来鉴别的两大类细菌。大多数化脓性球菌都属于革兰氏阳性菌，它们能产生外毒素使人致病，而大多数肠道菌多属于革兰氏阴性菌，它们产生内毒素，靠内毒素使人致病。
两者主要是细胞壁的结构不同.
革兰氏阳性菌的细胞壁, 是一层厚而致密的肽聚糖和磷壁酸组成. 肽聚糖的肽链之间通过5个甘氨酸交联着.
革兰氏阴性菌的细胞壁则是多层结构, 从内到外依次是：薄薄的肽聚糖层, 脂蛋白层, 磷脂层和脂多糖层. 革兰氏阴性菌的肽聚糖结构也和革兰氏阳性菌的有所不同, 肽链是直接交联在
一起的.
细胞壁结构的不同, 决定了两类细菌革兰氏染色结果(阳性紫色阴性红色) 和对不同类抗生素敏感性的不同.
14. 以大肠杆菌为例，说明其如何利用碳源（乳糖、葡萄糖）
葡萄糖是大肠杆菌的碳源和能源物质，是大肠杆菌生命活动不可缺少的物质，分解葡萄糖的酶属于组成酶，此类酶的合成受遗传物质控制．
乳糖不是大肠杆菌必须的碳源和能源，可作为培养大肠杆菌的能源。当环境中缺少葡萄糖时，乳糖可以诱导大肠杆菌产生分解乳糖的酶分解乳糖，此类酶的合成受遗传和诱导物控制．
乳糖可以诱导大肠杆菌产生分解乳糖的酶分解乳糖，将大肠杆菌从只用乳糖作为碳源的培养基上转移到只用葡萄作碳源的培养基上，诱导物乳糖消失，其细胞内分解乳糖的酶的合成将会停止。
当培养基中含有充分的乳糖，同时不含葡萄糖时，大肠杆菌便会自动产生半乳糖苷酶来分解乳糖，以资利用。当培养基中不含乳糖时，大肠杆菌便自动关闭乳糖操纵子，以免浪费物质和能量。