周德庆微生物学教程课后答案

..周德庆《微生物学》课后习题答案绪论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①原核类的细菌`放线菌`蓝细菌’支原体`立克次氏体和衣原体;②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:①显微镜的发明,②灭菌技术的运用,③纯种分离技术,④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,①未见细菌等微生物的个体；②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〔1676—1861年,列文虎克,①自制单式显微镜,观察到细菌等微生物的个体；②出于个人爱好对一些微生物进行形态描述；奠基期〔1861—1897年,巴斯德,①微生物学开始建立；②创立了一整套独特的微生物学基本研究方法；③开始运用"实践——理论——实践"的思想方法开展研究；④建立了许多应用性分支学科；⑤进入寻找人类动物病原菌的黄金时期；发展期〔1897—1953年,e.buchner,①对无细胞酵母菌"酒化酶"进行生化研究；②发现微生物的代谢统一性；③普通微生物学开始形成；④开展广泛寻找微生物的有益代谢产物；⑤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,①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；②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；③大量理论性、交叉性、应用性和实验性分支学科飞速发展；④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；⑤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：①.体积小,面积大；②.吸收多,转化快；③.生长旺,繁殖快；④.适应强,易变异；⑤.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、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：①."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②."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。③"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。④"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：①.物种的多样性,②.生理代谢类型的多样性,③.代谢产物的多样性,④遗传基因的多样性,⑤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〔um0.2-0.50.5-13-100.2-0.5可见性光显光显光显光镜勉强可见光显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RNADNA和RNADNA和RNADNA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。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〔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β-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-β-羟丁酸poly-β-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”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。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-α-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⒈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。⒉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。⒊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⒋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。⒌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。⒍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。⒎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⒏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、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：〔1HPr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Ⅱ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Ⅱ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：GTPNADH2,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>EM途径能为合成代谢提供：ATPNADH2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：ATPNADH2,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α-酮戊二酸经氨基化作用形成谷氨酸：谷氨酸脱氢酶α-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+Pi50965.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：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PEP3-P甘油酸烯酸式草酰乙酸乙酸CoA6-P葡萄糖4-P赤藓糖丙酮酸琥珀酰CoA磷酸二羟丙酮α-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⒈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〔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：是一类由麸皮等疏松的固态养料经接种和发酵而成的活菌制剂,有利于通气散热和微生物的生长。通风曲：是一种机械化程度和生产效率较高的现代大规模制曲技术。在大型水泥曲槽上端架有曲架,其上堆一薄层曲料,下部不断通以低温、潮湿的新鲜空气,经培养后可制成固体曲。巴氏消毒法：是由巴斯德发明的一种低温湿热灭菌法,一般在60~85℃下处理30min至1.5s,主要用于牛奶、果酒等液态风味食品的消毒。间歇灭菌法：一种适用于不耐热培养基的灭菌方法。一般将培养基放在100℃蒸煮15min,然后置37℃下过夜〔诱使残留芽孢发芽,次日再重复蒸煮、过夜,如此重复3d即可。加压蒸气灭菌法：一种利用100℃以上的高温〔而非压力蒸气进行湿热灭菌的方法,用特制的耐压灭菌锅进行。广泛应用于培养基和各种物件灭菌。梅拉特反应：在高温作用下,溶液中氨基化合物〔氨基酸、肽、蛋白质等中的游离氨基与羰基化合物〔糖类中的羰基相互反应而产生深褐色产物的复杂反应。石炭酸系数：在一定时间内,某化学药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸〔苯酚的最高稀释度之比,称为石炭酸系数。一般规定处理时间为10min,供试菌为伤寒沙门氏菌。抗生素：抗生素是一类由微生物或其他生物生命活动过程中合成的次生代谢物或其人工衍生物,它们在很低浓度时即可抑制或干扰它种生物的生命活动,因而可用作优良的化学治疗剂。抗代谢药物：一类在化学结构上与细胞内必要代谢物的结构相似,并可竞争性地干扰正常代谢活动化学物质。它们具有良好的选择毒力,故可用作化学治疗剂。选择毒力：选择毒力一般指某化学治疗剂对病原体的抑制或杀害力与对其宿主毒害力之比。凡选择毒力强的化学治疗剂对病原体有高度抑杀能力而对起宿主的毒性却很低。〔抗生素效价：效价表示抗生素抑菌强度的名词,其计量一般用"单位"表示。除青霉素外,一般每毫克抗生素纯品相当于1000单位。半合成抗生素：半合成抗生素是对天然抗生素的结构进行人为改造后的抗生素,一般具有提高疗效、降低毒性、提高稳定性或抗耐药菌等优点。生物药物素：一类具有多种生理活性的微生物次生代谢物,包括酶抑制剂,免疫调节剂,受体拮抗剂,以及抗氧化剂等。⒉什么叫典型生长曲线？它可分几期？划分的依据是什么？定量描述液体培养基中,微生物群体生长规律的实验曲线,称为生长曲线。分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。根据它们每小时分裂次数的不同。⒊延滞期有何特点？如何缩短延滞期？第一生长速率常数为0第二细胞形态变大或增长第三细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性第四合成代谢旺盛第五对外界不良条件如NaC1溶液浓度、温度和抗生素等理、化因素反应敏感。第一用对数期的菌种接种第二接种量适量增大第三发酵培养基成分和种子培养基的成分尽量接近⒋指数期有何特点？处于此期的微生物有何应用？第一生长速率常数最大第二细胞进行平衡成长第三酶系活跃,代谢旺盛是用作代谢、生理等研究的良好材料,是增殖噬菌体的最适宿主,也是发酵工业中用作种子的最佳材料。⒌稳定期为何会到来？有何特点？因为1微生物有害代谢产物的积累2营养物尤其是生长限制因子的耗尽3营养物的比例失调4pH、氧化还原势等物理化学条件越来越不适宜特点是生长速率常数等于0,这时菌体产量达到最高点,而且菌体产量与营养物的消耗间呈现出有规律的比例关系。⒍连续培养有何特点？为何连续时间是有限的？第一流入新鲜培养基和无菌空气的同时,以同样的流速流出培养物第二,微生物长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上因为菌种长期处于最高生长速率状态,突变严重,易使菌种退化。⒎什么是高密度培养,如何保证好氧菌的高密度培养？是指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养10倍以上的生长状态或培养技术。方法主要有：1选取最佳培养基成分和各成分含量2补料3提高溶解氧的浓度4防止有害代谢产物的生成⒏目前,一般认为氧对厌氧菌毒害的机制是什么？氧分子形成超痒化物阴离子自由基,超痒化物阴离子自由基因为有基数电子故带负电荷,它既有分子性质,又有离子性质,其性质极不稳定,化学反应能力极强,在细胞内可破坏各种重要生物大分子和膜结构,还可形成其他活性氧化物,故对生物体的毒害非常大。厌氧菌不能合成SOD不能使超氧阴离子自由基歧化成过氧化氢,因此在氧存在时超痒化物阴离子自由基使厌氧菌受到毒害。⒐微生物培养过程中pH变化的规律如何？如何调整？升高或降低加入生理酸性盐或生理碱性盐,作为其培养基成分⒑试比较灭菌、消毒、防腐和化疗的异同。灭菌是指采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。消毒是指采用较温和的理化因素,仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动、植物有害的病原菌而对被消毒对象基本无害的措施。防腐是指利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖的措施。化疗是指利用对病原菌具有高度毒力而对其宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体体内病原微生物的生长繁殖,借以达到治疗该宿主传染病的一种措施。灭菌完全杀死微生物,而其它方法则是抑制微生物的生长繁殖。11.影响湿热灭菌效果的主要因素有哪些？在实践中应如何正确对待？1.灭菌物体含菌量越高需要灭菌的时间越长2各类空气排出程度,空气要全部排尽3灭菌对象PH,PH<6.0微生物已死亡PH在6.0-8.0之间微生物不会死亡4灭菌对象的体积,大容积培养基灭菌时必须延长灭菌时间5加热与散热速度,会影响培养基成分的破坏程度,应适当控制。⒓抗生素对微生物的作用机制分几类？试各举一例。1抑制细胞壁合成,如：青霉素2引起细胞壁降解,如：溶葡萄球菌素3干扰细胞壁,如：多粘菌素4抑制蛋白质合成,如：红霉素5抑制DNA合成,如：灰黄霉素6抑制DNA复制,如：丝裂霉素7抑制RNA转录,如：放线菌素D8抑制RNA合成,如：利福平第七章名词解释：转导流产转导局限性转导<专性转导>普遍性转导转导噬菌体突变移码突变点突变自发突变诱变剂转化感受态基本培养基<MM>完全培养基<CM>光复活作用<或称光复活现象>转座子<Tn>基因工程基因接合转化子转导子F菌株Hfr菌株F+菌株F-菌株诱变育种抗性突变型营养缺陷型野生型菌株染色体畸变准性生殖异核体五．问答题：什么叫转导？试比较普遍性转导与局限性转导的异同。比较转化与转导的区别什么是F质粒？解释F质粒与接合的关系。__________什么是F质粒？解释F质粒与接合的关系。什么是基因重组,在原核微生物中哪些方式可引起基因重组。举例说明DNA是遗传的物质基础。在转导实验中,在基本培养基上除了正常大小的菌落以外,还发现有一些微小的菌落,试分析出现这些微小菌落的原因。简述真菌的准性生殖过程,并说明其意义。用什么方法可获得大肠杆菌<E.coli>的组氨酸缺陷型？试述筛选营养缺陷型菌株的方法,并说明营养缺陷型菌株在应用上的作用。从遗传学研究角度看,微生物有哪些生物学特性。某人将一细菌培养物用紫外线照射后立即涂在加有链霉素<Str>的培养基上,放在有光条件下培养,从中选择Str抗性菌株,结果没有选出Str抗性菌株,其失败原因何在？给你下列菌株：菌株A.F+,基因型A+B+C+,菌株B.F-,基因型A-B-C-,问题：1.指出A与B接合后导致重组的可能基因型。.当F+成为Hfr菌株后,两株菌接合后导致重组的可能基因型。两株基因型分别为A+B-和A-B+的大肠杆菌<E.coli>混合培养后出现了野生型菌株,你如何证明原养型的出现是接合作用,转化作用或转导作用的结果。你如何确证基因的交换和重组是由于转化？转导？还是接合？试从基因表达的水平解释大肠杆菌以葡萄糖和乳糖作为混合碳源生长时所表现出的二次生长现象<即分解代谢物阻遏现象>。名词解释转导是以噬菌体为媒介将供体细胞中的DNA片段转移到受体细胞中,使受体菌发生遗传变异的过程。在许多获得供体菌DNA片段的受体菌内,如果转导DNA不能进行重组和复制,在细菌分裂的过程中,总是只有一个子细胞获得导入的DNA,形成一种单线传递的方式称为流产转导。局限性转导噬菌体感染受体细菌后只能把原噬菌体两旁的寄主基因片段转移到受体,使受体发生遗传变异,称为局限性转导<或称为专一性转导>。噬菌体可误包供体菌中的任何基因<包括质粒>,并使受体菌有可能获得各种性状的转导,称为普遍性转导。携带供体DNA片段实现转移的噬菌体称为转导噬菌体。从分子水平上讲,DNA或RNA中每一种可遗传的、稳定的变化称为突变。由于DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的增添<插入>或缺失,从而使该部位后面的全部遗传密码发生移动,而产生翻译错误的一类突变。DNA链上的一对或少数几对碱基发生改变,称为点突变。在自然条件下由一些原因不详的因素发生的基因突变称为自发突变。能够提高突变率的各种理化、生物因素称为诱变剂。是受体细胞从外界直接吸收供体的DNA片段<或质粒>,通过遗传物质的同源区段发生交换,结果把供体菌的DNA片段整合到受体菌的基因组上,使受体菌获得新的遗传性状。受体菌最易接受到外源DNA片段并实现转化的生理状态。能满足某一菌类的野生型菌株生长最低营养要求的合成培养基。在基本培养基中加入一些富含氨基酸、维生素和碱基之类的天然有机物质<如蛋白质,酵母膏>,以满足该菌株的各种营养缺陷型都能生长的培养基,称为完全培养基<CM>。把经紫外经照射后的微生物暴露于可见光下时,可明显降低其死亡率的现象,称为光复合作用。转座子<Tn>是一小段双链DNA,由2000个以上的碱基对组成,常常编码一种或几种抗生素的抗性结构基因和末端反向重复序列。转座子能够在基因组内,或细菌染色体和质粒之间移动。又称重组DNA技术,它是根据人们的需要在体外将供体生物控制某种遗传性状的一段生物大分子-----DNA切割后,同载体连接,然后导入受体生物细胞中进行复制、表达,从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因的物质基础是核酸<DNA或RNA>,是一个含有特定遗传信息的核苷酸序列,它是遗传物质的最小功能单位。突变率是指一个细胞在一个分裂世代中发生突变的可能机率。遗传物质通过细胞间的直接接触从一个细胞转入到另一细胞而表达的过程称为接合。转化后的受体菌称为转化子。经转导作用形成具有新遗传性状的受体细胞称为转导子。<或者是获得了转导噬菌体的受体细胞>。当Hfr菌株内的F因子不正常切割而脱离其染色体时,可形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子,含有这种F因子的菌株称为F菌株。F因子整合到细菌染色体上与细菌染色体同步复制,它与F-菌株接合后的重组频率比F+与F-接合后的重组频率要高几百倍以上。在细胞中存在着游离的F因子,在细胞表面形成性菌毛。细胞中没有F因子,表面也不具性菌毛的菌株。使用各种物理或化学因子处理微生物细胞,提高突变率,从中挑选出少数符合育种目的的突变株。一类能抵抗生物因子和一些理化因子的突变型。例如能抗噬菌体侵染的突变型,能抗药物<主要是抗生素以及抗温度>等的突变型。由于基因突变引起菌株在一些营养物质<如氨基酸、维生素和碱基>的合成能力上出现缺陷,而必须在基本培养基中添加相应的物质才能正常生长的突变型。变异前的原始菌株称为野生型菌株。染色体畸变是指DNA的大段变化<损伤>现象,表现为染色体的添加<即插入>、缺失、易位和倒位。是一种类似于有性生殖但比它更为原始的一种生殖方式,它可使同一生物的两个不同来源的体细胞经融合后,不通过减数分裂而导致低频率的基因重组。准性生殖常见于半知菌中。在同一真菌细胞中并存有不同遗传性状的核的现象称异核现象,这样的菌丝体称为异核体。五．问答题：转导是以噬菌体为媒介将供体细胞中的DNA片段转移到受体细胞中,使受体发生遗传变异的过程。相同点：均以噬菌体为媒介,导致遗传物质的转移。不同点：普通性转导局限性转导1．能够转导的基因：供体菌的几乎任何一个供体菌的少数基因。基因。2．噬菌体的位置：不整合到寄主染色体的整合到寄主染色体的特定位置上。特定位置上。3．转导噬菌体的获得：转导噬菌体可通过裂解反应转导噬菌体只能通过诱导或诱导溶源性细菌得到。溶源性细菌得到。4．转导子的性质：转导子是属于非溶源型的,转导子是属于缺陷溶源型的,因普遍转导的物质主要是供它转导的物质有供体的DNA,体菌的DNA。也有噬菌体DNA,但以噬菌体为主。转化是受菌体直接接受了供体菌的DNA片段,通过交换,把它组合到自己的基因组中,从而获得了供体菌的部分遗传性状的现象,转化过程中不涉及噬菌体的参与,而是受体细胞<处于感受态>直接吸收供体菌的DNA片段。由于游离DNA可被DNA酶分解,因此DNA酶的加入使转化作用不发生。转导是通过缺陷噬菌体的媒介,把供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中,从而使后者获得了前者部分遗传性状的现象。与转化相区别,转导过程有噬菌体参与。由于DNA酶不能作用于噬菌体中的DNA,因此转导作用不受DNA酶的影响。F质粒是存在于细菌染色体外或附加于染色体上控制性接合的物质。由共价闭合环状双螺旋DNA分子构成。分子量较染色体小。它的消失不影响细菌的生存。F质粒即为致育因子,它决定了大肠杆菌的性别,与细菌有性接合有关。根据F因子在细胞中的有无和存在方式不同,可把大肠杆菌分成3种接合类型：F+菌株：有游离的F质粒,与F-接合后可使F-转变成F+。F-菌株：无F质粒,无性菌毛。Hfr菌株：F质粒与染色体整合,可与F-接合后发生高频重组,杂交子代仍保持F-状态F+′F-可以杂交,Hfr′F-可以杂交,F-′F-不能杂交。质粒是存在于细菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质。一般由闭合环状的DNA组成。质粒既可自我复制,稳定遗传,也可插入细菌染色体中或与其携带的外源DNA片段共同复制增殖,它的消失不影响细菌的生存。它可通过转化、转导或接合作用单独转移,也可携带染色体片段一起转移,所以质粒是遗传工程中重要的载体之一。把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起,经遗传分子的重新组合后,形成新的遗传型个体的方式,称为基因重组。在原核生物中,可通过转化、转导、接合的方式进行基因重组。列举三个经典实验之一即为正确。例如Griffith转化实验<要加以说明>出现微小菌落的原因是发生了流产转导。由于供体菌的片段不能重组到受体的染色体上,它本身不具有独立复制的能力,随着细胞的分裂,供体片段只能沿着单个细胞传递下去,因为供体片段所编码的酶有限,每一个没有得到供体DNA片段的子细胞不能合成新酶,但仍含有母细胞残留的酶,只能使细胞分裂一、二次,所以形成的是微小的菌落。菌丝连结.形成异核体.核融合形成杂合二倍体.体细胞交换和单倍体化。意义：半知菌中基因重组的主要方式,为一些没有有性过程但有重要生产价值的半知菌的育种工作提供了重要手段。筛选营养缺陷型菌株一般要经过诱变、淘汰野生型,检出和鉴定营养缺陷型4个环节。将筛选得到的缺陷型菌株分别涂在不加任何氨基酸的基本培养基和加有组氨酸的基本培养基上,若前者不长后者长出菌落,即为组氨酸缺陷型。筛选营养缺陷型菌株一般要经过诱变、淘汰野生型,检出和鉴定营养缺陷型4个步骤。营养缺陷型的应用价值主要有:营养缺陷型在杂交育种中是不可缺少的工具。利用营养缺陷型可以用来研究生物合成的途径。利用营养缺陷型可以作为诱变筛选突变株的标记。利用缺陷型可以获得某些代谢的中间产物,因此在生产上可以用来进行生产氨基酸、核苷酸之类的物质。个体小,极少分化,每个细胞都能直接接受环境条件的影响而发生变异。繁殖速度快,在短期内可受环境因素的影响而发生变异,有利于自然选择或人工选择。大多数微生物以无性繁殖为主,而且营养细胞大多为单倍体,便于建立纯系及长久保存大量品系。代谢类型多样,易于累积不同的代谢产物。存在着处于进化过程中的多种原始方式的有性生殖类型。1.紫外线诱变后见光培养,造成光修复,使得突变率大大下降,以至选不出Str抗性菌株。2.紫外线的照射后可能根本没有产生抗Str的突变。1.A与B接合后,供体细胞的基因型仍为A+B+C+,仍是F+。受体细胞转变为F+,基因型仍为A-B-C-。当F+变成为Hfr时,A与B接合后,受体细胞的可能基因型种类较多,如A+B-C-,A-B+C-,A-B-C+等等。实验一：将两菌株分别放入中间有烧结玻璃的U形玻璃管中,两边反复加压使液体交换,分别培养。实验二：将两菌株先分别加入一定量的DNA酶消解胞外的游离DNA分子,再混合培养。若实验一、二均有原养型出现,说明是转导作用,因为带有供体DNA的噬菌体可通过烧结玻璃,并且噬菌体中的DNA不受DNA酶的作用。若实验一无原养型出现,而实验二有原养型出现,说明是接合作用,因为接合作用需菌体接触,但胞外的DNA酶不能作用于接合转移的DNA。若实验一、二均无原养型出现,说明是转化作用,因为游离DNA不能通过烧结玻璃,而且要被DNA酶分解。实验一：将两菌株分别放入中间有烧结玻璃的U形玻璃管中,两边反复加压使液体交换,分别培养。实验二：将两菌株先分别加入一定量的DNA酶消解胞外的游离DNA分子,再混合培养。若实验一、二均有原养型出现,说明是转导作用,因为带有供体DNA的噬菌体可通过烧结玻璃,并且噬菌体中的DNA不受DNA酶的作用。若实验一无原养型出现,而实验二有原养型出现,说明是接合作用,因为接合作用需菌体接触,但胞外的DNA酶不能作用于接合转移的DNA。若实验一、二均无原养型出现,说明是转化作用,因为游离DNA不能通过烧结玻璃,而且要被DNA酶分解。葡萄糖的存在可降低cAMP的浓度,影响RNA聚合酶与乳糖操纵子中启动子的结合<因为cAMP是RNA聚合酶与启动子有效结合所必须的>,使转录无法进行,乳糖操纵子中的结构基因得不到表达,从而产生了分解代谢物阻遏诱导酶<涉及乳糖利用的三个酶>合成的现象。产生第一次生长现象。当葡萄糖被利用完后,cAMP浓度上升,cAMP-CAP复合物得以与乳糖操纵子中的启动子结合,RNA聚合酶才能与启动子的特定区域结合并准备执行转录功能,这时由于存在乳糖,使阻遏蛋白失活,转录得以进行,结构基因得到表达,合成利用乳糖的三个酶,即β-半乳糖苷酶,渗透酶,半乳糖苷转乙酰基酶。细胞开始利用乳糖,产生第二次生长现象。第八章第八___________章名词解释：根土比植物病原微生物VA菌根内生菌根外生菌根菌根菌植物根际植物根际微生物微生物寄生微生物寄生物根瘤微生物之间的接力关系微生物之间的捕食关系微生物之间的共生关系微生物之间的互利共栖关系微生物之间的偏利互生关系微生物之间的寄生关系微生物之间的拮抗关系微生物之间的竞争关系土壤微生物生物量微生物生态系发酵性微生物区系土著性微生物区系清水型水生微生物腐生型水生微生物土壤微生物区系土壤微生物区系分析极端环境微生物微生物生态学生态学水体的富营养化五．问答题：举例阐述微生物之间的接力关系举例阐述微生物之间的偏利共栖互生关系。举例阐述微生物之间的互利共栖互生关系。举例阐述微生物之间的共生关系。举例说明微生物之间的竞争关系。为何说土壤是微生物栖息的良好环境。阐述土壤微生物在土壤肥力培育中的作用。为什么说土壤藻类有土壤生物的先行者之称？研究微生物生态学的意义何在？举例说明微生物与植物之间的共生关系。试述水田土壤中微生物的生态分布规律。举例阐述微生物之间的专一性拮抗关系和非专一性拮抗关系。阐述微生物生态系的特点。阐述微生物在不同地域上空的生态分布规律。阐述微生物在各类水体间的生态分布规律。举例说明微生物之间寄生关系中的直接接触和代谢物接触两种类型。名词解释：根土比是指单位植物根际土壤中微生物数量与邻近单位根外土壤中微生物数量之比。植物病原微生物是指那些寄生或附生于植物根系、茎杆、叶面而从植物细胞中获得营养物质、水分,导致植物发生病害甚至死亡的微生物。VA菌根是内生菌根的主要类型,是由于菌根菌丝在根皮层细胞内形成特殊的变态结构泡囊〔Vesicule>和丛枝<Arbuscule>,而用其英文打头字母得名。在真菌与植物根系形成的菌根中真菌菌丝可以穿透根表皮层,进入皮层细胞间隙或细胞内,也有部分真菌菌丝可穿过菌根的表皮生长到根外,有助于扩大根的吸收,但主要是在皮层细胞间纵向延伸,或盘曲于皮层细胞内。这种菌根称为内生菌根。外生菌根是指菌根菌菌丝在植物根表面生长并交织成鞘套包在根外。鞘套外层菌丝结构疏松,并向外延伸使表面呈毡状或绒毛状,并代替根毛起吸收作用。内层菌丝可进入根皮层细胞间隙形成哈蒂氏网,但不进入皮层细胞内。菌根菌是指能与植物形成共生联合体菌根的真菌。植物根际是指在植物根系影响下的特殊生态环境,一般指距根表2mm以内的土壤范围称为根际。植物根际微生物是指处于植物根际这个特殊生态环境中的微生物区系。在微生物寄生关系中,凡被另一类微生物寄生于体表或体内,细胞物质被另一类微生物获取为营养,最后发生病害甚至被裂解死亡的这一过程称为微生物寄生。在微生物之间的寄生关系中,凡寄生于另一类微生物体表或体内,并从另一类微生物细胞中获取营养而生存的微生物,称为微生物寄生物。根瘤是豆科植物与根瘤菌相互作用而形成的植物---------根瘤菌共生体,具有固氮作用的特殊结构。微生物之间的接力关系是指微生物在分解复杂大分子有机物质时需要有多种微生物协同完成,在这个过程中,乙种微生物以甲种微生物代谢产物为营养基质,而丙种微生物又以乙种微生物的代谢产物为营养基质,如此下去,直至彻底分解,这种微生物之间的关系称为接力关系。微生物之间的捕食关系是一种微生物吞食或消化另一种微生物的现象,如原生动物捕食细菌,放线菌和真菌孢子等。微生物之间的共生关系是两种微生物紧密地结合在一起,形成特定结构的共生体,两者绝对互为有利,生理上发生一定的分工,且具有高度专一性,其他微生物种一般不能代替共生体中的任何成员。且分开后难以独立生活,但不排除在另一生境中独立生活。微生物之间的互利共栖关系是指在同一个环境中两个微生物类群共栖时,双方在营养提供或环境条件方面都得益的关系。这种关系是指在一个生态系统中的两个微生物类群共栖,一个群体得益,而另一个群体既不得益也不受害的情况。微生物之间的寄生关系是指一种微生物生活在另一种微生物的表面或体内,并从后一种微生物的细胞中获取营养而生存,常导致后一种微生物发生病害或死亡的现象。微生物之间的拮抗关系是两种微生物生活在一起时,一种微生物产生某种特殊的代谢产物或改变环境条件,从而抑制甚至杀死另一种微生物的现象。微生物之间的竞争关系是指两个或多个微生物种群生活于同一环境中时,竞争同一基质,或同一环境因子或空间而发生的其中一方或两方的群体大小或生长速率受到限制的现象。土壤微生物生物量是指单位土壤<m3或kg>中微生物细胞的重量。微生物生态系即是在某种特定的生态环境条件下,微生物的类群、数量和分布特征,以及参与整个生态系中能量流动和生物地球化学循环的过程和强度的体系。发酵性微生物区系是指土壤中那些对新鲜有机质很敏感,在有新鲜有机质存在时,可爆发性地旺盛发育,而在新鲜有机质消失后又很快消退的微生物区系,其数量变幅很大。土著性微生物区系是指土壤中那些对新鲜有机物质不很敏感,常年维持在某一水平上,即使由于有机物质的加入或温度、湿度变化而引起的数量变化,其变化幅度也较小的微生物类群。清水型水生微生物主要是指那些能生长于有机物质不丰富的清水中的化能自养型和光能自养型的微生物,如硫细菌、铁细菌、蓝细菌等。腐生型水生微生物是指那些能利用进入水域的腐败有机残体、动物和人类排泄物,生活污水和工业有机废水为营养,转化这些有机物为无机态物,使水质净化变清,而微生物本身得到大量繁殖的一类微生物。土壤微生物区系是指在某种特定