《微生物学教程》课后答案.doc

绪论1. 什么是微生物?它包括哪些类群?答:微生物是一切肉眼看不见 或看不清的微小生物的总称.包括①原核类的细菌`放线菌`蓝细菌’支原体`立克次氏体和衣原体;②真 核类的真菌`原生动物`和显微藻类,以及属于非细胞类的病毒和亚病毒.2.人类迟至 19 世纪才真正认识微生物,其中主要克服了哪些重大障碍?答:①显微镜的发明,②灭菌技术的运用，③纯种分离技术，④培养技术3.简述微生物生物学发展史上的 5 个时期的特点和代表人物.答:史前期（约 8000 年前—1676），各国劳动人民，①未见细菌等微生物 的个体；②凭实践经验利用微生物是有益活进行酿酒、发面、制酱、娘醋、沤 肥、轮作、治病等）初创期（1676—1861 年），列文虎克，①自制单式显微镜，观察到细菌等 微生物的个体；②出于个人爱好对一些微生物进行形态描述；奠基期（1861—1897 年），巴斯德， ①微生物学开始建立；②创立了一 整套独特的微生物学基本研究方法；③开始运用“实践——理论——实践”的 思想方法开展研究；④建立了许多应用性分支学科；⑤进入寻找人类动物病原 菌的黄金时期；发展期（1897—1953 年），e.buchner，①对无细胞酵母菌“酒化酶”进 行生化研究；②发现微生物的代谢统一性；③普通微生物学开始形成；④开展 广泛寻找微生物的有益代谢产物；⑤青霉素的发现推动了微生物工业化培养技 术的猛进；成熟期（1953—至今）j.watson 和 f.crick，①广泛运用分子生物学理论 好现代研究方法，深刻揭示微生物的各种生命活动规律；②以基因工程为主导， 把传统的工业发酵提高到发酵工程新水平；③大量理论性、交叉性、应用性和 实验性分支学科飞速发展；④微生物学的基础理论和独特实验技术推动了生命 科学个领域飞速发展；⑤微生物基因组的研究促进了生物信息学时代的到来。

4.试述微生物与当代人类实践的重要关系5.微生物对生命科学基础理论的研究有和重大贡献？为什么能发挥这种作 用？答：微生物由于其“五大共性”加上培养条件简便，因此是生命科学工作 者在研究基础理论问题时最乐于选用的研究对象历史上自然发生说的否定， 糖酵解机制的认识，基因与酶关系的发现，突变本质的阐明，核酸是一切生物遗传变异的物质基础的证实，操纵子学说的提出，遗传密码的揭示，基因工程 的开创，pcr 技术的建立，真核细胞内共生学说的提出，以及近年来生物三域 理论的创建等，都是因选用微生物作为研究对象而结出的硕果为此，大量研 究者还获得了诺贝尔奖的殊荣微生物还是代表当代生物学最高峰的分子生物 学三大来源之一在经典遗传学的发展过程中，由于先驱者们意识到微生物具 有繁殖周期短、培养条件简单、表型性状丰富和多数是单倍体等种种特别适合 作遗传学研究对象的优点，纷纷选用粗糙脉孢菌，大肠杆菌，酿酒酵母和 t 系 噬菌体作研究对象，很快揭示了许多遗传变异的规律，并使经典遗传学迅速发 展成为分子遗传学从 1970 年代起，由于微生物既可以作为外源基因供体和基 因载体，并可作为基因受体菌等的优点，加上又是基因工程操作中的各种“工 具酶”的提供者，故迅速成为基因工程中的主角。

由于小体积大面积系统的微 生物在体制和培养等方面的优越性，还促进了高等动、植物的组织培养和细胞 培养技术的发展，这种“微生物化”的高等动、植物单细胞或细胞集团，也获 得了原来仅属于微生物所有的优越体制，从而可以十分方便地在试管和培养皿 中进行研究，并能在发酵罐或其他生物反应器中进行大规模培养和产生有益代 谢产物此外，这一趋势还是原来局限于微生物实验室使用的一整套独特的研 究方法、技术，急剧向生命科学和生物工程各领域发生横向扩散，从而对整个 生命科学的发展，作出了方法学上的贡献6.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？答：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，种类多其中，体积小面积大最基本，因为一个 小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和 环境信息的交换面，并由此而产生其余 4 个共性7.讨论五大共性对人类的利弊答：①.“吸收多，转化快”为高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充 分的物质基础，从而使微生物能在自然界和人类实践中更好地发挥其超小型 “活的化工厂”的作用②.“生长旺盛，繁殖快”在发酵工业中具有重要的实 践意义，主要体现在它的生产效率高、发酵周期短上；且若是一些危害人、畜 和农作物的病原微生物或会使物品霉腐变质的有害微生物，它们的这一特性就 会给人类带来极大的损失或祸害。

③“适应强，易变异”，有益的变异可为人 类创造巨大的经济和社会效益；有害的变异使原本已得到控制的相应传染病变 得无药可治，进而各种优良菌种产生性状的退化则会使生产无法正常维持 ④“分布广，种类多”，可以到处传播以至达到“无孔不入”的地步，只要条 件合适，它们就可“随遇而安”，为人类在新世纪中进一步开发利用微生物资 源提供了无限广阔的前景8.试述微生物的多样性答：①.物种的多样性，②.生理代谢类型的多样性,③.代谢产物的多样性, ④遗传基因的多样性,⑤生态类型的多样性.9.什么是微生物学?学习微生物学的任务是什么? 答:微生物学是一门在细 胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分 布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物 工程和环境保护等实践领域的科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有 益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务微生物教程课后答案（周德庆）第一章 2009-10-22 19:45 第一章 原核生物的形态、构造和功能1．试设计一张表格，比较以下 6 个大类原核生物的主要特性 特征细菌放线菌蓝细菌支原体立克次氏 体衣原体直径 （um）0.2-0.50.5-13-100.2-0.250.2-0.50.2-0.3可见 性光学显微 镜光学显微 镜光学显微 镜光镜勉强 可见光学显微 镜光镜勉强 可见 过滤 性不能不能不能能不能能革兰 氏染色阳性或阴 性阳性阴性阴性阴性阴性细胞 壁有坚韧的 细胞壁有坚韧的 细胞壁有坚韧的 细胞壁缺壁有坚韧的 细胞壁有坚韧的 细胞壁 繁殖 方式二均分裂无性孢子 和菌体断裂二均分裂二均分裂二均分裂二均分裂培养 方法人工培养人工培养人工培养人工培养宿主细胞宿主细胞核酸 种类DNA 和 RNADNA 和 RNADNA 和 RNADNA 和 RNADNA 和 RNADNA 和 RNA核糖 体有有有有有有大分 子合成有有有有进行进行产生 ATP 系统有有有有有无增殖 过程中结 构的完整 性保持保持保持保持保持保持入侵多样直接昆虫媒介不清楚方式对抗 生素敏感敏感（青 霉素除外）敏感敏感对干 扰素某些菌敏 感不敏感有的敏感有的敏感2．典型细菌的大小和重量是多少？试设想几种形象化的比喻加以说明。

答： 一个典型的细菌可用 E.coli 作代表，它的细胞平均长度约为 2um，宽度约 0.5um，形象地说，若 把 1500 个细菌的长径相连，仅等于一颗芝麻的长度，如果把 120 个细胞横向紧挨在一起，其总宽度才抵得 上一根人发的粗细它的重量更是微乎其微，若以每个细胞湿重约 10-2g 计，则大约 109 个 E.coli 细胞才 达 1mg 重3．试图示 G+和 G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同答： 图示如下：G+细菌与 G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表 占细胞壁干重的%成分 G+细菌G-细菌 肽聚糖含量很高（50～90）含量很低（～10） 磷壁酸含量较高（﹤50）无 类脂质一般无（﹤2）含量较高（～20） 蛋白质无含量较高4．试图示肽聚糖的模式构造，并指出 G+和 G-细菌肽聚糖结构的差别答：图示如下：G-细菌与 G+细菌的肽聚糖的差别仅在于：1）四肽尾的底 3 个氨基酸不是 L-lys，而是被一种只有在原 核微生物细胞壁上才有的内消二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；2）没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的连 接仅通过甲四肽尾的第 4 个氨基酸——D-Ala 的羧基与乙四肽尾的第 3 个氨基酸——m-DAP 的氨基直接相连， 因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。

5．什么是缺壁细菌？试列表比较 4 类缺壁细菌的形成、特点和实际应用答：在自然界长期进化中和实验室菌种的自发突变中都会产生少数缺细胞壁的种类，或是用人为的方法 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的细菌统称为缺壁细菌比较如下： 类型形成特点实际 应用L 型细菌（L-form of bacteria）在某些环境条件下 （实验室或宿主体内） 通过自发突变而形成的 遗传性稳定的细胞壁缺 陷变异型1．没有完整而坚韧的细胞壁， 细胞呈多形态 2．有些能通过细菌滤器，故又 称“滤过型细菌”3．对渗透敏感，在固体培养基 上形成“油煎蛋”似的小菌落（直 径在 0.1mm 左右）可能 与针对细 胞壁的抗 菌治疗有 关原生质体 （protoplast ）在人为条件下，用 溶菌酶处理或在含青霉 素的培养基中培养而抑 制新生细胞壁合成而形 成的仅由一层细胞膜包 裹的，圆球形、对渗透 压变化敏感的细胞，一 般由革兰氏阳性细菌形 成 球状体(sphaeroplast )又称原生质球，是 对革兰氏阴性细菌处理 后而获得的残留部分细 胞壁（外壁层）的球形 体与原生质体相比， 它对外界环境具有一定 的抗性，可在普通培养 基上生长1．对环境条件变化敏感，低渗 透压、振荡、离心甚至通气等都易 引起其破裂2．有的原生质体具有鞭毛，但 不能运动，也不被相应噬菌体所感 染，在适宜条件（如高渗培养基） 可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。

及恢复成有细胞壁的正常结构3．比正常有细胞壁的细菌更易 导入外源遗传物质，是研究遗传规 律和进行原生质体育种的良好实验 材料支原体(mycoplasma)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核 生物细胞膜中含有一般原核生物所 没有的甾醇， 所以即使缺乏细胞壁， 其细胞膜仍有较高的机械强度6．试述染色法的机制并说明此法的重要性答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫 与碘的复合物G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网 孔缩小，再 加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，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与碘复合物的溶出，因此细胞退成无 色这时，在经沙黄等红色染料复染，就使 G-细菌呈红色，而 G+细菌则仍保留最初的紫色此法证明了 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。

7．何为“拴菌试验”？它何以能说明鞭毛的运动机制？答： “拴菌”试验(tethered-cell experiment)是 1974 年，美国学者西佛（M.Silverman）和西蒙 （M.Simon）曾设计的一个实验，做法是：设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴”在载玻片上， 然后在光学显微镜下观察细胞的行为因实验结果发现，该菌是在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），故肯定了“旋转论”是正确的8．渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？答：渗透调节皮层膨胀学说认为：芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差 ，皮层的 离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀而核心部分 的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性关键是芽孢有生命的部位即核心部位的含水量很稀少， 为 10%～25%，因而特。