郑州大学 微生物 课件后思考题及答案 versio2.0.pdf

微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 1 微生物微生物学学课件课后题答案课件课后题答案 第一章 绪论 p8 微生物学微生物学 研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学 更具体地说 研究微生物在一定条件下的形态结构 生理生化 遗传变异 进化 分类 生态等生命活动规律及其应用的科学 或或 微生物学是研究微生物以及其独特的相关研究技术的科学 曲颈瓶试验曲颈瓶试验 彻底否定了 自然发生 学说 证明了 生源学说 的正确 著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实 空气内确实含有微生 物 是它们引起有机质的腐败 巴斯德消毒法 60 65 作短时间加热处理 杀死有害微生物 柯赫原则柯赫原则 柯赫提出的证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著名的柯赫原则 即 在每一相同病例中都出现 这种微生物 要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来 用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主 同样的 疾病会重复发生 从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来 2 试根据微生物的特点试根据微生物的特点 谈谈为什么说微生物既是人类的敌人谈谈为什么说微生物既是人类的敌人 更是人类的朋友更是人类的朋友 一一 简述简述 Leeuwenhoek L Pasteur R Koch 对微生物学的贡献对微生物学的贡献 1676 年 微生物学的先驱荷兰人列文虎克列文虎克 Antonyvan leeuwenhoek 用自制的显微镜首次观察到了细菌 开启了人类 观察微生物世界的大门 巴斯德巴斯德 1 彻底否定了 自然发生 学说 证明了 生源学说 的正确 2 发现并证实发酵 疾病是由微生物引起的 3 免疫学 预防接种 4 其他贡献 巴斯德消毒法 60 65 作短时间加热处理 杀 死有害微生物 柯赫柯赫 1 微生物学基本操作技术方面的贡献 a 细菌纯培养方法的建立 固体培养基 b 设计了各种培养基 实现了在实验室内对各种微生物的培 养 c 流动蒸汽灭菌 d 染色观察和显微摄影 2 对病原细菌的研究作出了突出的贡献 a 具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌 b 发现了肺结核病的病原菌 c 证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 著 名的柯赫原则 二二 人类对微生物世界的认识过程分为哪几个阶段人类对微生物世界的认识过程分为哪几个阶段 1 感性认识阶段 史前时期 2 形态学发展阶段 初创时期 3 生理学发展阶段 奠基时期 4 生化发展阶段 发展时期 5 分子生物学发展阶段 成熟时期 三三 简述微生物学在生命科学发展中的重要地位和发展趋势简述微生物学在生命科学发展中的重要地位和发展趋势 重要地位重要地位 1 微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象 通过微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破 2 对生命科学研究技术的贡献 细胞的人工培养 突变体筛选 DNA重组技术和遗传工程 3 微生物与 人类基因组计划 作为模式生物 基因与基因组的功能研究的重要工具 发展趋势发展趋势 1 微生物自身的特点将会更加受到关注和利用 2 与其他学科实现更广泛的交叉 获得新的发展 3 微生物基因组学研究将全面展开 4 微生物生态学 环境微生物学 细胞微生物学等将在基因组信息的基础上获得长足发展 5 微生物工程及产业呈现全新局面 微生物五大共性微生物五大共性 体积小 面积大 吸收多 转化快 生长旺 繁殖快 分布广 种类多 适应强 易变异 第二章 纯培养和显微技术 纯培养物纯培养物 pure culture 只只有一种微生物的培养物 菌落菌落 colony 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 二元培养物二元培养物 two component mixed culture 含有 2 种具有特定关系微生物的培养物称二元培养物 是保存病毒等寄生或共生微生 物的接近于纯培养的方法 数值孔径数值孔径 NA numerical aperture n sin 为物镜镜口角的半数 是决定物镜性能的重要指标 一一 用固体培养基分离纯培养有哪些方法用固体培养基分离纯培养有哪些方法 各有何特点各有何特点 1 稀释倒平板法 操作较麻烦 对好氧菌 热敏菌效果不好 2 涂布平板法 使用较多的常规方法 但有时涂布不均匀 3 平板划线法 4 稀释摇管法 用于厌氧菌 二二 简述选择培养分离法的基本原理和方法简述选择培养分离法的基本原理和方法 及其重要意义及其重要意义 基本原理 1 抑制大多数其它微生物的生长 2 使待分离的微生物生长 突出 3 直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养 方法 1 利用选择平板进行直接分离 2 富集培养 意义 1 根据需要 从自然界分离出特定已知或未知微生物种类 2 分离培养在特定环境中能生长的未知微生物 三三 显微镜有哪些类型显微镜有哪些类型 试比较其重要特性试比较其重要特性 课本课本 p22 1 普通光学显微镜 背景亮背景亮 物体暗物体暗 2 暗视野显微镜 背背 景暗景暗 物体亮物体亮 主要用于观察生活细菌的运动性 3 相差显微 镜 使人们在不染色的情况下比较清晰的观察到在普通光学显 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 2 微镜和暗视野显微镜下看不到或看不清的活细胞及细胞内的某 些细微结构 4 荧光显微镜 在免疫学 环境微生物学 分子 生物学中应用十分普遍 5 透射电子显微镜 6 扫描电子显 微镜 用于观察样品的表面结构 成像具有很强的立体感 7 扫描隧道显微镜 原子力显微镜 1 明视野显微镜明视野显微镜 明视野显微镜即常用的普通光学显微镜 其照明光线直接进入 视野 属透射照明 生活的细菌在明视野显微镜下观察是透明 的 不易看清 解决的措施 一方面是对观察的样品进行改 造 发展出各种染色技术 通过特殊的染色方法使细胞着色 增加与背景的反差 便于观察 另一方面进行显微镜的改造 由此发展出不同种类的显微镜 适用于不同的观察目的 2 暗视野显微镜暗视野显微镜 暗视野显微镜则利用特殊的聚光器遮挡中心光源 实现斜射照 明 使照射到样品上的透射光线无法进入物镜 但由样品反射 或折射的光线进入物镜 因此 整个视野是暗的 而样品是明 亮的 由此达到增加反差 便于观察的目的 并且 使用暗视 野显微镜 即使所观察微粒的尺寸小于显微镜的分辨率 仍然 可以发现其存在 3 相差显微镜相差显微镜 光波的长短表现为颜色差别 光的振幅高低表现为明亮程度的 不同 观察样品各部分厚薄 密度不同 光线通过时直射光和 衍射光的光程产生差别 导致出现相位差 相差显微镜配备了 特殊的光学装置 利用光的干涉现象 将光的相位差转变成人 眼可辨的振幅差 明暗差 形成反差 从而提高了各种结构 间的对比度 使各种结构变得清晰可见 因此相差显微镜很适 合观察活的细胞以及细胞内的一些细微结构 相差显微镜实现 这一目的的特殊的光学装置主要是环状光圈和相板 4 荧光显微镜荧光显微镜 紫外线光源照射在具有荧光素的样本上 荧光素激发出荧光 使标本在暗的视野中显现出光亮的物体 不同的荧光素还表现 为不同的颜色 由此可以进行定性和定量的研究 主要应用于 免疫学 环境微生物学和分子生物学等方面 5 6 电子显微镜电子显微镜 透射电子显微镜与扫描电子显微镜透射电子显微镜与扫描电子显微镜 电子显微镜与光学显微镜的差异 1 以电子波 波长最短可达到 0 005 nm 代替光源 由于波长 的极大缩短而大大提高了分辨率 光镜的最高分辨率可达到 0 2 m 这种局限是由可见光的性质决定的 与显微镜自身的 性能无关 电镜实际的分辨率比光镜提高约 1000 倍 2 电镜镜筒中要求高真空 在电子的运行中如遇到游离的气体 分子会因碰撞而发生偏转 导致物象散乱不清 电子显微镜 因需在真空条件下工作 所以很难观察活的生物 3 以电子透镜 电磁圈 代替光学透镜 通过电磁圈使电子 光 线 汇聚 聚焦 4 电子像人肉眼看不到 需用荧光屏来显示或感光胶片作记 录 电子显微镜按结构和用途可分为 透射电子显微镜 transmission electron microscope 电子束穿过 薄切片 扫描电子显微镜 scanning electron microscope 观察样品的表 面结构 7 扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜 是目前分辨率最高的显微镜 其横向分辨率可以达到 0 1 0 2 nm 纵向分辨率可以达到 0 001 nm 足以对单个的原子进行 观察 由于在扫描时不接触样品 又没有高能电子束轰击 因 而可以避免样品的变形 不仅可以在真空 而且可以在保持样 品生理条件的大气及液体环境下工作 所以对生命科学研究 领域具有十分重要的意义 四四 常用的染色方法常用的染色方法 染色操作的基本程序为 制片 干燥 固定 染色 水洗 干燥 镜检 革兰氏染色 C Gram 于 1884 年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法 结晶紫初染 碘液媒染 酒精脱色 番红复染 微生物的保藏方法微生物的保藏方法 课本课本 p20 1 传代培养保藏 2 冷冻保藏 液氮 3 干燥保藏 沙土管保存和冷冻真空保藏 第三章 微生物类群与形态结构 周质空间周质空间 periplasmic space periplasm 又称壁膜间隙 在革兰 氏阴性细菌中 一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间 宽约 12 15nm 呈胶状 L 型细菌型细菌 L form of bacteria 细菌在某些环境条件下 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 原生质体原生质体 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 支原体支原体 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 因它的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 芽芽孢孢 endospore 或 spore 某些细菌在其生长发育后期 在细 胞内形成一个圆形或椭圆形 厚壁 含水量极低 抗逆性极强 的休眠体 称为芽孢 endospore 或 spore 偶译 内生孢子 一些丝状真菌的有性孢子有性孢子 卵孢子 结合孢子 子囊孢子 一一 简述磷壁酸主要功能简述磷壁酸主要功能 1 细胞壁形成负电荷环境 增强细胞膜对二价阳离子的吸收 2 贮藏磷元素 3 增强某些致病菌对宿主细胞的粘连 避免被白细胞吞噬以及 抗补体的作用 4 革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础 5 噬菌体的特异性吸附受体 6 能调节细胞内自溶素 autolysin 的活力 防止细胞因自溶而死 亡 二二 简述脂多糖的主要功能简述脂多糖的主要功能 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 3 1 LPS 结构的多变 决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定 簇的多样性 2 LPS 负电荷较强 与磷壁酸相似 也有吸附 Mg2 Ca2 等阳 离子以提高其在细胞表面浓度的作用 对细胞膜结构起稳定作 用 3 类脂 A是革兰氏阴性细菌致病物质 内毒素的物质基础 4 具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能 5 许多噬菌体在细胞表面的吸附受体 三三 论述比较革兰氏阳性细菌细胞壁与革兰氏阴性细菌的细胞壁结构的特点论述比较革兰氏阳性细菌细胞壁与革兰氏阴性细菌的细胞壁结构的特点 项项 目目 革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌 1 革兰氏染色反应 能阻留结晶紫而染成紫色 可经脱色而复染成红色 2 肽聚糖层 厚 层次多 薄 一般单层 3 磷壁酸 多数含有 无 4 外膜 无 有 5 脂多糖 LPS 无 有 6 类脂和脂蛋白含量 低 仅抗酸性细菌含类脂 高 7 鞭毛结构 基体上着生两个环 基体上着生四个环 8 产毒素 以外毒素为主 以内毒素为主 9 对机械力的抗性 强 弱 10 细胞壁抗溶菌酶 弱 强 11 对青霉素和磺胺 敏感 不敏感 1 革兰氏阳性菌只有一层细胞壁 化学组分简单 一般只含 90 肽聚糖和 10 磷壁酸 40 层左右的肽聚糖分子 厚度大 20 80nm 革兰氏阴性菌有两层细胞壁 比较博 肽聚糖埋藏在外膜层之内 是仅由 1 2 层肽聚糖网状分子组成的薄层 2 3nm 含量约占细 胞壁总重的 10 故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱 2 细胞壁阳性菌主要是肽聚糖和磷壁酸构成 肽聚糖含量高 阴性菌内壁由肽聚糖构成 含量少 外壁由脂多糖 磷脂和脂蛋白三 种成分构成 3 肽聚糖的分子差异 都由双糖单位构成 但是阴性菌 没有特殊的肽桥 只形成较为疏稀 机械强度较差的肽聚糖网套 肽尾 有变化 四肽尾的第 3 个氨基酸变成 内消旋二氨基庚二酸 m DAP 只在原核微生物细胞壁上发现 4 革兰氏染色 阳性菌紫色 阴性菌红色 3 1 比较比较革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌及古细菌细胞壁的结构和组成差异革兰氏阴性细菌及古细菌细胞壁的结构和组成差异 革兰氏阳性细菌特点 厚度大 20 80nm 化学组分简单 一般只含 90 肽聚糖和 10 磷壁酸 磷壁酸 革兰氏阳性细菌细胞壁上 特有的化学成分 主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸 赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原 表面负电荷 革兰氏阴性细菌它的肽聚糖埋藏在外膜层之内 是仅由 1 2 层肽聚糖网状分子组成的薄层 2 3nm 含量约占细胞壁总重的 10 故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱 外膜位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层 由脂多糖 磷脂和脂蛋白等若干种蛋白 质组成的膜 有时也称为外壁 古细菌细胞壁 1 假肽聚糖 pseudopeptidoglycan 细胞壁 N 乙酰葡糖胺和 N acetyl talosaminuronic acid NAT N 乙酰塔罗糖 胺糖醛酸组成二糖单位 2 多糖细胞壁 3 糖蛋白 glycoprotein 4 蛋白质细胞壁 四四 细胞膜的主要结构和功能细胞膜的主要结构和功能 是紧贴在细胞壁内侧 包围着细胞质的一层柔软 脆弱 富有 弹性的半透性薄膜 厚约 7 8nm 由磷脂 占 20 30 和 蛋白质 占 50 70 组成 功能 选择性地控制细胞内 外的营养物质和代谢产物的运送 是维持细胞内正常渗透压的屏障 合成细胞壁和糖被的各种组分 肽聚糖 磷壁酸 LPS 荚 膜多糖等 的重要基地 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系 是细 胞的产能场所 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位 五五 芽孢的特点及其生物学意义芽孢的特点及其生物学意义 特点 1 整个生物界中抗逆性最强的生命体 是否能消灭芽孢是衡量 各种消毒灭菌手段的最重要的指标 2 芽孢是细菌的休眠体 在适宜的条件下可以重新转变成为营 养态细胞 产芽孢细菌的保藏多用其芽孢 3 产芽孢的细菌多为杆菌 也有一些球菌 芽孢的有无 形 态 大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标 4 芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异 容易在光学显 微镜下观察 相差显微镜直接观察 芽孢染色 生物学意义生物学意义 芽孢是某些细菌在其生长发育后期 在细胞内形成的一个圆形 或椭圆形 壁厚 含水量低 抗屈性强的休眠构造 无繁殖功 能 芽孢有极强的抗热抗辐射 抗化学药物和抗静水压等特性 芽孢具有极强的休眠能力 可以保存几年至几十年而不死亡 芽孢的有无 形态和位置 在细菌分类和鉴定中是重要的形态 学指标 实践上芽孢的存在亦利于菌种的筛选与保藏 有利于 对各种消毒 杀菌措施优劣的判断等 芽孢的耐热机制芽孢的耐热机制 渗透调节皮层膨胀学说 芽孢衣对多价阳 离子和水分的透性很差 脂蛋白 皮层的离子强度很高 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 特有成分 芽孢肽聚糖 DPA Ca 无磷壁酸 核心部分的细 胞质却变得高度失水 因此 具极强的耐热性 芽孢皮层特有成分芽孢皮层特有成分 芽孢肽聚糖 DPA Ca 吡啶二羧酸钙盐 无磷壁酸 一一 细菌细菌 粘细菌粘细菌 放线菌放线菌 霉菌霉菌 酵母菌的形态和繁殖方式各有什么特点酵母菌的形态和繁殖方式各有什么特点 1 细菌的形态 球状 杆状 螺旋状三种 繁殖方式 二分裂 2 粘细菌 营养细胞 杆状 柔软 缺乏坚硬的细胞壁 无鞭毛 产生粘液 可在固体表面作 滑行 运动 以分裂方式进行繁 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 4 殖 子实体 营养细胞发育到一定阶段 在适宜的条件下彼此向对方移动 聚集成团 形成子实体 产生粘孢子 3 放线菌 形态 单细胞 大多由分枝发达的菌丝组成 繁殖方式 1 无性孢子 凝聚孢子横隔孢子孢囊孢子分生孢子厚壁孢子 2 菌丝断裂 4 霉菌的形态 菌体均由菌丝构成 许多菌丝交织在一起 构成菌丝体 繁殖方式 1 无性孢子 2 有性孢子 3 菌丝断片 5 酵母菌的形态 与细菌菌落类似 但一般较细菌菌落大而突起 表面湿润 粘稠 易被挑起 多为乳白色 少数呈红色 繁殖方 式 1 无性繁殖 1 芽殖 2 裂殖 3 产生无性孢子 2 有性繁殖 酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式进行有性繁殖 第四章 微生物的营养 1 水活度水活度 在一定的温度和压力条件下 溶液的蒸汽压力与纯水蒸汽压力之比 即 w P w Po w Pw 代表溶液蒸汽压力 POw 代表纯水蒸汽压力 纯水 w 为 1 00 溶液中溶质越多 w 越小 2 EMB 培养基培养基 即伊红美蓝乳糖培养基 是最常用的鉴别培养基 用于鉴别饮用水 牛乳中大肠杆菌 菌落呈紫色 有绿色金 属光泽 一一 按用途划分按用途划分 培养基包括哪几种培养基包括哪几种 请设计一种选择培养基请设计一种选择培养基 1 基础培养基 minimum medium 2 完全培养基 complete medium 3 加富培养基和富集培养基 enrichment medium 4 鉴别培养基 differential medium 5 选择培养基 selective medium 1 基础培养基基础培养基 在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基 2 完全培养基完全培养基 在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的所有营养物质的培养基 3 加富培养基和富集培养基加富培养基和富集培养基 在普通培养基 如肉汤蛋白胨培养基 中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基 这 些特殊营养物质包括血液 血清 酵母浸膏 动植物组织液等 4 鉴别培养基鉴别培养基 用于鉴别不同类型微生物的培养基 特定的化学反应 产生明显的特征性变化 根据这种特征性变化 可将该种微 生物与其他微生物区分开来 5 选择培养基选择培养基 用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基 根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某 种化学物质的敏感性不同 在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质 抑制不需要的微生物的生长 有利于所需微生物的 生长 二二 试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点 1 单纯扩散单纯扩散 simple diffusion 特点特点 1 物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差 2 不消耗能量 3 没有特异性 被运输物质 不与膜上物质发生任何反应 物 质不发生化学变化 4 水 脂肪酸 乙醇 甘油 气体 2 促进扩散促进扩散 facilitated diffusion 特点特点 1 物质运输动力是细胞外的浓度差 运输过程不消耗能量 2 有膜载体参加 膜载体 载体蛋白 有特异性 本身不发生 化学变化 能加快物质运输的速度 3 氨基酸 糖 维生素 无机盐 3 主动运输主动运输 active transport 1 初级主动运输 primary active transport 2 次级主动运输 secondary active transport 同向运 输 逆向运输 单向运输 3 基团转位 group translocation 基团转位基团转位 group translocation 有一个复杂的运输系统来完成 物质的运输 PEP 磷酸糖转移酶系统 PTS 物质在运输过程中发生化学变化 磷酸化与去磷酸化 基团转 位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中 主要用于糖的运输 脂肪酸 核苷 碱基等也可通过这种方式运输 基团转位特点基团转位特点 1 厌氧 兼性厌氧菌运输糖的一种主动运输 方式 2 运输过程中需要能量 被运输的物质发生化学变化 磷酸化 3 通过磷酸转移酶系统运输营养物质 4 糖 脂肪酸 核苷 主动运输主动运输 active transport 特点特点 1 被运送的物质可逆浓度梯度进入细胞内 2 要消耗能量 3 有膜载体参加 膜载体发生构型变化 4 被运送物质不发生变化 基团转位除外 5 氨基酸 糖 矿物质 4 膜泡运输膜泡运输主要存在于原生动物中 特别是变形虫 amoeba 为这类微生物的一种营养物质的运输方式 三 微生物的四种营养类型和特点 异养型生物异养型生物 Hetrotrophs 自养型生物自养型生物 Autotrophs 生长所需要的营养物质生长所需要的营养物质 生物生长过程中能量的来源生物生长过程中能量的来源 光能营养型光能营养型 Phototrophs 化能营养型化能营养型 Chemotrophs 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 5 营养类型营养类型 电子供体电子供体 碳源碳源 能源能源 举例举例 光能无机自养型光能无机自养型 光能自养型光能自养型 H2 H2S S或H2O CO2 光能 着色细菌 蓝细菌 藻类 光能有机异养型光能有机异养型 光能异养型光能异养型 有机物 有机物 光能 红螺细菌 化能无机自养型化能无机自养型 化能自养型化能自养型 H2 H2S Fe2 NH3或NO2 CO2 化学能 无机物氧化 氢细菌 硫杆菌 亚硝化单胞 菌属 Nitrosomonas 甲烷杆 菌属 Methanobacterium 醋 杆菌属 Acetobacter 化能有机异养型化能有机异养型 化能异养型化能异养型 有机物 有机物 化学能 有机物氧 化 假单胞菌属 芽孢杆菌属 乳 酸菌属 真菌 原生动物 光能自养型 需光 无机物 光能异养型 需光 有机营养 化能自养型 以无机物的氧化获得能量 化能异养型 以有机物的氧化获得能量 第五章 微生物的代谢 次级代谢产物次级代谢产物 通过次级代谢合成的产物通常称为次级代谢产物 大多是分子结构比较复杂的化合物 如抗生素 激素 生物 碱 毒素及维生素等类型 氧化磷酸化氧化磷酸化 物质在体内氧化时释放的能量供给 ADP 与无机磷合成 ATP 的偶联反应 主要在线粒体中进行 或课本P111 物质在生物氧化过程中形成的NADH和FADH2可通过位于线粒体内膜活细菌质膜上的电子传递系统将电子传递给氧或其他氧化型 物质 在这个过程中偶联着 ATP 的合成 这种长生 ATP 的方式称为氧化磷酸化 化学渗透偶联假说化学渗透偶联假说 米切尔 P Mitchell 英 1961 年提出 ATP 合成机制 电子传递过程中导致膜内外出现质子浓度差 产生质子势 推动质子由膜外进入胞内 在此过程中 通过存在于膜上的 F1 F0 ATP 酶偶联 ATP 的形成 1978 诺贝尔奖 一一 呼吸作用与发酵作用的根本区别是什么呼吸作用与发酵作用的根本区别是什么 呼吸作用电子载体 NADH 不是将电子直接传递给底物降解的中间产物 如丙酮酸 而是交给电子传递系统 逐步释放出能量 后再交给最终电子受体 二二 有氧呼吸的主要特点是什么有氧呼吸的主要特点是什么 1 以分子氧为最终受体的生物氧化 2 基质氧化彻底生成 CO2和 H2O 少数氧化不彻底 生成小分子量的有机物 如醋酸发酵 3 除糖酵解过程外 还包括三羧循环和电子传递链两部分反应 4 E 系完全 分脱氢 E 和氧化 E 两种 E 系 P105 5 产能量多 一分子 G 净产 38 个 ATP 三三 能量转换的主要方式有哪些能量转换的主要方式有哪些 1 底物水平磷酸化 substrate level phosphorylation 2 氧化磷酸化 oxidative phosphorylation 3 光合磷酸化 photophosphorylation 四四 初级代谢与次级代谢的关系怎样初级代谢与次级代谢的关系怎样 1 存在范围及产物类型不同存在范围及产物类型不同 初级代谢的普遍性和同一性 初级代谢系统 代谢途径和初 级代谢产物在各类生物中基本相同 它是一类普遍存在于各类 生物中的一种基本代谢类型 次级代谢的多样性 代谢途径和代谢产物因生物不同而不同 同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物 不同的微生物可产生不同的初级代谢产物 例如某些青霉 芽孢杆菌和黑曲霉在一定的条件下可以分别合成青霉素 杆菌 肽和柠檬酸等次级代谢产物 相同的微生物在不同条件下产生不同的初级代谢产物 产黄 青霉在 Raulin 中培养时可以合成青霉酸 但在 Czapek Dox 中培养则不产青霉酸 2 对产生者自身的重要性不同对产生者自身的重要性不同 初级代谢产物 生存必需的物质 如单糖或多糖 核苷酸 核酸 脂肪酸 脂类 蛋白质等通常都是机体 次级代谢产物 非必需的物质 次级代谢的某个环节发生障 碍时 不会导致机体生长的停止或死亡 但有些产物也有重要 生理功能 次级代谢产物通常都分泌到胞外 有些与机体的分化有一定的 关系 并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用 许多次 级代谢产物通常对人类和国民经济的发展有重大影响 3 与微生物生长过程的关系明显不同与微生物生长过程的关系明显不同 初级代谢自始至终存在于一切生活的机体中 同机体的生长过 程呈平行关系 次级代谢则是在机体生长的一定时期内 通常是微生物的对数 生长期末期或稳定期 产生的 一般可明显地表现为机体的生 长期和次级代谢产物形成期二个不同的时期 4 对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性不同对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性不同 初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小 即遗传稳定性大 次级代谢产物对环境条件变化敏感 其产物的合成往往因环境 条件变化而变化 5 相关酶的专一性不同相关酶的专一性不同 初级代谢产物合成中 酶专一性强 次级代谢产物合成中 酶专一性不强 不同的前体物可以导致 机体合成不同类型的次级代谢产物 6 两者相互关联两者相互关联 初级代谢是次级代谢的基础 为次级代谢产 物合成提供前体物和的能量 次级代谢则是初级代谢的继续与发展 避免初级代谢过程中中 间产物过量积累对机体产生的毒害作用 五 电子传递链中的五种氧化还原酶 课本 p109 1 NADH 脱氢酶 2 黄素蛋白 3 铁硫蛋白 4 细胞色素 5 醌及其衍生物 第六章 微生物的生长繁殖及其控制 OD 值值 在一定波长下 测定菌悬液的光密度 以光密度 optical density 表示菌量 即 O D 值 测量时应控制在菌浓度与光密度 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 6 成正比的线性范围内 生长曲线生长曲线 Growth Curve 细菌接种到定量的液体培养基中 定时取样测定细胞数量 以培养时间为横座标 以菌数为纵座标作 图 得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线 代时代时 在细菌个体生长里 每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时 一一 微生物生长的测定有哪些方法微生物生长的测定有哪些方法 1 计数法 培养平板计数法 膜过滤培养法 显微镜直接计数法 2 其它方法 比例计数 过滤计数 活菌计数 2 生物量法 比浊法 重量法 3 生理指标法 微生物的生理指标 如呼吸强度 耗氧量 酶活性 生物热等与其群体的规模成正相关 二二 细菌典型生长曲线可分几期细菌典型生长曲线可分几期 各有何特点各有何特点 一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期 对数期 稳定期和衰亡期等四个生长时期 1 迟缓期迟缓期的特点 分裂迟缓 代谢活跃 1 细胞形态增大 一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大 2 细胞内 RNA 尤其是 rRNA含量增高 合成代谢活跃 核糖体 酶类和 ATP 的合成加快 易产生诱导酶 3 呼吸强度较高 4 对外界不良条件反应敏感 2 对数生长期对数生长期 Log phase 生长和分裂速率最大 细菌数量呈对数增加 生长一致 代时短 是研究微生物代谢的良好材料 生产上用作发酵种子 使发酵的迟缓期缩短 提高经济效益 3 稳定生长期稳定生长期 Stationary phase 由于营养物质消耗 C N 比失调 生长因子耗尽 代谢产物积累和 pH等环境变化 逐步不适宜 于细菌生长 导致生长速率降低直至零 即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数 稳定生长期又称恒定期或最高生长期 此时培养液中活细菌数最高并维持稳定 4 衰亡期衰亡期 Decline 或 Death phase 营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累 细菌死亡速率超过新生速率 整个群体呈现出负增 长 该时期死亡的细菌以对数方式增加 但仍有部分活菌存在 三三 抗生素的作用机制有哪些抗生素的作用机制有哪些 如何避免细菌出现耐药性如何避免细菌出现耐药性 作用机制作用机制 抑制细菌细胞壁合成 破坏细胞质膜 作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化 抑制蛋白质和核酸合成等 避免出现细菌的耐药性的措施避免出现细菌的耐药性的措施 1 第一次使用的药物剂量要足 2 避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素 3 不同的抗生素 或与其他药物 混合使用 4 对现有抗生素进行改造 5 筛选新的更有效的抗生素 四四 对接种环对接种环 培养皿培养皿 肉汤蛋白胨固体培养基肉汤蛋白胨固体培养基 实验台桌面以及室内空气实验台桌面以及室内空气 采用哪些方法进行灭菌采用哪些方法进行灭菌 写出灭菌条件写出灭菌条件 干热灭菌 湿热灭菌 辐射灭菌 五 抗性菌株的特点 课本 p155 细胞质膜透性改变细胞质膜透性改变 使抗生素不进入细胞或进入细胞后被细胞主动排出 药物作用靶改变药物作用靶改变 对黄胺不敏感的二氢叶酸合成酶 合成了修饰抗生素的酶合成了修饰抗生素的酶 乙酰化 抗性菌株发生遗传变异抗性菌株发生遗传变异 导致合成新的多聚体 肽聚糖类似物 第七章 微生物的生态 生态系统生态系统 在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用 互相依存而构成的一个生态学功能单位 生物降解生物降解 biodegradation 是微生物对物质 特别是环境污染物 的分解作用 生物降解是生态系统物质循环过程中的重要一环 污染物降解是当前生物降解的主要课题 生物修复生物修复 课本课本 p322 是微生物催化降解 转化污染物 从而消除污染的一个受控或自发的过程 活性污泥活性污泥是由微生物与污水 废 水中的有机 无机固体物混凝交织 形成的絮状物 又称为菌胶团 Ames 试验法试验法 致突变物的检测 用用 Ames 爱姆斯爱姆斯 试验检测致突变试验检测致突变 致畸变致畸变 致癌致癌 三致三致 物质用菌株是物质用菌株是鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型 写出该菌种写出该菌种 的拉丁文名称及组氨酸营养缺陷型表示式的拉丁文名称及组氨酸营养缺陷型表示式 简述在平板上用何简述在平板上用何 种培养基种培养基 何种实验方法筛选出鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺何种实验方法筛选出鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺 陷型菌株陷型菌株 如何用该菌株经如何用该菌株经Ames试验检测试验检测M物质不是物质不是 三致三致 物质物质 14 分分 答 1 Ames 试验所用菌株为 Salmonella typhimurium his 2 在平板上用基本培养基和完全培养基 并用影印接种 法可筛选鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷型菌株 用基本培养基平板 涂布鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷型 并点接不同 A a 用生长谱 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 7 法可分离鉴定出鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型菌株 或 用基 本培养基平板和基本培养基加有 his 的补充培养基平板 并用 影印接种法可直接分离筛选 S typhimurium his 3 用 S typhimurium his 涂布基本培养基平板 并用不 含任何试样的滤纸片放在平板中央作对照 用 S typhimurium his 涂布基本培养基平板 并用 M 物质和鼠肝匀浆 含加氧 酶 混合保温 用吸入滤纸片 将其放在平板中央 如上两平 板 37 培养 对照两平板滤纸片外菌落生长情况 如仅试验平 板滤纸片周围和对照相比 并无大量菌落生长 说明 M 物质不 能使 S typhimurium his 回复突变 M 物质不是诱变剂 不是 三致物质 一一 由于石油泄露使一海岸发生了油类污染由于石油泄露使一海岸发生了油类污染 试设计可行的生物修复方案及措施试设计可行的生物修复方案及措施 1 生物修复是微生物催化降解 转化污染物 从而消除污染的一个受控或自发的过程 2 生物修复技术 通过 接种微生物 添加营养物 N P 提供电子受体 O2 H2O2 NO3 提供共代谢物 CH4 提高生物可 利用性 表面活性剂 添加生物降解促进剂等措施和方法提高生物降解速率 已达到生物修复的效果 一 微生物对污染物的降解与转化 1 生物降解 biodegradation 是微生物对物质 特别是环境污染物 的分解作用 生物降解是生态系统物质循环过程中的重要 一环 污染物降解是当前生物降解的主要课题 2 降解反应 污染物降解反应是酶促反应 二二 微生物在生态系统中的地位怎样微生物在生态系统中的地位怎样 1 微生物是有机物的主要分解者 微生物最大的价值也在于其分解功能 动物和植物残体等复杂有机物质 无机物 初级生产者 2 微生物是物质循环中的重要成员 微生物参与所有的物质循环 大部分元素及其化合物都受到微生物的作用 在一些物质的循环中 微生物是主要的成员 起主要 作用 CO2 而一些过程只有微生物才能进行 有的是循环中的关键过程 起关键作用 固氮 硝化 3 微生物是生态系统中的初级生产者 光能营养和化能自养微生物是生态系统的初级生产者 它们积累下来的能量可以在食物链 食物网中流动 4 微生物是物质和能量的贮存者 在土壤 水体中有大量的微生物生物量 贮存着大量的物质和能量 5 微生物在地球生物演化中的作用 微生物是最早出现的生物体 并进化成后来的动 植物 藻类的产氧作用 改变大气圈中的化学组成 为后来动 植物出现打下 基础 三三 简述极端环境下微生物的类型及其生物学意义简述极端环境下微生物的类型及其生物学意义 举例说明其开发应用价值举例说明其开发应用价值 1 嗜热微生物 2 嗜冷微生物 3 嗜酸微生物 4 嗜碱微生物 5 嗜盐微生物 6 嗜压微生物 有 3 个方面的研究意义 1 开发利用新的微生物资源 包括特异性的基因资源 2 为微生物生理 遗传和分类乃至生命科学及相关学科许多领域 如 功能基因组学 生物电子器材等的研究提供新的课题和材 料 3 为生物进化 生命起源的研究提供新的材料 第八章 病 毒 病毒的复制病毒的复制 replication 病毒感染敏感宿主细胞后 病毒核酸进入细胞 通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质 然后由这些新合成的病毒组分装配 assembly 成子代毒粒 并以一定方式释放到细胞外 病毒的这种特殊繁殖方式称做复制 replication 溶源性噬菌体溶源性噬菌体 lysogenic phage P183 溶源性细菌溶源性细菌 lysogenic bacteria 病毒效价病毒效价 单位体积病毒悬液中含有的感染性病毒粒子数 通常以噬斑 蚀斑 形成单位 PFU ml 表示 病毒学病毒学 virulogy 研究病毒 virus 的本质及其与宿主的相互作用的科学 是微生物学的重要分支学科 病毒病毒 为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物 它的 DNA或 RNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化 encapsidation 噬斑噬斑 plague 噬菌体经过适当稀释接种细菌平板 经过培养 在细菌菌苔上可形成圆形透明区域 即噬斑 形成的噬菌斑可用 于噬菌体计数 蚀斑蚀斑 病毒可在培养的细胞单层上形成肉眼可见的局部病损区域 即蚀斑 plaque 或称空斑 壳体或衣壳壳体或衣壳 capsid 包围着病毒核酸的蛋白质外壳 由蛋白质亚基按对称的形式 有规律地排列而成 是病毒毒粒的基本结构 壳体结构类型壳体结构类型 螺旋对称壳体 二十面体对称壳体 双对称结构 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 8 螺旋对称壳体螺旋对称壳体 亚基有规律地沿着中心轴 核酸 呈螺旋排列 进而形成高度有序 对称的稳定结构 二十面体对称壳体二十面体对称壳体 蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列 进而形成一个封闭的蛋白质的鞘 以二十面体容积 为最大 能包装更多的病毒核酸 双对称结构双对称结构 典型例子是有尾噬菌体 tailed phage 其壳体由头部和尾部组成 包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称 尾 部呈螺旋对称 病毒特点病毒特点 病毒是一类既具有化学大分子化学大分子属性 又具有生物体基本特征生物体基本特征 既具有细胞外的感染性颗粒形式感染性颗粒形式 又具有细胞内的繁殖性繁殖性 基因形式基因形式的独特生物类群 1 不具有细胞结构 具有一般化学大分子的特征 2 一种病毒的毒粒内只含有一种核酸 DNA或者 RNA 3 大部分病毒没有酶或酶系极不完全 不含催化能量代谢的酶 不能进行独立的代谢作用 4 严格的活细胞内寄生 没有自身的核糖体 没有个体生长 也不进行二均分裂 必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制 形成 子代 5 个体微小 在电子显微镜下才能看见 6 对大多数抗生素不敏感 对干扰素敏感 一一 病毒结构蛋白的主要生理功能有哪些病毒结构蛋白的主要生理功能有哪些 1 构成蛋白质外壳 保护病毒核酸免受核酸酶及其它理化因子的破坏 2 决定病毒感染的特异性 与易感细胞表面存在的受体具特异性亲和力 促使病毒粒子的吸附和入侵 3 决定病毒的抗原性 能刺激机体产生相应的抗体 4 构成毒粒酶 参与病毒对宿主细胞的入侵 如溶菌酶等 或参与病毒复制过程中大分子的合成 如逆转录酶等 一般来说 病毒是不具酶或酶系极不完全的 所以一旦离开宿主就不能独立进行代谢和繁殖 二二 试结合一步生长曲线分析病毒复制的特点试结合一步生长曲线分析病毒复制的特点 并与细菌生长曲线进行比较并与细菌生长曲线进行比较 病毒感染敏感宿主细胞后 病毒核酸进入细胞 通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质 然后由这些新合成 的病毒组分装配 assembly 成子代毒粒 并以一定方式释放到细胞外 病毒的这种特殊繁殖方式称做复制 replication 1 用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞 2 数分钟后 加入抗噬菌体的抗血清 中和未吸附的噬菌体 3 将上述混合物大量稀释 终止抗血清的作用和防止新释放的噬菌体感染其它细胞 建立同步感染 4 保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价 对噬菌体含量进行计数 5 以感染时间为横坐标 病毒的感染效价为纵坐标 绘制出病毒特征性的繁殖曲线 噬菌体复制 繁殖 的三个阶段三个阶段 1 吸附期 游离的噬菌体吸附到宿主细胞 2 潜伏期 从噬菌体吸附到细胞 到释放出新噬菌体的最短时期 3 裂解期 随着菌体不断破裂 新噬菌体数目增加 直到最高值 复制周期复制周期 replicative circle 或称复制循环或称复制循环 自病毒吸附于细胞开始 到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程 病毒的复制循环包括五个时期五个时期 吸附 侵入 脱壳 病毒大分子的合成 装配与释放 另另 t 一步生长曲线 以感染时间为 横坐标 病毒的感染效价为纵 坐标 绘制出病毒特征性的繁 殖曲线 噬菌体复制 繁殖 的三个阶段 1 吸附期 游离的噬菌体吸附到宿主细胞 2 潜伏期 从噬菌体吸附到细胞 到释放出新噬 菌体的最短时期 3 裂解期 随着菌体不断破裂 新噬菌体数目增 加 直到最高值 生长曲线生长曲线 Growth Curve 细菌接种到定量的液体培养基中 定时取样测 定细胞数量 以培养时间为横座标 以菌数为纵座标作图 得到的一条反 映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线 一条典型的生长曲线至少可以分为 迟缓期 对数期 稳定期和衰亡期等四 个生长时期 迟缓期迟缓期 Lag phase 将少量菌种接入新鲜培养基后 在开始一段时间内菌 数不立即增加 或增加很少 生长速度接近于零 也称延迟期 适应期 调整期 迟缓期的细菌细胞体积最大 对数生长期对数生长期 Log phase 生长和分裂速率最大 细菌数量呈对数增加 生 长一致 代时短 是研究微生物代谢的良好材料 生产上用作发酵种子 使发酵的迟缓期缩短 提高经济效益 稳定生长期稳定生长期 Stationary phase 由于营养物质消耗 C N 比失调 生长因 子耗尽 代谢产物积累和 pH 等环境变化 逐步不适宜于细菌生长 导致生 长速率降低直至零 即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数 此时培养液中 活细菌数最高并维持稳定 衰亡期衰亡期 Decline 或或 Death phase 营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积 累 细菌死亡速率超过新生速率 整个群体呈现出负增长 该时期死亡的 细菌以对数方式增加 但仍有部分活菌存在 微生物课件后思考题及答案 version2 0 内部码 5 0 9 第九章 微生物遗传 质粒质粒 plasmid 一种独立于染色体外 能进行自主复制的细胞质遗传因子 主要存在于各种微生物细胞中 吖啶类染料 高温 某 些离子作用可消除质粒 类型 致育因子 Fertility factor F 因子 抗性因子 Resistance factor R 因子 产细菌素的质粒 Bacteriocin production plasmid 毒性质粒 virulence plasmid 代谢质粒 Metabolic plasmid 隐秘质粒 cryptic plasmid 操纵子操纵子 operon 是一个结构上 功能上协同作用的整体 受同一调节基因和启动区的调控 包括启动子 操作子和结构基因 遗传物质的实验证据遗传物质的实验证据 1 Griffith 的转化实验 2 T2 噬菌体的感染实验 3 TMV 病毒拆分重建实验 一一 常见的微生物突变类型有哪些常见的微生物突变类型有哪些 1 营养缺陷型 auxotroph 一种缺乏合成其生存所必须的营养物 包括氨基酸 维生素碱基等 的合成能力的突变型 只有从周 围环境获得这些营养或其前体物才能生长 表型判断的标准 在基本培养基上能否生长 特点 在选择培养基 一般为基本培养基 上不生长 负选择标记 突变株不能通过选择平板直接获得 2 抗药性突变型 resistant mutant 基因突变使菌株对某种或某几种药物 特别是抗生素 产生抗性 特点 正选择标记 突变株可直接从抗性平板上获得 3 条件致死突变型 conditional lethal mutant 在某一条件下具有致死效应 而在另一条件下没有致死效应的突变型 常用的条件 致死突变是温度敏感突变 用 ts temperature sensitive 表示 这类突变在高温下 如 42 是致死的 在低温 如