第二章：微生物的纯培养与显微技术

第二章：微生物的纯培养与显微技术1、微生物学基础实验技术—分离、培养与显微技术对建立微生物学的意义；微生物由于个体微小，绝大多数情况下都是利用群体来研究其属性，微生物物种（菌株）一般也是以群体的形式进行繁衍、保存。由于在通常情况下纯培养物能较好地被研究、利用和保证结果的可重复性，因此，把特定的微生物从自然界混杂存在的状态中分离、纯化出来的纯培养技术是进行微生物学研究的基础。相应地，微生物个体微小的特点也决定了显微技术是进行微生物研究的另一项重要技术，因为绝大多数微生物的个体形态及其内部结构只能通过显微镜才能进行观察和研究。2、如何理解过大、过小的（微）生物其生长速度都较慢？答疑的时候老师也没完全说明白3、常见光学显微镜、电子显微镜的种类以及它们的特点、应用范围？常见光学显微镜有普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜等。普通光学显微镜：利用目镜和物镜两组透镜系统来放大成像，放大倍数最高只能达到1000~1500倍。最小可分辨距离

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暗视野显微镜：利用聚光器实现斜射照明，光线由样品反射或折射后进入物镜，因此视野是暗的而样品是亮的，样品与背景反差增大。主要用于观察生活细菌的运动性，看不见内部细微结构。相差显微镜：细胞各部分的折射率及厚度差异→光程差→相位差→环状光阑和相差板→振幅差（明暗差）。用于观察在普通光学显微镜下不易看到的活细胞和细胞内的细微结构。N。荧光显微镜：紫外线照射下，发荧光的物体在黑暗背景下表现为光亮的有色物体。可观察特异的细胞，应用于免疫学、环境微生物学、分子生物学。常见电子显微镜有透射电子显微镜、扫描电子显微镜等。透射电子显微镜：以波长比可见光短得多的电磁波取代可见光来成像，可提高分辨能力。电镜镜筒中为高真空，采用电磁圈来汇聚光线，用荧光屏来观察或用胶片记录影像。N。扫描电子显微镜：电子束被磁透镜汇聚成极细的电子“探针”，在样品表面进行“扫描”，激发样品表面放出二次电子。用于观察样品的表面结构。扫描隧道显微镜：利用量子力学的隧道效应。需要样品有一定导电性，可不损坏样品。目前分辨率最高，横向达到0.1~0.2nm，纵向达到0.001nm。直接观察生物大分子。N。原子力显微镜：利用激光装置来检测探针和样品之间的相互作用。可观察不导电样品。4、决定显微镜观察效果的因素是什么？是分辨率（最小可分辨距离）和反差（样品与背景的区别程度）。（两个因素：波长、振幅）5、为什么说扫描隧道显微镜、原子力显微镜不属于电子显微镜？扫描隧道显微镜、原子力显微镜与电子显微镜的原理不同，不是利用电子束来成像。6、为什么观察细菌一般要使用油镜，油镜为何能提高分辨率？因为：油镜利用折射率与玻璃相近的介质（如香柏油，n=1.52），很多原来由于在透镜及载片表面的反射和折射而损失的光线可以进入物镜，使照明亮度提高，改善观察效果。7、染色前在载玻片上固定微生物细胞的目的是什么？有哪些常用方法？其目的是：杀死细菌并使菌体黏附于玻片上；增加其对染料的亲和力。常用方法有酒精灯火焰加热和化学固定两种。8、有哪些常用观察活体的制片方法，活体观察有何优点和缺点？有压滴法、悬滴法和压（埋）片法。优点：活体观察可以避免一般染色制样时的固定作用对微生物细胞结构的破坏；缺点：由于微生物细胞透明，无法观察细致形态。9、对基因工程菌进行高密度培养的目的是什么？有什么常用方法？外源基因表达产量与细胞浓度正相关。（1）选取最佳培养基成分和各成分含量。（2）补料，这是工程菌高密度培养的重要手段之一。（3）提高溶解氧的浓度，提高好氧菌和兼性厌氧菌培养时的溶氧量也是高密度培养的重要手段之一。（4）防止有害代谢产物的生成。10、什么是二元培养物？在什么情况下使用二元培养物？培养物中只含有两种微生物，并有意识地保持两者之间的特定关系。有些情况下无法获得纯培养，这时使用二元培养物作为替代。如病毒。11、什么是菌落和菌苔？菌落（colony）：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。菌苔（lawn）：众多菌落连成一片。12、常用纯种分离的方法有哪些？为什么纯种分离是微生物学研究的第一步？使用微生物的纯培养物有何局限？什么是宏基因组？常用方法：固体培养基：稀释分离法、划线分离法；液体培养基：稀释法；单细胞（孢子）分离。见第1题。局限：不可培养微生物：显微镜观察计数出来的细胞数远远大于用各种培养基培养出来的菌落数。宏基因组（Metagenome）是特定小生境中全部微小生物遗传物质的总和——通过基因工程获得新的功能基因。13、为什么要求在特定的培养基上观察菌落的特征？不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征（形状、颜色等），可以成为对该微生物进行分类、鉴定的重要依据。培养基不同，菌落形态会发生变化。第三章：原核微生物的细胞形态及繁殖方式1、广义和狭义的细菌指哪些微生物？狭义的细菌指细胞细短(直径约0.5μm，长度0.5—5μm)、胞壁坚韧、通常以二分分裂来繁殖的原核生物。广义的细菌包括真细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等原核微生物。2、细菌的基本形态与特殊形态有哪些？细菌的基本形态有球菌、杆菌和螺旋菌（弧菌、螺菌）。细菌的特殊形态有（1）柄细菌prosthecaebacteria（2）丝状细菌（3）支原体（无壁）mycoplasma3、什么是细菌的衰颓形、畸形？为什么细胞形态会受环境条件的影响？衰颓形：营养缺乏，自身代谢废物积累过多，细胞衰老。畸形：外界理化因素刺激，阻碍了细胞的发育，从而引起形态的异常变化。与细菌的代谢有关。4、细菌的繁殖方式有哪些？（1）均等分裂：二分分裂、复分裂(蛭弧菌)；（2）不均等分裂：异型分裂、出芽繁殖；（3）有性繁殖。5、简述柄杆菌的生活史。p370细胞延长，以收缢方式行二分分裂，无隔膜→一端长出一根鞭毛，成为游动细胞→与母细胞脱离，游动→固着在新的基物上→鞭毛消失，由长鞭毛处形成新柄。6、简述螺旋体的主要形态特征。菌体细长、弯曲呈螺旋状，细胞外围裹以细胞质膜和细胞壁，形成原生质柱，外面缠绕着周质鞭毛，也称轴丝，轴丝与原生质柱再由3层膜包围，称为外鞘。7、简述黄色粘球菌的生活史及研究粘细菌的意义。营养细胞聚集成细胞堆→产生粘孢子→形成子实体→产生粘孢子→发芽粘细菌具有社会性行为，有多细胞分化，有序聚集、排列。研究其分化的发生以及其细胞间的信号通路，对于理解生命进化和分化发育的分子机制有重要意义。两组分系统的数量与组成；粘细菌的基因组在原核生物中是最大的；粘细菌的运动与信号传导。8、研究放线菌对人类的生产实践、科学研究、生态环境有何主要应用？抗生素物质转化与固氮，生产酶制剂与维生素9、鉴于寻找新的抗生素需要花费巨大的人力、物理，改造现有的抗生素是生产新药的重要途径，改造方法有哪些？基因工程、化学合成、半化学合成10、链霉菌的主要形态特征是什么？链霉菌的基内菌丝和气生菌丝发达，产生多种形态的孢子丝和孢子。链霉菌的基内菌丝与孢子丝的颜色常不一致，因此其菌落的正反面颜色也不一样。有时还产生色素。11、放线菌的繁殖方式有哪些？菌丝断裂（诺卡氏菌）；分生孢子（链霉菌）；孢囊孢子（链孢囊菌、弗兰克氏菌）。12、蓝细菌的异形胞消除氧气的机制是什么？异型胞仅含少量藻胆素，缺乏光和系统Ⅱ，所以不产生氧气或固定CO2。在异型胞内通过NH3+CH2O->谷氨酸盐过程中消耗氧气。13、简述蛭弧菌的生活史及主要的实际应用。蛭弧菌的生活史分为非寄生和寄生两个阶段。寄生阶段：蛭弧菌侵入宿主（细菌）细胞，在膜壁之间形成蛭质体→宿主细胞膨胀，蛭弧菌分裂→宿主细胞破裂释放子代蛭弧菌。实际应用：防治农业有害细菌、人畜致病菌。14、简述支原体的生物学特点？支原体无细胞壁，只有细胞膜，细胞非常小，柔软而形态多变。革兰氏阴性。部分为致病菌。可用人工培养基直接培养。15、简述衣原体的生活史。衣原体在宿主细胞内存在原体和始体两种形态。具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大为始体。始体无感染性，在空泡内以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积聚于细胞质内成为各种形状的包涵体，宿主细胞破裂，释放出原体。16、立克次氏体的主要生物学特点是什么？哪些证据表明线粒体可能起源于类似立克次氏体的原核生物？立克次氏体是原核微生物，革兰氏阴性。营严格的活细胞内寄生，主要以昆虫为媒介，寄生在它们的消化管表皮细胞中，通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。缺乏糖酵解途径；存在腺苷酸转化系统；可以利用三羧酸循环的中间产物和谷氨酸；基因组序列的同源性。17、比较支原体、衣原体、立克次氏体与病毒的异同。特征支原体立克次氏体衣原体病毒核酸种类DNA、RNADNA、RNADNA、RNADNA或RNA核糖体有有有无大分子合成有部分部分无合成ATP有缺陷严重缺陷无增殖中结构完整性保持保持保持丧失抗生素敏感敏感敏感敏感不敏感18、Woese通过比较16srRNA序列将所有的生物分为三域，为何选择16srRNA序列作为分类依据？Woese的结论有何科学意义？这种分类方法又有何局限？为什么说古生菌有可能是最早的生命形式？1.rRNA参与生物蛋白质的合成，在生物漫长的进化过程，其功能保持不变。2.16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又有中度保守和高度变化的序列区域，适用进化距离不同的各类生物亲缘的关系。3.16SrRNA相对分子质量大小适中，便于序列分析。4.16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中。三域之间的相似性低于60%，而域内的相似性高于70%，后得到其他生物大分子的验证。Woese用这把尺子对微生物系统发育进行了开拓性研究，首次提出了涵盖整个生命界的系统树，发现了生命的第三种形式——古生菌。局限：只能得出树状进化，而细菌的进化是网状的，进化过程中有基因的横向转移。古生菌有可能是最早的生命形式：部分生活于极端环境。19、简述古生菌与细菌的主要区别？为什么说古生菌是细菌的形式，真核生物的内涵？古生菌细胞形态独特，细胞壁、细胞膜的组成与细菌不同，基因组较小。基因转录和翻译系统界于细菌与真核生物之间。20、古生菌、细菌与真核生物的异同点。特征细菌古菌真核生物细胞大小0.2µm0.2µm2µm核膜无无有遗传物质染色体一条（环状），质粒一条（环状），质粒多条（线状），细胞器DNA细胞壁肽聚糖假肽聚糖，蛋白质纤维素、几丁质细胞膜脂肪酸，酯键，直链异戊二烯，醚键，分枝，甾醇脂肪酸，酯键，直链，甾醇第四章：原核微生物的细胞结构与功能1、细菌细胞壁的功能有哪些？固定细胞外型和提高机械强度；细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；机械屏障（MW>800）；抗原性和致病性；噬菌体的侵染位点；一些抗生素的敏感性。2、简述G+、G-细菌细胞壁的组成与结构。G+细胞壁有较厚的网状肽聚糖层，磷壁酸结合在细胞壁（细胞膜）上；G-细菌细胞壁肽聚糖层薄，其外有外膜（或称外壁，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等蛋白质组成），外膜与细胞膜间有周质空间。3、简述金黄色葡萄球菌蛋白A的特点与应用：金黄色葡萄球菌蛋白A以共价键与肽聚糖结合，十分稳定，用4mol/L尿素、硫氰盐酸、6mol/L的盐酸胍和pH2.5的酸性条件，以及加热煮沸均不影响其活性。能与人及多种哺乳动物血清IgG分子结合。广泛用于纯化抗体和广谱第二抗体。3、试述革兰氏染色的步骤与机制。（1）初染：用草酸铵结晶紫染液染色1min，用水冲洗。（2）媒染：加革氏碘液冲去残余水分，用碘液覆盖1min，用水冲洗。（3）脱色：载片斜置，滴加95%乙醇，并轻轻摇动载片，至乙醇液不再呈紫色（30s），立即用水冲洗，并用滤纸轻轻吸干。（4）复染：用蕃红染液染色1min，用水冲洗。革兰氏阳性菌的细胞壁含肽聚糖量较高，网状结构致密，经乙醇脱水孔径缩小，使结晶紫与碘形成的大分子复合物难被脱色，复染后细胞呈紫色。而革兰氏阴性菌肽聚糖层薄，网状结构疏松且类脂含量高，经乙醇处理细胞壁孔径变大，结晶紫与碘形成的复合物溶出，复染后细胞呈红色。4、什么是细菌的内毒素与外毒素？细菌在生长过程中合成并分泌到胞外的毒素称外毒素，通常为蛋白质，具有强免疫原性，毒性作用强。按其作用部位可分为细胞毒素、神经毒素和肠毒素。许多革兰氏阳性菌和部分革兰氏阴性菌均可产生外毒素。内毒素即革兰氏阴性菌细胞壁脂多糖（LPS），于菌体裂解时释放，相对毒性较弱，且没有器官特异性。5、简述抗酸性染色的步骤及机制。抗酸性染色用来检验抗酸细菌。过程：碱性品红和苯酚染色，加热→蒸馏水冲洗→酸性酒精（3%盐酸+95%乙醇）脱色→水洗后，加入美兰复染。抗酸细菌呈红色，一般细菌呈蓝色。分支杆菌的细胞壁有特殊的脂类物质——分枝菌酸，分支菌酸厚且呈蜡质，可以抵御酸性酒精的脱色作用。6、什么是L型细菌、原生质体和球状体？L型细菌是细菌在某些环境条件下（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。原生质体是在人为条件下，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。球状体是采用上述同样方法，针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。7、简述肽聚糖合成的主要步骤及细菌萜醇的结构与功能。（1）在细胞质中的合成A由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸B由N-乙酰胞壁酸合成“Park”核苷酸（2）在细胞膜上的合成：连接N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸“Park”核苷酸需要穿过疏水的细胞膜双分子层—类脂载体细菌萜醇（3）在细胞膜外的合成A转糖基作用（横向连接）B转肽作用（纵向连接）抗生素的作用机制：与“五”肽尾末端的D-丙氨酰-D-丙氨酸结构类似，竞争性抑制转肽酶的活性。8、古生菌的细胞壁主要有哪些类型？细胞壁组成的哪个特点决定了嗜盐菌的生长对盐有一定的依赖性？假肽聚糖细胞壁（甲烷杆菌）；硫酸化多糖细胞壁（盐球菌）；独特多糖细胞壁（甲烷八叠球菌）；糖蛋白细胞壁（盐杆菌）；蛋白质细胞壁。细胞壁带强负电荷，环境中的高浓度Na+可以维持细胞壁的稳定性。当外环境中的Na＋被降低，或将在高盐溶液中的嗜盐菌移入低盐溶液中，由于赖以维持细胞壁稳定性的Na＋的减少，会导致细胞壁一块块地破裂，最后嗜盐菌的细胞被裂解。9、古生菌细胞膜区别于细菌细胞膜的主要特点有哪些？。（1）亲水头（甘油）与疏水尾（烃链）之间是通过醚键连接，真细菌则是通过酯键连接；（2）古生菌中组成疏水尾的烃链是异戊二烯的重复单位；（3）古生菌的细胞膜存在着独特的单分子层(热原体)或单、双分子层的混合；（4）在甘油分子的3-C上，可连接与真细菌和真核生物不同的基团，如硫酸酯、多糖等；（5）含有独特脂质，如细菌红素，α—胡萝卜素，β—胡萝卜素、视黄醛等。10、细菌内储藏物的种类、特点是什么？有什么应用？不同微生物其储藏性内含物不同；微生物合理利用营养物质的一种调节方式；储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适合的pH，渗透压等的危害。聚-β-羟丁酸是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。异染粒在白喉棒杆菌和结核分枝杆菌中极易见到，可用于这些细菌的鉴定。11、芽孢是如何被发现的？其概念、生物学特点是什么？1876，科赫首先发现芽孢。1877，丁道尔发现，肉与新鲜蔬菜的汁液煮沸几分钟可灭菌；干草的汁液煮沸几小时不能灭菌；其他的汁液无法重复干草的结果。同年，科恩在显微镜下观察到“内生孢子”。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、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore或spore）。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌、螺菌。芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体，耐热、辐射、化学药物。在适宜的条件下产生并可以重新转变成为营养态细胞。12、简述芽孢的结构、耐热机制及研究芽孢的意义。耐热机制：渗透调节皮层膨胀学说：芽孢衣的透性差->皮层产生高渗透压->夺取芽孢核心的水分->核心部位含水量的稀少->耐热机制的关键。DPA—Ca2+：与DPA的螯合会使芽孢中的生物大分子形成一种稳定而耐热的凝胶。细菌重要的形态特征，可用于细菌鉴定；分离、筛选芽孢菌；保藏菌种；灭菌的指标。研究芽孢的意义还有研究其抗逆性机理；细胞决定、分化以及发育；不对称分裂；两组分系统；抗生素；感受态；生物被膜等。13、什么是伴孢晶体？有何实际应用？少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体——δ内毒素，称为伴孢晶体。特点：不溶于水，容易溶于碱性溶剂；对蛋白酶类不敏感。生物农药—细菌杀虫剂，伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用。14、什么是孢囊，有何特点？细菌还有哪些其他的休眠结构？固氮菌在缺乏营养的条件下，围绕营养细胞的细胞壁外形成的附加层，抗干旱、机械破坏、紫外，不耐热。为不完全的休眠结构。其他的休眠结构有粘孢子（粘细菌）、外生孢子（生丝微菌属）等。15、什么是菌胶团、荚膜、粘液层和Slayer；荚膜的功能是什么？K抗原指的是细菌的哪种抗原？菌胶团：包裹在细胞群外的糖被。荚膜：固定在细胞壁上的糖被。功能：1保护作用：干旱、噬菌体、宿主白细胞的吞噬；2贮藏养料；3透性屏障和离子交换系统；4表面附着（如龋齿）；5信息识别；6堆积代谢废物。粘液层：松散地连接在细胞壁上的糖被。S层：一层包围在原核微生物细胞壁外、由大量蛋白质或糖蛋白亚基以方块形或六角形方式排列的连续层。K抗原即荚膜抗原。16、细菌鞭毛的形态特征有哪些？如何判断细菌具有鞭毛？生长在某些细菌体表的长丝状、波曲的蛋白质附属物，数目从一根到几十根不等，具有运动能力。鞭毛由基体、钩形鞘和鞭毛丝组成。革兰氏阴性菌的鞭毛基体由4个盘状物即环（L、P、S、M）组成，其中S环与M环构成分子马达的转子，Mot蛋白为马达定子，Fli蛋白（C环）为马达的键钮。鞭毛马达的能量来自细胞膜内外的质子梯度。钩形鞘连接鞭毛丝和基体，为弯形，可旋转。鞭毛丝由许多鞭毛蛋白亚基螺旋排列而成，末端有一冠蛋白。革兰氏阳性菌的鞭毛结构相对简单。A电镜观察；B鞭毛染色；C暗视野显微镜直接观察细菌悬液；D半固体培养基培养：穿刺法接种细菌，经培养后若在穿刺线周围有呈混浊的扩散区，说明长有鞭毛；E平板上菌落的直接观察：菌落形状大、薄且不规则，边缘极不圆整，说明有鞭毛。17、细菌有哪些趋性？什么是趋化反应？有趋化性、趋光性、好氧、厌氧。趋化反应：细菌朝向或离开化学物质而运动。18、细菌菌毛与性毛的形态特征有那些？菌毛与性毛的功能是什么？H抗原指的是细菌的哪种抗原？菌毛纤细、中空、短直、数量较多，成分为蛋白质。结构简单，无基体等复杂构造，由许多菌毛蛋白亚基围绕中心作螺旋状排列，着生于细胞膜上。用于黏附而非运动。性毛构造、成分与菌毛相同，但比菌毛长、粗，数量仅一至少数几根。一般见于革兰氏阴性菌的雄性菌株中，功能是向雌性菌株传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。H抗原即鞭毛抗原。19、鞘细菌中鞘的功能有哪些？可防御原生动物和某些细菌的攻击；鞘上一般有固着器，可附着于固形物上；当水中营养不足时，鞘可随水流动而富集营养。第五章：真核微生物的细胞形态及繁殖方式1、真菌的主要特点是什么？不含叶绿体、化能有机营养、具有真正的细胞核（核仁和核膜在核分裂中仍保持）、含有线粒体等细胞器，通常以孢子进行繁殖，有各种有性和无性孢子，孢子不运动。不运动的真核微生物。其个体一般较原核微生物大。2、真菌在人类生产实践和科学研究中有哪些应用？又有哪些危害？酿造工业与食品；食用与药用；青霉素等抗生素；甾类激素药物；单细胞蛋白以及核苷酸、辅酶A、核黄素等生化制剂。一些真菌有致病性，可引起农作物病害或人畜疾病。3、从哪些方面可理解真菌与植物的密切关系？植物的亲密合作者：>70%的植物有菌根（植物的根与真菌的共生体），包括谷类、豌豆、土豆、洋葱及苹果；植物病菌：70%的植物疾病由真菌引起，如稻瘟病、小麦锈病、马铃薯晚疫病等；分解者：纤维素及木质素的降解。4、真菌主要分为哪几个类群，其主要分类依据是什么？低等真菌:菌丝体(如果有的话)没有横隔，多核。高等真菌：菌丝有横隔，陆生；分生孢子或配子(如果有的话)是不运动的。酵母:单细胞，卵圆形，通过出芽或裂殖进行无性生殖。5、酵母的无性及有性繁殖方式有哪几种？A芽殖是主要的无性繁殖方式。B二分分裂繁殖。C掷孢子：掷孢酵母。D节孢子：地霉属。E厚垣孢子：白色假丝酵母。有些酵母菌的有性繁殖通过子囊孢子的方式进行（属于子囊菌），也有一些以接合孢子或担孢子的方式进行有性繁殖。6、什么是假丝酵母？什么是二型态？什么是假酵母？酵母菌进行芽殖后，长大的子细胞不与母细胞立即分离，并继续出芽，细胞成串排列，这种菌丝状的细胞串就称为假菌丝。二型态：在不同的生长条件下，一些真菌的营养体呈现两种不同的细胞形态，即丝状形态（M）和酵母状形态(Y)。假酵母：只有无性繁殖过程。真酵母：既有无性繁殖，又有有性繁殖过程。7、简述酵母三种类型的生活史？营养体只能以单倍体形式存在（核配后立即进行减数分裂）。如八孢裂殖酵母。营养体只能以双倍体形式存在（核配后不立即进行减数分裂）。如路德类酵母。营养体既可以单倍体也可以双倍体形式存在，都可进行出芽繁殖。如酿酒酵母。8、霉菌菌丝有哪些特化结构？其功能是什么？9、霉菌菌丝横隔的功能有哪些？有孔隔膜：支持菌丝强度；允许细胞质、细胞器、细胞核的流动。封闭隔膜：菌丝受损后，迅速堵塞以防止细胞质流失；也隔离衰老的菌丝；生殖细胞的隔离：细胞分化。10、霉菌的无性繁殖方式有哪些？菌丝断裂、节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子、分生孢子、芽生孢子。11、霉菌的有性繁殖方式有哪些？霉菌有性繁殖有什么特点？卵孢子、接合孢子、子囊孢子、担孢子。A霉菌的有性繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍，多发生在特定条件下，往往在自然条件下较多，在一般培养基上不常见。B有性繁殖方式因菌种不同而异，有的两条营养菌丝就可以直接结合，有的则由特殊的性细胞（性器官）--------配子囊或由配子囊产生的配子来相互交配，形成有性孢子。C核配后一般立即进行减数分裂，因此菌体染色体数目为单倍，双倍体只限于接合子。D霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况。E霉菌的有性孢子包括接合孢子、子囊孢子、担孢子等。12、什么是真菌的准性生殖，有什么应用？在不进行有性生殖（减数分裂）的情况下发生基因重组的生殖过程。在该过程中染色体的交换和染色体的减少不象有性生殖那样有规律，而且也是不协调的。利用准性生殖既可以进行遗传学的研究，也可以进行工业育种。13、简述锁状联合的过程。担子菌的次生菌丝每一个细胞都有二个核，其中一个核来自母本，一个来自父本，当双核细胞进行细胞分裂时，在二个核之间处生一个短小弯曲的分枝，核移动，一个核进入钩，一个留在菌丝。两个核分裂后，钩中保留一个核，菌丝中二个核一往前一个往后移，钩状突起向下弯曲与细胞壁接触溶化，分枝基部生分隔膜（分隔中间有孔道），在原分支外形成一隔膜，产生一个新细胞双核体，在分隔处保留一个桥形结构称锁状联合。保证每个菌丝细胞内都含有两个不同性别的核。为进行有性生殖，通过核配形成担子打下基础。14、简述黑根霉的生活史。黑根霉的有性生殖和水绵的接合很相似。2个不同接合型的菌株靠近，菌丝上生出侧枝，侧枝顶端膨大而成配子囊。配子无鞭毛。2个不同接合型的配子囊互相接触，融合为一，其中配子两两融合而成多个合子。合子经过一段休眠后，减数分裂而成多个单倍性核，其中一个发育成新的菌丝。菌丝成长，顶端发育成孢子囊，产生无数黑色孢子。孢子再萌发成新的菌丝（n）。所以黑根霉的生活史中只有合子是二倍性的，其余阶段，包括菌丝，都是单倍性的。第六章：真核微生物的细胞结构与功能1、真菌细胞壁的主要特点是什么？葡聚糖是酵母细胞壁的主要成分；几丁质是其他高等陆生真菌的主要成分。“钢筋混凝土”结构：钢筋——纤维状物质：主要是糖苷键连接成的微纤丝，赋予细胞壁坚韧的机械性能；混凝土——无定形的基质，如甘露聚糖和蛋白质等，混填在纤维状物质构成的网内或网外，充实细胞壁的结构。2、酵母细胞壁的主要成分及特点是什么？成分：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和几丁质，还有少量脂质。葡聚糖在内层，是赋予酵母细胞机械强度的重要物质基础。甘露聚糖位于外侧，呈网状，去除后细胞仍维持正常形态。蛋白质夹在中间。几丁质分布于芽痕周围。3、简述霉菌（粗糙脉胞霉）细胞壁的主要结构特点。最外层无定形的葡聚糖（87nm）；中层为糖蛋白嵌埋在蛋白质基质中，网状结构（49nm）。内层为蛋白质层（9nm）。最内层由几丁质微纤维组成。（18nm）4、真菌与细菌鞭毛的差别有哪些？功能与原核生物的鞭毛相同。构造：9+2，基体9+0。运动机理：挥鞭式。消耗能量形式：ATP。细胞壁的依赖性上有差别。5、简述微体的功能。过氧化物酶体：主要有依赖黄素的氧化酶和过氧化氢酶，能保护细胞免受过氧化氢毒害，还能氧化分解脂肪酸。乙醛酸循环体：与孢子萌发有关。6、简述真菌液泡的功能与溶酶体功能相似，内含各种酶（蛋白酶、纤维素酶等）；可调节细胞渗透压，贮藏营养物，与细胞质进行物质交换。7、膜边体、几丁质酶体及氢化酶体的功能是什么？膜边体：分泌水解酶或与细胞壁合成、分泌、膜的增生、胞饮有关。几丁质酶体：运送几丁质合成酶，参与新细胞壁的合成而使顶端延伸。氢化酶体：存在于厌氧性的真菌和原生动物中，其功能类似线粒体。第七章：噬菌体1、噬菌体的分类依据有哪些？核酸种类，形态，宿主范围，免疫学。2、噬菌体进入宿主细胞后会有哪些不同的命运？三种可能的命运：1，慢性繁殖；2，裂解；3，溶源性3、如何理解噬菌体在细菌的进化过程中具有重要的意义？基因水平转移的重要载体。致病菌中原噬菌体编码毒力因子，并构成了基因多样性的主要差异，在细菌致病性的进化过程中发挥了重要作用。4、为什么扩增噬菌体时要用对数生长期的敏感菌？因为对数期的细菌形态、生理稳定，繁殖速度快，利于噬菌体扩增。5、裂性噬菌体的复制周期中通常包括哪些步骤？什么是早期转录与晚期转录？吸附、侵入、早期转录、DNA复制、晚期转录、装配、释放。早期转录：病毒核酸复制以前的转录。所转录的基因为早期基因，涉及病毒核酸的复制，调节病毒基因组的表达，以及改变或抑制宿主细胞大分子合成。晚期转录：病毒核酸开始复制或复制后的转录。所转录的基因为晚期基因，涉及毒粒的结构蛋白。6、什么是温和噬菌体？溶源性细菌有哪些特点？如何检出溶源性细菌？温和噬菌体是指凡吸附并侵入细胞后，噬菌体的DNA只整合在宿主的核染色体组上，并可长期随宿主DNA的复制而进行同步复制，因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体。含有温和噬菌体的DNA而又找不到形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌叫溶源性细菌。免疫性：溶源性细菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源噬菌体不敏感。外来的同源噬菌体不能增殖，也不导致溶源性细菌裂解。复愈性：溶源性细胞有时消失了其中的原噬菌体，变成非溶源性细胞，这时即不发生自发裂解也不发生诱发裂解。原噬菌体引起的溶源性细菌除免疫性外的其他的表型改变，包括溶源菌细胞表面性质的改变和致病性转变被称为溶源转变7、什么是噬菌体的一步生长曲线？它包括几个时期？各有何特点？以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线。潜伏期：噬菌斑数不见增加。自病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间为隐蔽期。隐蔽期+吸附时间=潜伏期。裂解期：噬菌斑数突然直线上升。平稳期：溶液中的噬菌体的效价达到最高点。8、如何测定噬菌体的滴度？（1）噬菌体的物理颗粒计数（2）病毒感染性的测定：双层琼脂法测定噬菌体的效价。10、简述噬菌体的各种应用。重组DNA载体；酶:T4DNAligase、T7RNApolymerase；为动物病毒的研究提供借鉴；细菌的鉴定——噬菌体分型；噬菌体展示；医学上的应用。11、在发酵生产过程中，防止因噬菌体感染引起的“倒罐”的措施有哪些？1，消灭噬菌体的各种来源；2，选育抗性菌株；3，轮换使用生产菌株；4，利用药物进行防治。下微生物生长与繁殖的定义。微生物生长是细胞物质有规律地、不可逆的增加，导致细胞体积扩大的生物学过程。繁殖是微生物生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通过特定方式产生新的生命个体，引起生命个体数量增加的生物学过程。在微生物学里,生长定义为细胞数量的增加。研究微生物的生长主要是研究微生物群体的生长。细菌群体生长有哪些不同时期？其原因是什么？A迟缓期：细菌数不增加１种子老化：缺乏ATP、重要辅酶、核糖体等２适应新环境的酶系统没有表达３细胞受损害B对数生长期：最大生长速率，数量对数增加，呈平衡生长（细胞内各成分按比例有规律增长）C稳定生长期：生长速率为零，活菌数最多原因：营养物质耗尽、代谢产物积累、pH等环境变化引起细菌不宜生长D衰亡期：代谢活性降低、衰老自溶原因：营养物质耗尽，有毒代谢产物大量积累什么是平衡生长？什么是非平衡生长？在对数生长期内，细胞内各成分按比例有规律地增加，所有细胞组分呈彼此相对稳定速度合成。当营养成分或其他环境因子发生改变时，发生非平衡生长，细胞各组分合成速率不一致，调整适应新环境，直到新的平衡生长的出现。（存在精细的调节控制）概念：代时、比生长速率、倍增时间代时：每个细菌分裂繁殖一代所需的时间比生长速率，即每单位数量的细菌或物质在单位时间（h）内增加的量，即微分方程中的系数倍增时间：在群体生长中，细菌数量增加一倍所需的时间什么是二次生长曲线？什么是葡萄糖效应？在有速效碳源存在时，迟效源利用会受到抑制。而速效源利用殆尽时，迟效源会得到利用，表现出明显的第二次生长曲线。当培养基中存在葡萄糖时，大肠杆菌对其他碳源的利用会受到严格抑制，直到葡萄糖完全消耗为止。（操纵子）什么是恒化器连续培养、恒浊器连续培养？如何进行连续培养？连续培养：在微生物的整个培养期间，通过不断补充营养物质、移出培养物使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法恒化器连续培养：整个培养过程中通过保持培养基中某种营养物质(生长速率控制因子)的浓度基本恒定的方式，使细菌的比生长速率恒定，生长“不断”进行。恒浊器连续培养：通过连续培养装置中的光电系统保持培养基中菌体浓度恒定,使细菌生长连续进行的一种培养方式。在微生物培养过程中采用开放系统，不断地补充营养物质和以同样的速率移出培养物。微生物生长的测定方法有哪些？有什么优缺点？请举例说明。1计数法：细菌、孢子、酵母菌等单细胞微生物的数量（1）直接计数法：显微镜，细菌计数板、血细胞计数扳（2）间接计数法：活菌计数法，计数菌落（3）膜过滤法：样品中菌数很低时（4）比浊法：分光光度计2重量法：可以用于单细胞、多细胞及丝状体微生物湿重：离心或过滤分离菌体，洗涤，直接称重。发酵：g菌/L干重：105℃烘干至恒重蛋白质量：凯氏定氮法DNA量3生理指标法：微生物的呼吸强度，耗氧量，酶活性，生物热等微生物生长的温度三基点是什么？温度对微生物生长的影响有哪些？最适，最高，最低。影响：（1）酶活性；（2）细胞质膜的流动性；（3）物质的溶解度。pH对微生物生长的影响是什么？直接影响：酸破坏DNA、ATP等，碱破坏RNA、磷脂间接影响：（1）营养物质的离子化程度（2）营养物质的吸收（3）有害物对微生物的毒害（4）代谢反应中各种酶活性根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为哪几种类型？氧对微生物有什么副作用，微生物是通过哪种机制消除这种副作用？专性好氧，兼性好氧，耐氧，专性厌氧，微好氧危害：产生有毒害作用的代谢产物，如超氧基化合物和H2O2通过SOD酶催化O2-分解为H2O2，然后在H2O2酶的作用下生成水什么是不能培养的原核生物活细胞？为什么不能把它视为休眠体？长期在胁迫环境中生存的原核生物细胞却不能在实验室常规条件下生长。仍能观察到这些细胞有代谢活性，甚至有细胞形态的变化，却不能生长繁殖。什么是群体感应？群体感应的生理学意义是什么？群体感应(quorumsensing)是细菌根据细胞密度变化进行基因表达调控的一种生理行为。借助于信号分子，局部细胞密度提高，信号分子密度也随之提高；当超过阈值时，细菌QS相关的基因开始表达，细菌生理发生改变；进入稳定生长期，次级代谢开始旺盛，细胞具有新的生理特点。生理学意义：细菌细胞个体之间的交流，协同效应细菌次级代谢的调控机制细菌生物被膜（biofilm）形成的控制机制细菌发光、运动等生理功能的控制机制细菌毒性及抗性的控制机制概念：灭菌、消毒、防腐、化疗灭菌是指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施。灭菌后的物体不再有可存活的微生物。消毒（disinfection）：消毒是利用某种方法杀死或灭活物质或物体中的病原微生物的一种措施，它可以起到防止感染或传播的作用。具有消毒作用的化学物质称为消毒剂（disinfectant）。一般消毒剂在常用浓度下只能杀死微生物的营养体，对芽孢则无杀灭作用。消毒剂一般用在非生物物体上。防腐（antisepsis）：防腐是某些化学物质或物理因子的作用下，能防止或抑制微生物生长的一种措施，它能防止食物腐败或防止其他物质霉变。具有防腐作用的化学物质称为防腐剂（antiseptics）。防腐剂对被保护组织的破坏远没有消毒剂大。化疗（chemotherapy）：化疗是指利用具有选择毒性的化学物质如抗生素等对生物体内部被微生物感染的组织或病变细胞进行治疗，以杀死组织内的病原微生物或病变细胞，但对机体本身无毒害作用的治疗措施。微生物死亡的模式（pattern）有那些特点？种群不是瞬间杀灭，而是以指数形式下降。在后期，部分细菌产生抗性会使细菌死亡的速率降低。常用于控制微生物生长的物理作用有哪些？1热2辐射作用：微波；紫外线；X射线、g射线。3过滤作用：微生物不能通过小孔径滤膜。4干燥和高渗抑菌常规加压灭菌法中高压灭菌和低压灭菌的条件是什么？巴氏消毒法的条件是什么？高压蒸汽灭菌：121℃，0.1MPa，20min。低压灭菌：如112℃，30min灭菌葡萄糖溶液。巴氏消毒法：LTH：62~65℃，30min。HTST：72℃，15s。UHT：135~150℃，2~6s。什么是抗微生物剂？常用的抗微生物剂有哪些？杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质。根据抗微生物程度分为：（1）抑菌剂（bacteriostaticagents）（2）杀菌剂（bactericide）（3）溶菌剂（bacteriolysis）根据施用对象和用途分为：（1）消毒剂（disinfectant）（2）防腐剂（antisepsis）常用防腐剂：有机汞、0.1%~1%硝酸银、碘液、70%乙醇、六六粉、阳离子化合物（季铵化合物）、3%过氧化氢溶液。常用消毒剂：HgCl2、CuSO4、碘液、氯气、含氯化合物、酚化合物、阳离子去垢剂、乙烯氧化物、甲醛、臭氧。抗生素的定义是什么？抗生素是由某些生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，能抑制其他微生物生长或杀死。常用抗生素的杀菌抑菌机制。（1）抑制细胞壁合成：青霉素、万古霉素（2）干扰细胞膜：多粘菌素、短杆菌肽（3）抑制蛋白质合成：链霉素、卡那霉素、四环素、氯霉素、红霉素（4）抑制DNA合成萘啶酮酸、丝裂霉素（5）抑制RNA合成放线菌素D、利福平抗性菌株、耐药性出现的原因是什么？（1）细胞质膜透性改变，抗生素不能进入胞内（2）作用靶位点被修饰改变，对抗生素不敏感（3）合成修饰抗生素的酶，使抗生素失去抗菌活性（4）发生遗传变异，合成新物质，替代受抑制物质（5）光谱谱药物外派泵系统(multidrugeffluxpumpsystem)（6）persister（微生物经抗生素或其它有毒物质作用而生存者及其后裔）（7）biofilm（生物被膜）海洋微生物有哪些特点？为什么对海洋微生物的研究引起重视？（参考课本第十五章微生物工业中第四节相关内容）组成：多数为革兰氏阴性菌、多嗜盐、河口处有耐盐菌；形态：多有鞭毛，常见多形性、可变为球形、弧形、丝状及螺旋状，个体小；生理：兼性厌氧，生长慢，能在低营养下生活，常产色素，分解蛋白质能力强，解糖能力低，多嗜冷，对热敏感；分布：不均匀，与水深成反比，0~10米——少；10~50米——呈上升变化；50米以下数量减少；海底沉积物上——多。海洋微生物种类繁多，且绝大多数尚未被研究、开发和利用。许多海洋微生物生活在极端环境，可以开发特异的生物活性物质。海洋微生物的基因对功能基因组学有巨大价值。海洋微生物在生物技术的应用有重要潜在效益。微生物如何在水环境的自净作用以及污水处理中发挥作用？（污水处理参考课本）微生物在污水环境中大量繁殖，逐渐把水中的有机物分解成简单的无机物，同时它们的数量随之减少，污水也就逐步净化变清。好氧处理系统：活性污泥法：复杂的微生物群落。生物膜法：生物膜将有机物吸附和氧化分解。厌氧处理系统（沼气发酵）微生物对土壤的生成有哪些影响？土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。合成土壤腐殖质：黑色的胶状物质，常与矿物质颗粒紧密结合。 腐生细菌：当土壤温度较低，通气差时，腐殖质合成速度加快，并得到积累。增加土壤有机物质：光合作用（藻类）；固氮作用（固氮菌）。促进营养物质的转化：好氧微生物：在温度高、水分适当、通气良好的条件下，活动旺盛，腐殖质分解，释放出其中的养分供植物吸收利用。硝化细菌：能把有机肥料分解产生的氨转变为对植物有效的硝酸盐类。磷细菌：分解磷矿石和骨粉。钾细菌：分解钾矿石，把植物不能直接利用的磷和钾转化为能被植物利用的形式。原生动物：吞食土壤中的细菌、单细胞藻类、真菌孢子和有机物残片等，对土壤中有机物的分解起着明显的作用，并促进了物质的转化。其他作用：某些真菌能分解纤维素、木质素和果胶等，对自然界物质循环起重要作用。真菌菌丝的积累，能使土壤的物理结构得到改善。有哪些主要的极端环境微生物？极端环境微生物有哪些应用前景？请举例说明。（请参考课本）嗜热、嗜冷、嗜压、嗜盐、嗜酸、嗜碱嗜热：高温发酵、污水处理嗜冷：研究开发最适温度低的酶嗜压：石油开采嗜盐：紫膜用于电子器件和生物芯片嗜酸：微生物冶金、生物脱硫嗜碱：生产酶试剂、洗涤剂什么是生物被膜？生物被膜的生理作用及意义是什么？细菌粘附于接触表面，分泌多糖基质、纤维蛋白、脂质蛋白等，将其自身包绕其中而形成的大量细菌聚集膜样物。适应不利的环境；对多种抗微生物剂有抗性；微生物个体之间的“对话”及“社会分工”种群的相互作用有哪些类型？请举例说明互惠共生。中立、互惠共生(地衣=子囊菌+绿藻/蓝细菌)、协同（固氮菌+纤维单胞菌）、偏利（链霉+蚂蚁）、偏害(链霉+其他霉菌)、捕食、寄生、竞争互惠共生如瘤胃共生、菌根、共生固氮等。什么是菌根？菌根对植物有哪些有益作用？一些真菌和植物根以互惠关系建立起来的共生体。对植物营养和生长的作用：扩大宿主植物的吸收面。外生菌根真菌绝大部分都能产生某种生长刺激素（如吲哚乙酸），能促进植物生长。内生菌根能提高从土壤溶液中吸收养料的效率，特别是对P、Zn、Mo等扩散速度慢的营养元素的吸收利用作用更为有效。对防御植物根部病害的作用：外生菌根根际的微生物群落起着防御病菌侵袭的作用。因为外生菌根根圈的微生物数量要比非菌根根圈的数量高的多。机械屏障作用。免疫作用。外生菌根真菌产生抗生素。试验证明大部分外生菌根都具有抗菌活性，这与它们产生抗生素是有密切关系的。提高植物抗逆性的作用：植物产生菌根后可以提高宿主植物的抗旱、抗盐碱、抗极端温度、湿度和pH以及重金属毒害的能力。生物固氮有哪些类型？根瘤菌-豆科植物共生固氮体系有哪些特点？生物固氮是指一些特殊类群原核微生物能够将分子氮还原为氨的过程。自生固氮体系、联合（内生）固氮体系、共生固氮体系。＃根瘤菌-豆科植物共生固氮体系所固定的氮占全部生物固氮的60％；＃根瘤菌与豆科植物之间有专一性；＃在根瘤中，根瘤菌发育为特殊的分化形式－类菌体（bacteroid），这种分化形式只有在根瘤细胞里形成，并且充满根瘤细胞；＃根瘤中有豆血红蛋白，自由氧浓度低，却能保证生长所需的氧气输送。什么是瘤胃共生？瘤胃共生是指牛羊等反刍动物与瘤胃微生物的共生，反刍动物为微生物提供纤维素等有机养料、无机养料和水分，并创造合适的温度和厌氧环境，而瘤胃微生物则可帮助反刍动物消化纤维素和合成大量菌体蛋白。什么是人体正常菌群？其分布与生理作用是什么？定义：在人体各部位经常寄居而对人体无害的细菌。分布：皮肤、外耳道、眼结膜、鼻咽腔、口腔、胃肠道、尿道、阴道等生理功能：拮抗作用(生物屏障：pH、占位性保护、争夺营养、抗生素与细菌素)、营养作用(代谢、合成纤维素、转化激素)、免疫作用什么是条件致病菌？在什么情况下引起疾病？在一定条件下正常菌群或非致病菌引起机体的感染。细菌方面因素：改变寄生部位、菌群失调机体方面因素：免疫功能下降试比较外毒素和内毒素的特点。外毒素：G+，少数为G-；胞浆内合成后分泌到菌体外，或在细菌死亡溶解后释放，AB亚单位蛋白质；毒性强；稳定性差，可甲醛脱毒；毒性有组织器官选择性；可刺激抗毒素产生；染色体基因/质粒编码内毒素：G-；细胞壁成分，菌死亡溶解后释放；脂多糖(脂类A、核心多糖及O-侧链)；毒性弱；耐热；可刺激抗体产生；毒性无选择性；染色体基因编码病原细菌的完整的致病周期有哪些过程？传染源；转移到寄主；侵入定植；在寄主（细胞）中生长或完成生活周期；回避寄主防御机制；危害寄主；离开寄主回到传染源或新寄主病原微生物的传播有哪些途径？空气传播，接触传播，媒介传播Vehicletransmission，病媒传播Vector-Bornetransmission什么是代谢工程？利用基因工程技术队微生物代谢网络中特定的代谢途径进行有精确目标的基因操作，改变微生物原有的调节系统，使目的代谢产物的活性或产量得到大幅度提高的一种育种技术。微生物工业发酵有哪些类型？1.微生物菌体发酵 是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。2.微生物酶发酵 目前工业应用的酶大多来自微生物发酵。3.微生物代谢产物发酵 初级代谢产物 次级代谢产物4.微生物的转化发酵 微生物的转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。可进行的转化反应包括：脱氢反应、氧化反应、脱水反应、缩