周德庆《微生物学》课后习题答案.rtf

周德庆微生物学课后习题答案 生物秀论坛整理 绪论 1.什么是微生物?它包括哪些类群? 答:微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称. 包括原核类的细菌放线菌蓝细菌支原体立克次氏体和衣原体; 真核类的真菌原生 动物和显微 藻类,以及属于非细胞类的病毒和亚病毒. 2.人类迟至19 世纪才真正认识微生物,其中主要克服了哪些重大障碍? 答: 显微镜的发明, 灭菌技术的运用，纯种分离技术，培养技术。 3.简述微生物生物学发展史上的5 个时期的特点和代表人物. 答:史前期（约 8000 年前1676），各国劳动人民，未见细菌等微生物的个体；凭实 践经验利用微生 物是有益活进行酿酒、发面、制酱、娘醋、沤肥、轮作、治病等） 初创期（16761861 年），列文虎克，自制单式显微镜，观察到细菌等微生物的个体； 出于个人爱好 对一些微生物进行形态描述； 奠基期（18611897 年），巴斯德，微生物学开始建立；创立了一整套独特的微生物 学基本研究方法； 开始运用“实践理论实践”的思想方法开展研究；建立了许多应用性分支学 科；进入寻找 人类动物病原菌的黄金时期； 发展期（18971953 年），e.buchner，对无细胞酵母菌“酒化酶”进行生化研究；发 现微生物的代谢 统一性；普通微生物学开始形成；开展广泛寻找微生物的有益代谢产物；青霉素的 发现推动了微生 物工业化培养技术的猛进； 成熟期（1953至今）j.watson 和 f.crick，广泛运用分子生物学理论好现代研究方法， 深刻揭示微生 物的各种生命活动规律；以基因工程为主导，把传统的工业发酵提高到发酵工程新水平； 大量理论性、 交叉性、应用性和实验性分支学科飞速发展；微生物学的基础理论和独特实验技术推动 了生命科学个领 域飞速发展；微生物基因组的研究促进了生物信息学时代的到来。 4.试述微生物与当代人类实践的重要关系。 5.微生物对生命科学基础理论的研究有和重大贡献？为什么能发挥这种作用？ 答：微生物由于其“五大共性”加上培养条件简便，因此是生命科学工作者在研究基础理 论问题时最乐于 选用的研究对象。历史上自然发生说的否定，糖酵解机制的认识，基因与酶关系的发现， 突变本质的阐明， 核酸是一切生物遗传变异的物质基础的证实，操纵子学说的提出，遗传密码的揭示，基因 工程的开创，pcr 技术的建立，真核细胞内共生学说的提出，以及近年来生物三域理论的创建等，都是因选 用微生物作为研 究对象而结出的硕果。为此，大量研究者还获得了诺贝尔奖的殊荣。微生物还是代表当代 生物学最高峰的 分子生物学三大来源之一。在经典遗传学的发展过程中，由于先驱者们意识到微生物具有 繁殖周期短、培 养条件简单、表型性状丰富和多数是单倍体等种种特别适合作遗传学研究对象的优点，纷 纷选用粗糙脉孢 菌，大肠杆菌，酿酒酵母和 t 系噬菌体作研究对象，很快揭示了许多遗传变异的规律，并 使经典遗传学迅 速发展成为分子遗传学。从 1970 年代起，由于微生物既可以作为外源基因供体和基因载体， 并可作为基 因受体菌等的优点，加上又是基因工程操作中的各种“工具酶”的提供者，故迅速成为基 因工程中的主角。 由于小体积大面积系统的微生物在体制和培养等方面的优越性，还促进了高等动、植物的 组织培养和细胞 培养技术的发展，这种“微生物化”的高等动、植物单细胞或细胞集团，也获得了原来仅 属于微生物所有 的优越体制，从而可以十分方便地在试管和培养皿中进行研究，并能在发酵罐或其他生物 反应器中进行大 规模培养和产生有益代谢产物。此外，这一趋势还是原来局限于微生物实验室使用的一整 套独特的研究方 法、技术，急剧向生命科学和生物工程各领域发生横向扩散，从而对整个生命科学的发展， 作出了方法学 上的贡献。 6.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？ 答：.体积小，面积大；.吸收多，转化快；.生长旺，繁殖快；.适应强，易变异； .分布广， 种类多。其中，体积小面积大最基本，因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营 养物质吸收面、 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第2 页共 33 页 代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，并由此而产生其余 4 个共性。 7.讨论五大共性对人类的利弊。 答：.“吸收多，转化快”为高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础， 从而使微生物 能在自然界和人类实践中更好地发挥其超小型“活的化工厂”的作用。.“生长旺盛，繁 殖快”在发酵 工业中具有重要的实践意义，主要体现在它的生产效率高、发酵周期短上；且若是一些危 害人、畜和农作 物的病原微生物或会使物品霉腐变质的有害微生物，它们的这一特性就会给人类带来极大 的损失或祸害。 “适应强，易变异”，有益的变异可为人类创造巨大的经济和社会效益；有害的变异使 原本已得到控制 的相应传染病变得无药可治，进而各种优良菌种产生性状的退化则会使生产无法正常维持。 “分布广， 种类多”，可以到处传播以至达到“无孔不入”的地步，只要条件合适，它们就可“随遇 而安”，为人类 在新世纪中进一步开发利用微生物资源提供了无限广阔的前景。 8.试述微生物的多样性。 答：.物种的多样性，.生理代谢类型的多样性,.代谢产物的多样性, 遗传基因的多 样性, 生态类 型的多样性. 9.什么是微生物学?学习微生物学的任务是什么? 答:微生物学是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变 异、生态分布 和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保 护等实践领域的 科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物， 为人类社会的 进步服务。 第一章 第一章原核生物的形态、构造和功能 1试设计一张表格，比较以下 6 个大类原核生物的主要特性。 答：比较如下： 特征细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体 衣原体 直径（um） 0.2-0.5 0.5-1 3-10 0.2-0.25 0.2-0.5 0.2-0.3 可见性光学显微镜光学显微镜光学显微 镜 光镜勉强可见光学显微镜光镜勉强可 见 过滤性不能不能不能能 不能能 革兰氏染色阳性或阴性阳性阴性阴性阴性阴性 细胞壁有坚韧的细 胞壁 有坚韧的细 胞壁 有坚韧的 细胞壁 缺壁 有坚韧的细 胞壁 有坚韧的细 胞壁 繁殖方式二均分裂无性孢子和 菌体断裂 二均分裂二均分裂二均分裂二均分裂 培养方法人工培养人工培养人工培养人工培养宿主细胞宿主细胞 核酸种类DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和RNA DNA 和 RNA DNA和RNA 核糖体有 有 有 有 有 有 大分子合成有 有 有 有 进行 进行 产生ATP 系统有 有 有 有 有 无 增殖过程中结构 的完整性 保持保持保持保持保持保持 入侵方式多样直接 昆虫媒介 不清楚 对抗生素敏感 敏感（青霉素除 外） 敏感 敏感 对干扰素某些菌敏感不敏感有的敏感有的敏感 2典型细菌的大小和重量是多少？试设想几种形象化的比喻加以说明。 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第3 页共 33 页 答：一个典型的细菌可用 E.coli 作代表，它的细胞平均长度约为 2um，宽度约 0.5um，形象 地说，若把1500 个细菌的长径相连，仅等于一颗芝麻的长度，如果把 120 个细胞横向紧挨在一起，其总宽 度才抵得上一根 人发的粗细。它的重量更是微乎其微，若以每个细胞湿重约 10-2g 计，则大约 109 个 E.coli 细胞才达 1mg 重。 3试图示 G+和G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同。 答：图示如下：（略） G+细菌与G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表 成分占细胞壁干重的% G+细菌G-细菌 肽聚糖含量很高（5090） 含量很低（10） 磷壁酸含量较高（50） 无 类脂质一般无（2） 含量较高（20） 蛋白质无 含量较高 4试图示肽聚糖的模式构造，并指出 G+和 G-细菌肽聚糖结构的差别。 答：图示略 G-细菌与 G+细菌的肽聚糖的差别仅在于：1）四肽尾的底 3 个氨基酸不是 L-lys，而是被一 种只有在原核 微生物细胞壁上才有的内消二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；2）没有特殊的肽桥，其前后 两个单体间的连 接仅通过甲四肽尾的第 4 个氨基酸D-Ala 的羧基与乙四肽尾的第 3 个氨基酸m-DAP 的氨基直接相 连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。 5什么是缺壁细菌？试列表比较 4 类缺壁细菌的形成、特点和实际应用。 答：在自然界长期进化中和实验室菌种的自发突变中都会产生少数缺细胞壁的种类，或是 用人为的方法通 过抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获得人工缺壁的细菌统称为缺壁细菌。 比较如下： 类型形成 特点 实 际应 用 L 型细菌 （L-formofbacteria） 在某些环境条件下（实验 室或宿主体内）通过自发 突变而形成的遗传性稳 定的细胞壁缺陷变异型 1没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈 多形态 2有些能通过细菌滤器，故又称“滤 过型细菌” 3对渗透敏感，在固体培养基上形成 “油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm 左右） 可 能与 针对细 胞壁的 抗菌治 疗有关 原生质体 （protoplast） 在人为条件下，用溶菌酶 处理或在含青霉素的培 养基中培养而抑制新生 细胞壁合成而形成的仅 由一层细胞膜包裹的，圆 球形、对渗透压变化敏感 的细胞，一般由革兰氏阳 性细菌形成。 1对环境条件变化敏感，低渗透压、 振荡、离心甚至通气等都易引起其破 裂 2有的原生质体具有鞭毛，但不能运 动，也不被相应噬菌体所感染，在适 宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、 形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第4 页共 33 页 球状体 (sphaeroplast) 又称原生质球，是对革兰 氏阴性细菌处理后而获 得的残留部分细胞壁（外 壁层）的球形体。与原生 质体相比，它对外界环境 具有一定的抗性，可在普 通培养基上生长 胞壁的正常结构 3比正常有细胞壁的细菌更易导入外 源遗传物质，是研究遗传规律和进行 原生质体育种的良好实验材料 支原体 (mycoplasma) 在长期进化过程中形成 的、适应自然生活条件的 无细胞壁的原核生物 细胞膜中含有一般原核生物所没有的 甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞 膜仍有较高的机械强度 6试述染色法的机制并说明此法的重要性。 答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶 于水的结晶紫与 碘的复合物。G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时， 因失水而使网 孔缩小，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物 牢牢留在壁内， 使其保持紫色。反之，G-细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差， 遇脱色剂乙醇 后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的 溶出，因此细胞 退成无色。这时，在经沙黄等红色染料复染，就使 G-细菌呈红色，而 G+细菌则仍保留最初 的紫色。 此法证明了 G+和 G-主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反 应不同，是一 种积极重要的鉴别染色法，不仅可以用与鉴别真细菌，也可鉴别古生菌。 7何为“拴菌试验”？它何以能说明鞭毛的运动机制？ 答 ： “ 拴 菌 ” 试 验 (tethered-cellexperiment) 是 1974 年 ， 美 国 学 者 西 佛 曼 （M.Silverman）和西蒙（M.Simon） 曾设计的一个实验，做法是：设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴”在载玻片 上，然后在光学 显微镜下观察细胞的行为。 因实验结果发现，该菌是在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），故肯定了“旋转论”是 正确的。 8渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？ 答：渗透调节皮层膨胀学说认为：芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差 皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层 的充分膨胀。而 核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。关键是芽孢有生命的部位即 核心部位的含水 量很稀少，为10%25%，因而特别有利于抗热。 9什么上菌落？试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。 答：菌落即单个（或聚集在一起的一团）微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁 殖到一定程度可 以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。 因不同形态、生理类型的细菌，在其菌落形态、构造等特征上也有许多明显的反映，故细 菌的细胞形态与 菌落形态间存在明显的相关性现象，如，无鞭毛、不能运动的细菌尤其是球菌通常都形成 较小、较厚、边 缘圆整的半球状菌落；长有鞭毛、运动能力强的细菌一般形成而平坦、边缘多缺刻、不规 则的菌落；有糖 被的细菌，会长出大型、透明、蛋清状的菌落；有芽孢的细菌往往长出外观粗糙、“干 燥”、不透明且表面 多褶的菌落等等。 10名词解释：磷壁酸、LPS、假肽聚糖、PHB、伴孢晶体、基内菌丝、孢囊链霉菌、横割 分裂、异形胞、 原体与始体、类支原体、羧酶体、孢囊、磁小体。 磷壁酸是 G+细菌细胞壁结合在细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷 酸。 LPS（脂多糖）是位于 G-细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质，由类脂 A、核心 多糖和O-特异 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第5 页共 33 页 侧链 3 部分组成。 假肽聚糖是由 N-乙酰葡萄胺和 N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以 -1，3-糖苷键交替连接而成的， 连在后一氨基 糖上的肽尾由 L-Glu、L-Ala 和 L、Lys3 个 L 型氨基酸组成，肽桥则由 L-Glu1 个氨基酸组 成。 PHB（聚-羟丁酸 poly-hydroxybutyrate)，是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂 性质的碳源类 贮藏物，不溶于水而溶于氯仿，可用尼罗蓝或苏丹黑染色，具有贮藏能量，碳源和降低细 胞内渗透压等作 用。 伴孢晶体是少数芽孢杆菌（如苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗 菱形、方形或不 规则形的碱溶性蛋白质晶体。 基内菌丝是孢子落在固体基质表面并发芽后，不断伸长、分枝并以放射壮向基质表面和内 层扩展，形成大 量色浅、较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌丝。 孢囊链霉菌是由气生菌丝的孢子丝盘卷而成的孢囊，它长在气生菌丝的主丝或侧丝的顶端， 内部产生多个 孢囊孢子（无鞭毛）。 横割分裂是放线菌的一种分裂的方式，有两种途径进行：1）细胞膜内陷，再由外向内中间 收缩，最后形 成一完整的横割膜，从而把刨子丝分割成许多分生孢子；2）细胞壁和膜同时内陷，再逐步 向内缢缩，最 终将孢子丝缢裂成一串分生孢子。 异形胞是存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞，数目少而不定，位 于细胞链的中间 或末端。 原体与始体：具有感染力的衣原体细胞称为原体，呈小球状，细胞厚壁、致密，不能运动， 不生长，抗干 旱，有传染力。原体经空气传播，一旦遇合适的新宿主，就可通过吞噬作用进入细胞，在 其中生长，转化 为无感染力的细胞，称为始体。 类支原体是侵染植物的支原体，也叫植原体。 羧酶体(carboxysome)又称羧化体，是存在也一些自养细胞内的多角形或六角形内含物其大 小与噬菌体相 仿，约10nm，内含 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的 CO2 固定中起着关键作用。 孢囊是一些固氮菌在外界缺乏营养的条件下，由整个营养细胞外壁加厚、细胞失水而形成 的一种抗干旱但 不抗热的圆形休眠体。 磁小体(megnetosome 趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的 Fe3O4 颗粒，外有一层 磷脂、蛋白或糖 蛋白膜包裹。 第二章 第 2 章真核微生物的形态，构造和功能 1 试解释菌物，真菌，酵母菌，霉菌和蕈菌。 答：真菌是不含叶绿体，化能有机营养，具有真正的细菌核，含有线粒体以孢子进行繁殖， 不运动的典型 的真核微生物。 酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。 霉菌是丝状真菌，通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。 蕈菌又称伞菌，通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌，包括大多数担子菌类和极少 数的子囊菌类。 2 试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。 答：中心有一对包在中央鞘中的相互平行的中央微管，其外被 9 个微管二联体围绕一圈， 整个微管由细胞 质膜包裹。每条微管二联体由 A，B 两条中空的亚纤维组成，其中 A 亚纤维是一完全微管， 而B 亚纤维则 有10 个亚基围成。 3 试简介真菌所特有的几种细胞器膜边体几丁质酶体和氢化酶体。 答：膜边体又称须边体或质膜外泡，为许多真菌所特有。它是一种位于菌丝细胞四周的质 膜与细胞壁间， 由单层膜包裹的细胞器。膜边体可由高尔基体或内质网特定部位形成，各个膜边体能互相 结合，也可与别 的细胞器或膜相结合，功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。 几丁质酶体又壳体，一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶， 其功能是把其 中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维，从而 保证菌丝不断向 前延伸。 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第6 页共 33 页 氢化酶体一种由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶，氧化还远酶，铁氧化蛋白和丙酮 酸。通常存在于 鞭毛基体附近，为其运动提供能量。氢化酶体只存在于厌氧性的原生动物和近年来才发现 的厌氧性真菌中， 它们只存在于反刍动物的瘤胃中。 4 什么是单细胞蛋白？为什么酵母菌是一种优良的单细胞蛋白？ 答：单细胞蛋白又叫微生物蛋白、菌体蛋白。按生产原料不同，可以分为石油蛋白、甲醇 蛋白、甲烷蛋白 等；按产生菌的种类不同，又可以分为细菌蛋白、真菌蛋白等 因为酵母菌的维生素、蛋白质含量高，个体一般以单细胞状态存在，能发酵糖产生能量常 生活在含糖较高， 酸度较大的水生环境中。 5 试图示Sacharomycescerevisiae 的生活史，并说明其各阶段的特点。 答： 特点：一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖；营养体既能以单倍体形式存在，也能以 二倍体形式存在； 在特定的条件下进行有性生殖。 图示 6 试简介菌丝，菌丝体，菌丝球，真酵母，假酵母，芽痕，蒂痕，真菌丝，假菌丝等名词 答：单条管状细丝，为大多数真菌的结构单位。很多菌丝聚集在一起组成真菌的营养体， 即菌丝体。酵母 菌中尚未发现其有性阶段的被称为假酵母，有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为 假丝酵母。 7 霉菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点？它们分别可分化出哪些特化构造。 答：当其孢子落在固体培养基表面并发芽后，就不断伸长，分枝并以放射状 向内层扩展，形成大量色浅，较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的基内菌丝又称营 养菌丝。同时在 其上又不断向空间方向分化出颜色较深，直径较粗的分枝菌丝，叫气生菌丝。气生菌丝分 化成孢子丝。 8 试以Neurosporacrassa 为例，说明菌丝尖端细胞的分化过程及其成分变化。 答： 9 试列表比较各种真菌孢子的特点。 答： 孢子名称数量外或内生其他特点实例外形 孢囊孢子多 内 水生型有 鞭毛 根霉，毛 霉 近圆形 分生孢子极多外 少数为多 细胞 曲霉，青 霉 极多样 芽孢子较多外 在酵母细 胞上出芽 形成 假丝酵母近圆形 子囊孢子一般8 内 长在各种 子囊内 脉孢菌， 红曲 多样 但孢子一般4 外 长在特有 的担子上 蘑菇，香 菇 近圆形 10 细菌，放线菌，酵母菌和霉菌四类微生物的菌落有何不同？为什么？ 答：酵母菌菌落一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，易被挑起，多为乳白色，少数 呈红色。霉菌菌 落由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比细菌菌落大几 倍到几十倍，有 的没有固定大小 放线菌菌落能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌） 菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第7 页共 33 页 蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。 不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌） 粘着力差，粉质，针挑起易粉碎 细菌的菌落一般呈现湿润，较光滑，较透明，较粘稠，易挑取，质地均匀以及菌落正反面 或边缘与中央部 位的颜色一致。 细菌属单细胞生物，一个菌落内无数细胞并没有形态，功能上的分化，细胞间充满着毛细 管状态的水。多 数放线菌有基内和气生菌丝的分化，气生菌丝成熟时又会进一步分化成孢子丝并产生成串 的干粉状孢子， 它们伸展在空间，菌丝间没有毛细管水积存。酵母菌的细胞比细菌的大，细胞内有许多分 化的细胞器，细 胞间隙含水量相对较少，以及不能运动等特点。霉菌的细胞呈丝状，在固体培养基上生长 时又有营养和气 生菌丝的分化，气生菌丝间没毛细管水。则不同。 11 为什么说蕈菌也是真核微生物？ 答：从进化历史，细胞结构，早期发育特点，各种生物学特性和研究方法等方面来考察， 都可以证明它们 与其他典型的微生物显微真菌却完全一致。事实上，若将其大型子实体理解为一般真 菌菌落在陆生条 件下的特化与高度发展形式，蕈菌就与其他真菌无异了。 12 什么叫锁状联合？其生理意义如何？试图示其过程。 答：锁状联合即形成状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂，从而使菌丝尖端 向前延伸。 13 试比较细菌，放线菌，酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原生质体制备方 法。 答：细菌细胞壁主要成分为肽聚糖，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤。 细菌原生质体的制备：溶菌酶（lysozyme）、自溶酶（autolyticenzyme） 酵母菌细胞壁主要成分甘露聚糖（mannan）（外层）；蛋白质（protein）（中层）；葡聚 糖（glucan）（内层 类脂，几丁质 酵母原生质体的制备：EDTA-巯基乙醇蜗牛消化酶 放线菌和霉菌的细胞壁主要成分微纤维（microfibril）纤维素、几丁质 无定形基质成分：葡聚糖、蛋白质、脱乙酰几丁质、甘露聚糖、少量脂类无机盐等。 第三章 什么是真病毒？什么叫亚病毒？ 真病毒是至少含有核酸和蛋白质两种组份的分子病原体。 亚病毒是凡在核酸和蛋白质两种成分中只含有其中之一病原体。 病毒粒有哪几种对称形式？每种对称又有几种特殊外型？ 有螺旋对称、二十面体对称、复合对称，每种对称形式又有有包膜和无包膜之分。 什么叫烈性噬菌体？简述其裂解性生活史。 能在短时间内完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解 5个阶段，而实现其繁殖的噬菌体成为烈 性噬菌体。它 的裂解生活史大致为：1 尾丝与宿主细胞特异性吸附 2 病毒核酸侵入宿主细胞内 3 病毒核 酸和蛋白质在宿 主细胞内的复制和合成4 病毒核酸和蛋白质装配 5 大量子代噬菌体裂解释放到宿主细胞外 什么是效价？试简述噬菌体效价的双层平板法。 效价表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。 双层平板法主要步骤：预先分别配制含 2%和 1%琼脂的底层培养基和上层培养基。先用底层 培养基在培养 皿上浇一层平板，待凝固后，再把预先融化并冷却到 45以下，加有较浓的敏感宿主和一 定体积待测噬菌 体样品上层培养基，在试管中摇匀后，立即倒在底层培养基上铺平待凝，然后在 37下保 温。一般经10 余h 后即可对噬菌斑计数。 什么是一步生长曲线？它分几期？各期有何特点？ 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称为一步生长曲线。 它包括 1 潜伏期：细胞内已经开始装配噬菌体粒子并可用电镜观察到 2 裂解期：宿主细胞迅速裂解溶液中噬菌体粒子急剧增多。 3 平稳期：感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中的噬菌体效价达到最高点。 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第8 页共 33 页 解释溶源性、溶源菌、温和噬菌体。 温和噬菌体侵入相应宿主细胞后由于前者的基因组整合到后者的基因组上并随后者的复制 而进行同步复 制，因此温和噬菌体的这种侵入并不引起宿主细胞裂解，这就是溶源性。 溶源菌是一类能与温和噬菌体长期共存，一般不会出现有害影响的宿主细胞。 温和噬菌体是指不能完成复制循环具有溶源性不发生烈性裂解的噬菌体。 什么的病毒多角体？它有何实际应用？ 多种昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下成多角形的包含体，称为多角体。 可以制作生物杀虫剂 什么是类病毒、拟病毒和沅病毒？ 类病毒是一类只含有RNA 一种成分，专心寄生在活细胞内的分子病源体。 拟病毒是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。 沅病毒是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。 第四章 1、什么叫碳源？试从元素水平、分子水平和培养基水平列出微生物的碳源谱。 类型元素水平化合物水平培养基原料水平 有机碳CHONX 复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等 CHON 多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等 CHO 糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等 CH 烃类天然气、石油及其不同馏份等 无机碳CO 二氧化碳二氧化碳 COX 碳酸盐等白垩、碳酸氢钠、碳酸钙等 一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物称为碳源。碳源谱见下图： 2、什么是氮源？试从元素水平、分子水平和培养基水平列出微生物的氮源谱。 凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源。微生物的氮源谱如下； 类型元素水平化合物水平培养基原料水平 有机氮NCHOX 复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉等 NCHO 尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等 无机氮NH 氨、铵盐等硫酸铵等 NO 硝酸盐等硝酸钾等 N 氮气空气 3、什么是氨基酸自养微生物？试举一些代表菌，并说明其在实践上的重要性。 不需要利用氨基酸做氮源，能把尿素、铵盐、硝酸盐、甚至氮气等简单氮源自行合成所需 要的一切氨基酸， 为氨基酸自养微生物。如根瘤固氮菌，能直接利用空气中的氮气合成自身所需的氨基酸， 直接或间接地为 人类提供蛋白质。 4、什么叫生长因子？它包括哪几类化合物？微生物与生长因子有哪几类关系？举例并加以 说明。 生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。 广义的生长因 子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4C6 的分支或直链脂肪酸，有时 还包括氨基酸营 养缺陷突变株所需要的氨基酸在内，而狭义的生长因子一般仅指维生素。生长因子与微生 物的关系有以下 3 类： （1）生长因子自养型微生物，它们不需要从外界吸收任何生长因子，多数真菌、放线菌和 不少细菌，如 E.coli 等。 （2）生长因子异养型微生物，它们需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长，如各 种乳酸菌、动 物致病菌、支原体和原生动物等。 （3）生长因子过量合成型微生物，其代谢活动中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因 子的微生物， 如各种生产维生素的菌种。 5、什么叫水活度？它对微生物生命活动有何影响？对人类的生产实践的日常生活有何意义？ 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第9 页共 33 页 水活度表示在天然或人为环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。其定量含 义为：某溶液的 蒸气压与纯水蒸气压之比。生长繁殖在水活度高的微生物代谢旺盛，在水活度低的范围内 生长的微生物抗 逆性强。了解各类微生物生长的水活度，不仅有利于设计培养基，而且还对防止食物的霉 腐具有指导意义。 6、什么叫单功能营养物、双功能营养物和多功能营养物？各举一例说明。 只具有一种营养功能的营养物称为单功能营养物，如光辐射能源；同时具有两种营养功能 的称为双功能营 养物，如铵根离子；同时具有三种营养功能的营养物称为三功能营养物，如氨基酸。 7、什么叫基团位移？试述其分子机制。 指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式。其机制分两步： （1）HPr 被 PEP 激活， （2）糖经磷酸化而进入细胞内。 8、什么是选择培养基？试举一例并分析其原理。 选择培养基是一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的 培养基，具有使 混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。如酵母富集培养基中 的孟加拉红抑制 细菌的生长而对酵母菌无影响，偏酸性的环境有利于酵母菌的生长。 9、什么是鉴别培养基？试以 EMB 为例，分析其鉴别作用原理。 鉴别培养基是一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而 达到只须用肉眼 鉴别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。EMB 培养基中的伊红和美蓝 可抑制革兰氏阳 性菌和一些难养的革兰氏阴性菌。产酸菌由于产酸能力不同，菌体表面带质子，与伊红美 蓝结合从而有不 同的颜色反应，可用肉眼直接判断。 10、培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序？试言之。 在大多数化能异养微生物培养基中，除水分外，碳源含量最高，其后依次是氮源、大量元 素和生长因子， 它们间大体存在着十倍序列的递减趋势。 11、什么叫碳氮比？试对5 种分子式清楚的常用氮源按其含氮量的高低排一个顺序。 碳源与氮源含量之比即为碳氮比 氨气尿素硝酸铵碳酸铵硫酸铵 12、何谓固体培养基？它有何用途？试列表比较 4 类固体培养基。 固体培养基是一类外观呈固体状态的培养基，在科研和生产实践上用途很广，如可用于菌 种分离、鉴定、 菌落计数、检验杂菌、选种、育种、菌种保藏、生物活性物质的生物测定、获取大量真菌 孢子，以及用于 微生物的固体培养和大规模生产等。 名称固化培养基非可逆性培养基天然固体培养基滤膜 组成特点液体培养基中加 入凝固剂 有血清或无机硅 胶的培养基 由天然固态基质 直接配制的培养 基 一种坚韧且带有 无数微孔的醋酸 纤维薄膜 用途科研及生产中培 养微生物、分离、 鉴定等 化能自养菌的分 离纯化等 大量培养、工业 化生产等 水中少量菌的计 数等 第五章 名词解释： 不产氧光合作用。 产氧光合作用： 发酵 呼吸作用 无氧呼吸 有氧呼吸 生物氧化 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第10 页共 33 页 光合磷酸化 合成代谢 分解代谢 产能代谢 耗能代谢 环式光合磷酸化 初级代谢 初级代谢产物 次级代谢 次级代谢产物 电子传递磷酸化 氧化磷酸化 巴斯德效应 底物水平磷酸化 五问答题： 化能异养微生物进行合成代谢所需要的还原力可通过哪些代谢途径产生? 自然界中的微生物在不同的生活环境中可通过哪些方式产生自身生长所需要的能量? 试述多糖的合成过程。 在 TCA 循环中可为合成代谢提供哪些物质? EMP 途径能为合成代谢提供哪些物质? HMP 途径可为合成代谢提供哪些物质? ED 途径可为合成代谢提供哪些物质? 举例说明微生物的几种发酵类型。 比较呼吸作用与发酵作用的主要区别。 试述Chromatium 环式光合磷酸化产能途径。 试述E.coli 细胞中由 a-酮戊二酸合成谷氨酰胺的过程。 比较红螺菌与蓝细菌光合作用的异同。 合成代谢所需要的前体物有哪些? 试述分解代谢与合成代谢的关系。 试述初级代谢和次级代谢与微生物生长的关系。 试述磷脂的生物合成过程。 合成代谢所需要的小分子碳架有哪些? 微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义? 以金黄色葡萄球菌为例,试述其肽聚糖合成的途径。 试述初级代谢和次级代谢与微生物生长的关系。 试述细菌合成脂肪酸的过程。 试述磷脂的生物合成过程。 微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义? 以金黄色葡萄球菌为例,试述其肽聚糖合成的途径。 名词解释 在某些光合细菌(如红螺菌中),由于没有光反应中心的存在，不能光解水,因而没有氧气 放出,故称为不 产氧光合作用。 在蓝细菌中,由于有光反应中心的存在,能光解水，并有氧气放出,故称产氧光合作用。 发酵是在微生物细胞内发生的一种氧化还原反应，在反应过程中,有机物氧化放出的电子直 接交给基质本 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第11 页共 33 页 身未完全氧化的某种中间产物,同时放出能量和各种不同的代谢产物。 葡萄糖在好氧和兼性好氧微生物里通过氧化作用放出电子，该电子经电子传递链传给外源 电子受体分子氧 或其它氧化型化合物生成水或其它还原型产物，并伴随有能量放出的生物学过程称为呼吸 作用。 指以无机氧化物(如 NO3-，NO2-，SO42-等)代替分子氧作为最终电子受体的氧化作用。 指以分子氧作为最终电子受体的氧化作用。 生物体中有机物质氧化而产生大量能量的过程。 光合磷酸化是指光能转变为化学能的过程。 由小分子物质合成复杂大分子物质并伴随着能量消耗的过程。 营养物质或细胞物质降解为小分子物质并伴随着能量产生的过程。 微生物通过呼吸或发酵作用分解基质产生能量的过程。 微生物在合成细胞大分子化合物时消耗能量 ATP的过程。 在某些光合细菌里，光反应中心的叶绿素通过吸收光而逐出电子使自己处于氧化状态，逐 出的电子通过电 子载体铁氧还蛋白，泛醌，细胞色素 b 和细胞色素 c 组成的电子传递链的传递，又返回叶 绿素，从而使叶 绿素分子又回复到原来的状态。电子在传递过程中产生 ATP，由于在这种光合磷酸化里电子 通过电子传递 体的传递后又回到了叶绿素分子本身，故称环式光合磷酸化。 指能使营养物质转变成机体的结构物质,或对机体具有生理活性作用的物质代谢以及能为机 体提供能量的 一类代谢.称初级代谢。 由初级代谢产生的产物称为初级代谢产物，这类产物包括供机体进行生物合成的各种小分 子前体物，单体 与多聚体物质以及在能量代谢和代谢调节中起作用的各种物质。 某些微生物为了避免在初级代谢过程中某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类 有利于生存的 代谢类型。 微生物在次级代谢过程中产生的产物称次级代谢产物。包括：抗生素，毒素，生长剌激素， 色素和维生素 等。 基质被氧化时脱下的电子经电子传递链传给电子受体过程中发生磷酸化作用生成 ATP 的过 程,一般常将电 子传递磷酸化就叫做氧化磷酸化。 生物利用化合物氧化过程中所释放的能量,进行磷酸化生成 ATP 的作用,称为氧化磷酸化。 在有氧状态下酒精发酵和糖酵解受抑制的现象，因为该理论是由巴斯德提出的，故而得名。 是指在被氧化的底物水平上发生的磷酸化作用，即底物在被氧化的过程中，形成了某些高 能磷酸化合物的 中间产物，这些高能磷酸化合物的磷酸根及其所联系的高能键通过酶的作用直接转给 ADP 生成ATP。 五问答题： 还原力由 EM 途径， HMP 途径 ED 途径 TCA 途径产生 各种不同的微生物的产能方式可概括为如下几种： 发酵产能 呼吸产能 氧化无机物产能 靠光合磷酸化产能 在多糖合成中，通常是以核苷二磷酸糖(如 UDP-葡萄糖)作为起始物， 逐步加到多糖链的末端 使糖链延长 TCA 循环可提供： GTP NADH2，NADPH2，FADH2 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第12 页共 33 页 小分子碳架(a-酮戊二酸,乙酰CoA,琥珀酰 CoA,烯醇式草酰乙酸) EM 途径能为合成代谢提供： ATP NADH2 小分子碳架(6-葡萄糖,磷酸二羟丙酮,3-P 甘油酸,PEP,丙酮酸) HMP 途径可为合成代谢提供： NADPH2 小分子碳架(5-P 核糖,4-P 赤藓糖) 可提供： ATP NADH2，NADPH2， 小分子碳架(6-P 葡萄糖，3-P 甘油酸，PEP，丙酮酸) 微生物的发酵类型主要有以下几种： 1.乳酸发酵,如植物乳酸杆菌进行的酸泡菜发酵。 乙醇发酵:如酵母菌进行的酒清发酵。 丙酮丁醇发酵:如利用丙酮丁醇梭菌进行丙酮丁醇的发酵生产。 丁酸发酵:如由丁酸细菌引起的丁酸发酵。 50963.呼吸作用和发酵作用的主要区别在于基质脱下的电子的最终受体不同,发酵作用脱下 的电子最终交 给了底物分解的中间产物。 呼吸作用(无论是有氧呼吸还是无氧呼吸)从基质脱下的电子最终交给了氧。(有氧呼吸交给 了分子氧,无氧 呼吸交给了无机氧化物中的氧) 50964.分成两步进行。 首先由-酮戊二酸经氨基化作用形成谷氨酸： 谷氨酸脱氢酶 -酮戊二酸+NH3+NADPH2谷氨酸+H2O+NADP 第二步是谷氨酸再经氨基化形成谷氨酰胺： 谷氨酰胺合成酶 谷氨酸+NH3+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi 50965.红螺菌进行光合作用,是走环式光合磷酸化的途径产生 ATP,没有氧气的放出。 蓝细菌进行光合作用是走非环式光合磷酸化的途径,在非环式光合磷酸化途径中,能光解水, 有氧气放出, 并有还原力产生。 50966.合成代谢所需要的前体物有： 氨基酸 核苷酸 脂肪酸 UDP-葡萄糖胺 50967.分解代谢为合成代谢提供能量,还原力和小分子碳架 合成代谢利用分解代谢提供的能量,还原力将小分子化合物合成前体物,进而合成大分子。 合成代谢的产物大分子化合物是分解代谢的基础,分解代谢的产物又是合成代谢的原料,它 们在生物体内 偶联进行,相互对立而又统一,决定着生命的存在和发展。 50968.初级代谢是微生物细胞中的主代谢,它为微生物细胞提供结构物质,决定微生物细胞 的生存和发展. 它是微生物不可缺少的代谢。 次级代谢并不影响微生物细胞的生存，它的代谢产物并不参与组成细胞的结构物质。次生 代谢产物对细胞 的生存来说是可有可无的。例如,，当一个产红色色素的赛氏杆菌变为不产红色色素的菌株 后，该菌照样 进行生长繁殖。 50969.细菌合成脂肪酸经过以下的反应： 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第13 页共 33 页 乙酰CoA、在乙酰转酰基酶催化下，将乙酰基转结 ACP： 乙酰CoA+ACP乙酰ACP+CoA (2)丙二酰 CoA 在丙二酰转酰基酶催化下，将丙二酰基转给 ACP： 丙二酰CoA+ACP丙二酰ACP+CoA (3)乙酰ACP 和丙二酰 ACP 缩合成乙酰乙酰 ACP，并放出 CO2 和一分子 ACP： 乙酰ACP+丙二酰 ACP乙酰乙酰 ACP+CO2+ACP (4)乙酰乙酰 ACP 被NADPH2 还原成-羟基丁酰ACP 乙酰乙酰ACP+NADPH2-羟基丁酰ACP (5)-羟基丁酰ACP 脱水生成丁烯酰 ACP (6)丁烯酰 ACP 被NADPH22 还原成丁酰ACP。 所生成的丁酰ACP 再与丙二酰 ACP 缩合，重复上述反应，生成长链的脂肪酸。 50970.合成代谢所需要的小分子碳架通常有如下十二种。 1-P 葡萄糖 5-P 核糖 PEP 3-P 甘油酸 烯酸式草酰乙酸 乙酸CoA 6-P 葡萄糖 4-P 赤藓糖 丙酮酸 琥珀酰CoA 磷酸二羟丙酮 -酮戊二酸 50971.人类可利用微生物有益的次生代谢产物为人类的生产,生活服务： 利用有益抗生素防治动植物病害，如用青霉素治疗人上呼吸道感染疾病，用井岗霉素防治 水稻纹枯病。 利用有益的毒素,如利用苏云金杆菌产生的伴胞晶体毒素防治鳞翅目害虫。 利用微生物生产维生素,例如利用真菌生产维生素 B2。 利用微生物生产植物生长剌激素,如镰刀菌产生的赤霉素可促进植物生长 利用微生物生产生物色素安全无毒.如红曲霉产生的红色素 还可以利用霉菌生产麦角生物碱用于治疗高血压等病 50972.(1)UDP-NAG 生成。 UDP-NAM 生成。 上述反应在细胞质中进行。 UDP-NAM 上肽链的合成。 首先，L-丙氨酸与 UDP-NAM 上的羟基以肽键相连。然后 D-谷氨酸，L-赖氨酸，D-丙氨酸和 D-丙氨酸逐步 依次连接上去，形成 UDP-NAM-5 肽。连接的过程中每加一个氨基酸都需要能量，Mg2+或 Mn2+等，并有特异 性酶参加。肽链合成在细胞质中进行。 组装。 UDP-NAM-5 肽移至膜上，并与载体脂-P结合生成载体脂-P-P-NAM-5 肽，放出 UMP。UDP-NAG 通过b-1，4 糖 苷键与载体脂-P-P-NAM-5 肽结合生成 NAG-NAM-5 肽-P-P-载体脂，放出 UDP。新合成的肽聚 糖基本亚单位 可以插入到正在增长的细胞壁生长点组成中，释放出磷酸和载体脂-P。 肽聚糖链的交联。 主要靠肽键之间交联。革兰氏阳性菌组成甘氨酸肽间桥，阴性菌由一条肽链上的第 4 个氨 基酸的羟基与另 一条肽链上的第3 个氨基酸的自由氨基相连。 第六章 课后答案网 生物秀论坛 学术交流 资源共享互助社区 生物秀专心做生物第14 页共 33 页 名词解释 生长：分个体生长和群体生长两类，个体生长指微生物细胞因同化作用超过异化作用的速 度，造成原生质 总量不断增长的现象；群体生长是指某一微生物群体中因个体的生长、繁殖而导致该群体 的总重量、体积、 个体浓度增长的现象。 繁殖：在各种细胞组份呈平衡增长的情况下，个体的体积或重量达到某一限度时，通过细 胞分裂，引起个 体数目增加的现象。 菌落形成单位（cfu）：用平板菌落计数法对活菌进行计数十的计数单位。对充分分散、稀 释度合适的单细 胞微生物来说，一个菌落形成单位表示样品中有一个活细胞，但对成团或成链状或丝状生 长的微生物来说， 菌落形成单位值并非一个活细胞。 同步生长：是通过获得同步培养物的手段。使微生物细胞群体内的各个个体都处于同一细 胞分裂周期的特 殊生长状态。 生长产量常数（Y）：指处于稳定生长期的微生物消耗单位营养物质所形成的菌体质量。 恒浊器：根据培养器内微生物的生长密度，借光电控制系统控制培养液流速，以达到菌体 密度高，生长速 率恒定的连续培养器。 恒化器：通过保持有一种生长限制因子的培养液的流速不变，可使微生物始终处在低于其 最高生长速率的 条件下进行生长繁殖的连续培养器。 连续发酵：当微生物以单批培养的方式培养到指数期后期时一方面以一定速度连续流入新 鲜培养基和通入 无菌空气并立即搅拌均匀，另一方面利用溢流的方式以同样的流速不断流出培养物的培养 方法。 最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。 专性好氧菌：是一类必须在较高浓度分子氧（约 20 千帕）的条件下才能生长有完整的呼吸 链，以分子氧 作为最终的氢受体，具有SOD和过氧化氢酶的微生物。 兼性厌氧菌：是一类主要生长在有氧条件下又可在无氧条件下的微生物，特点是在有氧下 借呼吸产能，而 在无氧条件下可借发酵或无氧呼吸产能。 微好氧菌：是一类只能在较低氧分下（13000 帕）下才能正常生长的微生物。 耐氧菌：是一类可在有氧条件下正常生长却不需要氧而仅借发酵和底物水平磷酸化产能的 微生物。 厌氧菌：一类对分子氧高度敏感的微生物，有氧情况下不能