生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)

生物科学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)一、名词解释（本大题共10小题，每题3分，共30分）1.微生物2.芽孢3.烈性噬菌体4.培养基5.菌落6.转化7.糖酵解8.连续培养9.互养共生10.抗生素二、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）1.根据细胞壁的有无和结构特征，微生物可分为原核微生物、真核微生物和________。2.测定微生物大小的单位通常为微米（μm），而测量病毒大小的单位为________。3.革兰氏阳性菌（G+）细胞壁的主要成分是肽聚糖，此外还含有大量的________。4.细菌的鞭毛是运动器官，其构造主要由基体、钩形鞘和________三部分组成。5.营养物质进入微生物细胞的方式主要有单纯扩散、促进扩散、主动运输和________。6.EMS（甲基磺酸乙酯）是一种常用的化学诱变剂，它主要引起碱基的________。7.病毒的一步生长曲线可分为潜伏期、裂解期和________三个阶段。8.微生物生长曲线的四个时期分别是延滞期、对数期、稳定期和________。9.TCA循环不仅是需氧生物分解代谢的主要途径，也是为生物合成提供________的枢纽。10.在基因工程中，将外源DNA片段连接到载体上所使用的酶主要是________酶。11.消毒是指杀死物体上________的方法，而灭菌则是指杀死物体上所有微生物的方法。12.细菌素是由某些细菌产生的、具有抑制或杀死________种细菌作用的蛋白质。13.真菌的无性繁殖主要产生孢子如________孢子和分生孢子等。14.微生物的分类单元依次是界、门、纲、目、科、属、________。15.固氮酶由两种蛋白质组成，分别是铁蛋白和________蛋白。16.乳酸发酵同型发酵的主要产物是________。17.在微生物学实验中，常用的平板划线法目的是为了获得________。18.微生物的呼吸作用根据最终电子受体的不同，可分为有氧呼吸和________。19.质粒是存在于细菌细胞中、独立于染色体外、能进行________的遗传因子。20.活菌计数法通常采用________计数法。三、单项选择题（本大题共20小题，每题1.5分，共30分）1.下列微生物中，属于原核微生物的是（）。A.酵母菌B.霉菌C.蓝细菌D.藻类2.世界上第一个发现微生物的人是（）。A.巴斯德B.科赫C.列文虎克D.伊万诺夫斯基3.革兰氏染色后，阳性菌呈（）。A.红色B.紫色C.蓝色D.黄色4.细菌细胞壁中不含有的成分是（）。A.肽聚糖B.磷壁酸C.脂多糖D.胆固醇5.大多数细菌的繁殖方式是（）。A.有性生殖B.二分裂C.出芽生殖D.孢子生殖6.下列哪种结构不是细菌的特殊结构？（）A.鞭毛B.荚膜C.芽孢D.细胞膜7.支原体与细菌的主要区别在于（）。A.无DNAB.无细胞壁C.无细胞膜D.为真核生物8.真菌细胞壁中特有的主要成分是（）。A.肽聚糖B.几丁质C.纤维素D.磷脂9.病毒的核心成分是（）。A.蛋白质B.核酸C.脂类D.多糖10.噬菌体是指感染（）的病毒。A.细菌B.真菌C.动物D.植物11.下列属于自养微生物的是（）。A.大肠杆菌B.乳酸菌C.蓝细菌D.酵母菌12.微生物生长的最适温度是指（）。A.繁殖速度最快的温度B.代谢速度最快的温度C.存活时间最长的温度D.发酵效率最高的温度13.下列代谢途径中，只在微生物中存在的是（）。A.EMP途径B.TCA循环C.乙醛酸循环D.ED途径14.主动运输与单纯扩散的主要区别在于（）。A.需要载体蛋白B.不需要能量C.逆浓度梯度运输D.顺浓度梯度运输15.下列属于微生物次级代谢产物的是（）。A.氨基酸B.核苷酸C.抗生素D.维生素16.细菌基因重组中，需要通过性菌毛进行的是（）。A.转化B.转导C.接合D.原生质体融合17.下列哪种方法可以彻底杀死物体表面及内部的所有微生物？（）A.巴氏消毒法B.煮沸法C.间歇灭菌法D.高压蒸汽灭菌法18.在微生物分类中，种是基本分类单元，下列关于种的描述正确的是（）。A.种是形态相同的个体集合B.种是完全相同的个体的集合C.种是具有极大表型相似性、亲缘关系极其接近、与其它种有明显差异的菌株群体D.种是地理分布相同的个体集合19.下列属于物理诱变剂的是（）。A.亚硝酸B.紫外线C.碱基类似物D.甲基磺酸乙酯20.下列关于芽孢特性的描述，错误的是（）。A.含水量低B.耐热性强C.对化学药物敏感D.含有独特的吡啶二羧酸钙四、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.所有微生物都是肉眼看不见的微小生物。（）2.细菌的核糖体沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。（）3.革兰氏阴性菌细胞壁含有脂多糖（LPS），是内毒素的物质基础。（）4.病毒属于严格的胞内寄生物，不能在无生命的培养基上生长。（）5.光合作用仅存在于植物和藻类中，微生物不能进行光合作用。（）6.只要培养基中含有某种生长因子，该微生物就是营养缺陷型。（）7.微生物的代时是指微生物分裂繁殖一代所需的时间。（）8.温度是影响微生物生长的重要因素，所有微生物都有最适生长温度。（）9.转导作用需要噬菌体作为媒介。（）10.酵母菌主要通过出芽方式进行无性繁殖。（）五、简答题（本大题共5小题，每题6分，共30分）1.简述革兰氏染色的原理和主要步骤。2.比较细菌、酵母菌和霉菌菌落形态的主要特征。3.简述微生物生长曲线中四个时期的生长特点及实际应用意义。4.什么是营养缺陷型？如何筛选营养缺陷型突变株？5.简述持续性病毒感染与潜伏性病毒感染的区别。六、论述题与计算题（本大题共3小题，每题10分，共30分）1.试述微生物代谢调控的两种主要机制（酶合成调控和酶活性调控），并举例说明其在发酵工业中的应用。2.论述细菌基因重组的四种主要方式（转化、转导、接合、原生质体融合）的遗传物质转移机制。3.计算题：某细菌在液体培养基中进行分批培养，初始接种浓度为个/mL。经过4小时的培养后，菌体浓度达到1.6×个/mL。假设该细菌在对数生长期内繁殖，且无死亡。(1)求该细菌的代时。(2)若再继续培养2小时，菌体浓度将达到多少？（请列出计算公式，结果保留两位小数）答案与解析一、名词解释1.微生物：指一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它们个体微小（通常小于0.1mm）、结构简单（有的是单细胞，有的是多细胞，甚至无细胞结构）、进化地位低级，包括细菌、放线菌、真菌、病毒、原生动物等。2.芽孢：某些细菌（主要是芽孢杆菌属和梭菌属）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、含水量极低、抗逆性极强的休眠体。它不是繁殖器官，而是对不良环境的适应结构。3.烈性噬菌体：指感染宿主细菌后，能在宿主细胞内利用宿主的代谢系统大量复制自身的核酸和蛋白质，最终通过裂解宿主细胞释放出大量子代噬菌体的噬菌体。4.培养基：指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的混合营养料。一般含有碳源、氮源、水、无机盐、生长因子等物质，并调整适宜的pH。5.菌落：指单个微生物细胞（或一堆同种细胞）在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度，形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。6.转化：指受体菌直接摄取供体菌的游离DNA片段，并将其整合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象。这是基因重组的一种方式。7.糖酵解：指将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应。它是生物界普遍存在的葡萄糖降解途径，包括EMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径等，其中EMP途径最为普遍。8.连续培养：指在微生物培养过程中，以一定的速度不断添加新鲜的培养基，同时以相同的速度排出培养物（包括菌体和代谢产物），使培养系统中的微生物生长速度、营养物浓度、代谢产物浓度等保持恒定状态的培养方法。9.互养共生：指两种或多种微生物在同一环境中生活时，通过代谢产物的相互交换或互为营养，彼此提供生长所需的物质或条件，从而促进双方或多方生长的共生关系。10.抗生素：指由微生物（包括细菌、真菌、放线菌）或高等动植物在生活过程中所产生的、具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。二、填空题1.非细胞型生物2.纳米3.磷壁酸（或磷壁质）4.丝状体（或鞭毛丝）5.基团转移6.烷化（或置换）7.平稳期8.衰亡期9.前体物质（或碳骨架、还原力）10.DNA连接11.病原微生物（或有害微生物）12.近缘（或同种）13.孢囊14.种15.钼铁16.乳酸17.纯培养物（或单菌落）18.无氧呼吸19.自我复制20.稀释平板（或平板涂布/倾注）三、单项选择题1.C（蓝细菌又称蓝藻，是原核生物；酵母菌、霉菌为真核真菌；藻类多为真核生物）2.C（列文虎克利用自制的显微镜首次发现了微生物）3.B（革兰氏阳性菌结晶紫初染后经碘液媒染形成不溶性复合物，酒精脱色时细胞壁肽聚糖脱水使孔径缩小，复合物被锁在膜内，呈紫色）4.D（胆固醇存在于真核生物细胞膜和支原体膜中，细菌细胞壁不含胆固醇）5.B（二分裂是细菌最主要的繁殖方式）6.D（细胞膜是基本结构，鞭毛、荚膜、芽孢是特殊结构）7.B（支原体是原核生物，缺乏细胞壁，这是其与细菌的主要区别之一）8.B（真菌细胞壁主要成分为几丁质，细菌为肽聚糖，植物为纤维素）9.B（病毒的核心是核酸，蛋白质构成衣壳）10.A（噬菌体特指感染细菌、放线菌等原核生物的病毒）11.C（蓝细菌含有叶绿素，能进行光合作用，属于光能自养型；大肠杆菌、乳酸菌为异养；酵母菌为异养）12.A（最适生长温度通常定义为微生物分裂繁殖速度最快时的温度）13.D（ED途径即2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸途径，主要存在于缺乏完整EMP途径的细菌中；EMP、TCA、乙醛酸循环在动植物和微生物中均存在）14.C（主动运输需要能量和载体蛋白，且可以逆浓度梯度进行；单纯扩散顺浓度梯度，不需要载体和能量）15.C（抗生素是次级代谢产物；氨基酸、核苷酸、维生素通常是初级代谢产物）16.C（接合作用必须通过供体细胞的性菌毛与受体细胞接触才能进行）17.D（高压蒸汽灭菌法通常在121℃下处理15-30分钟，能杀死包括芽孢在内的所有微生物，属于灭菌；巴氏消毒、煮沸、间歇灭菌通常不能杀死芽孢，属于消毒或巴氏杀菌）18.C（微生物的“种”是一个抽象概念，是表型特征高度相似、亲缘关系极近、与其它种有明显差异的菌株群体）19.B（紫外线是物理诱变剂；亚硝酸、碱基类似物、EMS是化学诱变剂）20.C（芽孢由于具有致密的壁、含水量低、含有吡啶二羧酸钙等特性，对热、化学药物、辐射等具有极强的抗性，故“对化学药物敏感”是错误的）四、判断题1.×（许多微生物是肉眼可见的，如大型真菌蘑菇、木耳等）2.√（原核生物核糖体为70S，由50S大亚基和30S小亚基组成；真核生物为80S）3.√（LPS是革兰氏阴性菌细胞壁外膜的特有成分，具有毒性，即内毒素）4.√（病毒缺乏完整的酶系统和细胞器，必须依赖宿主细胞才能进行复制和增殖）5.×（许多微生物如蓝细菌、光合细菌（紫硫细菌等）也能进行光合作用）6.×（营养缺陷型是指野生型菌株因发生基因突变而丧失合成某种生长因子的能力，必须在培养基中添加该生长因子才能生长。培养基含生长因子是结果，不是定义）7.√（代时，又称倍增时间，指细胞分裂一次所需的时间）8.√（温度是影响微生物生长的重要物理因素，每种微生物都有其最低、最高和最适生长温度）9.√（转导是以噬菌体为媒介，将供体菌的DNA片段转移到受体菌中）10.√（出芽繁殖是酵母菌最常见的无性繁殖方式）五、简答题1.简述革兰氏染色的原理和主要步骤。答：步骤：(1)初染：用结晶紫染液染色1-2分钟，水洗。(2)媒染：用碘液媒染1-2分钟，水洗。碘与结晶紫形成不溶性复合物。(3)脱色：用95%乙醇脱色约20-30秒，水洗。此步骤是关键。(4)复染：用番红（沙黄）染液复染1-2分钟，水洗，吸干镜检。原理：革兰氏染色差异主要基于细菌细胞壁结构的不同。革兰氏阳性菌（G+）：细胞壁肽聚糖层厚且交联度高，脂含量极低。乙醇脱色时，肽聚糖脱水使细胞壁通透性降低，结晶紫-碘复合物被锁在细胞内无法洗脱。复染时，番红无法掩盖原有的紫色，故呈紫色。革兰氏阴性菌（G-）：细胞壁肽聚糖层薄，且外层含有高含量的脂质（外膜）。乙醇能溶解脂质，增加细胞壁通透性，导致结晶紫-碘复合物被洗脱。复染时，细胞被番红染成红色。2.比较细菌、酵母菌和霉菌菌落形态的主要特征。答：细菌菌落：形态：较小，多为圆形、光滑、湿润。形态：较小，多为圆形、光滑、湿润。质地：较均匀，多为粘稠状或半固态。质地：较均匀，多为粘稠状或半固态。颜色：颜色多样，透明或不透明。颜色：颜色多样，透明或不透明。边缘：整齐或不整齐。边缘：整齐或不整齐。易于挑取。易于挑取。酵母菌菌落：形态：比细菌大，较厚，圆形或椭圆形。形态：比细菌大，较厚，圆形或椭圆形。质地：表面光滑、湿润或皱褶，类似细菌但更不透明。质地：表面光滑、湿润或皱褶，类似细菌但更不透明。颜色：多为乳白色，少数红色。颜色：多为乳白色，少数红色。气味：常有酒香味。气味：常有酒香味。霉菌菌落：形态：很大，形态不规则，常有绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状。形态：很大，形态不规则，常有绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状。质地：疏松，干燥。质地：疏松，干燥。颜色：菌丝和孢子颜色多样，常呈绿色、黑色、黄色等。颜色：菌丝和孢子颜色多样，常呈绿色、黑色、黄色等。结构：由于气生菌丝发达，菌落中心与边缘、表面与背面颜色及结构常不一致。结构：由于气生菌丝发达，菌落中心与边缘、表面与背面颜色及结构常不一致。3.简述微生物生长曲线中四个时期的生长特点及实际应用意义。答：(1)延滞期：特点：菌数不增加，生长速率为零；细胞体积增大；代谢活跃，大量合成酶、RNA、ATP等；对不良环境敏感。特点：菌数不增加，生长速率为零；细胞体积增大；代谢活跃，大量合成酶、RNA、ATP等；对不良环境敏感。应用：工业发酵上尽量缩短延滞期（如使用对数期种子、适宜培养基）。应用：工业发酵上尽量缩短延滞期（如使用对数期种子、适宜培养基）。(2)对数期（指数期）：特点：菌数以几何级数增加，生长速率最大且恒定；个体形态、生理特性最均一；代谢旺盛。特点：菌数以几何级数增加，生长速率最大且恒定；个体形态、生理特性最均一；代谢旺盛。应用：是研究微生物生理、遗传特性的最佳时期；工业发酵上作为最佳种子龄。应用：是研究微生物生理、遗传特性的最佳时期；工业发酵上作为最佳种子龄。(3)稳定期：特点：生长速率下降，出生率等于死亡率，菌数达最高峰；开始积累次级代谢产物（如抗生素）；细胞形态改变，出现芽孢。特点：生长速率下降，出生率等于死亡率，菌数达最高峰；开始积累次级代谢产物（如抗生素）；细胞形态改变，出现芽孢。应用：是生产抗生素、氨基酸等次级代谢产物的关键时期；菌体产量最高。应用：是生产抗生素、氨基酸等次级代谢产物的关键时期；菌体产量最高。(4)衰亡期：特点：死亡率大于出生率，菌数下降；细胞变形、自溶；释放内毒素；代谢活性极低。特点：死亡率大于出生率，菌数下降；细胞变形、自溶；释放内毒素；代谢活性极低。应用：一般不利用，但在某些研究中可用于观察细胞衰老过程。应用：一般不利用，但在某些研究中可用于观察细胞衰老过程。4.什么是营养缺陷型？如何筛选营养缺陷型突变株？答：定义：营养缺陷型是指野生型菌株经诱变处理后，由于基因发生突变，导致丧失合成某种或某些必需生长因子（如氨基酸、维生素、碱基等）的能力，必须在基本培养基中添加该生长因子才能生长的突变株。筛选方法（以青霉素浓缩法为例）：(1)诱变处理：对野生型菌株进行紫外线或化学诱变剂处理。(2)淘汰野生型：将诱变后的菌液接种到含有青霉素的基本培养基中培养。青霉素能杀死生长繁殖的野生型细胞（因基本培养基中缺乏生长因子，野生型虽能合成但生长慢，青霉素主要作用于生长分裂的细胞），而营养缺陷型因不能生长而不被杀死（注：此步骤有时需配合差异杀菌法，实际操作中常先在完全培养基培养一段时间让突变表达，再转接）。更通用的现代筛选流程是：更通用的现代筛选流程是：1.诱变处理。2.在完全培养基中培养过夜，使突变基因表达。3.离心洗涤菌体，去除残留的完全培养基成分。4.将菌液涂布在基本培养基平板上（野生型能长，缺陷型不能长）。5.采用影印培养法：将平皿上的菌落影印到完全培养基和基本培养基平板上。6.对比两张平板，在完全培养基上生长而在基本培养基上不生长的菌落，即为营养缺陷型。5.简述持续性病毒感染与潜伏性病毒感染的区别。答：持续性病毒感染：病毒在宿主体内持续存在，不断复制，并不断向体外排出病毒，且常有临床症状。病程长，迁延不愈。如乙型肝炎病毒引起的慢性肝炎。潜伏性病毒感染：病毒进入宿主细胞后，其基因组整合到宿主细胞DNA或以附加体形式存在，但不产生病毒粒子，宿主细胞无异常。但在一定条件下（如应激、免疫力下降），潜伏病毒被激活，开始增殖并引起疾病。如单纯疱疹病毒（HSV）引起的唇疱疹，平时潜伏在神经节中。六、论述题与计算题1.试述微生物代谢调控的两种主要机制（酶合成调控和酶活性调控），并举例说明其在发酵工业中的应用。答：微生物为了高效利用营养物，进化出了精密的代谢调节机制，主要分为酶合成的调节（基因水平）和酶活性的调节（代谢水平）。(1)酶合成的调节（基因表达调控）：主要通过控制酶的合成量来调节代谢速率。诱导：只有当底物存在时才合成相应的酶。例如，大肠杆菌只有在培养基中有乳糖时才合成分解乳糖的β-半乳糖苷酶（由乳糖操纵子控制）。阻遏：代谢途径的终产物积累时会阻止该途径关键酶的合成。例如，色氨酸积累时会阻遏色氨酸合成途径中酶的合成。应用：在工业发酵中，利用诱导机制，在产物合成阶段添加特定的诱导物（如乳糖诱导青霉素酰化酶）来提高产量；利用分解代谢物阻遏原理，通过流加葡萄糖控制其浓度，解除葡萄糖对其他酶（如蛋白酶）合成的阻遏，提高次级代谢产物产量。(2)酶活性的调节：通过改变已有酶分子的活性来快速调节代谢流速。反馈抑制：代谢途径的终产物直接抑制该途径关键酶的活性。通常是别构调节。例如，在IMP合成途径中，AMP和GMP分别协同抑制PRPP酰胺转移酶。共价修饰：通过酶的磷酸化/脱磷酸化、腺苷酰化等修饰改变活性。应用：在氨基酸发酵工业中，利用营养缺陷型或结构类似物抗性突变株，解除终产物对关键酶的反馈抑制，使代谢流持续