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文檔簡介
1、現(xiàn)代微生物學試題庫第一章緒論1.人類認識微生物世界的主要障礙是什么?在微生物學發(fā)展早期,學者們是如何逐一克服的?1.答案主要障礙有以下幾點:個體微小:列文虎克利用其自制的顯微鏡,克服了肉眼的局限性,首次觀察到多種微生物的個體形態(tài); 外貌不顯:主要由科赫學派克服的,他們創(chuàng)立了許多顯微鏡技術,染色技術、懸滴培養(yǎng)技術和顯微攝影技術,使人們對細菌等的外貌能清楚地觀察到了; 雜居混生:由科赫等人發(fā)明的明膠和瓊脂平板分離微生物純種的方法,克服了微生物在自然界中的雜居混生狀態(tài),從而進入了研究微生物純培養(yǎng)階段; 因果難聯(lián):把微生物作用的因果聯(lián)系起來的學者很多,如巴斯德提出了活的微生物是傳染病、發(fā)酵和腐敗的真正
2、原因;科赫提出了證明某病的病原菌的“科赫法則”等。2.什么是生物工程(學)?它由哪5大具體工程組成?它們間的相互關系是怎樣的?2.答案是一門以現(xiàn)代生物學理論、方法為基礎,結合現(xiàn)代工程技術,自覺操縱遺傳物質,定向改造物種,大量生產有用代謝產物或發(fā)揮微生物獨特生理功能的新興技術。包括:遺傳工程、細胞工程、微生物工程(發(fā)酵工程)、酶工程(生化工程)、生物反應器工程。 相互關系:遺傳工程是主導,微生物工程是基礎。前兩工程主要發(fā)揮改造物種的作用,后三個工程主要發(fā)揮大量商業(yè)化生產的作用。 (注:也可用表解法回答)3.微生物學對生物學基礎理論的研究有何重大貢獻?為什么微生物可以發(fā)揮這種作用?3.答案貢獻:以
3、微生物作為研究對象解決了生物學發(fā)展過程中的許多重大爭論問題(應舉一例); 是分子生物學的3大來源或3大支柱之一; 遺傳學研究對象的微生物化促使經典遺傳學迅速發(fā)展為分子遺傳學;微生物是基因工程的支柱; 高等生物研究和利用中的微生物化趨向方興未艾; 微生物學中的一套獨特實驗技術迅速成為現(xiàn)代生命科學各領域的共同技術。 原因:(可選擇以下任一) 5大共性(見教程第9或11或13頁);10個原因(見教程第220頁);4個理由(見教程第405頁)(1)比面值大;(2)生化轉化能力強;(3)快速自我復制;(4)多樣性(物種,遺傳,代謝,生態(tài))。4.試列舉微生物學中3項最重要的獨特技術,并分別說出其創(chuàng)始人、基
4、本原理及其對發(fā)展微生物學的貢獻。4.答案顯微鏡技術:由列文虎克等創(chuàng)始。他制造的單式微鏡通過光學放大原理使人眼的分辨率從mm水平提高到m水平,從而使原來無法見到的微生物世界顯露其原形。由此開創(chuàng)了微生物的形態(tài)和分類方面的研究。無菌技術:由巴斯德等發(fā)明,其原理是利用物理、化學因素來殺死、抑制或阻留微生物。由巴斯德設計的曲頸瓶試驗不但創(chuàng)立了胚種學說,而且為消毒、滅菌無菌等技術提供了可靠的理論基礎。純種分離技術:由科赫等創(chuàng)建。其原理是通過稀釋的方法,將原先呈雜居混生狀態(tài)的眾多微生物個體進行分散,然后讓每一個分散的個體繁殖成一個個單菌落以達到純種分離的目的。此法使人類真正認識了各種病原體,并促進純種發(fā)酵技
5、術的建立和微生物學的研究。5.簡述微生物學在那幾方面的突出貢獻使人類的平均壽命延長了幾十年。為什么?5.答案 消毒滅菌技術;免疲學技術;抗生素的發(fā)現(xiàn)和應用;消毒滅菌技術:由于微生物的消毒滅菌技術使嬰兒避免了破傷風等細菌的感染,嬰兒的成活率極大提高;免疲學技術:微生物免疫技術的推廣和普及使象天花等疾病基本消滅,瘟疫不流行抗生素的發(fā)現(xiàn)和應用:抗生素藥物的發(fā)現(xiàn)和應用,拯救了象患了肺結核、流感等疾病不該死亡的人的生命,使全世界人平均壽命提高了幾十年,這是微生物學給人類帶來的最大福利。6.微生物的種類多(即多樣性)表現(xiàn)在哪些方面?試以生理代謝類型為例,詳細分析其多樣性。6.答案從青霉素生產的角度來看微生
6、物變異的有利方面: 1943年,產黃青霉的發(fā)酵單位是每毫升約8單位青霉素;由于長期育種等原因,當前已超過8萬單位/毫升。微生物變異的不利方面: 若生產菌保藏不善或長期任意移種不加純化或復壯,就會引起生產性狀退化。從青霉素的應用角度來看: 長期廣泛應用的結果,會使原來對它敏感的金黃色葡萄球菌等致病菌,逐步產生強大的耐藥性變異株,給醫(yī)療工作帶來極大困難。例:1943年時,青霉素對金黃色葡萄球菌的最低制菌濃度僅為0.02g/ml,若干年后,有的菌株的耐藥性已提高于1萬倍之多。 7.分別以大腸桿菌和枯草芽孢桿菌為例,簡述革蘭氏染色的機制。7.答案經染色后,大腸桿菌為陰性反應,枯草桿菌呈陽性反應。 此結
7、果與兩者細胞壁的化學組成和結構密切相關。 枯草桿菌的細胞壁主要由肽聚糖形成的網狀結構組成,且多層緊密牢固,厚約2080nm;肽聚糖的含量約占細胞壁干重的4090,脂多糖含量僅0.10.4。當染色過程中用乙醇脫色時,由于脫水而引起肽聚糖層網狀結構中的孔徑變小,通透性降低,結晶紫-碘的復合物保留于細胞中而不易脫色,因此菌體呈紫色。而大腸桿菌細胞壁中肽聚糖層厚約23nm,結構疏松且單層或雙層;肽聚糖含量僅5-10,而脂多糖含量卻高達1122。當染色過程中用乙醇脫色時,脂類物質溶解,細胞壁通透性增加,結晶紫-碘復合物被抽出而脫色,再用復染液染色,于是菌體染上了復染液的顏色而呈紅色。 8.何謂細胞壁缺陷
8、細菌?按其形成方式共分為哪幾種?8.答案細胞壁是細菌的基本結構之一,但在某些情況下可導致細胞壁缺損以致無壁,這類無壁或壁部分缺損的菌株統(tǒng)稱為細胞壁缺陷細菌。 按其形成方式,缺壁菌株大致分為四種:支原體:在自然界長期進化中形成 L型細菌:實驗室條件下自發(fā)突變形成 原生質體:實驗室條件下,以人工方法徹底去壁 球狀體:實驗室條件下,經人工方法除去部分細胞壁 9.何謂細胞膜?如何證明其存在?試簡述細胞膜結構。9.答案細胞膜是內側包圍細胞質,外側緊貼細胞壁的一層由磷脂和蛋白質組成的柔軟且富于彈性的半滲透性薄膜,是細菌的基本構造之一??赏ㄟ^選擇性染色、原生質體破裂和電子顯微鏡觀察等方法證明其存在,較大的細
9、菌還可用質壁分離法證明。它的結構與其化學組成密切相關。尤其是極性類脂,它有一個帶正電荷且溶于水的極性頭部(磷酸端)和一個不帶電荷不溶于水的非極性尾部(烴端),在水溶液中很易形成高度定向排列的雙分子層,相互平行排列于膜內。頭部朝向膜外表面呈親水性,尾部埋藏于膜的內側,呈疏水性;不同的內嵌蛋白和外周蛋白可在磷脂分子層的液體中作側向“漂浮”運動。 10.試述Singer和Nicolson 1972年提出的細胞膜液態(tài)鑲嵌模式的基本內容。10.答案細胞膜主要由磷脂和蛋白質組成。 電子顯微鏡下呈明顯雙層結構,由磷脂分子兩層整齊排列而成。 磷脂的組成:主要為極性類脂甘油磷脂,由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮堿組成
10、。 磷脂分子的結構:由帶正電荷且溶于水的極性頭部(磷酸端)和不帶電荷不溶于水的非極性尾部(烴端)構成。 磷脂分子在水溶液中很易形成具高度定向排列的雙分子層,極性頭部朝向膜內外兩個表面,呈親水性,非極性尾部埋藏在膜內側,呈疏水性。 內嵌蛋白和外周蛋白在磷脂雙分子層液體中作側向“漂浮”運動,使膜具有了流動性。 11.如何初步判斷并進一步證明某細菌是否具有鞭毛?11.答案鞭毛是細菌的運動“器官”,因此可通過如下方法初步判斷: 采用光學顯微鏡或暗視野顯微鏡觀察細菌的水浸片或菌懸滴。如果發(fā)現(xiàn)運動性細菌者,可能具鞭毛(注意與布朗氏運動的區(qū)別) 采用半固體瓊脂穿刺接種或平皿點種,培養(yǎng)一定時間后,若具鞭毛者,
11、其菌群沿穿刺線呈假根狀擴散生長或從接種點向周圍很快擴散生長。通過肉眼便可直接觀察。 證明其有無鞭毛:電子顯微鏡觀察:結果直接、可靠; 進行鞭毛染色后,光學顯微鏡下觀察,亦可以清楚看見。 12.何謂細菌鞭毛和菌毛?各有何生理功能?12.答案鞭毛:某些能運動細菌的表面,往往具有一根或數(shù)根由細胞膜伸出的細長而波曲的毛發(fā)狀絲狀體結構,主要由蛋白質組成。只有用電子顯微鏡或經染色后光學顯微鏡下可清楚看見。 功能:是細菌的運動“器官”(包括趨避運動)。 菌毛:某些細菌細胞表面的一種較鞭毛短、細且直、數(shù)量較多的蛋白質附屬物,也起源于細胞膜處。 生理功能:普通菌毛,能使菌體較牢固地粘連在物體(如呼吸道、消化道、
12、泌尿生殖道等粘膜)的表面; 性菌毛,能幫助不同性別菌株間傳遞DNA片段或者是某些噬菌體的吸附位點。 13.細菌芽孢為什么具有極強的耐熱能力?13.答案芽孢耐熱的本質,目前一般以“滲透調節(jié)皮層膨脹學說”解釋。 結論:皮層膨脹,核心失水,芽孢耐熱; 皮層收縮,核心充水,芽孢不耐熱。 原因:芽孢抗熱性在于芽孢衣對多價陽離子及水分的透性差以及皮層的離子強度高,從而使皮層有極高的滲透壓去奪取核心部分的水分,其結果造成皮層膨脹,而核心部分的生命物質卻形成高度失水狀態(tài),因而具高度耐熱性。 皮層膨脹的原因在于其含有大量交聯(lián)度低、負電荷強的芽孢肽聚糖
13、,離子濃度很高,當芽孢處于陽離子濃度低的條件下,皮層周圍的負電荷在靜電排斥力作用下,使皮層吸水膨脹。 皮層收縮的原因:當芽孢在高濃度陽離子條件下,芽孢衣透性改變,多價陽離子與皮層中的單價陽離子交換而進入皮層,與肽聚糖上的電負性基團形成復合物,使皮層收縮。 另有人用DPA-Ca的螯合作用,使芽孢中的生物大分子形成了穩(wěn)定性凝膠來解釋。 14.簡述芽孢萌發(fā)的幾個階段。哪些因子可促進或抑制芽孢萌發(fā)?促進芽孢萌發(fā)有何實踐意義?14.答案芽孢萌發(fā)可為三個階段:活化、出芽和生長。 活化:可通過短期加熱或低pH、還原劑或化學萌發(fā)劑等處理而引起;處理后的芽孢應立即接種培養(yǎng)。 出芽:由于芽孢衣中蛋白質結構的可逆性
14、變化,使芽孢透性增加,酶活動加強,芽孢衣上的蛋白質逐漸降解,外界陽離子不斷進入皮層并使之膨脹、溶解、消失。此時外界的水不斷進入核心,使其膨脹,酶類活化,細胞壁開始合成。于是芽孢由休眠體轉變成具代謝活力的營養(yǎng)細胞。 生長:在適宜條件下,營養(yǎng)細胞迅速生長繁殖。 促進芽孢萌發(fā)的因子:L-丙氨酸、Mn2+、表面活性劑、葡萄糖以及適當加熱、低pH和還原劑處理等。 抑制因子有:D-丙氨酸、重碳酸鈉等。 當芽孢萌發(fā)為營養(yǎng)細胞后,耐熱力降低,即使在沒有加壓蒸汽等條件下,也可用較為簡易的方法將有害細菌殺滅。 15.談談你對鏈霉菌屬的認識15.答案形態(tài)結構:能形成分枝發(fā)達的菌絲體,單細胞;按其結構和功能又可分為:
15、基內菌絲、氣生菌絲和孢子絲;孢子絲最后分化為孢子;孢子絲的形態(tài)和著生方式因種而異,具有一定分類鑒定的意義。 細胞壁為I型,含L-DAP等。 G+、腐生、好氧 菌落特征:較小而不蔓延,質地致密、表面呈緊密絨狀或堅實、干燥多皺;不易挑起,挑起后也不易破碎;當孢子大量形成后,菌落則呈現(xiàn)粉狀、絨狀或顆粒狀的典型的放線菌菌落。 繁殖方式:主要形成分生孢子,菌絲片段也可繁殖。 與人類關系密切:是抗生素的主要產生菌;在自然界物質循環(huán)中具重要作用。 第三章 真核微生物的形態(tài)結構16.綜述曲霉的基本特征(菌絲特征和繁殖方式)及其與人類的關系。16.答案菌絲特征。為多細胞霉菌;菌絲發(fā)達,有隔膜;菌絲體分兩部分:營
16、養(yǎng)菌絲體和氣生菌絲體;氣生菌絲分化出分子孢子梗,梗的頂端膨大成頂囊,其上有小??僧a生分生孢子;由小梗、分生孢子及頂囊共同組成孢子頭;孢子頭形狀和顏色是菌種鑒定依據(jù)。 繁殖方式:以分生孢子進行無性繁殖。絕大多數(shù)種類至今還沒發(fā)現(xiàn)有性階段,屬半知菌類。 與人類關系:有益方面:是發(fā)酵工業(yè)和食品加工工業(yè)的重要菌種。用于制醬、釀酒及多種酶制劑、有機酸的生產, 有害方面:除引起果蔬、糧食霉腐外,主要是產生對人類有害的真菌毒素。 17.綜述青霉菌的基本特征(菌絲特征和繁殖方式)及與人類的關系。17.答案菌絲特征:青霉菌為多細胞霉菌;菌絲發(fā)達,有隔膜; 菌絲分營養(yǎng)菌絲體和氣生菌絲體;氣生菌絲頂端分化成分生孢子梗
17、,孢子梗上產生小梗和分生孢子;孢子頭形態(tài)、構造是分類鑒定的重要依據(jù)。 繁殖方式:以分生孢子進行無性繁殖。絕大多數(shù)種類至今還沒發(fā)現(xiàn)有性階段。 與人類關系:有益方面:是青霉素的重要生產菌并可用于灰黃霉素、酶制劑及有機酸的生產; 有害方面,引起食品、果蔬及糧食的霉腐。 18.簡述釀酒酵母、裂殖酵母、路德類酵母生活史及其特點。18.答案釀酒酵母:營養(yǎng)體是單倍體或二倍體。子囊孢子發(fā)芽成單倍體,及單倍體芽殖;性別不同的兩細胞接合,質配、核配成二倍體細胞;二倍體細胞出芽繁殖;二倍體細胞經減數(shù)分裂成4個子囊孢子;子囊成熟,孢子釋放。 裂殖酵母:營養(yǎng)體是單倍體兩單倍體接合、質配、核配成二倍體;二倍體核減數(shù)分裂成
18、子囊孢子;子囊成熟,孢子釋放。單倍體孢子裂殖,進行無性繁殖。 路德類酵母:營養(yǎng)體是二倍體。二倍體細胞芽殖進行無性繁殖;二倍體細胞內的核減數(shù)分裂形成子囊孢子;單倍體子囊孢子在子囊內接合成二倍體細胞。19.真菌的繁殖方式有哪些?為什么有性繁殖在真菌分類上顯得更為重要?19.答案繁殖方式:無性繁殖:主要以孢子進行無性繁殖,其次是菌絲片段;有 性繁殖以各種有性孢子進行有性繁殖,少數(shù)類型以準性生殖進行繁殖。 有性生殖過程對分類的重要性:有性過程有質配、核配、減數(shù)分裂,無性過程無此循環(huán);有些真菌不產
19、生分化的性器官,由營養(yǎng)菌絲代替;有些真菌產生性器官分化;有些真菌兩性細胞結合,隨即形成厚壁休眠孢子,如卵孢子、接合孢子,有些真菌兩性細胞結合后,先行減數(shù)分裂,形成單倍體非休眠孢子。有性孢子形成過程可以體現(xiàn)低等和高等真菌之間的差異。 第四章 病毒與亞病毒20.在病毒中,何謂侵染性RNA?何謂非侵染性RNA?請指出4類RNA病毒(+RNA,±RNA,-RNA,逆轉錄病毒)中哪一類是侵染性RNA,哪一類是非侵染性RNA,并說明其理由。20.答案侵染性RNA:病毒RNA具有mRNA活性。 非侵染性RNA:病毒RNA不具有mRNA活性。 正鏈RNA病毒中的+RNA:是侵染性RNA,大多數(shù)具有m
20、RNA活性 負鏈RNA病毒中的-RNA:是非侵染性RNA,其-RNA無mRNA活性。病毒粒子攜帶有RNA轉錄酶。 雙鏈RNA病毒中的±RNA為非侵染性RNA,無mRNA活性,病毒粒子攜帶有RNA轉錄酶。 逆轉錄病毒中+RNA是非侵染性RNA,其+RNA必須在病毒粒子中所帶的逆轉錄酶作用下,逆轉錄產生-DNA,-DNA 復制成±DNA,此dsDNA整合于宿主細胞染色體上,再轉錄產生病毒mRNA。 21.試述5類不同核酸類型的病毒的6種mRNA合成方式。21.答案雙鏈DNA病毒:以-DNA為模板合成mRNA。 正鏈DNA病毒:+DNA®-DNA,再以-DNA為模板合成
21、mRNA。 雙鏈RNA病毒:病毒粒子攜帶轉錄酶部分雙鏈RNA病毒:以半保留方式轉錄,以-RNA為模板合成mRNA。部分雙鏈RNA病毒(呼腸孤病毒)以全保留方式轉錄。以-RNA為模板合成mRNA。 正鏈RNA病毒:病毒粒子攜帶轉錄酶以+RNA作為mRNA或+RNA®-RNA,-RNA合成mRNA 負鏈RNA病毒:病毒粒子攜帶轉錄酶以-RNA為模板合成mRNA 逆轉錄病毒:病毒粒子攜帶逆轉錄酶,+RNA逆轉錄為-DNA,-DNA復制成±DNA,然后整合到染色體上,再轉錄出mRNA。 22.當用噬菌體(或與同源噬菌體)和T4噬菌體(非同源噬菌體)分別感染E.coliK12()溶源
22、菌時,各會產生什么樣的后果?試說明其機理。22.答案用噬菌體感染E.coliK12()時:感染結果:新感染的噬菌體DNA雖可進入溶源菌,但不能增殖,也不導致溶源裂解,溶源菌對噬菌體表現(xiàn)不敏感性稱為免疫性。機理:這是由于溶源菌中存在著過量CI阻遏蛋白,它們可與±DNA兩個操縱基因結合,從而阻止進入細胞的±DNA進行轉錄與復制。 用T4噬菌體感染E.coliK12()時:感染結果:T4噬菌體DNA在E.coli細胞中進行正常轉錄、復制和增殖并能裂解宿主細胞,即E.coliK12()對T4不具免疫性。機理:溶源菌中存在的過量CI阻遏蛋白不能與進入細胞內的T4DNA的操縱基因結合,
23、故可進行轉錄與復制。 23.試述溶源菌的主要特性。23.答案遺傳穩(wěn)定性:溶源菌的子代細菌均具溶源性。 自發(fā)裂解:在溶源菌的分裂過程中,有10-210-5個細胞發(fā)生自發(fā)裂解。 誘導裂解:溶源菌在外界理化因子的作用下,會發(fā)生高頻率裂解。 免疫性:溶源菌對其本身產生的噬菌體或外來的同源噬菌體不敏感。 復愈:在溶源菌的分裂過程中,約會有10-5個體喪失其前噬菌體;成為非溶源性細菌。 溶源轉變:少數(shù)溶源菌由于整合了溫和噬菌體核酸而使自己產生了除免疫性以外新表型的現(xiàn)象。 24.試述動物病毒增殖過程的特點。24.答案1.吸附:大多數(shù)無吸附結構,有些有包膜病毒以刺突進行吸附。宿主細胞表面一般有病毒特異受體。
24、2.侵入:吞飲,膜融合,病毒粒子與宿主細胞膜上特異受體相互作用,以完整病毒粒子進行細胞。 3.脫殼:侵入后衣殼就破損,衣殼在吞噬泡中溶解,不需要全部脫殼,先部分脫殼,然后再徹底脫殼。 4.裝配與釋放: 無包膜DNA病毒:在核內裝配,細胞裂解后釋放。無包膜RNA病毒;在細胞質內裝配,細胞裂解后釋放。有包膜DNA病毒;在核內裝配通過細胞通道或出芽釋放。有包膜RNA病毒:在細胞質中裝配,以出芽方式釋放。25.何謂朊病毒?試述朊病毒的化學本質、結構特點及其研究意義。25.答案1.朊病毒:是一類能侵染動物并在宿主細胞內形成的小分子無免疫性的疏水蛋白質。 2.化學本質:是蛋白質,因此對蛋白酶、氨基酸化學修
25、飾劑或蛋白質變性劑敏感。蛋白質純度越高其侵染性越強。 3.結構特點:呈桿狀顆粒且叢狀排列。 4.研究意義:理論上對分子生物學發(fā)展有重大影響,實踐上對揭示某些疑難?。ㄈ绡偱2〉龋┑牟≡瓗硇碌膯⑹?。 第五章 微生物營養(yǎng)與培養(yǎng)基26.微生物培養(yǎng)基pH值的調節(jié)有哪兩種方式?試述其內容要點。26.答案內源調節(jié)和外源調節(jié) 內源調節(jié):由于微生物生長繁殖過程中產生的代謝產物,如有機酸會改變培養(yǎng)基原有的pH值,如不適當加以調節(jié),則會抑制或者殺死菌體。在培養(yǎng)基配制時應考慮其pH值的調節(jié)能力,通過培養(yǎng)基內在成分發(fā)揮的調節(jié)作用,稱為pH的內源調節(jié),如采用磷酸緩沖液的方法,可以使培養(yǎng)基中的酸性物質或堿性物質得到中和,
26、獲得pH6.07.6間的一系列穩(wěn)定pH值;另外,加入不溶性CaCO3可以不斷中和由于微生物代謝產生的有機酸。 外源調節(jié):按實際需要不斷流加酸液或堿液到培養(yǎng)液中,或流加適當?shù)奶荚矗ㄈ缣牵?、氮源(如尿素)到培養(yǎng)液中以調節(jié)培養(yǎng)基的pH值。 27.用于固體培養(yǎng)基中的凝固劑有哪幾種?各適合于何種培養(yǎng)基?其中哪一種為最好,為什么?27.答案3種:瓊脂、明膠、硅膠。 瓊脂:為大多數(shù)固體培養(yǎng)基的凝固劑,如肉湯蛋白胨固體培養(yǎng)基等,一般用量為1.52。明膠:多用考查微生物有無產蛋白酶能力的明膠柱培養(yǎng)基。由于明膠為蛋白質性質,可作為一些微生物的氮源,凝固溫度低,耐加壓滅菌性差,故一般固體培養(yǎng)基少用。硅膠:是無機凝固
27、劑,多用于分離自養(yǎng)菌的硅膠平板。 由于瓊脂無營養(yǎng)價值(為聚半乳糖硫酸酯),極難被微生物分解,較少的用量和很強的耐加壓滅菌性能,這些均優(yōu)于明膠和硅膠,是微生物培養(yǎng)基制作中最優(yōu)良的凝固劑,故為實驗室中最常用的凝固劑。 28.按培養(yǎng)基功能的不同可將培養(yǎng)基劃分為哪幾種類型?試舉例說明之。28.答案1).基礎培養(yǎng)基(minimum media)在一定條件下含有某類微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質的培養(yǎng)基,也稱為基本培養(yǎng)基。2).加富培養(yǎng)基(enriched media)在普通培養(yǎng)基(如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基)中加入某些特殊營養(yǎng)物質制成的一類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。用來培養(yǎng)營養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物。Eg. 培養(yǎng)
28、百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis)需要含有血液的加富培養(yǎng)基。這些特殊營養(yǎng)物質包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。3)增殖培養(yǎng)基(complete media)在普通培養(yǎng)基中加入一些某種微生物特別喜歡的營養(yǎng)物質,增加這種微生物的繁殖速度,逐漸淘汰其他微生物,這種培養(yǎng)基稱為增殖培養(yǎng)基。常用于菌種篩選。Eg. 要分離出能利用石蠟油進行發(fā)酵的酵母菌,只需在配方里使用石蠟油作碳源。4)選擇性培養(yǎng)基(selected media)一類根據(jù)某微生物的特殊營養(yǎng)要求或其對某化學、物理因素的抗性而設計的培養(yǎng)基,具有使混合菌樣中的劣勢菌變成優(yōu)勢菌的功能,廣泛用于菌種篩選等領域。例如,在
29、培養(yǎng)基中加入鏈霉素、氯霉素可以抑制原核微生物的生長,這種培養(yǎng)基用于分離真菌。5)鑒別性培養(yǎng)基(differential media)一類在成分中加有能與目的菌的無色代謝產物發(fā)生顯色反應的指示劑,從而達到只需肉眼辨別顏色就能方便的從近似菌落中找出目的菌菌落的培養(yǎng)基。最常見的鑒別性培養(yǎng)基是伊紅美藍乳糖培養(yǎng)基,即EMB(Eosin Methylene Blue)培養(yǎng)基。例如, 試樣中的多種腸道菌會在EMB培養(yǎng)基上產生易于用肉眼識別的多種特征性菌落,因而易于辨。例如 E. coli 強烈分解乳糖而產生大量的混合酸,菌體呈酸性,菌落被染成深紫色,從菌落表面的反射光中還可看到綠色金屬閃光(似金龜子色)。第
30、六章 微生物營養(yǎng)代謝29.青毒素的制菌機制如何?為何它對休止細胞無效?29.答案青霉素是肽聚糖單體五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸的結構類似物,它們兩者可相互競爭轉肽酶的活力中心。 當轉肽酶被青霉素結合后,可使前后兩個肽聚糖單體間的肽橋交聯(lián)反應受阻,無法合成具正常機械強度的肽聚糖,從而形成了細胞壁缺損的細胞(如原生質體、球狀體等),極易在不利條件下裂解。 青霉素的作用機制在于抑制肽聚糖的生物合成。由于休止細胞不進行肽聚糖的生物合成,故青霉素也就無法顯示其抑菌效果了。 30.什么叫反饋抑制?試用變構酶的理論來解釋反饋抑制的機制。30.答案反饋抑制是指某代謝途徑的末端產物過量時,這個產物可反過來直
31、接抑制該途徑中第一個酶的活性,以促使整個反應過程減慢或停止,從而避免了末端產物的過多累積。 變構酶理論認為反饋抑制系統(tǒng)中的第一個酶是一種變構酶(即變構蛋白),它具有兩個或兩個以上的立體專一性不同的接受部位,其中之一是能與底物結合并具有生化催化活性的部位,稱作活性中心,另一部位是能與一個不能作底物的代謝產物(即效應物)相結合的變構部位,也稱調節(jié)中心。 酶與效應物間的結合,可引起變構酶分子發(fā)生明顯而又可逆的結構變化,進而引起活性中心性質的改變。反應途徑的末端產物因降氏了活性中心對底物的親和力,發(fā)揮了抑制劑的作用因而導致了反饋抑制。30.何謂操縱子?何謂誘導型操縱子? 30.答案操縱子是一組功能上相
32、關的基因,由啟動基因,操縱基因和結構基因三部分組成。 誘導型操縱子是指一種當存在誘導物(一種效應物)時,其轉錄頻率為最高,并隨之轉譯出大量透導酶、出現(xiàn)誘導現(xiàn)象的操縱子,例如乳糖操縱子。 第七章 微生物生長及控制31.哪些因素可以影響濕熱滅菌的效果?試簡述之。31.答案滅菌物體含菌量的影響:含菌量越高,殺死最后一個微生物個體所需時間越長。天然原料含菌量高,化學試劑含菌量少。滅菌鍋內空氣排除程度的影響:空氣排除不凈,雖壓力增高,但實際溫度達不到,不能最后殺死芽孢。滅菌對象的體積:不宜進行大容量培養(yǎng)基的滅菌。滅菌對象的pH值影響:pH6.08.0時微生物不易死亡,pH<6.0時易死亡。加熱與散
33、熱速度:滅菌徹底與否與預熱速度快慢,滅菌后的散熱速度有關,均不宜過快或過慢。32.在發(fā)酵生產中是否要求整個培養(yǎng)過程始終保持著同樣的溫度、通氣量和pH值?為什么?試舉例說明之。32答案否:溫度:在不同生理代謝過程中,微生物并不一定需要最適的生長溫度,特別是具有產量意義的代謝產物的合成往往需要低于最適生長溫度。如產黃青霉165小時的發(fā)酵過程中分四段控制溫度 比30°C恒溫培養(yǎng)者青霉素產量提高了14.7。通氣量:在發(fā)酵前期給予低通氣量有利于菌體大量增殖,至對數(shù)期往往采用較高通氣量,以利于產物的積累(如短小芽孢桿菌209號菌株堿性蛋白酶的生產前期(10小時以前)通氣量1:0.20.3,后期(
34、11小時到結束)通氣量1:0.40.5)。pH值:同一微生物在不同的生長階段和不同的生理生化過程中也有不同的最適pH要求。黑曲霉在pH2.02.5范圍內有利于產檸檬酸,在pH2.56.5范圍內以菌體生長為主,而在pH7左右時,則以合成草酸為主。33.除菌種外哪些因素可以影響細菌生長曲線中延滯期的長短?33.答案除菌種外以下3個因素可影響生長曲線延滯期的長短:接種齡:如果用對數(shù)期接種齡的“種子”接種,則子代培養(yǎng)物的延滯期就短;如以延滯期或衰亡期的“種子”接種,則子代培養(yǎng)物的延滯期就長,如果以穩(wěn)定期“種子”接種則延滯期居中。培養(yǎng)基成分:接種到營養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基要比接種到營養(yǎng)單調的組合培養(yǎng)基中的延
35、滯期短;接種到同種培養(yǎng)基要比接種到它種培養(yǎng)基的延滯期短。接種量:接種量大,延滯期短,反之則長。34.試述磺胺類藥物殺菌的機理。34.答案磺胺類藥物是細菌生長必需的代謝物¾¾對氨基苯甲酸(PABA)的抗代謝物。細菌所必需的PABA可自行合成,也可外源獲得,若自行合成則PABA與二氫蝶啶在二氫葉酸合成酶的作用下,合成二氫葉酸,然后再通過二氫葉酸還原酶的作用,生成四氫葉酸?;前返慕Y構與PABA極其相似,兩者競爭性地與二氫葉酸合成酶結合,阻止或取代了PABA摻入到葉酸分子中去,從而阻斷了細菌細胞中重要組分葉酸的合成。葉酸是一種輔酶,在氨基酸、維生素的合成中起重要作用。缺乏此酶,細胞
36、活力受到明顯破壞?;前芬种萍毦纳L是因為許多細菌需要自行合成葉酸生長,而人和動物可利用現(xiàn)成的外源葉酸,故不受磺胺的干擾,所以磺胺類藥物可殺滅進入人體的病原細菌。35.根據(jù)實驗室和生產實踐的需要,培養(yǎng)微生物的裝置有哪些?試分類列舉之。35.答案實驗室培養(yǎng)法:固體培養(yǎng)法:a.好氧菌的培養(yǎng):斜面、平板、克氏扁瓶、茄子瓶平板;b.厭氧菌的培養(yǎng):高層瓊脂柱、Hungate滾管、厭氧培養(yǎng)皿、厭氧手套箱、厭氧罐。液體培養(yǎng)法:a.好氧菌的培養(yǎng):試管液體、三角瓶淺層、搖瓶、臺式發(fā)酵罐;b.厭氧菌的培養(yǎng):加還原劑(有機、無機),封凡士林-石蠟層。生產實踐:固體培養(yǎng)法:a.好氧菌的培養(yǎng):各種曲法培養(yǎng);b.厭氧菌的
37、培養(yǎng):堆積培養(yǎng)法。液體培養(yǎng)法:a.好氧菌的培養(yǎng):淺盤發(fā)酵、發(fā)酵罐深層通氣培養(yǎng);b.厭氧菌的培養(yǎng):厭氧發(fā)酵罐(無通氣、不攪拌),36.在實驗室和發(fā)酵工業(yè)中,如何保證液體培養(yǎng)中好氧微生物對氧的要求?36.答案在實驗室中為保證液體培養(yǎng)中菌體對氧的需要一般使用錐形瓶,瓶口敷以8層紗布,利于通氣,進行振蕩培養(yǎng),加大溶氧量。適當?shù)难b液量也與氧的供應有關,一般為:500ml錐形瓶,裝液量以50100ml為宜。工業(yè)發(fā)酵中一般通入無菌空氣并結合有效的攪拌,以保證菌體對氧氣的需求。通氣量因菌而異。第八章 微生物遺傳與育種37.試述當初科學家是如何利用噬菌體感染實驗來證明核酸是遺傳物質基礎的。37.答案用標記(32
38、P,35S)T2與E.coli,混合,經短時間保溫后。在組織搗碎機中劇烈攪拌。離心,發(fā)現(xiàn)32P全部都與細菌一起出現(xiàn)在沉淀物中,而全部35S都在上清液中。以上實驗說明噬菌體蛋白質外殼在細胞外,只有T2的核酸進入細胞內,最終釋放出完整子代T2。說明只有核酸才是該噬菌體的全部遺傳信息載體。 38.何謂轉座因子?轉座因子共分哪幾類?轉座作用為什么會導致基因突變?試從突變機制與突變效應兩方面比較轉座作用與移碼突變的區(qū)別。38.答案轉座因子:染色體組中或染色體組間能改變自身位置的一段DNA序列,稱為轉座因子。 轉座因子共分3類:IS,Tn,Mu噬菌體。 轉座效應:在轉座因子的跳躍過程中,往往導致基因重排、
39、染色體的斷裂或重接,從而產生重組交換,或使某些基因啟動或關閉,結果導致基因突變。 轉座作用的突變機制是一種遺傳因子從基因組的一個位點轉移至另一個位點。它能在轉錄水平上影響一個操縱子內一系列基因的表達。移碼突變的突變機制是DNA分子中非三的整倍數(shù)的核苷酸的增加或缺失造成該基因突變位點后的全部密碼子的閱讀框架發(fā)生錯誤。它是在轉譯水平上影響一個基因的表達。 39.何謂轉化?試述轉化的具體過程。39.答案轉化:受體菌直接吸收外源DNA片段,通過交換把它整合到自己的基因組中,再經復制就使自己變成一個轉化子,這種受體菌接受外源DNA片段而獲得部分新遺傳性狀的現(xiàn)象稱為轉化。 具體過程:轉化因子與感受態(tài)細胞結
40、合:雙鏈DNA片段與感受態(tài)受體菌細胞表面特定位點相結合。轉化DNA被酶解:吸附位點上的DNA被核酸內切酶分解成適當大小DNA片段。單鏈DNA進入宿主細胞:外源DNA片段與受體細胞核染色體組發(fā)生同源配對、交換、取代,形成雜合DNA區(qū)段。染色體DNA復制、分離:受體菌染色體組進行復制與分離。形成轉化子:細胞分裂后,一個子細胞為轉化子,另一個子細胞為非轉化子。40.何謂完全缺陷噬菌體?何謂部分缺陷噬菌體?它們各自是如何形成的?在轉導中各起什么作用?40.答案完全缺陷噬菌體: 含義:一個完全不含噬菌體本身DNA的假噬菌體。形成:噬菌體在供體菌內增殖時,極少數(shù)噬菌體的衣殼誤包了一段與它本身大小相似的供體
41、菌DNA。在轉導中作用:這種完全缺陷噬菌體感染受體菌時導入的供體菌DNA片段可與受體菌染色體同源區(qū)配對、交換并整合到受體菌染色體上,形成普遍轉導子。部分缺陷噬菌體: 含義:噬菌體衣殼內所含的噬菌體DNA,既缺失部分噬菌體基因又連上少數(shù)宿主基因。形成:它是由于溶源菌或雙重溶源菌被誘導裂解時因發(fā)生不正常切離而形成。在轉導中作用:當它感染宿主細胞并整合在受體菌核基因組上時,可使受體菌成為一個局限性轉導子。41.試述微生物具有哪些獨特生物學特性才使它成為遺傳學、生物化學、分子生物學等重要學科的研究對象。41.答案微生物具有一系列獨特生物學特性: 個體結構簡單;營養(yǎng)體一般為單倍體;容易培養(yǎng);繁殖速度快;
42、菌落形態(tài)特征的可見性與多樣性;代謝類型多樣性;遺傳物質類型多樣性;易形成營養(yǎng)缺陷型;各種微生物一般都有相應病毒等。由于微生物具有上述特性,才使它成為遺傳學、生物化學、分子生物等重要學科的研究對象。 42.舉例說明R質粒怎樣引起細菌種群的變異及其機制。42答案引起種群變異: 例如痢疾志賀氏菌:具有抗多種抗生素能力。而且還能將抗藥性轉移其他菌株甚至其他的種,使原來對抗生素敏感的細菌種群轉變成具有抗藥性的種群。機制:這主要由于抗藥性細菌的細胞內含有R質粒,其上具有編碼藥物抗性的基因,這些質粒可轉移到其他細菌細胞中,使原來不具R質粒的細菌變成具有R質粒,故表現(xiàn)出抗藥性。 第九章 微生物生態(tài)43.為什么
43、說土壤是一類最好的“菌種資源庫”?如何從土壤中分離、純化菌種?43.答案微生物在自然界的分布,無論種類和數(shù)量都以土壤為最多。采樣:選擇適當?shù)攸c,去表土,采土,混勻,裝于滅菌的紙袋內,標明采土地點、時間; 稀釋:取1g土在99mL無菌水三角瓶(帶玻璃珠)中振搖,取土樣液逐級稀釋;涂布:各取一定量稀釋液(10-410-6)分別放入已備好的3種平板(肉膏胨、高氏一號、馬丁氏)中涂勻; 培養(yǎng):上述平板倒置,分別放在37、28下培養(yǎng);分離:取平板上單菌落,再分別劃線接種到相應的培養(yǎng)基平板上,然后取單菌落移接到斜面上,可以用鏡檢,檢查是否純種。44.試說明自然界氮素的存在方式及其循環(huán)過程,并指出微生物在氮
44、素循環(huán)中的作用。44.答案存在形式:氮元素在自然界的存在形式主要有銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、有機氮化合物及大氣中的氮氣。循環(huán)過程:生物固氮:大氣中氮氣是數(shù)量最大的氮素貯藏庫,但除了雷電、火山爆發(fā)及化學固定等產生少量固氮產物外,大部分是生物固氮,其中主要是共生固氮,其次是自生固氮。在生物中,只有少數(shù)原核生物及其共生體才可以固氮。硝化作用:氨態(tài)氮經化能自養(yǎng)菌氧化成硝酸態(tài)氮的過程。 硝酸鹽同化作用:綠色植物和多數(shù)微生物利用硝酸鹽作氮源合成有機氮化物。 銨鹽同化作用:綠色植物和多數(shù)微生物利用銨鹽合成有機氮化物。 氨化作用:有機氮化物經微生物作用產生氨。 反硝化作用:硝酸鹽被還原為亞硝酸鹽,并進一步還原為
45、N2的過程。 異化性硝酸鹽還原作用:硝酸鹽被還原為亞硝酸鹽,并進一步還原為NH3的過程。 其中生物固氧作用、硝化作用、反硝化作用、氨化作用、異化性硝酸鹽還原作用是微生物特有的。氮素循環(huán)中其他過程也都有微生物參加,可見微生物在氮素循環(huán)中起著關鍵的作用。(注:也可用圖解法回答)45.什么叫細菌瀝濾(細菌冶金)?有何優(yōu)缺點?45.答案細菌瀝濾是利用化能自養(yǎng)的硫化細菌氧化礦物中的硫或硫化物成酸性浸礦劑,后者使低品位礦中的銅等金屬溶解出來,再通過與其他金屬(一般是電動序較低的鐵等金屬)置換,以提取其中銅等有色金屬或其他稀有金屬的生產方法。 優(yōu)點:適用于貧、廢、尾礦的浸出,投資少、成本低、得率高、操作簡便
46、,適用于銅、錳、鋅、鉬等硫化礦和鈾等稀有元素的提取。 缺點:周期長、礦種有限、不適宜高寒地區(qū)。 46.何謂共生關系?試舉地衣例說明微生物間的共生關系。46.答案兩種生物生活在一起,互相分工協(xié)作,相依為命,甚至達到難分難解、合二為一的相互關系叫共生關系。地衣是微生物間共生關系的典型的例子。地衣是真菌與藍細菌形成的共生體。生理上有一定分工;真菌以其產生的有機酸去分解巖石中某些成分,為藍細菌提供必需的礦物質,而藍細菌則進行光合作用,為真菌提供有機營養(yǎng)。地衣在形態(tài)上形成一定的結構,真菌菌絲纏繞藍細菌細胞,組成一定的層次排列。 47.何謂共生關系?請以根瘤菌與豆科植物為例說明細菌與植物間的共生關系。47
47、.答案共生:兩種生物生活在一起,互相取利,相依為命,甚至成為不可分開的整體的一種相互關系。舉例:根瘤菌與豆科植物形成共生體。前者固氮,為后者提供氮素營養(yǎng),后者進行光合作用,為前者提供有機物,豆科植物根分泌物能刺激根瘤菌生長,同時還為根瘤菌提供保護和穩(wěn)定的生長條件。 48.簡述研究微生物生態(tài)的理論意義和實踐價值。48.答案研究分布規(guī)律,有助于開發(fā)菌種資源,防止有害微生物的活動。 研究相互關系,有助于發(fā)展新的微生物農藥、肥料以及防治病蟲害,有利于發(fā)展混菌發(fā)酵、序列發(fā)酵、生態(tài)農業(yè)。研究在物質循環(huán)中的作用,有利于闡明地球進化、生物進化的原因,也可促進探礦、冶金、環(huán)保,提高土壤肥力以及開發(fā)生物能。第十章
48、 傳染與免疫49.試闡述巨噬細胞在機體非特異性與特異性免疫中的作用。49.答案吞噬作用(非特異):在抗傳染免疫中具有主要作用。 抗癌作用:非特異性地通過吞噬、抑制或溶解等方式殺傷癌細胞。 參與免疫應答(特異):不完全吞噬,要靠特異性免疫增強其殺菌功能;具處理、傳遞、貯存抗原的作用;淋巴因子及抗體可使其吞噬功能增強;補體被激活亦可增強其吞噬功能。分泌可溶性活性物質:非特異性地受外來刺激,可分泌多種可溶性物質,借此調節(jié)免疫功能。 50.何謂細胞免疫?其免疫過程如何?50.答案細胞免疫的含義:機體接受抗原刺激后,T細胞發(fā)生增殖、分化、直接攻擊靶細胞,或間接地釋放淋巴因子的免疫作用稱之。 因為產生的淋
49、巴因子是通過作用于巨噬細胞、多形核白細胞、淋巴細胞以及其他細胞而產生免疫效應的,故稱細胞免疫,以區(qū)別于體液免疫。 免疫過程:巨噬細胞攝取、處理、傳遞抗原。T細胞活化:通過處理過的抗原接觸,或通過巨噬細胞釋放的活性因子的作用。 少數(shù)成為記憶細胞。致敏淋巴細胞,可直接殺傷靶細胞,或在再次接受相同抗原刺激后產生大量淋巴因子而發(fā)揮免疫作用。 51.此為抗體產生規(guī)律的示意圖,請簡要分析。51.答案此圖說明了機體產生抗體的一般規(guī)律。凡能產生抗體的動物,當用抗原物質進行免疫時,抗體產生都有其共同特征,即初次應答和再次應答現(xiàn)象。 若首次用適量抗原免疫動物時,須經一定的潛伏期(免疫活性細胞進行增殖、分化)才能在血流中檢出抗體,且滴度(效價)低、維持時間短,并會很快下降。這一現(xiàn)象就稱初次應答(primary immune response)
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