微生物课后练习题.doc

第一章古菌域Archaea细菌域Bacteria真核生物域Eukarya1.试述微生物学在生命科学中的重要地位。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。2.简述微生物与制药工程的关系。第二章菌毛fimbria性丝sexpilus pili芽孢spore endospore孢子丝 sporophore1. 比较革兰氏阳性菌G+与革兰氏阴性菌G-细胞壁结构，并说明革兰氏染色的原理。类别革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌主要成分肽聚糖、磷壁酸肽聚糖、脂多糖肽聚糖层数、壁厚度20，20-80nm2-3，10-15nm外膜无有孔蛋白无有周质空间窄宽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程度致密，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，使其保持蓝紫色。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，在番红等红色染料复染，就使G-细菌呈淡红色，而G+细菌则仍保留最初的蓝紫色。2. 试述几种细菌细胞壁缺损型的名称及其应用价值。L型细菌：可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。原生质体：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。球状体：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。支原体：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，即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。3. 依据鞭毛的数目和着生位置不同，可将鞭毛菌分为哪几种类型？一端单毛菌（铜绿假单胞菌）；一端丛毛菌（荧光假单胞菌）；两端鞭毛菌（蛇形水螺菌）；周生鞭毛菌（大肠杆菌）；侧生鞭毛菌（反刍月形单胞菌）4. 细菌细胞中的哪些物质具有抗原作用？这些物质存在于哪些结构中?蛋白质、糖蛋白都具有抗原性；细菌的糖被，即荚膜是其具有毒性的原因存在于细胞膜外侧。5. 试就作用靶物质、作用机制、作用结果和作用对象等方面比较溶菌酶与青霉素对细菌细胞壁的作用。溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶，是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的-1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失活。因此，该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。青霉素是通过抑制细菌细胞壁四肽侧链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作用。青霉素的结构与细胞壁的成分粘肽结构中的D-丙氨酰-D-丙氨酸近似，可与后者竞争转肽酶，阻碍粘肽的形成，造成细胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏障，对细菌起到杀灭作用。其对革兰阳性菌有效，由于革兰阴性菌缺乏五肽交连桥而青霉素对其作用不大。第三章酵母菌yeast芽殖 budding菌丝hypha(e)1.霉菌可形成哪几种无性孢子。分生孢子、节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子2.霉菌有哪几种有性孢子，它们和主要分类学意义？卵孢子、接合孢子、子囊孢子3.试列表说明真核微生物与原核的主要区别。两者间的相似之处又有哪些方面？1.细胞核：原核：无完整细胞核结构，只有裸露的核区，有一条染色体;真核：有完整细胞核结构，有核膜包裹，有核仁，核质；有多条染色体存在，DNA与组蛋白结合成聚合物.2.细胞膜：原核：细胞膜形成大量褶皱，向内陷入细胞质中，折叠形成管状、层状或囊状的中间体.真核：细胞膜不内陷，细胞质中有各种细胞器。3.核糖体：原核：核糖体较小，沉降系数为70S；蛋白质合成中，DNA的转录和转译是在细胞质中进行的。真核： 核糖体较大，沉降系数为80S；蛋白质合成中，DNA的转录是在细胞核中进行的，转译是在细胞质中进行的。4.繁殖方式：原核：无性的二分分裂繁殖；真核：无性繁殖和有性繁殖兼而有之。此外还有一些其他不同点，例如细胞形态，大小，细胞壁成分等等相似点：都具有质膜，都具有相似的遗传信息储存和传递系统等等。4.根据你的日常生活知识，列表说明酵母菌与霉菌在工农业上的应用。酿酒酵母酿酒、制面包、提取核酸等。粟酒裂殖酵母发酵、产酒热带假丝酵母石油蛋白生产的重要菌株青霉产青霉素、产纤维素酶曲霉产淀粉酶、蛋白酶等及有毒的黄曲霉素毛霉产蛋白酶、制豆腐、制豆豉等5.试比较原核细胞细胞膜和真核细胞细胞膜的功能。他们功能的相同点：渗透屏障功能；物质运输功能；参与膜脂、细胞壁各种组分以及糖被的合成。不同点：后都的细胞膜不参与产能代谢；不参与DNA复制与子代的分离；不提供鞭毛的着生位点。6.酵母菌和霉菌的哪些物种或菌株常作为研究的模式生物和工业生产用菌株，为什么？近年来对它们的研究有哪些进展，试列表34个例证说明。常用的有：酿酒酵母、粟酒裂殖酵母、热带假丝酵母、青霉、曲霉、毛霉等。原因：酵母菌具有易培养、世代时间短，各个生长阶段的细胞易于获得等特性，所以成为研究真核生物遗传学，基因工程中表达的外源蛋白，研究基因功能的首选模式生物。霉菌分布广，有些具有分解各种复杂有机物的作用，具有很高的蛋白质分泌能力等是真菌遗传学的模式菌。进展：1.酵母基因组分分析与药物作用靶点研究。如：找到了羊毛固醇合成酶是抗心血管药物的作用靶点。2.酵母表面展示技术。如：同时展示3种纤维素水解酶的酵母在直接利用纤维素发酵方面具有应用价值。3.虫生真菌分子致病机制。如：在绿僵菌中已克隆到参与降解昆虫体壁蛋白的类枯草杆菌蛋白酶。第四章毒粒viron温和噬菌体temperate phage烈性噬菌体virulent phage1.什么是病毒？什么是亚病毒因子，病毒与其他生物的主要区别是什么？病毒是含一种核酸（DNA或RNQ），专性活细胞内寄生，只能依靠宿主细胞的代谢系统完成核酸的复制和蛋白质的合成，经装配后增殖，又能在细胞外以无生命的大分子状态存在的非细胞型生物。亚病毒因子是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核酸，能够浸染动植物的微小病原体。主要区别是病毒无完整细胞结构，含单一核酸（DNA或RNA）型；病毒寄生在活细胞中，掠夺别人的营养生存,危害大，如艾滋病病毒,生存在人体免疫细胞,破坏人体自身保护。2.病毒壳体有哪几种对称类型？试举例说明.1）螺旋对称型壳体（烟草花叶病毒）2）二十面体对称型壳体（腺病毒）3）复合对称型壳体（T4噬菌体）3.以噬菌体为例，说明病毒的增殖过程。吸附、侵入、复制、组装、释放。4.比较烈性噬菌体与温和噬菌体的不同。烈性噬菌体是感染宿主细胞后，进入裂解途径，破坏宿主细胞原有遗传物质，合成大量的自身遗传物质和蛋白质并组装成子噬菌体，最后使宿主裂解的一类噬菌体。而温和噬菌体感染宿主细菌后不引起细菌裂解而与宿主细胞建立共生关系并随细菌繁殖传给细菌后代。5.溶源性细菌有哪些特点？溶源性细菌如何检出？1）具有遗传的、产生原噬菌体的能力。2）裂解。在某些情况下，由于原噬菌体脱离整合状态转入裂解性周期增殖。3）免疫性。溶源性细菌对赋予其溶源性的噬菌体及相关的噬菌体有免疫性。4）复愈.经过诱发裂解后存活一来的细菌中，有些会失去原有的原噬菌体而“复愈”。5)溶源性转变。细菌因温和噬菌体感染溶源化时获得的新性状。6）局限性转导。一般可以将少量待测菌与大量敏感性指示菌混合，涂布于琼脂平板上。培养一段时间后，溶源菌可以长出菌落。有出现周围有透明圈的特殊噬菌斑的中间就是溶源菌小菌落。6.病毒鉴定的方法有那些？噬菌斑、蚀斑和感染病灶、坏死斑、血凝现象及干扰现象、细胞病变效应、电镜技术等。7.在发酵生产过程中，防止因噬菌体感染引起的“倒罐”的措施有哪些？不使用可疑菌种、严格保持环境卫生、注意通风质量、不断筛选抗噬菌体菌种并轮换生产菌种、确立防重于治的观念。8.病毒在实践上有哪些应用？通过噬菌体展示技术可以筛选和改造功能性多肽；E.coli的噬菌体常作为原核生物基因工程；SV40、花椰菜花叶病毒等也分别作为动物、植物基因工程载体被广泛应用；T4噬菌体产生的T4DNA连接酶等是进行遗传操作重要的工具酶。第五章腐生saprophytism寄生parasitism1. 试述供给微生物营养的6种主要营养要素物质及其生理作用。微生物的营养物质有六大类要素，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水碳源：微生物细胞中的许多成分都是由碳元素构成的，同时碳源又为微生物提供能量，供它们运动和进行各项生命活动。能被各种微生物利用的碳源种类极其多样，从简单的无机含碳化合物如二氧化碳、碳酸盐等到比较复杂的有机物（糖类、醇类、酸类等），更为复杂的有机大分子如蛋白质、核酸等，都能被微生物作为碳源分解利用，甚至连石油以及对一般生物有毒的腈化合物、二甲苯、酚等也能被一些微生物用作碳源。氮源：氮源给微生物提供生长繁殖时合成原生质和细胞其它细胞结构的原材料。能源：能源是提供微生物生命活动所需能量的物质。例如太阳光的光能就是许多可以进行光合作用的细菌的直接能源。自然界中的不少物质，如葡萄糖、淀粉等，既可作为碳源，又可作为能源；蛋白质对于某些微生物来说，是具有碳源、氮源和能源三种功能的营养源。无机盐：人需要吃盐、补钙，庄稼需要用草木灰补充钾。象高等生物一样，微生物的生命活动中，除了需要碳源、氮源和能源之外，还需要其它元素，例如硫、磷、钠、钾、镁、钙、铁等元素，还需要某些微量的金属元素，诸如钴、锌、钼、镍、钨、铜等。生长因子：人和动物需要维生素，许多微生物也需要维生素。维生素是微生物自身不能合成的微量有机物质，它们对微生物生命活动也是不可缺少的。例如酵母菌和乳酸细菌必需由外界提供才能够生长或生长良好。水：同一切生物一样，微生物的营养中不可缺少水。水是微生物细胞的主要化学组成之一。生命活动基本上是通过一系列化学反应实现的，这些化学反应绝大多数是在水中进行的。细胞内外物质的交换，通常也是溶解在水中进行的；水还可以维持生命大分子例如核酸、蛋白质的分子结构稳定性；水还可以参与体内的化学反应例如水解、水合反应等。2.什么是生长因子，它包括哪些物质？是否任何微生物都需要生长因子？如何满足微生物对生长因子的要求？3.营养物质进入微生物细胞的方式主要有几种？试比较它们的异同。4.何谓培养基？制备培养基的基本原则是什么？5.什么是选择培养基和鉴别培养基？它们在微生物学工作中有何重要作用性？试各举一例，并分析其原理。6.为什么必须调节培养基的pH？常用来调节培养基的物质有哪些？7.如果从自然界选育不同微生物类群或具有不同特性的微生物菌株时，你如何根据在这一章学到的知识去选用及制备不同的培养基？第六章终产物阻遏end-product repression分解代谢产物阻遏catabolite repression1.什么是发酵？什么是呼吸？两者主要的区别是什么?2.什么是Stickland反应？举例说明。3.酶活力调节的特点是什么？它主要是通过什么方式来调节?4.说明次级代谢及其特点，如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷的调节机制来提高抗生素的产量？5.如何利用代谢调控提高微生物发酵产物的产量？6.试述微生物发酵在工业中所占的重要地位，并列表指出工业生产中的重要微生物代谢产物。7.微生物的次生代谢产物有哪些，对人类活动有何重要意义？第七章灭菌sterilization消毒 disinfection除菌degerming抑菌剂bacteria inhibitor1.什么是纯培养？什么是混合培养？纯培养如何获得？2.医务室常备的红药水、紫药水和碘酒的基本成分是什么，其杀菌机制是什么？3.下列物品各选用什么方法灭菌?试说明理由？培养基 玻璃器皿 室内空气 酶溶液 动物血清4.填写下表：杀菌方法使用温度/作用时间应用举例巴斯德消毒法烘箱热空气法高压蒸汽锅法5.试说明微生物在不同温度、pH条件下的生理基础。6.为什么不能滥用抗生素，你能说出哪些理由？7.请阅相关资料，了解中药制剂和食品工业灭菌技术及其发展。8.试分析影响微生物生长的主要因素及其主要原理。第八章转化 transformation转导 transduction质粒 plasmid原生质体融合protoplast fusion基因工程genetic engineering1.试述历史上证明核酸是遗传物质的3个著名实验，为何均选择了微生物作为研究对象？2.试说明遗传物质在细胞中的存在形式.3.试述常见的质粒及其主要特点。4.试比较普遍性转导和局限性转导的异同。5.试述原生质体的制备、再生和融合过程，以及融合子的检出和鉴定方法。6.何谓菌种退化和复壮。7.工业微生物对菌种的要求。8.如何把分子生物学的研究方法应用于微生物的育种工作中？第九章共生（mutualism）：两种微生物紧密生活在一起，彼此依赖，生理上相互分工协作，有的达到了难以分离的程度。互生（synergism metabiosis）：两种可以单独生活的生物共处于一个生境时，可以形成松散的联合与合作，从而形成对双方有利，或者利于一方而另一方无害的关系。寄生（parasitism）：一种小型生物在另一种较大型生物的体内或体表，从中获取营养并进行生长繁殖，对宿主产生危害的现象。颉颃（antagonism）：一种微生物通过产生某种特殊的代谢产物或改变环境条件来抵制或杀死另一种微生物的现象。竞争（competition）：两种生物处于一个生境时，相互争夺有限的营养和空间，结果使两种生物的成长与繁殖均受到抑制。1. 为什么说土壤是微生物的“天然培养基”？1） 动物的活动、植物和微生物的残体及其分解产物，向土壤释放了大量的有机物，从而为微生物的生长提供了良好的碳源、氮源和能源。2） 岩石风化过程中释放出的矿质元素，提供了微生物生长所需的大量和微量矿质元素。3） 土壤的团粒结构内部含有适宜的水分和可以在颗粒间流动的空气，能够满足好氧、兼性和厌氧微生物的生长。4） 不同类型的土壤pH有较宽幅度的变化，与大多数微生物生长的最pH范围接近。5） 土壤温度会随气候与季节的变化而变化，但是变化幅度远低于气温的变化。6） 土壤渗透压与微生物细胞的渗透压相近。2. 在微生物的生物环境中存在哪些类型的关系？举例说明。共生、互生、寄生、颉颃、竞争、捕食共生：地衣（真菌和藻类的共生体）、根瘤菌与豆科植物。互生：纤维素分解菌与好氧性自生固氮菌。寄生：胃肠道的幽门螺杆菌。颉颃:酵母菌发酵产生乙醇，抑制其它微生物的生长。竞争:韦氏红硫菌与酒色红硫菌（光照时间大于黑暗时间时，酒色硫细菌占优势；反之亦然）捕食:原生动物吞食藻类。3. 谈谈你对微生物资源特点及开发的认识。4. 研究极端微生物有什么意义？第十二章模式菌株(type strain):在给某真菌、细菌定名，分类作记载和发表时，为了使定名准确和作为分类概念的准则，以纯粹活菌（可繁殖）状态所保存的菌种。亚种(subspecies, subsp., ssp.):在一个种内，根据少数几个稳定的变异特征可根据遗传性状区分成小群，从而把一个种分成两个或两个以上的小群，这些小的分类单位称为亚种。1. 什么是种，什么是菌株，种以下的分类单元有哪些？种是微生物分类的基本单元，是显示高度相似性，亲缘关系极其接近，与其他种有明显差异的一群菌株的总称。菌株又称品系，一个菌株是由一个单细胞繁衍而来的克