【高分复习笔记】沈萍《微生物学》（第8版）笔记和课后习题（含考研真题）详解

目录

内容简介

目录

第1章绪论

1.1复习笔记

1,2课后习题详解

1.3考研真题详解

第2章微生物的纯培养和显微技术

2.1复习笔记

2.2课后习题详解

2.3考研真题详解

第3章微生物细胞的结构与功能

31复习笔记

3.2课后习题详解

3.3考研真题详解

第4章微生物的营养

4』复习笔记

4.2课后习题详解

4.3考研真题详解

第5章微生物的代谢

5.1复习笔记

5.2课后习题详解

5.3考研真题详解

第6章微生物的生长繁殖及其控制

6.1复习笔记

6.2课后习题详解

63考研真题详解

第7章病毒

71复习笔记

7.2课后习题详解

7.3考研直题详解

第8章微生物遗传

8.1复习笔记

8.2课后习题详解

8.3考研真题详解

第9章微生物基因表达的调控

9.1复习笔记

9.2课后习题详解

93考研真题详解

第10章微生.物与基因工程

10.1复习笔记

10.2课后习题详解

10.3考研真题详解

第11章微生物的生态

11.1复习笔记

1L2课后习题详解

11.3考研真题详解

第12章微生物的进化、系统发育和分类鉴定

12.1复习笔记

12.2课后习题详解

12.3考研真题详解

第13章微生物物种的多样性

13」复习笔记

13.2课后习题详解

13.3考研真题详解

第14章感染与免疫

14.1复习笔记

14.2课后习题详解

14.3研真题详解

第15型微生物生物技术

15.1复习笔记

15.2课后习题详解

15.3考研真题详解

第1章绪论

1.1复习笔记

一、微生物和你

微生物是一把双刃剑，它们在给人类带来大量利益的同时也带来许多“残忍”的破坏。

有利方面

(1)微生物为人类生活提供了许多的有用产品，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫

苗、维生素和酶等。

(2)微生物参与地球的物质循环，使得地球上的生命生生不息。

(3)微生物推动了以基因工程为代表的生物技术的蓬勃发展。

@有害方面

微生物引起的疾病，如鼠疫、艾滋病、结核病、禽流感等给人类的健康和生命造成巨大威

胁。

二、微生物学

口微生物学定义

微生物学是研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学,

微生物定义

微生物是指一切肉眼看不见或看不清的微小生物。

微生物的主要特征

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。

微生物的分类

「没有细胞结构；病毒和亚病毒（卫星病毒、卫星RNA和版病毒）

微生物的分类-

原核生物，细由、古细00

L有细胞结构.

真核生物：S®（国母国、京国、登图）、里细胞藻类、原生动物

三、微生物的发现和微生物学的发展

□微生物的发现

第一个真正看见并描述出微生物的是荷兰商人列文虎克（对比记忆奠基人巴斯德和科赫）

,他用自制的显微镜（放大倍数为50〜300倍）发现了微生物世界。

微生物学发展过程中的重大事件

列文虎克发现了美妙的微生物世界，吸引了全世界的学者不断地研究、探索，推动了微生

物学的发展与进步，表1-1列出了微生物发展过程中部分重大事件。

时间重大事件

1684Leeuwenhokek利用显微镣观察到了奇妙的魁物世界

1857Past他证明微生物引掰酸蝴

1861Pasteur用蝌瓶实蕤证明了微生物并非自然发生，推翻了“自生说”

1864Pasteur建立巴氏消毒法

1867St”创立了消毒外科，并且第一次成功地进行了笨酚消毒实蜡

1867Koch证蹶疽扃是由奏疽杆图引起的

1881Koch等发明了用邮固体培养基来分帮嘱

1884科赫法则第一次发表；\fctchmkoff阐述了吞弹用；建立高晓汽灭菌和革兰氏染色法

1928Gnffith发现细函转化

1929Fleming发现膏*索

1935Stanlev第一次提凭了烟草花叶病青，并获得了它的“蛋白质结晶”

1944Av«y等证螃化过程中DNA是遗传信息除体

1953Waston和Crick提出DNA双州旅结构

1995^1997陆续完成首个独立生存的细前，首个自养生活的古细画和首个真核细国的基因组测序

表1-1微生物学发展中部分重大事件

微生物学发展的奠基者

巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。

（1）巴斯德的贡献

①完全否定“自生说”

“自生说”认为一切生物都是自然发生的。巴斯德通过著名的曲颈瓶实验从根本上否定了“

自生说“，并由此创立了病原学说，推动微生物学向前发展。

②免疫学的预防接种

狂犬病疫苗制成，为人类对抗疾病做出重大贡献。

③证实微生物引起发酵

分离得到许多能够引起发酵的微生物，并且证实了乙醇的发酵是由醉母菌引起的。

④其他贡献

提出了著名的巴斯德消毒法（通过在60〜65℃温度下作短时间的加热处理，来杀死有害微

生物）和解决家蚕软化病问题。

（2）柯赫的贡献

①证实了炭疽病的病原菌是炭疽病菌。

②发现了引起肺结核病的病原菌。

③提出了柯赫法则

a.病原微生物仅出现在患病个体，而在健康的个体中不存在；

b.病原微生物可以从寄主体内分离出来，并能够得到纯培养；

c.将分离得到的微生物再接回到健康的寄主身上，可以使其产生相同的疾病；

d.从同一个患病的寄主身上可以重新分离得到相同的微生物。

④提出了用固体培养基分离纯化微生物的技术。

⑤提出了配制培养基的方法。

1.2课后习题详解

一、复习题

用具体事例说明人类与微生物的关系。

答；(1)人类与微生物既是朋友又是敌人。微生物的存在及其生命活动关系到人类和其

他高等生物在地球上的生存，微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不

可少的成员。没有微生物也就没有高等生物的繁衍，但是相反，如果没有高等生物，大多

数微生物则照样可以繁衍子孙。

(2)微生物是一把双刃剑，在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害。生活

二用酵母菌酿造酒和醋、制造面包和馒头；双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌在肠道内生长

繁殖能阻挡病原体的侵入等。而有的微生物却对人有害，如结核杆菌引发结核病，流行

感冒病毒引发感冒，微生物引起食品腐败等。所以说微生物既是我们的朋友也是我们的

敌人。

为什么微生物学比动物学、植物学起步晚，但却发展迅速？并成为生命科学研究的“明星

”?

答；(1)微生物发展迅速的原因有以下儿方面

①微生物具有其他生物不具备的生物学特性；

②微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：

③微生物具有个体小、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；

④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。

(2)微生物学成为生命科学研究的“明星”的原因

微生物学在现代生命科学研究中一直处于前沿地位。

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，利用酵母

菌的无细胞制剂进行酒精发酵的研究，阐明了生物体内糖酵解的途径。

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，而且是它们进一

步发展的必要工具。举例来说，D、A双螺旋结构的确定，遗传密码的揭露，中心法则的

建立，RNA逆转录酶的发现以及基因工程的诞生，都是利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。再如，基因工程中的第一个限制性内切酶是

从大肠杆菌中发现的，人们获得的第一个基因，乳糖操纵子的部分DNA,是从大肠杆菌

中分离出来的。如今，微生物学已成为分子生物学的三大支柱（微生物学、生物化学、遗

传学）之一，可以说没有对微生物的深入研究也就没有今天的分子生物学。

③微生物学是基因工程乃至生物工程的主角。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和完成。生

物工程包括基因工程、发酵工程等四大工程，要使生物工程转化为生产力，发挥出巨大的

经济效益和社会效益，微生物是主角。这主要是因为微生物不仅可以在工厂化的条件下进

行大规模生产，极大地提高了生产效率，而且还具有节约能源和资源、减少环境污染等优

越性。

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，归根到

底是基因的多样性，它为研究生命科学提供了丰富的基因库。通过比较研究真核生物和原

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

提出了挑战。通过对16SrRNA的研究，人们发现了古细菌，并提出了生命起源的三原界

系统，即古细菌原界、真细菌原界和真核生物原界。这说明微生物在生物的界级分类研究

中占有特殊地位。

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。

微生物学对生命科学的贡献将会不断延续。例如，1982年，美国微生物学家普鲁西纳发现

了一种病原体，是一种毒蛋白，有人称之为肮病毒°虽然肮病毒只有蛋白质而无核酸，但

由它引起的疾病可以遗传、传染。关于许多生命之谜的探索很可能在微生物的研究中获得

突破，因此微生物学成为生命科学研究的“明星”。

简述微生物学在生命科学发展中的地位，并描绘其前景。

答；（1）微生物学在生命科学发展中的地位

①生命科学在由整体或细胞研究水平进入分子水平中，微生物促进许多重大理论问题的突

破，特别是对分子遗传学和分子生物学的影响最大。

②对生命科学研究技术贡献大。微生物学的许多重大发现，导致DNA重组技术和遗传工

程的出现，使生命科学翻开新的一页。

③由于微生物基因组作图和测序方法的不断改进，加快了人类基因组计划的进展。

（2）微生物学的发展前景

①微生物基因组学研究将全面展开；

②微生物生态、环境微生物的研究将进入最好时期；

③对重大传染病的病理、病因及抗药性的研究将备受重视；

④与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展；

⑤嗜极细菌和古菌成为新的研究亮点；

⑥微生物产业将呈现新的局面；

⑦合成微生物学将促进微生物学的发展；

⑧不断挖掘和发现微生物新的特性将继续推动生命科学的发展。

口为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人？

答；巴德斯和柯赫使得微生物的研究从形态描述阶段推进到生理学研究阶段，揭示了微生

物在造成腐败发酵和人畜疾病中的影响，并通过建立分离、培养、接种、灭菌等一系列独

特的微生物技术，为微生物学的发展打下了坚实基础，因此说巴斯德和科赫是微生物学的

奠基人。

（1）巴斯德的贡献

①完全否定了“自生说”

“自生说”认为一切生物都是自然发生的，巴斯德通过著名的曲颈瓶实验从根本上否定了“

自生说*并由此建立了病原学说，并推进了微生物学的发展Q

②免疫学的预防接种

首次制成狂犬疫苗，证明了其免疫学说，为人类疾病的防御、治疗做出了重大贡献。

③证实微生物引起发酵

分离到一系列能够引起发酵的微生物，并且证实了酵母菌引起乙醇发酵。

④其他贡献

提出了著名的巴斯德消毒法（通过在60〜65c温度下作短时间的加热处理，来杀死有害微

生物）和解决家蚕软化病问题。

（2）柯赫的贡献

①证实了炭疽病的病原菌是炭疽病菌：

②发现了引起肺结核病的病原菌；

③提出了柯赫法则

a.病原微生物仅出现在患病个体，而在健康的个体中不存在；

b.病原微生物可以从从寄主体内分离出来，并能够得到纯培养；

c.将分离得到的微生物再接回到健康的寄主身上，可以使其产生相同的疾病；

d.从同一个患病的寄主身上可以重新分离得到相同的微生物。

④提出了用固体培养基分离纯化微生物的技术：

⑤提出了配制培养基的方法。

简述下列科学家对微生物学发展的主耍贡献：Lister,Griffith,Fleming,Avery,Lederbe

rg,Waksman,Jacob&Monod,Ames,Woese,汤飞凡，何大一。

答：下列科学家对微生物学发展的主要贡献如表1-2所示。

科学家主要贡献

Lister（彭诗琪）首创了消毒外科，并第一次成功地进行了茉酚（石碳酸）消毒实皴

Griffith（格里菲思）发现细菌转化

Fleming〈弗来明）发现青毒素

Avery（艾弗里）证实转化过程中DNA是遗传信息的载体

Lederberg（莱德博格）发现普遍性转导

Waksman（瓦克斯曼）发现徒骞素

Jacob&Monod（雅各布-莫诺德）融基因调节的操纵子模型

Ames（艾姆斯）建立细菌测定法检测致癌物

Woese（卡尔.乌斯）提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群

汤飞凡首次分离出沙眼衣原体

何大一发明了鸡尾酒法治疗艾海病

表1-2部分科学家对微生物学发展的主要贡献

二、思考题

许多生物科学研究者喜欢用微生物作为模式系统来揭示生命过程，你认为其原因何在？你

能列举几个现代微生物学发展的例子吗？

答：（1）用微生物作为模式系统来揭示生命过程的主要原因

①微生物具有其他生物不具备的生物学特性：

②微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；

③微生物具有个体小、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；

④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。

（2）现代微生物学发展的例子

①利用微生物治理环境；②利用微生物制备抗生素：③利用微生物制备单克隆抗体；④人

类微生物组计划。

13考研真题详解

一、填空题

『人畜共患病”的例子有、、和。［四川大学2007研］

【答案】狂犬病；禽流感；艾滋病

19世纪中期，以法国的和德国的为代表的科学家，揭示了微生物是造成腐

败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术

,从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。［南开大学2

009研］

【答案】巴斯德；科赫

二、判断题

口巳斯德和柯赫被认为是微生物学的奠基人，是因为他们最先发现了微生物。()［中

科院2004研］

【答案】错・

【解析】最早发现微生物的人是荷兰商人安东・列文虎克，他用自制的、放大倍数

为50〜300倍的显微镜发现了微生物世界。巴德斯和柯赫为微生物的建立和发展作出了卓

越的贡献，是微生物学的奠基人，使微生物学作为一门独立的学札开始形成。

2我国科学家汤飞凡等最先分离培养成功的是螺旋体。()［华中农业大学2017研］

【答案】错

【解析】我国科学家汤飞凡等最先分离培养成功的是沙眼病原体。

三、名词解释

JoshuaLederberg［南京大学2006研］

答:JoshuaLederberg即乔舒亚・莱德伯格，是细菌遗传重组的发现者，在1958年，因为发

现细菌遗传物质重组的现象及阐明机制，而获得了诺贝尔生理医学奖。

Microbialecology［南开大学2009研］

答；Microbialecology的中文名称是微生物生态学，是指从生态系统的整体出发，研究微

生物群体(微生物区系或正常菌群)与其周围的生物和非生物环境条件间相互作用规律的

学科。

四、简答题

阐述“uncultured

microorganism”的发现过程，结合科赫的工作谈谈其对微生物学的意义。［武汉大学2014研］

答：uncukuredmicroorganism的中文名称是不可培养的微生物。

(1)发现过程

Colwell实验室在1982年，发现将霍乱弧菌和大肠杆菌转到不含营养物质的盐水中，经常

长时间的低温保存，细菌会进入一种数量不减、有代谢活力、但在正常试验室培养条件下

不能生长产生菌落的状态，从而提出活的但不可培养微生物的概念。其后对多种属细菌进

行试验证明，这种不可培养状态是普遍存在的。自然界中也广泛存在着这种活的但不可培

养微生物，在各种生境中仅有小部分的微生物可用实验室方法分离培养，而未被培养的种

类却代表了巨大的多样性。

(2)其对微生物的意义

①柯赫的工作

柯赫除了在病原菌研究方面的伟大成就外，在微生物基本操作技术方面的贡献更是为微生

物学的发展奠定了技术基础，这些技术包括用固体培养基分离纯化微生物的技术和配制培

养基技术。

②未培养微生物对微生物学的意义

可以利用特异性rRNA探针进行荧光原位杂交(FISH),或进行原位PCR后再进行荧光原

位杂交的技术，对环境中的未培养微生物进行定位、计数和形态观察。这表明，生物多样

性的研究，尤其是微生物物种多样性的揭示，与研究方法、研究技术的发展和创新紧密相

关。未培养微生物的研究工作进一步推动了微生物学的研究和微生物技术的发展。

从有益和有害两个方面各列举两个例子说明微生物和人类的关系。［中科院2004研］

答：(1)微生物对人类的有益关系

①微生物为人类生活提供许多有用产品，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生

素和酶等。

②微生物参与地球的物质循环，使地球上的生命生生不息。

③微生物推动以基因工程为代表的生物技术的发展。

（2）微生物对人类的有害关系

微生物引起的疾病，如鼠疫、艾滋病，结核病、禽流感等给人类的健康和生命造成巨大威

胁。

2002年底至2003年春，在我国部分地区爆发非典型性肺炎，一开始对引起该病的病原颇

有争议，经过科技工作者的努力，最终弄清了引起非典型性肺炎的病原是一种冠状病毒。

请你设想科研人员是怎样确定该枚是由病毒引起的（说明证据要点）？［中科院2004研］

答；科研人员是运用科赫法则和根据病毒共有的特性确定该病是由病毒引起的。

（1）科赫法则的要点

①病原微生物仅出现于患病个体中，而在健康的个体中不存在；

②可以从寄主体内分离出病原微生物，并能够得到纯培养；

③将分离得到的微生物再接回到健康的寄主身上，可使其产生相同的疾病；

④从某个患病的寄主身上可以重新分离出相同的微生物。

（2）病毒的特性

①能够通过滤菌器；

②能检测到针对病毒发生的特异性免疫反应。

为什么说微生物是现代生命科学发展的前沿学科？［北京科技大学2014研］

答：微生物是现代生命科学发展的前沿学科主要有以下几点原因。

（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

醉母菌的无细胞制剂进行酒精发酵的研究，阐明了生物体内糖酵解的途径。

（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，是它们进一

步发展的必要工具。如DNA双螺旋结构的确定，遗传密码的揭露，中心法则的建立，R

NA逆转录酶的发现等。

（3）微生物学是基因工程乃至生物工程的主要内容。基因工程中DNA的体外切割和重组

,所需的载体和酶类，均由微生物提供。生物工程包括的基因工程、发酵工程等四大工

程，微生物都是使其转化为生产力，发挥巨大经济效益的主角。

（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。基因的多样性为人类

提供了丰富的基因库。如1977年伍斯通过对16S「RNA的研究，发现了古细菌，并提出了

生命起源的三原界系统。

（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。微生物学对生命科学的发展已经产生了深远的影响，这种影响将会不断延续。

第2章微生物的纯培养和显微技术

2.1复习笔记

一、微生物的分离和纯培养

口无菌技术

无菌技术的关键是培养物既不被其他微生物污染，其本身也不污染环境。

（1）微生物培养的常用器具及其灭菌

常用器具使用前都需要灭菌，如试管、培养皿等。

（2）灭菌方法

①高压蒸汽灭菌

最常用的灭菌方法，杀灭微生物的同时不破坏培养基的营养成分。

②高温干热灭菌

（3）接种操作

接种操作是指利用接种环或接种针来分离微生物，或在无菌条件下将微生物由一个培养器

皿转接到另一个培养器皿中进行培养的操作，是微生物学中最常用的基本操作。

①操作要点

微生物学的所有实验操作都应在煤气灯（或酒精灯）火焰附近、无菌操作箱或操作室内进

行。操作箱或操作室在使用前需要用紫外灯或化学药剂进行灭菌。有的操作箱可以通无菌

空气维持无菌状态。

②操作步骤

a.把接种环放在火焰上进行灼烧灭菌：

b.烧红的接种环需要在空气中冷却片刻，与此同时打开装有培养物的试管；

c.用接种环蘸取一环培养物将其转移到一个装有无菌培养基的试管中，并将试管重新盖

好；

d.再次将接种环置于火焰上进行灼烧，以杀灭残留的培养物。

用固体培养基获得纯培养

（1）相关术语或名词

①固体培养基：是指一类外观呈固体状态的培养基°

②菌落（colony）：是指分散的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。

③菌苔（lawn）；当固体培养基表面众多菌落连成一片时便可称为菌苔。

④培养平板（cultureplate）：获得微生物纯培养的最常用的固体培养基形式，它是冷却凝

固后的固体培养基在无菌培养皿中形成的培养基固体平面，常称为平板。

（2）固体培养基纯培养的几种常用方法（表2・1）

纯培养方法操作步骤优点块点

因涂布不均匀使某些部

操作步要相对简位的菌落不能分开，ffiT

①制假无南平板；

单,是微生物学微生物计数时需对稀释

'涂布平板法②将解养样剧彻余布在培养基上

研究中最常用的和涂布过程的操作特别

③培养后搬单个魏

纯种分离法注意，否则不易得到准确

蹄果

①待分离的材料用无菌水稀释（1:10、1:100.

1:1000,"①操作相对麻烦J

国落分离较为均

②取少量桐稀释度的样品，与已熔化并御②易烫死某些热敏感菌；

㈱倒匀,进行微生物

至50b左右的琼脂培养基混合。保肓一段时间③某些严格好氧菌可因

平板法计瓣果树

会出现菌落j被固定在琼脂中间块乏

准确

③挑取平板表面翅端养基中单个留落或氧气而影般长

重复以球作数次，便可得到纯培养

操作简单,多用

①将少许待分离的材料月接种环在无国平板表

于对已有纯培养

平板划线法面划线；礴准确计数

物的确认和再次

②通过划线将微生硒匀分寓

分离

①将一系列盛无菌琼脂培养基的试管加热，使

琼麟区的并保持sotxfi；稀释髓法是稀

②将待分离的材料用这些试管进行梯度稀释，释例平板法的一

试管迅速摇％种变翻式，适随落在琼脂柱的中间形

版摇管法③冷凝后，在琼做柱表面倾倒一层灭菌液体石用干对氧气更为成,观察和挑取都相对困

帽和固体石蜡的混合物，将培养基和空气隔开；敏感的厌氧性微难

④培养后，菌落形成柢孀柱的中间；生物的纯培养的

醐行单国落的挟取和移植（因菌落形成在琼分离

脂柱的申间，造成观察和挑取都相对困难）

表2-1固体培养基纯培养的几种常用方法

液体培养基获得纯培养

（1）适用对象

对那些不能或不易在固体培养基上生长的微生物（如一些个体较大的细菌、许多原生动物

以及藻类）进行纯培养分离或计数。

（2）液体培养基分离纯化法

通常采用稀释法在液体培养基中进行分离纯化。

①要求

采用液体培养基稀释法时，获得纯培养必须是在同一稀释度的许多平行试管中，大多数试

管表现为没有微生物生长。

②稀释法的缺点

工作量大，是否获得纯培养物需依靠统计学的推测，且只能分离出混杂微生物群体中数量

占优势的种类。

口单细胞（或单胞子）分离

（1）定义

单细胞（或单抱子）分离法是指利用显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个

体进行培养以获得纯培养的分离方法°

（2）优点

分离过程直观、可靠。

（3）缺点

①单细胞分离法的难度与细胞或个体的大小成反比。

②对仪器和操作技术要求较高，多限于高度专业化的科学研究。

③挑取的微生物单细胞或抱子需经固体或液体培养基培养后才能够获得其纯培养物。

（4）应用

从样品中直接分离所需的微生物细胞或徇子，获得其纯培养物。

:选择培养分离

选择培养分离是指通过选择培养进行微生物纯种培养分离的技术。

（1）选择平板培养

选择平板培养可以根据待分离微生物的特点不同进行不同的分离培养方法。

①从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，通常会在培养基中加入牛奶或笛素，由于在微生物生长

过程中会产生水解牛奶或酪素的蛋白酶，因此会在平板上形成透明蛋白质水解圈，从而可

以对产酶菌株进行筛选。

②在分离某种抗生素的抗性菌株时，可以利用加有抗生素的平板进行分离。

（2）富集培养

①定义

富集培养是指利用不同微生物自身生命活动特点的不同，来设定特定的环境条件，使得适

应于该条件的微生物能够旺盛生长，从而使目标微生物在群落中的数量大大增加，使人们

能够更加容易地从自然界中分离得到这种所需的目标微生物的培养方法。

②富集条件的选择

可以根据目标微生物的特点并综合分析物理、化学、生物等因素，例如温度、pH、紫外

线、高压、光照、氧气、营养等方面进行富集条件的选择。

③富集培养的优势

a.是筛选微生物学强有力的技术手段，营养和生理条件的多种组合形式儿乎可以筛选出

自然界中的任何微生物。

b.富集培养法仅需要了解目标微生物的特定需求就可以按照意愿从自然界中分离出目标

微生物。

c.富集培养法可以分离科学家设定的特定环境下能生长的未知微生物。

微生物的保藏技术

（1）技术原理

微生物的生长通常都需要•定量的水分、适宜的温度以及合适的营养条件。菌种保藏就是

根据菌种特性以及保藏目的的不同，给微生物菌株特定的条件，使其存活而得以延续。例

如，通过利用培养基或宿主对微生物菌株进行连续移种，或改变其所处的条件，例如干燥

、低温、缺氧、避光及缺乏营养等，令菌株代谢水平降低，甚至完全停止，达到半休眠或

完全休眠的状态，从而在一定时向内得到保存。

（2）常用的保藏方法（表2-2）

表2.2几种常见的保藏方法

保藏方法注意事项其它

①常用形式:或脂斜面、半固体琼脂柱

①应注意针对不同的菌种来选择适宜的培养基，并

及液体培养案

传代培在规定时间内进行移种，以免由于微生物接种后不

②跳点：脚犍行长雌代过程繁琐；

养保藏生长或超过时间不能接活而丧失菌种：

容易造成困株的自然突变，使两株的形

②降低被保觥生物部谢水平或防止培养基瑞

态、生理特征，代醐的产量发生变化

①冷冻时采用速编升温时快速开激

②采滕冻法保藏菌种时，一般勋人各楠州原理;将微生物处于冷冻状态,使其代

冷冻保藏1

以提高培养物的存活拓谢作用停止，可达到保藏的目的

③一般来说，保藏温度越低，保黜果越好

保藏方法操作步整其它

①优点:简便易行，可以长时间保藏微

①将菌种接种斜面，培养至长瞅量嬲壬

生枷

沙土管②洗下抱子制备抱子悬液，加雷蹶士管中；

A5E②适用对象:产抱子的微生物一殿

干保藏③减压干燥，直至将水分抽干，最后用石蜡'胶塞

燥勘室及以放线的为蔺种的工厂冷冻真

等封闭管口，青冰箱保存j

保空保藏

藏

①将加有保护剂的细胞样品Ji先冷冻j

法②在直空下通过冰的升蜂腌去水分；目前使用最馥'最重要的微生物保藏

冷冻真

③达到干燥的样品可在真空或情性气体龌闭环境方法，大多数专业的菌种保藏结构均采

空保藏

申置低温保存，从而使徼生懒于干燥、跳氧及低用此法

温的状态，生命活动处于糖

其他方法纸片保底、翩保藏、宿主保藏等

注;选择保藏方法时应根据保藏菌种蹒性、保藏物的使用特点和现有条件进行综合考置对于比较重要的

菌种，考虑使用多种不同的手段进行保藏，以免因为某种方法的失败导致菌种丧失。

二、显微镜和显微技术

显微镜的种类、原理、特点及应用

表2・3显微镜的种类、原理、特点及应用

瘴显微稳原理及特点应用

普通光学显微旗是利用目镀和物翻组透镜

常用干观察染色后的样品，若用于观察未经

普通光学显雕系统来放大成像的，常被称为复式显微糖。

染色的活细胞艰果欠佳

有机版置和光学系统两个组成部分

①明视野显糠林易看清的活螺的观

暗视野显微镣视野是暗的，样品是亮的。通察；

暗视野显sm过特殊飕光器实现斜射照明，亮物象形成②不易被染色或易襁染色过颜怀的细胞

于暗背景申的观察；

③生活细菌运动性的观察

通过特殊的聚光器和慵将通过样品不同部

相差显微焦位产生蹴波相位差转变为振幅差啰暗差活细胞及其内源构的观察

异），提高样品不同部位间版差

经荧光糊染色或荧光抗体处理的样品在紫①环境微生物的直接观黑

荧光显微镜外线等短波长光照先下般出长波长的可见②病灶或医学样品中特定病原微生物的直

光，在黑暗的背景佛廊膑的彩色物象接检测（使用特定的荧光抗体）

用电子束作为“光源”聚焦成像，分辨率较

对病毒等颗粒微力耕品的形貌进行观察成

透射电子显微镜光学显微镜大大提高。对工作环境和操作技

通过超薄切片刎后观察细胞的懒构

术有需要求

电干束在样品表面扫揄收集样品表面瞬

扫描电子显虢发般成缸次电子礴懒。分廨远高于一般用于观察般的表面立体结构

光学显瞧

用细小糠针在样品表面进行扫描，通过记

录针尖带品间僦效应电潦的变化形成物观察DNA、RNA和蛋臼质等生物大分子,

扫描隧道显微镣

冢是目前分拚率最高的显微镜，可以避免以生物瞰古生菌的细胞壁、病毒等结构

样品翅

利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的

①生理状态下对生物大分子或细解构进

扫揄网通过一个滋瓶盘来检测探针随

原子力显微镜行观察；

样品表面的升降变化来获螃品表面形蝴

②对不具导电性或导电性较差的样颗察

信息

显微观察样品的制备

（1）光学显微镜的制样方法

表2-4光学显微镜的制样方法

基本使用方法操作方法

压滴法将南悬液滴于飒片上，加差差玻片后。即进行显微镜观察

在董玻片中央加小硒悬淆后反转置于特前凹载玻片上后进行显微翻察。

悬瀚去为了防止海懿发奸，一般还应在整玻片四周加封凡士林

将硒小块玻敝稿于平板表面，涂布放线18或W8抱子聂海经培养，取下玻

茵丝埋片法

璃纸置于载玻片上，用显微财函丝的形杰进行观察

在光学显微镜下观察细由形态和壬要结构，一般都需要对他谜行染色，从而借

染色观察V

助颜色的反衬作髓高观察样品不同部位的反差。染色前必须对样品进行固定

①染色观察中对样品进行固定的目的

a.杀死细菌并使菌体粘附于玻片上；

b.增加其对染料的亲和力。

②样品固定的方法

a.酒精灯火焰加热；b.化学固定。

注意事项：固定时应保持细胞原有形态，防止细胞膨胀和收缩。

③细菌染色法

a.活菌；通常用美蓝或者TTC染色

b.死菌：革兰氏染色、抗酸性染色、芽胞染色等。

（2）电子显微镜的制样方法

基本使用方法特点适用对象

用电子密度高，本身不显示结构且与样品几乎

负累病毒、细（特别是细版毛）离体细

不磁摘庸煽^^对样融行染色。负B!

技术胞器及珀质和核酸等生物大分干

轴困雕易行

透射电投影徉品喷镀金）1的一面散射电子能力强，表现为髓,细的犍、生物大分子轴小

镜的样技术亮区，没有喷镀的变现为暗区颗粒

品制备龌、谈雄、螺旋体、痛毒等病

协

除病毒外，微弱的电子无法穿过一般微生物的原体与宿主细胞的关系及对细胞引

切片

标本，需要制成100皿以下厚度的超薄切片起的形变和居器对宿王细胞的吸附、

技术

献、物等机理的研究

扫描电债扫描顿幅制备方法比的电殿献，它

母数生物删

的样演制备王要要求幅干煤，并且表面能够导电

注：样品在曲亍电翻察前必须进行固定和干燥，避免造成醵筒内的亶空使样品脱水失去空I解构。制

郁摘要重金属盐染色或喷镀，以提高其在电镀下的反差，形成明暗清昭的电子氮像。

表2-5光学显微镜的制样方法

细胞型：凡具有细胞形态的微生物(细菌、古菌和真核生物〉

微生物类群

「非细胞型：不具细解构的微生物(痛毒、类癌毒，行寄生生活)

三、显微镜下的微生物

细菌和古菌

(1)细菌

①细菌基本形态有球状、杆状与螺旋状3种。

②常见细菌的结构和特点如表2-6所示。

细画结构和特点

支原体只有细胞膜，没有细胞壁；细胞柔软，形态多变，具有高度多形性

生产抗生素的重要微生物，大多由分支发达的的丝组成J

放线的的丝根据形态和功能可以分为营养的丝、气生的丝和抱子丝J

抱子丝的形态特征是放线前的重要鉴定指标

表2-6常见细菌的结构和特点

(2)古菌

古菌与细菌具有类似的个体形态，它们多生活在高温、高盐、高酸等一些极端环境中。

(3)原核生物的细胞大小

①细胞的大小与种类

不同种类原核生物的细胞大小差别很大。小的与最大的病毒粒子大小相近，在光学显微镜

下勉强可见；大的与藻类细胞差不多，几乎肉眼就可辨认，但多数居于二者之间。

②细胞大小的表示

球菌的大小以其直径表示，杆菌和螺旋菌按长度和宽度表示，螺旋菌的实际长度是其两端

点之间的距离，按其螺旋的直径和距离计算。

真菌

(1)霉菌

霉菌是一些“丝状真菌，，的统称。霉菌菌体由的菌丝构成，菌丝交织形成菌丝体。菌丝在光

学显微镜下呈管状，直径为2〜lOpm。

①菌丝的分类

南丝形杰举例

整个函丝为长道状里细胞，细胞质内含有多个细胞核，其生长过程

无丝根象铭

Mffl只袤现为的丝穗长卿胞核蹑殖国多以及细麒踊加

有隔菌丝菌丝由横膈膜分成成串多细胞，母个细胞内含有一个或多个细胞核青霉、曲霉和白地霉

表2-7菌丝的分类

②菌丝在培养基上的种类

不恢作用

营养菌丝伸入培养基内吸收养料

气生菌丝向空中生长

繁殖菌丝发盲到一定的阶段，分化成繁殖国丝

表2・8菌丝在培养基上的种类

③霉菌的应用

酒精发酵、生产抗生素、酶制剂、发醉饲料等。

④霉菌的危害

是造成许多食品霉变变质的主要原因。

（2）酵母菌

定义：翦母国是一群单细胞的真核微生物

静殖方式群数通过芽殖或裂殖来进行无性飒J极少数种可产生子囊好曲亍有性雁

形杰大多数萌母国为单细胞,有些创母国细胞与其子代细胞连在一起成为谴状，称为假丝前母

函函在踹、食品、医药工业等方面占有*要地位j

应用萌母的细胞爰白质含量富达细胞干重的5004、上，含有人体必需的薇基酸,可以成为食品

砌斗的侬补充

腐生型谢母的使食品、纺织品和其他原H腐败变质，少数嗜高渗压鬣母菌，如蛭蜜削母可

危害使卷蜜、果酱败坏，有的酎母国还引起人和植物的病害，如白假丝则可引起皮肤、

和呼吸道等多种疾病

表2-9酵母菌相关知识

藻类

藻类绝大多数有叶绿素，真核生物。

(1)藻类的形态

有单细胞、有单细胞群体。

(2)藻类的应用

藻类可以进行光合作用，起到净化水质的作用。

(3)藻类的危害

造成自来水的怪味。藻类的大量繁殖会大量消耗水中的氧气而使鱼类和海洋生物的窒息、

死亡、即赤潮现象。

原生动物

原生动物是指一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单

细胞真核生物。原生动物与植物、动物可以在不同组织水平上形成共同体，有的对宿主有

害，有的对宿主有利。

2.2课后习题详解

一、复习题

试结合微生物学实验课列举属于无菌技术范围的具体实验操作环节及注意事项。

答：（1）无菌技术是指在微生物的研究及应用中，不仅需要通过分离纯化技术从混杂的

天然微生物群中分离出特定的微生物，而且还必须随时注意保持微生物纯培养物的“纯洁”

，防止其他微生物的混入，所操作的微生物培养物也不应对环境造成污染。在分离、转接

及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染，其自身也不污染操作环境的技术。

（2）实验操作环节及注意事项如下

①接种环使用前需要在火焰上灼烧灭菌；

②注意烧红的接种一定要在空气中冷却，防止烫死活菌：

③实验操作全程应在火焰旁完成，防止杂菌的污染；

④移取液体时使用无菌吸管或者移液枪。

：何为富集培养技术？它对从自然界中分离、筛选微生物资源意义重大？

答：（1）富集培养技术

富集培养技术是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适

于该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，使人们能够更加容易的

从自然界中分离到特定微生物的培养技术。

（2）富集培养技术对从自然界中分离、筛选微生物资源的重大意义

①富集培养技术是微生物学最强有力的技术手段之一，营养和生理条件的几乎无穷尽的组

合形式可以筛选出自然界任何的微生物。

②富集培养法仅需要了解特定微生物的特定需求即可按照意愿从自然界分离出目标微生物

种类。

③富集培养法可以分离科学家设定的特定环境下能生长的未知微生物。

在何种情况下你会选择使用液体分离法或单泡子（细胞）分离法来获得微生物的纯培养?

答：（1）对于不能或不易在固体培养基上生长的微生物比如一些个体大的细菌、许多原

生动物和藻类等，选择用液体分离法获得纯培养。

（2）从样品中直接分离所需要的微生物细胞或抱子的纯培养物时，采取单细胞分离•法。

为什么说菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重耍意义？你认为哪些菌种保

藏技术可被用于保臧大肠杆菌及枯草芽抱杆菌菌株？

答，（1）菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重要意义，主要有以下几点原

因。

①菌株的保藏技术能够使分离得到的纯培养物在一定时间内不死亡。

②菌株的保藏技术能够使分离得到的纯培养物不会被其他污染物污染，不会因发生变异而

丢失重要的生物学性状6

③菌株的保减技术使微生物研究和应用工作顺利进行Q

（2）冷冻保藏和干燥保藏可以用于保藏大肠杆菌及枯草芽抱杆菌菌株。

使用油镜时为何要滴加香柏油？我们是否应该进一步寻找介质折射率更大的其他物质去

替香柏油，以进一步提高显微镜的分辨率？

答：（1）使用油镜时要滴加香柏油是因为油镜的放大倍数高，而透镜很小，光线通过不

同密度的介质时，会发生散射，因此进入镜筒的光线少，视野暗，当加上香柏油后，进入

视野的光线增多，物象清晰。

（2）我们不需要进一步寻找介质折射率更大的其他物质取替香柏油，提高显微镜的分辨

率，因为人眼的分辨率是有限的C

试述电子显微镜在进行生物样品制备与观察时应注意的问题6

答：电子显微镜在进行生物样品制备与观察时应注意以下两点问题。

（1）生物样品在进行电镜观察前必须进行固定和干燥，否则镜筒中的高真空会导致其严

重脱水，失去样品原有的空间构型。

（2）由于构成生物样品的主要元素对电子的散射和吸收能力均较弱，制样时需要重金属

盐染色或喷镀，以提高其在电镜下的反差，形成明暗清晰的电子图像。

哪些因素会影响显微测定的细菌细胞大小？如果在实验中偶然发现某菌具有特异的细胞

形态，你该如何对待？

答：（1）影响显微测定细菌细胞大小的因素有染色因素和菌的生长时期。

①染色因素：比如干燥固定后的菌体比活的菌体的长度要缩短1/3〜1/4,若用衬托菌体的

负染色法，其菌体往往大于普通染色法，甚至比活菌体还大,具有英膜的细菌中最易出现

这种现象。

②生长时期：除少数例外，一般幼龄细菌比成熟的或老龄的细菌大得多。

（2）偶然发现有特异形态的细菌，应该对该菌进行鉴定。首先是进行平板划线分离、纯

化该细菌；其次是提取基因组，对16SrRNA进行测序。

二、思考题

一般说来，严格的无菌操作是一切微生物学工作的基本要求，但在分离与培养极端嗜盐

菌时，常在没有点酒精灯的普通实验台上倾倒培养平板、在日常环境中直接打开皿盖观察

和挑取菌落，而其研究结果并没有因此受到影响，你知道这是为什么吗？

答：这是因为培养极端嗜盐菌的培养平板需要添加很高浓度的氯化钠（例如25%）,实验

室环境中的一般微生物都不能在这种选择培养基上生长，因此在实验过程中即使不采取无

菌操作技术，实验结果也不会受到影响。

如果希望从环境中分离得到厌氧固氮菌，你该如何设计实验？

答：从环境中分离得到厌氧固氮菌，实验设计如下。

（1）根据选择分离的原理设计不含氮的培养基，在这种培养基上生长的细菌，其氮素应

来自固氮作用。

（2）将环境样品（例如土样）稀释涂布到选择平板上，放置于厌氧罐中；对厌氧罐采用

物理、化学方法除去氧气，保留氮气。培养后在平板上生长出来的细菌应是厌氧固氮菌

或兼性厌氧固氮菌。

（3）挑取一定数量的菌落，对应点种到两块缺氮的选择平板上，分别放置于厌氧罐内、

外保温培养。在厌氧罐内外均能生长的为兼性厌氧固氮菌，而在厌氧罐外的平板上不生

长，在厌氧罐内的平板上生长的可能为厌氧固氮菌。

（4）对分离得到的从氧固氮菌菌落样品进行系列稀释，涂布于相应的选择平板，重复上

述步骤直到获得厌氧固氮菌的纯培养物。

为什么光学显微镜的目镜通常都是15x?是否可以采用更大放大倍率的目镜（如30x）来

进一步提高显微镜的总放大倍数？

答：（1）光学显微镜的目镜通常都是15乂，是因为光学显微镜的分辨率受到光源波长及

物镜性能的限制，在使用最短波长的可见光（450nm）作为光源时在油镜下可以达到的最

大分辨率为0.1即m。由于肉眼的正常分辨能力一般为0.25mm左右，因此光学显微镜有效

的最高总放大倍数只能达到1000〜1500倍。油镜的放大倍数是100x,因此显微镜配置的

目镜通常都是15乂。

（2）不可以采用更大放大倍率的目镜（如30x）来进一步提高显微镜的总放大倍数，因

为进一步提高显微镜的放大能力对观察效果的改善并无帮助。

为什么透射电镜和扫描电镜对样品厚度与大小的要求有如此大的差异？能否用扫描电镜

来观察样品的内部结构，而用透射电镜来观察样品的表面结构？

答；（1）这种差异是因为透射电子显微镜的成像原理类似于普通光学显微镜，作为光源

的电子束在成像时要穿透样品，由于电子束的穿透力有限，因此在进行透射电镜观察时要

求样品一定要薄。而扫描电镜的成像原理类似于电视或电传真照片，图像是通过收集样品

表面被激发的二次电子形成的，区此对样品的厚度并无特别的要求。

（2）能用扫描电镜来观察样品的内部结构，用透射电镜来观察样品的表面结构。

①扫描电镜一般被用于观察样品的表面结构，但通过样品制备过程中的冰冻蚀刻