微生物思考题（三）

1、微生物复习思考题（三）1.什么是定向育种，如何在生产中应用？ 定向育种是指在某一特定条件下，长期培养某一微生物菌群，通过不断转接传代以积累其自发突变，并最终获得优良菌株的过程。2. 什么是诱变育种，结合微生物试验课的内容，物理诱变的原理及注意事项。 诱变育种是通过人工方法处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的优良菌株选育出来的过程。 物理诱变的原理：通过紫外线，x射线和射线，快中子，激光和热的处理，使突变加速产生。注意事项：1.选择起始菌株时注意选取具有有利性状的菌株，以及对诱变剂的敏感性2.敏感期和合适对象的选择3.诱变剂要选取有效诱变剂，通常两种交替使用，诱

2、变剂多致癌，使用小心4.诱变剂使用量要注意，高剂量可能负突变率高，偏低的剂量中正突变率高3.诱变育种的原则和营养型缺陷的筛选？ 原则：出发菌株的挑选；敏感期和合适对象的选择；诱变剂的选择；诱变剂量的选择；初筛；复筛。 营养缺陷型：指某一菌株在诱变后丧失了合成某种营养成分的能力，主要是合成维生素，氨基酸及嘌呤，嘧啶的能力，使其在基本培养基中不能正常生长，而必须在此培养基中加入相应物质才能生长的突变体。 筛选方法：中间培养，淘汰野生型，营养缺陷型检出（点种法，夹层检出法，限量补充培养基检出法，影印法），营养缺陷型鉴定（缺陷营养类别的确定，缺陷营养因子的确定）。4.什么是基因工程，基因工程中的酶学及

3、简要操作过程？ 基因工程：指用人工合的方法，通过体外基因重组和载体的作用，使新构建的遗传物质组合进入新个体，并在新个体中得以稳定地遗传和表达的过程。 基因工程中的酶：限制性核酸内切酶，限制性核酸外切酶，反转录酶和连接酶。 操作过程：获目的基因；体外重组；载体传递；选择或筛选。（250页）5.什么是合成生物学，什么是菌种退化和复壮及菌种保藏的原来喝方法？ 合成生物学：通过设计和构建自然界中不存在的人工生物系统，以解决人类社会的重要问题。包括：一，设计和构建新的生物零件，组件和系统；二，对现有的，天然存在的生物系统进行重新设计和改造，以供人类利用。 退化：指群体中退化细胞在数量上占一定数值后，表现

4、出菌种生产性能下降的现象。 复壮：因为在退化的菌种中仍有一些保持原有菌种特性的细胞，故有可能采取一些相应措施，使这些细胞生长、繁殖，以更新退化的菌株，称之为菌种的复壮。 原理：人为地创造合适的环境条件，使微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。这些人工环境主要从低温、干燥、缺氧三方面设计。 常用方法：斜面保藏法，液体石蜡覆盖保藏法，载体保藏法 ，悬液保藏法， 寄主保藏法，冷冻干燥保藏法，液氮保藏法6.谈谈淡水生境，海水生境的微生物？（265） 淡水区域的自然环境多靠近陆地，因此，淡水中的微生物主要来源于土壤、空气、污水或死亡腐败的动植物尸体等。 海水由于有机质的含量低，盐分较高，大部

5、分海水温度较低，而且在深海处有很高的静水压等影响，使能在其中发展的微生物受到一定的限制。但海水内仍有一定种类和数量的微生物存在，如嗜盐菌等。化能自养菌多为硝化细菌微生物在海水中的垂直分布一般规律为：表层主要是好氧性异养菌，低层水体中，主要是厌氧腐生及硫酸还原菌，两层之间紫硫菌较多。在010米深的海水中，菌数较少，藻类和原生动物占较大比例，1050米的海水中，菌数逐渐增加，50米以下，菌数逐渐减少，200米以下，菌数更少，在海底沉积物上，存在大量的微生物。7. 谈谈人体和工农业产品中的微生物？ 人体：集体在健康情况下与外界隔绝的组织和体液是不含菌的。在正常情况下生活健康个体各部分的微生物数量和种

6、类相对稳定，且对机体是有益而无害的，称为正常菌群。 工农业：主要有曲霉属，青霉属和链孢霉属8什么是竞争，互生，共生、拮抗？ 竞争：竞争关系是生活在一起的两种微生物，为了生长争夺有限的同一营养或其他共同需要的养料，其中最能适应特殊环境的那些种类将占优势。 互生：是指两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式。 共生：是指两种生物共居在一起，相互分工协作、甚至达到难分难解、合二为一的一种相互关系。一旦彼此分离两者就不能很好地生活。地衣是微生物间共生的典型例子，它是真菌和藻类的共生体。 拮抗：指一种微生物在其生命活动过程中，产生某种代谢产物

7、或改变环境条件，从而抑制其他微生物的生长繁殖，甚至杀死其他微生物的现象。9.微生物在氮素循环中的作用？ 固氮作用，同化作用，氨化作用，硝化作用，异化硝酸盐还原与反硝化作用10.微生物对污染物是如何降解与转化的？1. 农药（细菌、放线菌、真菌）主要通过：脱卤作用、脱烃作用、对酚、胺、脂的水解作用、氧化作用、还原作用以及环裂解、缩合等方式把化学农药的分子结构改变2. 烃类化合物主要途径：单末端氧化、双末端氧化、近末端氧化3. 其他有机化合物的微生物降解与转化一些有机化合物如：表面活性剂、多氯联苯、氰等微生物对重金属的转化 自然界存在多种重金属，例如，汞、砷、铅、镉、铬等，这些重金属并非生物生活所必

8、需，但达到一定浓度时，会对生物产生抑制和致死作用。微生物虽不能降解重金属，但能通过改变其存在状态，从而改变其毒性。11. 在污水处理中，微生物如何发挥作用？（一）好氧生物处理 微生物在有氧条件下，吸附环境中的有机物，并将有机物氧化分解成无机物，使污水得到净化，同时合成细胞物质。微生物在污水净化过程，以活性污泥和生物膜的主要成分等形式存在。1.活性污泥法 又称曝气法。是利用含有好氧微生物的活性污泥 ，在通气条件下，使污水净化的生物方法。该法已成为处理有机废水的最主要的方法。2.生物膜法 生物膜法是以生物膜为净化主体的生物处理法。（二）厌氧生物处理 厌氧生物处理是在缺氧条件下，利用厌氧性微生物（包

9、括兼性厌氧微生物）分解污水中有机物污染物的方法。又称厌氧消化或厌氧发酵法。因为发酵产物产生甲烷，又称甲烷发酵。此法既能消除环境污染，又能开发生物能源，所以备受人们重视。污水厌氧发酵是一个极为复杂的生态系统，它涉及多种交替作用的菌群，各要求不同的基质和条件，形成复杂的生态体系。12.什么是大肠菌群数，谈谈粪便中的肠道致病菌对水体污染？大肠菌群数是水体受过粪便污染的指标。大肠菌群数量的表示方法有两种，其一是大肠菌群数，亦称大肠菌群指数，即1L水中含有的大肠菌群数量。其二是大肠菌群值，指水样中可检出一个大肠菌群数的最小水样体积（mL）。 粪便中肠道致病菌对水体的污染是引起霍乱、伤寒等流行病的主要原因

10、。检测水体大肠杆菌群的方法有MPN法和滤膜法。13.什么是生物修复？什么是发酵，发酵的基本过程。生物修复也称生物整治、生物恢复、生态修复或生态恢复，指利用处理系统中的生物，主要是微生物的代谢活动来减少污染物的浓度或使得无害化的过程。发酵是指微生物在厌氧条件下氧化有机物，并以不完全氧化的中间代谢产物为电子受体的产能代谢过程。发酵的基本过程为：菌种培养与扩大培养基和发酵设备的灭菌发酵过程控制（pH和氧的控制）下游加工过程14.什么是抗生素，抗生素的作用机制及细菌如何产生耐药性？抗生素：微生物和其他生物产生的在低浓度抵抗它种微生物生长、寄生虫和肿瘤细胞的生长的物质。 抗生素的作用机制：抑制细胞壁的合

11、成破坏细胞膜的功能抑制蛋白质的合成。细菌耐药性是细菌产生对抗生素不敏感的现象，产生原因是细菌在自身生存过程中的一种特殊表现形式。天然抗生素是细菌产生的次级代谢产物，用于抵御其他微生物，保护自身安全的化学物质。人类将细菌产生的这种物质制成抗菌药物用于杀灭感染的微生物，微生物接触到抗菌药，也会通过改变代谢途径或制造出相应的灭活物质抵抗抗菌药物。耐药性产生的机制大致分为以下几种：1.产生灭活酶；2.改变靶部位；3.增加代谢拮抗物；4.改变通透性；5.加强主动外排系统；15什么是传染，什么是免疫，病原微生物的致病力包括哪些？传染【infection】指病原微生物侵入机体后，克服机体的防御机能，在一定部

12、位生长繁殖，引起不同程度的病理过程。免疫【immune】是机体识别和排除抗原异物的一种保护反应。在正常情况下对机体有利，在异常情况下可能对机体有损害。病原微生物的毒力或致病力主要包括一下几个方面：1抗吞噬性作用；2.病原体微生物胞外酶的致病作用（透明质酸酶、胶原酶、链激酶、血浆凝固酶、溶血素和凝血素、神经氨酸酶、磷脂酶和卵磷脂酶）；3.毒素的致病作用（外毒素和内毒素）16.免疫作用有哪些功能？免疫作用有三大功能：1.免疫保护作用 ：正常情况下，机体能排除和消灭侵入的病原微生物，称为抗传染免疫。但异常情况下则对机体有害，为超敏反应2.免疫自身稳定：排除自身在代谢过程中产生的废物和破损的细胞，从而

13、保持内环境的稳定。若此功能失调，会导致自身免疫病，如红斑狼疮3.免疫监视作用：处理一些物理、化学、病毒以及遗传等因素作用下出现突变的细胞，若此功能不足或出现异常，就会导致突变细胞的增值蔓延而形成恶性肿瘤17.有哪些免疫器官和免疫细胞，如何发挥作用。 免疫器官分为中枢免疫器官（骨髓、胸腺和法氏囊或类囊器官）和周边免疫器官（脾和淋巴结）。免疫细胞分为干细胞、淋巴细胞（T细胞、细胞毒T细胞、B细胞、NK细胞和K细胞）和抗原呈递细胞，还有其他免疫细胞（肥大细菌、树突状细胞、单核细胞和巨噬细胞等）。 如何作用可以阅读书本327331.18.激活补体的两条途径是怎么样的？ 补体系统的激活是复杂的连锁反应过

14、程，在人体天然防御机能中，普遍认为有两条激活途径。一是免疫复合物与C1q结合所启动的经典途径，又称C1激活途径。另一条则是由脂多糖（LPS）等物质直接激活C3而启动的替代途径,又称旁路激活途径。 19.什么是补体，补体的生物学作用有哪些？人和动物血清中正常存在的一组与免疫相关的并有酶活性的蛋白质，因在抗原抗体反应中，有补充抗体的能力，称为补体。一般情况下，补体在体液中以无活性的酶原状态存在，当抗原与特异性抗体结合为抗原抗体复合物时，抗体构象发生变化，暴露出补体结合位点，从而激活补体。激活后的补体攻击侵入细胞，导致细胞（细菌）溶解。生物学作用：1.溶解和杀伤细胞；2.中和病毒作用；3.趋化作用；

15、4.免疫黏附作用；5.过敏毒素作用；6.补体与凝血。20.什么是抗原、抗体，抗体IgG的结构是怎么样的？抗体的生物学作用？ 抗原【antigen，Ag】又称免疫原，是一类能被机体特异性免疫系统所识别，能刺激机体产生免疫应答并能与应答物质发生反应的物质。因此抗原物质有两种能力：一种是抗原性或免疫原性 ；另一种是反应原性。具有免疫原性和反应性的抗原称为完全抗原，具有反应性，而没有免疫原性的抗原称为半抗原。抗原的基本特性有异物性、一定的大小、一定的分子结构和特异性。 抗体【antibody，Ab】是由抗原刺激人体或动物体的B细胞，由B细胞转化成浆细胞所产生的具有特异性的免疫球蛋白(immunoglo

16、bulin,缩写Ig)。血清中的抗体主要是IgG,，IgM,，IgA，IgD和IgE这五种抗体IgG的结构：由四条多肽链组成，其中两条相同的长链叫做重链（H链），两条相同的短链叫做轻链（L链）。两条重链籍二硫鍵连接起来，呈Y字形，两条轻链又通过二硫鍵连接在Y字形两侧，所以整个免疫球蛋白的分子结构是对称的。生物学作用： （1）特异性结合抗原：抗体本身不能直接溶解或杀伤带有特异抗原的靶细胞,通常需要补体或吞噬细胞等共同发挥效应以清除病原微生物或导致病理损伤.然而,抗体可通过与病毒或毒素的特异性结合,直接发挥中和病毒的作用.（2）激活补体：IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通过经典途径激活补体,

17、凝聚的IgA、IgG4和IgE可通过替代途径激活补体.（3）结合细胞（4）与相应抗原特异性结合形成沉淀或细胞集团,最后被吞噬细胞消化分解 21.干扰素的作用机制、干扰素的特性、干扰素的生物学作用？干扰素：由干扰素诱导剂作用于活细胞后，由活细胞产生的一种蛋白质，当它再作用于其他细胞时，使其他细胞立即获得抗病毒和抗肿瘤等多方面的免疫力。干扰素的作用机制：干扰素由被病毒感染的细胞产生后进入附近细胞，使其产生一种抗病毒蛋白质，这种蛋白质可干扰病毒mRNA的翻译，从而抑制了新病毒的合成。 干扰素的特性：干扰素具有很高的生物活性，1mg 即具有10亿个活性单位。其抗病毒作用无特异性，由一种诱导剂诱导细胞产

18、生的干扰素可抑制多种病毒的复制，是广谱的抗病毒物质，其保护作用具有种属特异性。干扰素的生物学作用：1.抑制病毒的复制，增强天然杀伤细胞杀伤病毒感染细胞的作用。2.抑制癌细胞的分裂，增强机体抗肿瘤的免疫力，如促进巨噬细胞对肿瘤细胞杀伤作用等。22.什么是非特异性免疫，机体的屏障结构？ 非特异性免疫：同一种的所有个体都具有；大多是机体的“常备”因素，有些是异物入侵后很快就出现的反应（炎症），因而能迅速发生防御作用；没有专一性，对所有入侵的病原微生物均发生作用。机体的屏障结构：1.皮肤和粘膜：机体的皮肤和粘膜等结构能起屏障作用以阻挡病原微生物的侵入，但当这一屏障中某个位置破损时病原微生物可入侵2.血

19、-脑屏障：脑毛细血管内皮细胞层连接紧密及微弱的胞饮作用可阻挡微生物进入脑组织或脑脊液3.胎盘屏障：母体发生感染时的病原微生物和有害产物不能通过胎盘进入胎儿23. 什么是体液免疫、细胞免疫？体液免疫：存在与血浆、淋巴和组织液等体液中的抗体与相应的抗原特异性结合，在补体参与下发挥免疫效应细胞免疫：由活化的T细胞产生的特异性杀伤或免疫炎症称细胞免疫24. 什么是免疫应答，免疫应答的阶段，抗体形成的一般规律及实际应用？特异性免疫是通过免疫应答实现的，免疫应答是抗原进入机体后，免疫活性细胞对抗原分子识别后而活化、增殖、分化以及最终通过产生抗体和致敏淋巴细胞及淋巴因子发生免疫效应的一系列复杂的生物学反应过

20、程。免疫应答的阶段：1. 感应阶段：抗原通过某一途径进入机体，并被免疫细胞识别、递呈和诱导细胞活化的开始时期。2.反应阶段：接受抗原刺激的淋巴细胞活化和增殖的时期3.效应阶段：免疫效应细胞和抗体发挥作用将抗原灭活并从体内清除的时期抗体形成的一般规律及实际应用：1. 初次应答：抗原初次进入机体后，都要经过一段潜伏期，才产生抗体，抗体量一般不高，然后逐渐下降。2. 二次应答：一定时期以后，再次注射同样抗原时，抗体量迅速上升到最高水平，可达初次注射水平的10-100倍，在体内维持的时间也较长，抗原类别主要为IgG3. 回忆应答：当初次注射后所产生的抗体在体内完全消失时，如再接触抗原时，又可使该抗体突

21、然上升，叫回忆反应。几类抗体出现的顺序 如果某种抗原能刺激机体产生几类免疫球蛋白，其在血清中出现的先后顺序也有一定的规律。一般都是IgM最先出现，而后是IgG，IgA出现得最晚。IgA在IgM及IgG出现两周至1-2个月才能在血流中测出，含量很低，但维持的时间较长。 上述抗体形成规律在预防措施和疾病的早期诊断上具有一定的意义。预防接种，一般都采用二次或多次接种法，否则仅接种一次，所产生的抗体水平低，维持时间也短，不能达到预防的目的。通过动物制备抗体，也是需要注射多次抗原，才能得到高效价的抗血清；IgM出现得到早，可用其作早期快速诊断。25.生物制品 凡是人工免疫用的抗原和抗体制品以及诊断用的抗

22、原和抗体制品均称为生物制品（biologic products）。基本上分为三大类：疫苗、类毒素和免疫血清。前两类用作人工自动免疫，后一类用作人工被动免疫。（一）疫苗 疫苗是由病原微生物本身加以制备而成。细菌、病毒和立克次氏体等病原微生物制成疫苗，注射机体后，使机体产生特异抗体或致敏淋巴细胞，达到特异性免疫效果。一般由细菌、螺旋体等制成的预防用生物制品称为菌苗，而由病毒、立克次氏体制成的称为疫苗。1.死菌（疫）苗 2.活菌（疫）苗 3.自身疫苗 4.亚单位疫苗（二）类毒素 前面已经叙述过，某些病原菌的致病作用主要是由于它们能产生强烈的外毒素，而要使机体对外毒素产生自动免疫力，直接注射外毒素显然是不恰当的，用0.3%0.4%甲醛液处理外毒素，可以使外毒素不再有毒，但仍保留抗原性，此种经处理的外毒素叫做类毒素。注射类毒素，可以使机体产生对外毒素的免疫力（即抗毒素），因而能预防疾病的发生。最常用的类毒素有白喉类毒素和破伤风类毒素。（三）免疫血清 含有特异抗体的血清叫做免疫血清，利用免疫血清对人体进行人工被动免疫，使机体立即获得免疫力以达到治疗和应急预防。25. 常用的免疫学技术及应用？（一）血清学反应： 在体外进行的抗原抗体反应称为血清学反应。血清学反应既可用已知抗原检测未知抗体，又可用已知