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文档简介
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重要作用。微生物可以提供丰富的外源基因,是外源基因的优良载体,是大规模表达外源基因优良性状的极佳受体菌,且基因工程操作中各种工具酶的绝大多数来自微生物。④促进了高等动、植物的组织培养和细胞培养技术的发展,这一趋势还使原来局限于微生物学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。(2)微生物能发挥这些作用的原因微生物能推动生命科学基础理论研究与其本身的特点有关: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。11.为什么说微生物“体积小、面积大”是决定其他4个共性的关键?答:微生物“体积小、面积大”是决定其他4个共性的关键的原因如下:微生物大小以mm计,但比表面积(表面积/体积)大。由于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,从而产生其余4个共性,因此,这也是微生物最基本的特征。12.试讨论微生物的多样性。(1)物种的多样性迄今为止,人类已描述过的生物总数约200万种。据估计,微生物的总数约在50万至600万之间,其中已记载过的仅约20万种(1995年)包括原核生物3500种,病毒4000种,真菌9万种,原生动物和藻类10万种,且这些数字还在急剧增长。(2)生理代谢类型的多样性(3)代谢产物的多样性微生物产生的代谢产物种类多,仅大肠杆菌一种细菌就能产生2天然抗生素中,2/3(超过4000种)是由放线菌产生的。微生物所产酶的种类也是极其丰富的,从各种微生物中发现,仅Ⅱ型限制性内切酶就有1443种。(4)遗传基因的多样性(5)生态类型的多样性 (1)生命活动的基本规律,大多数是在研究微生物的过程中首先被阐明的。例如,利用酵(2)微生物学为分子遗传学和分子生物学的创立、发展提供了基础和依据,而且是它们进RNA逆转录酶的发现,以及基因工程的诞生,都是用微生物做实验材料的,其实验方法和指导思想也都与微生物学密切相关。如今,微生物学已成为分子学、生物化学、遗传学)之一。(3)微生物学在基因工程和生物工程中发挥载着重要角色。基因工程实质上是体外切割和重组DNA片段的过程,而其中所需的供体、受体、载体及工具酶,大都要由微生物来承担(4)微生物的多样性为人类了解生命起源和生物进化提供了依据。微生物的多样性,归根核生物的线粒体DNA,人们意外发现它们的遗传密码不同,从而对生物进化的共生学说提(5)微生物学是整个生物学科中第一门具有自己独特实验技术的学科,如无菌操作技术、消毒灭菌技术、纯种分离和克隆化技术、原生质体制备和融合技术及深层液体培养技术等。这些技术已逐步扩散到生命科学各个领域的研究中,成为研究生命科学的必要手段,从而为整个生命科学的发展,做出了方法学上的贡献。14.微生物学的任务是什么?现有的大量微生物学分支学科如何对它进行科学分类?答:(1)微生物学的任务①研究微生物的形态及生命活动规律。②利用有益微生物。③防治有害微生物。(2)现有的大量微生物学分支学科对微生物学进行的科学分类如下:①按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分,总学科称普通微生物学,分科如微生物分类学,微生物生理学,微生物遗传学,微生物生态学和分子微生物学等。②按微生物应用领域来分,总学科称应用微生物学,分科如工业微生物学,农业微生物学,医学微生物学,药用微生物学,诊断微生物学,抗生素学和食品微生物学等。③按研究的微生物对象分,如细菌学,真菌学(菌物学),病毒学,原核生物学,自生菌生物学和厌氧菌生物学等。④按微生物所处的生态环境分,如土壤微生物学,微生态学,海洋微生物学,环境微生物学,水微生物学和宇宙微生物学等。⑤按学科间交叉、融合分,如化学微生物学,分析微生物学,微生物生物工程学,微生物化学分类学,微生物地球化学和微生物信息学等。15.为什么可把列文虎克称为“微生物先驱者”,巴斯德称为“微生物奠基人”,科赫称为“细答:把列文虎克称为“微生物先驱者”,巴斯德称为“微生物奠基人”,科赫称为“细菌奠基人”的原因如下:(1)列文虎克利用自制放大倍数约为200倍的单式显微镜,观察到细菌等微生物的个体,并且对一些微生物进行形态描述,首次克服了人类认识微生物世界的第一个难关个体微小,使人类初步踏进了微生物世界的大门,因此称为“微生物学先驱者”。(2)以巴斯德的曲颈瓶试验为标志,一门新的富有生命力的学科——微生物学建立,同时一项具有微生物学特色、应用广泛的消毒灭菌技术也奠定了坚实的理论基础,因此巴斯德是“微生物学奠基人”。(3)科赫在对“杂居混生”微生物进行纯种分离方面作出了突出的贡献,用琼脂配制对分离细菌十分有效的固体培养基,以划线方式进行样品稀释,从而可轻易在琼脂平板上获得某一微生物的纯种菌落。由此解决了阻碍研究微生物的杂居混生难题,开创了一个发现大批病原16.试举两例,说明自己在接触微生物学知识前,确曾是一个“身在菌中不知菌”者。答:在接触微生物学知识前,自己确曾是一个“身在菌中不知菌”者的相关例子如下:(1)肠道微生物菌群是一个庞大复杂的生态系统,占全身微生态菌总数80%左右。包含有100万亿种微生物,涉及1000类菌种,其数量是人体细胞的10倍。人体大部分的生理功能是人与微生物群共同进化过种中形成的共生生活的结果,肠道微生物菌群在人体发挥着各种生理作用。肠道菌群80%以上对人体有益。特别是双歧杆菌。新生儿出生后数小时,双歧杆菌便可在肠道中定植。它可以防治便秘、腹泻和胃肠障碍等,维护肠道正常菌群的平衡,抑制病原微生物的生长,对维护机体的健康具有重要意义。但是,肠道菌群也有少数是有害(2)发酵食物发酵食品是人类巧妙地利用有益微生物加工制造的一类食品,具有独特的风为什么微生物学直到十九世纪才得到发展?作为学科奠基人巴斯德和科赫的做出哪些贡献?[华南理工大学2010研]答:(1)微生物学直到十九世纪才得到发展的原因如下:②从1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察到细菌的个体起,直至1861年近200年的时③直到19世纪中期,以法国的巴斯德和德国的科赫为代表的科学家,将微生物的研究从形(2)作为学科奠基人巴斯德和科赫做出的贡献如下:b.发现了肺结核病的病原菌;c.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——科赫原则。第一章原核生物的形态、构造和功能1.1复习笔记原核生物是指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物,包括真细菌和古生菌两大类群。根据外表特征可粗分为6种类型,即细菌(狭义的)、放线细菌(bacteria)是指一类细胞细短(直径约0.5μm,长度约0.5~5μm)、结构简单、胞壁1.细菌细胞的形态构造及其功能(1)形态和染色①形态弧菌(不足1环)、螺菌(2~6环,小而坚硬)和螺旋体(超过6环,体长而柔软)。量度细菌大小的单位是μm,量度其亚细胞构造用nm作单位。典型的细菌E.coli的细胞平鉴别染色法革兰氏染色法抗酸性染色法细菌染色法a.革兰氏阳性细菌(Gramb.革兰氏阴性细菌(Gram(2)构造i.通过染色、质壁分离或制成原生质体后在光学显微镜下观察。ii.通过电子显微镜直接观察细菌的超薄切片。i.固定细胞外形和提高机械强度,使其免受渗透压ii.为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需;ii.阻拦大分子有害物质(某些抗生素和水解酶)进入细胞;iv.赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。i.肽聚糖(60%~95%)。每一肽聚糖单体由双糖单位(N-乙酰葡萄糖胺通过β-1,4-糖苷键与N-乙酰胞壁酸相连)、四肽尾及肽桥3部分组成。ii.磷壁酸(10%~30%)。主要分为甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸两类。i.外膜:主要由脂多糖(由类脂A、核心多糖及O-特性侧链3部分组成)、磷脂及外膜i.构造iii.生物学特性i.细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质;ii.被酸性复红染色后,不能像其他G+细菌被盐酸乙醇脱色;iii.类脂含量高,肽聚糖含量低。ii.细胞壁中不含真正的肽聚糖,含假肽聚糖或多糖以及糖蛋白或蛋白质。缺壁细菌是指一类细胞壁缺少或不完整的细菌,主要包括4类:LG+和G细菌主要由于其细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性(脱色能力)的不同,决b.细胞膜(cellmembrane)弱、富有弹性的半透性薄膜,厚约7~8nm,由磷脂和蛋白质组成。细胞膜的模式构造如图1-2所示。图1-2细胞膜的模式构造图i.膜的主体是脂质双分子层;ii.脂质双分子层具有流动性;iv.周边蛋白表面含有亲水基团,故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连;v.脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合;i.能选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送;ii.是维持细胞内正常渗透压的结构屏障;iii.是合成细胞壁和糖被有关成分(如肽聚糖、磷壁酸、LPS和荚膜多糖等)的重要场所;iv.膜上含有与氧化磷酸化或光合磷酸化等能v.是鞭毛基体的着生部位,并可提供鞭毛旋转运动所需的能量;vi.质膜上存在若干特定的受体分子,可探测环境中的化学物质,i.间体是一种内部充满着层状或管状泡囊的,由细胞膜内褶而形成的囊状结构。c.细胞质和包含体i.鞭毛过细,通常只能用电镜进行观察,但通过特殊的鞭毛染色法使染料沉积到鞭毛表面ii.在暗视野中,通过对细菌的悬滴标本或水浸片的观察,也能视其中的细菌是否作有规则iii.通过琼脂平板培养基上的菌落形态或在半固体直立由鞭毛丝、鞭毛钩(也叫钩形鞘)和基体三部分组成。c.菌毛见于G-细菌的雄性菌株(供体菌)中,具有向雌性菌株(受体菌)传递遗传物质的作用,有的还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。e.芽孢和其他休眠构造i.芽孢的定义抗逆性强的休眠构造。芽孢的结构,如图1-3所示。图1-3细菌芽孢构造模式图ii.芽孢的特点iii.芽孢的耐热机制iv.芽孢的作用第二,其他休眠构造(孢囊)孢囊是指Azotobactervinelandii(棕色固氮菌)等一些固氮菌在外界缺乏营养的条件下,由f.伴孢晶体(3)细菌的繁殖b.裂殖的方式二分裂(绝大多数细菌)、三分裂(暗网菌)、复分裂(蛭弧菌)。②芽殖(budding)芽殖是指在母细胞表面(尤其在其一端)先形成一个小突起,待其长大到与母细胞相仿后再2.细菌的群体形态(1)在固体培养基上(内)①菌落(colony)菌落是指在固体培养基上(内)以母细胞为中心的一堆肉眼可见的,有一定形态、构造等特b.特征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等特征。菌落可用于微生物的分离、纯化、鉴定、计数以及选种育种等方面。克隆是指由一个单细胞繁殖形成的一个纯种细胞群(菌落)。菌苔是指把大量分散的纯种细胞密集地接种在固体培养基的较大表面上,结果长出的已相互(2)在半固体培养基上(内)半固体培养法是一种把培养基灌注在试管中,形成高层直立柱,然后用穿刺接种法接入试验菌种的培养法。①若用明胶半固体培养基作试验,可根据明胶柱液化层中呈现的不同形状来判断某细菌有否蛋白酶产生和某些其他特征;②若使用的是半固体琼脂培养基,则从直立柱表面和穿刺线上细菌群体的生长状态和有否扩散现象来判断该菌的运动能力和其他特性。(3)在液体培养基上(内)群体形态多数表现为混浊,部分表现为沉淀,一些好氧性细菌则在液面上大量生长,形成有特征性的、厚薄有差异的菌酵(pellicle)、菌膜(scum)或环状、小片状不连续的菌膜等。三、放线菌放线菌(actinomycetes)是指一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物,是一类主要呈丝状生长和孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。(1)典型放线菌——链霉菌的形态构造①细胞构造链霉菌细胞呈丝状分枝,菌丝直径很细(<1mm,与细菌相似)。在营养生长阶段,菌丝内无隔,故一般呈多核的单细胞状态。②菌体形成过程基内菌丝又称一级菌丝,是指孢子落在固体培养基质表面发芽后,不断伸长、分枝并以放射状向基质表面和内层扩展,形成的大量色浅、较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌丝体。b.气生菌丝体气生菌丝又称二级菌丝,是指在基内菌丝体上不断向空间方向分化出颜色较深、直径较粗的分枝菌丝。c.分生孢子气生菌丝体成熟分化为孢子丝,通过横割分裂方式,产生成串的分生孢子。(2)其他放线菌所特有的形态构造①基内菌丝会断裂成大量杆菌状体的放线菌,如Nocardia(诺卡氏菌属);②菌丝顶端形成少量孢子的放线菌,如Micromonospora(小单孢菌属);③具有孢囊并产孢囊孢子的放线菌,如Streptosporangium(孢囊链霉菌属);④具有孢囊并产游动孢子的放线菌,如Actinoplanes(游动放线菌属)。2.放线菌的繁殖3.放线菌的群体特征(1)在固体培养基上(2)在液体培养基上(内)不形成叶绿体)、能进行产氧性光合作用的大型原核生物。(1)色球蓝细菌群单细胞(球状、杆状)或细胞复合体,二等分裂或芽殖;(2)宽球蓝细菌群(3)颤蓝细菌群(4)念珠蓝细菌群(5)分枝异形胞蓝细菌群2.特点②细胞质周围有复杂的光合色素层,通常以类囊体(thylakoid)的形式出现,其中含叶绿素a和藻胆素;③细胞内还有能固定CO₂的羧酶体;⑥细胞中的内含物有可用作碳源营养的糖原、PHB,可用作3.特化形式(1)异形胞(heterocyst)形大、壁厚,存在于丝状生长种类细胞的细胞链中间或末端,如Anabaena和Nostoc(念珠蓝细菌属)等。②功能固氮作用。(2)静息孢子(akinete)①特点形大、壁厚、色深的休眠细胞,在细胞链中间或末端,可见于Anabaena和Nostoc(念珠蓝细菌属)的种类。②功能贮藏营养物,抵御干旱等不良环境(3)链丝段(hormogonium)①特点由长细胞链断裂而成的短链段。②功能繁殖作用。(4)内孢子①特点三角形或球形,由少数种类如Chamaesiphon(管孢蓝细菌属)在细胞内形成。②功能繁殖作用。五、枝原体、立克次氏体和衣原体1.枝原体(Mycoplasma)(1)定义枝原体是指一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。把侵染植物的枝原体称为类支原体或植原体。(2)特点①细胞很小,光镜下勉强可见;②细胞膜含甾醇,坚韧;③无细胞壁,呈G且形态易变;⑤以二分裂和出芽等方式繁殖;⑥能在含血清、酵母膏和甾醇等营养丰富的培养基上生长;⑦多数能以糖类作能源,能在有氧或无氧条件下进行氧化型或发酵型产能代谢;⑧基因组很小;⑨对能抑制蛋白质生物合成的抗生素(四环素、红霉素等)和破坏含甾体的细胞膜结构的抗生素(两性霉素、制霉菌素等)都很敏感。2.立克次氏体(Rickettsia)(1)定义立克次氏体是指一类专性寄生于真核细胞内的G原核生物。(2)特点①细胞较大,光镜下清晰可见;②细胞形态多样;④除少数外,均在真核细胞内营细胞内专性寄生;⑤以二分裂方式繁殖;⑥存在不完整的产能代谢途径,只能利用谷氨酸和谷氨酰胺产能;3.衣原体(Chlamydia)(1)定义(2)特点③有细胞壁(但缺肽聚糖),G-;(3)独特的生活史项目真细菌古生菌真核生物细胞大小小小大细胞壁独特肽聚糖等假肽聚糖等维生素、几丁细胞膜中甾无(支原体例无细胞膜中单无细而简分子层鞭毛类别细胞质流动细胞器细胞质核糖细而简质等复杂的“9+2”体细胞核原核(无核膜)原核(无核真核(有核膜)无无有无无有减数分裂无无有厌氧生活极罕见有有无化能自养有有无6.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:(1)肽聚糖又称粘肽、胞壁质或粘质复合物,是真细菌细胞壁中的特有成分。以G细菌Staphylococcusaureus(金黄色葡萄球菌)的肽聚糖为例,如图1-5所示。图1-5G+细菌肽聚糖的立体结构(片段)①四肽尾的第三个氨基酸分子不是L-Lys,而是被一种只存在于原核生物细胞壁上的特酸氨②没有特殊的肽桥,故前后两个单体间的连接仅通过甲四肽尾的第四个氨基酸(D-Ala羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸(m-DAP)的氨基直接相连,因而只形成较为疏稀、机械G+和G-细菌肽聚糖模式构造如图1-6所示。7.在G-细菌细胞壁外膜和细胞膜(内膜)上各有哪些蛋白?其功能如何?外膜蛋白是指嵌和在LPS和磷脂层外膜上的20余种蛋白,多数功能还不清楚。其中脂蛋白②孔蛋白孔蛋白是指控制相对分子质量大于600物质进入外膜的三聚体跨膜(2)存在于G-细菌细胞膜(内膜)上的蛋白①整合蛋白(膜内在蛋白),具有运输功能。②周边蛋白(膜外在蛋白),具有酶促作用。8.G细菌细胞壁和抗酸细菌的细胞壁有何异同?(从成分、构造、染色反应和功能方面加以比较)a.外摸上都镶嵌有孔蛋白。b.G细菌细胞壁的肽聚糖层埋藏在外膜脂多糖(LPS)层之内;抗酸细菌细胞壁的类脂外壁层相当于G细菌的LPS层,肽聚糖也埋藏在该层之内,且含量低。c.外膜与细胞膜间存在周质空间。抗酸细菌是一类细胞壁中含有大量分支菌酸等蜡质的特殊G+细菌。a.抗酸细菌细胞壁外层是蜡质结构,使营养物、染料及抗菌药物难以透入。b.G细菌细胞壁有脂多糖层,具有多种功能。例如,类脂A是G细菌致病物质内毒9.试列表比较真细菌和古生菌在细胞膜结构上的不同点。答:真细菌和古生菌在细胞膜结构上的不同点如表1-5所示。表1-5真细菌和古生菌在细胞膜结构上的不同点10.试述革兰氏染色的机制。菌体仍为结晶紫的紫色,此为G+反应。的细菌。型形成特点①没有完整而坚韧的细胞壁,细胞实践意义在某些环境条件呈多形态L下(实验室或宿主②有些能通过细可能与针对细胞壁的抗菌治细变而形成的遗传过型细菌”胞壁的抗菌治疗有关。菌性稳定的细胞壁③对渗透敏感,在缺陷变异型。固体培养基上形菌落(直径在球状体球状体化敏感,低渗透在人为条件下,用压、振荡、离心甚不同菌种或菌溶菌酶处理或在至通气等都易引株的原生质体含青霉素的培养起其破裂间易发生细胞原生质体基中培养而抑制②有的原生质体融合,因而可用原生质体圆球形、对渗透压适宜条件(如高渗导入外源遗传变化敏感的细胞,培养基)可生长繁物质,故有利于一般由革兰氏阳殖、形成菌落,形遗传学基本原性细菌形成。成芽孢。及恢复成理的研究。有细胞壁的正常结构。球状体无繁殖能力,比正常有又称原生质球,是与原生质体相比,对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞菌处理后而获得的残留部分细胞形体。有一定的抗性,可在普通培养基上壁(外壁层)的球生长。细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质和渗入诱变剂,故是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。细胞膜中含有一在长期进化过程枝中形成的、适应自原然生活条件的无体细胞壁的原核生物。般原核生物所没许多种类是人有的甾醇,所以即和动物的致病使缺乏细胞壁,其菌,疾病的防细胞膜仍有较高治。的机械强度。的鞭毛鞘,鞭毛丝慢螺旋体基体,钩形鞘的周质鞭毛螺旋方式缠快速旋转绕在螺旋体细胞的表面表1-9细菌营养细胞核芽孢的10项主要指标(2)评价(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、鉴定中的重要的指标。(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。19.试列表比较细菌鞭毛、菌毛和性毛的异同。表1-10细菌鞭毛、菌毛和性毛的异同20.如何初步判断并进一步验证某一细菌是否长有鞭毛?长有何种鞭毛以及鞭毛是如何着生的?答:(1)初步判断某一细菌是否长有鞭毛:观察其菌落边缘是否光滑,若较粗糙,可能有(2)进一步验证:(3)鞭毛及其着生方式21.什么是菌落?试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。答:(1)菌落的定义菌落是指单个(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(2)细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性②长有鞭毛、运动能力强的细菌一般形成大而平坦、边缘多缺刻(甚至成树根状)、不规则的菌落;22.试以链霉菌为例,描述这类典型放线菌的菌丝、孢子和菌落的一般特征。(1)菌丝络状菌丝体结构。在营养生长阶段,菌丝内无隔,内①基内菌丝(营养菌丝“根”,吸收水、营养和排泄代谢废物);(2)孢子孢子丝通过横割分裂方式,产生成串的分生孢子。孢(3)菌落23.试对5大群蓝细菌的特征作一表解。答:5大群蓝细菌的特征表解如下所示。一、填空题1.L型细菌是指通过自发突变而形成的遗传性稳定的缺陷菌株。[中科院2004研]【答案】细菌壁查看答案【答案】古生菌查看答案3.大肠杆菌肽聚糖单体结构与金黄色葡萄球菌的基本相同,所不同的是_,后者是 。[华南理工大学2010研]【答案】四肽尾的第三个氨基酸分子;内消旋二氨基庚二酸查看4.在没有显微镜的条件下,通过观察生长或生长在_,可推测毛。[华南理工大学2010研]【答案】菌落形态;半固体直立柱穿刺线上群体扩散情况查看答案5.目前对芽孢耐热机制的解释是假说:此外认为芽孢中特有的等成分与耐热性有关。[华南理工大学2010研]6.革兰氏阴性细菌的LPS具有毒性,其毒性成分为。[厦门大学2008研]B.核心多糖【答案】A查看答案【解析】革兰氏阴性细菌的LPS由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成,类脂A是二、判断题[中科院2004研]【答案】错查看答案2.枝原体是最小的能独立繁殖的原核生物。()[中科院2004研]1.肽聚糖[华南理工大学2009研;厦门大学2011研]的特有成分。其中的肽包括四肽尾和肽桥两种,而聚糖则是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁2.球状体[厦门大学2011研]答:球状体又称原生质球,是指残留部分细胞壁(尤其是G细菌外膜层)的圆球形原生质3.革兰氏染色法[华南理工大学2009研]答:革兰氏染色法是指由丹麦学者革兰(ChristainGram)于1884年发明的细菌学中广泛使性(G+)菌,后者为革兰阴性(G)菌。4.Periplasmicspace[华南理工大学2010研]5.菌落[厦门大学2003研]答:菌落是指在固体培养基上(内)以母细胞为中心的一堆肉眼可见的,有一定形6.枝原体[厦门大学2003研]生物。其细胞很小,细胞膜中含有甾醇,呈G-,以二分裂和出芽等方式繁殖,对抗生素较7.羧化酶与包涵体[中科院2004研]答:(1)羧化酶又称羧酶体,是指存在于一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物,(2)包涵体是指病毒在增殖的过程中,常使寄主细胞内形成一种蛋白质性质的病变结构,2.青霉素为何只能抑制代谢旺盛的细菌?其抑菌机制是什么?[厦门大学2003研]答:(1)青霉素只能抑制代谢旺盛的细菌的原因(2)青霉素只能抑制代谢旺盛的细菌的抑菌机制肽酶的活性中心。转肽酶一旦被青霉素结合,前后2个肽聚糖间不能形3.简要描述G+、G细菌细胞壁结构的主要差异。[中山大学2003研](1)结构(2)成分5.图示芽孢构造及其各部分成分,并说明渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热的机制的。[华南理工大学2009研]答:(1)芽孢构造及其各部分成分如图1-7所示。图1-7芽孢构造及其各部分成分(2)渗透调节皮层膨胀学说解释芽孢耐热的机制6.比较革兰氏阳性菌与阴性菌细胞对机械抗性、溶菌酶和碱性染料敏感性的差异,并解释可能的机制。[厦门大学2008研]答:(1)革兰氏阳性菌与阴性菌细胞对机械抗性、溶菌酶和碱性染料敏感性的差异如下:(2)对于出现这种差异的可能机制的解释如下:第二章真核微生物的形态、构造和功能2.1复习笔记1.真核生物与原核生物的比较真核生物与原核生物的比较如表2-1所示。表2-1真核生物与原核生物的比较(1)菌物界(2)真菌⑤以产生大量无性和(或)有性孢子的方式进行繁殖;3.真核微生物的细胞构造(1)细胞壁结构骨架多由纤维素组成,以微纤丝的方式层状排列,含量占干重的50%~80%,其余部(2)鞭毛与纤毛鞭毛与纤毛都由3部分组成:鞭杆、基体以及两者之间相连的过渡区。鞭杆的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。(9个微管二联体、(9个微管二联体、"9+2"型过渡区鞭毛(3)细胞质膜②功能真核细胞与原核细胞在其质膜的构造和功能上十分相似,其差别如表2-2所示。表2-2真核细胞与原核细胞在细胞质膜的差别(4)细胞核细胞核是指细胞用以控制其一切生命活动的遗传信息(DNA)储存、复制和转录的主要部核仁是指存在于细胞核中的一个颗粒状构造,表面无膜,富含蛋白质和RNA,具有合成核糖体RNA和装配核糖体的功能。(5)细胞质和细胞器a.细胞基质b.细胞骨架细胞骨架是指由微管、肌动蛋白(微丝)和中间丝3种蛋白质纤维构成的细胞支架,呈立体a.内质网i.糙面内质网ii.光面内质网b.核糖体合成功能,直径25nm,由约40%蛋白质和60%RNA共价结合而成。高尔基体又称高尔基复合体,是指一种由4~8个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所b.功能b.功能使细胞免受H₂O₂毒害,并能氧化分解脂肪酸等。b.构造第三,基质内含TCA酶系、70S核糖体和双链环状DNA.对葡萄糖等能源物质进行氧化磷酸化以产生ATP等能量。由内外两层膜(叶绿体膜)以及类囊体和基质构成。②细胞膜c.功能利用CO₂和H₂O进行光合作用,以合成葡萄糖和释放O₂。⑧液泡真菌的液泡中,主要含糖原、脂肪和多磷酸盐等贮藏物,精氨酸、鸟氨酸和谷氨酰胺等碱性氨基酸、以及蛋白酶、酸性和碱性磷酸酯酶、纤维素酶和核酸酶等各种酶类。维持细胞渗透压和储存营养物,此外还有溶酶体的功能。⑨膜边体管状、囊状、球状、卵圆状和多层折叠膜状。与分泌水解酶和合成细胞壁有关。⑩几丁质酶体几丁质酶体又称壳体,是指一种活跃于各种真菌菌丝体顶端细胞中的微小囊泡,直径40~70nm,内含几丁质合酶。把其中所含的酶源源不断地运送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。1氢化酶体a.定义氢化酶体是指一种内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还原蛋白和丙酮酸的,由单层膜包裹的球状细胞器。存在于鞭毛附近,为其运动提供能量。酵母菌(yeast)是指能发酵糖类的各种单细胞真菌。①个体一般以单细胞非菌丝状态存在;②多数营出芽繁殖;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。3.酵母菌的细胞形态和构造(1)形态酵母菌的细胞直径约为细菌的10倍,细胞形态通常有球状、卵圆状、椭圆状,柱状和香肠状等。(2)一般构造①细胞壁外层为甘露聚糖(mannan),内层为葡聚糖(glucan),中间一层为蛋白质(包括多种酶,如葡聚糖酶、甘露聚糖酶等)。③细胞核(3)其他构造4.酵母菌的繁殖方式和生活史芽殖:各属酵母菌都存在(掷孢酵母属)等产生有性(产子囊孢子):如Saccharomyces(酵母属)、Zygosaccharomyces(接合酵母属)等有(1)无性繁殖a.芽殖过程母细胞→表面长出小突起(芽)→芽生长→芽成熟后脱离母细胞。b.假菌丝c.真菌丝少数酵母菌具有与细菌相似的二分裂繁殖方式,如Schizosaccharomyces(裂殖酵母属)。③产生无性孢子b.在假菌丝的顶端产生具有厚壁的厚垣孢子;c.成熟菌丝作竹节状断裂产生大量的节孢子。(2)有性繁殖(产生子囊孢子)②通过质配、核配和减数分裂形成4或8个子核;(3)酵母菌的生活史部过程。主要可以分为以下3类:a.代表菌种Saccharomycescerevisiae(酿酒酵母)第一,一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖;第二,营养体既可以单倍体(n)形式存在,也能以二倍体(2n)形式存在;第三,在特定条件下进行有性繁殖。c.生活史全过程(图2-2)第一,子囊孢子在合适的条件下发芽产生单倍体营养细胞;第二,单倍体营养细胞不断进行出芽繁殖;第三,两个性别不同的营养细胞彼此接合,在质配后即发生核配,形成二倍体营养细胞;第四,二倍体营养细胞不进行核分裂,而是不断进行出芽繁殖;第五,在以醋酸盐为唯一或主要碳源,同时又缺乏氮源等特定条件下,二倍体营养细胞最易转变成子囊,这时细胞核进行减数分裂,并随即形成4个子囊孢子;第六,子囊经自然或人为破壁后,可释放出其中的子囊孢子。图2-2Saccharomycescerevisiae(酿酒酵母)的生活史②营养体只能以单倍体形式存在a.代表菌种Schizosaccharomycesoctosporus(八孢裂殖酵母)第一,营养细胞为单倍体;第二,无性繁殖以裂殖方式进行;第三,二倍体细胞不能独立生活,故此阶段很短。c.生活史全过程(图2-3)第一,单倍体营养细胞借裂殖方式进行无性繁殖;第二,两个不同性别的营养细胞接触后形成接合管,发生质配后即行核配,于是两个细胞联第三,二倍体的核分裂3次,第一次为减数分裂;第四,形成8个单倍体的子囊孢子;第五,子囊破裂,释放子囊孢子。图2-3Schizosaccharomycesoctosporus(八孢裂殖酵母)的生活史③营养体只能以二倍体形式存在a.代表菌Saccharomycodesludwigii(路德类酵母)第一,营养体为二倍体,不断进行芽殖,此阶段较长;第二,单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在,故不能进行独立生活;第三,单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。c.生活史全过程(图2-4)第一,两个不同性别的单倍体子囊孢子在孢子囊内成对接合,并发生质配和核配;第二,接合后的二倍体细胞萌发,穿破子囊壁;第三,二倍体的营养细胞可独立生活,通过芽殖方式进行无性繁殖;第四,在二倍体营养细胞内的核发生减数分裂,营养细胞成为子囊,其中形成4个单倍体子囊孢子。图2-4Saccharomycodesludwigii(路德类酵母)的生活史5.酵母菌的菌落(1)与细菌相似的特征(2)与细菌不同的特征(3)其他特征霉菌(mould,mold)又称丝状真菌(filamentousfungi),是指那些菌丝体较发达又不产生1.霉菌的应用及其与人类的关系(1)工业应用b.淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶等多种酶制剂;d.核黄素等维生素,麦角碱等生物碱,真菌多糖(2)食品制造(3)基本理论研究霉菌在基本理论研究中应用最著名的例子是Neurosporacrassa(粗糙脉孢菌)等在微生物遗(4)引起工业产品的霉变食品、纺织品、皮革、木器、纸张、光学仪器、电工(5)引起植物病害(6)引起动物和人体疾病如各种指(趾)甲和皮肤癣症等,另有少部分霉菌如黄曲霉素等,可以产生毒性很强的真菌2.细胞的形态和构造(1)菌丝及其延伸过程①菌丝菌丝是霉菌营养体的基本单位,直径通常为3~10μm,根据菌丝中是否存在隔膜,可把霉(2)菌丝体a.营养菌丝体(vegetativemycelium)(3)菌丝体的特化形式a.假根(rhizoid)假根是Rhizopus(根霉属)等低等真菌匍匐菌丝与固体基质接触处分化出来的根状结构,具b.匍匐菌丝(stolon)d.附着胞(adhesivecell)若干寄生真菌由菌丝细胞生出1~2个细胞的短枝,将菌丝附着于宿主体上,形成附着枝。h.菌环(ring)和菌网(net)捕虫菌目(Zoopagales)和一些半知菌的菌丝常会分化成圈环或网状的特化菌丝组织,用以a.结构简单的子实体b.结构复杂的子实体(4)菌丝体在液体培养时的特化形态真菌在液体培养基中进行通气搅拌或振荡培养时,往往会产生菌丝球(mycelialbeb.作用3.真菌的孢子真菌孢子的类型、主要特点和代表种属,如表2-3所示。表2-3真菌孢子的类型、主要特点和代表种属4.霉菌的菌落蕈菌(mushroom)又称伞菌,是指能形成大型肉质子实体的真菌,包括大多数担子菌类和2.形态3.蕈菌的进化4.蕈菌的发育——菌丝的分化(1)形成一级菌丝担孢子(basidiospore)萌发,形成由许多单核细胞构成的菌丝又称一级菌丝。(2)形成二级菌丝③两核同时进行一次有丝分裂,结果产生4个子核;④在4个子核中,来自突起中的两核,其一仍留在突起中,另一则进入菌丝尖端;(3)形成三级菌丝(4)形成子实体(5)产生担孢子子实体成熟后,双核菌丝的顶端膨大,其中的两个核融合成一个新中一次为减数分裂),产生4个单倍体子核,最后在担子细胞的顶端形成4个独特的有性孢4.蕈菌的特征②典型的蕈菌,其子实体是由顶部的菌盖(包括表皮、菌肉和菌褶)、中部的菌柄(常有菌环和菌托)和基部的菌丝体3部分组成。2.2课后习题详解1.试列表比较真核生物和原核生物的10个主要差别。答:真核生物和原核生物的10个主要差别如表2-4所示。表2-4真核生物和原核生物的10个主要差别(2)生理功能比比较项较项核糖高尔基溶酶微体线粒体叶绿体囊腔细小颗扁平膜球形球形杆菌状或扁球状管系粒状囊和小小泡小泡囊状或扁椭有膜,无膜,有膜,有膜,有膜,有内外两由内外分两表层由数个在小在小层膜,内膜两层膜种:糙为蛋扁平膜囊泡囊泡可形成嵴,及类囊面内质白质,囊和大内含内含其上有大体和基网的膜内芯小不等数十氧化量的基粒质构成,糖体颗RNA组成性水过氧酶复合体,含70S核粒,光解酶化氢基质内含糖体和滑内质酶有TCA酶双链环网的膜系、70S核状DNA上则无糖体和双等,类囊多,常叠成基粒数量少数量数量少数量数量数量多且仅存在多且多且多且变化大于光合变化变化变化生物中,数大大大不同生量物细胞中的数量变化大糙面内合成浓缩蛋执行对脂对葡萄糖利用CO₂质网合蛋白白质,细胞肪酸等能源物和H₂O成和运质合成糖内的进行质进行氧进行光送蛋白蛋白和消化氧化化磷酸化合作用,质,光脂蛋功能以产生ATP以及合功面内质白,协等能量成葡萄能网合成调细胞糖和释磷脂内环放O₂境,有包装、分泌功能图2-6酵母菌细胞的模式构造6.试用表解法比较酵母菌细胞壁与细胞膜成分的不同。答:酵母菌细胞壁与细胞膜成分的不同表解如下:7.试对酵母菌的繁殖方式作一表解。答:酵母菌的繁殖方式表解如下:8.试图示酿酒酵母的生活史,并对其中各主要过程作一简述。答:酿酒酵母的生活史全过程,如图2-7所示。(1)子囊孢子发芽:子囊孢子在合适的条件下发芽产生单倍体营养细胞,单倍体营养细胞不断进行出芽繁殖;(2)接合:两个性别不同的营养细胞彼此接合,在质配后即发生核配,形成二倍体营养细(3)减数分裂:正常情况下,二倍体营养细胞进行出芽繁殖,在以醋酸盐为唯一或主要碳源,同时又缺乏氮源等特定条件下,二倍体营养细胞转变成子囊,细胞核进行减数分裂,并形成4个子囊孢子;(4)破壁:子囊孢子在合适的条件下发芽,经自然破壁或人为破壁后,子囊释放出单倍体子囊孢子。图2-7Saccharomycescerevisiae(酿酒酵母)的生活史9.以粗糙脉孢菌为例,简述菌丝延伸及成熟过程中细胞壁成分的变化。答:以粗糙脉孢菌为例,菌丝生长是由菌丝顶端细胞的不断延伸而实现的,随着顶端不断向前伸展,细胞壁和细胞质的形态、成分都逐渐变化、加厚并趋向成熟,如图2-8所示。菌丝尖端细胞的分化过程及其成分变化:(1)菌丝顶端的延伸区和硬化区:细胞壁的内层是几丁质层,外层为蛋白质层;(2)亚顶端部位即次生壁形成区:由内至外是几丁质层、蛋白质层和葡聚糖蛋白网层;(3)成熟区:由内至外相应地为几丁质层、蛋白质层、葡聚糖蛋白网层和葡聚糖层;(4)隔膜区:它是由菌丝内壁向内延伸而成的环片状构造。图2-8粗糙脉孢菌菌丝尖端的成熟过程及细胞壁成分的变化的功能。11.试列表比较各种真菌孢子的类型、主要特点和代表种属。答:各种真菌孢子的类型、主要特点和代表种属如表2-6所示。表2-6各种真菌孢子的类型、主要特点和代表种属12.试列表比较四大类微生物的细胞特征和菌落特征。答:四大类微生物的细胞特征和菌落特征如表2-7所示。表2-7四大类微生物的细胞特征和菌落特征13.为何现代学术界总是把蕈菌作为微生物学的研究对象,而不是植物学的研究对象?答:现代学术界总是把蕈菌作为微生物学的研究对象,而不是植物学的研究对象的原因如下:(1)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——显微真菌完全一致。(2)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。14.什么叫锁状联合?其生理意义如何?试图示其过程。答:(1)锁状联合的定义锁状联合即形成喙状突起而连合两个细胞的方式,不断使双核细胞分裂,是蕈菌的二级菌丝尖端向前延伸的方式。(2)锁状联合的生理意义①保证每个菌丝细胞内都含有两个不同性别的核;②为进行有性生殖,通过核配形成担子打下基础。(3)锁状联合过程锁状联合过程,如图2-9所示。①双核菌丝的顶端细胞开始分裂时,在其两个细胞核间的菌丝壁向外侧生一喙状突起,并逐步伸长和向下弯曲;②两核之一进入突起中;③两核同时进行一次有丝分裂,结果产生4个子核;④在4个子核中,来自突起中的两核,其一仍留在突起中,另一则进入菌丝尖端;⑤在喙状突起的后部与菌丝细胞交界处形成一个横隔、接着它的另一个单细胞和由喙状突起形成的第三个单核细胞。⑥喙状突起细胞的前端与另一单核细胞接触,进而发生融合,接着喙状突起细胞内的一个单核顺道进入,最终在菌丝上就增加了一个双核细胞。图2-9锁状联合过程15.试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同,并提出制备相应原生质体的酶①G+肽聚糖和磷壁酸含量较高,脂质一般无,不含蛋白质,其原生质体制备:使用青霉素、溶菌酶进行处理。②G-肽聚糖含量低,不含磷壁酸,脂质与蛋白质含量较高,其原生质体制备:使用EDTA鳌合剂处理,溶菌酶进行处理。(2)放线菌为G,其细胞壁具有G-所具有的特点。放线菌原生质体制备:青霉素、溶菌酶处理细胞壁。(3)酵母菌和霉菌为真菌,酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖,内层为葡聚糖;而霉菌的细胞壁成分为几丁质、蛋白质、葡聚糖。酵母菌原生质体制备:蜗牛消化酶处理细胞壁。霉菌原生质体制备:纤维素酶处理细胞壁。16.请简单综述一下蕈菌的分类地位、已记载种数、食用和药用种类的数目、食用菌产业的优势和我国有关研究生产概况等信息。答:(1)蕈菌又称伞菌,是指能形成大型肉质子实体的真菌,包括大多数担子菌和极少数的子囊菌类。(2)全球可供食用的蕈菌种类有2000多种,其中我国有1500余种,目前已鉴定的食用菌已有981种,其中92种已驯化,62种已能进行人工栽培。(3)食用菌产业的优势和我国有关研究生产概况食用菌产业是“五不争”产业,不与人争粮,不与粮争地,不与地争肥,不与农争时,不与其它行业争资源,从而使食用菌成了我国第六大农产品。我国成为全球第一大食用菌生产和出2.3名校考研真题详解子囊菌亚门的无性孢子主要为()。[厦门大学2008研]A.体眠孢子B.孢囊孢子C.游动孢子D.分生孢子【答案】D查看答案【解析】子囊菌亚门的无性繁殖产生分生孢子。二、填空题1.青霉的营养体是隔菌丝,无性繁殖产生。[中科院2004研]【答案】有;分生孢子查看答案2.根霉的形态特征是具有;曲霉的形态特征是。[华南理工大学2010研]3.霉菌的个体观察一般用作为介质制片,酵母菌死亡率测定中,一般用染色。[华南理工大学2010研]【答案】水;吕氏美蓝液查看答案曲霉的分生孢子梗呈帚状分枝。()[中科院2004研]【答案】错查看答案1.接合孢子与担孢子[中科院2004研]答:(1)接合孢子是指一类存在于真菌内的有性孢子,二倍体,近圆形,只有1个,内生,(2)担孢子是指一类存在于真菌内的有性孢子,单倍体,近圆形,一般有4个,外生,长2.rhizoid[华南理工大学2009研]3.Conidium[华南理工大学2010研]4.锁状联合[华南理工大学2010研]5.分生孢子座[厦门大学2008研]1.简要描述原核生物和真核生物的鞭毛结构的主要差异。[中山大学2003研]答:原核生物和真核生物的鞭毛结构的主要差异如表2-8所示。表2-8原核生物和真核生物的鞭毛结构的主要差异2.酵母菌有何特点。[厦门大学2003研](1)个体一般以单细胞非菌丝状态存在。(2)多数营出芽生殖。(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,酸度较大的环境中。3.一种圆形或近圆形的微生物颗粒,可能是细菌体、芽孢、真菌孢子或者酵母菌,请你根学2003研](1)120℃下湿热灭菌,处理此颗粒10min,然后放入细菌培养基上培养,如长出菌说明是芽孢。(2)60℃下处理10min,然后放入牛肉膏蛋白胨培养基和酸性PDA培养基上培养,如牛肉膏蛋白胨培养基不长菌,而酸性PDA培养基长菌,说明可能是酵母菌菌和霉菌孢子,再在4.从土壤中分离细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的方法(注明所用培养基及其碳氮源、培养条件)。[华南理工大学2010研]答:(1)从土壤中分离细菌的方法①制作pH7.0~7.2的牛肉膏蛋白胨培养基(碳源为牛肉膏,氮源为蛋白胨),趁热注入培②将土壤制成10⁻⁴或10⁻5菌悬液,接种于上步制成的平板上;③培养皿倒置37℃温箱中,培养18~24小时,便可得到菌落小、湿润、易被接种环挑起的(2)从土壤中分离放线菌的方法①制作pH为7.2~7.4高氏一号培养基(碳源为可溶性淀粉,氮源为硝酸钾),趁热注入培②将土壤制成10⁻4或10⁻5菌悬液,接种于上步制成的平板上;③培养皿倒置于25~30℃温箱中,培养7~10天,便可得到菌落硬度较大、干燥致密、且(3)从土壤中分离酵母菌的方法①制作马铃薯葡萄糖琼脂培养基(碳源为葡萄糖,氮源为马铃薯),趁热注入培养皿中,凝成平板;②将土壤制成10⁻⁴或10⁻⁵菌悬液,接种于上步制成的平板上;③培养皿倒置于28~30℃温箱中,培养3~5天,便可得到菌落较大、湿润、表面光滑、较(4)从土壤中分离霉菌的方法①制作pH为自然的豆芽汁葡萄糖培养基(碳源为葡萄糖,氮源为豆芽汁),添加80%乳酸②将土壤制成10⁻4或10⁻5菌悬液,接种于上步制成的平板上;③培养皿倒置于25~30℃温箱中,培养3~4天,便可得到菌落呈绒状、棉絮状或蜘蛛网状第三章病毒和亚病毒因子1.病毒的定义DNA或RNA的特殊遗传因子,病毒是一类能以感染态和非感染态两种状态存在的病原体。2.病毒的特征3.病毒的形态、构造和化学成分(1)病毒的大小多数病毒直径在100nm(20~200nm)左右,病毒、细菌和真菌3类微生物个体直径比约为(2)病毒的形态c.其他结构(3)3类典型形态的病毒及其代表①螺旋对称a.代表:烟草花叶病毒(TMV)b.特点:TMV外形呈直杆状,由95%衣壳蛋白和5%单链RNA构成。a.代表:腺病毒b.特点:腺病毒外形呈二十面体,没有包膜,核心由线状双链DNA(dsDNA)构成。(4)病毒的核酸②单链或双链;③线状或环状;④闭环或缺口环;⑤基因组是单分子、双分子、三分子还是多分子;⑥核酸的碱基或碱基对数;⑦核苷酸序列。4.病毒的分类(1)分类①单负股病毒目;②套式病毒目;③尾病毒目。①病毒的命名由ICNV制定,命名规则与细菌不同,病毒的学名不再采用拉丁文双名法,而是采用英文或英文化的拉丁词(种名加词在前,属名在后),只用单名,用斜体字母书写;③凡作为某科或某属的“暂定成员”则其英文名称只能用正体字书写。5.4类病毒及其繁殖方式(1)原核生物的病毒噬菌体①噬菌体的种类噬菌体即原核生物的病毒,包括噬细菌体,噬放线菌体和噬蓝细菌体等。②噬菌体的形态③噬菌体的繁殖a.吸附,噬菌体尾丝与宿主细胞特异性吸附;b.侵入,病毒核酸侵入宿主细胞内;c.增殖,病毒核酸和蛋白质在宿主细胞内的复制和合成;d.成熟,病毒核酸和蛋白质装配;e.裂解,大量子代噬菌体裂解释放到宿主细胞外。④噬菌体效价的测定a.效价定义效价又称噬菌斑形成单位数(pfu)或感染中心数,是指表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。b.测定方法液体稀释管法、玻片快速法、单层平板法、双层平板法(较常用)。c.测定步骤第一,预先分别配制含2%和1%琼脂的底层培养基和上层培养基;(1)定义第三,在37℃下保温,经10余小时后即可对噬菌斑计数。d.成斑率b.生长时期 i.隐晦期ii.胞内累积期c.温和噬菌体的存在形式(2)植物病毒植物病毒大多为ssRNA病毒,基本形态为杆状、丝状和球状,一般无包膜。(3)人类和脊椎动物病毒根据脊椎动物病毒核酸类型的不同可分为dsDNA和ssDNA病毒以及dsRNA和ssRNA(4)昆虫病毒主要包括3类:核型多角体病毒(NPV)、质型多角体病毒(CPV)和颗粒体病毒(GV)1.类病毒(Viroid)(1)定义类病毒是指一类只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。(2)特点④G+Cmol%值为53~60;(3)典型代表PSTV,PSTD(马铃薯纺锤形块茎病)类病毒。2.拟病毒(Virusoid)(1)定义(2)特点拟病毒及其微小,一般由裸露的RDA组成,拟病毒的复制必须依赖辅助病毒的协助,可干(3)典型代表3.卫星病毒(1)定义(2)特点(3)典型代表4.卫星RNA(1)定义卫星RNA是指一类存在于某专一病毒粒(辅助病毒)的衣壳内,并完全依赖后者才能复制(2)特点(3)典型代表5.朊病毒(Prion)朊病毒又称“普利昂”或蛋白侵染子,是指一类不含核酸的传染性蛋白质分子,因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的感应性构象变化,从而可使宿主致病。(2)朊病毒与真病毒的主要区别①呈淀粉样颗粒状;②无免疫原性;③无核酸成分;④由宿主细胞内的基因编码;⑤抗逆性强,能耐杀菌剂(甲醛)和高温。(3)典型代表牛海绵状脑病病原体PrPBSE。主要包括:①噬菌体与发酵工业;②昆虫病毒用于生物防治;③病毒在基因工程中的应用。a.噬菌体作为原核生物基因工程的载体;b.动物DNA病毒作为动物基因工程的载体;c.植物DNA病毒作为植物基因工程的载体;d.昆虫DNA病毒作为真核生物基因工程的载体。3.2课后习题详解1.病毒的一般大小如何?与原核生物和真核生物细胞有何大小上的差别?最大的病毒和最小的病毒(不计亚病毒因子)是什么?答:(1)病毒的一般大小绝大多数的病毒都是能通过细菌滤器的微小颗粒,它们的直径多数在100nm(20~200nm)上下。(2)病毒与原核和真核生物细胞大小上的差别原核细胞直径小于2μm,真核细胞直径通常大于2μm,病毒、细菌和真菌这3类微生物个体直径比约为1:10:100。(3)最大病毒与最小病毒观察病毒的形态和精确的测定其大小必须借助电子显微镜。最大的病毒是直径为200nm的牛痘苗病毒,最小病毒之一是脊髓灰质炎病毒,其直径仅为28nm。2.试图示并简介病毒的典型构造。答:病毒的典型构造如图3-1所示。形成特性实践意义包大小、形态数量不定的小体,多用于病毒病的诊断含数位于细胞质,具嗜酸性,少数和生物防治体位于细胞核,具嗜碱多昆虫病毒在宿主细胞内的多角用于制造病毒杀虫角形的包含体剂体噬噬菌体病毒侵染宿主细胞所致,用于检出、分离、纯菌为透亮不长菌的小圆斑化噬菌体和进行噬斑菌体的计数空动物病毒在居住单层细胞培养进行有活性的动物斑物形成的斑,类似噬菌斑病毒粒子的技术枯植物病毒在植物叶片上形成的进行有活性的植物斑斑病毒粒子的技术(2)衣壳由252个衣壳粒组成,内有称作五邻体的衣壳粒12个(分子量各为70000Da),分布在12个顶角上,以及称作六邻体(hexon)的衣壳粒240个(分子量各为120000Da),均匀分布在20个面上。(3)每个五邻体上突出一根末端带有顶球的蛋白纤维,称为刺突。(4)腺病毒的核心由36500bp的线状双链DNA(dsDNA)构成。腺病毒的构造如图3-3所示。图3-3腺病毒的模式构造7.试以E.coliT偶数噬菌体为例,图示并简述复合对称病毒的典型构造,并指出其各部分T4由头部、颈部和尾部三个部分构成。(1)头部:长95nm,宽65nm,是一种复合对称结构,在电镜下呈椭圆形二十面体,其衣壳由8种蛋白质组成,蛋白质含量占76~81%,每个衣壳粒的直径为6nm,共有212个衣壳粒。头部内的核心是线状dsDNA。(2)颈部:用于连接头部与尾部,由颈环和颈须构成。颈环为一六角形的盘状构造,直径37.5nm,有6根颈须自颈环上发出,其功能是裹住吸附前的尾丝。(3)尾部:由尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝五部分组成。①尾鞘长95nm,是一个由144个
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