1、微生物学复习题资料第一章 复习思考题 1.试图示G+细菌和G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同？答：革兰氏阳性细菌的细胞壁：G+细菌细胞壁具有较厚（20-80nm）而致密的肽聚糖层，多达20层，占细胞壁成分的60%-90%。它同细胞膜的外层紧密相连。有的G+细菌细胞壁中含有磷壁酸也称胞壁质，它是甘油和核酸的酯而存在。由于磷壁酸通常带负电荷，它可在细胞表面能调节阳离子浓度，磷壁酸与细胞生长有关，细胞生长中有自溶素酶与细胞生长起作用，磷壁酸对自溶素有调节功能，阻止胞壁过度降解和壁溶。如果细胞壁的肽聚糖层被消溶，G+细胞成为原生质体，细胞壁不复存在，而只存留细胞膜。除键球菌外，大多是G+细菌细
2、胞壁中含有极少蛋白质。革兰氏阴性细菌的细胞壁：G-细菌细胞壁比G+细菌细胞壁薄（15-20nm）而结构较复杂，分外膜和肽聚糖层（2-3nm）。在细胞壁和细胞质膜之间有一个明显的空间，称为壁膜间隙。G-细菌细胞壁外膜的基本成分是脂多糖，它同细胞质膜相同之处也是双层类脂，但除磷脂外还含有多糖和蛋白质。2.试述革兰氏染色的机制？答：革兰氏染色的机制是：微生物学中最重要的染色法。通过结晶紫色初染和碘液媒染后，在细菌的细胞壁以内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+细菌由于其细胞壁较厚，肽聚糖网层次多和交联致密，故乙醇的处理不会溶出间隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之，G细
3、菌因其细胞壁薄，外膜层类脂含量高，肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡，结晶紫和碘复合物的溶出，因此细胞退成无色，这时，再经沙黄等红色染料复染。就使G细菌呈现红色，G+细菌则仍保留最初的紫色了。此法证明了，G+和G主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反应不同，是一种积极重要的鉴别染色法，不仅可以用与鉴别真细菌也可鉴别古生菌。3.什么是缺壁细菌？试列表比较4种缺壁细菌的形成，特点和实践意义？答：缺壁细菌是一种特殊的缺损或损细胞壁的细菌。虽然细胞壁是一切原核生物的最基本构造，但在自然界长期进化中和在实验室菌种的自发突
4、变中都会产生少数缺细胞壁的种类，此外，在实验室中，还可用人为方法通过抑制新细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获得人工缺壁细菌。 自发缺壁突变：L型细菌 实验室中形状 彻底除尽：原生质体 人工方法去壁：缺壁细菌 部分去除：球状体 自然界长期进化中形成：支原体原生质体：指人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞，一般由G+细菌形状。球状体：指还残留部分细胞的原生质体，一般由G细菌形成。原生质体和球状体的共同特点是无完整的细胞壁，细胞呈球状，对渗透压较敏感，即使有鞭毛也无法运动，对相应噬菌体不敏感，细胞不能分裂等，在合适的再生培养基
5、中，原生体可以恢复，生长细胞壁。L型细菌：L型细菌专一指在实验室中通过自发突变形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株，L型细菌虽然丧失合成细胞壁的能力，但是由于质膜完整在一定的渗透压下不影响其生存和存殖，但是不能保持原有细胞形态，菌体形成高度多形态的变异菌。支原体：是在长期进化过程中形成的适应自然生活条件的无细胞壁的原生核微生物。其细胞壁中含有一般原核生物所没有的甾醇，因此虽缺乏细胞壁，其细胞仍有较高的机械强度。人们在实验中，还可用人为方法通过抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获得人工缺壁细菌。4.研究细菌芽孢有何理论和实际意义？答：芽孢的有无，形态，大小和着生位置等是细菌分类和鉴定中的重
6、要形态学指标。这类菌种芽孢的存在，有利于提高菌种的筛选效率，有利于菌种的长期保藏。是否能杀灭一些代表菌的芽孢是衡量和制定，各种消毒灭菌标准的主要依据。许多产芽孢细菌是强致病菌，例如：炭疽芽孢杆菌肉毒校菌和破伤风校菌等。有些产芽孢细菌可伴随产生有用的产物，如：抗生素短杆菌肽等。5.什么是菌落？试讨论微生物的细胞形态与菌落形态间的相关性及其内在原因？答：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。菌落形态包括菌落的大小，形态，边缘，光泽质地，颜色和透明程度等，每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征，不同
7、种或同种的培养条件下，菌落特征是不同的，这些特征对菌落种识别，鉴定有一定意义。细胞形态是菌落的基础，菌落形态是细胞形态在群体集聚时反映，细菌是原微生物故形成的菌落也小，细菌个体之间瞒着水分，所以整个菌落显得湿润，易被接种环挑起，球菌形成隆起的菌落，有鞭毛细菌常形成边缘不规则的菌落，具有硬膜的菌落表面较透明，边缘光滑整齐，有芽孢的菌落表面干燥皱褶，有些能产生紫色的细菌，菌落还显出鲜艳的颜色。其原因，菌落的特征是细菌自身的形态结构及营养特性在菌落生长形态上的反应。6.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？答：放线菌是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，
8、多数生活在土壤中，它们中有许多是抗生素的生产物，链霉菌属是典型的放线菌，它们基内有基内菌丝和气生菌丝构成，后者成熟后，会分化出各种类型的孢子丝，其上产生形态，颜色各异的分生孢子，便于传播和大量繁殖。放线菌在固体培养基上形成，与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝互相交错缠线形成质地致密的小菌落，干燥，不透明，难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落，由于基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的反正面呈现出不同的色泽。放线菌的菌落由菌丝体组成，一般圆形，光平或有许多褶皱，光学显微镜下观察，菌落类不同可分为两大类：一类是由产生大量的分枝和气生菌丝的菌种所形成的菌落，另一类
9、菌落由不产生大量菌丝体的种类形成，如诺长氏放线菌的菌落。第2章 复习思考题1.试列表比较真核生物和原核生物的10个主要差别？答：比较项目真核生物原核生物细胞大小较大（通常直径2nm）较小（通常直径2nm）若有壁，其主要成分纤维素，几丁质等多数的为肽聚糖线粒体有无叶绿体光合自养生物中有无核糖体80S（指细胞质核糖体）70SDNA含量低（约5%）高（约10%）有丝分裂有无光合作用部位叶绿体细胞膜生物固氮能力无有些有繁殖方式有性，无性等多种一般无性2.试总结酵母菌的5个特点，并列出各个特点的例处？答：酵母菌是一个通俗名称，一般指发酵糖类的各种单细胞真菌，由于不同的酵母菌在进化和分类地位上的异源性，因
10、此很难对酵母菌下一个确切的定义，通常认为，酵母菌具有以下5个特点：个体一般以单细胞非菌丝状态存在。多数营出芽繁殖。能发酵糖类产能。细胞壁常含甘露聚糖。常生活在含糖量较高酸度较大的水生环境中。多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”。如水果蔬菜，叶子，树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等，有的酵母菌可利用烃类物质：如，假丝酵母，毕亦式酵母是正烷酵生产三羧酸的高产微生物，为石油化工开发许多崭新的工艺和生产，人类和第一种“家养微生物”酿造工业，食品工业，医药工业，饲料工业，化学工业。3.试列表比较四大类微生物的细胞形态和菌落特征？答：菌落特征 微生物类别单细胞微生物菌丝状微生物细菌酵母菌放线菌霉菌主要特
11、征 菌 落含水状态很湿或较湿较湿干燥或较干燥干燥外观形态小而凸起或大而平坦大而凸起小而紧密大而致密 细 胞相互关系单个分散或有一定排列方式单个分散假丝状丝状交织丝状交织形态小而均匀大而分化细而均匀粗而分化特征个别有芽孢参考特征菌落透明度透明或稍透明稍透明不透明不透明菌落与培养不结合不结合牢固结合较牢固结合菌落颜色多样单调十分多样十分多样菌落正反面相同相同一般不同一般不同菌落边缘一般看不到细胞可见球状，卵圆状有时可见细胞丝状细胞可见粗丝状细胞细胞生长速度一般很快较快慢一般较快气味一般很臭多带酒香味常有泥腥味往往有霉味4.试列表比较细菌，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
12、的酶或试剂？答：细胞壁成分的异同：细菌分为G+和G，G+肽聚糖含量高，G含量低，G+磷壁酸含量较高，G而不含磷壁酸；G+类脂一般无，而G含量较大；G+不含蛋白质，G含量较高。放线菌为G，其细胞壁具有G所具有的特点。酵母菌和霉菌为真菌，酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖，内层为葡萄聚糖；而霉菌的细胞壁成分为几丁质，也含有纤维素。原生质体制备方法：G+细菌原生质体获得：青霉菌，溶菌霉。G细菌原生质体获得：EDTA螯合剂处理，溶菌霉。放线菌原生质体获得：青霉素，溶菌酶。酵母菌原生质体获得：蜗牛消化酶。霉菌原生质体获得：蜗牛消化酶，纤维素酶。5.各种属酶菌的结构和繁殖方式？答：无隔菌丝：为长管状单细胞，细胞
13、质内含多个核其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多，这是低等真菌所具有的菌丝类型。有隔菌丝：菌丝中有隔膜，被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞，菌丝由多个细胞组成，每个细胞内有一至多个核，隔膜上有单孔或多孔，细胞质和细胞核可自由流通，每个细胞功能相同。营养菌丝：伸入到培养基内部，以吸收养分为主的菌丝。气生菌丝：向空中生长的菌丝。 菌丝片段 包囊孢子 分生孢子 繁殖方式 无性孢子 厚坦孢子 节孢子 孢子 卵孢子 有性孢子 接合孢子 子囊孢子 担孢子第6章 复习思考题（微生物生长及其控制）1.微生物的生长与繁殖间的关系如何？研究它们的生长繁殖有何理论与实践意义？答：生长，繁殖和死亡是微生物最本质的属性之
14、一，其中的规律对科学研究和指导生产实践具有重要的意义。生长是一个逐步发生的量变过程，繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。高等生物里这两个过程可以明显分开，但在低等特别是在单细胞的生物里，这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。单个微生物细胞 合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢同化作用的速度超过了异化作用个体的生长原生质的总量（重量，体积，大小）就不断地增加如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，引起个体数的增加群体内各个个体的进一步生长群体的生长。微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下生理，代谢等状态的综合反映，因此，有关生长繁殖的数据就可作为研究多种生
15、理，生化和遗传等问题的重要指标；同时，微生物的生产实践上的各种应用或是人类对致病，霉腐等有害的微生物的防治，也都与它们的生长繁殖或抑制密切相关。这是研究微生物生长繁殖规律的重要指标。2.平板菌落计数法有何优点？试对浇注平板法和涂布平板法作一比较？答：平板菌落计数法的优点：平板计数简单灵敏，广泛应用于食品，水体及土壤样品中活菌的计数。缺点：可能因为操作不熟练使得细胞未均匀分散或者由于培养基不合适不能满足有微生物的需要而导致结果偏低，或使用倾平板技术时因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结果不稳定等。浇注平板法：为最常用的分离培养细菌的方法，通过平板划线后，可使细胞分散生长，形成单个菌落，有利于含有
16、多种细菌的标本中分离出目的菌。其目的都要使细菌呈现单个菌落生长，便于同杂菌鉴别。涂布平板法：由于将含菌料现加到还较烫培养基中再倒平板易造成某些热敏感菌的死亡，而且采用稀释平台法也会使一些严格好氧菌因被固定在琼脂中间缺乏氧气而影响其生长，因此在微生物学研究中更常用的纯种分离方法是涂布平板法。3.在微生物的培养过程中，培养基的PH变化有何规律？如何合理调整以利微生物更好地生长和产生大量代谢产物？答：微生物的生命活动过程中会有自动地改变外界环境的PH，其中发生PH改变有变酸和变碱两种过程，在一般微生物的培养中往往以变酸占优势，因此，随着培养时间延长，培养基的PH会逐渐下降。PH的变化还与培养基的组分
17、尤其是碳氮比有很大关系，碳氮比高的培养基经培养后PH明显下降；相反，碳氮比低的培养基经培养后，其PH常会明显上升。在微生物培养过程中的变化往往对该微生物本身及发酵生产均不利的影响，因此，如何及时调整PH就成了微生物培养和发酵生产中的一项重要措施。通过总结实践中的经验，这里把人工调节PH的措施分成“治标”和“治本”两大类，前者指根据表面现象而进行直接，及时，快捷但不持久的表面化调节，后者则是指根据内在机制而采用的间接，缓效但可发挥持久作用的调节。这两类措施表解如下： 过酸时：加NaOH,Na2CO3等碱液中和 “治标” 过碱时：加H2SO4，HCl等酸液中和 PH调节 过酸时：加适当氮源：加尿素
18、，NaNO3，NH4OH或蛋白质 “治本” 等提高通气量 过碱时：加适当碳源：加糖，乳酸醋酸，柠檬酸或油脂 等降低通气量。4.抗生素对微生物的作用机制可分几类？试各举一例。答：名称类型作用机制抑制细胞壁合成青霉素抑制肽尾与肽桥间的转化作用引起细胞壁降解溶葡萄球菌素水解肽尾和分解胞壁酸-葡萄球菌干扰细胞壁多粘菌素使细胞膜上的蛋白质释放抑制蛋白质合成红霉素与50S核糖体结合抑制DNA合成灰黄霉素不清楚抑制DNA复制丝裂霉素使DNA的互补链相结合抑制DNA转录放线菌素D与DNA中的鸟嘌呤结合抑制RNA合成利福霉素与RNA聚合酶结合5.抗药性是如何产生的？其作用类型有几种？试各举一例。答：抗药性是通过
19、遗传途径产生，例如基因突变，遗传重组或质粒转移等。产生原因：产生一种能使药物失去活性的酶；例如：抗青霉素的菌株可产生-内酰胺酶，从而使这两类抗生素的核心结构中的内酰胺酶链断裂而丧失活性。把药物作用的靶位加以修饰和改变；抗链霉素的菌株可因而通过突变使30S核糖体亚单位的蛋白质组分改变，从而使链霉素不再与这种变更的30S亚单位结合。形成“救护途径”既通过被药物阻断的代谢途径发生变异，而变为仍能合成原来产物的新途径。使药物不能透过细胞膜。通过主动外排系统吧进入细胞内的药物泵出细胞外。第7章 复习思考题（微生物的遗传变异和育种）【P237】1.试述用Ames法检测微量致癌，致突变，致畸变物质的理论依据
20、，方法要点和优缺点。答：Ames实验是一种利用细菌营养缺陷型的恢复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的简便有效方法。理论依据：由于一切生物的遗传物质都是核酸，尤其是DNA，因此凡是能改变核酸结构的生物学功能，某些化学物质会引起核酸结构损伤，并对生物具有致突变，致癌变，致畸变的作用。根据生物化学统一性原理，人们可以选用最简单的低等生物作为模型去了解发生在复杂的高等生物体内的突变事件的原因。鼠伤寒沙门氏的组氨酸营养缺陷型菌株在基本培养基的平板上不能生长，如发生恢复突变成原养型后能生长。方法大致是在含持测可凝“三致”物的试样中，加入鼠肝匀浆液，经一段时间保温后，吸入滤纸片中，然后将滤纸片放置于
21、平板中央，经过培养后出现三种情况：在平板上无大量菌落产生，说明试样中不含诱变剂。在纸上周围有一抑制，其外周围出现大量菌落说明试样中有某种高浓度诱变剂存在。在纸上周围有大量菌落，说明试样中有浓度适当的诱变剂存在。优点：快速，准确，费用省等。2.试用表解概括一下筛选营养缺陷型菌株的主要步骤和方法。答：步骤过程方法第一步 诱变剂处理一般诱变剂处相同紫外线等物理方法化学诱变剂法第二步 淘汰野生型在诱变后的存活个体中，营养缺陷型的比例一般较低，通常只有百分之几至千分之几，从而达到“浓缩”极少数营养缺陷型的目的抗生素法菌丝过滤法第三步 检出缺陷型要用连个培养皿才能检测出的，有逐个检出法和影印接种法，可根据
22、实验要求和实验室具体条件加以选用。夹层培养法限量补充培养法逐个检出法影印平板法第四步 鉴定缺陷型生长谱法是指在混有供试菌的基本培养基平板表面点加微量营养物视某营养物的周围有否长菌来确定，该供试菌的营养要求的一种快速，直观的方法。生长谱法3.试简述转化的基本过程？答：转化的基本过程：供体菌dsDNA片段与感受态体菌细胞表面的膜连DNA结合蛋白相结合，其中一条链被核酸酶切开和水解，；另一条进入细胞。来自供体菌的ssDNA片段被细胞内的感受态特异的ssDNA结合蛋白相结合，并使ssDNA结合蛋白相结合，并且使ssDNA进入细胞，随即在RecA蛋白的介导下与受体菌核染色体上的同源区段配对，重组，形成一
23、小段杂合DNA区段。受体菌染色体组进行复制，于是杂合区也跟着得到复制。细胞分裂后，形成一个转化子和一个仍保持受体菌原来基因型的子代。4.试比较E.coil的F+F-F和Hfr4菌株的特点。并图示它们间的相互联系。答：F+ 菌株：既“雄性”菌株，指细胞内存在几个F质粒，并在细胞表面着生一至几条性菌毛的菌株。F-菌株：既“雄性”菌株，指与F+菌株相应的，细胞中无F质粒，细胞表面也无性菌毛的菌株，不含因子。Hfr4菌株：在Hfr菌株细胞中，因F质粒已从游离态转变成在核染色体组特定位点上的整合态。Hfr菌株的染色体向F-菌株的转移过程与上述的F质粒的F+ 转移至F-基本相同。 F- 与F+接合 F+
24、分离或消除 与 与 分 核 F 离 染 脱 接 消 色 离 合 除 体 整 合 F因子与染色体组整合 F 不正常脱离 HfrHfr与F细胞配对通过性菌毛使两个细胞直接接触，并形成接合管，Hfr的染色体在起始子（i）部开始复制，F质粒插入的部分才告结束，供体DNA的一条单链通过性菌毛进入受体细胞。发生接合中断， F-成了一个部分双倍体，在那里供体细胞的单链DNA片段合成了另一条互补的DNA链。外源双链DNA片段与受体菌（ F-）的染色体DNA双链间进行双交换，从而产生了稳定的接合子。5.试列表比较原核微生物的转化，转导，接合和原生质体融合的异同？答：转化转导原生质体融合接合源基因供体菌的DNA片
25、段供体菌的DNA片段供体菌的全部基因F质粒或供体菌的DNA片段媒介无dsDNA直接与感受体接合醋锂或CaCl2缺陷噬菌体无性菌毛增进措施处理，增加感受态个数对双重溶源菌进行诱导PEG或电源冲使融合控制F质粒举例十分普通，主要有肺炎链球菌，嗜血杆菌属，芽孢杆菌属，根瘤属鼠伤寒沙门氏菌，变形杆菌属，弧菌属，根瘤菌属原生生物和真核生物都有主要在革兰氏阴性菌中，放线菌中常见共同点实现了外源基因的导入，并获得了新的稳定重组子，表现出若干新遗传性状6.基因工程的基本操作过程是怎样的？试用简图表示并简要说明。答：基因工程的基本操作过程是： 目的基因的取得：取得具生产意义的目的基因主要有3条途径：从适当的供体
26、生物包括微生物，动物或植物中提取；通过逆转录酶的作用，由mRNA合成cDNA。由化学合成方法有特定功能的目的基因。优良载体的选择： 优良载体必须具备几个条件：是一个相对分子质量较小，结构清楚，具自我复制能力的复制子；能在受体细胞内大量扩增；载体上最好只有一个限制性核算内切酶的切口，使目的基因能固定地整合到载体DNA的一定位置上；其上必须有一种选择性遗传标记，以便及时高效地选择出“工程菌”或“工程细胞”。目的基因与载体DNA的体外重组： 采用限制性核算内切酶的处理或人为地在DNA的3端接上polyA和polyT，就可使参与充足的两个DNA分子产生“榫头”和“卵眼”似的互补黏性末端。然后把两者放在
27、5-6下温和地“退火”。重组载体导入受体细胞： 由体外操纵手续构建成的重组载体，只有通过转化等途径将它导入受体细胞中，才能使其中的目的基因获得扩增和表达。把重组载体导入受体细胞有多种途径，如质粒可用转化法，噬菌体或病毒可用感染法，DNA片段的基因枪法和花粉管道法等。重组受体细胞的筛选和鉴定。 “工程菌”或“工程细胞”的大规模培养。 简图略。7.衰退的原因是什么？如何对衰退的菌种进行复壮？如何区别菌种究竟是衰退，还是发生污染或饰变？答：菌种衰退：生产菌株生产性状的劣化或遗传研究菌株遗传标记的丢失称为菌种衰退。原因：自发突变。菌种退化的主要原因是有关基因的负突变。通过诱变获得的高产菌株本身不纯。高
28、产突变只发生在一个核上，随着核的分离，原来未变异的低产性状逐渐恢复。单核微生物由于高产突变只发生在一条DNA链上，也往往发生分离回复的现象。培养，保藏条件。可以通过对自发突变率的影响来表现，也可在不改变基因的情况下表现。复壮：（广义）指在菌种的生产性能尚未衰退前，有意识地进行纯种分离和生产性能的测定工作，以期菌种的生产性能逐步有所提高。菌种复壮的方法：纯种分离法，通过宿主体内复壮，淘汰已衰退的个体。区别：基因突变所造成的菌株衰退具有可遗传性。而饰变主要是环境条件导致的，不发生遗传结构改变的，只是在转录与翻译水平上的一种变化，因此它没有遗传性，在解除相关环境因子后，改变了的性能可以恢复。因此，它与衰退有本质区别。生产君主的杂菌污染可导致菌株优良性能的衰退，但一旦菌株被分离纯化，优良性即可恢复。
