2006级微生物学复习题 (带答案)

第23页共23页2005级微生物学复习题一、绪论1、十九世纪哪两个焦点问题的争论促使了微生物学的诞生？问题一：微生物不能自发产生问题二：传染病的性质是什么2、Pasteur是设计怎么的实验来否定“自然发生学说”？巴斯德实验：巴斯德将营养液(如肉汤)装入带有弯曲细管的瓶中，弯管是开口的，空气可无阻地进入瓶中，而空气中的微生物则被阻而沉积于弯管底部，不能进入瓶中。巴斯德将瓶中液体煮沸，使液体中的微生物全被杀死，然后放冷静置，结果瓶中不发生微生物。此时如将曲颈管打断，使外界空气不经“沉淀处理”而直接进入营养液中，不久营养液中就出现微生物了。可见微生物不是从营养液中自然发生的，而是来自空气中原已存在的微生物(孢子)。1864年巴斯德在法国国家科学院报告了他的工作。原定和他辩论的有名的自然发生论者F．A．巴斯德实验意义巴斯德通过试验证实酒和醋的酿造过程实际上是微生物发酵的过程，而且认为不同发酵是由不同种类微生物所引起的，酒精发酵是有酵母菌引起的，乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是由不同的细菌所引起的。意义：（1）发现并证实发酵是由微生物引起的（2）彻底否定“自然发生”学说（3）为免疫学提供理论（预防接种）3、什么是柯赫法则？柯赫法则是德国科学家柯赫(Koch)(1843-1940)根据自己的工作经验以及他的前辈Henle的观点提出的一套科学验证方法,成功地验证了细菌与病害的关系。其内容为：1、在每一病例中都出现这种微生物 2、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生4、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来二、实验技术1、提高显微镜分辨率的措施？利用油镜可提高显微镜分辨率。油镜的工作原理：在显微镜的光学系统中，物镜的性能最为重要。普通光学显微镜通常配置有几个物镜，可分为干燥系和油浸系两种物镜。干燥系物镜与标本之间的介质是空气，而油浸系物镜与标本之间的介质是香柏油。 第23页共23页若玻片与物镜之间的介质为空气，则当光线通过玻片后发生曲折，产生散射现象，进入物镜的光线显然减少，这样就降低了视野的照明度；反之，若玻片与物镜之间的介质为香柏油，当光线通过载玻片后，可直接通过香柏油进入物镜而不发生折射。油镜的放大倍数最大，对微生物研究最为重要。利用油镜不但能增加照明度，更主要是能增加数值口径（N.A），也增加显微镜的分辨力。2、微生物纯种培养的方法？纯培养技术主要包括：培养基的配制与灭菌技术、无菌操作技术、工业微生物分离与纯化技术、厌氧微生物纯培养技术、工业微生物菌种保藏技术等。（1）培养基的配制和灭菌技术培养基：是将微生物生长繁殖所需要的各种营养物质，用人工的方法配制而成的用于培养微生物的营养基质。分类：1.按来源分类天然培养基合成培养基半合成培养基2.按特殊用途分类加富培养基选择培养基鉴别培养基3.按物理状态分类固体培养基液体培养基半固体培养基灭菌：是指杀死或消灭所有微生物，包括营养体、孢子和芽孢。消毒：一般是指消灭有害微生物的营养体和病原菌。培养基的配制方法：1.按照配方的组分及用量先分别称量并配成液体。2.根据要求调到一定的酸碱度(pH)。3.若制成固体则加入2％琼脂并加热融化。4.根据需要的数量分装入试管或三角瓶中，加上棉塞或盖上纱布。5.包扎好灭菌后备用培养基及常用器皿的灭菌：1.棉塞制作与器皿包扎棉塞起过滤的作用，只能让空气透过，而空气中的微生物则不能通过。制作棉塞应采用普通未脱脂的棉花，医用脱脂棉会吸水，不宜采用。用牛皮纸包扎棉花塞部分，防止水蒸气弄湿。2.培养基与器皿的高压蒸汽灭菌一般培养基常用0.1MPa，约120℃维持15～20min，便可达到彻底灭菌的目的。优点：时间短，灭菌效果好。可以杀死所有的微生物，包括最耐热的细菌芽孢及其他休眠体。注意：灭菌的因素是高温而不是高压，故灭菌锅内的冷空气要彻底排除，否则，压力虽然达到0.1MPa，但温度并没有达到要求3.玻璃器皿的干热灭菌比湿热灭菌法所需的温度要高些(150～170℃)，时间也要长些(1～2h)，且包扎器皿的纸或棉塞容易烧焦。（2）无菌操作技术目的：防止纯培养物被其他微生物所污染。1.无菌环境条件：无菌环境是指在无菌室、无菌箱、超净工作室或超净工作台等无菌或相对无菌的环境条件下进行操作。2.无菌操作接种技术：接种时，关键是要严格进行正确的无菌操作，其要点是要充分利用酒精灯焰周围的高温区(无菌区)，即接种时，管口和瓶口始终保持在火焰(如酒精灯焰)旁边，进行熟练的移接种操作，以便保证微生物的纯种培养。此外，挑取和移接微生物纯培养物用的接种环及接种针，使用时用火焰灼烧灭菌；转移液体纯培养物时，应采用无菌吸管或无菌移液枪。 第23页共23页（3）工业微生物分离和纯化技术微生物的分离与纯化－获得只含有某一种或某一株微生物纯培养的过程。方法－一般是根据该微生物的特性，设计适宜的培养基和培养条件，以利于该微生物的生长繁殖，或加入某些抑制因素，造成只利于此菌生长，而不利于他菌生长的环境条件，从而淘汰其他杂菌。然后再通过各种稀释法，使它们在固体培养基上形成单菌落，从而获得我们所需要的纯菌株。平板－是指经熔化的固体培养基倒入无菌培养皿中，冷却凝固而成的盛有固体培养基的平面。方法分类：1.稀释混合倒平板法2.稀释涂布平板发(三角形无菌玻璃涂棒涂布)*常用3.平板划线分离法(接种环有规则地划线)*常用3、微生物的保藏的原理？如何防止菌种衰退?保藏的基本原理：使微生物的新陈代谢处于最低或几乎停止的状态，因而极少或不发生变异；保藏方法通常都是基于温度、水分、氧气、营养成分和渗透压等方面考虑；保藏条件都是人工方法创造的低温、干燥、缺氧环境。防止菌种衰退方法和措施：1.控制传代次数2.创造良好的培养条件3.利用不易衰退的细胞移种传代4.采用有效的菌种保藏方法5.讲究菌种选育技术6.定期进行分离纯化三、微生物分类1、写出种、变种、菌株的定义。菌株（strain）－从自然界中经分离得到的任何一种微生物的纯分离物，或在实验室中任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯培养物均可以成为某菌种的一个菌株。菌株是微生物学实验中最基础最常用的操作实体。种（species）－可以认为是表型特征十分相似、亲缘关系极其接近的一群菌株的总称(可用一个典型菌株作为该种的模式种)。种是微生物最基本的分类单位。亚种（subspecies）－一般是指某以明显而稳定的变异特性与模式种不同的种。亚种是正式分类单位中最低的等级。变种（variety）则是亚种的同义词，但现已较少用。2、生物大分子作为进化标尺依据？为什么16SrRNA一把好的谱系分析的“分子尺”?大分子进化标尺依据：蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进化速率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变量于分子进化的时间成正比。a．在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时―――进化距离远，进化过程中很早就分支了b．如果两群种生物同一来源的大分子的序列基本相同―――处在同一进化水平上大量的资料表明：功能重要的大分子或者大分子中功能重要的区域，比功能不重要的分子或分子区域进化变化速度低。16SrRNA是一把好的谱系分析的“分子尺”原因：1.rRNA具有重要且恒定的生理功能2.在16SRNA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，因而它适用于进化距离不同的各类生物亲缘关系的研究3.16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析 第23页共23页1.rRNA在细胞中含量大，也易于提取2.16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中，因此它可作为测量各类生物进化的工具3、CarlWoese提出的分子进化树?微生物在其中的位置？答：1981年伍斯等根据某些代表生物16SrRNA(或18SrRNA)序列比较，首次提出了一个函盖整个生命界的系统树，而后又进行了多次修改和补充，图12-3就是近年提出的一个全生命系统树，该系统树勾画了生物进化的大致轮廓。从图中可以看出，这是有根的树，根部的结代表地球上最先出现的生命，它是现有生物的共同祖先，生物最初的进化就从这里开始。rRNA序列分析表明，它最初先分成两支：一支发展成为今天的细菌(真细菌)；另一支是古生菌--真核生物分支，它进化过程中进一步分叉分别发展成古生菌和真核生物。因此，从该系统树所反映的进化关系，表明古生菌和真核生物属"姊妹群"，它们之间的关系比它们与真细菌之间的关系更密切。从该系统树还可以看出，古生菌分支的结点离根部最近，其分支距离也最短，这表明它是现存生物中进化变化最少、最原始的一个类群。真核生物则离共同祖先最远，它们是进化程度最高的生物种类。4、微生物的命名法？目前最权威的细菌鉴定手册是什么？微生物的命名法：微生物与其他生物一样，按国际命名法规命名，即采用双名发或三名发，给每一种微生物取一个国际学术界都公认的科学名称，即学名(scientificname)。双名法(binominalnomenclature)＝属名＋种名属名在前，是一个表示该种微生物主要特征的名词，首字母应大写；种名在后，是一个描述微生物次要特征的形容词或名词，首字母小写。例如：大肠埃希氏菌学名－Escherichiacoli三名法(trinominalnomenclature)＝属名＋种名＋亚种或变种的加词当某一种微生物是亚种或变种时，其学名则采用三名法表示。例如：枯草芽孢杆菌黑色亚种学名－Bacillussubtilis(subsp.)nigersubsp.或var.一般可以省略。目前最权威的细菌鉴定手册：《伯杰氏鉴定细菌学手册》，简称《伯杰氏手册》。补充：《系统手册》在《伯杰氏鉴定细菌学手册》的基础上修订的。四、微生物形态与细胞结构1、细菌的主要特征和繁殖方式？细菌的主要特征：1.细胞微细2.结构简单3.胞壁坚韧4.多以二分裂方式繁殖的单细胞多形性原核生物细菌的繁殖方式：细菌一般进行无性繁殖,最主要的无性繁殖方式是裂殖，即一个细胞通过分裂(二分分裂或折断分裂)，结果由一个母细胞形成大小基本相等的两个子细胞。过程大致如下：菌体细胞延长→核质体伸长并分成两份→中间的细胞膜由外向中心作环状推进→形成细胞质隔膜(细胞质和核质体分成两半)→中间的细胞壁跟着从外向内缢陷形成横隔壁，并把细胞膜分成两层→横隔壁逐渐分成两层→两个子细胞分离。有少数芽生细菌能象酵母菌一样进行芽殖,即在母细胞一端先形成一个小突起,待其长大后再与母细胞分离的一种繁殖方式。此外，还有极少数细菌种类（主要是大肠杆菌），在实验室条件下能通过性菌毛进行有性接合。2、细菌细胞壁的结构（Gram+、Gram—）与功能？gram染色的原理和步骤？知道常规的几种Gram+、Gram—的菌种？（1）细胞壁的主要功能是：1.维持细胞外形，保护细胞免受外力的损伤；2.作为鞭毛运动的支点；3.为细胞的正常分裂增殖所必需；4.具有一定屏障作用，对大分子或有害物质起阻拦作用； 第23页共23页5.与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性密切相关。阳性细胞壁：较厚，机械强度较高，化学组成较简单，主要含肽聚糖和磷壁酸；阴性细胞壁：较薄，机械强度较低，但层次较多，成分较复杂，主要成分除蛋白质、肽聚糖和脂多糖外，还有磷脂质、脂蛋白等。（2）革兰氏染色法一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤，具体操作方法是革兰氏染色法步骤：1.先用结晶紫液初染。2.再用碘液媒染（与结晶紫形成不溶于水的复合物）。3.接着用95％乙醇进行脱色。4.最后再用番红(沙黄)液复染。革兰氏染色原理：1.阳性细胞壁较厚而紧密，肽聚糖网层次多、交联紧密、不含类脂质。当用乙醇脱色时，因失水而引起肽聚糖层网络结构的孔径缩小乃至关闭，阻止了结晶紫－碘的复合物洗脱，故菌体最后仍呈紫色或紫红色。2.阴性细胞壁薄，外膜层的类脂含量高，而肽聚糖层薄和交联度差，当乙醇脱色时，外膜层的物质迅速被溶解，通透性增大，结晶紫－碘复合物被抽提洗脱，细胞褪成无色，再经沙黄等红色染料复染，结果阴性菌呈现红色。（3）常规的几种革兰氏阳性细菌：无芽孢－1.短杆菌2.棒状杆菌3.乳酸杆菌4.双歧杆菌有芽孢－1.枯草芽孢杆菌常规的几种革兰氏阴性细菌：无芽孢－1.大肠埃希氏菌2.醋酸杆菌3.假单胞菌3、细胞膜的组成与结构、功能？液态镶嵌模型?(1)细胞膜的组成：主要是蛋白质(占50％～70％)和脂质(占20％～30％)，还有少量的核酸和糖类。脂质主要是磷脂，每一个磷脂分子由一个带正电荷的亲水极性头和两条不带电荷的疏水极性尾组成。(2)细胞膜的生理功能：1.具有高度的选择透性，控制营养物质的吸收及代谢产物的排除，维持细胞内正常渗透压的结构屏障。2.含有各种呼吸酶系，是氧化磷酸化和光合磷酸化产生ATP的部位。3.是细胞壁和糖被的各种组分生物合成的场所。4.质膜上的间与DNA复制分离及细胞间隔形成密切相关。5.是鞭毛的着生点并为其运动提供能量。(3)液态镶嵌模型(细胞膜的结构)：有具有高度定向性的磷脂双分子层中镶嵌着可移动的膜蛋白构成。具体地说，细胞质膜由两层磷脂分子整齐地排列而成，亲水行的极性头朝向膜的内外两个表面，疏水的两极性尾相对朝向膜的内层中央。磷脂双分子层中间和内外表面镶嵌着各种可移动的膜蛋白质，从而形成一种独特的液体磷脂双分子曾镶嵌结构。4、细菌芽孢的组成与结构？芽孢的耐热机制？芽孢－某些细菌在生长发育后期由于环境中营养的缺乏及有害代谢产物的积累，就会在细胞内形成一个内生孢子称为芽孢。（注意：一个细菌只形成一个芽孢，一个芽孢萌发为一个营养细胞，故细菌产芽孢并无繁殖功能，而是产芽孢细菌生存的一种形式）芽孢（spore）的构成：由芽孢衣、芽孢壳、皮层和芽孢壁等包着核心(原生质体)构成的。芽孢的耐热机制:1.芽孢具有复杂而独特的多层结构，使芽孢外壳厚而致密，不易渗透，折光性强。2.芽孢中水分含量低(约40％)，而且大部分以结合水方式存在。 第23页共23页3.芽孢中含有特殊成分吡啶二羧酸钙，与芽孢对外界因素抵抗力和稳定性密切相关。4.酶类含量少且具有抗热性。5、细菌鞭毛的结构及其推动细菌运动的特点？鞭毛的结构：大体上可分为基体(埋于细胞膜和壁中)、钩形鞘(靠近细胞表面)和鞭毛丝(伸出细胞外贸)3部分。推动细菌运动的特点：鞭毛的生理功能是运动，鞭毛的运动引起菌体的运动，以实现其趋性，其运动方式有泳动、滑动、滚动或旋转。鞭毛逆时针旋转，菌体翻腾，鞭毛顺时针旋转，菌体前进。鞭毛细菌的运动速度是惊人的。6、放线菌的形态与结构、繁殖方式？链霉菌的生活史？(1)放线菌(actionmycete)的形态与结构个体形态：是一类主要呈丝状生长和以孢子繁殖的原核生物。其中种类繁多。形态各异，他的菌体是由分支状菌丝组成的，菌丝细胞在培养生长阶段无横隔膜，故一般呈多核的单细胞状态。菌丝可以分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。基内菌丝－又称初级菌丝或营养菌丝，较细。在琼指培养基中培养时，营养菌丝深入到培养基中或匍匐生长在培养基表面上吸取营养。营养菌丝在培养基中可分泌和形成各种具有抗菌作用或特殊生理活性的物质，有的还能产生水溶性或脂溶性的各种色素，是培养基或菌落呈现相应的颜色，成为鉴定菌种的重要依据。气生菌丝－又称次级菌丝或二级菌丝，较营养菌丝粗。它是由营养菌丝体发育后，长出培养基外并伸向空间的直形或弯曲而分支的菌丝。气生菌丝颜色较深，有的也产生色素。孢子丝－又称产孢丝或繁殖菌丝，由气生菌丝逐步成熟时分化而成。孢子丝的形态多样，有直形、波曲形，钩形及螺旋形等。孢子丝的排列方式有交替着生，丛生和轮生等，孢子丝的这种形态与排列上的差异是进行分类鉴定的重要依据。放线菌群体特征：菌落周围具有放射状菌丝而得名。放线菌菌落由菌丝体组成，一般呈圆形或近圆形，干燥，不透明，表面呈致密的丝绒状或彩色的干粉状。菌落颜色多样，正面呈现孢子颜色，背面呈现菌丝颜色，培养基中往往分泌有水溶性色素。繁殖方式：主要以形成各种孢子进行无性繁殖。最常见的孢子是分生孢子，如链霉菌。少数放线菌如诺卡氏菌是以营养菌丝分裂形成分生孢子进行繁殖的。3种孢子形成方式：1.横隔分裂形成分生孢子诺卡氏菌分为孢子丝的细胞膜内陷和细胞壁和细胞膜同时内陷并向中心缢缩两种。2.形成孢子囊产生孢囊孢子链孢霉囊菌3.在菌丝顶端形成少量孢子链霉菌的生活史：7、霉菌的形态与结构、繁殖方式？有性孢子和无性孢子？霉菌的有性生活史？霉菌的形态霉菌先由一个孢子萌发出芽长出芽管，继而长成管状的菌丝（hyphae） 第23页共23页。菌丝是霉菌营养体的基本单位。菌丝通过顶端细胞的不断延伸和分支形成初级菌丝，继续分支成为次级菌丝，最后生长发育形成菌丝体或菌丛。霉菌菌体是由分支或不分支的菌丝组成，许多菌丝交织在一起成为菌丝体。少数霉聚的菌丝中间无横隔膜，呈分支管状多核的单细胞；多数霉菌的菌丝中间有横隔膜，菌丝呈分支成串的多细胞(每个细胞内含可有一个或多个细胞核)。基内菌丝或营养菌丝－是伸入培养基内负责吸收和运输营养的菌丝特化构造：假根(rhizoid)、匍匐菌丝(stolon)、附着枝有营养菌丝体产生具有延伸功能的弧形匍匐菌丝，在培养基表面向四周蔓延生长。有匍匐菌丝分化出分支状的假根,接触基质并吸取养分。气生菌丝或次级菌丝－与培养基表面相连接的伸向空中生长的菌丝特化构造：主要特化成各种形态的子实体子实体－是指在其里面或上面可产无性或有性孢子，有一定的形状和结构的各种菌丝体组织。霉菌的结构霉菌菌丝细胞有细胞壁、细胞膜、细胞质及其内含物、细胞核等组成。细胞壁－厚实而坚韧。高等陆生霉菌主要成分为几丁质低等水生霉菌主要成分为纤维素。细胞膜－与酵母菌细胞膜类似。细胞质及其内含物－幼龄菌丝细胞质饱满均匀成熟或老龄的菌丝细胞质中形成液泡。细胞核－由双层核膜包裹，核膜上有许多膜孔，核内有核仁和染色体。霉菌的繁殖方式(1)产无性孢子进行无性繁殖：1.孢子囊孢子2.分生孢子(最常见)3.厚垣孢子(一种休眠体)4.节孢子5.芽孢子无性繁殖－不经过两性菌丝细胞的配合，只是气生菌丝细胞的分裂或转化而形成同种新个体的过程。(2)产有性孢子进行无性繁殖：1.结合孢子2.子囊孢子3.卵孢子有性繁殖－是两个性细胞结合而产生新个体的过程。一般包括质配即细胞质融合，核配即两个核融合和减数分裂3个阶段。霉菌的有性生活史：8、酵母的形态与结构、繁殖方式？酵母的有性生活史？酵母的形态：酵母菌为单细胞真核生物，其细胞形态一般为球形、椭圆形、卵形或香肠形等。其体积比细菌大20几倍。酵母的细胞结构：细胞壁－厚度与菌龄有关，幼龄菌较薄。酵母菌细胞壁可分3层：外层的组成成分是甘露聚糖和磷酸甘露聚糖；中间层的组成成分是蛋白质；内层是的组成成分是葡聚糖，是维持细胞壁机械强度的主要成分。由玛瑙螺胃液制成的蜗牛酶，含有甘露聚糖酶、纤维素酶、葡萄酸酶、几丁质酶和脂酶等多种酶，对酵母菌细胞壁能起水解作用，可用于制备原生质体。细胞膜－由2层磷脂分子所组成，除镶嵌着球状蛋白质外，还含有固醇类(原核生物中是罕见的)。主要成分 第23页共23页为蛋白质、类脂和少量糖类。所含的固醇类中，主要是麦角固醇(维生素D的前体，在紫外线照射下可转化为维生素D)。细胞核－由双曾多孔核膜包裹着，含有由DNA和组蛋白结合而成的线状典型染色体，核内还有1个或几个核仁，它是合成核糖体的场所。补充：质粒，是一种超螺旋的闭合环状DNA分子，可构建成为外源基因的表达载体。细胞质－含有丰富的酶等蛋白质、各种内含物以及中间代谢产物等，是细胞代谢活动的重要场所。成熟和老龄细胞质中出现较大的液泡和各种贮藏物，主要是异染颗粒、肝糖粒和脂肪粒，它们是细胞内贮藏的营养物质。线粒体－细胞进行能量代谢的场所，是细胞的能量仓库。主要功能是进行氧化磷酸化作用。液泡－细胞的贮藏库，与细胞质进行物质交换，同时还有调节细胞渗透压的作用。酵母的有性生活史：9、如何进行噬菌体培养纯化？烈性噬菌体、温和噬菌体、敏感性细菌、溶原性细菌、原噬菌体、溶原化？烈性噬菌体－侵染宿主菌时，将其头部DNA注入菌体细胞内，并在细胞内形成大量的子代噬菌体，从而引起菌体细胞裂解死亡，同时释放出成熟的子代噬菌体。温和噬菌体－当噬菌体吸附并侵入宿主细胞后，能将其DNA插入(整合)到宿主细胞核DNA的一定位置上成为前(原)噬菌体，并可长期随宿主DNA的复制而同步复制，因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细八的裂解，这一类型的噬菌体称为温和噬菌体。溶原性细菌－受到温和噬菌体侵染而带有原噬菌体却又没有形态上可见到的噬菌体粒子的宿主菌，称为溶原性细菌，简称溶原菌。宿主细菌一般检查不到噬菌体的存在，但却具有产生成熟噬菌体粒子的潜在能力，温和噬菌体侵入宿主细菌后所产生的这种特性，称为溶原性。原噬菌体－当噬菌体吸附并侵入宿主细胞后，能将其DNA插入(整合)到宿主细胞核DNA的一定位置上成为前(原)噬菌体。溶原化途径－温和噬菌体将DNA整合到宿主菌染色体上，宿主菌可继续生长繁殖。敏感性噬菌体－10、以大肠杆菌T4噬菌体为例说明噬菌体的构造及繁殖过程。一步生长曲线及其特征参数？大肠杆菌T4噬菌体的结构：T4噬菌体由头部、尾部和颈部3个部分组成。头部－椭圆形的头部呈20面体对称结构，其衣壳由212个衣壳粒组成，含8种蛋白质。头部衣壳内，一条线状双链DNA分子折叠盘绕其中。 第23页共23页尾部－尾部呈螺旋对称结构，由尾鞘、尾髓(尾管)、基板、刺突和尾丝5个部分组成。尾髓：是头部DNA注入宿主细胞的通道刺突：有吸附功能尾丝：具有专一的吸附在敏感宿主菌细胞表面相应受体上的功能颈部－由颈环和颈须构成。颈须自颈环上发出，其功能是裹住吸附前的尾丝。大肠杆菌T4噬菌体的繁殖过程：吸附(adsorption)－噬菌体吸附宿主细胞时，尾部末端的尾丝散开并附着于细胞表面的特异性受体上，刺突和基板固着于细胞表面。不同噬菌体吸附于宿主细胞的部位不同。宿主细胞表面对个种噬菌体也具有特异性的受体，同时吸附作用也受各种外界因素的影响。侵入(penetration)－吸附后，尾髓末端所携带的少量溶菌酶水解局部细胞壁的肽聚糖产生一小孔洞，然后尾髓收缩为原长的一半，将尾髓推出并插入到细胞内。接着，头部的核酸通过中空的尾髓注入到宿主细胞中，而将蛋白质外壳留在细胞外。增殖(replication)－双链DNA的烈性噬菌体的增殖是按早期、次早期和晚期基因的顺序来进行转录、翻译和复制的。成熟(maturity)－成熟过程实际是噬菌体的装配过程。裂解(burst)－当大量的子代噬菌体在宿主菌内完全成熟后，由于所产生的脂肪酶和溶菌酶分别对细胞膜和细胞壁的水解作用，促使宿主细胞产生裂解作用，从而使大量的子代噬菌体释放出来。一步生长曲线－以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标作图。由此绘制而成的定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称为一步生长曲线或一级生长曲线。1.潜伏期(latentphase)－从噬菌体吸附并将DNA注入宿主细胞至第一个成熟的子代噬菌体从宿主细胞中释放出来之前这段时间，称为潜伏期。2.裂解期(buurstphase)－紧接在潜伏期后，宿主细胞迅速裂解，培养液中大量的子代噬菌体不断地释放出来，表现在噬菌体效价急剧增高，也称为突破期，生长曲线表现为一陡斜的直线。3.平稳期(plateauphase)－被感染的宿主细胞在裂解期全部被裂解后，培养液中的噬菌体效价达到最高电，此时便进入平稳期。补充：效价－指每毫升试样中所含有的侵染性噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位。噬菌斑－在平板的菌苔上形成一个肉眼可见的无菌、透亮、近圆形的空斑。11、噬菌体对发酵工业的危害？如何防治？对发酵工业的危害：在短短的几个小时内，发酵液中的菌体全部被破坏，不能再继续发酵积累产物。轻则减产，重则倒罐，给发酵工业带来了严重的威胁并造成重大的经济损失。 第23页共23页工业上预防噬菌体感染的措施：1.消灭噬菌体及其寄主菌。2.保证无菌空气净化系统的严密有效。3.彻底消除设备死角及渗漏，排除隐患。4.严防种子携带噬菌体进入发酵罐(种子液要经过严格噬检)。5.备有不同噬菌体类型的生产菌，定期轮换使用菌种。6.选育抗噬菌体突变菌株。7.必要时可考虑添加某些噬菌体抑制剂。五、工业上重要的微生物及产品1、工业应用的主要细菌及其产品？大肠杆菌革兰氏阴性，运动(周毛)或不运动，无芽孢，一般无荚膜。菌落呈白色至黄白色，扩展，光滑，闪光。主要用途有:制取氨基酸、制备多种酶、作为基因工程受体菌、作为水和食品中微生物学检验的指示菌。谷氨酸棒状杆菌大多数种不运动。革兰氏阳性。主要用途有：高产谷氨酸、生产其它多种氨基酸、生产5′－核苷酸、水杨酸、棒状杆菌素等。乳酸杆菌革兰氏阳性菌（老培养物中的细胞可能是阴性），无芽孢，多数不运动。主要用途有：工业生产乳酸、发酵生产乳制品、生产其它乳酸发酵食品、生产药用乳酸菌制剂、生产禽畜益生菌制剂。双歧杆菌革兰氏阳性、不形成芽孢、不运动。主要用途有：生产微生态制剂、生产含活性双歧杆菌的乳制品。以双歧杆菌和嗜酸乳杆菌为主、再辅以嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌等菌种，混种发酵生产而成的酸乳，是一种具有很好保健作用的功能性食品。枯草芽孢杆菌俗称枯草杆菌无荚膜，运动（周生鞭毛），革兰氏染色阳性。主要用途有：生产各种酶制剂、发酵生产核苷、生产某些抗生素、生产各种多肽、蛋白质类药物和酶。2、产抗生素的主要生产菌？青霉素：产黄青霉红霉素：红色链霉菌螺旋霉素：生二素链霉菌头孢菌素C：顶孢头孢子菌链霉素：灰色链霉菌庆大霉素：棘孢小单孢菌四环素：金霉素链霉菌3、酿酒酵母的形态特点与繁殖及其生产上的用途？形态特点：酵母菌的细胞主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡和线粒体等构成。酵母细胞壁与细菌细胞壁相比，在坚韧性上较差，在结构和组成分上也大不相同。酵母细胞壁可分三层：外层的组成分是甘露聚糖和磷酸甘露聚糖，约占40%~45%；中间层是蛋白质，约占5%~10%,其中有些是与甘露聚糖相结合的各种酶类（如葡聚糖酶、蔗糖酶、脂酶等）；内层的组成分是葡聚糖，约占35%~45%，为分枝状聚合物,是维持细胞壁机械强度的主要成分。此外，细胞壁中还含有酯类（3%~8%）、少量几丁质（1%~2%）和灰分。酵母菌为真核微生物，其细胞核由双层多孔核膜包裹着，膜孔直径约为80~100nm，用以增大膜的透性和膜内外的物质交换。细胞核中含有由DNA和组蛋白结合而成的线状典型染色体。 第23页共23页在有氧时生长的酵母细胞质中，分布有一种数目较多，棒状或圆筒状，大小为0.3~1×0.5~3μm的细胞器—线粒体。在老龄的酵母细胞质中，出现一个被单层膜包围的液泡。繁殖方式：可分为无性繁殖和有性繁殖两种方式。无性繁殖主要有芽殖、裂殖、产无性孢子（节孢子、掷孢子、厚垣孢子）等三种方式，而有性繁殖则以产生有性孢子—子囊孢子的方式进行繁殖。其中，最典型和最主要的繁殖方式是芽殖、裂殖和产子囊孢子酿酒酵母主要用途有：用于生产酒精（乙醇）、用于生产白酒和其它饮料酒、用于食品工业生产多种食品、用于医药工业生产各种医药品。4、淀粉酶、蛋白酶、柠檬酸、谷氨酸的主要生产菌？淀粉酶：黑曲霉蛋白酶：鲁氏毛霉柠檬酸：黑曲霉谷氨酸：5、毛霉、根霉、曲霉、青霉形态上的差异？毛霉根霉(rhizopus)的菌丝无横膈膜，单细胞。菌丝体白色，气生性强，在固体培养基上迅速生长交织成疏松的棉絮状菌落，可蔓延充满整个培养皿。根霉在固体培养基上或自然培养物上生长时，由营养菌丝体产生具有延伸功能的弧形匍匐菌丝(stolon)，在培养基表面向四周蔓延生长。由匍匐菌丝分化出分枝状的假根(rhizoid)，接触基质并吸取养分。在与假根相对的方向上生出孢囊梗（柄），顶端膨大形成孢子囊，内生孢子囊孢子。孢子囊内有一近球形的囊轴，囊轴茎部与梗相连处有囊托。孢子囊成熟后，孢子囊壁消解或破裂，可释放出大量的孢子囊孢子。曲霉(aspergillus)的菌丝有横膈膜，为多细胞丝状真菌。某些菌丝细胞特化膨大成为厚壁的足细胞，由足细胞生出直立的分生孢子梗（无横隔），顶部膨大形成球形的顶囊。在顶囊的表面以放射状生出一层或两层小梗（初生小梗、次生小梗），小梗的顶端着生成串的分生孢子。顶囊、小梗及分生孢子链一起构成分生孢子穗（或分生孢子头），分生孢子穗具有各种不同的颜色和形状。青霉(penicillium)的菌丝与曲霉相似，有横隔，多细胞，但无足细胞。分生孢子梗（也有横隔）直接由气生菌丝生出，顶端不膨大成为顶囊，而是经过多次分枝成为帚状枝（孢子穗）。帚状枝是由单轮、二轮或多轮分枝构成，对称或不对称。最后一轮分枝称为小梗，在小梗顶端产生成串的蓝绿色分生孢子。有极少数青霉能产生闭囊壳，内生子囊和子囊孢子。六、微生物营养1、微生物的营养类型的分类？答：根据能源的性质不同可把微生物分为光能营养型微生物和化能营养型微生物根据碳源的性质不同可把微生物分为自养型或无机营养型微生物和异养型或有机营养型微生物(1)光能自养型微生物光能无机营养型微生物－又称光能自养型微生物。它们具有光合色素，既能通过光合磷酸化作用产生ATP，又能以还原性无机化合物为供氢体，还原二氧化碳而合成细胞物质。 第23页共23页例：藻类某些原核微生物（如蓝细菌）绿硫细菌和紫硫细菌(2)光能异养型微生物光能有机营养型微生物－又称光能异养型微生物。它们像光能自养微生物一样能够利用光能，但必须以外源有机化合物作为主要碳源和供氢体，在人工培养时通常还需要提供生长因子。例：红假单胞菌(3)化能自养型微生物化能无机营养型微生物－又称化能自养型微生物。它们能利用无机化合物氧化时释放的能量，把二氧化碳中的碳还原成细胞有机物碳架中的碳。例：氧化亚铁硫杆菌(4)光能异养型微生物化能有机营养型微生物－又称化能异养型微生物。它们以有机化合为碳源，利用有机化合物氧化过程中氧化磷酸化提供的ATP而生长。这类微生物的特点是其能源与碳源往往相同。例：原生动物真菌大多数细菌、放线菌2、培养基应该具备微生物生长所需要六大营养要素？功能？实验室中常用的药品？1.水水是微生物最基本的组成成分，在微生物细胞中含量达70％～90％，因而水也是微生物最基本的营养要素。生理功能：1.微生物体内体外的溶剂，绝大多数营养成分通过水来溶解和吸收，代谢废物通过水进行排泄。2.是细胞质组分，直接参与各种代谢活动。3.比热高，传热快，有利于调节细胞温度和保持环境温度的稳定。2.碳源碳源－凡被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳架来源的营养物。微生物对碳源的需要量最大，是微生物所需的最基本营养要素。生理功能：1.为菌体本身的合成提供碳架来源2.为生命活动提供能量3.可作能源4.是微生物细胞物质及其代谢产物的重要组成部分异养微生物－糖类是最好的碳源，其中以葡萄糖和蔗糖最为通用。 第23页共23页自养微生物－可利用CO2和非－C=C－键化合物作为生长的主要碳源或唯一碳源。3.氮源氮源－凡能被微生物用于构成细胞物质和代谢产物中氮素来源的营养物。氮源物质一般不能用作能源，只有少数自养菌能利用铵盐、硝酸盐既作为氮源又作为能源。生理功能：1.为菌体本身的合成代谢提供氮素来源2.可为极少数微生物的生命活动提供能量3.是微生物细胞物质及其代谢产物的重要组成部分氮素自养微生物－能够利用无机氮来合成有机物的微生物固氮微生物－利用空气中氮分子的微生物4.无机盐无机盐－为微生物生长提供必需的矿质元素。生理功能：1.参与酶的组成，构成酶活性基，激活酶活性。2.维持细胞结构的稳定性3.调节细胞渗透压4.控制细胞的氧化还原电位5.作为某些微生物生长的能源物质微生物对无机盐的需求量通常将无机盐分为主要元素和微量元素两类主要元素：磷、硫、钾、钠、钙、镁等元素参与细胞结构物质的组成，并有能量转移、细胞透性调节等作用，微生物对它们的需求量相对大些，没有它们，微生物不能生长。微量元素：铁、锰、铜、锌、钴等元素的盐类进入细胞一般是作为酶的辅助因子，微生物对它们的需求量甚少，一般配制培养基时没有另外加入的必要。5.生长因子生长因子－又称生长因素，是指某些微生物不能用普通的碳源和氮源物质合成，而必须另外加入少量的生长需求的有机物质。不同微生物需要不同的生长因子。生理功能：以辅酶与辅基的形式参与代谢中的酶促反应。补充：营养缺陷型(auxotrophic)微生物－缺乏合成生长因子能力的微生物。3、选用和设计培养基的原理和方法？基本培养基、完全培养基、鉴别培养基？伊红和美蓝鉴别大肠杆菌的原理？设计培养基方法(1)调查研究1.查阅文献，走访同行2.调查生态，察看“嗜好”(2)试验比较培养基的类型按培养基的营养成分是否完全区分1.基本培养基（minimalmedium）亦称“最低限度培养基”。它只能保证某些微生物的野生型菌株正常生长，是含有营养要求最低成分的合成培养基，常用“[－]”表示。经过诱变的营养缺陷型菌株不能生长。2.完全培养基（completemedium）在基本培养基中加入一些富含氨基酸、维生素和碱基之类的天然物质（蛋白胨），即加入生长因子而成完全培养基。可用来满足微生物的各种营养缺陷型菌株的生长需要，常用“[＋]”表示。 第23页共23页按培养基的用途区分3.鉴别培养基（differentialmedium）在培养基中加入某些试剂或化学药品，使难以区分的微生物经培养后呈现出明显差别，因而有助于快速鉴别某种微生物。伊红美蓝(EMB)培养基就是一种常用的鉴别性培养基。原理：大肠杆菌能发酵乳糖产酸，并和指示剂伊红美蓝发生结合，结果大肠杆菌形成较小的、带有金属光泽的紫黑色菌落。4、营养物质进入细胞的方式？促进扩散与主动运输的区别？基团转位的原理？4种营养物质的运输机制实际上一种或多种运送方式可能同时存在于一种微生物中，对不同的营养物进行跨膜运输而互不干扰。1.单纯扩散（simplediffusion）少数低相对分子质量的物质是靠被动扩散渗入或渗出细胞，扩散的速度靠细胞内外的浓度梯度来决定。扩散由高浓度向低浓度，当细胞内外此物质浓度达到平衡时便不再进行扩散。被动扩散的动力来自细胞内外的浓度差。扩散并不是微生物细胞吸收营养物质的主要方式。水和一些气体分子(CO2O2)等简单化合物可通过单纯扩散透过细胞膜。2.促进扩散（facilitateddiffusion）促进扩散与单纯扩散相似，也是靠物质的浓度梯度进行，而不消耗能量，但与单纯扩散不同的是促进扩散需要专一性的载体蛋白存在于细胞膜上，可与相应的营养物结合形成复合物，然后扩散到膜内部，并释放出营养物。促进扩散的动力来自细胞内外的浓度差，当细胞内外此物质浓度达到平衡时便不再进行扩散。3.主动运送（activetransport）主动运送又称主动运输，是细胞膜的最重要的特性之一，类似于促进扩散过程，但不同的是被运输的营养物或溶质可以逆浓度梯度移动，并且需要消耗代谢能。加入细胞形成能量的抑制剂，如叠氮化物或碘乙酸则可抑制主动运输，而促进扩散和被动扩散不受影响。4.基团移位（grouptranslocation）某些细菌自外界吸收特定的糖类，跨膜运输到细胞内部是以其磷酸化的衍生物被释放的形式来进行的，这种运输方式需要能量，类似主动运送，细胞内部的糖的磷酸盐不能跨膜运出。大肠杆菌吸收葡萄糖是依靠这种方式进行的。优点：虽然在运输过程中消耗了1分子ATP，但能量并未浪费，而是有效地保存在糖－6－磷酸中。5、Na+,K+-ATP酶系统？Na+--K+--ATPase是存在于原生质膜上的一种重要离子通道蛋白功能：利用ATP能量将Na+由细胞内泵出细胞外，并将K+泵入细胞内该酶由大小两个亚基组成（MW：12万，5.5万）作用步骤：1．ATP酶（E）在细胞内侧与3个Na+结合，同时消耗能量2.磷酸化ATP酶（E+）构象变化将Na+排出胞外，并与2个K+结合3.K+激发E+脱磷酸化恢复为E，同时将K+运入细胞七、微生物生长1、微生物生长的测定方法？ 第23页共23页（1）细胞物质总量测定1.直接测定法a.体积测定法－通常将待测定的培养液放置在刻度离心管中作自然沉降或进行一定时间的离心，观察沉降物的体积。b.干重测量法－采用离心法或过滤法获得菌体，然后烘干至恒重，称量。一般干重为湿重的10％～20％。2.生理指标法氮量测定法(常用)：粗蛋白总量＝含氮量×6.25（2）微生物细胞数的测定1.直接计数法－此法比较常用，但得到的结果是包括死细胞在内的总菌数。2.平板菌落计数法3.DNA含量测定法4.比色(比浊)法2、微生物生长曲线并解释之？1.延迟期（lagphase）又称停滞期、调整期和适应期。这是培养基接种后开始的一个适应期。生理特征：a.菌体内物质量明显增长，菌体体积增大，杆菌则表现为菌体明显伸长。b.代谢活跃。c.对外界不良环境条件如食盐浓度、温度、辐射及抗生素等化学药品的反应敏感。2.对数期（logarithmicphase）又称指数期，是指细菌经过对新环境的适应阶段后，细胞数以几何级数增加的阶段。生理特征：a.细胞高速生长繁殖。b.温度影响细胞的生长繁殖速度，接近最适生长温度则速度快。c.处于对数前期的细胞对理化因素仍比较敏感，而且菌体大小均匀，单个存在的细胞占多数。因此在研究细菌的代谢和遗传特性时，使用这个时期的细胞较佳。d.用处于对数期后期的细菌接种合适的发酵培养基可以缩短延迟期。3.稳定期（stationaryphase） 第23页共23页又称平衡期或行定期。由于营养物质的逐渐消耗和有生理毒性的代谢物质在培养基中的积累，以及其他条件对细菌生长不利的改变，到对数期的末期，细菌分裂速度降低，繁殖率和死亡率逐渐趋于平衡，活菌数基本保持稳定。生理特征：a.细胞分裂速率降低，细胞质内累积细胞贮存物。大多数产芽孢细菌则在此时产生芽孢。b.代谢活动继续进行，并保持相当水平。c.稳定期的长短因菌种和培养条件而异，是积累代谢产物的重要阶段。4.衰亡期（declinephase）稳定期后期，由于营养缺乏、代谢废物堆积会使细菌死亡速度超过繁殖速度，活菌数明显下降，从而进入衰亡期。生理特征：a.细胞内颗粒更明显，出现液泡，细胞出现多种形态，包括畸形和衰退形。b.因细菌本身所产生的酶和代谢产物的作用而使菌体分解死亡。c.衰亡期与其他各期相比相对较长，其时限取决于细菌本身的特性及环境条件。4、倍增时间、比生长速率？微生物生长动力学monod方程？连续培养的条件？P94-96倍增时间：对数期内戏剧细胞数目以稳定的速率按几何级增加，因此根据细胞增加的总数可以计算出细胞每分裂一次所需要的时间（时代时间G，亦称菌体倍增时间）比生长速率：连续培养：在对数生长期的培养容器内不断添加新鲜培养基，同时不断放出培养物，从而使微生物所需营养能及时得到补充，有害的代谢产物及时排除，菌体生长不受影响，始终维持在对数生长期的一种培养方法。装置：培养室，无菌培养基容器和调节流速的控制系统。必要时还装有通气、搅拌装置。5、控制微生物生长繁殖的主要方法及原理有哪些？灭菌(sterilization)－采用强烈的理化因素是任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。消毒(disinfection)－采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。防腐(antisepsis)－利用某种理化因素完全抑制微生物的生长繁殖，从而达到防止食品等发生质变的措施主要创造低温、缺氧、干燥、高渗、高酸度的环境和添加防腐剂化疗(chemotherapy)－利用具有高度选择毒力(对病原菌具有高度毒力而对宿主无显著毒性)的化学物质来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，从而治疗该传染病1.物理灭菌高温灭菌原理：a高温能引起蛋白质和核酸不可逆地变性失活b高温能破坏细胞质中其他活性物质c细胞膜被热溶解而形成小孔使胞内物质泄漏致死湿热灭菌效果比干热灭菌好：1.由于湿热易于传递热量，湿热蒸汽的穿透力比干热大2.湿热易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构，从而加速其变性高温灭菌的方法：干热灭菌法－灼烧是一种最彻底的干热灭菌方法，但它只能用于接种环、接种针等少数对象的灭菌。湿热灭菌法－比干热灭菌法更有效 第23页共23页2.化学杀菌或抑菌表面消毒剂－对一切活细胞都有毒性，不能用作微生物活细胞内的化学治疗用药剂。原理：当其在极低浓度时，常常会对微生物的生命活动起到刺激作用，随着浓度逐渐增高，就相继出现抑菌和杀菌作用，形成一个连续的作用谱抗代谢药物原理：抗代谢药物在化学结构上与微生物所必需的代谢物类似，以致能竞争性地于特定酶结合，阻碍酶的功能发挥，干扰代谢的正常进行。抗生素6、填写下表杀菌方法使用温度℃作用时间应用举例巴斯德消毒法60～85℃15s～30min用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温灭菌的液体烘箱灭菌法160～170℃常用玻璃器皿，金属器皿及其它干燥耐热物品高压灭菌锅法12115～20min适合一切培养基及多种器材、物料的灭菌7、下列物品采用什么方法灭菌？说明理由。培养基玻璃器皿室内空气酶溶液培养基：高压蒸汽灭菌法时间短，灭菌效果好它可以杀灭所有的微生物,包括最耐热的细菌芽孢及其它休眠体。玻璃器皿：干热灭菌法室内空气：紫外线灭菌酶溶液：8、青霉素的作用机理？细菌耐药性机理是哪些?青霉素的作用机理：青霉素抑制肽聚糖的合成，因而细菌细胞膜合成受阻，是革兰氏阳性细菌变成仅由细胞膜包裹着的脆弱圆形细胞。细菌耐药性机理：1.产生破坏药物的酶，使有活性的药物变成没有作用的物质2.改变细胞膜透性，阻止药物进入细胞内3.改变药物作用的部位4.产生某种具有保护作用的物质5.改变代谢途径9、试举例说明日常生活中防腐、消毒和灭菌的实例，及其原理。（原理见上题5）灭菌、消毒与防腐均为控制微生物生长繁殖的方法，但程度不同。举例包括：发酵灭菌、医学消毒和食品防腐。消毒剂杀死微生物的原理包括：（1）改变细胞膜的渗透性或损害细胞膜，影响正常的物质交换，损伤细胞。（2）氧化作用，可使细胞物质如酶氧化，使细胞物质失去活性。（3）改变原生质的胶体性质，使菌体蛋白质、核酸发生沉淀、变性或凝固。八、微生物代谢1、发酵、有氧呼吸、无氧呼吸概念 第23页共23页根据微生物进行生物氧化时有无外界的最终电子受体，可以把微生物生物氧化分为呼吸和发酵两大类。发酵－没有任何外源的最终电子受体的生物氧化类型呼吸－有外源的最终电子受体的生物氧化类型有氧呼吸又称好氧呼吸(aerobicrespiration)，是一种最普通又最重要的生物氧化或产能方式。特点：是底物脱下的氢经完整的呼吸链（respiratorychain，RC）又称电子传递链（electrontransportchain，ETC）传递，最终被外源分子氧接受，产生了水并释放出ATP形式的能量。这种递氢和受氢都必须在有氧条件下完成的生物氧化作用，是一种高效产能方式。好氧和兼性厌氧微生物在有氧条件下进行氧化的方式。无氧呼吸又称厌氧呼吸(anaerobicrespiration)，指一类呼吸链末端的氢受体为O2以外的外源氧化物。这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。特点：底物脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物或有机物受氢，并完成氧化磷酸化产能反应。在无氧呼吸过程中，电子供体和电子受体之间也需要细胞色素等起传递作用并伴随有磷酸化作用。厌氧和兼性厌氧微生物在无氧条件下营无氧呼吸。发酵发酵(fermentation)是指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类微生物氧化反应。特点：是以有机化合物作为电子供体（被氧化）和电子受体（被还原），电子的传递不经过细胞色素等中间电子递体，直接由电子供体交给电子受体，因此可以看作是分子内的转移。这种氧化作用不彻底，最终形成还原性产物，只放出一部分化学能，而大部分能量仍贮存在还原性产物中。产能效率比：有氧呼吸>无氧呼吸>发酵2、酒精发酵的途径、第一型、第二型发酵？经典的异型乳酸发酵与双歧杆菌异型发酵乳酸的异同？3、采用化学渗透学说解释ATP产生机理。化学渗透假说的要点是：A．线粒体内膜的电子传递是一个质子泵B．在电子传递链中，电子由高能状态传递到低能状态时释放出来的能量，用于驱动膜内侧的H+迁移到膜外侧（膜对H+是不通透的）。这样，在膜的内侧与外侧就产生了跨膜质子梯度（△pH）和电位梯度（ψ△）C．在膜内外势能差（△pH和ψ△）的驱动下，膜外高能质子沿着一个特殊通道（ATP酶的组成部分），跨膜回到膜内侧。质子跨膜过程中释放的能量，直接驱动ADP和磷酸合成ATP九、微生物代谢调节1、操纵子调节基因操纵基因结构基因调节蛋白的类型操纵子学说要点：在染色体的DNA链上有调节基因和操纵子（operon），操纵子包括一串功能相关联的结构基因、操纵基因和启动子。结构基因：携带遗传信息，酶的合成是以结构基因为模版，在RNA聚合酶的作用下转录出mRNA，mRNA 第23页共23页在核糖体上通过tRNA翻译出相应的蛋白质（酶）。操纵基因：不编码蛋白质，是与调节蛋白结合的部位，控制结构基因的转录。启动子：不编码蛋白质，是与RN聚合酶结合的部位，只有RNA聚合酶与启动子结合后，才能启动结构基因转录，启动子是比较短的DNA片断。调节基因：编码一种称为调节物的特殊蛋白质，这是一种变构蛋白，有两个为点，一个位点与操纵基因结合，另一位点与称为调节物的特殊小分子物质结合，这种结合是可逆的，当调节物与调节蛋白结合后，便引起调节蛋白变构，变构了的调节蛋白能增加或降低与操纵基因结合的能力。2、用操纵子学说解释酶的诱导、酶的阻遏、分解代谢产物阻遏？酶的诱导：诱导酶的合成机制，其本质就是解阻遏（诱导物解除了阻遏蛋白对操纵基因的阻塞）。值得注意的是，这种诱导物与阻遏蛋白的结合是可逆的，调节可以双向进行。结合或解除结合取决于细胞内效应物的浓度。酶的阻遏：由于没有过量的终产物（辅阻遏物），阻遏物质没有活性，因此不能附在操纵子部位而合成mRNA。一旦加入过量终产物，无活性阻遏物则与终产物结合形成活性性附在操纵子上，从而阻止mRNA的合成。分解代谢产物阻遏：简称分解阻遏，在微生物代谢中普遍存在，即微生物在含有能分解的两种底物的培养基中生长时，艘现分解快速利用的碳、氮源底物，而不分解慢速利用的碳、氮源底物。例：二次生长现象“葡萄糖效应”－葡萄糖干扰其它碳源利用的现象。3、微生物酶活性调节的方式有哪些？举例并说明P177酶活性调节：通过改变已存在的酶分子活性来调节代谢速度，包括酶活性的激活和抑制。能够激活的物质称为激活剂，抑制酶活性的物质称为抑制剂。调节酶活力比调节酶的合成更迅速及时而有效。在酶活性调节中，终产物对其合成途径第一个酶的活性抑制效应，称终产物抑制或者反馈抑制。举例：巴斯德效应－呼吸抑制发酵作用的现象，其本质是能荷调节。厌氧条件下酵母菌进行酒精发酵，葡萄糖的消耗速度很快；而在有氧条件下。酵母菌进行呼吸作用，葡萄糖的消耗受到抑制，酒精产量也降低主要原因：在于糖酵解（EMP）和三羧酸循环（TCA）途径对ADP和Pi的竞争作用。4、乙醇、柠檬酸、谷氨酸的发酵调控机制？P355、362、370十、微生物遗传与育种1、理解证明DNA是遗传物质的著名实验（转化实验、噬菌体实验）以及RNA为遗传物质的病毒重组实验？（说明其原理）P209～211 第23页共23页经典转化实验——DNA作为遗传物：Griffith和O.T.Avery噬菌体感染实验——DNA是遗传物质：A.D.Hershey和M.Chase植物病毒的重建实验——RNA是遗传物质：H.Fraenkel-Conrat2、原核生物（细菌）和真核微生物的基因组的特点？转座子特点？P226原核生物（细菌）基因组的特点：遗传信息的连续性、功能相关的结构基因组成操纵子结构、结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝和基因组的重复序列少而短。真核生物（细菌）基因组的特点：（1）真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的(即双倍体，diploid)，即有两份同源的基因组。（2）真核细胞基因转录产物为单顺反子(monocistron)，即一个结构基因转录、翻译成一个mRNA分子，一条多肽链。（3）存在大量重复序列。（4）基因组中不编码的区域多于编码区域。（5）基因是不连续的。（6）基因组远大于原核生物的基因组，具有许多复制起点，而每个复制子的长度较小。3、细菌接合作用机制？比较大肠杆菌的F+、F-、Hfr和F’菌株区别？细菌接合作用机制：指供体菌（“雄性”）通过性菌毛与受体菌（“雌性”）直接接触，通过F质粒或其携带的不同长度的核基因组片段传递，产生的遗传信息的转移和重组过程。区别：F+（雄性）菌株：是指细胞内存在游离的F质粒，细胞表面有性菌毛的菌株。F—雌性菌株：是指细胞中没有F质粒，细胞表面也无性毛的菌株，与F+菌株或F′菌株接合获得F质粒或F′质粒，并转变成为F+菌株或F′菌株。Hfr菌株：细胞中F质粒从游离态转变成在核染色体组特定位点上的整合态的菌株。Hfr菌株与F－菌株的基因重组频率要比单纯用F+与F－接合后的频率高出数百倍而得名。F′质粒：它的遗传性状介于F+菌株与Hfr菌株之间，是Hfr菌株细胞内的F质粒因不正常切离而脱离核染色体组时，形成游离的、带小段染色体基因的环状的特殊F质粒，称F′质粒。4、基因突变的特点？通过三个著名实验是如何证明基因突变的非对应性的有哪？(1)不对应性：突变的形状与突变原因之间无直接的对应关系(2)自发性：突变可以在没有人为诱变因素下自发地产生(3)稀有性：突变率低且稳定(4)独立性：基因突变的频率不受他种基因突变率的影响(5)可诱发性：通过理化因子等诱变剂的诱变作用可提高自发突变的频率但不改变突变的本质(6)稳定性：基因突变后的新遗传性状是稳定的(7)可逆性：从原始的野生型基因到变异株的突变称为正向突变5、DNA分子中的碱基存在的互变异构效应？P233碱基能以称之为互变异构体的不同形式存在，互变异构体能够形成不同的碱基配对，因此在DNA复制时，当腺嘌呤以正常的氨基形式出现时，便于胸腺嘌呤进行正确配对；如果以亚氨基形式出现时则与胞嘧啶配对。 第23页共23页6、名词解释：营养缺陷型基因型和表型表示方法抗药性突变型条件致死突变型回复突变抗阻遏和抗反馈突变型组成型突变营养缺陷型：野生菌株发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，在选择培养基(或基本培养基)上不生长。基因型/表型：即指某一生物个体所含有的全部基因的总和，是一种内在可能性或潜力。而可以观察的性状称为表型，指生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是一种现实存在，是具一定基因型的生物在一定条件下所表现出的具体性状。抗性突变型：指野生型菌株发生突变后对物理、化学和生物因素表现出抗性的突变体。如紫外、氨苄青霉素和噬菌体等的抗性突变体。条件致死突变型：是指菌株经过突变后在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。常用的条件致死突变是温度敏感突变。回复突变：从突变株回到野生型的过程。7、接合转导转化接合：指供体菌（“雄性”）通过性菌毛与受体菌（“雌性”）直接接触，通过F质粒或其携带的不同长度的核基因组片段传递，产生的遗传信息的转移和重组过程。转导：指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程。它是细菌遗传物质传递和交换的另一种重要方式。转化：指某些自然或人工感受态的细菌(或其他生物)能通过其细胞膜摄取周围同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA，并将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程8、什么是普遍性转导、局限性转导？二者的区别？普遍性转导：通过温和噬菌体为转导的媒介，将供体菌基因组上任何小片段DNA携带到受体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象。局限性转导：部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与受体菌基因组整合、重组，获得表达的转导现象。9、自然转化的条件？（1）供体DNA与受体细胞间的接触与互作，受体细胞在生理上处于感受态(competence)，能接受外源DNA实现转化。（2）供体DNA的结合与穿入、联会和整合。最后，供体DNA的一条单链片段通过重组而整合到受体DNA中。10、什么是霉菌的准性生殖？是指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。自然条件下，一种真核微生物体细胞在同种而不同菌株的体细胞间发生的自发性的原生质体融合，它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子。准性生殖是丝状真菌，特别是不产生有性孢子的丝状真菌如半知菌类特有的遗传现象。准性生殖一般过程：菌丝联结、形成异核体、核配、体细胞交换和单倍体化。11、紫外诱变、5-溴尿嘧啶诱变的原理？根据SOS修复机制说明其机理P241 第23页共23页紫外线诱变机理是它会造成DNA链的断裂，或使DNA分子内或分子之间发生交联反应。交联是由二聚体引起的，二聚体可以在同一条链相邻的碱基之间产生，也可以是在二条链的碱基之间形成。它会引起DNA复制错误，正常的碱基无法配对，造成错义或缺失。嘧啶比嘌呤对紫外线敏感得多。嘧啶的光化产物主要是二聚体和水化物,已经了解得较清楚的是胸腺嘧啶二聚体。5-溴尿嘧啶（5-bromouracil,5-BU）它和T很相似，仅在第5个碳原子上由溴（Br）取代了T的甲基。5-BU有两种异构体，一种是酮式，另一种是烯醇式，它们可分别与A及G配对结合，这样在DNA复制中一旦掺入5BU就会引起碱基的转换而产生突变。5-BU一般以酮式状态存在于DNA中，因而与A配对。5-BU很容易进行酮式与烯醇式结构的互变异构，当DNA复制时，烯醇式5-BU不与A而与G配对，从而造成A：T®G：C的转换。12、如何应用营养缺陷型筛选工业上的生产菌种，以筛选赖氨酸生产菌为例P228选育营养缺陷突变株。切断支路代谢是积累赖氨酸的有效措施，赖氨酸单独对自身合成途径中的酶没有反馈调节作用，因此在苏氨酸限量培养下，即使赖氨酸过量，也能由天冬氨酸生成天冬氨酸半醛。在苏氨酸缺陷型（Thr-）中天冬氨酸半醛可以进一步转变为赖氨酸和高丝氨酸，高丝氨酸又进而转变为蛋氨酸，但不能生成苏氨酸。在高丝氨酸营养缺陷型（Hom-）中，由于缺失高丝氨酸脱氢酶，丧失了合成高丝氨酸的能力，这就使天冬氨酸半醛全部转入赖氨酸的合成。通过限制高丝氨酸补给量，使蛋氨酸和苏氨酸的生成有限，因而解除了苏氨酸和赖氨酸对天冬氨酸激酶的协同反馈抑制，使赖氨酸得以积累。工业上使用的赖氨酸生产菌以Hom-为主，为防止回复突变而增加遗传标记，如育成Hom-+Thr-或Hom-+Met-（蛋氨酸缺陷型）的双重缺陷型，使生产稳定，增加产量。13、各种原核真核生物细胞制备原生质体所采用的酶？如何计算原生质体再生率？P263微生物细胞壁主要成分去壁方法格兰氏阳性菌芽孢杆菌葡萄球菌链霉菌小单孢菌肽聚糖溶菌酶处理溶葡萄球菌素处理溶菌酶处理溶菌酶处理格兰氏阴性菌大肠杆菌碱性普罗委登斯菌黄色短杆菌肽聚糖和脂多糖溶菌酶和EDTA处理溶菌酶和EDTA处理溶菌酶处理霉菌纤维素和几丁质纤维素酶或真菌中分离的溶壁酶酵母菌葡聚糖和几丁质蜗牛酶原核：溶菌酶（lysozyme）处理细菌细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成时，格兰氏阳性细菌变成仅有细胞膜包裹着的脆弱圆形细胞，称为原生质体真核：由玛瑙螺胃液制成的蜗牛酶，含有甘露聚糖酶、纤维素酶、葡萄酸酶、几丁质酶和脂酶等多种酶，对酵母菌细胞壁能起水解作用，可用于制备原生质体。再生菌数—剩余菌数原生质体再生率=*100%破壁前菌数—剩余菌数十一、微生物生态1、微生物在土壤中的分布情况？土壤采样的方法？表层土的微生物数量最少；在5～20cm土壤层中微生物数量最多；自20cm以下，微生物数量随土层深度增加增加而减少，至1m深处减少约20倍，至2m深处，因缺乏营养和氧气，微生物极少。土壤中的微生物的数量和种类都很多，包括细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等类群。其中，细菌最多，放线菌、真菌次之，藻类和原生动物较少。 第23页共23页细菌————放线菌————霉菌————酵母菌————藻类————原生动物～108107106105104103个/g采土方法：选择适当的地点、铲除表土、取土样数十克，盛入事先准备的无菌防水纸袋中，其上记录采土时间、地点、植被情况等。2、微生物处理污水的原理？P286活性污泥法：在污水处理的过程中，具有很强的西服、氧化和分解有机物的能力。在静止状态时，又具有良好的沉降性能。活性污泥是一种特殊的，复杂的生态系统，在多种酶的作用下进行着复杂的生化反应。生物膜法：生物膜的表面总是西服着一层薄薄的污水，称为附着水层或结合水层；其外是能自由流动的污水，称为运动水层；当“附着水”中的有机物被生物膜中的微生物吸附、吸收、氧化分解时，附着水层中有机物质浓度随之降低，由于运动水层中有机物浓度高，便迅速地向附着水层转移，并不断地进入生物膜被微生物分解；微生物作序的氧通过空气——运动水层——附着水层而进入生物膜，微生物分解有机物产生的代谢产物及最终生成的无机物以及CO2等，则沿相反方向移动。厌氧发酵法：在缺氧条件下，利用厌氧微生物（包括兼性厌氧微生物）分解污水中有机污染物。