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微生物学作业（华师生科院06函授07号李文勇）第一章绪论1、什么是微生物？微生物有哪些特点？人们把那些形体微小（0.1mm），结构简单，在适宜环境下能生长繁殖及发生遗传变异，用肉眼难以看到，必须借助光学显微镜或电子显微镜才能看清的低等微小生物统称为微生物。微生物有6大特点：微生物的比表面积大、转化能力强、繁殖速度快、易变异、适应性强、分布广。第二章原核微生物1、名词解释原核微生物：指核质和细胞质之间不存在明显核膜，其染色体由单一核酸组成的一类微生物。肽聚糖：由两种糖衍生物，N-乙酰葡糖胺（G）和N-乙酰胞壁酸（M），以及短胎所组成。溶菌酶：又称N-乙酰胞壁酸酶。它专攻击聚糖链中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺之间的-1,4糖苷键而使细胞壁解体核区：细菌菌体中央大量遗传物质（DNA）所在的区域。无核膜核仁，由一环状DNA分子高度缠绕而成。质粒：质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的脱氧核糖核酸(DNA)分子。荚膜：某些细菌在细胞壁外包围的一层粘液性物质。粘液层：荚膜的类型，量大，而且和细胞表面的结合比较松散，没有明显边界，常扩散到培养基中。菌落：单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构的子细胞的群落。2、根据革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌细胞壁通透性来说明革兰氏染色的机制。革兰氏染色法，主要过程为：结晶紫初染，碘液媒染，95%乙醇脱色，再以沙黄等红色燃料复染。染色结果为：革兰氏阳性菌被染成紫色，革兰氏阴性菌被染成浅红色。细菌的不同显色反应是由于细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是一样的，但在G细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞壁，保持着紫色。在G细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜，还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时，显现红色。红色染料虽然也能进入已染成紫色的G+细胞，但被紫色盖没，红色显示不出来。3、什么是芽胞？它在什么时候形成？试从其特殊的结构和成分说明芽孢的抗逆性。芽胞杆菌生长到后期，在其菌体内形成厚壁、折光性强、具抗逆性的孢子称为芽孢。芽胞是代谢活性很低，对干燥、热、化学药物和辐射等具有高度抗性的休眠体。究表明芽孢对不良环境因子的抗性主要由于其含水量低（40）。且含有耐热的小分子酶类，富含大量特殊的吡啶二羧酸钙和带有二硫键的蛋白质，以及具有多层次厚而致密的芽孢壁等原因。第三章真核微生物1、名词解释真核微生物：具有真正细胞核，具有核膜和核仁分化的较高等的微生物。真菌：真核微生物，有细胞壁没光合色素，寄生或腐生生活，靠渗透作用吸取营养。酵母菌：真核单细胞生物。体呈圆形、卵形或椭圆形，内有细胞核、液泡和颗粒体物质。通常以出芽繁殖；有的能进行二等分分裂；有的种类能产生子囊孢子。霉菌：霉菌是丝状真菌的俗称菌物界：菌物界这个名词是我过学者裘维蕃等于1990年提出的,并已得学术界的一定支持,这是指和动物界,植物界相并列的一大群无叶绿素,依靠细胞表面吸收有机养料,细胞壁一般还有几丁质的真核微生物.一般包括真菌,粘菌和假菌(卵菌等)3类7、列表说明真核微生物和原核微生物的主要区别类别原核生物真核生物细胞核拟核，无核膜核仁完整，有核膜核仁DNA一条，不和RNA及组蛋白结合，有质粒一至数条，和RNA及蛋白质结合常没质粒细胞分裂二分裂有丝及减数分裂有性生殖常无，少有有中体有无细胞器无有细胞质流动无有胞膜中固醇无（支原体中有）有呼吸链位置细胞膜线粒体和氧关系好氧、兼性好氧、厌氧好氧、少数兼性、极少数厌氧光合作用部位细胞膜叶绿体细胞壁组成肽聚糖或脂多糖壳多糖、多聚糖或寡糖运动器官较细的鞭毛粗鞭毛或纤毛细胞大小110um10100um遗传重组方式转导、接合等有性生殖、准性生殖第四章病毒1名词解释病毒粒子：含有DNA或RNA，能在活细胞能繁殖，又能在细胞外以亚显微大分子颗粒状态存在，可以作为致病因子，也可以当作遗传成分的非细胞型微生物烈性噬菌体：能在宿主细胞内增殖，产生大量子噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体温和噬菌体：侵染细菌后不产生子噬菌体和引起细胞裂解溶源性：温和噬菌体侵染敏感细菌后不裂解它们，而和细菌共存的特性称为溶源性2、试述病毒的主要化学组成及其功能病毒的化学组成主要是核酸和蛋白质。有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。病毒核酸是遗传信息的载体。病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染和增殖过程中发挥作用4、病毒有哪几种对称类型？试各举例说明。螺旋对称的杆状病毒（烟草花叶病毒），二十面体对称或等轴对称的球状病毒（腺病毒），复合对称的蝌蚪状病毒（大肠杆菌噬菌体T4）第五章微生物的营养1、名词解释：生长因子：微生物生长所不可缺少的微量有机物质水活度：以相同温度下，溶液或物质上面空气的蒸汽压和纯水蒸汽压之比表示水活度（w）=P溶液/P纯水腐生：微生物生活的营养物质来自死亡或腐烂的生物物质寄生：微生物生活的营养物质来自活的有机体单纯扩散：是物质非特异地从浓度高一侧被动或自由地透过膜向浓度低一侧扩散的过程主动运输：需要外界提供能量，由载体蛋白参和的逆浓度梯度的物质转运方式基因转位：是物质在运输的同时由于受到化学修饰而源源不断地进入细胞的一种运输方式合成培养基：是通过顺序加入准确称量的高纯度化学试剂和蒸馏水配制而成的天然培养基：采用动植物组织或微生物细胞或它们的提取物或粗消化产物配制而成的半合成培养基：用纯化学试剂和天然物质配制而成3、试述微生物营养中6大要素物质及其生理功能微生物营养中有碳源、能源、氮源、无机盐、生长因子以及水6大要素物质。碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质（如糖类、脂类、蛋白质等）和代谢产物。同时绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此碳源物质通常也是能源物质。氮对微生物的生长发育有重要的作用，它们主要用来合成细胞中的含氮物质。能源能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养物或辐射能。生长因子是微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。无机盐也是微生物生长所不可缺少的营养物质，它们有参加微生物中氨基酸和酶的组成。调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的渗透和平衡。酶的激活剂。水在细胞中的生理功能主要有 起到溶剂和运输介质的作用，营养物质的吸收和代谢产物的分泌必须以水为介质才能完成；参和细胞内一系列化学反应；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；因为水的比热高，是热的良好导体，能有效地吸收代谢过程中产生的热并及时地将热迅速散发出体外，大而有效地控制细胞内温度的变化；通过水合作用和脱水作用控制由多亚基组成的结构，如微管、鞭毛的组装和解离。5、物质进出微生物细胞的方式主要有几种？试比较它们的异同。物质主要以以下几种方式进出细胞的。1单纯扩散：这是通过细胞膜进行内外物质交换最简单的一种方式。营养物质通过分子的随机运动透过微生物细胞膜上的小孔进出细胞。其特点是物质由高浓度区向低浓度区扩散（浓度梯度），这是一种单纯的物理扩散作用，不需要能量。一旦细胞膜两侧的浓度梯度消失（即细胞内外的物质浓度达到平衡），简单扩散也就达到动态平衡。2 易化扩散：借助细胞膜上的载体从浓度高的一侧透过膜向浓度低的一侧扩散。3主动运输：需要外界提供能量，由载体蛋白参和的逆浓度梯度的物质转运方式4基因转位：是物质在运输的同时由于受到化学修饰而源源不断地进入细胞的一种运输方式基因转位也有特异蛋白参和和需要能量不过能量来源是PEP。第六章微生物的代谢1、名词解释：发酵：指微生物在厌氧条件下以其自身内部的某些有机物作为末端受体进行的氧化还原反应呼吸：是微生物以分子氧或其他氧化型化合物作为末端受体进行的氧化还原反应固氮作用：指固氮微生物依靠其固氮酶系催化分子氮还原形成氨的过程4、发酵有哪几种类型？发酵类型有：乙醇发酵、乳酸发酵、混合酸和丁而醇发酵、丙酮-丁醇发酵、氨基酸发酵第七章微生物的生长1、比较和解释下列各组名词：纯培养、同步培养、灭菌、消毒和防腐纯培养：微生物学中将在实验室条件下从一个单细胞繁殖得到的后代称为纯培养。同步培养：能使培养物中所有微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法灭菌：能够杀死或消除材料或物体上全部微生物的方法消毒：能够杀死、消除或降低材料或物体上的病原微生物使之不致引起疾病的方法防腐：能够防止或抑制微生物生长，但不能杀死微生物群体的方法3、试述细菌群体生长规律及其在生长实践中的应用。细菌群体的生长繁殖可分为四期：1迟缓期或称调整期，细菌接种至培养基中，对新环境有一个短暂适应过程。因为细菌繁殖量少，此期曲线平坦稳定。迟缓期长短因菌种、细菌数量、菌龄以及营养物质等不同而异，一般为14小时。 2对数期又称指数期，此期细菌以稳定的几何级数极快增长，活菌数增加，生长曲线直线上升。可持续几小时或更长时间。3稳定期，该期由于培养基中营养物质被消耗、毒性产物（有机酸、H2O2等）积累酸度下降等不利因素的影响，细菌繁殖速度渐趋下降，相对细菌死亡数开始逐渐增加，细菌增殖数和死亡数渐趋平衡，生长曲线处于平坦阶段。4衰亡期，随着稳定期发展，细菌繁殖越来越慢，死亡菌数明显增多。活菌数和培养时间呈反比关系，生理代谢活动趋于停滞。生长曲线呈下降趋势。认识和掌握生物生长曲线有重要的实践意义。例如：酒精生产过程中要设法缩短迟缓期延长对数期以便在最短时间内获得最大产量；医学上要采用G+染色坚定病原菌，就要采用对数生长期的菌体；工业上生产食品酵母就在稳定期收集，这时候菌体数目最大。5、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716/62.915s/30min牛奶烘箱灭菌法171/160/1211h/2h/12h金属、玻璃等高压蒸汽灭菌法1211530min培养基、生理盐水等各种溶液第八章微生物的遗传变异1、名词解释：细菌的接合：指供体菌和受体菌的完整细胞互相直接接触，通过接触而进行较大片段的DNA传递，这种传递遗传信息的现象称接合。转化：受体细胞从外界直接吸收了来自供体细胞的DNA片段，并和其染色体同源片段进行遗传物质交换，从而使受体细胞获得了新的遗传特性，这种现象称转化。转导：通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体为媒介，把一个细胞的DNA片段转移到一个细胞中，并且使后者发生遗传变异的过程。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，主要只指合成纤维素、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株。2、试述历史上证明核酸是遗产物质的3个著名实验，为何选择了微生物作为研究对象？1，1944年美国洛克非勒医学研究所的Avery等人证实了1928年英国人Griffith的发现，并将肺炎链球菌S型的DNA成果地转化无毒性的肺炎球菌R型为有毒的肺炎S型，第一次证明了载有S型荚膜遗传信息的物质是DNA。2，1953年美国人Hershey和Chase用放射性同位素方法，提供了DNA是噬菌体遗传物质的直接证据。他们用含有35S和32P的培养基培养大肠杆菌H，再用被标记的大肠杆菌H培养T2噬菌体，直至得到完全标记上35S和32P的T2噬菌体为止。用标记的T2噬菌体侵染没有标记的大肠杆菌H，结果表明，T2噬菌体外壳蛋白中有35S放射性并和细菌的细胞壁相连，而DNA部分则有32P放射性并进入细菌的细胞质中。这一事实说明，在噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌体外，只有DNA进入细胞，又一次证明遗传物质是DNA不是蛋白质。3，Fraenkel Conrat 和 Singer的烟草花叶病毒重组实验证实了RNA也是遗传物质。选择微生物做研究对象是因为微生物的结构成分简单，繁殖速度快等优点。6、试述几种主要的菌种保存方法及其主要优缺点。1，斜面低温保藏法：简单、存活率高，应用广泛，缺点是菌株仍有一定的代谢强度，传代多则菌种容易变异，不宜长时间保存。2，液体石蜡覆盖保藏法：优点是方法简单不需要特殊装置，缺点是对很多厌氧细菌或能分解烃类的细菌的保藏效果差。3，载体保藏法：此法简便，保藏时间较长，微生物转接也比较方便，故应用范围较广。4，悬液保藏法：操作方法简便，可在室温下保存，保存时间长。5，寄主保藏法：只能寄生在活着的动物、植物或细菌中才能繁殖传代，可针对寄主细胞或细胞的特性进行保存。6，冷冻干燥保藏法：是最佳的微生物菌体保存法之一，保存时间长，可达10年以上。缺点是手续麻烦，需要高价设备，存活率低等。7，液氮保藏法：是当前保藏菌种最理想的方法。但必须将菌液悬浮和低温保护剂中并须控制制冷速度进行预冻，减少超低温对细胞造成的损伤。第九章微生物生态学1、名词解释：极端环境微生物：在自然界中，存在着一些可在绝大多数微生物所不能生长的高温、低温、高酸、高碱、高盐、高压、或高辐射等极端环境下的微生物。互生：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：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。结抗：指一种微生物在其生命活动过程中，产生某种代谢产物或改变环境条件，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。寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。3、在微生物的生物环境中存在着几种关系？举例说明。互生：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。这是一种可分可合，合比分好的关系。如人体肠道正常菌群和宿主的关系就是互生。共生：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。如根瘤菌和豆科植物。结抗：指一种微生物在其生命活动过程中，产生某种代谢产物或改变环境条件，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。如乳酸杆菌产生大量乳酸导致环境的PH下降，从而抑制其他微生物的生长。寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。如噬菌体寄生在细菌体内就是寄生现象。第十章传染和免疫1、名词解释：传染：指病原微生物侵入机体后，克服机体的防疫机能，在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理过程。免疫：机体识别“自己“和”异己“的能力或活动。内毒素：存在细菌细胞壁的外层，是细菌细胞壁的组成成分。外毒素：有些病原菌在其生命活动过程中产生能释放至周围环境中的毒素补体：是人和动物血清中的一组球蛋白成分，在抗原抗体反应中有补充抗体的能力。干扰素：受到病毒感染的细胞产生的可以保护其他细胞抵御多种病毒感染的物质。抗原：是一类能被机体特异性免疫系统识别，能刺激机体产生免疫应答并能和应答物发生反应的物质因素。抗体：是由抗原刺激机体后形成的一类具有和该抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。疫苗：由病原微生物本身加工制成的。特异性免疫：指个体出生后，在和抗原物质接触过程中所建立起来的免疫力。非特异性免疫：对所有入侵的病原微生物均能发生作用的免疫。人工自动免疫：人工给机体注射抗原物质，使机体免疫系统因抗原刺激而发生类似感染时所发生的免疫过程，从而获得特异性免疫力的过程。人工被动免疫：若人工给机体注入免疫血清使机体直接获得一定的免疫力的过程。自身免疫病：机体免疫