周德慶微生物學(xué)課后習(xí)題答案.pdf

生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 1 頁(yè) 共 33 頁(yè) 周德慶 微生物學(xué) 課后習(xí)題答案 生物秀論壇整理 緒論 1 什么是微生物 它包括哪些類群 答 微生物是一切肉眼看不見(jiàn)或看不清的微小生物的總稱 包括 原核類的細(xì)菌 放線菌 藍(lán)細(xì)菌 支原體 立克次氏體和衣原體 真核類的真菌 原生動(dòng)物 和顯微 藻類 以及屬于非細(xì)胞類的病毒和亞病毒 2 人類遲至 19 世紀(jì)才真正認(rèn)識(shí)微生物 其中主要克服了哪些重大障礙 答 顯微鏡的發(fā)明 滅菌技術(shù)的運(yùn)用 純種分離技術(shù) 培養(yǎng)技術(shù) 3 簡(jiǎn)述微生物生物學(xué)發(fā)展史上的 5 個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)和代表人物 答 史前期 約 8000 年前 1676 各國(guó)勞動(dòng)人民 未見(jiàn)細(xì)菌等微生物的個(gè)體 憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)利用微生 物是有益活進(jìn)行釀酒 發(fā)面 制醬 娘醋 漚肥 輪作 治病等 初創(chuàng)期 1676 1861 年 列文虎克 自制單式顯微鏡 觀察到細(xì)菌等微生物的個(gè)體 出于個(gè)人愛(ài)好 對(duì)一些微生物進(jìn)行形態(tài)描述 奠基期 1861 1897 年 巴斯德 微生物學(xué)開(kāi)始建立 創(chuàng)立了一整套獨(dú)特的微生物學(xué)基本研究方法 開(kāi)始運(yùn)用 實(shí)踐 理論 實(shí)踐 的思想方法開(kāi)展研究 建立了許多應(yīng)用性分支學(xué)科 進(jìn)入尋找 人類動(dòng)物病原菌的黃金時(shí)期 發(fā)展期 1897 1953 年 e buchner 對(duì)無(wú)細(xì)胞酵母菌 酒化酶 進(jìn)行生化研究 發(fā)現(xiàn)微生物的代謝 統(tǒng)一性 普通微生物學(xué)開(kāi)始形成 開(kāi)展廣泛尋找微生物的有益代謝產(chǎn)物 青霉素的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了微生 物工業(yè)化培養(yǎng)技術(shù)的猛進(jìn) 成熟期 1953 至今 j watson 和 f crick 廣泛運(yùn)用分子生物學(xué)理論好現(xiàn)代研究方法 深刻揭示微生 物的各種生命活動(dòng)規(guī)律 以基因工程為主導(dǎo) 把傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)酵提高到發(fā)酵工程新水平 大量理論性 交叉性 應(yīng)用性和實(shí)驗(yàn)性分支學(xué)科飛速發(fā)展 微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論和獨(dú)特實(shí)驗(yàn)技術(shù)推動(dòng)了生命科學(xué)個(gè)領(lǐng) 域飛速發(fā)展 微生物基因組的研究促進(jìn)了生物信息學(xué)時(shí)代的到來(lái) 4 試述微生物與當(dāng)代人類實(shí)踐的重要關(guān)系 5 微生物對(duì)生命科學(xué)基礎(chǔ)理論的研究有和重大貢獻(xiàn) 為什么能發(fā)揮這種作用 答 微生物由于其 五大共性 加上培養(yǎng)條件簡(jiǎn)便 因此是生命科學(xué)工作者在研究基礎(chǔ)理論問(wèn)題時(shí)最樂(lè)于 選用的研究對(duì)象 歷史上自然發(fā)生說(shuō)的否定 糖酵解機(jī)制的認(rèn)識(shí) 基因與酶關(guān)系的發(fā)現(xiàn) 突變本質(zhì)的闡明 核酸是一切生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的證實(shí) 操縱子學(xué)說(shuō)的提出 遺傳密碼的揭示 基因工程的開(kāi)創(chuàng) pcr 技術(shù)的建立 真核細(xì)胞內(nèi)共生學(xué)說(shuō)的提出 以及近年來(lái)生物三域理論的創(chuàng)建等 都是因選用微生物作為研 究對(duì)象而結(jié)出的碩果 為此 大量研究者還獲得了諾貝爾獎(jiǎng)的殊榮 微生物還是代表當(dāng)代生物學(xué)最高峰的 分子生物學(xué)三大來(lái)源之一 在經(jīng)典遺傳學(xué)的發(fā)展過(guò)程中 由于先驅(qū)者們意識(shí)到微生物具有繁殖周期短 培 養(yǎng)條件簡(jiǎn)單 表型性狀豐富和多數(shù)是單倍體等種種特別適合作遺傳學(xué)研究對(duì)象的優(yōu)點(diǎn) 紛紛選用粗糙脈孢 菌 大腸桿菌 釀酒酵母和 t 系噬菌體作研究對(duì)象 很快揭示了許多遺傳變異的規(guī)律 并使經(jīng)典遺傳學(xué)迅 速發(fā)展成為分子遺傳學(xué) 從 1970 年代起 由于微生物既可以作為外源基因供體和基因載體 并可作為基 因受體菌等的優(yōu)點(diǎn) 加上又是基因工程操作中的各種 工具酶 的提供者 故迅速成為基因工程中的主角 由于小體積大面積系統(tǒng)的微生物在體制和培養(yǎng)等方面的優(yōu)越性 還促進(jìn)了高等動(dòng) 植物的組織培養(yǎng)和細(xì)胞 培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展 這種 微生物化 的高等動(dòng) 植物單細(xì)胞或細(xì)胞集團(tuán) 也獲得了原來(lái)僅屬于微生物所有 的優(yōu)越體制 從而可以十分方便地在試管和培養(yǎng)皿中進(jìn)行研究 并能在發(fā)酵罐或其他生物反應(yīng)器中進(jìn)行大 規(guī)模培養(yǎng)和產(chǎn)生有益代謝產(chǎn)物 此外 這一趨勢(shì)還是原來(lái)局限于微生物實(shí)驗(yàn)室使用的一整套獨(dú)特的研究方 法 技術(shù) 急劇向生命科學(xué)和生物工程各領(lǐng)域發(fā)生橫向擴(kuò)散 從而對(duì)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展 作出了方法學(xué) 上的貢獻(xiàn) 6 微生物有哪五大共性 其中最基本的是哪一個(gè) 為什么 答 體積小 面積大 吸收多 轉(zhuǎn)化快 生長(zhǎng)旺 繁殖快 適應(yīng)強(qiáng) 易變異 分布廣 種類多 其中 體積小面積大最基本 因?yàn)橐粋€(gè)小體積大面積系統(tǒng) 必然有一個(gè)巨大的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收面 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 2 頁(yè) 共 33 頁(yè) 代謝廢物的排泄面和環(huán)境信息的交換面 并由此而產(chǎn)生其余 4 個(gè)共性 7 討論五大共性對(duì)人類的利弊 答 吸收多 轉(zhuǎn)化快 為高速生長(zhǎng)繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ) 從而使微生物 能在自然界和人類實(shí)踐中更好地發(fā)揮其超小型 活的化工廠 的作用 生長(zhǎng)旺盛 繁殖快 在發(fā)酵 工業(yè)中具有重要的實(shí)踐意義 主要體現(xiàn)在它的生產(chǎn)效率高 發(fā)酵周期短上 且若是一些危害人 畜和農(nóng)作 物的病原微生物或會(huì)使物品霉腐變質(zhì)的有害微生物 它們的這一特性就會(huì)給人類帶來(lái)極大的損失或禍害 適應(yīng)強(qiáng) 易變異 有益的變異可為人類創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益 有害的變異使原本已得到控制 的相應(yīng)傳染病變得無(wú)藥可治 進(jìn)而各種優(yōu)良菌種產(chǎn)生性狀的退化則會(huì)使生產(chǎn)無(wú)法正常維持 分布廣 種類多 可以到處傳播以至達(dá)到 無(wú)孔不入 的地步 只要條件合適 它們就可 隨遇而安 為人類 在新世紀(jì)中進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用微生物資源提供了無(wú)限廣闊的前景 8 試述微生物的多樣性 答 物種的多樣性 生理代謝類型的多樣性 代謝產(chǎn)物的多樣性 遺傳基因的多樣性 生態(tài)類 型的多樣性 9 什么是微生物學(xué) 學(xué)習(xí)微生物學(xué)的任務(wù)是什么 答 微生物學(xué)是一門(mén)在細(xì)胞 分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造 生理代謝 遺傳變異 生態(tài)分布 和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)基本規(guī)律 并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵 醫(yī)藥衛(wèi)生 生物工程和環(huán)境保護(hù)等實(shí)踐領(lǐng)域的 科學(xué) 其根本任務(wù)是發(fā)掘 利用 改善和保護(hù)有益微生物 控制 消滅或改造有害微生物 為人類社會(huì)的 進(jìn)步服務(wù) 第一章 第一章原核生物的形態(tài) 構(gòu)造和功能 1 試設(shè)計(jì)一張表格 比較以下 6 個(gè)大類原核生物的主要特性 答 比較如下 特征 細(xì)菌 放線菌 藍(lán)細(xì)菌 支原體 立克次氏體 衣原體 直徑 um 0 2 0 5 0 5 1 3 10 0 2 0 25 0 2 0 5 0 2 0 3 可見(jiàn)性 光學(xué)顯微鏡 光學(xué)顯微鏡 光學(xué)顯微 鏡 光鏡勉強(qiáng)可見(jiàn) 光學(xué)顯微鏡 光鏡勉強(qiáng)可 見(jiàn) 過(guò)濾性 不能 不能 不能 能 不能 能 革蘭氏染色 陽(yáng)性或陰性 陽(yáng)性 陰性 陰性 陰性 陰性 細(xì)胞壁 有堅(jiān)韌的細(xì) 胞壁 有 堅(jiān)韌 的細(xì) 胞壁 有堅(jiān)韌的 細(xì)胞壁 缺壁 有堅(jiān)韌的細(xì) 胞壁 有堅(jiān)韌的細(xì) 胞壁 繁殖方式 二均分裂 無(wú) 性孢 子和 菌體斷裂 二均分裂 二均分裂 二均分裂 二均分裂 培養(yǎng)方法 人工培養(yǎng) 人工培養(yǎng) 人工培養(yǎng) 人工培養(yǎng) 宿主細(xì)胞 宿主細(xì)胞 核酸種類 DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和 RNA 核糖體 有 有 有 有 有 有 大分子合成 有 有 有 有 進(jìn)行 進(jìn)行 產(chǎn)生 ATP 系統(tǒng) 有 有 有 有 有 無(wú) 增殖過(guò)程中結(jié)構(gòu) 的完整性 保持 保持 保持 保持 保持 保持 入侵方式 多樣 直接 昆蟲(chóng)媒介 不清楚 對(duì)抗生素 敏感 敏感 青霉素除 外 敏感 敏感 對(duì)干擾素 某些菌敏感 不敏感 有的敏感 有的敏感 2 典型細(xì)菌的大小和重量是多少 試設(shè)想幾種形象化的比喻加以說(shuō)明 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 3 頁(yè) 共 33 頁(yè) 答 一個(gè)典型的細(xì)菌可用 E coli 作代表 它的細(xì)胞平均長(zhǎng)度約為 2um 寬度約 0 5um 形象地說(shuō) 若把 1500 個(gè)細(xì)菌的長(zhǎng)徑相連 僅等于一顆芝麻的長(zhǎng)度 如果把 120 個(gè)細(xì)胞橫向緊挨在一起 其總寬度才抵得上一根 人發(fā)的粗細(xì) 它的重量更是微乎其微 若以每個(gè)細(xì)胞濕重約 10 2g 計(jì) 則大約 109 個(gè) E coli 細(xì)胞才達(dá) 1mg 重 3 試圖示 G 和 G 細(xì)菌細(xì)胞壁的主要構(gòu)造 并簡(jiǎn)要說(shuō)明其異同 答 圖示如下 略 G 細(xì)菌與 G 細(xì)菌的細(xì)胞壁都含肽聚糖和磷壁酸 不同的是含量的區(qū)別 如下表 占細(xì)胞壁干重的 成分 G 細(xì)菌 G 細(xì)菌 肽聚糖 含量很高 50 90 含量很低 10 磷壁酸 含量較高 50 無(wú) 類脂質(zhì) 一般無(wú) 2 含量較高 20 蛋白質(zhì) 無(wú) 含量較高 4 試圖示肽聚糖的模式構(gòu)造 并指出 G 和 G 細(xì)菌肽聚糖結(jié)構(gòu)的差別 答 圖示略 G 細(xì)菌與 G 細(xì)菌的肽聚糖的差別僅在于 1 四肽尾的底 3 個(gè)氨基酸不是 L lys 而是被一種只有在原核 微生物細(xì)胞壁上才有的內(nèi)消二氨基庚二酸 m DAP 所代替 2 沒(méi)有特殊的肽橋 其前后兩個(gè)單體間的連 接僅通過(guò)甲四肽尾的第 4 個(gè)氨基酸 D Ala 的羧基與乙四肽尾的第 3 個(gè)氨基酸 m DAP 的氨基直接相 連 因而只形成較為疏稀 機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套 5 什么是缺壁細(xì)菌 試列表比較 4 類缺壁細(xì)菌的形成 特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用 答 在自然界長(zhǎng)期進(jìn)化中和實(shí)驗(yàn)室菌種的自發(fā)突變中都會(huì)產(chǎn)生少數(shù)缺細(xì)胞壁的種類 或是用人為的方法通 過(guò)抑制新生細(xì)胞壁的合成或?qū)ΜF(xiàn)成細(xì)胞壁進(jìn)行酶解而獲得人工缺壁的細(xì)菌統(tǒng)稱為缺壁細(xì)菌 比較如下 類型 形成 特點(diǎn) 實(shí) 際 應(yīng) 用 L 型細(xì)菌 L formofbacteria 在某些環(huán)境條件下 實(shí)驗(yàn) 室或宿主體內(nèi) 通過(guò)自發(fā) 突變而形成的遺傳性穩(wěn) 定的細(xì)胞壁缺陷變異型 1 沒(méi)有完整而堅(jiān)韌的細(xì)胞壁 細(xì)胞呈 多形態(tài) 2 有些能通過(guò)細(xì)菌濾器 故又稱 濾 過(guò)型細(xì)菌 3 對(duì)滲透敏感 在固體培養(yǎng)基上形成 油煎蛋 似的小菌落 直徑在 0 1mm 左右 可 能 與 針 對(duì) 細(xì) 胞 壁 的 抗 菌 治 療有關(guān) 原生質(zhì)體 protoplast 在人為條件下 用溶菌酶 處理或在含青霉素的培 養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生 細(xì)胞壁合成而形成的僅 由一層細(xì)胞膜包裹的 圓 球形 對(duì)滲透壓變化敏感 的細(xì)胞 一般由革蘭氏陽(yáng) 性細(xì)菌形成 1 對(duì)環(huán)境條件變化敏感 低滲透壓 振蕩 離心甚至通氣等都易引起其破 裂 2 有的原生質(zhì)體具有鞭毛 但不能運(yùn) 動(dòng) 也不被相應(yīng)噬菌體所感染 在適 宜條件 如高滲培養(yǎng)基 可生長(zhǎng)繁殖 形成菌落 形成芽孢 及恢復(fù)成有細(xì) 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 4 頁(yè) 共 33 頁(yè) 球狀體 sphaeroplast 又稱原生質(zhì)球 是對(duì)革蘭 氏陰性細(xì)菌處理后而獲 得的殘留部分細(xì)胞壁 外 壁層 的球形體 與原生 質(zhì)體相比 它對(duì)外界環(huán)境 具有一定的抗性 可在普 通培養(yǎng)基上生長(zhǎng) 胞壁的正常結(jié)構(gòu) 3 比正常有細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外 源遺傳物質(zhì) 是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行 原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料 支原體 mycoplasma 在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成 的 適應(yīng)自然生活條件的 無(wú)細(xì)胞壁的原核生物 細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒(méi)有的 甾醇 所以即使缺乏細(xì)胞壁 其細(xì)胞 膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度 6 試述染色法的機(jī)制并說(shuō)明此法的重要性 答 革蘭氏染色的機(jī)制為 通過(guò)結(jié)晶紫初染和碘液媒染后 在細(xì)菌的細(xì)胞膜內(nèi)可形成不溶于水的結(jié)晶紫與 碘的復(fù)合物 G 由于其細(xì)胞壁較厚 肽聚糖網(wǎng)層次多和交聯(lián)致密 故遇脫色劑乙醇處理時(shí) 因失水而使網(wǎng) 孔縮小 在加上它不含類脂 故乙醇的處理不會(huì)溶出縫隙 因此能把結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物牢牢留在壁內(nèi) 使其保持紫色 反之 G 細(xì)菌因其細(xì)胞壁薄 外膜層類脂含量高 肽聚糖層薄和交聯(lián)度差 遇脫色劑乙醇 后 以類脂為主的外膜迅速溶解 這時(shí)薄而松散的肽聚糖網(wǎng)不能阻擋結(jié)晶紫與碘復(fù)合物的溶出 因此細(xì)胞 退成無(wú)色 這時(shí) 在經(jīng)沙黃等紅色染料復(fù)染 就使 G 細(xì)菌呈紅色 而 G 細(xì)菌則仍保留最初的紫色 此法證明了 G 和 G 主要由于起細(xì)胞壁化學(xué)成分的差異而引起了物理特性的不同而使染色反應(yīng)不同 是一 種積極重要的鑒別染色法 不僅可以用與鑒別真細(xì)菌 也可鑒別古生菌 7 何為 拴菌試驗(yàn) 它何以能說(shuō)明鞭毛的運(yùn)動(dòng)機(jī)制 答 拴菌 試驗(yàn) tethered cellexperiment 是 1974年 美國(guó)學(xué)者西佛曼 M Silverman 和西蒙 M Simon 曾設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn) 做法是 設(shè)法把單毛菌鞭毛的游離端用相應(yīng)抗體牢牢 拴 在載玻片上 然后在光學(xué) 顯微鏡下觀察細(xì)胞的行為 因?qū)嶒?yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn) 該菌是在載玻片上不斷打轉(zhuǎn) 而非伸縮揮動(dòng) 故肯定了 旋轉(zhuǎn)論 是正確的 8 滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)是如何解釋芽孢耐熱機(jī)制的 答 滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)認(rèn)為 芽孢的耐熱性在于芽孢衣對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子和水分的透性很差 皮層的離子強(qiáng)度很高 從而使皮層產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分 結(jié)果造成皮層的充分膨脹 而 核心部分的細(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水 因此 具極強(qiáng)的耐熱性 關(guān)鍵是芽孢有生命的部位即核心部位的含水 量很稀少 為 10 25 因而特別有利于抗熱 9 什么上菌落 試討論細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)與菌落形態(tài)間的相關(guān)性 答 菌落即單個(gè) 或聚集在一起的一團(tuán) 微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長(zhǎng) 繁殖到一定程度可 以形成肉眼可見(jiàn)的 有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞生長(zhǎng)群體 因不同形態(tài) 生理類型的細(xì)菌 在其菌落形態(tài) 構(gòu)造等特征上也有許多明顯的反映 故細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)與 菌落形態(tài)間存在明顯的相關(guān)性現(xiàn)象 如 無(wú)鞭毛 不能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌尤其是球菌通常都形成較小 較厚 邊 緣圓整的半球狀菌落 長(zhǎng)有鞭毛 運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)的細(xì)菌一般形成而平坦 邊緣多缺刻 不規(guī)則的菌落 有糖 被的細(xì)菌 會(huì)長(zhǎng)出大型 透明 蛋清狀的菌落 有芽孢的細(xì)菌往往長(zhǎng)出外觀粗糙 干燥 不透明且表面 多褶的菌落等等 10 名詞解釋 磷壁酸 LPS 假肽聚糖 PHB 伴孢晶體 基內(nèi)菌絲 孢囊鏈霉菌 橫割分裂 異形胞 原體與始體 類支原體 羧酶體 孢囊 磁小體 磷壁酸是 G 細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)合在細(xì)胞壁上的一種酸性多糖 主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸 LPS 脂多糖 是位于 G 細(xì)菌細(xì)胞壁最外層的一層較厚的類脂多糖類物質(zhì) 由類脂 A 核心多糖和 O 特異 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 5 頁(yè) 共 33 頁(yè) 側(cè)鏈 3 部分組成 假肽聚糖是由 N 乙酰葡萄胺和 N 乙酰塔羅糖胺糖醛酸以 1 3 糖苷鍵交替連接而成的 連在后一氨基 糖上的肽尾由 L Glu L Ala 和 L Lys3 個(gè) L 型氨基酸組成 肽橋則由 L Glu1 個(gè)氨基酸組成 PHB 聚 羥丁酸 poly hydroxybutyrate 是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于類脂性質(zhì)的碳源類 貯藏物 不溶于水而溶于氯仿 可用尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色 具有貯藏能量 碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作 用 伴孢晶體是少數(shù)芽孢桿菌 如蘇云金芽孢桿菌 在形成芽孢的同時(shí) 會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形 方形或不 規(guī)則形的堿溶性蛋白質(zhì)晶體 基內(nèi)菌絲是孢子落在固體基質(zhì)表面并發(fā)芽后 不斷伸長(zhǎng) 分枝并以放射壯向基質(zhì)表面和內(nèi)層擴(kuò)展 形成大 量色淺 較細(xì)的具有吸收營(yíng)養(yǎng)和排泄代謝廢物功能的菌絲 孢囊鏈霉菌是由氣生菌絲的孢子絲盤(pán)卷而成的孢囊 它長(zhǎng)在氣生菌絲的主絲或側(cè)絲的頂端 內(nèi)部產(chǎn)生多個(gè) 孢囊孢子 無(wú)鞭毛 橫割分裂是放線菌的一種分裂的方式 有兩種途徑進(jìn)行 1 細(xì)胞膜內(nèi)陷 再由外向內(nèi)中間收縮 最后形 成一完整的橫割膜 從而把刨子絲分割成許多分生孢子 2 細(xì)胞壁和膜同時(shí)內(nèi)陷 再逐步向內(nèi)縊縮 最 終將孢子絲縊裂成一串分生孢子 異形胞是存在于絲狀生長(zhǎng)種類中的形大 壁厚 專司固氮功能的細(xì)胞 數(shù)目少而不定 位于細(xì)胞鏈的中間 或末端 原體與始體 具有感染力的衣原體細(xì)胞稱為原體 呈小球狀 細(xì)胞厚壁 致密 不能運(yùn)動(dòng) 不生長(zhǎng) 抗干 旱 有傳染力 原體經(jīng)空氣傳播 一旦遇合適的新宿主 就可通過(guò)吞噬作用進(jìn)入細(xì)胞 在其中生長(zhǎng) 轉(zhuǎn)化 為無(wú)感染力的細(xì)胞 稱為始體 類支原體是侵染植物的支原體 也叫植原體 羧酶體 carboxysome 又稱羧化體 是存在也一些自養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物其大小與噬菌體相 仿 約 10nm 內(nèi)含 1 5 二磷酸核酮糖羧化酶 在自養(yǎng)細(xì)菌的 CO2 固定中起著關(guān)鍵作用 孢囊是一些固氮菌在外界缺乏營(yíng)養(yǎng)的條件下 由整個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞外壁加厚 細(xì)胞失水而形成的一種抗干旱但 不抗熱的圓形休眠體 磁小體 megnetosome 趨磁細(xì)菌細(xì)胞中含有的大小均勻 數(shù)目不等的 Fe3O4 顆粒 外有一層磷脂 蛋白或糖 蛋白膜包裹 第二章 第 2 章真核微生物的形態(tài) 構(gòu)造和功能 1 試解釋菌物 真菌 酵母菌 霉菌和蕈菌 答 真菌是不含葉綠體 化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng) 具有真正的細(xì)菌核 含有線粒體以孢子進(jìn)行繁殖 不運(yùn)動(dòng)的典型 的真核微生物 酵母菌一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌 霉菌是絲狀真菌 通常指那些菌絲體較發(fā)達(dá)又不產(chǎn)生大型肉質(zhì)子實(shí)體結(jié)構(gòu)的真菌 蕈菌又稱傘菌 通常是指那些能形成大型肉質(zhì)子實(shí)體的真菌 包括大多數(shù)擔(dān)子菌類和極少數(shù)的子囊菌類 2 試圖示并說(shuō)明真核微生物 9 2 型鞭毛的構(gòu)造和生理功能 答 中心有一對(duì)包在中央鞘中的相互平行的中央微管 其外被 9 個(gè)微管二聯(lián)體圍繞一圈 整個(gè)微管由細(xì)胞 質(zhì)膜包裹 每條微管二聯(lián)體由 A B 兩條中空的亞纖維組成 其中 A 亞纖維是一完全微管 而 B 亞纖維則 有 10 個(gè)亞基圍成 3 試簡(jiǎn)介真菌所特有的幾種細(xì)胞器 膜邊體幾丁質(zhì)酶體和氫化酶體 答 膜邊體又稱須邊體或質(zhì)膜外泡 為許多真菌所特有 它是一種位于菌絲細(xì)胞四周的質(zhì)膜與細(xì)胞壁間 由單層膜包裹的細(xì)胞器 膜邊體可由高爾基體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特定部位形成 各個(gè)膜邊體能互相結(jié)合 也可與別 的細(xì)胞器或膜相結(jié)合 功能可能與分泌水解酶或合成細(xì)胞壁有關(guān) 幾丁質(zhì)酶體又殼體 一種活躍于各種真菌菌體頂端細(xì)胞中的微小泡囊 內(nèi)含幾丁質(zhì)合成酶 其功能是把其 中所含的酶源源不斷地運(yùn)輸?shù)骄z尖端細(xì)胞壁表面 使該處不斷合成幾丁質(zhì)微纖維 從而保證菌絲不斷向 前延伸 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 6 頁(yè) 共 33 頁(yè) 氫化酶體一種由單層膜包裹的球狀細(xì)胞器 內(nèi)含氫化酶 氧化還遠(yuǎn)酶 鐵氧化蛋白和丙酮酸 通常存在于 鞭毛基體附近 為其運(yùn)動(dòng)提供能量 氫化酶體只存在于厭氧性的原生動(dòng)物和近年來(lái)才發(fā)現(xiàn)的厭氧性真菌中 它們只存在于反芻動(dòng)物的瘤胃中 4 什么是單細(xì)胞蛋白 為什么酵母菌是一種優(yōu)良的單細(xì)胞蛋白 答 單細(xì)胞蛋白又叫微生物蛋白 菌體蛋白 按生產(chǎn)原料不同 可以分為石油蛋白 甲醇蛋白 甲烷蛋白 等 按產(chǎn)生菌的種類不同 又可以分為細(xì)菌蛋白 真菌蛋白等 因?yàn)榻湍妇木S生素 蛋白質(zhì)含量高 個(gè)體一般以單細(xì)胞狀態(tài)存在 能發(fā)酵糖產(chǎn)生能量常生活在含糖較高 酸度較大的水生環(huán)境中 5 試圖示 Sacharomycescerevisiae 的生活史 并說(shuō)明其各階段的特點(diǎn) 答 特點(diǎn) 一般情況下都以營(yíng)養(yǎng)體狀態(tài)進(jìn)行出芽繁殖 營(yíng)養(yǎng)體既能以單倍體形式存在 也能以二倍體形式存在 在特定的條件下進(jìn)行有性生殖 圖示 6 試簡(jiǎn)介菌絲 菌絲體 菌絲球 真酵母 假酵母 芽痕 蒂痕 真菌絲 假菌絲等名詞 答 單條管狀細(xì)絲 為大多數(shù)真菌的結(jié)構(gòu)單位 很多菌絲聚集在一起組成真菌的營(yíng)養(yǎng)體 即菌絲體 酵母 菌中尚未發(fā)現(xiàn)其有性階段的被稱為假酵母 有的酵母菌子代細(xì)胞連在一起成為鏈狀 稱為假絲酵母 7 霉菌的營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲各有何特點(diǎn) 它們分別可分化出哪些特化構(gòu)造 答 當(dāng)其孢子落在固體培養(yǎng)基表面并發(fā)芽后 就不斷伸長(zhǎng) 分枝并以放射狀 向內(nèi)層擴(kuò)展 形成大量色淺 較細(xì)的具有吸收營(yíng)養(yǎng)和排泄代謝廢物功能的基內(nèi)菌絲又稱營(yíng)養(yǎng)菌絲 同時(shí)在 其上又不斷向空間方向分化出顏色較深 直徑較粗的分枝菌絲 叫氣生菌絲 氣生菌絲分化成孢子絲 8 試以 Neurosporacrassa 為例 說(shuō)明菌絲尖端細(xì)胞的分化過(guò)程及其成分變化 答 9 試列表比較各種真菌孢子的特點(diǎn) 答 孢子名稱 數(shù)量 外或內(nèi)生 其他特點(diǎn) 實(shí)例 外形 孢囊孢子 多 內(nèi) 水生型有 鞭毛 根霉 毛 霉 近圓形 分生孢子 極多 外 少數(shù)為多 細(xì)胞 曲霉 青 霉 極多樣 芽孢子 較多 外 在酵母細(xì) 胞上出芽 形成 假絲酵母 近圓形 子囊孢子 一般 8 內(nèi) 長(zhǎng)在各種 子囊內(nèi) 脈孢菌 紅曲 多樣 但孢子 一般 4 外 長(zhǎng)在特有 的擔(dān)子上 蘑菇 香 菇 近圓形 10 細(xì)菌 放線菌 酵母菌和霉菌四類微生物的菌落有何不同 為什么 答 酵母菌菌落一般較細(xì)菌菌落大且厚 表面濕潤(rùn) 粘稠 易被挑起 多為乳白色 少數(shù)呈紅色 霉菌菌 落由粗而長(zhǎng)的分枝狀菌絲組成 菌落疏松 呈絨毛狀 絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀 比細(xì)菌菌落大幾倍到幾十倍 有 的沒(méi)有固定大小 放線菌菌落能產(chǎn)生大量分枝和氣生菌絲的菌種 如鏈霉菌 菌落質(zhì)地致密 與培養(yǎng)基結(jié)合緊密 小而不 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 7 頁(yè) 共 33 頁(yè) 蔓延 不易挑起或挑起后不易破碎 不能產(chǎn)生大量菌絲體的菌種 如諾卡氏菌 粘著力差 粉質(zhì) 針挑起易粉碎 細(xì)菌的菌落一般呈現(xiàn)濕潤(rùn) 較光滑 較透明 較粘稠 易挑取 質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部 位的顏色一致 細(xì)菌屬單細(xì)胞生物 一個(gè)菌落內(nèi)無(wú)數(shù)細(xì)胞并沒(méi)有形態(tài) 功能上的分化 細(xì)胞間充滿著毛細(xì)管狀態(tài)的水 多 數(shù)放線菌有基內(nèi)和氣生菌絲的分化 氣生菌絲成熟時(shí)又會(huì)進(jìn)一步分化成孢子絲并產(chǎn)生成串的干粉狀孢子 它們伸展在空間 菌絲間沒(méi)有毛細(xì)管水積存 酵母菌的細(xì)胞比細(xì)菌的大 細(xì)胞內(nèi)有許多分化的細(xì)胞器 細(xì) 胞間隙含水量相對(duì)較少 以及不能運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn) 霉菌的細(xì)胞呈絲狀 在固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)又有營(yíng)養(yǎng)和氣 生菌絲的分化 氣生菌絲間沒(méi)毛細(xì)管水 則不同 11 為什么說(shuō)蕈菌也是真核微生物 答 從進(jìn)化歷史 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 早期發(fā)育特點(diǎn) 各種生物學(xué)特性和研究方法等方面來(lái)考察 都可以證明它們 與其他典型的微生物 顯微真菌卻完全一致 事實(shí)上 若將其大型子實(shí)體理解為一般真菌菌落在陸生條 件下的特化與高度發(fā)展形式 蕈菌就與其他真菌無(wú)異了 12 什么叫鎖狀聯(lián)合 其生理意義如何 試圖示其過(guò)程 答 鎖狀聯(lián)合即形成狀突起而連合兩個(gè)細(xì)胞的方式不斷使雙核細(xì)胞分裂 從而使菌絲尖端向前延伸 13 試比較細(xì)菌 放線菌 酵母菌和霉菌細(xì)胞壁成分的異同 并討論它們的原生質(zhì)體制備方法 答 細(xì)菌細(xì)胞壁主要成分為肽聚糖 具有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞不受損傷 細(xì)菌原生質(zhì)體的制備 溶菌酶 lysozyme 自溶酶 autolyticenzyme 酵母菌細(xì)胞壁主要成分甘露聚糖 mannan 外層 蛋白質(zhì) protein 中層 葡聚糖 glucan 內(nèi)層 類脂 幾丁質(zhì) 酵母原生質(zhì)體的制備 EDTA 巰基乙醇蝸牛消化酶 放線菌和霉菌的細(xì)胞壁主要成分微纖維 microfibril 纖維素 幾丁質(zhì) 無(wú)定形基質(zhì)成分 葡聚糖 蛋白質(zhì) 脫乙酰幾丁質(zhì) 甘露聚糖 少量脂類無(wú)機(jī)鹽等 第三章 什么是真病毒 什么叫亞病毒 真病毒是至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組份的分子病原體 亞病毒是凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中只含有其中之一病原體 病毒粒有哪幾種對(duì)稱形式 每種對(duì)稱又有幾種特殊外型 有螺旋對(duì)稱 二十面體對(duì)稱 復(fù)合對(duì)稱 每種對(duì)稱形式又有有包膜和無(wú)包膜之分 什么叫烈性噬菌體 簡(jiǎn)述其裂解性生活史 能在短時(shí)間內(nèi)完成吸附 侵入 增殖 成熟和裂解 5 個(gè)階段 而實(shí)現(xiàn)其繁殖的噬菌體成為烈性噬菌體 它 的裂解生活史大致為 1 尾絲與宿主細(xì)胞特異性吸附 2 病毒核酸侵入宿主細(xì)胞內(nèi) 3 病毒核酸和蛋白質(zhì)在宿 主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制和合成 4 病毒核酸和蛋白質(zhì)裝配 5 大量子代噬菌體裂解釋放到宿主細(xì)胞外 什么是效價(jià) 試簡(jiǎn)述噬菌體效價(jià)的雙層平板法 效價(jià)表示每毫升試樣中所含有的具有侵染性的噬菌體粒子數(shù) 雙層平板法主要步驟 預(yù)先分別配制含 2 和 1 瓊脂的底層培養(yǎng)基和上層培養(yǎng)基 先用底層培養(yǎng)基在培養(yǎng) 皿上澆一層平板 待凝固后 再把預(yù)先融化并冷卻到 45 以下 加有較濃的敏感宿主和一定體積待測(cè)噬菌 體樣品上層培養(yǎng)基 在試管中搖勻后 立即倒在底層培養(yǎng)基上鋪平待凝 然后在 37 下保溫 一般經(jīng) 10 余 h 后即可對(duì)噬菌斑計(jì)數(shù) 什么是一步生長(zhǎng)曲線 它分幾期 各期有何特點(diǎn) 定量描述烈性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線 稱為一步生長(zhǎng)曲線 它包括 1 潛伏期 細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始裝配噬菌體粒子并可用電鏡觀察到 2 裂解期 宿主細(xì)胞迅速裂解溶液中噬菌體粒子急劇增多 3 平穩(wěn)期 感染后的宿主細(xì)胞已全部裂解 溶液中的噬菌體效價(jià)達(dá)到最高點(diǎn) 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 8 頁(yè) 共 33 頁(yè) 解釋溶源性 溶源菌 溫和噬菌體 溫和噬菌體侵入相應(yīng)宿主細(xì)胞后由于前者的基因組整合到后者的基因組上并隨后者的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù) 制 因此溫和噬菌體的這種侵入并不引起宿主細(xì)胞裂解 這就是溶源性 溶源菌是一類能與溫和噬菌體長(zhǎng)期共存 一般不會(huì)出現(xiàn)有害影響的宿主細(xì)胞 溫和噬菌體是指不能完成復(fù)制循環(huán)具有溶源性不發(fā)生烈性裂解的噬菌體 什么的病毒多角體 它有何實(shí)際應(yīng)用 多種昆蟲(chóng)病毒可在宿主細(xì)胞內(nèi)形成光鏡下成多角形的包含體 稱為多角體 可以制作生物殺蟲(chóng)劑 什么是類病毒 擬病毒和沅病毒 類病毒是一類只含有 RNA 一種成分 專心寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病源體 擬病毒是指一類包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒 沅病毒是一類不含核酸的傳染性蛋白質(zhì)分子 第四章 1 什么叫碳源 試從元素水平 分子水平和培養(yǎng)基水平列出微生物的碳源譜 類型 元素水平 化合物水平 培養(yǎng)基原料水平 有機(jī)碳 CHONX 復(fù)雜蛋白質(zhì) 核酸等 牛肉膏 蛋白胨 花生餅粉等 CHON 多數(shù)氨基酸 簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)等 一般氨基酸 明膠等 CHO 糖 有機(jī)酸 醇 脂類等 葡萄糖 蔗糖 各種淀粉 糖蜜等 CH 烴類 天然氣 石油及其不同餾份等 無(wú)機(jī)碳 CO 二氧化碳 二氧化碳 COX 碳酸鹽等 白堊 碳酸氫鈉 碳酸鈣等 一切能滿足微生物生長(zhǎng)繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物稱為碳源 碳源譜見(jiàn)下圖 2 什么是氮源 試從元素水平 分子水平和培養(yǎng)基水平列出微生物的氮源譜 凡能提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)源 稱為氮源 微生物的氮源譜如下 類型 元素水平 化合物水平 培養(yǎng)基原料水平 有機(jī)氮 NCHOX 復(fù)雜蛋白質(zhì) 核酸等 牛肉膏 酵母膏 餅粕粉 蠶蛹粉等 NCHO 尿素 一般氨基酸 簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)等 尿素 蛋白胨 明膠等 無(wú)機(jī)氮 NH 氨 銨鹽等 硫酸銨等 NO 硝酸鹽等 硝酸鉀等 N 氮?dú)?空氣 3 什么是氨基酸自養(yǎng)微生物 試舉一些代表菌 并說(shuō)明其在實(shí)踐上的重要性 不需要利用氨基酸做氮源 能把尿素 銨鹽 硝酸鹽 甚至氮?dú)獾群?jiǎn)單氮源自行合成所需要的一切氨基酸 為氨基酸自養(yǎng)微生物 如根瘤固氮菌 能直接利用空氣中的氮?dú)夂铣勺陨硭璧陌被?直接或間接地為 人類提供蛋白質(zhì) 4 什么叫生長(zhǎng)因子 它包括哪幾類化合物 微生物與生長(zhǎng)因子有哪幾類關(guān)系 舉例并加以說(shuō)明 生長(zhǎng)因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需 但不能用簡(jiǎn)單的碳 氮源自行合成的有機(jī)物 廣義的生長(zhǎng)因 子包括維生素 堿基 卟啉及其衍生物 甾醇 胺類 C4 C6 的分支或直鏈脂肪酸 有時(shí)還包括氨基酸營(yíng) 養(yǎng)缺陷突變株所需要的氨基酸在內(nèi) 而狹義的生長(zhǎng)因子一般僅指維生素 生長(zhǎng)因子與微生物的關(guān)系有以下 3 類 1 生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型微生物 它們不需要從外界吸收任何生長(zhǎng)因子 多數(shù)真菌 放線菌和不少細(xì)菌 如 E coli 等 2 生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型微生物 它們需要從外界吸收多種生長(zhǎng)因子才能維持正常生長(zhǎng) 如各種乳酸菌 動(dòng) 物致病菌 支原體和原生動(dòng)物等 3 生長(zhǎng)因子過(guò)量合成型微生物 其代謝活動(dòng)中 能合成并大量分泌某些維生素等生長(zhǎng)因子的微生物 如各種生產(chǎn)維生素的菌種 5 什么叫水活度 它對(duì)微生物生命活動(dòng)有何影響 對(duì)人類的生產(chǎn)實(shí)踐的日常生活有何意義 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 9 頁(yè) 共 33 頁(yè) 水活度表示在天然或人為環(huán)境中 微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量 其定量含義為 某溶液的 蒸氣壓與純水蒸氣壓之比 生長(zhǎng)繁殖在水活度高的微生物代謝旺盛 在水活度低的范圍內(nèi)生長(zhǎng)的微生物抗 逆性強(qiáng) 了解各類微生物生長(zhǎng)的水活度 不僅有利于設(shè)計(jì)培養(yǎng)基 而且還對(duì)防止食物的霉腐具有指導(dǎo)意義 6 什么叫單功能營(yíng)養(yǎng)物 雙功能營(yíng)養(yǎng)物和多功能營(yíng)養(yǎng)物 各舉一例說(shuō)明 只具有一種營(yíng)養(yǎng)功能的營(yíng)養(yǎng)物稱為單功能營(yíng)養(yǎng)物 如光輻射能源 同時(shí)具有兩種營(yíng)養(yǎng)功能的稱為雙功能營(yíng) 養(yǎng)物 如銨根離子 同時(shí)具有三種營(yíng)養(yǎng)功能的營(yíng)養(yǎng)物稱為三功能營(yíng)養(yǎng)物 如氨基酸 7 什么叫基團(tuán)位移 試述其分子機(jī)制 指一類既需特異性載體蛋白的參與 又需耗能的一種物質(zhì)運(yùn)送方式 其機(jī)制分兩步 1 HPr 被 PEP 激活 2 糖經(jīng)磷酸化而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi) 8 什么是選擇培養(yǎng)基 試舉一例并分析其原理 選擇培養(yǎng)基是一類根據(jù)某微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求或其對(duì)某化學(xué) 物理因素的抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基 具有使 混合菌樣中的劣勢(shì)菌變成優(yōu)勢(shì)菌的功能 廣泛用于菌種篩選等領(lǐng)域 如酵母富集培養(yǎng)基中的孟加拉紅抑制 細(xì)菌的生長(zhǎng)而對(duì)酵母菌無(wú)影響 偏酸性的環(huán)境有利于酵母菌的生長(zhǎng) 9 什么是鑒別培養(yǎng)基 試以 EMB 為例 分析其鑒別作用原理 鑒別培養(yǎng)基是一類在成分中加有能與目的菌的無(wú)色代謝產(chǎn)物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑 從而達(dá)到只須用肉眼 鑒別顏色就能方便地從近似菌落中找到目的菌菌落的培養(yǎng)基 EMB 培養(yǎng)基中的伊紅和美藍(lán)可抑制革蘭氏陽(yáng) 性菌和一些難養(yǎng)的革蘭氏陰性菌 產(chǎn)酸菌由于產(chǎn)酸能力不同 菌體表面帶質(zhì)子 與伊紅美藍(lán)結(jié)合從而有不 同的顏色反應(yīng) 可用肉眼直接判斷 10 培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)要素的含量間一般遵循何種順序 試言之 在大多數(shù)化能異養(yǎng)微生物培養(yǎng)基中 除水分外 碳源含量最高 其后依次是氮源 大量元素和生長(zhǎng)因子 它們間大體存在著十倍序列的遞減趨勢(shì) 11 什么叫碳氮比 試對(duì) 5 種分子式清楚的常用氮源按其含氮量的高低排一個(gè)順序 碳源與氮源含量之比即為碳氮比 氨氣 尿素 硝酸銨 碳酸銨 硫酸銨 12 何謂固體培養(yǎng)基 它有何用途 試列表比較 4 類固體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基是一類外觀呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基 在科研和生產(chǎn)實(shí)踐上用途很廣 如可用于菌種分離 鑒定 菌落計(jì)數(shù) 檢驗(yàn)雜菌 選種 育種 菌種保藏 生物活性物質(zhì)的生物測(cè)定 獲取大量真菌孢子 以及用于 微生物的固體培養(yǎng)和大規(guī)模生產(chǎn)等 名稱 固化培養(yǎng)基 非可逆性培養(yǎng)基 天然固體培養(yǎng)基 濾膜 組成特點(diǎn) 液體培養(yǎng)基中加 入凝固劑 有血清或無(wú)機(jī)硅 膠的培養(yǎng)基 由天然固態(tài)基質(zhì) 直接配制的培養(yǎng) 基 一種堅(jiān)韌且?guī)в?無(wú)數(shù)微孔的醋酸 纖維薄膜 用途 科研及生產(chǎn)中培 養(yǎng)微生物 分離 鑒定等 化能自養(yǎng)菌的分 離純化等 大量培養(yǎng) 工業(yè) 化生產(chǎn)等 水中少量菌的計(jì) 數(shù)等 第五章 名詞解釋 不產(chǎn)氧光合作用 產(chǎn)氧光合作用 發(fā)酵 呼吸作用 無(wú)氧呼吸 有氧呼吸 生物氧化 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 10 頁(yè) 共 33 頁(yè) 光合磷酸化 合成代謝 分解代謝 產(chǎn)能代謝 耗能代謝 環(huán)式光合磷酸化 初級(jí)代謝 初級(jí)代謝產(chǎn)物 次級(jí)代謝 次級(jí)代謝產(chǎn)物 電子傳遞磷酸化 氧化磷酸化 巴斯德效應(yīng) 底物水平磷酸化 五 問(wèn)答題 化能異養(yǎng)微生物進(jìn)行合成代謝所需要的還原力可通過(guò)哪些代謝途徑產(chǎn)生 自然界中的微生物在不同的生活環(huán)境中可通過(guò)哪些方式產(chǎn)生自身生長(zhǎng)所需要的能量 試述多糖的合成過(guò)程 在 TCA 循環(huán)中可為合成代謝提供哪些物質(zhì) EMP 途徑能為合成代謝提供哪些物質(zhì) HMP 途徑可為合成代謝提供哪些物質(zhì) ED 途徑可為合成代謝提供哪些物質(zhì) 舉例說(shuō)明微生物的幾種發(fā)酵類型 比較呼吸作用與發(fā)酵作用的主要區(qū)別 試述 Chromatium 環(huán)式光合磷酸化產(chǎn)能途徑 試述 E coli 細(xì)胞中由 a 酮戊二酸合成谷氨酰胺的過(guò)程 比較紅螺菌與藍(lán)細(xì)菌光合作用的異同 合成代謝所需要的前體物有哪些 試述分解代謝與合成代謝的關(guān)系 試述初級(jí)代謝和次級(jí)代謝與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系 試述磷脂的生物合成過(guò)程 合成代謝所需要的小分子碳架有哪些 微生物的次生代謝產(chǎn)物對(duì)人類活動(dòng)有何重要意義 以金黃色葡萄球菌為例 試述其肽聚糖合成的途徑 試述初級(jí)代謝和次級(jí)代謝與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系 試述細(xì)菌合成脂肪酸的過(guò)程 試述磷脂的生物合成過(guò)程 微生物的次生代謝產(chǎn)物對(duì)人類活動(dòng)有何重要意義 以金黃色葡萄球菌為例 試述其肽聚糖合成的途徑 名詞解釋 在某些光合細(xì)菌 如紅螺菌中 由于沒(méi)有光反應(yīng)中心 的存在 不能光解水 因而沒(méi)有氧氣放出 故稱為不 產(chǎn)氧光合作用 在藍(lán)細(xì)菌中 由于有光反應(yīng)中心 的存在 能光解水 并有氧氣放出 故稱產(chǎn)氧光合作用 發(fā)酵是在微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一種氧化還原反應(yīng) 在反應(yīng)過(guò)程中 有機(jī)物氧化放出的電子直接交給基質(zhì)本 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 11 頁(yè) 共 33 頁(yè) 身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物 同時(shí)放出能量和各種不同的代謝產(chǎn)物 葡萄糖在好氧和兼性好氧微生物里通過(guò)氧化作用放出電子 該電子經(jīng)電子傳遞鏈傳給外源電子受體分子氧 或其它氧化型化合物生成水或其它還原型產(chǎn)物 并伴隨有能量放出的生物學(xué)過(guò)程稱為呼吸作用 指以無(wú)機(jī)氧化物 如 NO3 NO2 SO42 等 代替分子氧作為最終電子受體的氧化作用 指以分子氧作為最終電子受體的氧化作用 生物體中有機(jī)物質(zhì)氧化而產(chǎn)生大量能量的過(guò)程 光合磷酸化是指光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過(guò)程 由小分子物質(zhì)合成復(fù)雜大分子物質(zhì)并伴隨著能量消耗的過(guò)程 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或細(xì)胞物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)并伴隨著能量產(chǎn)生的過(guò)程 微生物通過(guò)呼吸或發(fā)酵作用分解基質(zhì)產(chǎn)生能量的過(guò)程 微生物在合成細(xì)胞大分子化合物時(shí)消耗能量 ATP 的過(guò)程 在某些光合細(xì)菌里 光反應(yīng)中心的葉綠素通過(guò)吸收光而逐出電子使自己處于氧化狀態(tài) 逐出的電子通過(guò)電 子載體鐵氧還蛋白 泛醌 細(xì)胞色素 b 和細(xì)胞色素 c 組成的電子傳遞鏈的傳遞 又返回葉綠素 從而使葉 綠素分子又回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài) 電子在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生 ATP 由于在這種光合磷酸化里電子通過(guò)電子傳遞 體的傳遞后又回到了葉綠素分子本身 故稱環(huán)式光合磷酸化 指能使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成機(jī)體的結(jié)構(gòu)物質(zhì) 或?qū)C(jī)體具有生理活性作用的物質(zhì)代謝以及能為機(jī)體提供能量的 一類代謝 稱初級(jí)代謝 由初級(jí)代謝產(chǎn)生的產(chǎn)物稱為初級(jí)代謝產(chǎn)物 這類產(chǎn)物包括供機(jī)體進(jìn)行生物合成的各種小分子前體物 單體 與多聚體物質(zhì)以及在能量代謝和代謝調(diào)節(jié)中起作用的各種物質(zhì) 某些微生物為了避免在初級(jí)代謝過(guò)程中某種中間產(chǎn)物積累所造成的不利作用而產(chǎn)生的一類有利于生存的 代謝類型 微生物在次級(jí)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的產(chǎn)物稱次級(jí)代謝產(chǎn)物 包括 抗生素 毒素 生長(zhǎng)剌激素 色素和維生素 等 基質(zhì)被氧化時(shí)脫下的電子經(jīng)電子傳遞鏈傳給電子受體過(guò)程中發(fā)生磷酸化作用生成 ATP 的過(guò)程 一般常將電 子傳遞磷酸化就叫做氧化磷酸化 生物利用化合物氧化過(guò)程中所釋放的能量 進(jìn)行磷酸化生成 ATP 的作用 稱為氧化磷酸化 在有氧狀態(tài)下酒精發(fā)酵和糖酵解受抑制的現(xiàn)象 因?yàn)樵摾碚撌怯砂退沟绿岢龅?故而得名 是指在被氧化的底物水平上發(fā)生的磷酸化作用 即底物在被氧化的過(guò)程中 形成了某些高能磷酸化合物的 中間產(chǎn)物 這些高能磷酸化合物的磷酸根及其所聯(lián)系的高能鍵通過(guò)酶的作用直接轉(zhuǎn)給 ADP 生成 ATP 五 問(wèn)答題 還原力由 EM 途徑 HMP 途徑 ED 途徑 TCA 途徑產(chǎn)生 各種不同的微生物的產(chǎn)能方式可概括為如下幾種 發(fā)酵產(chǎn)能 呼吸產(chǎn)能 氧化無(wú)機(jī)物產(chǎn)能 靠光合磷酸化產(chǎn)能 在多糖合成中 通常是以核苷二磷酸糖 如 UDP 葡萄糖 作為起始物 逐步加到多糖鏈的末端 使糖鏈延長(zhǎng) TCA 循環(huán)可提供 GTP NADH2 NADPH2 FADH2 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 12 頁(yè) 共 33 頁(yè) 小分子碳架 a 酮戊二酸 乙酰 CoA 琥珀酰 CoA 烯醇式草酰乙酸 EM 途徑能為合成代謝提供 ATP NADH2 小分子碳架 6 葡萄糖 磷酸二羥丙酮 3 P 甘油酸 PEP 丙酮酸 HMP 途徑可為合成代謝提供 NADPH2 小分子碳架 5 P 核糖 4 P 赤蘚糖 可提供 ATP NADH2 NADPH2 小分子碳架 6 P 葡萄糖 3 P 甘油酸 PEP 丙酮酸 微生物的發(fā)酵類型主要有以下幾種 1 乳酸發(fā)酵 如植物乳酸桿菌進(jìn)行的酸泡菜發(fā)酵 乙醇發(fā)酵 如酵母菌進(jìn)行的酒清發(fā)酵 丙酮丁醇發(fā)酵 如利用丙酮丁醇梭菌進(jìn)行丙酮丁醇的發(fā)酵生產(chǎn) 丁酸發(fā)酵 如由丁酸細(xì)菌引起的丁酸發(fā)酵 50963 呼吸作用和發(fā)酵作用的主要區(qū)別在于基質(zhì)脫下的電子的最終受體不同 發(fā)酵作用脫下的電子最終交 給了底物分解的中間產(chǎn)物 呼吸作用 無(wú)論是有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸 從基質(zhì)脫下的電子最終交給了氧 有氧呼吸交給了分子氧 無(wú)氧 呼吸交給了無(wú)機(jī)氧化物中的氧 50964 分成兩步進(jìn)行 首先由 酮戊二酸經(jīng)氨基化作用形成谷氨酸 谷氨酸脫氫酶 酮戊二酸 NH3 NADPH2 谷氨酸 H2O NADP 第二步是谷氨酸再經(jīng)氨基化形成谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶 谷氨酸 NH3 ATP 谷氨酰胺 ADP Pi 50965 紅螺菌進(jìn)行光合作用 是走環(huán)式光合磷酸化的途徑產(chǎn)生 ATP 沒(méi)有氧氣的放出 藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行光合作用是走非環(huán)式光合磷酸化的途徑 在非環(huán)式光合磷酸化途徑中 能光解水 有氧氣放出 并有還原力產(chǎn)生 50966 合成代謝所需要的前體物有 氨基酸 核苷酸 脂肪酸 UDP 葡萄糖胺 50967 分解代謝為合成代謝提供能量 還原力和小分子碳架 合成代謝利用分解代謝提供的能量 還原力將小分子化合物合成前體物 進(jìn)而合成大分子 合成代謝的產(chǎn)物大分子化合物是分解代謝的基礎(chǔ) 分解代謝的產(chǎn)物又是合成代謝的原料 它們?cè)谏矬w內(nèi) 偶聯(lián)進(jìn)行 相互對(duì)立而又統(tǒng)一 決定著生命的存在和發(fā)展 50968 初級(jí)代謝是微生物細(xì)胞中的主代謝 它為微生物細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)物質(zhì) 決定微生物細(xì)胞的生存和發(fā)展 它是微生物不可缺少的代謝 次級(jí)代謝并不影響微生物細(xì)胞的生存 它的代謝產(chǎn)物并不參與組成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì) 次生代謝產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞 的生存來(lái)說(shuō)是可有可無(wú)的 例如 當(dāng)一個(gè)產(chǎn)紅色色素的賽氏桿菌變?yōu)椴划a(chǎn)紅色色素的菌株后 該菌照樣 進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖 50969 細(xì)菌合成脂肪酸經(jīng)過(guò)以下的反應(yīng) 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 13 頁(yè) 共 33 頁(yè) 乙酰 CoA 在乙酰轉(zhuǎn)酰基酶催化下 將乙?；D(zhuǎn)結(jié) ACP 乙酰 CoA ACP 乙酰 ACP CoA 2 丙二酰 CoA 在丙二酰轉(zhuǎn)?；复呋?將丙二?；D(zhuǎn)給 ACP 丙二酰 CoA ACP 丙二酰 ACP CoA 3 乙酰 ACP 和丙二酰 ACP 縮合成乙酰乙酰 ACP 并放出 CO2 和一分子 ACP 乙酰 ACP 丙二酰 ACP 乙酰乙酰 ACP CO2 ACP 4 乙酰乙酰 ACP 被 NADPH2 還原成 羥基丁酰 ACP 乙酰乙酰 ACP NADPH2 羥基丁酰 ACP 5 羥基丁酰 ACP 脫水生成丁烯酰 ACP 6 丁烯酰 ACP 被 NADPH22 還原成丁酰 ACP 所生成的丁酰 ACP 再與丙二酰 ACP 縮合 重復(fù)上述反應(yīng) 生成長(zhǎng)鏈的脂肪酸 50970 合成代謝所需要的小分子碳架通常有如下十二種 1 P 葡萄糖 5 P 核糖 PEP 3 P 甘油酸 烯酸式草酰乙酸 乙酸 CoA 6 P 葡萄糖 4 P 赤蘚糖 丙酮酸 琥珀酰 CoA 磷酸二羥丙酮 酮戊二酸 50971 人類可利用微生物有益的次生代謝產(chǎn)物為人類的生產(chǎn) 生活服務(wù) 利用有益抗生素防治動(dòng)植物病害 如用青霉素治療人上呼吸道感染疾病 用井崗霉素防治水稻紋枯病 利用有益的毒素 如利用蘇云金桿菌產(chǎn)生的伴胞晶體毒素防治鱗翅目害蟲(chóng) 利用微生物生產(chǎn)維生素 例如利用真菌生產(chǎn)維生素 B2 利用微生物生產(chǎn)植物生長(zhǎng)剌激素 如鐮刀菌產(chǎn)生的赤霉素可促進(jìn)植物生長(zhǎng) 利用微生物生產(chǎn)生物色素安全無(wú)毒 如紅曲霉產(chǎn)生的紅色素 還可以利用霉菌生產(chǎn)麥角生物堿用于治療高血壓等病 50972 1 UDP NAG 生成 UDP NAM 生成 上述反應(yīng)在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行 UDP NAM 上肽鏈的合成 首先 L 丙氨酸與 UDP NAM 上的羥基以肽鍵相連 然后 D 谷氨酸 L 賴氨酸 D 丙氨酸和 D 丙氨酸逐步 依次連接上去 形成 UDP NAM 5 肽 連接的過(guò)程中每加一個(gè)氨基酸都需要能量 Mg2 或 Mn2 等 并有特異 性酶參加 肽鏈合成在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行 組裝 UDP NAM 5 肽移至膜上 并與載體脂 P 結(jié)合生成載體脂 P P NAM 5 肽 放出 UMP UDP NAG 通過(guò) b 1 4 糖 苷鍵與載體脂 P P NAM 5 肽結(jié)合生成 NAG NAM 5 肽 P P 載體脂 放出 UDP 新合成的肽聚糖基本亞單位 可以插入到正在增長(zhǎng)的細(xì)胞壁生長(zhǎng)點(diǎn)組成中 釋放出磷酸和載體脂 P 肽聚糖鏈的交聯(lián) 主要靠肽鍵之間交聯(lián) 革蘭氏陽(yáng)性菌組成甘氨酸肽間橋 陰性菌由一條肽鏈上的第 4 個(gè)氨基酸的羥基與另 一條肽鏈上的第 3 個(gè)氨基酸的自由氨基相連 第六章第六章 生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享 互助社區(qū) 生物秀 專心做生物第 14 頁(yè) 共 33 頁(yè) 名詞解釋 生長(zhǎng) 分個(gè)體生長(zhǎng)和群體生長(zhǎng)兩類 個(gè)體生長(zhǎng)指微生物細(xì)胞因同化作用超過(guò)異化作用的速度 造成原生質(zhì) 總量不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)象 群體生長(zhǎng)是指某一微生物群體中因個(gè)體的生長(zhǎng) 繁殖而導(dǎo)致該群體的總重量 體積 個(gè)體濃度增長(zhǎng)的現(xiàn)象 繁殖 在各種細(xì)胞組份呈平衡增長(zhǎng)的情況下 個(gè)體的體積或重量達(dá)到某一限度時(shí) 通過(guò)細(xì)胞分裂 引起個(gè) 體數(shù)目增加的現(xiàn)象 菌落形成單位 cfu 用平板菌落計(jì)數(shù)法對(duì)活菌進(jìn)行計(jì)數(shù)十的計(jì)數(shù)單位 對(duì)充分分散 稀釋度合適的單細(xì) 胞微生物來(lái)說(shuō) 一個(gè)菌落形成單位表示樣品中有一個(gè)活細(xì)胞 但對(duì)成團(tuán)或成鏈狀或絲狀生長(zhǎng)的微生物來(lái)說(shuō) 菌落形成單位值并非一個(gè)活細(xì)胞 同步生長(zhǎng) 是通過(guò)獲得同步培養(yǎng)物的手段 使微生物細(xì)胞群體內(nèi)的各個(gè)個(gè)體都處于同一細(xì)胞分裂周期的特 殊生長(zhǎng)狀態(tài) 生長(zhǎng)產(chǎn)量常數(shù) Y 指處于穩(wěn)定生長(zhǎng)期的微生物消耗單位營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所形成的菌體質(zhì)量 恒濁器 根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)密度 借光電控制系統(tǒng)控制培養(yǎng)液流速 以達(dá)到菌體密度高 生長(zhǎng)速 率恒定的連續(xù)培養(yǎng)器 恒化器 通過(guò)保持有一種生長(zhǎng)限制因子的培養(yǎng)液的流速不變 可使微生物始終處在低于其最高生長(zhǎng)速率的 條件下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的連續(xù)培養(yǎng)器 連續(xù)發(fā)酵 當(dāng)微生物以單批培養(yǎng)的方式培養(yǎng)到指數(shù)期后期時(shí)一方面以一定速度連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)基和通入 無(wú)菌空氣并立即攪拌均勻 另一方面利用溢流的方式以同樣的流速不斷流出培養(yǎng)物的培養(yǎng)方法 最適生長(zhǎng)溫度 某菌分裂代時(shí)最短或生長(zhǎng)速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度 專性好氧菌 是一類必須在較高濃度分子氧 約 20 千帕 的條件下才能生長(zhǎng)有完整的呼吸鏈 以分子氧 作為最終的氫受體 具有 SOD 和過(guò)氧化氫酶的微生物 兼性厭氧菌 是一類主要生長(zhǎng)在有氧條件下又可在無(wú)氧條件下的微生物 特點(diǎn)是在有氧下借呼吸產(chǎn)能 而 在無(wú)氧條件下可借發(fā)酵或無(wú)氧呼吸產(chǎn)能 微好氧菌 是一類只能在較低氧分下 1 3000 帕 下才能正常生長(zhǎng)的微生物 耐氧菌 是一類可在有氧條件下正常生長(zhǎng)卻不需要氧而僅借發(fā)酵和底物水平磷酸化產(chǎn)能的微生物 厭氧菌 一類對(duì)分子氧高度敏感的微生物 有氧情況下不能生存 超氧陰離子自由基 活性氧的形式之一 帶負(fù)電荷 性質(zhì)不穩(wěn)定 化學(xué)反應(yīng)能力強(qiáng) 可破壞重要生物大分 子和各種膜結(jié)構(gòu) 對(duì)生物體有毒害作用 超氧化物歧化酶 SOD 一切好氧微生物和耐氧微生物含有的可使劇毒的超氧陰離子自由基變?yōu)檫^(guò)氧化氫 的酶 PRAS 培養(yǎng)基 預(yù)還原無(wú)氧滅菌培養(yǎng)基 一種適合培養(yǎng)嚴(yán)格厭氧菌的高度無(wú)氧 還原性強(qiáng) 并經(jīng)滅菌后的培 養(yǎng)基 厭氧罐 一種培養(yǎng)厭氧菌的圓柱型的密閉罐 內(nèi)放鈀催化劑和厭氧度指示劑 經(jīng)抽氣換氣法或內(nèi)源性產(chǎn)氣 袋充以氮?dú)?氫氣 二氧化碳或僅充氫氣和二氧化碳后 利用鈀催化劑在常溫下使罐內(nèi)殘余的氧氣與氫氣 結(jié)合成水 從而達(dá)到無(wú)氧狀態(tài) 亨蓋特滾管技術(shù) 一種稱為滾管的試管壁上培養(yǎng)嚴(yán)格厭氧菌的裝置 包括制備高純氮 以氮驅(qū)氧 制作滾 管和無(wú)氧培養(yǎng)等技術(shù) 厭氧手套箱 一種用于操作 培養(yǎng)和研究嚴(yán)格厭氧菌用的箱形裝置 其內(nèi)充滿氮?dú)?二氧化碳和氫氣氣體 有兩個(gè)塑料手套用于操作 箱內(nèi)設(shè)有接種 除氧和培養(yǎng)等設(shè)備 搖瓶培養(yǎng) 一種培養(yǎng)好氧微生物的實(shí)驗(yàn)室用常規(guī)裝置 一般是把微生物接種入裝有少量培養(yǎng)液的三角瓶中 用紗布包裹瓶口 以利通氣和嚴(yán)防雜菌進(jìn)入 然后把它放在搖床上作有節(jié)奏的振蕩 以不斷提供氧氣 曲 是一類由麩皮等疏松的固態(tài)養(yǎng)料經(jīng)接種和發(fā)酵而成的活菌制劑 有利