培养和生长营养类型:光养生物、化能生物及其亚群。自养生物和异养生物。培养基类型:合成、复合、富集、富集、选择性、分化、脱水固体和液体。培养基中的盐和 pH 值。细菌的营养需求和营养类别。细胞生长/群体生长的定义;世代时间 - 定义和公式、细菌生长曲线、生长阶段的特征。批量/连续培养:原理、稳定状态、化学恒化器/浊度恒化器。微生物控制的物理方法:加热、低温、过滤;渗透压干燥、微生物控制的化学方法;消毒剂。微生物实验室的仪器。微生物学良好实验室规范 (GLP) 和生物安全。实验室培养基的制备:蛋白胨水、营养肉汤和琼脂、斜面和底部的制备、萨博罗氏肉汤和琼脂、麦康凯氏肉汤和琼脂。大肠杆菌的生长曲线。运动性、染色、显微镜计数、干重、湿重、生物方法:SPC(连续稀释、活菌计数、菌落计数)、MPN。
光合细菌(如红细菌)的固氮酶依赖性 H 2 生成已被广泛研究。使用基因操作增加 H 2 产量的一个重要限制是缺乏高通量筛选方法来检测可能的过量生产突变体。之前,我们设计了红细菌菌株,使其在 H 2 反应中发出荧光,并利用它们来识别导致 H 2 过量生产的固氮酶 Fe 蛋白突变。在这里,我们使用紫外线在工程 H 2 感应菌株的基因组中诱导随机突变,并使用荧光激活细胞分选从含有 5 × 10 5 突变体的文库中检测和分离 H 2 过量生产细胞。三轮诱变和菌株选择逐渐使 H 2 产量增加了 3 倍。对五种 H 2 过量生产菌株的全基因组进行了测序,并与亲本感应菌株的全基因组进行了比较,以确定 H 2 过量生产的基础。除了转录激活因子 nifA2 之外,与氮固定相关的已知功能没有发生突变。然而,一些突变被映射到能量产生系统和碳代谢相关功能,这些功能可以将还原力或 ATP 提供给固氮酶。在批量培养中,固氮酶抑制的时间过程实验揭示了固氮酶蛋白水平与其 H 2 和乙烯生产活动之间的不匹配,这表明能量受到限制。在恒化器中培养产生的 H 2 始终比相应的批量培养多 19 倍,揭示了选定的 H 2 过量生产菌株的潜力。