《微生物学教程》(第二版)周德庆__课后答案[1].

1 微生物教程课后答案 周德庆 第一章 2009 10 22 19 45 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 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 50 5 13 100 2 0 250 2 0 50 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 RNADNA 和 RNADNA 和 RNA DNA 和 RNADNA 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 2 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 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 占细胞壁干重的 成分 G 细菌G 细菌 肽聚糖含量很高 50 90 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 图示如下 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 form of bacteria 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 3 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 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 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 cell experiment 是 1974 年 美国学者西佛 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 4 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 5 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 微生物教程课后答案 周德庆 第二章 第二章真核微生物的形态 构造和功能第二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 6 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 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 Sacharomyces cerevisiae 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 Neurospora crassa 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 孢子名称数量外或内 生 其他 特点 实例外形 孢囊孢子多内水生根霉 近圆形 7 型有鞭毛毛霉 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 8 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 autolytic enzyme 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 微生物教程课后答案 周德庆 第三章 2009 10 22 19 49 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 9 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 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 微生物教程课后答案 周德庆 第四章 2009 10 22 19 50 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 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 类型 元素水平 化合物水平 培养基原料水平 有机碳 C H O N X 复杂蛋白质 核酸等 牛肉膏 蛋白胨 花生饼粉等 C H O N 多数氨基酸 简单蛋白质等 一般氨基酸 明胶 等 C H O 糖 有机酸 醇 脂类等 葡萄糖 蔗糖 各种淀粉 糖蜜等 10 C H 烃类 天然气 石油及其不同馏份等 无机碳 C O 二氧化碳 二氧化碳 C O X 碳酸盐等 白垩 碳酸氢钠 碳酸钙等 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 N C H O X 复杂蛋白质 核酸等 牛肉膏 酵母膏 饼粕粉 蚕蛹 粉等 N C H O 尿素 一般氨基酸 简单蛋白质等 尿素 蛋白胨 明胶 等 无机氮 N H 氨 铵盐等 硫酸铵等 N O 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 C4 C6 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 11 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 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 12 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 微生物教程课后答案 周德庆 第五章 2009 10 22 19 51 第五章 名词解释 不不 产产 氧氧 光光 合合 作作 用用 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 发发 酵酵 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 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 呼呼 吸吸 作作 用用 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 无无 氧氧 呼呼 吸吸指 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 有有 氧氧 呼呼 吸吸 指 以 分 子 氧 作 为 最 终 电 子 受 体 的 氧 化 作 用 生生 物物 氧氧 化化 生 物 体 中 有 机 物 质 氧 化 而 产 生 大 量 能 量 的 过 程 13 光光 合合 磷磷 酸酸 化化 光 合 磷 酸 化 是 指 光 能 转 变 为 化 学 能 的 过 程 合合 成成 代代 谢谢 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 分分 解解 代代 谢谢 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 产产 能能 代代 谢谢 微 生 物 通 过 呼 吸 或 发 酵 作 用 分 解 基 质 产 生 能 量 的 过 程 耗耗 能能 代代 谢谢 微 生 物 在 合 成 细 胞 大 分 子 化 合 物 时 消 耗 能 量 ATP 的 过 程 环环 式式 光光 合合 磷磷 酸酸 化化在 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 初初 级级 代代 谢谢 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 初初 级级 代代 谢谢 产产 物物 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 次次 级级 代代 谢谢 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 次次 级级 代代 谢谢 产产 物物 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 电电 子子 传传 递递 磷磷 酸酸 化化 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 14 氧氧 化化 磷磷 酸酸 化化 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 巴巴 斯斯 德德 效效 应应 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 底底 物物 水水 平平 磷磷 酸酸 化化 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 1 比 较 红 螺 菌 与 蓝 细 菌 光 合 作 用 的 异 同 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 2 合 成 代 谢 所 需 要 的 前 体 物 有 哪 些 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 3 试 述 分 解 代 谢 与 合 成 代 谢 的 关 系 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 4 试 述 初 级 代 谢 和 次 级 代 谢 与 微 生 物 生 长 的 关 系 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 15 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 5 试 述 磷 脂 的 生 物 合 成 过 程 6 合 成 代 谢 所 需 要 的 小 分 子 碳 架 有 哪 些 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 7 微 生 物 的 次 生 代 谢 产 物 对 人 类 活 动 有 何 重 要 意 义 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 8 以 金 黄 色 葡 萄 球 菌 为 例 试 述 其 肽 聚 糖 合 成 的 途 径 9 试 述 初 级 代 谢 和 次 级 代 谢 与 微 生 物 生 长 的 关 系 10 试 述 细 菌 合 成 脂 肪 酸 的 过 程 细 菌 合 成 脂 肪 酸 经 过 以 下 的 反 应 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 16 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 NADPH2 2 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 11 试 述 磷 脂 的 生 物 合 成 过 程 12 微 生 物 的 次 生 代 谢 产 物 对 人 类 活 动 有 何 重 要 意 义 13 以 金 黄 色 葡 萄 球 菌 为 例 试 述 其 肽 聚 糖 合 成 的 途 径 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 17 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 五 问答题 1 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 还 原 力 由 EM 途 径 HMP 途 径 ED 途 径 TCA 途 径 产 生 2 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 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 3 试 述 多 糖 的 合 成 过 程 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 4 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 TCA 循 环 可 提 供 GTP NADH2 NADPH2 FADH2 小 分 子 碳 架 a 酮 戊 二 酸 乙 酰 CoA 琥 珀 酰 CoA 烯 醇 式 草 酰 乙 酸 18 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 ED 途 径可 提 供 ATP NADH2 NADPH2 小 分 子 碳 架 6 P 葡 萄 糖 3 P 甘 油 酸 PEP 丙 酮 酸 5 举 例 说 明 微 生 物 的 几 种 发 酵 类 型 微 生 物 的 发 酵 类 型 主 要 有 以 下 几 种 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 6 比 较 呼 吸 作 用 与 发 酵 作 用 的 主 要 区 别 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 8 试 述 E coli 细 胞 中 由 a 酮 戊 二 酸 合 成 谷 氨 酰 胺 的 过 程 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 19 谷 氨 酰 胺 合 成 酶 谷 氨 酸 NH3 ATP 谷 氨 酰 胺 ADP Pi 微生物教程课后答案 周德庆 第六章 2009 10 22 19 52 第六章 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 20 微好氧菌 是一类只能在较低氧分下 1 3000 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 有氧情况下不能生存 超氧阴离子自由基 活性氧的形式之一 带负电荷 性质不稳定 化学反应能力强 可破 坏重要生物大分子和各种膜结构 对生物体有毒害作用 超氧化物歧化酶 SOD 一切好氧微生物和耐氧微生物含有的可使剧毒的超氧阴离子自 由基变为过氧化氢的酶 PRAS 培养基 预还原无氧灭菌培养基 一种适合培养严格厌氧菌的高度无氧 还原性强 并经灭菌后的培养基 厌氧罐 一种培养厌氧菌的圆柱型的密闭罐 内放钯催化剂和厌氧度指示剂 经抽气换气 法或内源性产气袋充以氮气 氢气 二氧化碳或仅充氢气和二氧化碳后 利用钯催化剂在常温 下使罐内残余的氧气与氢气结合成水 从而达到无氧状态 亨盖特滚管技术 一种称为滚管的试管壁上培养严格厌氧菌的装置 包括制备高纯氮 以 氮驱氧 制作滚管和无氧培养等技术 厌氧手套箱 一种用于操作 培养和研究严格厌氧菌用的箱形装置 其内充满氮气 二氧 化碳和氢气气体 有两个塑料手套用于操作 箱内设有接种 除氧和培养等设备 摇瓶培养 一种培养好氧微生物的实验室用常规装置 一般是把微生物接种入装有少量培 养液的三角瓶中 用纱布包裹瓶口 以利通气和严防杂菌进入 然后把它放在摇床上作有节奏 的振荡 以不断提供氧气 曲 是一类