农业微生物学

农业微生物学农业微生物学农业微生物学V:1.0精细整理，仅供参考农业微生物学日期：20xx年X月第一章绪论一、名词解释1．微生物：微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小（一般<0.1mm）、构造简单的低等生物。3．路易斯•巴斯德：LouisPasteur，1822—1895)

法国人，原为化学家，后来转向微生物学研究领域，为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，成为微生物学的奠基人。主要贡献：用曲颈瓶实验彻底否定了“自生说”，从此建立了病原学说，推动了微生物学的发展；研究了鸡霍乱，发现将病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱病；其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，证实其免疫学说，为人类防病、治病做出了重大贡献；分离到了许多引起发酵的微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引起的，也发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是不同细菌所引起的，为进一步研究微生物的生理生化和工业微生物学奠定了基础。4．罗伯特•柯赫：（R．Koch，1843~1910）柯赫是德国细菌学家，医学微生物学奠基人。其重要贡献为：（1）建立了能获得微生物纯种的平板分离法以及细菌染色、悬滴培养和显微摄影等技术；②分离了炭疽芽孢杆菌、结核分枝杆菌和霍乱弧菌等重要病原菌；（3）提出了证实病原菌必须遵循的四条原则，即柯赫法则（Koch’spostulates）5．比表面积：单位体积物体所占有的表面积值称为比表面积。物体的体积越小，其比表面积越大。6．曲颈瓶试验：是巴斯德设计的一个著名实验，曾用于驳斥生命的自然发生说。他烧制了上端有一细长弯曲颈部的玻璃瓶，其内盛有营养液。将它加热煮沸再冷却后，外界空气仍可进入，而尘埃却被阻挡在颈部，结果营养液长期不发生腐败。相反，若将颈部折断或让营养液与颈部尘埃接触，则营养液很快腐败。由此，他否定了自然发生说，并提出了生命必须来自生命的胚种学说。7．胚种学说：又称生源论或生源说。与自然发生说（无生源论）截然相反，胚种学说认为包括微生物在内的一切生物皆由其同种生物的胚种发育而来。巴斯德以其著名的曲颈瓶试验有力地证明了胚种学说是正确的。8．自生说：一个古老的学说，认为一切生命有机体能够从无生命的物质自然发生的。9．安东•列文虎克：（AntonyvanLeeuenhoek，1632~1723）荷兰商人，他是真正看见并描述微生物的第一人，他利用自制放大倍数为50~300倍的显微镜发现了微生物世界（当时被称之为微小动物），首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物界。10．微生物化：指设法使原来以组织或器官等方式生长的高等动植物细胞集团，改变成像微生物那样以纯种方式生长的单细胞群体，借以发挥类似微生物特有的小体积大面积体制的优越性，从而提高高等动植物细胞或其独特代谢产物的产量。五、简答题1．微生物的特点有哪些？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、面积大是微生物与其他生物相区别的关键，也是其他四个特点的基础。2．简述微生物学的发展简史。答：分期史前期初创期奠基期发展期成熟期时间约8000年前~16761676~18611861~18971897~19531953~至今实质朦胧阶段形态描述阶段生理水平研究阶段生化水平研究阶段分子生物学水平研究阶段开创者世界各国劳动人民（当时我国的制曲、酿酒技术尤为著称）列文虎克—微生物学的先驱（1）巴斯德—微生物学奠基人；（2）柯赫—细菌学奠基人E．Büchner—生物化学奠基人J．Waston和F．Crick—分子生物学奠基人特点（1）未见细菌等微生物的个体；（2）凭实践经验利用微生物的有益活动（如进行酿酒、发面、制酱、酿醋、沤肥、轮作、治病等）（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（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）进入寻找人类和动物病原菌的黄金时期（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（1）广泛运用分子生物学理论和现代研究方法，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各领域飞速发展；（5）微生物基因组的研究促进了生物信息学时代的到来4．微生物学研究哪些内容？答：（1）研究微生物的细胞形态、结构、功能，研究细胞的构建及其能量、物质、信息的运转规律。（2）研究微生物进化与多样性、研究微生物的种类和种类之间的相似与区别（分类）、微生物起源。（3）研究微生物生态学规律，微生物之间、微生物与其它生物、微生物与环境条件的相互作用规律。（4）研究微生物与人类的关系（有益的、中性的、有害的）。5．为什么微生物学比动、植物学起步晚，却发展非常迅速？答：其原因从下列几方面分析：微生物具有其他生物不具备的生物学特性；微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；微生物个体小、结构简单、生长周期短、易大量培养、易变异、重复性强等优势，十分易于操作。动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢。微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。6．为什么说巴斯德和柯赫是微生物学形成的奠基时期的重要代表人物？答：这是由于巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立的学科开始形成。巴斯德彻底否定了“自然发生”学说；发现将病原菌减毒可诱发免疫性，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种；证实发酵是由微生物引起的；创立巴斯德消毒法等。柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就：证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌，发现了肺结核病的病原菌，提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则，创建了分离、纯化微生物的技术等。7．试述微生物与人类之间的关系。答：日本学者尾形学在其《家畜微生物学》（1977）一书中，第一句话就是“在近代科学中，对人类福利最大的一门科学，要算是微生物学了。”这是很有道理的。因为在人类的幸福中，健康应该居一切之首，而微生物学的发展，为人类的健康长寿作出了极其重大的贡献。（1）微生物与医疗保健：（1）建立外科消毒术；（2）分离出人畜病原菌，找出致病原因，使对症治疗成为可能；（3）免疫防治法应用使许多恶性传染病被有效的“预防”；（4）发明了化学治疗疾病的方法，西医西药学建立；（5）抗生素治疗的兴起，挽救了成千上万人的生命；⑥遗传工程、生物技术在医药界的应用，利用微生物生产生化药物等，开创新时代。（2）微生物与工业发展：（1）自然发酵食品、饮料的酿造；（2）罐头保藏；（3）厌氧纯种发酵技术；（4）深层液体通气搅拌培养；（5）代谢调控理论在发酵工业上的应用；⑥生物工程的兴起。（3）微生物与农业生产：微生物在农业生产中有多方面的应用，从而促进了大农业（农、林、牧、副、渔）的发展，如以菌治虫，以菌治病，以菌治草（微生物治草剂）；以菌增肥，以菌促长（如赤霉素等促进植物生长）；以菌当饲料（包括饵料）；以菌当药物（药用真菌）；以菌当蔬菜（食用菌）；以及以菌产沼气等。（4）微生物学与生态环境保护：微生物与环境保护的关系越来越受到当前全人类的广泛重视。目前，由于人类的生产活动，导致环境污染越来越严重，许多有识之士认为，未来的世纪是人类向大自然偿还生态债的世纪，在此过程中，微生物的作用是极其重要的。如微生物是食物链中的主要环节、污水处理中的中心角色、生态农业中的重要措施以及自然界重要元素循环的主要推动者以及环境污染和监测的重要指示生物等。在环境污染的治理方面，已用微生物处理含酚、氰、有机磷、有机氯、丙烯腈、TNT、硫氰酸盐、石油、重金属、染料等的废水。（5）微生物学与生物学基础理论研究：（1）以微生物为研究对象解决了生物学上许多重大问题；（2）分子生物学的三大来源与支柱；（3）遗传学研究对象的微生物化，促使经典遗传学向分子遗传学方向发展；（4）微生物学与基因工程；（5）高等生物研究和利用中的微生物化趋势方兴未艾；⑥微生物学中的一套独特实验技术迅速扩散到生命科学的各研究领域。第二章原核微生物参考答案一、名词解释3．革兰氏染色法：由丹麦学者C．Gram发明的一种细菌鉴别性染色法。任何细菌经结晶紫溶液染色、碘液媒染、乙醇脱色和沙黄（番红）复染后，会被染成紫色或红色，凡染成紫色者称革兰氏阳性细菌，染成红色者则为革兰氏阴性细菌。4．细菌细胞壁：位于细菌细胞最外面的一层厚实、坚韧的外被，主要成分为肽聚糖，具有固定细胞外形和保护细胞等多种功能。5．肽聚糖：是真细菌细胞壁的特有成分，由大量肽聚糖单体以网状形式交联而成。肽聚糖单体含肽与聚糖两种成分，其中的肽为四肽尾和肽桥，聚糖则由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸以β-1,4-糖苷键相互交联而成。G+细菌和G-细菌的肽聚糖结构稍有不同。6．外膜：位于G-细菌细胞壁最外层，是一层由脂多糖（LPS）、磷脂、脂蛋白等组成的厚膜。具有控制细胞透性、促进Mg2+吸收等功能。7．L-型细菌：专指那些在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损菌株。8．原生质体：在人为条件下，用溶菌酶除尽细菌等微生物原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅由一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞，一般由G+细菌形成。9．原生质球或球状体：指用溶菌酶EDTA（乙二胺四乙酸）处理细胞时，可得到残留了部分细胞壁的原生质体，也叫球状体。通常由G-细菌形成。10．间体：或中体，是一种由细胞膜内褶而形成的囊状结构，其内充满着层状或管状的泡囊。多见于G+细菌。每个细胞含一至几个。其功能与DNA的复制、分配，细胞分裂和酶的分泌有关。11．糖被：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。15．芽孢：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、折光性强、具有抗逆性的休眠体，也称为内生孢子。16．伴胞晶体：少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在细胞内的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，称为伴胞晶体，即δ内毒素。17．菌落：单个微生物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生长群体。18．菌苔：指在固体培养基上，由多个细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见的群体。19．荚膜：糖被的一种。包裹在细菌细胞壁外、有固定层次的胶黏物，一般成分为多糖，少数为多肽或多糖与多肽的复合物。荚膜具有保护、贮藏、附着和堆积代谢废物等生理功能。五、简答题2．试述细菌革兰氏染色的方法、结果和机制。答：革兰氏染色是丹麦医生C.Gram于1884年发明的，采用革兰氏染色可以将细菌分为二大类，G+细菌和G-细菌。方法：常规制片———→初染————→媒染————→脱色————→复染————→观察（涂片-风干-固定）(结晶紫30s)(碘液30s)（95%乙醇20s）（番红60s）（油镜）结果：紫色——G+菌红色——G-菌机制：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，主要是由肽聚糖层的厚度和结构不同决定的。通过结晶紫初染和碘液媒染，在任何细菌的细胞膜内都可形成不溶于水的结晶紫—碘复合物。G+细菌因细胞壁厚，肽聚糖网的层次多和结构致密，以及不含类脂等原因，故用脱色剂（95%乙醇）处理后，可把结晶紫—碘复合物仍阻拦在细胞内，故呈现紫色；反之，G-细菌因细胞壁薄，外膜层类脂含量高（脂多糖、脂蛋白），以及肽聚糖层薄且交联松散，故用脱色剂乙醇处理后，就可把类脂和结晶紫—碘复合物溶出细胞，这种无色的细胞再经沙黄（番红）复染，就呈现红色。4．什么是缺壁细菌？试比较4类缺壁细菌的形成、特点和实践意义。答：缺壁细菌：细胞壁缺乏或缺损的各种细菌的统称，包括支原体、L型细菌、原生质体和球状体等。L型细菌专指那些在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菌株。在自然条件下由于细菌本身产生自溶酶而自发产生L-细菌。不适当的使用抗生素、抗体补体的作用、机体的免疫力下降、内分泌的变化及不适宜的温度、营养成分、酸碱度等均可诱导产生L-细菌。人工去壁：去壁完整形成原生质体；去壁不完整形成原生质球或球状体。原生质体——指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞，一般由G+形成。球状体或原生质球——人工条件下去除细胞壁后，膜上还残留一部分细胞壁的原生质体，一般由G-形成。（溶菌酶加上螯合剂乙二胺四乙酸处理G-细菌，只能去除部分细胞壁，呈球形。）支原体：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。特点：主要是无细胞壁，细胞呈球状，对渗透压十分敏感，即使长有鞭毛也不能运动，对噬菌体不敏感，细胞不能或难于分裂等等。5．何谓“拴菌”试验它的创新思维在哪里

答：“拴菌”试验是为证明细菌鞭毛运动机制而设计的一个著名实验。方法是：取一端长有单根鞭毛的细菌（如一些弧菌），使鞭毛的游离端被相应抗体牢牢“拴”在载玻片上，然后在显微镜下观察细胞在作打转还是伸缩运动。结果发现是在不断打转，从而确认细菌鞭毛的运动机制是旋转式而非挥鞭式。思维方式的创新点：通过逆向思维，使原来无法观察到的纤细的活鞭毛旋转，转变成在显微镜下可清楚观察到的细胞旋转。试验方法的创新点：采用特异抗体把单毛菌的鞭毛牢牢地“拴”在载玻片上，以实现固着鞭毛的作用。6．试对G-细菌细胞壁的结构作一表解。答：脂多糖（LPS）层磷脂层外膜外膜蛋白、孔蛋白G-细菌细胞壁脂蛋白内膜（肽聚糖层）周质空间7．研究细菌芽孢有何理论和实际意义？答：（1）是研究生物抗逆性和休眠的生物学机制的良好材料；（2）是细菌分类、鉴定中的重要指标；（3）有利于提高菌种筛选效率；（4）有利于菌种的长期保藏；（5）为比较各种消毒灭菌方法的可靠性提供优良的模式生物；（6）用于生物杀虫。8．渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？答：该学说认为，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和皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心的水分，其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，具有极强的耐热性。从皮层成分来看，它含有大量交联度低、负电荷强的芽孢肽聚糖，它与低价阳离子一起赋予皮层的高渗透压特性，从而使皮层的含水量增高，随之增大了体积。由此可知，芽孢整体的含水量少，并不说明其各层次的含水量是均匀一致的，其中皮层和核心间含水量的差别是极其明显的。芽孢有生命部位——核心部位含水量的稀少（10~25%），才是其耐热机制的关键所在。另外，芽孢皮层中含有营养细胞所没有的DPA-Ca的螯合作用，它能使芽孢内的生物大分子形成耐热的稳定性凝胶，从而增强了芽孢的耐热性。9．为什么说芽孢是生命世界中抗性最强的一种构造？答：（1）含有高浓度的Ca++离子和吡啶二羧酸的复合物；（2）较低的含水量（40%左右）；（3）含有耐热的小分子酶类；（4）含有带有S-S键的氨基酸或蛋白质，可使芽孢具有较强的抗辐射作用；（5）具有多层次厚而致密的芽孢壁，芽孢衣的透性很差以及芽孢原生质的高度失水状态。因此，抗性强。10．试述细菌糖被与生产实践的关系。答：细菌糖被与生产实践有密切的联系：有利的一面：（1）用于菌种分类鉴定；（2）用作生化药物和生化试剂，如肠膜明串珠菌的糖被可提取葡聚糖以制备“代血浆”或葡聚糖生化试剂；（3）用作工业原料。如野油菜黄单胞菌的糖被（黏液层）可提取一种用途极广的胞外多糖——黄原胶，已被用于石油开采中的钻井液添加剂以及印染和食品等工业中；（4）用于污水的生物处理，如形成菌胶团的细菌，有助于污水中有害物质的吸附和沉降。不利的一面：（1）常使食品厂的糖液、牛乳、酒类、饮料和面包等食品发黏变质；（2）引起龋齿；（3）与细菌致病性有关，增强某些病原菌如肺炎链球菌的毒力。11．革兰氏染色中最关键的一步是哪一步为什么

答：最关键的一步是脱色，重点是掌握脱色时间。如果脱色过度，对于G+细菌来说，经乙醇脱色处理，细胞内的结晶紫和碘形成的紫色复合物也会随乙醇一同洗脱出去，细胞变成无色，经番红复染后菌体呈红色，鉴定为G-，出现假阴性；相反，对于G-细菌来说，如果脱色不足，会出现假阳性。12．染色时固定的作用是什么？答：一是杀死菌体，二是使菌体黏附在载玻片上，增加菌体和染料之间的亲和力。13．龋齿如何形成的？

答：细菌的糖被具有表面附着作用，有利于细菌在特殊环境中定居和生存。例如，可引起龋齿的唾液链球菌和变异链球菌就会分泌一种己糖基转移酶，使蔗糖转变成果聚糖，由它把细菌牢牢粘附于齿表，这时细菌发酵糖类所产生的乳酸在局部发生积累，严重腐蚀齿表珐琅质层，引起龋齿。14．细菌有哪些运动方式？答：生鞭毛的细菌通过鞭毛运动；螺旋体通过轴丝伸缩运动；螺原体通过细胞弯曲运动；黏细菌、蓝细菌、噬纤维菌等通过滑行运动。15．简述溶菌酶杀菌和青霉素的抑菌机制。答：溶菌酶的杀菌机制：溶菌酶是广泛存在于卵清、人的泪液和鼻涕、部分细菌及噬菌体内的一种酶，该酶专一性地水解细菌细胞壁中肽聚糖里NAM和NAG的β-1,4糖苷键，破坏肽聚糖骨架，引起细菌细胞裂解，达到杀菌目的。青霉素的抑菌机制：可以抑制细菌细胞壁中肽聚糖的合成，从而抑制细菌生长。在肽聚糖合成的最后阶段，短肽侧链之间的交联过程需要转肽酶参加，青霉素可专一性地抑制转肽酶的活性，使肽聚糖合成中断。不论是对革兰氏阳性菌还是革兰氏阴性菌，青霉素的作用机制相同，但由于阴性菌和阳性菌肽聚糖结构的不同，使得青霉素的作用位点不同。由于革兰氏阳性菌细胞壁的肽聚糖含量和交联度明显高于革兰氏阴性菌，因此对青霉素的敏感性高于革兰氏阴性菌。此外，由于革兰氏阴性菌细胞壁中含有外膜层，外膜对生物大分子的通透屏障作用使青霉素不易进入细胞壁，也使其对青霉素不如革兰氏阳性菌敏感。第三章真核微生物一、名词解释2．菌物界：指一个与动物界和植物界相平行的界，包括一大群无叶绿素、依靠细胞表面吸收有机养料、细胞壁一般含有几丁质的真核微生物。通常包括真菌、黏菌和假菌三大类。4．酵母菌：能发酵糖类的各种单细胞真菌的俗称。通常具有以下五个特点：（1）一般为单细胞；（2）多数营出芽繁殖，少数裂殖；（3）能发酵糖类产能；（4）细胞壁常含甘露聚糖；（5）常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。7．子实体：由真菌的营养菌丝和生殖菌丝相互缠绕而形成的具有一定形态的产孢结构。8．锁状联合：担子菌双核菌丝细胞增殖的一种独特方式。因在顶端细胞分裂过程中有一个细胞核必须通过该细胞上伸出的一个喙状突起输送到后一细胞中，故称锁状联合。11．初生菌丝：由担孢子萌发产生的、初期是无隔多核，不久产生横隔将细胞核分开而成为单核的菌丝。12．次生菌丝：由性别不同的两个初生菌丝只进行质配而不进行核配所形成的双核菌丝，具有双核的次生菌丝细胞常以锁状联合的方式来增加细胞的个体。15．匍匐菌丝：又称匍匐枝。毛霉目真菌在固体基质上常形成与表面平行，具有延伸功能的菌丝。16．胞口：许多靠吞入活有机体或多种小颗粒为食的原生动物在体表都有一个特殊的开口称胞口。17．毒胞：含有毒汁的胞囊，多分布在胞口附近，起麻醉猎物的作用。18．菌索：一般产自伞菌类真菌，为白色根状菌丝组织，具有促进菌体蔓延和抵御不良环境等功能。常在腐朽树皮下火地下见到。19．附着胞：一些植物寄生真菌的芽管或老龄菌丝顶端发生膨大、分泌黏状物，借以牢固地黏附于宿主的表面，此即附着胞。在其上可形成纤细的针状感染菌丝以侵入寄主植物细胞吸收养料。20．假菌丝：在良好营养和生长条件下，酵母菌生长迅速，几乎在所有营养细胞上都长出芽体。如果长出的一连串芽体与母细胞大小相近又不立即分离，其间仅以较小的面积相连，这种藕节状的细胞串称假菌丝。五、简答题1．真菌孢子与细菌芽孢的比较。答：项目霉菌孢子细菌芽孢大小大小数目一条菌丝或一个细胞产多个1个细胞只产1个形态形态、色泽多样形态简单形成部位可在细胞内或细胞外形成只在细胞内形成细胞核真核原核功能最重要的繁殖方式不是繁殖方式，是抗性构造（休眠方式）抗热性不强，在60-70℃下易杀死极强，一般100℃数十分钟才能杀死产生菌绝大多数种类可以产生少数细菌可产生2．比较根霉与毛霉的异同。答：根霉和毛霉同属毛霉目，菌丝无隔膜，多核。无性繁殖产生不能游动的孢囊孢子，而有性繁殖产生双倍体的接合孢子。主要区别在于：根霉有假根和匍匐菌丝。根霉在培养基或自然基物上生长时，由营养菌丝体产生弧形的匍匐菌丝向四周蔓延；并由匍匐菌丝生出假根与基物接触；与假根相对处向上生长出孢囊梗，顶端形成孢子囊，内生孢囊孢子。而毛霉的菌丝体呈棉絮状，在基物上或基物内能广泛蔓延。3．简述曲霉属真菌无性结构特征及对工农业生产的作用？答：曲霉属的真菌的菌丝体发达，具隔膜，多分枝，多核。分生孢子梗是从特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞即足细胞垂直生出，它无横隔，顶部膨大为顶囊。顶囊一般呈球形、洋梨形、棍棒形。顶囊表面长满一层或两层辐射状小梗，最上层小梗瓶状，顶端着生成串的球形分生孢子。顶囊、小梗以及分生孢子联合称分生孢子头。曲霉与人类的生活有着密切的联系。不仅用于制酱、酿酒、制醋曲的主要菌种，还是生产各种酶制剂（淀粉酶、蛋白酶、果胶酶等）、有机酸（柠檬酸、葡萄糖酸、五倍子酸等）的菌种，农业上利用曲霉作糖化饲料菌种。曲霉也是引起皮革、布匹及其他工业产品霉变及食物和饲料霉坏变质的菌种。有些种和菌株还能产生真菌毒素，如黄曲霉产生的黄曲霉毒素B1，致癌性非常强，尤其肝癌。6．酵母菌具有哪些特征？答：通常认为，酵母菌一般有如下特征：（1）以出芽繁殖为主，也可裂殖；（2）发酵糖类产能；（3）细胞壁常含甘露聚糖；（4）常生活在含糖量较高，酸度较大的水生环境中；（5）个体一般以单细胞状态存在。7．试以表解法介绍霉菌的营养菌丝和气生菌丝各可分化成哪些特化构造，并简要说明它们的功能。答：吸取养料假根吸取养料吸器附着附着胞附着附着枝特化的营养菌丝休眠（或休眠和蔓延）菌核特化的营养菌丝休眠（或休眠和蔓延）菌索延伸：匍匐枝（匍匐菌丝）捕食线虫菌环捕食线虫菌丝体菌网菌丝体无性分生孢子头（分生孢子）无性简单孢子囊（孢囊孢子）简单特化的气生菌丝（子实体）——产孢结构特化的气生菌丝（子实体）——产孢结构无性——分生孢子无性——分生孢子分生孢子盘复杂分生孢子座复杂有性（子囊果）—产子囊孢子有性（子囊果）—产子囊孢子子囊壳子囊盘8．真菌孢子的类型、特点和代表种属。答：孢子名称染色体倍数*外形数量外或内生其他特点实例无性孢子游动孢子n圆/梨/肾形多内有鞭毛，能游动壶菌孢囊孢子n近圆形多内水生型有鞭毛根霉，毛霉分生孢子n极多样极多外少数为多细胞曲霉，青霉节孢子n柱形多外各孢子同时形成白地霉厚垣孢子n近圆形少外在菌丝顶或中间形成总状毛霉芽孢子n近圆形较多外在酵母细胞上出芽形成假丝酵母掷孢子n镰/豆/肾形少外成熟时从母细胞射出掷孢酵母有性孢子卵孢子2n近圆形1至几内厚壁，休眠德氏腐霉接合孢子2n近圆形1内厚壁，休眠，大，深色根霉，毛霉子囊孢子n多样一般8内长在各种子囊内脉孢菌，赤霉担孢子n近圆形一般4外长在特有的担子上蘑菇，香菇*n为单倍体，2n为二倍体9．自然界中的蘑菇圈是如何形成的？答：经过双核化的菌丝体，通常寿命很长，可多年产生子实体，栽培上就可利用这一点不断地向四周辐射扩伸。有一些伞菌可在地上形成很奇特的图形——蘑菇圈，即在地上自然生长的蘑菇排列成圆形的环。过去人们不知其形成的原理，有人说是天生的仙女下列跳舞留下的脚印形成的，称为仙女环或仙人环，其实这与真菌菌丝扩展形成的圆形菌落有关。菌落在地上年复一年的生长扩大，后来中部菌丝因缺乏营养和老化而死去，仅留下外围的菌丝在地下形成菌丝环。在地下的菌丝环是不能被看见的，但形成子实体时即出现可见的蘑菇圈。常发生于森林边缘和草原上。若条件合适，在土壤中生长的真菌菌丝体，可年复一年的扩展，由圈里向外逐年新生和相继死亡，所以蘑菇圈也逐年地扩大，直径可达几米或几百米。常见的有硬柄小皮伞、蘑菇、野蘑菇、口蘑、松口蘑、高大环柄菇、雷蘑等。第四章病毒和亚病毒一、名词解释1．病毒：病毒是一类超显微结构的非细胞生物，每一种病毒只含有一种核酸，它们只能在活细胞内营专性寄生，靠操纵宿主代谢系统的来复制核酸，合成蛋白等组分，然后装配成成熟粒子得以增殖，在离体条件下能以无生命的化学大分子状态长期存在，并保持其侵染活性。2．病毒颗粒（毒粒）：成熟的、结构完整且有感染力的单个病毒。3．衣壳（壳体）：包围着病毒核酸的蛋白质外壳，由许多衣壳粒组成。4．衣壳粒（壳粒）：组成病毒衣壳的蛋白质亚单位，由一种或几种肽链折叠而成，是电镜下所能见到的最小的形态学单位。5．包膜：包裹在某些病毒核衣壳外的一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜，其类脂来自宿主的细胞膜。6．刺突：病毒表面或噬菌体尾部基板上向外伸出的尖钉状蛋白质突起，它具有吸附和固着与宿主表面的功能。9．噬菌斑：在双层平板固体培养基上，稀释的噬菌体悬液引起点状感染，在感染点上进行反复的侵染过程，产生噬菌斑。10．一步生长曲线：定量描述烈性（毒性）噬菌体生长规律的实验曲线称为一步生长曲线。以感染时间为横坐标，噬菌体的噬菌斑数为纵坐标，绘制出噬菌体特征性的繁殖曲线。11．效价：又称噬菌斑形成单位数（pfu）或感染中心数。指每毫升试样中所含有的具侵染力的噬菌体粒子数。12．烈（毒）性噬菌体：凡能侵染细菌并在其中复制和完成整个生活周期，最后摧毁和裂解细菌细胞的噬菌体。13．温和噬菌体：一类在通常情况下只引起宿主细胞溶源化而不引起裂解的噬菌体。侵入宿主后，其基因组通过与宿主基因组整合，并随后者的复制而进行同步复制。14．裂解量：病毒一步生长曲线中的一个参数，指每一细胞裂解后平均释放的子代噬菌体粒子数。15．溶源性：温和噬菌体侵入宿主细胞后，仅以前噬菌体状态存在而不引起宿主细胞裂解的现象。17．类病毒：无蛋白质外壳保护的游离的共价闭合环状单链低相对分子质量RNA分子的病原体，侵入宿主细胞后自我复制，并使宿主致病或死亡。19．朊病毒：一类不含核酸的具传染性的蛋白质分子，以构象感应方式增殖，是羊瘙痒症、疯牛病和人类克-雅氏综合症等的病原体。20．原噬菌体：整合在溶源细胞染色体上的噬菌体核酸称为原噬菌体或前噬菌体。21．自发裂解：自然情况下的溶源性细菌的裂解，但裂解量较少。22．诱发裂解：经紫外线、环氧化合物等理化因子处理，溶源性细菌发生的大量裂解。25．HeLa细胞系（HeLacellline）：美国学者于1951年时自一患宫颈癌妇女（名为HenriettaLacks）的病理部位分离得到。因易培养且生长快，HeLa细胞系被视为“不死的”，故应用很广，不仅可作模式癌细胞，也可用于培养病毒。五、简答题1．病毒具有哪些特征？答：现将病毒区别于其他生物的主要特征归纳如下：（1）形体极其微小，一般可通过细菌过滤器，必须在电镜下观察；（2）构造简单，不具备细胞结构，又称分子生物；（3）主要成分是核酸和蛋白质二种；（4）每一种病毒只含有一种核酸DNA或RNA；（5）既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系；（6）在寄主的活细胞内营专性寄生生活；（7）不存在个体的生长和分裂，只是在寄主细胞复制核酸，蛋白质等并装配成成熟颗粒来增殖；（8）在离体条件下能以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶；（9）对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感；（10）种类繁多。2．试述烈性噬菌体生活周期的主要阶段。答：增殖过程一般分五个阶段：（1）吸附：游离噬菌体→与宿主偶遇→尾丝与宿主表面受体接触→以刺突和尾板固着在宿主体表；（2）侵入：尾丝收缩→尾鞘收缩→尾髓端的溶菌酶水解宿主细胞壁肽聚糖→核酸注入宿主细胞，壳体留在细胞外面；（3）复制：噬菌体核酸向宿主发出指令→宿主代谢系统转向→大量的噬菌体核酸、蛋白质和酶类被合成；（4）成熟（装配）：噬菌体DNA分子缩合→DNA经衣壳包裹后形成完整的头部→装上颈部→安装尾板、尾髓核尾鞘→再装上尾丝形成游离噬菌体粒子；（5）释放（裂解）：宿主细胞经脂酶和溶菌酶等水解后裂解→释放出一群成熟的子代噬菌体。5．病毒粒有哪几种对称形式每种对称又有几种特殊外形试各举一例。

无包膜答：杆状：烟草花叶病毒（TMV）等无包膜螺旋对称丝状：大肠杆菌的f1、fd、M13噬菌体等螺旋对称有包膜卷曲状：正黏病毒（流感病毒）等有包膜弹状：狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒等对称体制无包膜小型：脊髓灰质炎病毒，ФX174噬菌体等对称体制无包膜二十面体对称大型：腺病毒等二十面体对称有包膜：疱疹病毒等复合对称无包膜：大肠杆菌的T偶数噬菌体（蝌蚪状）等复合对称有包膜：痘病毒（砖块状）第五章微生物的营养一、名词解释1．碳源：凡能提供微生物生长繁殖所需碳元素或碳架的营养物质称为碳源。2．氮源：凡是能被微生物用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养物称为氮源。3．能源：为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质和辐射能称为能源。4．生长因子：一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的微量有机物。5．光能无机自养型：也称光能自养型，这类微生物利用光作为能源，以CO2为基本碳源，还原CO2的供氢体是还原态无机化合物（H2O、H2S或Na2SO3等）。6．光能有机营养型：又称光能异养型，这类微生物利用光能、以简单有机物（有机酸、醇等）作为碳源和供氢体同化CO2。7．化能无机自养型：也称化能自养型，能从无机物氧化过程中获得能量，并以CO2为唯一碳源或主要碳源，利用H2、H2S、NH3等无机物作为供氢体进行生长的微生物。8．化能有机异养型：又称化能异养型，能源来自有机物的氧化分解，ATP通过氧化磷酸化产生，碳源直接取自于有机碳化合物。包括自然界绝大多数的细菌，全部的放线菌、真菌和原生动物。9．基团转位：是一种既需要特异性载体蛋白，又需要消耗能量的物质运输方式，而且溶质在运输前后分子结构发生改变，因而不同于主动运输。10．碳氮比：是指在某一培养基配方中，碳源和氮源含量的比例。严格地讲，应指在培养基所含的碳源中的碳原子摩尔数与氮源中氮原子摩尔数之比。11．培养基：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基质。14．选择培养基：指一类根据某些微生物的特殊营养要求或对某物理化学因素的抗性而设计的培养基。该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工作领域。15．鉴别培养基：指在培养基中添加某种能与微生物的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而通过肉眼辨别颜色快速鉴别不同微生物的培养基。16．滤膜：是一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜，可用于过滤和浓缩水中微生物，若进一步把它覆盖在固体培养基上进行培养后，就可对水样中微生物进行菌落计数。17．铁载体：微生物细胞向外分泌的一种能络合Fe3+的小分子化合物，铁-铁载体复合物通过ABC转运蛋白进入细胞。19．原养型（野生型）：通常把不需要生长因子而能在基础培养基上生长的菌株称为野生型菌株或原养型菌株。20．促进扩散：又称协助扩散或强化扩散，指养料通过与细胞质膜上载体蛋白的可逆性结合从高浓度环境进入低浓度环境的传递过程。五、简答题1．试比较微生物跨膜运输营养物质的四种主要方式。答：项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转移特异载体蛋白无有有有运输速度慢快快快养分运输方向高浓度->低浓度高浓度->低浓度低浓度->高浓度低浓度->高浓度平衡时内外浓度C内=C外C内=C外C内=C外C内=C外运输分子无特异性特异性特异性特异性能量消耗不耗能不耗能耗能耗能运送前后养分分子不变不变不变改变载体饱和效应无有有有养分类似物无竞争性有竞争性有竞争性有竞争性运输抑制剂无有有有运输对象举例H2O,CO2，O2，甘油,乙醇，少数氨基酸，盐类，代谢抑制剂SO42-，PO43-；糖(真核生物)氨基酸，乳糖等糖类，Na+，Ca2+等无机离子葡萄糖，果糖，甘露糖，嘌呤，核苷，脂肪酸等2．按照碳源、能源和供氢体性质不同，可将微生物分为哪几种营养类型如何区分

答：营养类型能源碳源氢和电子供体微生物种类光能无机自养型光CO2水或还原态无机物蓝细菌、藻类、紫硫细菌、绿硫细菌光能有机异养型光CO2及简单有机物有机物红螺菌科的细菌（如紫色非硫细菌）化能无机自养型化学能（无机物）CO2还原态无机物硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌化能有机异养型化学能（有机物）有机物有机物绝大多数细菌、全部的真核生物3．培养基配制时应遵循哪些原则？

答：（1）目的明确：培养何菌，作研究或生产，生产菌体或代谢产物，生产主流代谢产物或次生代谢产物等；（2）营养协调：各营养物浓度适宜、各营养物之间浓度配比适当、C/N比适中；（3）条件适宜：pH适宜，渗透压、水活度和氧化还原电位合适；（4）经济节约：以粗代精、以废代好、以纤代糖。7．微生物营养类型有哪些划分方法，各营养类型有何特点？答：分类标准营养类型基本特点按照碳源分自养型生物合成能力强，能够将一些简单的无机物合成复杂的细胞物质异养型自身生物合成能力差，不能将简单的无机化合物合成复杂的细胞物质按照能源分光能营养型可以用光作为能源化能营养型靠各种化学反应来获取能量按照供氢体分无机营养型H+的来源为无机物有机营养型H+的来源为有机物按照合成氨基酸能力分氨基酸合成自养型能将简单的氮源自行合成所需要的一切氨基酸氨基酸合成异养型需从外界吸收现成的氨基酸按照生长因子分原养型或野生型能在相应的基本培养基上生长营养缺陷型不能在基本培养基上生长，只能在完全培养基或相应的补充培养基上生长按照取食方式分渗透营养型营养物质通过微生物细胞的细胞膜选择性地吸收吞噬营养型多数原生动物能直接以细胞质膜包围并吞食营养物按照取得死或活有机物分腐生型利用无生命活性的有机物（即死的）寄生型利用有生命活性的有机物（即活的）第六章微生物的代谢一、名词解释1．发酵：广义的发酵，最早是从不断冒泡并产生有益产品的一些自然现象开始的；目前是指微生物在有氧或无氧条件下利用营养物生长繁殖并生产人类有用产品的过程。例如在发酵工业上用苏云金芽孢杆菌等生产生物杀虫剂，利用酵母菌生产面包酵母或酒精，利用链霉菌生产抗生素等通称为发酵。狭义的发酵仅仅指微生物生理学意义上的，一般是指微生物在无氧条件下利用底物代谢时，将有机物生物氧化过程中释放的电子直接转移给底物本身未彻底氧化的中间产物，生成代谢产物并释放能量的过程。4．巴斯德效应：某些兼性厌氧菌在无氧条件下也能进行发酵作用，这时若通入氧气则会发生呼吸作用对发酵作用的抑制，这一现象首先是由巴斯德发现的，所以称为巴斯德效应。5．Stickland反应：某些微生物利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。以一种氨基酸作为供氢体而氧化，另一种氨基酸作为电子受体被还原的生物氧化产能方式，产能效率低，每分子氨基酸产生1个ATP。五、简答题1．用所学生物学知识解释“鬼火”现象。答：在无氧条件下，某些微生物在没有氧、氮或硫作为呼吸作用的最终电子受体时，可以以磷酸盐代替，其结果是生成磷化氢（PH3），一种易燃气体。当有机物腐败变质时，经常会发生这种情况。若埋葬尸体的坟墓封口不严时，这种气体就很容易逸出。农村的墓地通常位于山坡上，埋葬着大量尸体。夜晚，气体燃烧会发出绿幽幽的光。长期以来人们无法正确地解释这种现象，将其称之为“鬼火”。3．酵母菌进行乙醇发酵的类型有哪些不同条件下发酵机理是什么

答：酵母菌的乙醇发酵是以EMP途径为基础进行的。丙酮酸脱羧酶是酵母菌乙醇发酵的关键酶。Ⅰ型乙醇发酵：在弱酸性条件下，葡萄糖经过糖酵解作用产生两分子丙酮酸，丙酮酸再经脱羧放出生成乙醛，乙醛和糖酵解过程中放出的氢反应被还原成乙醇。因此在乙醇发酵过程中1分子葡萄糖最终转变成2分子乙醇，放出2分子CO2，同时净产生2分子ATP。Ⅱ型乙醇发酵：在发酵培养基中加入适量的NaHSO3，则乙醇发酵转变为甘油发酵，形成大量甘油和少量乙醇，称为Ⅱ型乙醇发酵。其机理为：NaHSO3与乙醛结合形成复合物，封闭了乙醛，使它不能用作受氢体，磷酸二羟丙酮代替乙醛作为受氢体，形成α-磷酸甘油，在α-磷酸甘油酯酶的催化下，脱去磷酸，生成甘油。Ⅲ型乙醇发酵：将发酵液pH控制在弱碱性（pH7.6），酵母菌的乙醇发酵转向甘油发酵，发酵主产物为甘油，伴随产生少量乙醇、乙酸和CO2，该发酵称为Ⅲ型乙醇发酵。其机理为：微碱性环境中，乙醛不能用作受氢体，在两个乙醛分子间发生歧化反应，1分子乙醛被氧化为乙酸，另1分子乙醛被还原为乙醇。与此同时，磷酸二羟丙酮代替乙醛作为受氢体，被还原为甘油。由于在这种类型的甘油发酵中不产生ATP，故细胞没有足够能量进行正常的生理活动，因而认为这是一种在静息细胞内进行的发酵。该发酵中有乙酸产生，乙酸累积会导致pH下降，结果使甘油发酵重新回到乙醇发酵。因此，利用该途径生成甘油时，需不断调节pH，维持pH在微碱性。4．试述嗜盐菌紫膜光合作用的基本原理。答：嗜盐菌的膜制备物可分为红色和紫色两个部分，后者即紫膜，在细菌细胞膜上成斑片状独立分布，能进行独特的光合作用。占紫膜75%的是细菌视紫红质蛋白，它与叶绿素相像，在光量子的驱动下，具有质子泵的作用，将产生的H+推出细胞膜外，使紫膜内外造成一个质子浓度差。根据化学渗透假说，这一质子动势在驱动H+通过ATP合成酶进入膜内而得到平衡时，就可合成ATP。6．与异养微生物相比，化能自养微生物的能量代谢有哪些特点？答：有以下3个主要特点：（1）无机底物的氧化直接与呼吸链相偶联。即无机底物由脱氢酶或氧化还原酶催化脱氢或脱电子后，随即进入呼吸链传递，这与异养微生物对葡萄糖等有机底物的氧化要经过多条途径逐级脱氢有明显差异。（2）呼吸链更具多样性，不同的化能自养微生物呼吸链组成成分与长短往往不一。（3）产能效率（即P/O）一般低于化能异养微生物。第七章微生物的生长与环境条件一、名词解释1．菌落形成单位（cfu）：用平板菌落计数法对活菌进行计数时的一个计数单位。对充分分散、稀释度合适的单细胞微生物来说，1cfu即表示样品中有一个活细胞，但对成团或呈链状、丝状生长的微生物来说，cfu值则并非一个活细胞。2．平板菌落计数法：是活微生物个体数的常用计数法之一。把一定量稀释菌液浇注或涂布在固体培养基平板上（内），经培养后，每一活细胞就形成一个单菌落，依菌落形成单位数（cfu）乘以稀释度即可求得试样中所含的活菌数。4．细菌生长曲线：将少数纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中在适宜的温度、通气（厌氧菌则不通气）等条件下，它们的群体就会有规律地生长起来。如果以时间为横坐标，细胞数目的对数作纵坐标，就可绘制一条有规律的曲线，这就是微生物的典型生长曲线。5．代时：细胞分裂一次所需要的时间，是生长速率常数的倒数。7．恒化培养：采用低浓度限制性养料使微生物始终处于在低于最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连续培养。8．恒浊培养：采用高浓度完全养料培养基，使培养的微生物一直以最高生长速率生长的一种连续培养。10．抗代谢物：那些在结构上与微生物体内某个必需代谢物的结构相似，从而阻碍酶的功能，干扰代谢的正常进行。抗代谢物与菌体内的正常代谢物同时存在时，能竞争性的与相应的酶结合。11．灭菌：一类采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物彻底丧失其生长繁殖能力的措施。12．消毒：一类旨在消除传染源（病原体）对人等致病作用的理化处理措施，仅能杀死物体表面或内部一部分对人体或动植物有害的病原体，而对被消毒对象基本无害。13．防腐：利用某种理化因素抑制霉腐微生物的生长繁殖，以防止食品、饮料或生物制品等对象发生霉腐的措施。14．化疗：是化学治疗的简称。指利用具有高选择毒力即对病原菌具高度毒力而对其宿主基本无害的化学物质来抑制或杀死宿主体内病原微生物，借以达到治疗传染病的一种措施。15．致死温度：又称热死点。在一定时间内（一般为10min）杀死一定容积内某微生物群体所需的最低温度。16．热致死时间：在某一温度下，杀死一定容积内某种微生物群体所需的最短时间。17．分批培养：实验室培养微生物最常用的方法是分批培养。它是采用完全封闭的容器，一次接种，静置培养，固体或液体培养基均可采用，最后一次收获。分批培养中细菌的生长在短期内表现明显的规律性。18．同步生长：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。五、简答题1．为什么在同一灭菌温度下湿热灭菌效果优于干热灭菌？答：（1）水蒸气的穿透能力比干热空气强；（2）微生物细胞极易吸收水分子，使蛋白质变性和凝固；（3）高温水蒸气接触灭菌物品后，可凝固成水并放出潜能，使灭菌温度迅速提高，加速微生物的死亡。2．延滞期有何特点如何缩短延滞期延滞期出现的原因是什么答：特点：（1）生长速率常数等于零；（2）细胞形态变大或增长很快；（3）细胞内RNA特别是rRNA含量增多，原生质呈嗜碱性；（4）合成代谢活跃，酶类和ATP合成加快，产生各种诱导E；（5）对不良条件，如NaCl浓度、温度、抗生素等药物反应敏感。影响延缓期长短的因素因素很多，主要有四种：（1）遗传学方法改变菌种的遗传特性；（2）接种菌龄：以对数期接种龄的种子接种，则子代培养物的延缓期就短；反之，如以延缓期或衰亡期的种子接种，则子代培养物的延缓期就长；如果以稳定期的种子接种，则延缓期居中。（3）接种量：接种量的大小明显影响延缓期的长短。一般说来，接种量大，则延缓期短，反之则长。因此，在发酵工业上，为缩短延缓期以缩短发酵周期，通常都采用较大的接种量（种子：发酵培养基=1：10，v/v）。（4）培养基成分：接种到营养丰富的天然培养基中的微生物，要比接种到营养单调的合成培养基中的延缓期短。所以，一般要求发酵培养基的成分与种子培养基的成分尽量接近，且应适当丰富些。出现延滞期的原因：是由于接种到新鲜培养液的种子细胞中，一时还缺乏分解或催化有关底物的酶或辅酶，或是缺乏充足的中间代谢物，为产生诱导酶或合成有关的中间代谢物，就需要有一段用于适应的时间，此即延缓期。3．对数期有何特点处于此期的微生物有何应用

答：特点：（1）生长速率常数（单位时间繁殖的平均代数）最大，因而细胞分裂一次所需的增代时间最短。（2）细胞进行平衡生长，菌体内各种成分最为均匀，形态、生理特征性较为一致，是研究的好材料。（3）酶系活跃代谢旺盛。因此发酵工业中常用做生产种子菌；也是增殖噬菌体的最适宿主菌龄；实验室中也多采用对数期的细胞作为实验材料。4．稳定期有何特点稳定期到来的原因是什么

答：特点：（1）是生长速率常数等于0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。（2）这时菌体产量达到了最高点，而且菌体产量和营养物质的消耗呈现出一定的比例关系，称生长得率（生长产量常数），＜100%。（3）细胞开始贮存糖原，异染颗粒和脂肪等。（4）多数芽孢杆菌开始形成芽孢。（5）有些微生物开始合成次生代谢产物——抗生素。稳定期到来的原因：由于对数期细菌活跃生长引起周围环境条件发生了一系列变化：（1）营养物，尤其是限制性因子耗尽；（2）营养比例失调，例C/N不适等；（3）酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物积累；（4）pH、Eh的等理化条件越来越不适等。限制了菌体细胞继续以高速度进行生长和分裂。5．与分批发酵相比，连续培养有何优缺点？答：优点：（1）恒定的条件菌体以恒定速率生长；（2）缩短周期、提高生产设备利用率、降低成本；（3）高效；（4）节约人力、能源；（5）自控；（6）产品质量稳定。缺点：（1）营养物利用率低；（2）时间长、污染机会多；（3）菌种易退化。连续培养法在工业上称为连续发酵。在生产实践上，连续培养技术已经广泛用于酵母菌体的生产，乙酸、乳酸和丙酮-丁醇等发酵，以及用假丝酵母进行石油脱蜡或是污水处理中。6．试比较灭菌、消毒、防腐和化疗之间的区别。答：比较项目灭菌消毒防腐化疗处理因素处理对象微生物类型对微生物作用实例强烈理化因素任何物体内外一切微生物彻底杀灭加压蒸汽灭菌、辐射灭菌、化学杀菌剂温和理化因素生物体表面，酒、乳等有关病原菌杀死或抑制70%酒精消毒、巴氏消毒法理化因素有机质物体内外一切微生物抑制或杀死冷藏、干燥、糖渍、盐腌、缺氧、化学防腐剂化学治疗剂宿主体内有关病原菌抑制或杀死抗生素、磺胺药、生物药物素7．试比较恒化培养和恒浊培养两种连续培养方式。答：名称装置控制对象培养基培养基流速生长速率产物应用恒浊培养恒浊器菌体密度，内控制无限制因子不恒定最高大量菌体及与菌体相平行的代谢产物生产恒化培养恒化器培养基流速，外控制有限制生长因子恒定低于最高不同生长速率的菌体实验8．试述温度对微生物生长的影响的具体表现。答：具体表现在：（1）影响酶活性，微生物生长过程中所发生的一系列化学反应绝大多数是在特定酶催化下完成的，每种酶都有最适的酶促反应温度，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞物质合成；（2）影响细胞质膜的流动性，温度高流动性大，有利于物质的运输，温度低流动性降低，不利于物质的运输，因此温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌；（3）影响物质的溶解度，物质只有溶于水才能被机体吸收或分泌，除气体物质外，温度上升物质的溶解度增加，温度降低物质的溶解度降低，最终影响微生物的生长。9．pH影响微生物生长的具体机制。答：（1）影响培养基中营养物质离子化程度，从而影响微生物对营养物质的吸收；（2）影响环境中有害物质对微生物的毒性；（3）影响代谢反应中的各种酶的活性；（4）影响菌体细胞膜的带电荷性质、稳定性及其对物质的吸收能力；（5）使菌体表面蛋白变性或水解。10．简述超声波杀菌的机理。答：超声波处理微生物悬液可以达到消灭它们的目的。超声波处理微生物悬液时由于超声波探头的高频率振动，引起探头周围水溶液的高频率振动，当探头和水溶液两者的高频率振动不同步时能在溶液内产生空当即空穴，空穴内处于真空状态，只要悬液中的细菌接近或进入空穴区，由于细胞内外压力差，导致细胞裂解，达到灭菌的目的，超声波的这种作用称为空穴作用；另一方面，由于超声波振动，机械能转变为热能，导致溶液温度升高，使细胞产生热变性以抑制或杀死微生物。目前超声波处理技术广泛用于实验室研究中的破细胞和灭菌。11．简述专性需氧菌、专性厌氧菌、耐氧菌对氧气有不同需求的生化原理。答：专性需氧菌有完整的呼吸链，以O2作为最终氢受体。在有氧时，形成的中间产物过氧化氢和超氧化物对细胞有毒害作用。但需氧菌具有破坏毒性中间产物的酶类。接触酶和过氧化物酶催化过氧化氢的分解。绝大多数真菌和多数细菌、放线菌都属于此类。专性厌氧菌：不存在上述分解有害氧化物的酶类。因此，厌氧菌一旦接触氧气就停止生长甚至很快死亡。如梭菌属、脱硫弧菌属、绝大多数产甲烷菌等。耐氧菌：是一类可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌，即它们的生长不需要氧，氧气存在对它既无利也无害，不起作用。它们不具有呼吸链，是通过专性发酵（底物水平磷酸化）获得能量的，所以不受氧气的影响。细胞内存在SOD和过氧化物酶POD，但缺乏过氧化氢酶。12．嗜冷微生物能在低温下生活的原因是什么？

答：（1）嗜冷微生物体内的酶在低温下仍能有效地起催化作用；（2）膜中含有不饱和脂肪酸的成分较高，在低温下也能保持半流体状态，仍能进行活跃的物质传递，支持微生物的生长。13．嗜热微生物能在高温下生活的原因是什么？答：（1）生物体的酶比别的蛋白质具有更强的抗热性；（2）其核酸也有保证热稳定性的结构；（3）细胞膜中含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸，使膜具有热稳定性。14．磺胺类药物抑菌机理是什么？答：磺胺类药物的磺胺，其结构与细菌的一种生长因子，即对氨基苯甲酸（PABA）高度相似。许多致病菌具有二氢蝶酸合成酶，该酶以对氨基苯甲酸为底物之一，经一系列反应，自行合成四氢叶酸。四氢叶酸是一种辅酶，其功能是负责合成代谢中的一碳基转移，而PABA则为该辅酶的一个组分。一碳基转移是细菌中嘌呤、嘧啶、核苷酸与某些氨基酸生物合成中不可缺少的反应。当环境中存在磺胺时，某些致病菌的二氢蝶酸合成酶在以二氢蝶啶和PABA为底物缩合生成二氢蝶酸的反应中，可错把磺胺当作对氨基苯甲酸为底物之一，合成不具功能的“假”二氢蝶酸，即二氢蝶酸的类似物。二氢蝶酸是二氢蝶啶和PABA为底物最终合成四氢叶酸的中间代谢物，而“假”二氢蝶酸导致最终不能合成四氢叶酸，从而抑制细菌生长，即磺胺药物作为竞争性代谢拮抗物或代谢类似物使微生物生长受到抑制，从而对这类致病菌引起的病患具有良好的治疗功效。微生物的生态一、名词解释1．生态系统：在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。2．生物圈：是地球表面进行生命活动的有机圈层，活动于大气圈下层、水圈、岩石圈及活动于三圈界面（土壤圈）的生物组成。3．食物链：能量以食物的形式从一类生物转变另一类生物，这种有依赖性的锁链式食物系统。4．生态平衡：在生态系统内生物与环境条件之间形成相对协调稳定的状态，即为生态平衡。5．根圈：指生长中的植物根系直接影响的土壤范围。包括根系表面至几mm的土壤区域，是植物根系有效吸收性养分的范围，也是根系分泌作用旺盛的部位，因而是微生物和植物相互作用的界面。6．根圈效应：同根圈外土壤中微生物群落相比，生活在植物根圈中的微生物在数量、种类和活性上都有明显不同，表现出一定的特异性，这种现象称为根圈效应。7．贫营养型细菌：指一些在1～15mgc/L低含量有机质培养基中生长的细菌。8．富营养型细菌：指一些能生长在营养物质浓度很高（10gc/L）的培养基中的细菌，它们在贫营养基中反复培养后即行死亡。9．兼性贫营养型细菌：指一些在富营养培养基中经反复培养后也能适应并生长的贫营养细菌。10．正常菌群：生活在健康动物个各部位、数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。11．条件致病菌：凡属正常菌群的微生物由于机体防御性能降低（如皮肤大面积烧伤、机体受凉或过度疲劳等）、生存部位的改变（如因外伤或手术等原因，大肠杆菌进入腹腔或泌尿生殖系统，引起腹膜炎、肾炎或膀胱炎等炎症）或因数量急剧增加（如长期服用广谱抗生素，肠道内敏感细菌被抑制，而不敏感菌大量繁殖，从而引起病变，即菌群失调症。）等情况而引起致病者称为条件致病菌。12．极端环境：指高等动植物不能生长，大多数微生物不能生活的高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射、缺氧等特殊环境称为极端环境。13．互生：一种微生物的生活动对另一种微生物产生有利影响，而本身不受害也不得利。14．共生：两种微生物之间的互惠作用。两种微生物在一起时形成特殊的结构并行使特殊功能功能，两者高度协调和彼此得利。15．拮抗：一种微生物通过产生特殊代谢产物或改变环境条件中来抑制或杀死另一种微生物的现象。16．生物修复：也曾称生物恢复、生物清除、生物再生和生物净化等。即是人为地利用和加强生物的代谢活动和其代谢产物降解和富集有害有毒污染物，从而恢复被污染环境的生产价值或景观价值的一个受控和自发进行的生物学过程。五、简答题1．微生物生态系统的特点有哪些？答：（1）微环境：是指紧密围绕微生物细胞的环境。与微生物的关系更为密切对微生物生存发展有更重要的影响。同一土体内：有许多不同类型的微环境。一段根系内：有许多不同类型的微环境。（2）稳定性：种类多样性决定其稳定性。微生物：优势种：种类少、数量大；非优势种：种类多、个体数量少。（3）适应性：改变环境能力差，一般不能抵抗环境的剧烈变化，而是通过改变群体的结构以适应新环境，形成新生态系统。2．生态平衡发展到成熟阶段，在哪些方面保持平衡？答：生态平衡发展到成熟阶段，在三方面保持平衡：（1）生产者、消费者、分解者按一定量比关系结合；（2）物质循环和能量流动协调畅通；（3）系统的输入和输出在数量上接近相等，使生物和环境之间形成相对生态平衡协调稳定的状态。4．为什么说土壤是微生物生活的大本营？答：土壤是微生物的合适生境，土壤具备微生物生存的一切条件因此是微生物的“大本营”。（1）生物残体为微生物提供了良好的碳源、氮源和能源，岩石风化为微生物提供了大量的矿质元素和微量元素。（2）土壤水分尽管因土壤类型、作物情况、季节、气候和植被不同有所差异，但基本上都能满足微生物的需要。（3）土壤中的渗透压往往与微生物生长所要求的渗透压接近。（4）土壤环境有合适的酸碱度。大多数土壤的pH值在5.5~8.5，是多数微生物生活的适宜pH。（5）土壤是不均匀介质，微环境通气状况不同，满足了对氧气有不同要求的各类微生物的需求。（6）土壤温度随季节和昼夜的变化幅度大大低于气温的变化，而有利于微生物的生长。（7）土壤能保护微生物不受烈日的暴晒，从而可使微生物免受各种射线的伤害。5．根圈微生物对植物有哪些影响？答：根际微生物对植物的有益影响：（1）改善营养条件：分解各种元素；解磷、钾、固氮。（2）分泌植物生长刺激素。（3）分泌抗生素杀死病原菌→生物农药；（4）产生铁载体：保护植物免受病原菌侵害。（竞争微量三价铁）。有害影响：（1）引起作物病害；（2）产生有毒物质：分泌毒素→抑制发芽、幼苗生长等；（3）竞争有限养分。7．菌根菌和植物间在共生作用中是如何分工的？答：（1）植物为菌根菌提供定居场所，供给光合产物；（2）菌根菌的菌丝纤细，表面大，可扩大根系吸收面积；（3）菌根菌能活化土壤养分特别是有机、无机磷化物，供植物利用；（4）菌根菌合成某些维生素类物质，促进植物生长发育。第九章微生物在农业上的应用一、名词解释1．微生物肥料：利用有益微生物为植物提供有效养料促进生长的微生物接种剂。狭义微生物肥料的概念是指微生物接种剂，即具有特殊效能的微生物经过扩大培养（根瘤菌）和草炭或蛭石等载体组成，此类制品主要用于拌种。广义的微生物肥料的概念正如中国科学院院士、我国土壤微生物学的奠基人、华中农业大学陈华癸教授所指出的：所谓微生物肥料，是指一类含有活微生物的特点制品，应用于农业生产中，能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中活微生物起关键作用，符合上述定义的制品均应归人微生物肥料。2．微生物农药：利用有益微生物及其代谢产物防治植物病虫害和清除杂草的一类微生物制剂。3．农用抗生素：农用抗生素是由微生物产生的对微生物、昆虫、植物等其它生物显示特异性药理作用的化学物质，这是一种具有高度活性的微生物新陈代谢产物。4．微生物杀虫剂：这是专门针对杀灭植物或动物害虫的微生物农药，如苏云金芽孢杆菌制剂，就是专门用于杀灭鳞翅目等昆虫的微生物农药。5．微生物除草剂：利用某些微生物对某些杂草具有病害杀灭作用的特性，对其进行培养扩大生产的微生物制剂，用于杀灭某些杂草或非目标作物。6．微生物杀菌剂：利用某些微生物能寄生或其代谢产物能拮抗、抑制甚至杀死病原微生物的特性而生产的微生物制剂。7．沼气发酵：生长在厌氧条件下有水解发酵性细菌、产氢产乙酸细菌、产甲烷细菌等不同的微生物类群协同作用，将有机物转化为简单的短链有机酸、有机醇，再形成氢、CO2、乙酸，最后形成甲烷、CO2和其他极少量的NH3、H2S等物的生物学过程。8．“5406”放线菌肥：利用“5406”放线菌即细黄链霉菌生产制成的微生物肥料，具有抗植物细菌性病原菌、某些生长刺激因子。9．磷细菌肥料：一类促使土壤中不能被作物利用的有机态或无机态磷化物转化为有效磷，从而改善作物的磷素营养，促使作物增产的菌肥。10．钾细菌肥料：又称生物钾肥、硅酸盐菌剂，是由人工选育的高效硅酸盐细菌经过工业发酵而成的一种生物肥料。其主要有效成分是活的硅酸盐细菌。五、简答题1．微生物肥料有哪些作用？答：微生物肥料的作用主要是与营养元素的来源和有效性，或作物吸收营养、水分和抗病（虫）有关，概括起来有以下几个方面：（1）提高土壤肥力，这是微生物肥料的主要作用之一。（2）制造和协助农作物吸收营养；（3）增强植物抗病（虫）和抗旱能力；（4）减少化肥的施用量和提高作物品质。2．为什么说微生物杀虫剂和微生物肥料是值得推广应用的但又为什么一直很难推广应用

答：微生物杀虫剂和微生物肥料是值得推广应用的，其原因可从化学杀虫剂、化肥的劣势，例如：造成环境严重污染，生态遭到破坏，害虫抗药性大增，人、畜常中毒伤亡等方面；相比之下，微生物杀虫剂和微生物肥料在这些方面的优势；随着社会的进步，生活水平的提高，可持续发展已为国际共识，这3方面进行分析阐述。但又为什么一直很难推广应用，其原因可从与化学杀虫剂、化肥的优势相比，微生物杀虫剂和微生物肥料的劣势，加之新观念、新产品的推广等困难和问题等方面，进行叙述。3．简述苏云金芽孢杆菌杀虫机理。答：苏云金芽孢杆菌能产生多种毒素，现在已知的有4种，即晶体毒素（δ内毒素，是一种碱性蛋白质）、β-外毒素（一种热稳定性核酸衍生物）、α外毒素（一种卵磷脂酶）和γ外毒素。苏云金杆菌还能产生几丁质酶、叶蜂毒素等毒效成分。苏云金杆菌菌剂的杀虫成分包括芽孢、晶体毒素及β-外毒素等。起毒杀作用的主要是晶体毒素。苏云金杆菌主要是经昆虫的口侵入，在中肠碱性肠液中晶体溶解，并水解为具有毒性的短肽。这些毒性肽作用于昆虫肠上皮细胞，导致肠壁穿孔，芽孢、菌体及肠道