微生物学周德庆版重点课后习题答案

第一篇：微生物学周德庆版重点课后习题答案

Dp影 绪论

1.微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。

2.列文虎克（显微镜，微生物的先驱）

巴斯德（微生物学）

科赫（细菌学）3.什么是微生物？习惯上它包括那几大类群？

答：微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它是一些个体微小结构简单的低等生物。包括①原核类的细菌（真细菌和古细菌）、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（酵母菌、霉菌和蕈菌）、原生动物和显微藻类；③属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和朊病毒）。

4.为什么说微生物的“体积小、面积大”是决定其他四个共性的关键？

答：“体积小、面积大”是最基本的，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。第一章 原核生物的形态、构造和功能

1.细菌：是一类细胞极短（直径约0.5微米，长度约0.5-5微米），结构简单，胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。

2.试图示肽聚糖单体的模式构造，并指出G+细菌与G-细菌在肽聚糖成分和结构上的差别？ 答：主要区别为；①四肽尾的第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的特殊氨基酸——内消旋二氨基庚二酸（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。3.试述革兰氏染色的机制。

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 1

Dp影 剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，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（实为紫加红色了）。4.渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？你对此有何评价？ 答：芽孢是某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造，称为芽孢。/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以及皮层的离子强度很高，这就使皮层产生了极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果造成皮层的充分膨胀和核心的高度失水，正是这种失水的核心才赋予了芽孢极强的耐热性。

5.是列表比较细菌鞭毛、菌毛和性毛的异同。

答：鞭毛，生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，称为鞭毛，数目为一至十条，具有运动功能；菌毛是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数目较多的蛋白质附属物，具有使菌体附着于物体表面上的功能，比鞭毛简单，无基体等构造，直接着生于细胞膜上；性毛，构造与成分与菌毛相同，但比菌毛长，且每一个细胞仅一至少数数根。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：放线菌是一类呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性强的原核生物 典型放线菌—链霉菌的形态构造 链霉菌的细胞呈丝状分枝，菌丝直径很小，与细菌相似。其菌体由分枝的菌丝组成。由于菌丝的连续生长和分枝所以形成网络状菌丝体结构。在营养生长阶段，菌丝内无隔，内含许多核质体，故一般呈单细胞状态。基内菌丝（营养菌丝“根”，吸收水、营养和排泄代谢废物）气生菌丝生长致密，覆盖整个菌落表面，菌丝呈放射状。链霉菌孢子丝的形 2

Dp影 状和排列多种多样，有直、波曲、钩状、螺旋状、丛生、轮生等。其中以螺旋状的孢子丝较为 常见，而螺旋状孢子丝按其螺旋的松紧、大小、转数和旋向又分为多种。孢子丝是放线菌分类鉴定的重要指标。

第二章 真核微生物的形态、构造和功能

1.试列表比较真核生物和原核生物的10个主要差别。答：①真核细胞的细胞核由染色体、核仁、核液、双层核膜等构成；原核细胞无核膜、核仁，故无真正的细胞核，仅有由核酸集中组成的拟核。②真核细胞的转录在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中进行；而原核细胞的转录与蛋白质的合成交联在一起进行。③真核细胞有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等细胞器；原核细胞没有。④真核生物中除某些低等类群（如甲藻等）的细胞以外，染色体上都有5种或4种组蛋白与DNA结合，形成核小体 ；而在原核生物则无。⑤真核细胞在细胞周期中有专门的DNA复制期（S期）；原核细胞则没有，其DNA复制常是连续进行的。⑥真核细胞的有丝分裂是原核细胞所没有的。⑦真核细胞有发达的微管系统，其鞭毛（纤毛）、中心粒、纺锤体等都与微管有关，原核生物则否。⑧真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统，后者与胞质环流、吞噬作用等密切相关；而原核生物却没有这种系统，因而也没有胞质环流和吞噬作用。⑨真核细胞的核糖体为80s型，原核生物的为70s型，两者在化学组成和形态结构上都有明显的区别。⑽真核细胞含有的线粒体，为双层被膜所包裹，有自己特有的基因组、核酸合成系统与蛋白质合成系统，其内膜上有与氧化磷酸化相关的电子传递链。⑾真核生物细胞较大，一般10~100纳米，原核生物细胞较小，大约1~10纳米。⑿真核生物一般含有细胞器（线粒体和叶绿体等），原核生物的细胞器没有膜包裹。⒀真核生物新陈代谢为需氧代谢（除了amitochondriats)，原核生物新陈代谢类型多种多样。⒁真核生物细胞壁由纤维素或几丁质组成，动物没有细胞壁，原核生物真细菌中为 3

Dp影 肽聚糖。⒂真核生物动植物中为有性的减数分裂式的受精、有丝分裂，原核生物通过一分为二或出芽生殖、裂变。⒃真核生物遗传重组为减数分裂过程中的重组，原核生物为单向的基因传递。⒄真核生物鞭毛为卷曲式，主要由微管蛋白组成，原核生物鞭毛为旋转式，由鞭毛蛋白组成。⒅真核生物通过线粒体进行呼吸作用，原核生物通过膜进行呼吸作用。

2.试以表解法介绍霉菌的营养菌丝和气生菌丝各分化成哪些特化构造，并简要说明它们的功能。

答：特化的营养菌丝：吸取养料：①假根：具有固着和吸取养料的功能②吸器：专性寄生的真菌所产生。只在宿主细胞间隙间蔓延的营养菌丝上分化出来的短枝。吸取宿主细胞内的养料而不使其致死。附着：①附着胞：借附着胞牢固的粘附在宿主的表面②附着枝：休眠（或休眠及延伸）：①菌核：休眠菌丝组织，表面颜色黑或暗，颗粒状。贮藏养料，抵抗逆境②菌索：具有延伸和生长能力，能够吸收营养。延伸：匍匐枝：具有延伸功能，如有菌丝，就不会形成像在其它真菌中常见的那样有固定大小和形态的菌落。如：根霉捕食线虫：菌环、菌网。特化的气生菌丝：（各种子实体）简单：①无性：分生孢子头、孢子囊②有性：担子。复杂：①无性：分生孢子器、分生孢子座②有性（子囊果）：闭囊壳、子囊壳、子囊盘

3.请简要综述一下覃菌的分类的地位、已记载种数、食用和药用种类的数目、食用菌产业的优势有关研究生产概况等信息。（P63）

第三章 病毒和亚病毒因子

1.烈性噬菌体：凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟、裂解这五个阶段而实 现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体。

2.温和噬菌体：凡吸附并侵入细胞后，噬菌体的 DNA 只整合在宿主的核染色体上，随宿主细胞DNA的复制而复制并不会引起其裂解的噬菌体叫温和噬菌体。

3.溶源菌：一类被温和噬菌体感染后能相互长期共存，一般不会出现迅速裂解的宿主细胞。

Dp影 4.病毒粒有哪些对称体制？各种对称体制又有几种特殊外形？试各举一例。

答：对称体制：①螺旋对称:烟草花叶病毒 ②二十面体对称：腺病毒 ③复合对称：T 偶数噬菌体。

5.试以E.coli T偶数噬菌体为例，图示并简述复合对称型病毒的典型构造，并指出其各部分的构造的特点和功能。答：大肠杆菌T4噬菌体为典型的蝌蚪形噬菌体，由头部和尾部组成。头部为由蛋白质壳体组成的二十面体，内含DNA。尾部则由不同于头部的蛋白质组成，其外包围有可收缩的尾鞘，中间为一空髓，即尾髓。有的噬菌体的尾部还有颈环、尾丝、基板和尾刺。侵染寄主时，尾鞘收缩，头部的DNA即通过中空的尾部注入细胞内。6.什么是烈性噬菌体？试述其裂解性增殖周期。答：烈性噬菌体：凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟、裂解这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体。①吸附：噬菌体尾丝散开，固着于特异性受点上。②侵入：尾鞘收缩，尾管推出并插入到细胞壁和膜中，头部的核酸注入到宿主细胞中，而蛋白质衣壳留在细胞壁外。③增殖增殖过程 包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。注入细胞的核酸操纵宿主细胞代谢机构，以寄主个体及细胞降解物和培养基介质为原料，大量复制噬菌体核酸，并合成蛋白质外壳。④成熟（装配）寄主细胞合成噬菌体壳体(T4 噬菌体包括头部、尾部),并组装成完整的噬菌体粒子。⑤裂解（释放）子代噬菌体成熟后，脂肪酶和溶菌酶促进宿主细胞裂解，从而释放出大量子代噬菌体。

7.什么是效价，测定噬菌体效价的方法有几种？最常用的是什么方法，其优点如何？

答：效价表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。又称嗜菌斑形成单位数或感染中心数。测定方法：液体稀释法，玻片快速测定法，单层平板法，较常用且较精确的方法称为双层平板 法。优点：加了底层培养基后，可弥补培养皿底部不平的缺陷；可使所有 5

Dp影 的嗜菌斑都位于近乎同一平面，因而大小一致、边缘清晰且无重叠现象；又因上层培养基中琼脂较稀，故可形成形 态较大、特征较明显以及便于观察和计数的嗜菌斑。8.何谓一步生长曲线？它分几期，各期有何特点？

答：一步生长曲线 ：定量描述烈性噬菌体增殖规律的实验曲线称作一步生长曲线或一级生长曲线。潜伏期从噬菌体吸附细菌细胞至细菌细胞释放出新的噬菌体的最短时间。又可分为隐 晦期和胞内累积期。裂解期从被感染的第一个细胞裂解至最后一个细胞裂解完毕所经历的时间。平稳期指被感染的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体数达到最高点后的时期。裂解量每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数。

9.什么是溶源菌，它有何特点？如何检验出溶源菌？

答：①一类被温和噬菌体感染后能相互长期共存，一般不会出现迅速裂解的宿主细胞。②溶源性的特点：a自发裂解 ③将少量溶源菌与大量的敏感性指示性菌（遇溶源菌裂解后所释放的温和噬菌体的大肠杆菌）相混合，然后与琼脂培养基混匀后倒一个平板，经培养后溶源菌就一一长出菌落。由于溶源菌在细胞分裂过程中有极少数个体会引起自发裂解，其释放的噬菌体可不断侵染溶源菌周围 的指示菌菌苔，于是就形成了一个个中央有溶源菌的小菌落，四周有透明圈围着的这种特殊溶源菌。

第四章 微生物的营养和培养基

1.天然培养基：一类利用动、植物或微生物体包括用其提取物制成的培养基。（培养多种细胞 的牛肉膏蛋白胨培养基、培养酵母菌的麦芽汁培养基）

2.牛肉膏蛋白胨琼脂培养基：(细菌)这是一种应用十分广泛的天然培养基，其中的牛肉膏为微生物提供碳源、磷酸盐和维生素，蛋白胨主要提供氮源和维生素，而NaCl提供无机盐。3.组合（合成）培养基：按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制成的培养基。6

Dp影（链霉菌：高氏一号培养基即淀粉硝酸盐培养基，真菌：察氏培养基即蔗糖硝酸盐培养基）4.马铃薯蔗糖培养基(PDA)：（真菌）马铃薯是碳源又是氮源，蔗糖纯粹是碳源，琼脂即使氮源又是固化剂，另外马铃薯还提供一些维生素及无机盐。5.试述通过基团转移运送营养物质的机制。

答：定义：基团移位指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后会发生分子结构的改变。广泛存在于原核生物中。主要用于运送各种糖类、核苷酸、丁酸、腺嘌呤等物质，特点是每输入一份子葡萄糖分子就需要消耗一个ATP的能量。机制：在大肠杆菌中，主要靠磷酸转移酶系统（PTS）即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统。（1）热稳载体蛋白（HPr）的激活：细胞内的高能化合物—磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基团通过酶I的作用把HPr激活；（2）糖经磷酸化而进入细胞内：膜外环境中的糖分子先与细胞膜外表面上的底物特异蛋白—酶IIc结合，接着糖分子被由P～HPr→酶IIa→酶IIb逐级传递来的磷酸基团激活，最后通过酶IIc再把这一磷酸糖释放到细胞质中。6.什么是选择性培养基？试举一实例并分析其中为何有选择性功能。

答：一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的原理而设计的培养基。7.什么是鉴别性培养基？试以EMB为例分析其中为何有鉴别性功能。

答：一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。伊红美蓝乳糖培养基（EMB）：最常见的鉴别性培养基。其中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制革兰氏阳性细菌和一些难培养的革兰氏阴性细菌。在低酸度时，这两种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。因此试样中的多种肠道细菌会在 EMB 培养基上产生 易于用肉眼识别的多种特征菌落，尤其是大肠杆菌，因其强烈分解乳搪而产生大量的混合酸，菌体带 H+故可染上酸性染料伊红，又因伊红与美蓝结合，所以菌落染上深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到绿色金 7

Dp影 属闪光。

第六章 微生物的生长及其控制

1.超氧阴离子自由基:存在于生物体内，由酶促方式形成或非酶促方式形成。

2.超氧化物歧化酶(SOD)：是一种广泛存在于动植物、微生物中的金属酶。能催化生物体内超氧自由基(O-2)发生歧化反应，是机体内O-2的天然消除剂。从而清除O-2，在生物体的自我保护系统中起着极为重要的作用；在免疫系统中也有极为重要的作用。3.超氧化物歧化酶学说：（P162）

4.利用加压蒸汽对培养基进行灭菌时，常易招致哪些不利影响？如何防止？

答：可能使培养基内不耐热的物质受到破坏，如使糖类形成氨基糖、焦糖，还可能使磷酸盐、碳酸盐与某些阳离子结合形成难溶性复合物而生成沉淀；（生产上可以把糖类物质用连消的方法，可以减少有害物质生成。培养基中加入螯合剂，可以减少沉淀的生成）；也可以采用在较低温度（115℃ 即 0.7kg/cm2 或 10 磅/英寸）下维持35min的方法。5.试以磺胺以及其增效剂TMF为例，说明这类化学治疗剂的作用机制。

答： 答： 磺胺会抑制 2-氨-4-羟-7，8-二氢蝶啶酰焦磷酸与 PABA 的缩合反应。这是由于磺胺是 PABA 的结构类似物，可与它发生竞争性拮抗作用，使某些磺胺分子与 2-氨-4-羟-7，8-二氢蝶啶酰焦 磷酸缩合，形成一个 2-氨-4-羟-7，8-二氢蝶酸的类似物。这样就使那些能利用二氢蝶啶和 PABA 合成叶酸的细菌无法合成叶酸，于是生长受到抑制。另外，TMF 能抑制二氢叶酸还原酶，使二 氢叶酸无法还原成四氢叶酸。这样，TMF 就增强了磺胺的抑制效果。在细菌合成四氢叶酸过程 中，磺胺与 TMF 的双重阻断在防治有关细菌性传染病中，起一个“双重保险”的作用。

6.什么是生长曲线？典型的单细胞微生物生长曲线分为哪几个时期？有何特点，遇到何种问 8

Dp影 题，如何解决？

答：生长曲线：定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线；分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期四个阶段；延滞期特点：①生长速率常数等于零； ②细胞形态变大或增长，许多可形成丝状 ③细胞内 RNA 尤其是 rRNA，含量增高，原生质呈嗜碱性； ④合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速，易产生各种诱导酶； ⑤对外界不良条件 NaCl 浓度、温度和抗生素等理、化因素反应敏感。缩短方法：①以稳定期的种子接种②采用较大的接种量③接种到营养丰富的天然培养基④选择损伤度小的种子。

指数期特点：①生长速率常数 R 最大，因而细胞每分裂一次所需的时间—代时（G）或原生质增 加一倍所需的倍增时间最短；②细胞进行平衡生长，故菌体内各种成分最为均匀；③酶系活跃，代谢旺盛。应用：是用作代谢、生理等研究的良好材料，是增殖噬菌体的最适宿主，也是发酵工业中用作种子的最佳材料，革兰氏染色鉴定时采用此期微生物。

稳定期的特点： ①生长速率常数R等于0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。②开始合成抗生素等次生代谢产物；③细胞开始贮存糖 原、异染颗粒和脂肪等贮藏物；④多数芽孢杆菌在稳定期开始形成芽孢。稳定期到来的原因：①营养物尤其是生长限制因子的耗尽；②营养物的比例失调，例如 C/N 比 值不合适； ③有害代谢产物的积累，如酸、醇、毒素、H2O2等代谢产物都对自身生长有抑制作用；④pH、氧化还原势等物理化学条件越来越不适宜。衰亡期特点：①R为负值，群体呈现负生长状态；②细胞形态发生多形化，一些微生物有自溶现象；③有的微生物进一步合成或释放抗生素等次生代谢物；④芽孢杆菌释放芽孢 7.灭菌和消毒的区别。

答：①两者要求达到的处理水平不同。消毒只要求杀灭或/和清除致病微生物，使其数量减少到不再能引起人发病。灭菌不仅要求杀灭或/和清除致病微生物，还要求将所有微生物全 9

Dp影 部杀灭或/和清除掉，包括非致病微生物。总之，消毒只要求场所与物品达到无害化水平，而灭菌则要求达到没有一个活菌存在。②两者选用的处理方法不同。灭菌与消毒相比，要求更高，处理更难。灭菌必须选用能杀灭抵抗力最强的微生物(细菌芽孢)的物理方法或化学灭菌剂，而消毒只需选用具有一定杀菌效力的物理方法、化学消毒剂或生物消毒剂。将灭菌的处理方法用于消毒不仅是杀鸡用牛刀没有必要，而且还会产生本来可以不发生的副作用;而如果将消毒的处理方法用于灭菌，将会导致灭菌失败。③应用的场所与处理的物品也不同。灭菌主要用于处理医院中进入人体无菌组织器官的诊疗用品和需要灭菌的工业产品，消毒用于处理日常生活和工作场所的物品，也用于医院中一般场所与物品的处理。

第七章 微生物的遗传变异和育种

1.基因突变：简称突变，是变异的一类，泛指细胞内（或病毒体内）遗传物质的分子结构或数量发生的可遗传的变化，可自发或诱导产生。

2.营养缺陷型：野生型的菌株经过诱变剂处理以后，由于丧失某酶合成能力的突变，因而只能在加有该酶合成产物的培养基中才能生长，这类突变菌株称为营养缺陷型突变菌株。3.回复突变： 突变体(mutant)经过第二次突变又完全地或部分地恢复为原来的基因型和表现型。完全恢复是由于突变的碱基顺序经第二次突变后又变为原来的碱基顺序,故亦称真正的回复突变.部分恢复是由于第二次突变发生在另一部位上,其结果是部分恢复原来的表现型。亦称为第二位点突变(second site mutation)或基因内校正(intragenic suppression)。

4.点突变：点突变，也称作单碱基替换（single base substitution），指由单个碱基改变发生的突变。

5.诱变剂：凡是能引起生物体遗传物质发生突然或根本的改变，使其基因突变或染色体畸变达到自然水平以上的物质，统称为诱变剂。

Dp影 6.ATCC:美国典型菌种保藏中心。

7.CCCCM:中国微生物菌种保藏管理委员会。

8.质粒有何特点？主要的质粒可分几类？各有哪些理论或实际意义？（可用表格比较）

答：质粒是细菌体内的环状DNA分子；大致可以分为5类：接合性质粒、抗药性质粒、产细菌素和抗生素质粒、具生理功能的质粒、产毒质粒；在基因工程中质粒常被用作基因的载体或标记基因，抗各种抗生素，抗金属等离子等，故凡有抗菌素抗性的细菌,其质粒才可能用作运载体。而在基因工程中关键是出发菌株的选择和诱变方法的选择。因为这些都能决定诱变的效果和方向。

9.为什么说微生物是基因工程中的“宠儿”？

答： 基因工程是依据分子生物学的原理而发展起来的一种自觉、可操纵的和高效的定向分子育种手段。其应用范围和发展前景宽广。微生物因其具有小体积大面积的优越体质，加上抑郁培养和代谢类型多样性等一系列优良特性，使其在基因工程中具有不可取代的重大作用，它不仅可以用作多外源基因的优良供体、载体和受体而且还为基因工程操作提供了多种类型的必不可少的工具酶类。

10.“ATCC”是一个什么组织？目前它用于菌种保藏的方法有哪几种？为什么？

答：ATCC是美国典型菌种保藏中心的简称，是世界上最大的生物资源中心，由美国14家生化、医学类行业协会组成的理事会负责管理，是一家全球性、非盈利生物标准品资源中心。ATCC向全球发布其获取、鉴定、保存及开发的生物标准品，推动科学研究的验证、应用及进步。...第八章 微生物的生态

1.黄曲霉毒素：也称作黄曲霉素，是一种有强烈生物毒性的化合物，常由黄曲霉及另外几种霉 11

Dp影 菌在霉变的谷物中产生，如大米、豆类、花生等，是目前为止最强的致癌物质。加热至280℃以上才开始分解，所以一般的加热不易破坏其结构。黄曲毒素主要有B1、B2、G1与G2等4种，又以B1的毒性最强。食米储存不当，极容易发霉变黄，产生黄曲毒素。

2.根际微生物：又称根圈微生物。生活在根系领近土壤，依赖根系的分泌物、外渗物和脱落细胞而生长，一般对植物发挥有益作用的菌株，称为根际微生物。

3.瘤胃微生物：生活于反刍动物的瘤胃中；帮助反刍动物将植物中的纤维素和果胶消化为利于瘤胃吸收的营养物质；同时反刍动物为其提供维生素和无机盐等养料，水分，合适的温度和PH，以及良好的搅拌和无机环境；与反刍动物保持共生关系的一类微生物。

4.硝化作用：硝化作用是指异养微生物进行氨化作用产生的氨，被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸，再氧化成硝酸的过程。（P259）

5.反硝化作用：又称脱氮作用，指硝酸盐转化为气态氮化物(N2和N2O)的作用。（硝酸还原作用。土壤中存在许多化能异养型反硝化细菌，在通气不良，缺少氧气的条件下，可利用硝酸中的氧，使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并释放能量。）

6.活性污泥：指一种由活细菌、原生动物和其他微生物群聚集在一起组成的凝絮团，在污水处理中具有很强的吸附、分解有机物或毒素的能力。

7.为什么说土壤是人类最丰富的菌种资源库？如何从中筛选出所需要的菌种？

答：土壤是微生物的大本营： ①进入土壤中的有机物为微生物提供了良好的碳源、氮源和能源； ②土壤中的矿质元素的含量浓度也很适合微生物的发育（1.10-2.5g/L）； ③土壤中的水分虽然变化较大，但基本上可以满足微生物的需要； ④土壤的酸碱度在 pH5.5-8.5 之间，适合于大多数微生物的生长； ⑤土壤的渗透压大都不超过微生物的渗透压； ⑥土壤空隙中充满着空气和水分，为好氧和厌氧微生物的生长提供了良好的环境。⑦土壤具有保温性，与空气相比，昼夜温差和季节温差变化不大。

Dp影 筛选：配制PDA 培养基

1、原料准备： 1000ml 水；200g 土豆；20g 蔗糖；15—20g 琼脂 10g 蛋白胨;5gNaCl;15—20g 琼脂。

8.为何说微生物在自然界氮素循环中起着关键的作用？

答：在氮素循环中的8个循环中，有6个只有通过微生物才能进行，特别是为整个生物圈开辟氮素营养源的生物固氮作用，更属原核生物的专利，因此，我们可以认为微生物是自然界氮素循环的中心。

9.什么是正常菌种，以人体肠道为例说明人体肠道正常菌群与人体之间的关系？

答：人体肠道正常菌群与人体有着非常密切的利害关系。正常情况下,人体内、外环境与肠道正常菌群保持着相对平衡状态,它确保着人体的健康,但一旦在某些因素的作用下,平衡被打破,将导致某些疾病的发生。

第九章 传染与免疫

1.决定传染结局的三大因素是什么，简述三者的关系。

答：病原体，人体免疫力，环境因素；三者间的关系：病原体作为传播的起点，没有传染源就不会有传染病发生，环境因素是病原体传播的途径，没有这个媒介病原体就不会再传染源和健康人群中传播，最后是人体免疫力，免疫力较差的比如老年人和小孩比成年人更易感染。

第十章 微生物的分类与鉴定

1.何谓三域学说，提出此学说的依据何在？

答：三域学说：对多种生物的16S rRNA或18S rRNA的寡核苷酸序列测序，提出了一个与以往界级分类不同新系统，即三域学说。

提出此学说的依据：综合了L.Margulis提出的真核生物起源的内共生假说的精髓，认为 13

Dp影 现今一切生物都由一种共同祖先进化而来，它原是一种小细胞，先分化出细菌和古生菌这两类原核生物，后来在古生菌分支上的细胞在丧失了细胞壁后，发展成以变形虫状较大型、有真核的细胞形式出现，它先后吞噬了α变形细菌和蓝细菌，并进一步发生了内共生，从而两者进化成与宿主细胞难分难解的细胞器——线粒体和叶绿体，于是，宿主最终也就发展成了各类真核生物。它在目前还存在何种挑战：有些学者主要认为１６Ｓ和１８ＳｒＲＮＡ的分子进化很难代表整个基因组的分子进化，其次是已知有许多真核生物的基因组和它们表达的功能蛋白更接近于细菌而并非接近于古生菌等。

2.真菌的分类类群：（《安.贝氏菌物词典》第九版）子囊菌门、担子菌门、结合菌门、壶菌门、无性型真菌类。

3.何谓五界系统，它有何优缺点？

答：五界分类系统，它是由美国生物学家魏泰克（R.H.Whittaker,1924—1980）在1969年提出的。魏泰克在已区分了植物与动物、原核生物与真核生物的基础上，又根据真菌与植物在营养方式和结构上的差异，把生物界分成了原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界。

优点：从纵的方面看，它显示了生命历史的三大阶段：原核阶段、真核单细胞阶段和真核多细胞阶段。从横的方面看，它展现了生物进化的三大方向：营光合作用的植物、吸收式营养的真菌和摄食式营养的动物。由于有这些优点，所以自70年代以来，这个系统已为西方生物学教本所普遍采用。

缺点：原生生物界仍然庞杂，往往与动、植物混淆不清；病毒这一大类非细胞生物还没有被包括进去等。

第二篇：环境工程微生物学课后习题(重点)

环境工程微生物学

绪论

6、写出大肠埃希氏杆菌和枯草芽孢杆菌的拉丁文全称。

7、微生物有哪些特点？

第一章

1、病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？

4、叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。

10、什么叫噬菌斑？什么是PFU？

第二章

2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？

8、叙述革兰氏染色的机制和步骤。

9、何谓细菌菌落？细菌有哪些培养特征？这些培养特征有什么实践意义？

第三章

5、原生动物中各纲在水体自净和污水生物处理中如何起指示作用？

7、微型后生动物包括哪几种？

12、硅藻和甲藻是什么样的藻类？水体富营养化与哪些藻类有关？

15、霉菌有几种菌丝？如何区别霉菌放线菌的菌落？

第四章

3、简述酶蛋白的结构及酶的活性中心。

8、微生物需要哪些营养物质？供给营养时应注意些什么？为什么？

10、当处理某一工业废水时，怎样着手和考虑配给营养？

16、营养物质是如何进入细胞的？

21、微生物呼吸作用的本质是什么？可分为哪几种类型？各类型有什么特点？

第五章

1.什么是细菌的生长曲线？各阶段有什么特点？在废水生物处理中有哪些应用？

7.试述pH过高过低对微生物的不良影响。用活性污泥法处理污水时为什么要保持在pH6以上? 21.在天然环境和人工环境中微生物之间存在哪几类关系？举例说明。

第三篇：课后习题答案--《环境工程微生物学》

环境工程微生物学

绪论

1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？

答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。

2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？

答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。

3、微生物是如何分类的？

答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。

4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？

答：1969年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis修改成为普遍接受的五界分类系统：原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界（包括蓝藻以外的藻类及原生动物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、动物界和植物界。

我国王大 教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、动物界和植物界。

7、微生物有哪些特点？ 答：

（一）个体极小

微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。

（二）分布广，种类繁多

环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。

（三）繁殖快

大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。

（四）易变异

多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。1 章

1.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？

答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。

特点：大小在0.2微米以下，故在光学显微镜下看不见，你必须在电子显微镜下方可合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新的宿主。

2.病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？

答：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。

根据专性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体），真菌病毒（噬真菌体）。

按核酸分类：有DNA病毒（除细小病毒组的成员是单链DNA外，其余所有的病毒都是双链DNA）和RNA病毒（除呼肠孤病毒组的成员是双链RNA外，其余所有的病毒都是单链RNA）。3.病毒具有什么样的化学组成和结构？

答：

一、病毒的化学组成：病毒的化学组成有蛋白质和核酸，个体大的病毒如痘病毒，除含蛋白质和核酸外，还含类脂类和多糖。

二、病毒的结构：病毒没有细胞结构，却有其自身独特的结构。整个病毒分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有两种：一种是不具被膜（亦称囊膜）的裸露病毒粒子；另一种是在核衣壳外面有被膜所构成的病毒粒子。寄生在植物体内的类病毒和拟病毒结构更简单，只具RNA，不具蛋白质。

1、蛋白质衣壳：是由一定数量的衣壳粒（由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位）按一定的排列组合构成的病毒外壳，成为蛋白质衣壳。由于衣壳粒的排列组合不同病毒有三种对称构型：立体对称型，螺旋对称型和复合对称型。

2、蛋白质的功能：保护病毒使其免受环境因素的影响。决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感细胞表面特定部位有特异亲和力，病毒可牢固的附着在敏感细胞上。病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性。动物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多数含RNA，少数含DNA。噬菌体大多数含DNA，少数含RNA。病毒核酸的功能是：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力。

3、被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它们除含蛋白质和核酸外，还含有类脂质，其中50%~60%为磷脂，其余为胆固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多数病毒不具酶，少数病毒含核酸多聚酶。4.叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。

答：大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程可分为四步：吸附，侵入，复制，聚集与释放。

1、吸附：首先大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭毛，或是纤毛。

2、侵入：尾部借尾丝的帮助固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量而收缩将尾鞘压入宿主细胞内（不具尾鞘的丝状大肠杆菌T系噬菌体将DNA压入宿主细胞内的速度较慢）尾髓将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳留在宿主细胞外，此时，宿主细胞壁上的小孔被修复。【噬菌体不能繁殖，这与噬菌体在宿主细胞内增值所引起的裂解不同】。

3、复制与聚集：噬菌体侵入细胞内后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而有噬菌体核酸所携带的遗传信息控制，借用宿主细胞的合成机构如核糖体，mRNA、tRNA、ATP及酶等复制核酸，进而合成噬菌体的蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这过程叫装配。大肠杆菌噬菌体T4的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘，尾髓和尾丝。并逐个加上去就装配成一个完整的新的大肠杆菌噬菌体T4。

4、宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，噬菌体水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，噬菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞，一个宿主细胞课释放10~1000个噬菌体粒子。

5.什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？

答：毒性噬菌体：就是指侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体；是正常表现的噬菌体。

温和噬菌体：就是指侵入细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主细胞的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。

6.什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？

答：溶原细胞就是指含有温和噬菌体核酸的宿主细胞。

原噬菌体就是指在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，又称为前噬菌体。8.病毒（噬菌体）在固体培养基上有什么样的培养特征。

答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。

9.噬菌体在液体培养基和固体培养基中各有什么样的培养特征。

答：噬菌体在固体培养基上的培养特征如上；

噬菌体在液体培养基上的培养特征是：将噬菌体的敏感细菌接种在液体培养基中，经培养后敏感细菌均匀分布在培养基中而使培养基浑浊。然后接种噬菌体，敏感细胞被噬菌体感染后发生菌体裂解，原来浑浊的细菌悬液变成透明的裂解溶液。10.什么叫噬菌斑？什么是PFU? 答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。11.破坏病毒的物理因素有哪些？它们是如何破坏病毒的？ 答： 共有三类：

1、温度：高温使病毒的核酸和蛋白质衣壳受损伤，高温对病毒蛋白质的灭活比病毒核酸的灭活要快。蛋白质的变性阻碍了病毒吸附到宿主细胞上，削弱了病毒的感染力。

2、光及其他辐射：（1）紫外辐射：其灭活部位使病毒的核酸，使核酸中的嘧啶环收到影响，形成胸腺嘧啶二聚体，尿嘧啶残基的水和作用也会损伤病毒。（2）可见光：在氧气和燃料存在的条件下，大多数肠道病毒对可见光很敏感而被杀死，这叫“光灭活作用”；燃料附着在核酸上，催化光催化作用，引起病毒灭活。（3）离子辐射：X射线、r射线也有灭活病毒的作用。

3、干燥：被灭活的原因是在干燥环境中病毒RNA释放出来而随后裂解。12.紫外线如何破坏病毒？

答： 紫外线照射到病毒之上，其灭活部位是病毒的核酸，是核酸中的嘧啶环到影响，形成胸腺嘧啶二聚体（即在相邻的胸腺嘧啶残基之间形成共价键）。尿嘧啶残基的水和作用也会损伤病毒。

13.灭活宿主体外壳的化学物质有哪些？他们是如何破坏病毒的？ 答：酚：破坏病毒蛋白质的衣壳。

低离子强度（低渗缓冲溶液）的环境：使病毒蛋白质的衣壳发生细微变化，阻止病毒附着在宿主细胞上。

附加：碱性环境课破坏蛋白质衣壳和核酸，当pH大到11以上会严重破坏病毒。氯(次氯酸、二氧化氯、漂白粉)和臭氧灭活效果极好，他们对病 毒蛋白质和核酸均有作用。14.破坏病毒的蛋白质衣壳、核酸和脂类被膜的化学物质有哪些？

答：破坏病毒蛋白质衣壳的化学物质有：酚，低离子强度；破坏病毒核酸的化学物质：甲醛（破坏核酸，但不改变病毒的抗原特性），亚硝酸（导致嘌呤和嘧啶碱基的脱氨基作用），氨（引起病毒颗粒内RNA的裂解）；破坏病毒脂类被膜的化学物质：醚、十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠等。15.你怎么判断病毒有、无被膜？

答：凡对醚类等脂溶剂敏感的病毒为有被膜的病毒；对脂溶剂不敏感的病毒为不具被膜的病毒。

16.病毒在水体和土壤中的存活时间主要受哪些因素影响

答：病毒在各种环境中由于影响因素的不同，其存活时间也是不同的。

1、病毒在水体中的存活：在海水和淡水中，温度是影响病毒存活的主要因素，也与病毒类型也有关。在水体淤泥中，病毒吸附在固体颗粒上或被有机物包裹在颗粒中间，受到保护其存活时间会较长一些。

2、病毒在土壤中的存活：主要受土壤温度和湿度的影响最大，低温时的存活时间比在高温时长；干燥易使病毒灭活，其灭活的原因是病毒成分的解离和核酸的降解。

【附】：土壤的截留病毒的能力受土壤的类型、渗滤液的流速、土壤孔隙的饱和度、pH、渗滤液中的阳离子的价数（阳离子吸附病毒的能力：3价>2价>1价）和数量、可溶性有机物和病毒的种类等的影响。

3、病毒在空气中的存活：干燥、相对湿度、太阳光中的紫外辐射、温度和风速等的影响。相对湿度大，病毒存活时间长；相对湿度小，越是干燥，病毒存活时间短。第二章 原核微生物

1、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。

答：细菌有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状。分别叫球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。

1、球菌：有单球菌(脲微球菌)，双球菌（肺炎链球菌）。排列不规则的金黄色葡萄球菌、四联球菌。八个球菌垒叠成立方体的有甲烷八叠球菌。链状的有乳链球菌。

2、杆菌：有单杆菌，其中有长杆菌和短杆菌（或近似球形）。产芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌。梭状的芽孢杆菌有溶纤维梭菌等。还有双杆菌和链杆菌之分。

3、螺旋菌呈螺旋卷曲状，厌氧污泥中有紫硫螺旋菌、红螺旋菌属和绿螺旋菌属。螺纹不满一周的叫弧菌，如：脱硫弧菌。呈逗号型的如：逗号弧菌，霍乱弧菌是其中的一直被那个。弧菌可弧线连接成螺旋形。螺纹满一周的叫螺旋菌。

4、丝状菌：分布在水生环境，潮湿土壤和活性污泥中。有铁细菌如：富有球衣菌、泉发菌属即原铁细菌属及纤发菌属。丝状菌属如：发硫菌属，贝日阿托氏菌属、透明颤菌属、亮发菌属等多重丝状菌。丝状体是丝状菌分类的特征。

【附】在正常的生长条件下，细菌的形态是相对稳定的。培养基的化学组成、浓度、培养温度、pH、培养时间等的变化，会引起细菌的形态改变。或死亡，或细胞破裂，或出现畸形。有些细菌则是多形态的，有周期性的生活史，如粘细菌可形成无细胞壁的营养细胞和子实体。

2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？

答：细菌是单细胞的。所有的细菌均有如下结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片。

1、细胞壁

【生理功能】：a、保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用；

b、维持细菌形态（可用溶菌酶处理不同的细菌细胞壁后，菌体均呈现圆形得到证 明）； c、细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（革兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）；

d、细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。

2、原生质体

【生理功能】：a、维持渗透压的梯度和溶质的转移；

b、细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁；

c、膜内陷形成的中间体（相当于高等植物的线粒体）含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点。

d、细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在细胞之抹上进行物质代谢和能量代谢。e、细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。

3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘

A荚膜：【生理功能】a、具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒力强，有助于肺炎链球菌侵染人体； b、护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响； c当缺乏营养时，有的荚膜还可作氮源；

d废水处理中的细胞荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及吸附在细菌体表面上。

B粘液层：在废水生物处理过程中有生物吸附作用，在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，以致增加水中有机物，它可被其他微生物利用。

【附】荚膜、粘液层、衣鞘和菌胶团对染料的亲和力极低，很难着色，都用衬托法着色。4芽孢：抵抗外界不良化境（原因是大多数酶处于不活动状态，代谢力极低）。

特点：a含水率低：38%~~40% b壁厚而致密，分三层：外层为芽孢外壳，为蛋白质性质。中层为皮层，有肽聚糖构成，含大量2，6吡啶二羧酸。内层为孢子壁，有肽聚糖构成，包围芽孢细胞质和核质。芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的细胞壁。

c呀包中的2，6吡啶二羧酸（DPA）含量高，为芽孢干重的5%~~15%。

d含有耐热性酶

5鞭毛：是细菌运动（靠细胞质膜上的ATP酶水解ATP提供能量）。不同细菌的鞭毛着生的部位不同。有单根鞭毛（正端生和亚极端生），周生鞭毛。

3、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学组成？

答：细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类，两者的化学组成和结构不同。格兰仕阳性菌的细胞壁厚，其厚度为20~~80nm，结构较简单，含肽聚糖（包括三种成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，厚度为10nm，其结构较复杂，为外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。两者的细胞壁的化学组成也不停：革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，独含脂多糖，不含磷壁酸。两者的不同还表现在各种成分的含量不同。尤其是脂肪的含量最明显，革兰氏阳性菌含脂肪量为1%~~4%，革兰氏阴性菌含脂肪量为11%~~22%细胞壁结构。

4、古菌包括哪几种？它们与细菌有什么不同？

答：古菌分为五大群：产甲烷古菌，古生硫酸盐还原菌，极端嗜盐菌，无细胞壁古生菌和极端嗜热硫代谢均。

与细菌的不同：大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和据对厌氧的环境。有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性酶和其他特殊酶。繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。

5、叙述细菌细胞质膜结构和化学组成，它有哪些生理功能？

答：细胞质膜是紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞的一层柔软而富有弹性的薄膜。

【结构】由上下两层致密的着色层，中间夹一个不着色层组成。不着色层是由具有正、负电荷，有记性的磷脂双分子层组成，是两性分子。亲水基朝着膜的内、外表面的水相，疏水基（由脂肪酰基组成）在不着色区域。蛋白质主要结合在膜的表面，有的位于均匀的双层磷脂中，疏水键占优势。有的蛋白质有外侧伸入膜的中部，有的穿透两层磷脂分子，膜表面的蛋白质还带有多糖。有些蛋白质在膜内的位置不固定，能转动和扩散，使细胞质膜成为一个流动镶嵌的功能区域。细胞质膜可内陷成层状、管状或囊状的膜内折系统，位于细胞质的表面或深部，常见的有中间体。

【化学组成】60~~70%的蛋白质，30~~40%的脂类和约2%的多糖。蛋白质与膜的透性及酶的活性有关。脂类是磷脂，有磷酸、甘油和含胆碱组成。【生理功能】a 维持渗透压的梯度和溶质的转移；

b细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁； c 膜内陷形成的中间体（相当于高等植物的线粒体）含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点。

d细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在细胞之抹上进行物质代谢和能量代谢。e细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。

6、何谓核糖体？它有哪些生理功能？

答：原核微生物的核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的部位。RNA占60%，蛋白质占40%。生理功能：合成蛋白质。在生长旺盛的细胞中，每个核糖体和初生态的多肽链连接形成多聚核糖体。逐步将核糖体的蛋白质成分去掉不影响核糖体合成蛋白质的功能，核糖体的蛋白质成分只起维持形态和稳定功能的作用，起转录作用的可能是16S RNA。

7、在pH为

6、pH为7和pH为7.5的溶液中细菌各带什么电荷？在pH为1.5的溶液中细菌带什么电荷？为什么？

答：细菌体含有50%以上的蛋白质，蛋白质由20种氨基酸按一定的排列顺序有肽腱连接组成。氨基酸是两性电解质，在碱性溶液中表现出带负电荷，在酸性溶液中表现出带正电荷，在某一定 pH溶液中，按激素啊所带的正电荷和负电荷相等时的pH成为该氨基酸的等电点【由氨基酸构成的蛋白质也是两性电解质，也呈现一定的等电点。细菌细胞壁表面含表面蛋白，所以，细菌也具有两性电解质的性质，它们也有各自的等电点。根据细菌在不同的pH中对一定燃料的着染性，根据细菌对阴、阳离子的亲和性，根据细菌在不同的pH的电场中的泳动方向，都可用相应的方法侧的细菌的等电点】。当细菌的培养液的pH若比细菌的等电点高，细菌的游离氨基电力受抑制，游离羧基电离，细菌则带负电荷；否则，游离氨基电离，游离羧基电离受抑制，细菌则带正电。已知细菌的等电点的pH为2~~5，pH为

6、pH为7和pH为7.5的溶液属于偏碱性、中性和偏酸性，都高于细菌的等电点。所以细菌表面总是带负电荷。而在pH=1.5的溶液中细菌则带正电。

8、叙述革兰氏染色的机制和步骤。

答：1884年丹麦细菌学家创立了革兰氏染色法。将一大类细菌染上色，而另一类染不上色，一边将两大类细菌分开，作为分类鉴定重要的第一步。其染色步骤如下： 1在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌于干净的载玻片上涂布均匀，固定。2用草酸铵结晶紫染色1min，水洗去掉浮色。3用碘—碘化钾溶液媒染1min，倾去多余溶液。

4用中型脱色剂如乙醇或丙酮酸脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色。革兰氏阴性菌被褪色而成无色

5用蕃红染液复染1min，格兰仕阳性菌仍呈紫色，革兰氏阴性菌则呈现红色。革兰氏阳性菌和格兰仕阴性菌即被区分开。

9何谓细菌菌落？细菌有哪些培养特征？这些培养特征有什么实践意义？

答：细菌菌落就是由一个细菌繁殖起来的，有无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团 【培养特征】a在固体培养基上的培养特征就是菌落特征。

b在明胶培养基上的培养特征就是将不停形态的溶菌区，依据这些不同形态的溶菌区或溶菌与否可将细菌进行分类。

c在半固体培养集中的培养特征：呈现出各种生长状态，根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动。

d在液体培养基中的培养特征：根据细菌的属和种的特征的不同长成不同的生长状态。

10、可用什么培养技术判断细菌的呼吸类型和能否运动？如何判断？

答：用穿刺接种技术将细菌接种在含0.3%~~0.5%的琼脂半固体培养基中培养，细菌可呈现出各种生长状态。根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动。

判断细菌呼吸类型：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌。沿着穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。

判断细菌能否运动：如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭毛，不运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且穿透培养基扩散生长着为有鞭毛运动的细菌。

11、何谓放线菌？革兰氏染色是何种反应？

答：放线菌是在固体培养基上呈辐射状生长而得名的细菌。大多数放线菌为腐生菌。

12、蓝细菌是一类什么微生物？分几纲，其中有那几属与水体富营养化有关？

答：蓝细菌：有一类细菌细胞结构简单，只具原始核，没有核仁和核膜，只有染色质，只具叶绿素，没有叶绿体。故将它隶属于原核生物界的蓝色光合菌门。按蓝细菌的形态和结构的特征，老的分类为二纲：色球藻纲和藻殖段纲。

色球藻纲可分为色球藻属、微囊藻属、腔球藻属、管孢藻属及皮果藻属。其中的微囊藻属和腔球藻属课引起富营养化水体发生水华。

藻殖段纲分颤藻属、念珠藻属、筒孢藻属、胶腥藻属好、及单岐藻属。其中鱼腥藻属在富营养化水体中形成水华。第三章 真核微生物

1、何谓原生动物？它有哪些细胞器和营养方式？

答：原生动物是动物中最原始、最低等。结构最简单的单细胞动物。

原生动物为单细胞，没有细胞壁，有细胞质膜、细胞质，有分化的细胞器，其细胞核具有核膜（较高级类型有两个和），故属真和微生物。

营养方式：全动性营养、植物性营养和腐生性营养三种方式。

2、原生动物分几纲？在废水生物处理中有几纲？

答：原生动物分四纲：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲（包括吸管纲）及孢子纲。

鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲存在水体中，在废水生物处理中起重要作用。孢子纲中的孢子虫营寄生生活，几声在人体和动物体内，可随粪便拍到污水中，故需要消灭之。

4、纤毛纲中包括哪些固着型纤毛虫（钟虫类）？你如何区分固着型纤毛虫的各种虫体？ 答：纤毛纲中的固着型纤毛虫有独缩虫属、聚缩虫属、累枝虫属、盖纤虫属等。

这些群体很相像，单它们的虫体和尾柄还有各自的特征。独缩虫和聚缩虫的虫体很像，每个虫体的尾柄相连，但肌丝不相连，因此一个虫体收缩时不牵动其他虫体，故名独缩虫。聚缩虫不同，其尾柄相连，肌丝也相连。所以当一个虫体收缩时牵动其他虫体一起收缩，故叫聚缩虫。累枝虫和盖纤虫有相同处，尾柄都有分支，尾柄内没有肌丝，不能收缩，但在从提的基部有肌原纤维，当虫体收到刺激时，其基部收缩，前端胞口闭锁。其不同点是：累枝虫的虫体口缘有两圈纤毛环形成的似波动膜，和钟虫相像，其柄等分支或不等分支。盖纤虫的口缘有两齐全纤毛形成的盖形物，能运动，因有盖而得名。

5、原生动物中各纲在水体自净和污水生物处理中如何起指示作用？

答：原生动物在正常的环境条件下都各自保持自己的形态特征，但当环境条件变化，超过其适应能力时，都可使原生动物不能正常生活而形成胞囊。所以在水体自净和污水生物处理中，一旦形成胞囊，就可判断污水处理不正常。

6、何谓原生动物的胞囊？它是如何形成的? 答：在正常的环境条件下，所有的原生动物都各自保证、吃自己的形态特征。当环境条件变坏，如水干枯、水温和pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物积累过多，废水中的有机物浓度超过它的适应能里等原因，都可使原生动物不能正常生活而形成胞囊。所以胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体。

胞囊的形成过程：先是虫体变圆，鞭毛、纤毛或伪足等细胞器缩入体内或消失，细胞水分陆续有伸缩泡排除，虫体缩小，最后伸缩泡消失，分泌一种胶状物质于体表，尔后凝固形成胞壳。胞壳有两层，外层较厚，表面凸起，内层薄而透明。胞囊很轻易随灰尘漂浮或被其他动物带至地方，胞囊遇到适宜环境其胞壳破裂回复虫体原型。

7、微型后生动物包括哪几种？

答：轮虫、线虫、寡毛类动物（飘体虫、颤蚓、水丝蚓等）、浮游甲壳动物、苔藓动物（苔藓虫，羽苔虫）。

8、常见的浮游甲壳动物有哪些？你如何利用浮游甲壳动物判断水体的清洁程度？

答：常见的浮游甲壳动物有剑水蚤和水蚤。

水蚤的血液含血红素，血红素溶于血浆，肌肉、卵巢和肠壁等细胞中也含血红素。血红素的含量常随环境中溶解氧量的高低而变化。水体中含氧量低，水蚤的血红素含量高；水蚤的含氧量高，水蚤的血红素含量低。由于在污染水体中的溶解氧低，清水中氧的含量高，所以，在污染水体中的水蚤颜色比在清水中的红些，这就是水蚤常呈不同颜色的原因，是适应环境的表现。可以利用水蚤的这个特点，判断水体的清洁程度。

9、藻类的分类依据是什么？它分为几门？

答：藻类的分类依据是：光合色素的种类，个体形态，细胞机构，生殖方式和生活史等。

分类：蓝藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻们、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、红藻门及褐藻门。

10、裸藻和绿藻有什么相似和不同之处？

答：【相同点】具有叶绿体，内含叶绿色a、b、β-胡萝卜素、3种叶黄素。上述色素使叶绿体呈现鲜绿色，与绿藻相同。都有鞭毛，在叶绿体内都有造粉核。【不同】

1、繁殖方式：裸藻为纵裂，绿藻为无性生殖和有性生殖。

2、生活环境：裸藻主要生长在有机物丰富的静止水体或才、缓慢的流水中，大量繁殖时形成绿色、红色或褐色的水花。绿藻在流动和静止的水体、土壤表面和树干都能生长。寄生的绿藻引起植物病害。

3、裸藻是水体富营养化的指示生物，而绿藻在水体自净中起净化和指示生物的作用。

11、绿藻在人类生活、科学研究和水体自净中起什么作用？

答：绿藻中的小球藻和栅藻富含蛋白质可供人食用和作动物饲料。绿藻是藻类生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧体，有的可制藻胶。绿藻在水体自净中起净化和指示生物的作用。

12、硅藻和甲藻是什么样的藻类？水体富氧化与那些藻类有关？

答：多数的甲藻对光照强度 和水温范围要求严格，在适宜的光照和水温条件下，甲藻在短期内大量繁殖岛城海洋“赤潮”。

13、真菌包括哪些微生物？他们在废水生物处理中各起什么作用？

答：真菌属低等植物，种类繁多，形态、大小各异，包括酵母菌、霉菌及各种伞菌。酵母菌处理和有机固体废弃物生物处理中都起积极作用。酵母菌还可用作检测重金属，霉菌对废水中氰化物的去除率达90%以上。有的霉菌还可处理含硝基化合物废水。伞菌：既处理废水和固体废弃物，还可获得食用菌。

14、酵母菌有哪些细胞结构？有几种类型的酵母菌？

答：酵母菌的细胞结构有细胞壁、细胞质膜、细胞核、细胞质及内含物。酵母菌的细胞组分含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质及脂类。啤酒酵母还含几丁质。

15、霉菌有几种菌丝？如何区别霉菌和放线菌的菌落？ 答：霉菌有营养菌丝和气生菌丝。

霉菌的菌落呈圆形绒毛状、絮状或蜘蛛网状。比其他微生物的菌落都答，长得很快可蔓延至整个平板。霉菌菌落疏松，与培养基结合不紧，用接种环很容易挑取。放线菌的菌落是由一个分生孢子或一段营养菌丝生长繁殖引起许多菌丝互相缠绕而成，质地紧密，表面呈绒状或紧密干燥多皱。菌丝潜入培养基，整个菌落像是潜入培养集中，不易呗挑取。有的菌落成白色粉末状，质地松散，易被挑取。第四章 微生物的生理

1、酶是什么？它有哪些组成？各有什么生理功能？

答：酶是动物、植物及微生物等生物体内合成的，催化生物化学反应的，并传递电子、源自和化学基团的生物催化剂。组成有两类：

1、单组分酶，只含蛋白质。

2、全酶，有蛋白质和不含氮的小分子有机物组成，或有蛋白质和不含氮的小分子有机物加上金属离子组成。酶的各组分的功能：酶蛋白起加速生物化学反应的作用；酶基和辅酶起传递电子、原子、化学基团的作用；金属离子除传递电子之外，还起激活剂的作用。

2、什么是辅基？什么是辅酶？有哪些物质可作辅基或辅酶？

答：

3、简述酶蛋白的结构及酶的活性中心.答：组成酶的20种氨基酸按一定的排列顺序有肽腱连接成多肽链，两条多肽链之间或一条多肽链卷曲后相邻的基团之间以氢键、盐键、脂键、疏水键、范德华力及金属键等相连接而成。分一、二、三级结构，少数酶具有四级结构。

酶的活性中心是指酶蛋白分子中与底物结合，并起催化最用的小部分氨基酸微区。构成活性中心的微区或处在同一条台联的不同部位，或处在不同肽链上；在多肽链盘曲成一定空间构型时，它们按一定位置靠近在一起，形成特定的酶活性中心。

4、按酶所在细胞的不同部位，酶可分为哪几种？按催化反应类型可分为哪几类？这两种划分如何联系和统一？

答：按酶在细胞的不同部位可把酶分为胞外酶、胞内酶和表面酶。

按催化反应类型可分为水解酶类、氧化还原酶类、异构酶类、转移酶类、裂解酶类和合成酶类。

【按酶作用底物的不同可分为淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、核糖核酸酶】 上述三种分类和命名方法可右击低联系和统一起来。如：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶均催化水解反应，属于水解酶类；而他们均位于细胞外，属胞外酶。除此之外的大多数酶类，如氧化还原酶、异构酶、转移酶、裂解酶和合成酶等，均位于细胞内，属胞内酶。

5、酶的催化作用有哪些特征？

答：

1、酶积极参与生物化学反应，加速化学速度，速度按反应到达平衡的时间，但不改变反应的平衡点。

2、酶的催化作用具有专一性。一种酶只作用与一种物质或一类物质，或催化一种或一类化学反应，产生一定的产物。

3、酶的催化作用条件温和。

4、酶对环境条件极为敏感。高温、强酸和强碱都能使酶丧失活性；重金属离子能钝化酶，使之失活。【附】酶催化效率极高的原因是酶能降低反应的能阀，从而降低反应物所需的活化能】

6、影响酶活力（酶促反应速度）的主要因素有哪些？并加以讨论。

答：酶促反应速度受酶浓度和底物宁都的影响，也受温度，pH，激活剂和抑制剂的影响。

7、微生物含有哪些化学组成？各组分占的比例是多少？

答：微生物机体质量的70%~~90%为水分，其余的10%~~30%为干物质。【有机物占干物质质量的90%~~97%，包括蛋白质、核酸、糖类和脂类。无机物占干物质质量的3%~~10%,包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl和微量元素Cu、Mn、Zn、B、Mo、Co、Ni等。

8、微生物需要哪些营养物质？供给营养时应注意什么？为什么？

答：微生物需要的营养物质有水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及 生长因子。供养时应当把所需物质按一定的比例配制而成。少的话不能正常生长，多的话就会导致反驯化。

9、根据微生物对碳源和能量需要的不同，可把微生物分为哪几种类型？

答：可分为无机营养微生物（光能自养微生物和化能自养微生物）、有机营养微生物和混合营养微生物。

10、当处理某一工业废水时，怎样着手和考虑配给营养？

答：为了保证废水生物处理的效果，要按碳氮磷比配给营养。但有的工业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或补足。某些工业废水缺氮；洗涤剂废水磷过剩，也缺氮。对此可用粪便污水或尿素补充氮。若有的废水缺磷，则可用磷酸氢二钾补充。但如果工业废水不缺营养，就切勿添加上述物质，否则会导致反驯化，影响处理效果。

11、什么叫培养基？按物质的不同，培养基可分为哪几类？按实验目的和用途的不同，可分为哪几类？

答：根据各种微生物的营养要求，将谁、碳源、氮源、无机盐和生长因子等物质按一定的比例配制而成的，用以培养微生物的基质，即培养基。

根据实验目的和用途不同，培养基可分为：基础培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。

【按物质的不同，培养基可分为合成培养基、天然培养基和符合培养基】

12、什么叫选择培养基？那些培养基属于选择培养基？

答：选择培养基就是用以抑制非目的微生物的生长并使所要分离的微生物生长繁殖的培养基。麦康盖培养基、乳糖发酵培养基。【配制选择培养基时可加入染料、胆汁盐、金属盐类、酸、碱或抗生素等其中的一种】

13、什么叫鉴别培养基？哪些培养基属于鉴别培养基？

答：当几种细菌由于对培养基中某一成分的分界能力不同，其菌落通过指示剂先是除不太那个的颜色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫鉴别培养基。

常用的鉴别培养基远滕氏培养基、醋酸铅锌培养基、伊红—美蓝（EMB）培养基等。

14、如何从被粪便污染的水样中将大肠杆菌群中的四种菌逐一鉴别出来？

答：大肠菌属中的大肠埃希氏菌、枸 酸盐杆菌、产气杆菌、副大肠杆菌等均能在远藤氏培养基上生长，但它们对乳酸的分解能力不同：前三种能分界乳糖，但分解能力有强有弱，大肠埃希氏菌分解能力最强，菌落呈紫红色带金属光泽；枸 酸盐杆菌次之，菌落呈紫红或深红色；产气杆菌第三，菌落呈淡红色。副大肠杆菌不能分界乳糖，菌落无色透明。

15、如何判断某水样是否被粪便污染？

测试大肠杆菌群这个项目.100mL水样不得检出,如果检出，说明已被污染.16、营养物质是如何进入细胞的? 答：微生物的营养物质各种各样，有水溶性和脂溶性，有小分子和大分子。不同营养物质进入细胞的方式也不同：单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。

17、营养物质顺浓度梯度进入细胞的方式有哪些？是如何进入的？

答：有单纯扩散和促进扩散。单纯扩散是利用细胞质膜上的小孔，促进扩散是利用细胞质膜上的特殊蛋白质。

18、营养物质逆浓度梯度进入细胞的方式有哪些？是如何进入的？

答：有主动运输和基团转位。主动运输需要渗透酶（单向转运载体、同向转运载体和反向转运载体）和能量。基团转位有特定的转移酶系统，是通过单向性的磷酸化作用而实现的，细胞质膜对大多数磷酸化的化合物有高度的不渗透性。

19、什么叫主动运输？什么叫基团转位？

答：主动运输：当微生物细胞内所积累的营养物质的浓度高于细胞外的浓度时，营养物质就不能按浓度梯度扩散到细胞内，而是逆浓度梯度被“抽”进细胞内，这种需要能量和渗透酶的逆浓度梯度积累营养物的过程；

基团转位：以糖为例，在细胞内，在酶I存在下，先是HPr被磷酸烯醇丙酮酸（细胞代谢产物）磷酸化形成HPr—磷酸，并被一道细胞质膜上。在膜的外侧，外界供给的糖有渗透酶携带到细胞质膜上，在特异性酶II的村华夏，糖被HPr—磷酸磷酸化形成糖—磷酸。渗透酶将膜上已被磷酸化的糖携带到细胞内，随即被代谢。基团转位是通过单向性的磷酸化作用而实现的。

20、什么叫新陈代谢？

答：新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称，它包括物质代谢和能量代谢两个方面。物质代谢是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。能量代谢是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。在新陈代谢过程中，既有同化作用，又有异化作用。同化作用(又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。异化作用(又叫做分解代谢)是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。

21、微生物呼吸作用的本质是什么？可分为哪几种类型？各类型有什么特点？

答：微生物呼吸作用的本质是氧化与还原的统一过程，这过程中有能量的产生和能量的转移。微生物的呼吸类型有三类：发酵、好氧呼吸和无氧呼吸。最终电子受体不同，分别为中间代谢产物、氧气、氧气外的无机化合物。另外产能的多少也不同。

22、葡萄糖在好氧条件下是如何氧化彻底的？

答：在好氧呼吸过程中，葡萄糖的氧化分解分两阶段：I葡萄糖经EMP途径酵解。这一过程不需要消耗氧，形成中间产物——丙酮酸。II丙酮酸的有氧分解。丙酮酸氧化过程的一系列步骤总称为三羧酸循环（TCA循环）。三羧酸（TCA）循环、乙醛酸循环和电子传递体系。

23、什么加底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化？

答：底物水平磷酸化：厌氧微生物和兼性厌氧微生物在基质氧化过程中，产生一种含高自由能的中间体，如发酵中产生含高能键的1，3-二磷酸甘油酸。这一中间体将高能键（~）交给ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。

氧化磷酸化：好氧微生物在呼吸时，通过电子传递体系产生ATP的过程。

光合磷酸化：光引起叶绿素、菌绿素或菌紫素逐出电子，通过电子传递产生ATP的过程。

24、何谓光合作用，比较阐扬光合作用和不产氧光合作用的异同。

第四篇：课后习题答案--《环境工程微生物学》_第三版_周群英

微生物课后习题

环境工程微生物学

绪论

1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？

答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。

2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？

答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。

3、微生物是如何分类的？

答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按域、界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。

7、微生物有哪些特点？

答：

1、个体极小、面积大

2、吸收多，转换快

3、生长旺、繁殖快

4、适应强、变异频

6、种类多、分布广

1.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？

答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内超微小微生物。

微生物课后习题

特点：

1、大小在0.2微米以下，形体及其微小

2、没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，3、必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，4、病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新的宿主。

2.病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？

答：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。

根据专性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体），真菌病毒（噬真菌体）。

按核酸分类：有DNA病毒（除细小病毒组的成员是单链DNA外，其余所有的病毒都是双链DNA）和RNA病毒（除呼肠孤病毒组的成员是双链RNA外，其余所有的病毒都是单链RNA）。

3.病毒具有什么样的化学组成和结构？

答：

一、病毒的化学组成：病毒的化学组成有蛋白质和核酸，个体大的病毒如痘病毒，除含蛋白质和核酸外，还含类脂类和多糖。

二、病毒的结构：病毒没有细胞结构，却有其自身独特的结构。整个病毒分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有两种：一种是不具被膜（亦称囊膜）的裸露病毒粒子；另一种是在核衣壳外面有被膜所构成的病毒粒子。寄生在植物体内的类病毒和拟病毒结构更简单，只具RNA，不具蛋白质。

1、蛋白质衣壳：是由一定数量的衣壳粒（由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位）按一定的排列组合构成的病毒外壳，成为蛋白质衣壳。由于衣壳粒的排列组合不同病毒有三种对称构型：立体对称型，螺旋对称型和复合对称型。

2、蛋白质的功能：保护病毒使其免受环境因素的影响。决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感细胞表面特定部位有特异亲和力，病毒可牢固的附着在敏感细胞上。病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性。动物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多数含RNA，少数含DNA。噬菌体大多数含DNA，少数含RNA。病毒核酸的功能是：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力。

3、被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它们除含蛋白质和核酸外，还含有类脂质，其中50%~60%为磷脂，其余为胆固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多数病毒不具酶，少数病毒含核酸多聚酶。

4.叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。

微生物课后习题

答：大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程可分为四步：吸附，侵入，复制，聚集与释放。

1、吸附：首先大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭毛，或是纤毛。

2、侵入：尾部借尾丝的帮助固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量而收缩将尾鞘压入宿主细胞内（不具尾鞘的丝状大肠杆菌T系噬菌体将DNA压入宿主细胞内的速度较慢）尾髓将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳留在宿主细胞外，此时，宿主细胞壁上的小孔被修复。【噬菌体不能繁殖，这与噬菌体在宿主细胞内增值所引起的裂解不同】。

3、复制与聚集：噬菌体侵入细胞内后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而有噬菌体核酸所携带的遗传信息控制，借用宿主细胞的合成机构如核糖体，mRNA、tRNA、ATP及酶等复制核酸，进而合成噬菌体的蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这过程叫装配。大肠杆菌噬菌体T4的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘，尾髓和尾丝。并逐个加上去就装配成一个完整的新的大肠杆菌噬菌体T4。

4、宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，噬菌体水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，噬菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞，一个宿主细胞课释放10~1000个噬菌体粒子。

5.什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？

答：毒性噬菌体：就是指侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体；是正常表现的噬菌体。

温和噬菌体：就是指侵入细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主细胞的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。

6.什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？

答：溶原细胞就是指含有温和噬菌体核酸的宿主细胞。

原噬菌体就是指在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，又称为前噬菌体。

第二章 原核微生物

1、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。

答：细菌有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状。分别叫球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。

1、球菌：双球菌

2、杆菌：枯草杆菌。

3、螺旋菌：红螺

微生物课后习题

旋菌属和绿螺旋菌属

4、丝状菌：铁细菌

2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？

答：细菌是单细胞的。所有的细菌均有如下结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片。

1、细胞壁

【生理功能】：a、保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用；

b、维持细菌形态（可用溶菌酶处理不同的细菌细胞壁后，菌

体均呈现圆形得到证 明）； c、细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（革兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）； d、细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。

2、原生质体

【生理功能】：a、维持渗透压的梯度和溶质的转移；

b、细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁；

c、膜内陷形成的中间体（相当于高等植物的线粒体）含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点。

d、细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在细胞之抹上进行物质代谢和能量代谢。

e、细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。

3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 A荚膜：

【生理功能】a、具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒力强，有助于肺炎链球菌侵染人体；

b、护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响；

c当缺乏营养时，有的荚膜还可作氮源；

d废水处理中的细胞荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及吸附在细菌体表面上。

B粘液层：在废水生物处理过程中有生物吸附作用，在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，以致增加水中有机物，它可被其他微生物利用。

微生物课后习题

C菌胶团： D衣鞘：

【附】荚膜、粘液层、衣鞘和菌胶团对染料的亲和力极低，很难着色，都用衬托法着色。

4芽孢：抵抗外界不良化境（原因是大多数酶处于不活动状态，代谢力极低）。特点：a含水率低：38%~~40% b壁厚而致密，分三层：外层为芽孢外壳，为蛋白质性质。中层为皮层，有肽聚糖构成，含大量2，6吡啶二羧酸。内层为孢子壁，有肽聚糖构成，包围芽孢细胞质和核质。芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的细胞壁。

c呀包中的2，6吡啶二羧酸（DPA）含量高，为芽孢干重的5%~~15%。d含有耐热性酶

5鞭毛：是细菌运动（靠细胞质膜上的ATP酶水解ATP提供能量）。不同细菌的鞭毛着生的部位不同。有单根鞭毛（正端生和亚极端生），周生鞭毛。

3、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学组成？

答：细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类，两者的化学组成和结构不同。格兰仕阳性菌的细胞壁厚，其厚度为20~~80nm，结构较简单，含肽聚糖（包括三种成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，厚度为10nm，其结构较复杂，为外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。两者的细胞壁的化学组成也不停：革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，独含脂多糖，不含磷壁酸。两者的不同还表现在各种成分的含量不同。尤其是脂肪的含量最明显，革兰氏阳性菌含脂肪量为1%~~4%，革兰氏阴性菌含脂肪量为11%~~22%细胞壁结构。

【附】 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁化学组成的比较

细菌 壁厚度/nm 肽聚糖/% 磷壁酸/% 脂多糖/% 蛋白质/% 脂肪/% 阳性菌 20~~80 40~~90 + — 约20 1~~4 阴性菌 10 10 — + 约60 11~~22

9何谓细菌菌落？细菌有哪些培养特征？这些培养特征有什么实践意义？

答：细菌菌落就是由一个细菌繁殖起来的，有无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。

【培养特征】a在固体培养基上的培养特征就是菌落特征。

微生物课后习题

b在明胶培养基上的培养特征就是将不同形态的溶菌区，依据这些不同形态的溶菌区或溶菌与否可将细菌进行分类。

c在半固体培养集中的培养特征：呈现出各种生长状态，根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动。

d在液体培养基中的培养特征：根据细菌的属和种的特征的不同长成不同的生长状态。

10、可用什么培养技术判断细菌的呼吸类型和能否运动？如何判断？

答：用穿刺接种技术将细菌接种在含0.3%~~0.5%的琼脂半固体培养基中培养，细菌可呈现出各种生长状态。根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动。

判断细菌呼吸类型：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌。沿着穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。

判断细菌能否运动：如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭毛，不运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且穿透培养基扩散生长着为有鞭毛运动的细菌。

11、何谓放线菌？革兰氏染色是何种反应？

答：放线菌是在固体培养基上呈辐射状生长而得名的细菌。大多数放线菌为腐生菌。

结构有：营养菌丝、气生菌丝、孢子丝 ******

第三章 真核微生物

1、何谓原生动物？它有哪些细胞器和营养方式？

答：原生动物是动物中最原始、最低等。结构最简单的单细胞动物。

原生动物为单细胞，没有细胞壁，有细胞质膜、细胞质，有分化的细胞器，其细胞核具有核膜（较高级类型有两个和），故属真和微生物。营养方式：全动性营养、植物性营养和腐生性营养三种方式。

2、原生动物分几纲？在废水生物处理中有几纲？

微生物课后习题

答：原生动物分四纲：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲（包括吸管纲）及孢子纲。

鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲存在水体中，在废水生物处理中起重要作用。孢子纲中的孢子虫营寄生生活，几声在人体和动物体内，可随粪便拍到污水中，故需要消灭之。

13、真菌包括哪些微生物？他们在废水生物处理中各起什么作用？

答：真菌属低等植物，种类繁多，形态、大小各异，包括酵母菌、霉菌及各种伞菌。酵母菌处理和有机固体废弃物生物处理中都起积极作用。酵母菌还可用作检测重金属，霉菌对废水中氰化物的去除率达90%以上。有的霉菌还可处理含硝基化合物废水。伞菌：既处理废水和固体废弃物，还可获得食用菌。

15、霉菌有几种菌丝？如何区别霉菌和放线菌的菌落？

答：霉菌有营养菌丝和气生菌丝。

霉菌的菌落呈圆形绒毛状、絮状或蜘蛛网状。比其他微生物的菌落都答，长得很快可蔓延至整个平板。霉菌菌落疏松，与培养基结合不紧，用接种环很容易挑取。放线菌的菌落是由一个分生孢子或一段营养菌丝生长繁殖引起许多菌丝互相缠绕而成，质地紧密，表面呈绒状或紧密干燥多皱。菌丝潜入培养基，整个菌落像是潜入培养集中，不易呗挑取。有的菌落成白色粉末状，质地松散，易被挑取。

第四章 微生物的生理

7、微生物含有哪些化学组成？各组分占的比例是多少？

答：微生物机体质量的70%~~90%为水分，其余的10%~~30%为干物质。【有机物占干物质质量的90%~~97%，包括蛋白质、核酸、糖类和脂类。无机物占干物质质量的3%~~10%,包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl和微量元素Cu、Mn、Zn、B、Mo、Co、Ni等。

8、微生物需要哪些营养物质？供给营养时应注意什么？为什么？

答：微生物需要的营养物质有水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及 生长因子。供养时应当把所需物质按一定的比例配制而成。少的话不能正常生长，多的话就会导致反驯化。

微生物课后习题

9、根据微生物对碳源和能量需要的不同，可把微生物分为哪几种类型？

答：可分为无机营养微生物（光能自养微生物和化能自养微生物）、有机营养微生物和混合营养微生物。

11、什么叫培养基？按物质的不同，培养基可分为哪几类？按实验目的和用途的不同，可分为哪几类？

答：根据各种微生物的营养要求，将谁、碳源、氮源、无机盐和生长因子等物质按一定的比例配制而成的，用以培养微生物的基质，即培养基。

根据实验目的和用途不同，培养基可分为：基础培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。

【按物质的不同，培养基可分为合成培养基、天然培养基和符合培养基】

12、什么叫选择培养基？那些培养基属于选择培养基？

答：选择培养基就是用以抑制非目的微生物的生长并使所要分离的微生物生长繁殖的培养基。麦康盖培养基、乳糖发酵培养基。【配制选择培养基时可加入染料、胆汁盐、金属盐类、酸、碱或抗生素等其中的一种】

13、什么叫鉴别培养基？哪些培养基属于鉴别培养基？

答：当几种细菌由于对培养基中某一成分的分界能力不同，其菌落通过指示剂先是除不太那个的颜色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫鉴别培养基。

常用的鉴别培养基远滕氏培养基、醋酸铅锌培养基、伊红—美蓝（EMB）培养基等。

第五篇：微生物学课后习题(沈萍)（精选）

微生物习题集 第一章

绪论

选择题(4个答案选1)1．当今，一种新的瘟疫正在全球蔓延，它是由病毒引起的（）。

A 鼠疫

B 天花

C 艾滋病(AIDS)

D 霍乱

2．微生物在整个生物界的分类地位，无论是五界系统，还是三域(domain)系统，微生物都占据了（）的“席位”。

A 少数

B 非常少数

C 不太多

D 绝大多数

3．微生物学的不断发展，已形成了基础微生物学和应用微生物学，它又可分为（）的分支学科。

A 几个不同

B 少数有差别

C许多不同

D4个不同 4．公元9世纪到10世纪我国已发明（）。

A曲蘖酿酒

B用鼻苗法种痘 C烘制面包

D酿制果酒

5．安东·列文虎克制造的显微镜放大倍数为（）倍，利用这种显微镜，他清楚地看见了细菌和原生动物。

A50—300

B10左右

C2—20

D500～1 000 6．据有关统计表明，20世纪诺贝尔奖的生理学或医学奖获得者中，从事微生物问题研究的就占了（）。

A1／10

B2／3

C1／20

D1／3 7．巴斯德为了否定“自生说”，他在前人工作的基础上，进行了许多试验，其中著名的（）无可辩驳地证实：空气中确实含有微生物，它们引起有机质的腐败。

A厌氧试验

B灭菌试验 C曲颈瓶试验

D菌种分离试验 8．柯赫提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——（）。A巴斯德原则 B柯赫原则

C 菌种原则

D 免疫原理

9．微生物基因组序列分析表明，在某些微生物中存在一些与人类某些遗传疾病相类似的基因，因此可以利用这些微生物作为（）来研究这些基因的功能，为认识庞大的人类基因组及其功能做出重要贡献。

A 模式生物

B 受体

C 供体

D 突变材料

10．我国学者汤飞凡教授的（）分离和确证的研究成果，是一项具有国际领先水平的开创性成果。

A 鼠疫杆菌

B 沙眼病原体

C 结核杆菌

D天花病毒

是非题

1．微生物是人类生存环境中必不可少的成员，有了它们才使得地球上的物质进行循环，否则地球上的所有生命将无法繁衍下去。2．由于现代生物技术的应用，尤其是基因治疗和基因工程药物的产生，许多已被征服的传染病，例如：肺结核、疟疾、霍乱、天花等，不可能有“卷土重来”之势。

3．当今研究表明：所有的细菌都是肉眼看不见的。

4．微生物学家要获得微生物的纯种，通常要首先从微生物群体中分离出所需的纯种，然后还要进行培养，因此研究微生物一般要使用特殊的技术，例如：消毒灭菌和培养基的应用等，这也是微生物学有别于动、植物学的。

5．巴斯德不仅用曲颈瓶实验证明微生物非自然发生，推翻了争论已久的“自生说”，而且做了许多其他重大贡献，例如：证明乳酸发酵是由微生物引起的，首次制成狂犬疫苗，建立了巴氏消毒法等。

6．细菌学、真菌学、病毒学、原生动物学、微生物分类学、发酵工程、细胞工程、遗传工程、基因工 程、工业微生物学、土壤微生物学、植物病理学、医学微生物学及免疫学等，都是微生物学的分支学科。

7．微生物学的建立虽然比高等动、植物学晚，但发展却十分迅速，其重要原因之一，动、植物结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢，特别是人类遗传学的限制大。

8．微生物学与迅速发展起来的分子生物学理论和技术以及其他学科汇合，使微生物学全面进入分子研究水平，并产生了其分支学科“分子微生物学”。

9．在基因工程的带动下，传统的微生物发酵工业已从多方面发生了质的变化，成为现代生物技术的重要组成部分。

10．DNA重组技术和遗传工程的出现，才导致了微生物学的许多重大发现，包括质粒载体，限制性内切酶、连接酶、反转录酶等。

11．微生物个体小、结构简单、生长周期短，易大量繁殖，易变异等特性，因而与动、植相比，十分难于实验操作。

12．现在，微生物学研究的不可替代性，并将更加蓬勃发展，这是因为微生物具有其他生物不具备的生物学特性；又具有其他生物共有的基本生物学特性，及其广泛的应用性。

问答题

1．用具体事例说明人类与微生物的关系。

2．为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?

3．为什么微生物学比动、植物学起步晚，但却发展非常迅速?

4．简述微生物学在生命科学发展中的地位。

5．试述微生物学的发展前景

三、习题解答 填空题

1．巨大利益

“残忍”的破坏 2．鼠疫杆菌 3．病毒 4．无

原核

真核 5．研究技术 6．细胞微生物学 7．齐民要术

8．巴斯德

柯赫

巴斯德

柯赫9．消毒灭菌分离培养10．模式微生物

特殊微生物

医用微生物

11．第三大产业 选

择题 1． C

2． D

3． C

4． D

5． A 6． D

7． C

8． B

9． A

10． B 是非题对错错对对 错对对对错 错对 问答题

1．微生物与人类关系的重要性，可以从它们在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害两方面进行分析。能够例举：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产；微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不可少的成员；过去瘟疫的流行，现在一些病原体正在全球蔓延，许多已被征服的传染病也有“卷土重来”之势；食品的腐败等等具体事例说明。

2．这是由于巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立 的学科开始形成。巴斯德彻底否定了“自然发生”学说；发现将病原菌减毒可诱发免疫性，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种；证实发酵是由微生物引起的；创立巴斯德消毒法等。柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就：证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌，发现了肺结核病的病原菌，提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则，创建了分离、纯化微生物的技术等。

3．其原因从下列几方面分析：微生物具有其他生物不具备的生物学特性；微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；微生物个体小、结构简单、生长周期短，易大量培养，易变异，重复性强等优势，十分易于操作。动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢。微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。

4．20世纪40年代，随着生物学的发展，许多生物学难以解决的理论和技术问题十分突出，特别是 遗传学上的争论问题，使得微生物这样一种简单而又具完整生命活动的小生物成了生物学研究的“明星”。微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅 速的发展，为整个生命科学的发展做出了巨大的贡献(可举例说明)，在生命科学的发展中占有重要的地位。

5．可从以下几方面论述微生物学的发展前量景：微生物基因组学研究将全面展开；以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为研究内容的微生物生态学、环境微生物学、细胞微生物学等，将在基因组信息的基础上获得长足发展，为人类的生存和健康发挥积极的作用；微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视；与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展；微生物产业将呈现全新的局面。培养物能较好地被研究、利用和重复结果。

第二章 微生物的纯培养和显微镜技术

一、术语或名词

1．菌落(c010ny)单个微生物细胞在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到——定程度形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。

2．菌苔(lawn)固体培养基表面众多菌落连成一片时所形成的微生物生长群体。

3．平皿(Petri dish)由玻璃或透明塑料制成的圆形皿底和皿盖组成，皿盖可覆盖于皿底之

上，防止空气中微生物的污染。其英文名称是为纪念其发明者Richard Petri。

4．纯培养物(pureculture)由一种微生物组成的细胞群体，通常是由一个单细胞生长、繁殖所形成。

5．培养基(culturemedium)供微生物生长、繁殖的营养基质，根据其中固化剂含量的不同可分为固体、半固体、液体3种。

6．无菌技术(aseptic technique)在分离、转接及培养纯种微生物时，防止其被环境中微生物污染或其自身污染环境的技术。

7．培养平板(cultureplate)常简称为平板，指固体培养基倒人无菌平皿，冷却凝固后所形成的培养基平面。

8．稀释倒平板法(pour plate method)将待分离的材料稀释后与已熔化并冷却至50℃左右的琼脂培养基混合，摇匀后制成可能含菌的培养平板，保温培养后分离得到的微生物菌落生长在固体培养基表面和里面。

9．涂布平板法(spread plate method)在培养平板表面均匀涂布经过稀释的微生物悬液后，保温培养，在固体培养基表面得到生长分离的微生物菌落。

10．平板划线法(streakplatemethod)用接种环在培养平板表面划线接种微生物，使微生物细胞数量随着划线次数的增加而减少，并逐步分开。保温培养后，在固体培养基表面得到生长分离的微生物菌落。

11．稀释摇管法(dilutionshakeculturemethod)将待分离的材料稀释后与已熔化并冷却至

50~C左右的琼脂培养基混合，摇匀后用石蜡封盖，保温培养后分离得到的微生物菌落生长在琼脂柱中间。

12．单细胞分离法(singlecellpickupmethod)采用显微操作技术直接挑取微生物的单细胞(孢子)，培养后获得纯培养物。

13．富集培养(enrichmentculture)利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适应于该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，从自然界中分离到所需的特定微生物。

14．二元培养物(two—componentculture)由两种具有特定关系(例如寄生或捕食)的微生

物组成的混合培养物。

15．原子力显微镜(atomicforcemicroscope)扫描探针显微镜的一种，利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的扫描，同时通过一个激光装置来监测探针随样品表面的升降变化来获取样品表面形貌的信息。

16．明视野显微镜(bright—field microscope)这种显微镜的照明方式为透射照明，即光线直接进入视野，在一个相对明亮的背景中形成一个暗的物像。

17．聚焦扫描激光显微镜(confocal scanning laser microscope，CSLM)这种显微镜采用激光作为光源，每次仅对一个点进行照射，从而大大减少样品其他部分发出的杂散光的干扰。观察时通过激光器或载物台扫描，计算机处理，最终获得反差鲜明、高分辨率的三维立体数字图像。

18．荧光显微镜(fluorescence microscope)这种显微镜用紫外线或蓝紫光照射经过荧光染料染色的样品，然后观察激发出的荧光所形成的物像。

19．数值孔径(numerical aperture)决定显微镜物镜分辨率性能物理指标，取决于物镜的镜口角和玻片与镜头间介质的折射率。

20．相差显微镜(phase—contrast microscope)这种光学显微镜通过特殊的装置把样品不同部位间折射率和细胞密度的微弱差异转变为人眼可以察觉的明暗差，可在不染色的情况下对透明的活细胞及其内部结构进行直接观察。

21．分辨率(resolution)能辨析两点之间最小距离的能力，距离越小，分辨率越高。

22．扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)这种电子显微镜用电子束扫描样品表面，收集从表面发出的二次电子形成样品的表面图像。

23．扫描探针显微镜(scanning probe microscope)通过在物体表面移动一种敏锐的探针来研究表面特征的显微镜(如扫描隧道显微镜)。

24．扫描隧道显微镜(scanning tunnelingmicroscope)扫描探针显微镜的一种，用细小的探针在样品表面进行扫描，通过检测针尖和样品间隧道效应电流的变化形成物像。

25．透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscope)这种显微镜用电子束透射样品，用磁透镜使散射的电子聚焦成像。

26．反差(contrast)被观察物区别于背景的程度。

27．暗视野显微镜(dark—field microscope)这种显微镜利用特殊的聚光器进行斜射照明，经样品反射或折射的光线进入物镜成像。

28．固定(fixation)制样过程中使整个机体及其细胞的内、外结构被保存并固定在适当位置的过程。29．负染色(negative staining)染料使背景颜色加深而样品没有着色的染色法。30．菌丝体(mycelium)聚成一团的分支菌丝，见于真菌和某些细菌。31．菌丝(hypha)大多数霉菌和某些细菌的结构单位，管形丝状体。32．双球菌(diplococcus)分裂后成对排列的球菌。33．球菌(COCCUS)细胞大致呈球状的细菌。34．螺菌(spirillum)刚性的螺旋状细菌。

35．螺旋体(spirochete)柔韧的螺旋状细菌，具有周质鞭毛。36．杆菌(rod)细胞呈杆状的细菌。

37．柄细菌(prosthecate bacteria)细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性细柄的细菌。

38．霉菌(mold)以多细胞丝状群体形式生存的真菌。

39．真菌(fungi)有线粒体，无叶绿体，没有根、茎、叶分化，以无性和有性孢子进行繁殖的真核微生物。

40．酵母菌(yeast)单细胞真菌。

41．藻类(algae)能进行光合作用的真核微生物。

42．原生动物(prokaryote)缺少真正细胞壁，具有运动能力，进行吞噬营养的单细胞真核微生物。

二、习

题 填空题

1．动植物的研究能以

体为单位进行，而对微生物的研究一般用 体。2．在微生物学中，在人为规定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体称为培养物，其中只有

3．一般情况下，培养微生物的器具，在使用前必须先行。

、和

，使容器中不含

4．用培养平板进行微生物纯培养分离的方法包括：。

5．微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征，可以成为对该微生物进行

、的重要依据。

、不

和

6．微生物保藏的目标就是要使所保藏菌株在一段时间不

不。

7．一般说来，采用冷冻法时，保藏温度越，保藏效果越。

8，、和

是影响显微镜观察效果的3个重要因素。9．光学显微镜能达到的最大有效放大倍数是

，这时一般使用 X的目镜，和

x的物镜，并应在物镜镜头和玻片之间加。

10．采用明视野显微镜观察未经染色的标本(如活的细胞)时，光的 和

都没有明显的变化，因此，其形态和内部结构往往难以分辨。

11．在 的照射下，发荧光的物体会在黑暗的背景下表现为光亮的有色物体，这就是荧光显微技术的原理。

12．透射电子显微镜用电子作为

，因此其分辨率较光学显微镜有很大提高，但镜筒必须是

环境，形成的影像也只能通过 或

进行观察、记录。

13．在显微镜下不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为

、与

3种。

14．霉菌菌体均由分支或不分支的菌丝构成。许多菌丝交织在一起，称为

。在固体培养基上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为

；另一部分则向空中生长，称为。有的气生菌丝发育到一定阶段，分化成。

15．是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。它们个体微小，大多数都需要显微镜才能看见。选择题（4个答案选1）

1．培养微生物的常用器具中，（）是专为培养微生物设计的。

A平皿

B试管

C烧瓶

D烧杯

2．（）可用来分离培养出由科学家设计的特定环境中能生长的微生物，尽管我们并不知道什么微生物能在这种特定的环境中生长。

A选择平板

B富集培养

C稀释涂布

D单细胞显微分离

3．下面哪一项不属于稀释倒平板法的缺点?（）A菌落有时分布不够均匀B热敏感菌易被烫死 C严格好氧菌因被固定在培养基中生长受到影响 D环境温度低时不易操作

4．下面哪一种方法一般不被用作传代保藏?（）

A琼脂斜面

B半固体琼脂柱 C培养平板

D摇瓶发酵

5．冷冻真空干燥法可以长期保藏微生物的原因是微生物处于（）的环境，代谢水平大大降低。

A干燥、缺氧、寡营养

B低温、干燥、缺氧

C低温、缺氧、寡营养

D低温、干燥、寡营养

6．对光学显微镜观察效果影响最大的是（）。A目镜

B物镜

C聚光器

D总放大倍数

7．暗视野显微镜和明视野显微镜的区别在于（）。A目镜

B物镜

C聚光器

D样品制备

8．相差显微镜使人们能在不染色的情况下，比较清楚地观察到在普通光学显微镜和暗视野显微镜下都看不到或看不清的活细胞及细胞内的某些细微结构，是因为它改变了样品不同部位间光的（），使人眼可以察觉。

A波长

B颜色

C相位

D振幅

9．（）不是鉴别染色。A抗酸性染色

B革兰氏染色

C活菌染色

D芽孢染色 10．细菌的下列哪项特性一般不用作对细菌进行分类、鉴定?（）A球菌的直径

B球菌的分裂及排列 C杆菌的直径

D杆菌的分裂及排列 是非题

1．为了防止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各种金属、塑料及硅胶帽，并在使用前进行高温干热灭菌。

2，所有的微生物都能在固体培养基上生长，因此，用固体培养基分离微生物的纯培养是最重要的微生物学实验技术。

3．所有的培养基都是选择性培养基。

4．直接挑取在平板上形成的单菌落就可以获得微生物的纯培养。5．用稀释摇管法分离获得的微生物均为厌氧微生物。

6．冷冻真空干燥保藏、液氮保藏法是目前使用最普遍、最重要的微生物保藏方法，大多数专业的菌种保藏机构均采用这两种方法作为主要的微生物保存手段。

7．光学显微镜的分辨率与介质折射率有关，由于香柏油的介质折射率(约1．5)高于空气(1．0)，因此，使用油镜的观察效果好于高倍镜，目前科学家正在寻找折射率比香柏油更高的介质以进一步改善光学显微镜的观察效果。

8．与其他电子显微镜相比，扫描隧道显微镜在技术上的最大突破是能对活样品进行观察。9．与光学显微镜相比，电子显微镜的分辨率虽然有很大的提高，但却无法拍摄彩色照片。

10．和动植物一样，细菌细胞也会经历由小长大的过程，因此，在相同情况下应选择成熟的细菌而非幼龄细菌进行显微镜观察，这样可以看得更清楚。

11．霉菌、酵母菌均是没有分类学意义的普通名称。问答题

1．一般说来，严格的无菌操作是一切微生物工作的基本要求，但在分离与培养极端嗜盐菌时常在没有点酒精灯的普通实验台上倾倒培养平板、在日常环境中直接打开皿盖观察和挑取菌落，而其研究结果并没有因此受到影响，你知道这是为什么吗?

2．如果希望从环境中分离得到厌氧固氮菌，你该如何设计实验?

3．为什么光学显微镜的目镜通常都是15X?是否可以采用更大放大倍率的目镜(如30x)来进 一步提高显微镜的总放大倍数?

4．为什么透射电镜和扫描电镜对样品厚度与大小的要求有如此大的差异?能否用扫描电镜来观察样品的内部结构，而用透射电镜来观察样品的表面结构?

5．试论电子显微镜在进行生物样品制备与观察时应注意的问题。

6．对细菌的细胞形态进行观察和描述时应注意哪些方面?你是否能很快地在显微镜下区分同为单细胞的细菌、酵母菌和原生动物?

三、习题解答

填空题

1．个

群

2．纯

3。灭菌

任何生物

4．稀释倒平板法

涂布平板法

平板划线法

5．分类

鉴定

6．死亡

污染

变异

7．低(高)好(差)

8．放大

反差

分辨率

9．1 000～1 500x 10或15 90或100 香柏油

10．’波长

振幅

11．紫外线

12．光源

真空

荧光屏

照片

13．球状

杆状

螺旋状

14．菌丝体

营养菌丝

气生菌丝

繁殖菌丝

15．原生动物 选择题

1． A

2． B

3． A

4． D

5． B

6． B

7． C

8． D

9． C

10． D 是非题

错错对错错 对错对对错 对 问答题

1．培养极端嗜盐菌的培养平板需要添加很高浓度的氯化钠(25％)，实验室环境中的一般微生物都不能在这种选择培养基上生长，因此在实验过程中即使不采取无菌操作技术，实验结果仍不会受到影响。

2．（1）根据选择分离的原理设计不含氮的培养基，在这种培养基上生长的细菌，其氮素应来自固氮作用。（2）将环境样品(例如土样)稀释涂布到选择平板上，放置于厌氧罐中。对厌氧罐采用物理、化学方法除去氧气，保留氮气。培养后在乎板上生长出来的细菌应是厌氧固氮菌或兼性厌氧固氮菌。（3）挑取一定数量的菌落，对应点种到两块缺氮的选择平板上，分别放置于厌氧罐内、外保温培养。在厌氧罐内外均能生长的为兼性厌氧固氮菌，而在厌氧罐外的平板上不生长，在厌氧罐内的平板上生长的即为可能的厌氧固氮菌。（4）对分离得到的厌氧固氮菌菌落样品进行系列稀释，涂布于相应的选择平板，重复上述步骤直到获得厌氧固氮菌的纯培养。

3．光学显微镜的分辨率受到光源波长及物镜性能的限制，在使用最短波长的可见光(4．50nnl)作为光源时在油镜下可以达到的最大分辨率为0．18 μm。由于肉眼的正常分辨能力一般为

0．25mm左右，因此光学显微镜有效的最高总放大倍数只能达到1 000～1 500倍。油镜的放大倍数是100x，因此显微镜配置的目镜通常都是15 x，选用更大放大倍数的目镜(如30 x)进一步提高显微镜的放大能力对观察效果的改善并无帮助。

4．（1）透射电子显微镜的成像原理类似于普通光学显微镜，作为光源的电子束在成像时要穿透样品。由于电子束的穿透力有限，因此在进行透射电镜观察时要求样品一定要薄。而扫描电镜的成像原理类似于电视或电传真照片，图像是通过收集样品表面被激发的二次电子形成的，因此对样品的厚度并无特别的要求。（2）扫描电镜一般被用于观察样品的表面结构，但通过样品制备过程中的冰冻蚀刻技术，用扫描电镜也可观察到样品的内部结构，获得立体的图像。（3）透射电镜一般通过超薄切片技术观察样品的内部结构，但通过样品制备过程中的复型技术，用透射电镜也可对样品的表面结构进行观察。

5．（1）电子束的穿透能力：电子束的穿透能力是十分有限的，超薄切片是基本的透射电镜实验技术。相比之下，扫描电镜对样品的大小和厚度没有严格的要求。（2）生物组织的特点：生物组织的主要成分之一是水，若生物样品不经处理直接放进电镜，镜筒中的高真空必然会使样品发生严重的脱水现象，失去样品原有的空间构型，所以一般都不能用电镜进行生物样品的活体观察。而且，由于生物样品很容易遭到破坏，在对样品进行固定、干燥、染色及其他一些处理过程中，也必须随时注意使样品尽量保持生活状态下的精细结构，而不严重失真。另外，在扫描电镜的使用中，除要求样品干燥外，还需要样品具一定的导电能力，以减少样品表面电荷的堆积并得到良好的二次电子信号。而生物样品一般都是不导电的，所以在制备扫描电镜生物样品时，一般需在其表面镀上一层金属薄膜。（3）增加样品的反差：显微观察时，只有样品具有一定的反差，才能得到清晰的图像。光学显微镜可以通过各种染色技术来增加样品的反差，并得到彩色的样品图像。而在电镜的使用中，彩色染料是不采用的，因为两种不同的颜色在电镜中是不能区别的。电镜中生物样品不同结构之间反差的取得一般是用重金属盐染色或喷镀，凡是嗜金属的结构，对电子的散射与吸收的能力增强，易于形成明暗清晰的电子图像。而且，由于电子图像是靠不同电子密度形成的亮度差异而构成，所以，电镜得到的电视或照相图像都是黑白的。

6．（1）首先应使用稀释涂布等方法对待检菌株的纯度、群落形态、生理特性等进行检查、确认。（2）选用正常的新鲜培养基和新鲜培养物进行培养和观察，避免培养过程中一些物理、化学条件的改变或培养时间过长等因素对细胞形态的影响。（3）报告细胞大小时应选用多个细胞检测的平均数，并记录所用的实验方法，包括培养条件、培养时间、样品制备方法和染色方法等。（4）可从大小和形态上对细菌、酵母菌和原生动物进行区分。酵母菌、原生动物个体较大，一般可用低倍镜观察，酵母菌细胞一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形，不具运动性，原生动物细胞形态多变，能够运动。相比较而言，细菌细胞一般较小，需用高倍镜或油镜才能看清。

附：显微镜种类比较 显微镜类型 基本原理及特点

应

用 明视野显微镜 光线透射照明，物像处于亮背景中。为光学显 微镜的最基本配置，价格便宜、容易使用

各种情况下染色样品或活细胞个体形态的观察

明视野显微镜下不易看清的活细胞的暗视野显微镜

光学相差显微显

镜

微镜

荧光显微 通过特殊的聚光器实现斜射照明，亮物像形成于暗背景中

观察；不易被染色或易被染色过程破坏的细胞的观察(例如对梅毒密螺旋体的检测)；观察活细胞的运动性

通过特殊的聚光器和物镜提高样品不同部位间

活细胞及其内部结构的观察 的反差(明暗差异)经荧光染料染色或荧光抗体处理的样品在紫外线照射下激发出各种波长的可见光，在黑暗

环境微生物的直接观察；病灶或医学样品中特定病原微生物的直接检测(使用特定的荧光抗体)

对完整细胞的细微立体结构进行观察 和分析

对病毒颗粒或超薄片处理后对细胞 镜 的背景中形成明亮的彩色物像

激光作为光源，每次照明样品的一个点，连续

共聚焦显扫描后经计算机处理获得样品的二维或三维

微镜

图像。显微镜价格昂贵

用电子束作为“光源”聚焦成像，分辨率较光学透射电镜 显微镜大大提高。仪器庞大、昂贵、对工作环境电子和操作技术有较高要求

显微电子束在样品表面扫描，收集形成的二次电子形镜

扫描电镜 成物像。分辨率远高于光学显微镜。仪器庞大、昂贵、对工作环境和操作技术有较高要求

隧道扫描探针扫描显微镜 原子力显微镜 显微镜 用细小的探针在样品表面进行扫描，通过检测针尖和样品间隧道效应电流的变化形成物像 利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的扫

更高的分辨率，可在生理状态下对生物描，同时通过一个激光装置来监测探针随样品表

大分子或细胞结构进行观察。同时仪器面的升降变化来获取样品表面形貌的

体积较小，价格也相对便宜

信息

形

项 目

态

内质网 囊腔，细管有膜。分两种：糙面内质网的膜上有

构

造

量

数量少

糙面内质网合成、运送蛋

数

功

能

与电子显微镜相比，这类显微镜能提供

一般用于观察样品的表面立体结构 的内部结构进行观察 形 核糖体粒，光面内质网的膜上无核糖体粒

数量极多，变化

白质，光面内质网合成磷脂

核糖体 小颗粒状

高尔基体

溶酶体

小·囊泡

球形小 微体

囊泡 扁平膜囊和小囊泡 球形 无膜。表层为蛋白质，内芯为RNA

大

有膜。由数个扁平膜囊和大小不等

数量少 的囊泡组成

数量较多，但变有膜。小囊泡内含数十种酸性水解酶

化大

有膜。小囊泡内含氧化酶和过氧化 氢酶等

有内外两层膜。内膜可形成嵴，其上

数量较多，但变

合成蛋白质

浓缩蛋白质，合成糖蛋白和脂蛋白，协调细胞内环境

执行细胞内的消化功能

对脂肪酸进行氧化

化大

杆菌状 线粒体

或囊状 有大量的基粒(ATP酶复合体)。基质内含TCA酶系、70S核糖体和双链环状DNA 由内、外两层膜以及类囊体和基质构

数量多，但变化大

对底物进行氧化磷酸化以产生ATP

仅存在于光合利用CO：和H：O进行光合生物中。不同细

作用，以合成葡萄糖和释放

胞中数量变化

氧

很大

成。基质内含70 S核糖体和双链环 叶绿体 扁球状或状DNA等。类囊体数量多，常叠成基扁椭圆状

粒

第三章 微生物细胞的结构与功能

一、术语或名词

1．原核生物(proksryotes)一大类细胞微小、只有称作核区(无细胞膜包裹的裸露DNA)的原核单细胞生物。所有原核生物都是微生物，包括真细菌和古生菌两大类群。原核生物与真核生物的主要区别是：①基因组由无核膜包裹的双链DNA环组成。②缺少单位膜分隔而成的细胞器。③核糖体为70S型。

2．细菌细胞壁(ceUWaU ofbacteris)位于细菌细胞最外面的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖组成，有固定细胞外形和保护细胞免受损伤等多种功能。革兰氏阳性细菌细胞壁的特点是厚度大(20—80rim)和化学组分简单，一般只含90％肽聚糖和10％磷壁酸。革兰氏阴性细菌的细胞壁由外膜(含脂多糖、磷脂和外膜蛋白)和一薄层肽聚糖(2～3am)组成。

3．肽聚糖(peptidoglycan)真细菌细胞壁的特有成分，由无数肽聚糖单体以网状形式交联而成。肽聚糖单体由肽与聚糖两部分构成，其中的肽由四肽尾和肽桥构成，聚糖则由N—乙酰葡糖胺和／V—乙酰胞壁酸以“—1，4糖苷键相互间隔交联而成，呈长链骨架状。C’细菌的四肽尾一般由L—Ala、D—Glu、L—Lys和D—Ala 4个氨基酸构成，肽桥则由5个Gly残基构成；C—细菌的四肽尾一般由L—Ala、D—Glu、m—DAP和D—Ala构成，且无肽桥。

4．磷壁酸(teichoicacid)G’细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。可分壁磷壁酸和膜磷壁酸两种，前者是与肽聚糖分子间进行共价结合的磷壁酸，后者则是跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的磷壁酸。

5．外膜(outer membrane)位于G—细菌细胞壁最外层的一层由脂多糖(LPS)、磷脂、脂蛋白和其他蛋白组成的厚膜。

6．脂多糖(1ipopolysaccharide，LPS)位于C—细菌细胞壁最外层的一层较厚(8—10nm)的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O—特异侧链3部分构成，是C—细菌致病物质内毒素的成分。

7．外膜蛋白(outer membrane protein)嵌合在C—细菌细胞壁外膜上的多种蛋白质成分，如脂蛋白和孔蛋白等。

8．周质空间(periplasmicspace)一般指位于C—细菌细胞壁外膜与细胞膜之间的狭窄空间，呈胶状，内含各种周质蛋白，包括各种酶类和受体蛋白等。

9．假肽聚糖(pseudopeptidoglycan)甲烷杆菌属(Methanobacterium)等部分古生菌细胞壁的主要成分。其多糖骨架由N—乙酰葡糖胺和N—乙酰塔罗糖胺糖醛酸以”—1，3糖苷键交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由L—Glu、L—Ala和L—Lys 3个L型氨基酸组成，肽桥则由L—Gin一个氨基酸组成。10．缺壁细菌(cellwalldeficientbacteria)细胞壁缺乏或缺损的各种细菌的统称，包括支原体、L型细菌、原生质体和球状体等。

11．L型细菌(1 form ofbacteria)指在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菌株。因最初发现的念珠状链杆菌(Streptobacillus monil扣rmis)是在英国Lister研究所发现，故称L型细菌。

12．原生质体(protoplast)在人为条件下，用溶菌酶除尽细菌等微生物原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状细胞，一般由C’细菌形成。原生质体对渗透压敏感，无繁殖能力，在合适条件下，细胞壁可再生，并恢复其繁殖能力。

13．球状体(sphaeroplast)又称原生质球，指还残留有部分细胞壁的原生质体。G—细菌一般只形成球状体。

14．细菌细胞质膜(cytoplasmic membrane Ofbacteria)又称细菌细胞膜。是紧贴在细菌细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约?～8nm，由磷脂(占20％-30％)和蛋白质(占50％～70％)组成。细胞质膜的主要功能是选择性的控制细胞内外的物质交流。

15．间体(mesosome)细菌细胞中的一种由细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于G’细菌。每个细胞含一至几个。其功能与DNA的复制、分配，细胞分裂和酶的分泌有关。16.细菌的细胞质(cytoplasm ofbacteria)细菌细胞质膜包围的除核区以外的一切半透明

胶状、颗粒状物质的总称。主要成分为颗粒状内含物，核糖体、酶类、中间代谢物、质粒、各种营养牧和大分子的单体等。

17．细菌的内含物(inclusionbody ofbacteria)细胞质内形状较大的颗粒和泡囊状构造，包括各种贮藏物、羧酶体、气泡或磁小体等。

18．聚—β—羟丁酸(poly—β hydroxybutyrate，PHB)存在于某些细菌细胞质内的颗粒状内含物，由许多羟基丁酸分子聚合而成，具贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。

19．异染粒(metachromaticgranules)又称迂回体或捩转菌素，是无机偏磷酸盐的聚合物，具有贮藏磷元素和能量的功能。在白喉棒杆菌和结核分枝杆菌中易见到异染粒。

20．羧酶体(carboxysome)存在于一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物，内含1，5—二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2：固定中起着关键作用。

21．．核区(nuclear region)又称核质体，指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。其成分是一个大型环状双链DNA分子，它是细菌负载遗传信息的主要物质基础。

22．芽孢(endospore)某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性(抗热、化学药物、辐射等)极强的休眠体。产芽孢的细菌主要有芽孢杆菌属(Bacillus)和梭菌属(Clostridium)两属。

23．渗透调节皮层膨胀学说(osmoregulatory expanded cortex theory)解释芽孢耐热机制的一个较新的学说。它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，以及皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果导致皮层的充分膨胀，而作为芽孢的生命部分——芽孢核心的细胞质却发生高度失水，并由此变得高度耐热了。

24．伴孢晶体(parasporalcrystal)苏云金芽孢杆菌等少数芽孢杆菌在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体(6内毒素)，称为伴孢晶体。它对约200种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，故可制成细菌杀虫剂。

25．糖被(glycocalyx)指包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被有数种：①形态固定、层次厚的为荚膜。②形态固定、层次薄的为微荚膜。③形态不固定、结构松散的为黏液层。④包裹在细胞群体上有一定形态的糖被称菌胶团。糖被的主要功能是保护菌体免受干旱损伤或被宿主免疫活性细胞吞噬。

26．细菌鞭毛(flagella ofbacteria)生长在某些细菌体表的长丝状、波曲、可旋转的蛋白质附属物，其数目一至数十条，具有运动功能。鞭毛由基体、钩形鞘和鞭毛丝3部分组成。鞭毛在细菌表面的着生方式有一端生、两端生、周生和侧生等数种，它是细菌鉴定中的重要指标。

27．菌毛(fimbriae)一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。有菌毛者多属C—致病细菌。菌毛的功能是使细菌可牢固地黏附于寄主的呼吸道、消化道或泌尿生殖道等的黏膜细胞上，以利定植和致病。

28．性毛(pili，sex pili)又称性菌毛。构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长、粗。每个细菌一般仅着生一至少数几条性毛。多见于G—细菌的雄性菌株上，其主要功能是向雌性菌株传递遗传物质。29．真核微生物(eukaryoticmicrooganisms)凡是细胞核具有核膜、细胞能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物，称真核生物。微生物中的真菌、显微藻类、原生动物和地衣均属于真核生物，故可称为真核微生物。

30．“9+2”型鞭毛(“9+2”typeflagella)在某些真核细胞表面长有毛发状、具有运动功能的细胞器，称为鞭毛。它由基体、过渡区和鞭杆3部分组成，因其鞭杆的横切面的中央可见到两个中央微管，其周围则有9个微管二联体围绕一圈，故真核生物的鞭毛又称“9+2”型鞭毛。

31．细胞核(nucleus)存在于一切真核细胞中的形态完整、有核膜包裹的细胞核，它是细胞内遗传信息(：DNA)的储存、复制和转录的主要部位，并对细胞的生长、发育、繁殖以及遗传和变异等生命活动起着决定性的作用。细胞核由核被膜、染色质、核仁和核基质等构成。

32．染色质(chromatin)真核细胞处于分裂的间期时，其细胞核内的DNA和组蛋白等组成一种线性、可被苏木精等碱性染料染色的复合物，称为染色质。染色质的基本单位是核小体。

33．染色体(chromasome)真核细胞进行有丝分裂或减数分裂时，其染色质丝通过盘绕、折叠，由核小体经中空螺线管至超螺旋环，最后浓缩成在光学显微镜下可见的棒状结构，即称染色体。

34．核小体(nucleosome)构成真核细胞染色质的基本单位。其核心结构为组蛋白八聚体，由H2A、H2B、H3和H4分子各一对组成，在八聚体外有以左手方向盘绕两周的DNA链，另有一个组蛋白分子H1，与连接DNA相结合，锁住了核小体的进出口，从而保持其结构稳定。

35．核仁(nucleolus)细胞核中一个没有膜包裹的圆形或椭圆形小体。每个核中有一至数，富含蛋白质和RNA，是真核细胞中合成rRNA和装配核糖体的部位。

36．核基质(nuclearmatrix)旧称核液。一种充满于细胞核空间由蛋白纤维组成的网状结构，具有支撑细胞核和为染色质提供附着点的功能。

37．细胞器(organelle)细胞质内具有一定形态、构造和功能的微型器，自，一般有膜包裹，如内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体等。

38．细胞骨架(cytoskeleton)一种由微管、肌动蛋白和中间丝3种蛋白质纤维所构成的细胞支架，具有支持、运输和运动功能。

39．内质网(endoplasmic reticulum)细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成。有两类，其一因膜上附有核糖体颗粒，称糙面内质网，具有合成和运送胞外分泌蛋白至高尔基体中去的功能；其二为膜上无核糖体的光面内质网，是脂代谢、钙代谢和合成磷脂的部位。40．核糖体(ribosome)是一种无膜包裹的颗粒状细胞器，具有合成蛋白质的功能。外层为蛋白质，内层为RNA。每个细胞中有大量的核糖体。原核生物具有70 S核糖体，而真核生物则有80S核糖体。41．高尔基体(Golgi apparatus)是一种由数个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体，具有合成、分泌糖蛋白和脂蛋白，对某些蛋白质原进行酶切加工，以及对新细胞壁和细胞膜提供合成原料等多种功能。

42．溶酶体(1ysosome)一种由单层膜包裹、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器，具有进行细胞内消化的功能。

43．微体(microbody)一种由单层膜包裹、与溶酶体相似的球状细胞器。真核微生物的微体主要含一至几种氧化酶类，这类微体又称过氧化物酶体。

44．线粒体(mitochondria)一种由双层膜包裹的、执行氧化磷酸化产能反应的重要细胞器，一般呈杆菌状，数量很多。由内外两层膜包裹，内膜向内伸展，形成许多嵴，其上着生许多基粒(即为ATP合成酶复合体)以及4种脂蛋白复合物(呼吸链成分)。在线粒体的基质内含有TCA酶系、一套半自主复制的双链环状DNA以及70S核糖体。

45．叶绿体(chloroplast)一种由双层膜包裹的、能捕获光能并把它转化为化学能的绿色颗粒状细胞器，只存在于藻类和绿色植物中。一般由叶绿体膜、类囊体和基质3部分构成。基质内含

有能进行半自主复制的双链环状DNA 1)~及70S核糖体。

二、习

题

填空题

1．证明

细

菌

存

在细

胞

壁的主

要

方

法有

，和

等4种。

2．细菌细胞壁的主要功能为

，和

等。3．革兰氏阳性细菌细胞壁的主要成分为 和，而革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分则是

、、和。

4．肽聚糖单体是由

和

以

糖苷键结合的

水解。

，以及

和

3种成分组成的，其中的糖苷键可被

+’ 5．G细菌细胞壁上磷壁酸的主要生理功能为

、、和

等几种。

—— 6．G 细菌细胞外膜的构成成分为

、、和。

、和

7．脂多糖(LPS)是由3种成分组成的，即。

8．在LPS的分子中，存在有3种独特糖，它们是

、和。

，未除尽细胞壁的细菌称为

，9．用人为方法除尽细胞壁的细菌称为

因在实验室中发生缺壁突变的细菌称为

称为。

，而在自然界长期进化中形成的稳定性缺壁细菌则 10．细胞质膜的主要功能有

和。、、、11．在细胞质内贮藏有大量聚犀—羟基丁酸(PHB)的细菌有

和

等。

、、12．在芽孢核心的外面有4层结构紧紧包裹着，它们是

、和。

、13．在芽孢皮层中，存在着

和

2种特有的与芽孢耐热性有关的物质，在芽孢核心中则存在另一种可防护DNA免受损伤的物质，称为。

14．芽孢的形成须经过7个阶段，它们是

、、、、和

。、15．芽孢萌发要经过

、和

3个阶段。

16．在不同的细菌中存在着许多休眠体构造，如

、和

等。、、、17．在细菌中，存在着4种不同的糖被形式，即

和。

18．细菌糖被的主要生理功能为

、、和

等。

、、19．细菌的糖被可被用于

、等实际工作中。

、和

20．判断某细菌是否存在鞭毛，通常可采用

和

—

、、等方法。

21．G细菌的鞭毛是由基体以及

和

3部分构成，在基体上着生

、、和

4个与鞭毛旋转有关的环。22．在G细菌鞭毛的基体附近，存在着与鞭毛运动有关的两种蛋白，一种称

，位于

，功能为

；另一种称

，位于

，功能为。

23．借周生鞭毛进行运动的细菌有

和

等，借端生鞭毛运动的细菌有

—

和

等，而借侧生鞭毛运动的细菌则有

等。

24．以下各类真核微生物的细胞壁主要成分分别是:酵母菌为

，低等真菌为

，高等真菌为

，藻类为。

25．真核微生物所特有的鞭毛称

，其构造由

、和

3部分组成。

26．真核生物鞭毛杆的横切面为

型，其基体横切面则为

型，这类鞭毛的运动方式是。

27．真核生物的细胞核由

、、和

4部分组成。

28．染色质的基本单位是

，由它进一步盘绕、折叠成 和

后，再进一步浓缩成显微镜可见的。

29．细胞骨架是一种由

、和

3种蛋白质纤维构成的细胞支架。30．在真核微生物细胞质内存在着沉降系数为

S的核糖体，它是由

S和

S两个小亚基组成，而其线粒体和叶绿体内则存在着

S核糖体，它是由

S和

S两个小亚基组成。

31．真核微生物包括

、、和

等几个大类。

32．长有鞭毛的真核微生物类如

、、和

，长有纤毛的真核微生物如

；长有鞭毛的原核生物如

、和

等。选择题（4个答案选1）

1．C—细菌细胞壁的最内层成分是（）。A磷脂

B肽聚糖

C脂蛋白

D LPS 2．C’细菌细胞壁中不含有的成分是（）。A类脂

B磷壁酸

C肽聚糖

D蛋白质

3．肽聚糖种类的多样性主要反映在（）结构的多样性上。A肽桥

B黏肽

C双糖单位

D四肽尾

4．磷壁酸是（）细菌细胞壁上的主要成分。A分枝杆菌

B古生菌

C G

D G—

+

—

+ 5．在G细菌肽聚糖的四肽尾上，有一个与G细菌不同的称作（）的氨基酸。

A赖氨酸

B苏氨酸

C二氨基庚二酸

D丝氨酸

6．脂多糖(LPS)是C—细菌的内毒素，其毒性来自分子中的（）。A阿比可糖

B核心多糖

CO特异侧链

D类脂A 7．用人为的方法处理G细菌的细胞壁后，可获得仍残留有部分细胞壁的称作（）的缺壁细菌。

A原生质体

B支原体

C球状体

DL型细菌

8．异染粒是属于细菌的（）类贮藏物。A磷源类

B碳源类

C能源类

D氮源类

9．最常见的产芽孢的厌氧菌是（）。A芽孢杆菌属

B梭菌属

C孢螺菌属

D芽孢八叠球菌属

10．在芽孢的各层结构中，含DPA—Ca量最高的层次是（）。A孢外壁

B芽孢衣

C皮层

D芽孢核心

11．在芽孢核心中，存在着一种可防止DNA降解的成分（）。ADPA—Ca

B小酸溶性芽孢蛋白 C二氨基庚二酸

D芽孢肽聚糖

12．苏云金芽孢杆菌主要产生4种杀虫毒素，其中的伴孢晶体属于（）。A o毒素

B p毒素

C丁毒素

D 6毒素

13．在真核微生物，例如（）中常常找不到细胞核。A真菌菌丝的顶端细胞 B酵母菌的芽体 C曲霉菌的足细胞 D青霉菌的孢子梗细胞

14．按鞭毛的着生方式，大肠杆菌属于（）。A单端鞭毛菌

B周生鞭毛菌

C两端鞭毛菌

D侧生鞭毛菌

15．固氮菌所特有的休眠体构造称为（）。A孢囊

B外生孢子

C黏液孢子

D芽孢

16．在酵母菌细胞壁的4种成分中，赋予其机械强度的主要成分是（）。A几丁质

B蛋白质

C葡聚糖

D甘露聚糖

17．在真核微生物的“9+2”型鞭毛中，具有ATP酶功能的构造是（）。A微管二联体

B中央微管

C放射辐条

D动力蛋白臂

18．构成真核微生物染色质的最基本单位是（）。A螺线管

B核小体

C超螺线管

D染色体

19．在真核微生物的线粒体中，参与TCA循环的酶系存在于（）中。A内膜

B膜间隙

C嵴内隙

D基质

20．在叶绿体的各结构中，进行光合作用的实际部位是（）。A基粒

B基质

C类囊体

D基质类囊体

是非题

1．古生菌也是一类原核生物。—2．G细菌的细胞壁，不仅厚度比G细菌的大，而且层次多、成分复杂。3．在G和G细菌细胞壁的肽聚糖结构中，甘氨酸五肽是其肽桥的常见种类。4．磷壁酸只在G细菌的细胞壁上存在，而LPS则仅在G细胞壁上存在。

5．古生菌细胞壁假肽聚糖上的糖链与真细菌肽聚糖的糖链一样，都可以被溶菌酶水解。6．着生于G细菌细胞膜上的孔蛋白，是一种可控制营养物被细胞选择吸收的蛋白质。7．假肽聚糖只是一部分古生菌所具有的细胞壁成分。

8．在嗜高温古生菌的细胞膜上，存在着其他任何生物所没有的单分子层膜。9．产芽孢的细菌都是一些杆状的细菌，如芽孢杆菌属和梭菌属等。

10．在芽孢萌发前，可用加热等物理或化学处理使其活化，这种活化过程是可逆的。11．处于萌发阶段的芽孢，具有很强的感受态。12．苏云金芽孢杆菌的伴孢晶体又称γ内毒素。

13．芽孢是细菌的内生孢子，具有休眠、抵御不良环境和繁殖等功能。14．包围在各种细菌细胞外的糖被(包括荚膜和黏液层等)，其成分都是多糖。15．有菌毛的细菌多数是G细菌。

16．细菌和真菌的鞭毛都是以旋转方式来推动细胞运动的。17．细菌的鞭毛是通过其顶端生长而非基部生长而伸长的。18．在枯草芽孢杆菌等G细菌的鞭毛基体上都着生有4个环。19．菌毛一般着生于G致病细菌的细胞表面。

20．藻青素和藻青蛋白都是蓝细菌细胞中的氮源类贮藏物。21．羧酶体是异养微生物细胞质内常见的内含物。

22．气泡只存在于一些光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中。23．真核生物的细胞膜上都含有甾醇，而原核生物细胞膜上都不含甾醇。24．同一种真菌，在其不同的生长阶段中，其细胞壁的成分会发生明显的变化。

25．真核微生物的“9+2”型鞭毛，指的是其鞭杆和基体的横切面都显示出外围有9个微管二联体，而中央为2条中央微管。

26．在真菌中，有的细胞中找不到细胞核，菌丝尖端细胞就是一例。27．真核微生物染色质中的组蛋白，都是以八聚体形式存在于核小体中。

28，为了保证DNA的稳定性，存在于染色质中呈碱性的组蛋白就自然的与呈酸性的DNA保持大体相同的数量。

29．核仁的生理功能是合成rRNA和装配核糖体。30．在真菌中，高尔基体并不是普遍存在的细胞器。+++—+

—+—+-31．存在于真核微生物细胞中的微体，通常都是过氧化氢酶体。

32．酵母菌生活在无氧条件下进行发酵产能时，是没有线粒体的，一旦把它转移到有氧条件下，因呼吸产能的需要，就会形成大量的线粒体。

33．在真核微生物的叶绿体和线粒体中，存在着只有原核生物才有的70S核糖体。34．厌氧微生物不仅有细菌，而且还有少数真菌和原生动物。问答题

1．试对真细菌、古生菌和真核微生物的10项主要形态、构造和生理功能、成分作一比较表。2．试用表解法对细菌的一般构造和特殊构造作一介绍。3．试对G细菌细胞壁的结构作一表解。

4．试用简图表示G和G细菌肽聚糖单体构造的差别，并作简要说明。5．什么是细菌的周质蛋白？它有哪些类型？如何提取它们？ 6．试列表比较G与G细菌间的10种主要差别。7．试述细菌革兰氏染色的机制。

8．何谓液体镶嵌模型？试述该假说的要点。9．试列表比较真细菌与古生菌细胞膜的差别。

10．试设计一表解来说明细菌芽孢的构造和各部分成分的特点。儿试对细菌营养细胞和芽孢的10项形态、构造和特性作一比较表。12，研究细菌芽孢有何理论和实际意义? 13．什么叫“拴菌”试验?试分析这项研究在思维方式和实验方法上的创新点。14．请列表比较细菌的鞭毛、菌毛和性毛间的异同。

15．试列表比较线粒体和叶绿体在形态、构造、成分和功能间的异同。

三、习题解答

填空题 1．细胞壁染色法

质壁分离法

制成原生质体

用电镜观察超薄切片

2．固定外形

提高机械强度

支持细胞生长和运动

阻拦有害物质进人细胞

3．肽聚糖

磷壁酸

脂多糖

磷脂

脂蛋白

肽聚糖

4．N—乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸

β-1，4 双糖单位

四肽尾

肽桥

溶菌酶

5．提高Mg

2+’+—+——

浓度

贮藏磷元素

有利于致病菌的寄生

抑制自溶素活力(防止自溶)

6．脂多糖

磷脂

脂蛋白

蛋白质

7．类脂A 核心多糖 O—特异侧链 8．KDO(2—酮—3—脱氧辛糖酸)Abq(阿比可糖)Hep(L—甘油—D-甘露庚糖)

9．原生质体

球状体 L型细菌

支原体

10．选择性吸收营养物

维持正常渗透压

合成细胞壁等成分

氧化磷酸化基地

鞭毛着生部位

11．巨大芽孢杆菌

棕色固氮菌

一些产碱菌一些假单胞菌

12．孢外壁

芽孢衣

皮层

芽孢壁

13：芽孢肽聚糖 DPA—G 小 酸溶性芽孢蛋白(SASPs)

14．DNA浓缩成束状染色体

开始形成前芽孢

前芽孢出现双层隔膜

形成皮层

合成芽孢衣

芽孢成熟

芽孢释放

15．活化

出芽

生长

16．芽孢 孢囊

蛭孢囊

外生孢子

17．荚膜

微荚膜

黏液层

菌胶团

18．保护作用

贮藏养料

渗透屏障

附着作用

堆积代谢废物

信息识别

19．生产代血浆(葡聚糖)用作钻井液(黄原胶)污水处理(菌胶团)用作菌种鉴定指标

20．电镜观察

鞭毛染色

半固体穿刺培养

菌落形态观察

21．钩形鞘

鞭毛丝 L P S M

22．Mot S—M环周围

驱动S—M环旋转 F1i S-M环的基部

控制鞭毛的转向

23．大肠杆菌

枯草芽孢杆菌

霍乱弧菌

假单胞菌

反刍月形单胞菌

24．葡聚糖

纤维素

几丁质

纤维素

25。9+2型鞭毛

基体

过渡区

鞭杆

26．9+2型 9+0型

挥鞭式

27．核被膜

染色质

核仁

核基质

28．核小体

螺线管

超螺旋环

染色体

29．微管

肌动蛋白丝

中间丝 30．80 60 40 70 50 30

31．真菌

原生动物

显微藻类

地衣

32．藻类

原生动物

真菌

草履虫

大肠杆菌

枯草芽孢杆菌

假单胞菌 选择题

BDACC DCABC BDABA CDBDC 是非题

对错错对错 错对对错对 对错错错错 错对错错对 错对错对错 对对对对对 对错对对 填空题

1．答：见表3—7。

第四章 微生物的营养

一、术语和名词

1．营养物质(nutrient)微生物从外界摄取的用于生物合成和产生能量的物质，以满足微生物生长、繁殖和完成各种生理代谢活动。

2．主要元素或大量元素(macroelement)微生物细胞干重的95％以上由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等少数几种元素组成，将这些微生物生长需要量相对较大的元素称为主要元素。

3．微量元素(trace element或microelement)微生物细胞需要量很小的元素，包括锰、锌、铜、钴、镍、硒等。

4．碳源(source ofcarbon)为微生物生长提供碳素来源的物质。5．氮源(source ofnitrogen)为微生物生长提供氮素来源的物质

6．蛋白胨(peptone)将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的，富含有机氮化合物及一些维生素和糖类的粉末状物质，用于配制培养基。

7．牛肉浸膏(beef extract)瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成的，富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等的膏状物质，用于配制培养基。

8．酵母浸膏(yeast extract)酵母细胞水溶性提取物浓缩而成的，富含B类维生素及一些有机氮化合物和糖类的膏状物质，用于配制培养基。

9．生长因子(growth factor)微生物生长所必需且需要量很小，而微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。

10．水活度值(water。activity，aw)一定温度和压力条件下，溶液的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸气压力之比值。大多数微生物只能在水活度值接近0.98或更高的环境中生长。11．自养型生物(autotroph)以CO2为惟一或主要碳源的生物。12．异养型生物(1leterotroph)以还原性有机物为主要碳源的生物。13．光能营养型生物(phototroph)以光能为能源的生物。

14．化能营养型生物(chemotroph)以有机物或无机物氧化释放的化学能为能源的生物。15．无机营养型生物(1ithotroph)以还原性无机物为电子供体的生物。16．有机营养型生物(organotroph)以有机物为电子供体的生物。

17．光能无机自养型(photolithoautotrophy)利用光能、无机电子供体(H2、H20、H2S、S等)并以C02为碳源的生物。

18．光能有机自养型(I)hotoorganoheterotroph)r)利用光能并以有机物作为电子供体及碳源的生物。19．化能无机自养型(chemolithoautotrophy)氧化还原性无机物获得能量和电子，以CO2为碳源的生物。20．化能有机异养型(chemoorganoheterotrophy)氧化有机物获得能源、电子及碳源的生物。21．腐生型(metatrophy)利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)的化能有机异养型生物。22．寄生型(paratrophy)寄生在活的寄主机体中的化能有机异养型生物，离开寄主不能生存。23．兼养型生物(mixotroph)兼有自养和异养代谢过程的微生物，利用无机电子供体和有机 碳源。

24．原养型(prototroph)与自然发生的同种其他个体一样，具有相同营养需求的微生物。25．培养基(culture medium)由人工配制的、适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质。26．复合(天然)培养基(complex medium)含有化学成分尚不完全清楚或化学成分不恒定的天然有机物的培养基，也称非化学限定培养基(chemically undefined medium)。

27．合成培养基(synthetic．medium)由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically defined medium)。

28．固体培养基(solid．medium)在液态培养基中加入一定量凝固剂而制成的固体状态的培养基。29．半固体培养基(semisolid medium)在液态培养基中加入凝固剂的量比固体培养基中的少而制成的半固体状态的培养基。

30．液体培养基(1iquid medium)不含凝固剂的液态培养基。

31．基础培养基(minimum medium)含有一般微生物生长所需基本营养物质的培养基。

32．加富培养基(enrichment medium)在基础培养基中加入某些特殊营养物质，用于培养营养要求比较苛刻的异养型微生物的培养基。

33．鉴别培养基(differential medium)在培养基中加入能与特定微生物的代谢产物发生特征性化学反应的化学物质，用于鉴别不同类型微生物。

34．选择培养基(selective medium)根据不同微生物的营养需求或对某种化学物质敏感性不同，在培养基中加入相应营养物质或化学物质，抑制不需要微生物的生长，将所需微生物从复杂的微生物群体中选择分离出来。

35．琼脂(agar)由藻类(石花菜)中提取的一种高度分支的复杂多糖，用作凝固剂配制固体、半固体培养基。

36．明胶(gelatin)由胶原蛋白制备的培养基凝固剂。

37．透过屏障(permeability barrier)微生物细胞表面由原生质膜、细胞壁、荚膜及黏液层组 成的限制物质进出细胞的屏障。

38．扩散(diffusion)营养物质通过原生质膜上的含水小孔，由高浓度胞外(内)环境向低浓度胞内(外)进行运输的过程。

39．促进扩散(facilitated diffusion)营养物质由载体(透过酶)辅助的跨质膜扩散过程。

40．透过酶(permease)一种由膜结合载体蛋白质或由两种以上蛋白质组成的系统，能帮助营养物质跨膜运输。

41．被动运输(passive transport)包括扩散和促进扩散在内的依靠膜内外被运输物质浓度差而进行的物质运输方式。

42．主动运输(active transport)在载体的帮助下，依靠细胞提供的能量进行的物质跨膜运输，可以进行逆浓度运输。43．初级主动运输(primary active transport)由电子传递系统、ATP酶及细菌视紫红质引起的质子跨膜运输，在原生质膜内外建立质子浓度差。

44．能化膜(energized membrane)细胞通过消耗呼吸能、化学能及光能，引起胞内质子(或其他离子)外排，在原生质膜内外建立质子浓度差(或电势差)，使膜处于充能状态。

45．次级主动运输(secondary active transport)能化膜质子浓度差(或电势差)消失过程中偶联的其他物质的运输。

46．同向运输(symport)某种物质与质子通过同一载体以相同方向进行的次级主动运输。47．逆向运输(antiport)某种物质与质子通过同一载体以相反方向进行的次级主动运输。

48．单向运输(uniport)在能化膜质子浓度差(或电势差)消失过程中，某种物质单独通过某一载体进行的次级主动运输。

49．基团转位(group translocation)物质通过载体帮助，在一个较复杂的运输系统的作用下进行的跨膜主动运输，被运输物质在该过程中化学性质发生改变。

50．Na，K一ATP酶(Na，K一ATPase)存在于原生质膜上的一种离子通道蛋白，利用ATP的能量将胞内Na‘泵”出胞外，而将胞外K‘泵”入胞内，也称Na，K一泵。

51．ATP结合盒式转运蛋白(ATP—binding cassette transporters，ABC transporters)利用ATP的能量跨膜转运物质而不改变其化学性质的膜蛋白复合体，需要一种质膜外底物结合蛋白来行使功能，简称ABC转运蛋白。

52．膜泡运输(membrane vesicle transport)存在于真核微生物(如变形虫)中的一种通过胞吞作用运输营养物质的方式。

53．胞吞作用(endocytosis)细胞通过原生质膜吸附、包裹并吸收溶质或颗粒物质的过程。54．胞饮作用(pinocytosis)通过原生质膜包裹液态物质的胞吞作用。55．吞噬作用(phagocytosis)通过原生质膜包裹颗粒状物质的胞吞作用。

56．铁载体(siderophore)微生物细胞向胞外分泌的一种能络合Fe的小分子化合物，铁一铁载体复合物通过ABc转运蛋白进入细胞。

二、习

题 填空题 1．组成微

生

物

细

胞的主

要

元

素

包

3++

+

+

+++++括

、、、、和

等。2．微生物

生

长

繁

殖

所

需

六

大

营

养

要

素是

、、、、和

。3．碳源物质为微生物提供

和

，碳源物质主要有

、、、、等。4．氮源物质主要有、、、常用的速效氮源如

、，有利于

；迟效氮如

、它有利于

。5．无机

盐的生

理

作

用

包括

、、、、。6．生长因子主要包括

、和

，其主要作用是

。7．水的生

理

作

用

主

要

包括、、、、、。8．根据

，微生物可分为自养型和异养型。9．根据

，微生物可分为光能营养型和化能营养型。10．根据

，微生物可分为无机营养型和有机营养型。

11．根据碳源、能源和电子供体性质的不同，微生物的营养类型可分为

、、和

。12．设计、配

制

培

养

基

所

要

遵

循的原

则

包括

、、、、和。

13．按所含成分划分，培养基可分为

和。

14．按物理状态划分，培养基可分为

、和

。15．按用途划分，培养基可分为

、、和

等4种类型。

16．常用的培养基凝固剂有

、和

。17．营养物质进入细胞的主要影响因素是、18．营养物质进入细胞的方式有

、、和

。选择题(4个答案选1)1．在含有下列物质的培养基中，大肠杆菌首先利用的碳物质是()A蔗糖

B葡萄糖

C半乳糖

D淀粉

2．在工业生产中为提高土霉素产量，培养基中可采用的混合氮源是（）。

A蛋白胨／酵母浸膏

B黄豆饼粉／花生饼粉C玉米浆／黄豆饼粉

D玉米浆／(NH4)2S04 3．下列物质可用作生长因子的是（）。A葡萄糖

B纤维素 C NaCl C叶酸 4．一般酵母菌生长最适水活度值为（）。A 0.95

B 0.76 C 0.66

D 0.88 5．大肠杆菌属于（）型的微生物。A光能无机自养B光能有机异养 C化能无机自养

D化能有机异养

6．蓝细菌和藻类属于（）型的微生物。A光能无机自养 B光能有机异养 C化能无机自养

D化能有机异养

7．硝化细菌属于（）型的微生物A光能无机自养 B光能有机异养

C化能无机自养 D化能有机异养

8．某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源，属于()型的微生物。A兼养型

B异养型

C自养型 D原养型

9．化能无机自养微生物可利用（）为电子供体。A C0 B H2

C O2

10．实验室培养细菌常用的的培养基是（）。A牛肉膏蛋白胨培养基

B马铃薯培养基

C高氏一号培养基

D查氏培养基

11．用来分离产胞外蛋白酶菌株的酪素培养基是一种（）。A基础培养基

B加富培养基

C选择培养基 D鉴别培养基

12．固体培养基中琼脂含量一般为（）。

A0.5％

B1.5％

C2.5％

D5％ 13．下列培养基中（）是合成培养基。ALB培养基

B牛肉膏蛋白胨培养基 C麦芽汁培养基

D查氏培养基

14．培养百日咳博德氏菌的培养基中含有血液，这种培养基是（）。A基础培养基

B加富培养基

C选择培养基

D鉴别培养基

15．用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种（）。A基础培养基

B加富培养基

C选择培养基

D鉴别培养基

16．一般酵母菌适宜的生长pH为（）。A 5.0～6.0

B 3.0～4.0

C 8.0～9.O

D 7.0～7.5 17．一般细菌适宜的生长pH为（）。A 5.0～6.0

B 3.0～4.0

C 8.0～9.0

D 7.0～7.5 18．水分子可通过（）进入细胞。A主动运输

B扩散

C促进扩散

D基团转位 19．需要载体但不能进行逆浓度运输的是（）。A主动运输

B扩散

C促进扩散

D基团转位

20．被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是（）。A主动运输

B扩散

C促进扩散

D基团转位 是非题

1．所有碳源物质既可以为微生物生长提供碳素来源，也可以提供能源。2．某些假单胞菌可以利用多达90种以上的碳源物质。3．碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。

4．氨基酸在碳源缺乏时可被微生物用作碳源物质，但不能提供能源。5．以(NH4)2SO4为氮源培养微生物时，会导致培养基pH升高。6．KN03作为氮源培养微生物被称为生理碱性盐。

7．在配制复合培养基时，必须向培养基中定量补加微量元素。

8．培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。9．目前已知的致病微生物都是化能有机异养型生物。

10．只有自养型微生物能够以CO2，为惟一或主要碳源进行生长。11．培养自养型微生物的培养基完全可以由简单的无机物组成。12．为使微生物生长旺盛，培养基中营养物质的浓度越高越好。13．在培养基中蛋白胨可以作为天然的缓冲系统。

14．对含葡萄糖的培养基进行高压蒸汽灭菌时可在121.3℃加热20 minn即可。15．半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。16．基础培养基可用来培养所有类型的微生物。

17．一些化能有机异养微生物可以在以葡萄糖为碳源、铵盐为氮源的合成培养基上生长。18．伊红美蓝(EMB)培养基中，伊红美蓝的作用是促进大肠杆菌的生长。19．在用于分离G细菌的选择培养基中可加入结晶紫抑制G细菌的生长。20．当葡萄糖胞外浓度高于胞内浓度时，葡萄糖可通过扩散进入细胞。

21．在促进扩散过程中，载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性，一种载体蛋白只能运输一种物质。22．被动运输是微生物细胞吸收营养物质的主要方式。

23．在主动运输过程中，细胞可以消耗代谢能对营养物质进行逆浓度运输，当被运输物质胞外浓度高于胞内浓度时，主动运输就不需要消耗代谢能。

24．Na，K一ATP酶利用ATP的能量将胞内K‘泵”出胞外，而将胞外Na‘泵”入胞内。25．微生物细胞向胞外分泌铁载体，通过ABc转运蛋白将Fe运输进入细胞。问答题

1．能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么? 2．为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子? 3．以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵活性。

3+++

+

++

一4．如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计实验? 5．某些微生物对生长因子的需求具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析”(microbiological assay)对样品中维生素或氨基酸进行定量。试设计实验利用某微生物对某一

样品维生素B他的含量进行分析。

6．以伊红美蓝(EMB)培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。

7．某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么? 8．与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么? 9．以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸一糖磷酸转移酶系统(PTs)为例解释基团转位。

10．试分析在主动运输中，ATP结合盒式转运蛋白(ABc转运蛋白)系统和膜结合载体蛋白(透过酶)系统的运行机制及相互区别。

三、习题解答 填空题

1．C H 0 N P S

2．碳源

氮源

无机盐

生长因子

水

能源

3．碳素来源

能源

糖

有机酸

醇

脂

烃

4．蛋白质(肽、氨基酸)氨及铵盐

硝酸盐

分子氮(N，)玉米浆(NH4)2SO

4菌体生长

黄豆饼粉

玉米饼粉

代谢产物积累

5．酶活性中心组分

维持细胞结构和生物大分子稳定

调节渗透压

控制氧化还原电位

作为能源物质

6．维生素

氨基酸

嘌呤和嘧啶

作为酶的辅基或辅酶

合成细胞结构及组分的前体

7．溶剂

参与化学反应

维持生物大分子构象

热导体

维持细胞形态

控制多亚基结构的装配与解离 8．碳源性质

9．能源

10．电子供体

11．光能无机自养

光能有机异养

化能无机自养

化能有机异养

12．选择适宜营养物质

营养物质浓度及配比合适

控制pH 控制氧化

还原电位

原料来源

灭菌处理

13．复合(天然)培养基

合成培养基

14，固体

牛固体

液体

15．基础

加富

鉴别

选择

16．琼脂

明胶

硅胶

17．营养物质性质

微生物所处环境

微生物细胞透过屏障

18．扩散

促进扩散

主动运输

膜泡运输

选择题

BCDDD ACABA DBDBC ADBCD 是非题

错对错错错 对错错对对 对错对错对 错对错错错 错错错错错 问答题 1．不能。微生物对微量元素需要量极低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。

2．维生素、氨基酸或嘌呤(嘧啶)通常作为酶的辅基或辅酶，以及用于合成蛋白质、核酸，是微生物生长所必需且需要量很小，而微生物(如营养缺陷型菌株)自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。而葡萄糖通常作为碳源和能源物质被微生物利用，需要量较大，而且其他一些糖类等碳源物质也可以代替葡萄糖满足微生物生长所需。

3．紫色非硫细菌在没有有机物时可同化c0：进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物氧化产生的化学能进行化能营养生活。

4．A从苯含量较高的环境中采集土样或水样；B配制培养基，制备平板，一种仅以苯作为惟一碳源(A)，另一种不含任何碳源作为对照(B)；C将样品适当稀释(十倍稀释法)，涂布A平板；D将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生；(5)将A平板上的菌落编号并分别转接至B平板，置于相同温度条件下培养(在B平板上生长的菌落是可利用空气中C02的自养型微生物)；(6)挑取在A平板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新的A平板上划线、培养，获得单菌落，初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物；(7)将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实验，利用相应化学分析方法定量分析该菌株分解利用苯的情况。

5．A将缺乏维生素B。：但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别定量接入用于测定的微生物；B在这些试管中分别补加不同量的维生素B，：标准样品及待测样品，在适宜条件下培养；C以微生物生长量(如测定0D㈣。)值对标准样品的量作图，获得标准曲线； D测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中维生素B．：的含量。

6．EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌菌落带金属光泽的深紫色，而与其他不能发酵乳糖产酸的微生物区分开。7．不能。因为，（1）不同微生物的营养需求、最适生长温度等生长条件有差别，在同一平板上相同条件下的生长及生理状况不同；（2）不同微生物所产蛋白酶的性质(如最适催化反应温度、pH、对底物酪素的降解能力等)不同；（3）该学生所采用的是一种定性及初步定量的方法，应进一步针对获得的几株菌分别进行培养基及培养条件优化，并在分析这些菌株所产蛋白酶性质的基础上利用摇瓶发酵实验确定蛋白酶高产菌株。

8．主动运输与促进扩散相比的优点在于可以逆浓度运输营养物质。通过促进扩散将营养物质运输进入细胞，需要环境中营养物质浓度高于胞内，而在自然界中生长的微生物所处环境中的营养物质含量往往很低，在这种情况下促进扩散难以发挥作用。主动运输则可以逆浓度运输，将环境中较低浓度营养物质运输进入胞内，保证微生物正常生长繁殖。

9．大肠杆菌PTs由5种蛋白质(酶I、酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc及热稳定蛋白质Hn)组成，酶Ⅱa、酶b、酶Ⅱc 3个亚基构成酶Ⅱ。酶I和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶Ⅱa也是细胞质蛋白，亲水性酶Ⅱb与位于细胞膜上的疏水性酶Ⅱc相结合。酶Ⅱ将一个葡萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)上的磷酸基团逐步通过酶I和HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶Ⅱ的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTs进入细胞后加上了一个磷酸基团。

10．AABC转运蛋白常由两个疏水性跨膜结构域与胞内的两个核苷酸结合结构域形成复合物，跨膜结构域在膜上形成一个孔，核苷酸结合结构则可结合ATP。ABc转运蛋白发挥功能还需要存在于周质空间(G菌)或附着在质膜外表面(G菌)的底物结合蛋白的帮助。底物结合蛋白与被运输物质结合后再与ABC转运蛋白结合，借助于ATP水解释放的能量，ABC转运蛋白将被运输物质转运进入胞内。B膜结合载体蛋白(透过酶)也是跨膜蛋白，被运输物质在膜外表面与透过酶结合，而膜内外质子浓度差在消失过程中，被运输物质与质子一起通过透过酶进入细胞。C被运输物质通过ABC转运蛋白系统和通过透过酶进入细胞的区别在于能量来源不同，前者依靠ATP水解直接偶联物质运输，后者依靠膜内外质子浓度差消失中偶联物质运输。

第五章 微生物代谢

一、术语或名词

1．分解代谢(catabolism)也称产能代谢，生物氧化，是指大分子物质在细胞内降解成小分子物质，并产生能量的过程。

2．合成代谢(anabolism)是指利用小分子物质在细胞内合成复杂大分子物质，并消耗能量的过程。

3．糖酵解(glycolysis)无氧条件下，异养生物降解葡萄糖生成两个丙酮酸并产生能量的过程。是葡萄糖分解代谢的共同途径。

4．发酵(fermentation)广义的发酵，泛指一切利用微生物进行生产的过程，多指传统的与实际生产有关的工业化生产，多是好氧过程，如氨基酸发酵、抗生素发酵、单细胞蛋白生产等。微生物生理学上的发酵又称狭义的发酵，是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物的过程。

5．底物水平磷酸化(substrate—level phosphorylation)发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的甘油酸一1，3一二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。

6．乙醇发酵(alcoholic fermentation)有两种方式，葡萄糖在酵母和某些细菌(如Sarcina、：一

+Enterobacteriaceae)中经EMP途径，或者某些细菌(如运动发酵假单胞菌)中经ED途径降解成丙酮酸，进一步生成乙醛，乙醛还原生成乙醇。

7．乳酸发酵(1actic acid fermentation)有两种方式，葡萄糖经EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸，终产物只有一种乳酸，称为同型乳酸发酵(1lomolactic fermentation)；葡萄糖经PK、HK或HMP途径降解为丙酮酸，代谢终产物除乳酸外，还有乙醇或乙酸，故称异型乳酸发酵（heterolactic fermentation）。

8．呼吸(respiration)微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)’、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。以分子氧作为最终电子受体的称为有氧呼吸(aerobic respiration)，以氧化型化合物作为最终电子受体的称为无氧呼吸(anaerobic respiration)。

9．电子传递系统(electron transport system)一系列膜相关电子载体，把电子传递给最终的电子受体，除了泛醌之外，电子载体在膜上的排列顺序为还原电位最负到最正。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fes(铁硫蛋白)一CoQ(辅酶Q)一cyt b_Cyt c_Cyt aCyta3。

10．氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH：，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。

11．巴斯德效应(Pasteur effect)当微生物从厌氧条件转换到有氧条件时，微生物转向有氧呼吸，糖分解代谢速率降低。

12．反硝化作用(denitrification)又称硝酸盐呼吸(nitrate respiration)，以硝酸或亚硝酸盐为电子受体进行的无氧呼吸，此过程中硝酸盐还原形成气态产物NO、N2。

13．同化型硝酸还原(assimilative nitrate reduction)在厌氧或好氧条件下，某些兼性厌氧细菌还原硝酸为亚硝酸，进一步转变成铵，作为氮源被细胞利用。

14．异化型硝酸还原(dissimilartive nitrate reduction)硝酸作为最终电子受体被还原成亚硝酸，分泌到细胞外或形成N：被释放。在这个过程中，硝酸只作为电子受体，用于生物氧化产能，而不作为细胞氮源。

15．Stickland反应(Stickland reaction)某些微生物利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。以一种氨基酸作为供氢体而氧化，另一种氨基酸作为电子受体被还原的生物氧化产能方式，产能效率低，每分子氨基酸产生1个ATP。

16．化能自养菌(chemoautotrophs)还原CO2的ATP和还原力[H]是通过还原性无机化合物(NH4、NO2＿

+、H2S、S、H2和Fe)的氧化而获得的，产能途径是氧化磷酸化，一般为好氧菌。02+ 17．不产氧光合作用(anoxygenic photosynthesis)又称环式光合磷酸化，光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。

18．产氧光合作用(oxygenic photosynthesis)又称非环式光合磷酸化，绿色植物、藻类和蓝细菌所共有。光能驱动下，电子从光反应中心I(Ps I)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PsⅡ)水的光解生成的H’，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PsⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心Ps I，期间生成ATP。

19．紫膜光合磷酸化(photophosphorylation by purple membrane)紫膜由细菌视紫红质蛋白和类脂组成，细菌视紫红质蛋白功能与叶绿素相似，能吸收光能，并在光量子驱动下起着质子泵的作用，将质子泵出紫膜外，从而形成紫膜内外的质子梯度差(质子动势)，驱使ATP的形成。

20．代谢补偿途径(replenishment pathway)或代谢物回补顺序(anaplerotic sequence)，是指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢产物的那些反应。如微生物特有的乙醛酸循环。

21．初级代谢(primary metabolism)微生物细胞从外界吸收营养物质，通过分解和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程。

22．次级代谢(secondary metabolism)微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。

23．变构效应(allosterism)别构酶的活性可以被小分子激活剂或者抑制剂改变，激活剂或者抑制剂借助于非共价键，可逆地同酶蛋白分子上的调控部位相结合，引起酶的三维结构的改变，导致酶的催化部位的活性发生变化。

24．反馈抑制(feedback inhibition)每个代谢途径都至少有一个限速酶(pacemaker enzyme)，催化代谢途径中的限速反应，一般是代谢途径中第一步反应的催化酶。代谢途径的终端产物常常抑制第一步反应的可调控酶的活性，此调控作用称为反馈抑制。

25．酶合成阻遏(repression of enzyme synthesis)DNA分子上每一个操纵元都产生一个阻遏蛋白，在合成过程中，阻遏蛋白不能结合在操纵子部位上。然而，辅阻遏物可以与阻遏蛋白结合，改变阻遏蛋白的构象，因此可以与操纵子部位结合。这样mRNA的合成终止，蛋白质合成不能发生。

26．酶合成诱导(induction of enzyme synthesis)调节基因产生的阻遏蛋白可以与操纵元上的操纵子部位结合，因此关闭了mRNA的转录，阻止了蛋白质的合成。当培养基中加入诱导物时，诱导物与阻遏蛋白结合，阻止了阻遏蛋白与操纵子部位的结合，操纵子开放，基因转录发生。

二、习

题 填空题

1．代谢是细胞内发生的全部生化反应的总称，主要是由 和

两个过程组成。微生物的分解代谢是指

在细胞内降解成，并

能量的过程；合成代谢是指利用 在细胞内合成，并

能量的过程。2．生态系统中，微生物通过

能直接吸收光能并同化CO2，微生物分解有机化合物，通过

产生CO2。3．微生物的4种糖酵解途径中，是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径

是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有；

是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。4．

和

的乙醇发酵是指葡萄糖经 途径分解为丙酮酸后，进一步形成乙醛，乙醛还原生成乙醇；

的乙醇发酵是利用ED途径分解葡萄糖为丙酮酸最后生成乙醇。

5．同型乳酸发酵是指葡萄糖经

途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸。异型乳酸发酵经

、和

途径分解葡萄糖代谢终产物除乳酸外，还有。

6．微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混合酸发酵、发酵和

发酵等。丁二醇发酵的主要产物是

，发酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。

7．产能代谢中，微生物通过 磷酸化和

磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP等高能分子中；光合微生物则通过

磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP中。磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。

8．呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给

系统，逐步释放出能量后再交给。

9．巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从

转换到

下，糖代谢速率

，这是因为

比发酵作用更加有效地获得能量。

10．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像NO3、NO2、SO4、S2O3、CO2：等无机化合物，或

等有机化合物。

11．化能自养微生物氧化

而获得能量和还原力。能量的产生是通过

磷酸化形式，电子

受

体

通

常

是

O

2。

电

子

供

体

--2-是

、、和

。还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，能量。

12．光合作用是指将光能转变成化学能并固定的CO2过程。光合作用的过程可分成两部分：在 中光能被捕获并被转变成化学能，然后在 中还原或固定CO2合成细胞物质。

13．微生物有两种同化CO2的方式：

和

。自养微生物固定CO2的途径主要有3条：卡尔文循环途径，可分为

、和

3个阶段；还原性三羧酸途径，通过逆向的三羧酸循环途径进行，多数酶与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的 是个例外；乙酰辅酶A途径，存在于甲烷产生菌、硫酸还原菌和在发酵过程中将CO2转变乙酸的细菌中，非循环式CO2固定的产物是

和。

14．Straphylococcus aureus肽聚糖合成分为3个阶段：细胞质中合成的，在细胞膜中进一步合成，然后在细胞膜外壁引物存在下合成肽聚糖。青霉素在细胞膜外抑制

的活性从而抑制肽聚糖的合成。

15．微生物将空气中的N2还原为NH4的过程称为

之间相互的关系。该过程中根据微生物和其他生物固氮体系可以分为

、和

3种。

16．固氮酶包括两种组分：组分I(P1)是

，是一种

，由4个亚基组成；组分Ⅱ(P2)是一种

，是一种

，由两个亚基组成。P1、P2单独存在时，都没有活性，只有形成复合体后才有固氮酶活性。

17．次级代谢是微生物生长至

或

，以

为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的物质化合物如：

、、、、及

等多种类别。

18．酶的代谢调节表现在两种方式：

是一种非常迅速的机制，发生在酶蛋白分子水平；

是一种比较慢的机制，发生在基因水平上。

19．分支代谢途径中酶活性的反馈抑制可以有不同的方式，常见的方式是

、、、。

20．细菌的二次生长现象是指当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，优先利用

，当其耗尽后，细菌经过一段停滞期，不久在 的诱导下开始合成，细菌开始利用

。该碳代谢阻遏机制包括

和

的相互作用。选择题(4个答案选1)1．化能自养微生物的能量来源于（）。A有机物

B还原态无机化合物 C氧化态无机化合物 D日光

2．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（）是最普遍的、存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径。

A EMP途径

B HMP途径 C ED途径

D WD途径

3．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（）是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，产能效率低，为微生物所特有。A EMP途径

B HMP途径

C ED途径

D WD途径 4．酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是（）。

A糖酵解途径不同 B发酵底物不同 C丙酮酸生成乙醛的机制不同

D乙醛生成乙醇的机制不同 5．同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是（）。AEMP途径

BHMP途径

CED途径

DWD途径

6．由丙酮酸开始的其他发酵过程中，主要产物是丁酸、丁醇、异丙醇的发酵是（）。

A混合酸发酵 B丙酸发酵

C丁二醇发酵

D丁酸发酵

7．ATP或GTP的生成与高能化合物的酶催化转换相偶联的产能方式是()。A 光合磷酸化B 底物水平磷酸化C氧化磷酸化D化学渗透假说

8．下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是（）。A发酵

B有氧呼吸

C无氧呼吸

D化能自养

9．卡尔文循环途径中CO2固定(羧化反应)的受体是（）。

A 核酮糖一5一磷酸

B 核酮糖一1，5一二磷酸

C 3一磷酸甘油醛

D 3一磷酸甘油酸

10．CO2固定的还原性三羧酸途径中，多数酶与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的（）是个例外。

A柠檬酸合酶

B柠檬酸裂合酶

C异柠檬酸脱氢酶

D琥珀酸脱氢酶 11．青霉素抑制金黄色葡萄球菌肽聚糖合成的（）。

A细胞膜外的转糖基酶

B细胞膜外的转肽酶C细胞质中的“Park”核苷酸合成 D细胞膜中肽聚糖单体分子的合成．

12．不能用于解释好氧性固氮菌其固氮酶的抗氧机制的是（）。

A呼吸保护作用

B构象保护

C膜的分隔作用

D某些固氮酶对氧气不敏感 13．以下哪个描述不符合次级代谢及其产物（）。

A次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确 B次级代谢产物的合成不受细胞的严密控制

C发生在指数生长后期和稳定期 D质粒与次级代谢的关系密切

14．细菌的二次生长现象可以用（）调节机制解释。A组合激活和抑制

B顺序反馈抑制 C碳代谢阻遏

D酶合成诱导

15．下面对于好氧呼吸的描述（）是正确的。A电子供体和电子受体都是无机化合物B电子供体和电子受体都是有机化合物

C电子供体是无机化合物，电子受体是有机化合物 D电子供体是有机化合物，电子受体是无机化合物

16．无氧呼吸中呼吸链末端的氢受体是（）。A还原型无机化合物 B氧化型无机化合物 C某些有机化合物 D氧化型无机化合物和少数有机化合物 17．厌氧微生物进行呼吸吗?（）A进行呼吸，但是不利用氧气 B不进行呼吸，因为呼吸过程需要氧气

C不进行呼吸，因为它们利用光合成作用生成所需ATP D不进行呼吸，因为它们利用糖酵解作用产生所需ATP 18．碳水化合物是微生物重要的能源和碳源，通常（）被异养微生物优先利用。

A甘露糖和蔗糖

B葡萄糖和果糖 C乳糖

D半乳糖

19．延胡索酸呼吸中，（）是末端氢受体。A琥珀酸

B延胡索酸

C甘氨酸

D苹果酸

20．硝化细菌是（）：A化能自养菌，氧化氨生成亚硝酸获得能量 B化能自养菌，氧化亚硝酸生成硝酸获得能量

C化能异养菌，以硝酸盐为最终的电子受体 D化能异养菌，以亚硝酸盐为最终的电子受体 是非题

1．无氧呼吸和有氧呼吸一样也需要细胞色素等电子传递体，也能产生较多的能量用于生命活动，但由于部分能量随电子转移传给最终电子受体，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。2．CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物不能利用CO2作为辅助的碳源。

3．由于微生物的固氮酶对氧气敏感，不可逆失活，所以固氮微生物一般都是厌氧或兼性厌氧菌。4．支持细胞大量生长的碳源，可能会变成次级代谢的阻遏物。5．光能营养微生物的光合磷酸化没有水的光解，不产生氧气。

6．次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，但是某些次级代谢产物对于该微生物具有特殊的意义，如与孢子的启动形成有关。

7．目前知道的所有固氮微生物都属于原核生物和古生菌类。

8．stickland反应对生长在厌氧和蛋白质丰富环境中的微生物非常重要，使其可以利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。

9．当从厌氧条件转换到有氧条件时，微生物转向有氧呼吸，糖分解代谢速率加快。10．反硝化作用是化能自养微生物以硝酸或亚硝酸盐为电子受体进行的无氧呼吸。11．由于蓝细菌的光合作用产生氧气，所以蓝细菌通常都不具有固氮作用。12．底物水平磷酸化只存在于发酵过程中，不存在于呼吸作用过程中。13．底物水平磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。

14．发酵作用的最终电子受体是有机化合物，呼吸作用的最终电子受体是无机化合物。15．氧化磷酸化只存在于有氧呼吸作用中，不存在于发酵作用和无氧呼吸作用中。16．发酵作用是专性厌氧菌或兼性厌氧菌在无氧条件下的一种有机物生物氧化形式，其产能机制都是底物水平磷酸化反应。

17．延胡索酸呼吸中，琥珀酸是末端氢受体延胡索酸还原后生成的还原产物，不是一般的中间代谢产物。18．自养微生物同化CO2需要大量能量，能量来自于光能、无机物氧化或简单有机物氧化所得的化学能。19．CO2固定的途径中，卡尔文循环途径存在于绿色植物、藻类、蓝细菌和几乎所有的自养型微生物包括光能自养和化能自养微生物中，而还原性三羧酸途径和乙酰辅酶A途径只存在于某些细菌中。

20．青霉素抑制肽聚糖分子中肽桥的生物合成，因此对于生长旺盛的细胞具有明显的抑制作用，而对于休止细胞无抑制作用。问答题

1．比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。

2．试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生。3．什么是无氧呼吸?比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。4．比较自生和共生生物固氮体系及其微生物类群。5．比较光能营养微生物中光合作用的类型。6．简述化能自养微生物的生物氧化作用。

7．说明革兰氏阳性细菌细胞肽聚糖合成过程以及青霉素的抑制机制。

8．蓝细菌是一类放氧性光合生物，又是一类固氮菌，说明其固氮酶的抗氧保护机制。

9．说明次级代谢及其特点。如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷调节机制来提高抗生素的产量? 10．如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产?

三、习题解答 填空题

1．分解代谢合成代谢大分子物质小分子物质

产生

小分子物质

大分子物质

消耗2．光能自养

光合作用

异养

呼吸作用

3．EMP ED HMP

4．酵母菌

八叠球菌EMP 运动发酵单胞菌

5．EMP PK HK HMP 乙醇或乙酸

6．丙酸发酵

丁酸发酵 2，3一丁二醇混合酸

7．底物水平

氧化

光合底物水平

8．电子传递

最终电子受体

9．厌氧条件

有氧条件

降低

好氧呼吸

10．延胡索酸

11．无机物

氧化磷酸化 H2 NH4 H2S Fe

消耗

12．光反应

暗反应

13．自养式

异养式 CO2的固定(羧化反应)被固定CO2的还原(还原反应)CO2受体的再生

柠檬酸裂合酶

乙酸丙酮酸

14．“Park”核苷酸(uDP一N一乙酰胞壁酸五肽)肽聚糖单体分子转肽酶15．生物固氮共生固氮体系

自生固氮体系

联合固氮体系

16．固氮酶钼铁蛋白(MoFe)固氮酶还原酶铁蛋白(Fe)

17．指数期后期

稳定期

初级代谢产物

抗生素

激素 生物碱

毒素

色素

维2+生素

18．酶活性的调节

酶量的调节

19．顺序反馈抑制

协同反馈抑制

同工酶

组合激活和抑制

20．葡萄糖

乳糖届一半乳糖苷酶

乳糖

降解物激活蛋白(cAP)或cAMP受体蛋白(CRP)cAMP 选择题

BACAA

DBBBB BDBCD DABBB 是非题

对错错对错 对对对错错 错错对对错 对对错对对 问答题

1．主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌(胃八叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED途径生成丙酮酸。丙酮酸之后的途径完全相同。

2．底物水平磷酸化，发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的1，3一二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。

光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。当一个叶绿素(或细菌叶绿素)分子吸收光量子时，叶绿素(或细菌叶绿素)即被激活，导致叶绿素(或细菌叶绿素)分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP的合成。主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷酸化作用。

3．无氧呼吸是微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给氧化型化合物，作为其最终电子受体，从而生成还原型产物并释放出能量的过程。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：

NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fe·s(铁硫蛋白)一CoQ(辅酶Q)一cyt b—Cyt c—Cyt a—cyt a。无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO3、N02、SO4、S2O3、CO2等，或延胡索酸(fumarate)等外源受体，氧化还原电位差都小于氧气，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。

4．共生固氮体系：根瘤菌(尺^izobium)与豆科植物共生；弗兰克氏菌(Frank：尬)与非豆科树木共生；蓝细菌(eyanoba(舶ria)与某些植物共生；蓝细菌与某些真菌共生。自生固氮体系：好氧自生固氮菌(Azotobacter，Azotomonas，etc)；厌氧自生固氮菌(Clostridium)；兼性厌氧自生固氮菌(B0cillus，Klebsiella，etc)；大多数光合菌(蓝细菌，光合细菌)。5．

①光合细菌一环式光合磷酸化；

—

—

2—

一

+

②绿硫细菌的非环式光合磷酸化；

③嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作

用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差。

非环式光合磷酸化是绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型光合作用。光能驱动下，电子从光反应中心I(Ps I)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PsⅡ)水的光解生成的H，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PsⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心Ps I，期问生成ATP。

环式光合磷酸化为光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。有些光合细菌虽只有一个光合系统，但也以非环式光合磷酸化的方式合成ATP，如绿硫细菌和绿色细菌，从光反应中心释放出的高能电子经铁硫蛋白、铁氧还蛋白、黄素蛋白，最后用于还原NAD生成NADH。反应中心的还原依靠外源电子供体如S、S2O3等。外源电子供体在氧化过程中放出电子，经电子传递系统传给失去了电子的光合色素，使其还原，同时偶联ATP的生成。嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差，再由它来推动ATP酶合成ATP。

6．化能自养微生物氧化无机物而获得能量和还原力。能量的产生是通过电子传递链的氧化磷酸化形式，电子受体通常是O2，因此，化能自养菌一般为好氧菌。电子供体是H2、NH4、H2S和Fe还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，同时需要消耗能量。A氨的氧化。NH，和亚硝酸(N0f)是作为能源的最普通的无机氮化合物，能被亚硝化细菌和硝化细菌氧化。B硫的氧化。硫杆菌能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐)作能源。H2S首先被氧化成元素硫，随之被硫氧化酶和细胞色素系统氧化成亚硫酸盐，放出的电子在传递过程中可以偶联产生ATP。C铁的氧化。从亚铁到高铁的生物氧化，对少数细菌来说也是一种产能反应，但这个过程只有少量的能量被利用。亚铁的氧化仅在嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)中

进行了较为详细的研究。在低pH环境中这种细菌能利用亚铁氧化时放出的能量生长，在该菌的呼吸链中发现了一种含铜的铁硫菌蓝蛋白(rusticyanin)，它与几种cyt c和一种cyt a，氧化酶构成电子传递链。D氢的氧化。氢细菌能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2也能利用其他有机物生长。氢细菌的细胞膜上有泛醌、维生素K：及细胞色素等呼吸链组分。在这类细菌中，电子直接从氢传递给电子传递系统，电子在呼吸链传递过程中产生ATP。

7．革兰氏阳性菌肽聚糖合成的3个阶段(图5—10)。

A细胞质中的合成。①葡萄糖

N一乙酰葡糖胺一UDP(G--UDP)一N一乙酰胞壁酸一UDP(M—uDP)

+

2+2-2一

+

+

②MUDP一“Park”核苷酸，即UDP一N一乙酰胞壁酸五肽

B细胞膜中的合成。“Park”核苷酸一肽聚糖单体分子。

C细胞膜外的合成。青霉素抑制转肽酶。青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D一丙氨酸一D一丙氨酸的结构类似物，两者竞争转肽酶的活力中心。

8．有两种特殊的保护系统。A分化出异形胞，其中缺乏光反应中心Ⅱ，异形胞的呼吸强度大于正常细胞，其超氧化物歧化酶的活性高。B非异形胞的保护方式：①时间上的分隔保护，白天光合作用，晚上固氮作用；②群体细胞中的某些细胞失去光反应中心Ⅱ，而进行固氮作用；③提高过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性来除去有毒氧化物。

9．相对于初级代谢而言，一般认为，微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程，称为次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等多种类别。

次级代谢特点：

A次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，次级代谢途径某个环节发生障碍，致使不能合成某个次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。

B次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。

C次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。

D次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。

(5)质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。

(6)次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。

(7)次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生，可在发酵培养基中加入诱导物来增加产量。易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐，对某些抗生素的产生有抑制作用。在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用。

10．在微生物中，以天冬氨酸为原料，通过分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸(图5—13)。为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。这个菌种由于不能合成高丝氨酸脱氢酶(HSDH)，故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸。添加适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下，在含有较高糖和铵盐的培养基上，能产生大量的赖氨酸。

第六章 微生物的生长繁殖及其控制

一、术语或名词

1．二分裂(binary fission)细胞核首先进行有丝分裂，然后细胞质通过胞质分裂而分开，从而形成两个相同的个体的分裂方式。

2．分批培养(batch culture)是指微生物在封闭系统中进行的培养，培养过程中不对培养基进行更换。

3．迟缓期(1agphase)微生物接种到新鲜培养基时，其数量并不立即增加，这个阶段被称为迟缓期或延滞期。

4．对数生长期(exponentialphase)微生物经过延滞期后，以最大的速度进行生长和分裂，导致微生物数量呈对数增加的时期。在对数生长期微生物各成分按比例有规律地增加，微生物呈平衡生长。

5．稳定生长期(stationaryphase)微生物经过对数生长期后，生长速度降低至零(细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量)的时期。稳定期的微生物数量最大并维持稳定。

6．衰亡期(deathphase)稳定期后，由于营养物质的耗尽和有毒代谢产物的大量积累，使微生物死亡速度逐步增加，活菌减少的时期。

7．二次生长(diauxic growth)微生物在同时含有速效碳源(或氮源)和迟效碳源(或氮源)的培养基中生长时，微生物会首先利用速效碳源(或氮源)生长直到该速效碳源(或氮源)耗尽，然后经过短暂的停滞后，再利用迟效碳源(或氮源)重新开始生长。这种两相生长或应答称为二次生长。

8．倍增时间(doublingtime)群体生长中微生物数量增加一倍所需要的时间称为倍增时间。

9．代时(generationtime)个体生长中，每个微生物分裂繁殖一代所需的时间称为代时。

10．比生长速率(specificgrowth rate)每单位数量的微生物在单位时间内增加的量。

11．同步培养(synchronousculture)使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞的培养方法称为同步培养。

12．同步生长(synchronousgrowth)以同步培养方法使群体细胞处于同一生长阶段，并同时进行分裂的生长方式。

13．连续培养(continuousculture)连续培养是指通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的培养方法。一般是通过在微生物培养过程中不断地补充营养和以同样的速率移出培养物来实现微生物的连续培养。

14．恒化器(chemostat)通过保持培养基中某种必需营养物质的浓度基本恒定的方式，使微生物的生长速度恒定的培养系统。

15．平板计数或菌落计数(plate countor colonycount)将适当稀释的样品涂布到琼脂培养基表面，培养后活细胞能形成菌落，通过计算菌落数能知道样品中的活菌数，该方法称为平板计数或菌落计数。

16．菌落形成单位(colonyforming unit)采用平板计数或菌落计数法时，由于不能绝对保证一个菌落只是由一个活细胞形成，计算出的活细胞数称为菌落形成单位。

17．显微镜直接计数(directmicroscopic count)利用微生物计数板或血细胞计数板，在显微镜对样品中的微生物进行计数的方法称为显微镜直接计数法。该方法虽然简便直观，但若无特别技术不能区分死活细胞的数目。

18．最适生长温度(optimum growth temperature)微生物生长速度最快的温度。

19．超氧化物歧化酶(superoxidedismutase)催化超氧化物自由基形成氧和过氧化氢的酶。

20．过氧化氢酶(catalase)分解过氧化氢形成水和氧气的酶。

21．灭菌(sterilization)灭菌是指物体中包括芽孢在内的所有微生物都被杀死或消除。

22．抑制(inhibition)抑制是采用某种因子使微生物的生长停止，但移去该因子后微生物的生长仍然可以恢复。

23．消毒(disinfection)杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物的措施。消毒可起到防止感染或传播的作用。

24．消毒剂(disinfectant)用于消毒的化学制剂。一般用于对非生物材料的消毒。

25．石炭酸系数或酚系数(phenol coefficient)在一定温度下将某种消毒剂与试验细菌10rain保温处理后，能杀死试验细菌的消毒剂的最高稀释倍数与能杀死试验细菌的石炭酸(酚)的最高稀释倍数的比值。酚系数可用于判断消毒剂对试验细菌的杀灭效力。酚系数越高，表明消毒剂在该测试条件下的消毒能力越强。

26．防腐(antisepsis)采用某些化学或物理方法防止和抑制微生物生长的措施。防腐能防止食物腐败或防止其他物质霉变。

27．防腐剂(antiseptic)用于防腐的化学制剂。防腐剂的毒性一般小于消毒剂，以避免对动物或人体组织产生毒害作用。

28．热致死时间(thermaldeathtime)在一定温度一定条件下杀死液体中所有微生物的最短时间。

29．十倍减少时间(decimal reduction time，D)特定温度下杀死某一样品中90％微生物或孢子及芽孢所需的时间。30．高压灭菌(autoclave)在高压蒸汽的处理下(通常121℃，15rain)杀死包括芽孢在内的所有微生物的灭菌方法。

31．巴斯德消毒法(pasteurization)在低于沸点的温度下短时间加热处理以杀死牛奶或饮料中的病原微生物的方法称为巴斯德消毒法。较老的做法是63℃处理30rain；现在使用巴氏瞬间消毒法(nashpasteurization)即72℃处理15s，然后迅速冷却的方法。

32．紫外辐射(UVradiation)波长为10—400 nm(通常采用260nm)的高能辐射。紫外辐射有较强的致死效应，通常用于对物体表面和空气的灭菌。

[

33．选择毒性(selectivetoxicity)化疗试剂杀死或抑制病原微生物而对宿主尽可能不产生伤害的性质。

34．化疗(chemotherapy)利用具有选择毒性的化学物质杀死生物体内的病原微生物或病变细胞，治疗被微生物感染的病变细胞或组织，但对机体本身无毒害作用的治疗措施。

35．抗生素(antibiotic)抗生素是由某些生物合成或半合成的次级代谢产物或衍生物，能抑制其他微生物生长或杀死其他微生物。

36．抗代谢物(antimetabolite)能对代谢的某个关键酶产生竞争抑制而阻断代谢途径的化合物。抗代谢物通常与酶的正常底物或中间产物很类似，它与酶的正常底物或中间产物竞争酶的活性部位使反应停止，从而阻断代谢途径。

37．抗药性(drug resistance)微生物通过改变本身生理生化特性而变得对化学药物不敏感，即微生物的抗药性。

38．相容溶质(compatiblesolute)适合细胞进行新陈代谢和生长的细胞内高浓度物质，它可使细胞原生质渗透浓度高于周围环境，从而使其质膜紧压在细胞壁上。

二、习

题

填空题

1．一条典型的生长曲线至少可分为

、、和

4个生长时期。

2．测定微生物的生长量常用的方法有

、和

。而测定微生物数量变化常用的方法有、、和 ；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有

、和。

3．获得细菌同步生长的方法主要有A

和B

，其中A中常用的有

、和。

4．控制连续培养的方法有

和。

5．影

响

微

生

物

生

长的主

要

因

素有

、、、和

等。

6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用 或

进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用

灭菌，其温度为

，时间为。

7．通常，细菌最适pH的范围为

，酵母菌的最适pH范围为

，霉菌的最适pH范围是。

8．杀灭

或

抑

制

微

生

物的物

理

因

素有

、、、、和

等。

9．抗生素的作用机制有

、、和。

10．抗代谢药物中的磺胺类是由于与

相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其

不能合成。选择题

1．以下哪个特征表示二分裂?（）

A产生子细胞大小不规则

B隔膜形成后染色体才复制

C子细胞含有基本等量的细胞成分

D新细胞的细胞壁都是新合成的 2．代时为0．5h的细菌由10’个增加到10”个时需要多长时间?（）A 40h

B 20h

C lOh

D 3h 3．某细菌2h中繁殖了5代，该菌的代时是（）。

A 15min

B 24rain

C 30min

D 45 min 4．代时是指（）。

A培养物从接种到开始生长所需要的时间

B从对数期结束到稳定期开始的间隔时间

C培养物生长的时间

D细胞分裂繁殖一代所需要的时间

5．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期?（）A死亡期

B稳定期

C延迟期

D对数期

6．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（）。A 1，4

B 2，3

C 2，4

D 1，5 7．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（）。

A比浊法

B显微镜直接计数

C干细胞重量测定

D平板菌落记数

8．用比浊法测定生物量的特点是（）。

A只能用于测定活细胞

B易于操作且能精确测定少量的细胞

C难于操作但很精确 D简单快速，但需要大量的细胞 9．下列哪种保存方法会降低食物的水活度?（）

10． A腌肉

B巴斯德消毒法

C冷藏

D酸泡菜 10．细胞复制时所有的细胞组分都按比例有规律地增加的现象是（）。11． A对数生长

B二分裂

C最大生长

D平衡生长

11．连续培养时培养物的生物量是由()来决定的。

A 培养基中限制性底物的浓度 B培养罐中限制性底物的体积 C温度 D稀释率

12．最适生长温度低于20℃的微生物被称为（）。

A 耐冷菌

B 嗜温菌

C耐热菌

D嗜冷菌 13．过氧化氢酶能解除（）的毒性。

14． A超氧化物自由基 B过氧化物

C三线态氧

D过氧化氢 14．能导致微生物死亡的化学试剂是（）。

15． A抑菌剂

B溶菌剂

C 杀菌剂

D B和C 15．微生物数量减少十倍所需的时间是()。

A十倍减少时间

B十倍减少值

C热致死时间 D对数时间

16．只能用高压灭菌才能杀死的是（）。

A结核分枝杆菌

B病毒 C细菌的内生孢子

D霉菌孢子

17．常用的高压灭菌的温度是（）。

A121~C

B200~C

C63~C

D100~C 18．巴斯德消毒法可用于（）的消毒。

A啤酒

B葡萄酒

C牛奶

D以上所有

19．保存冷冻食品的常用温度是（）。

A4~C

B _20~C

C-70~C

D0℃

20．（）能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。A青霉素 B磺胺类药物 C四环素 D以上所有 是非题

1．细菌分裂繁殖一代所需时间为倍增时间。

2．在群体生长的细菌数量增加一倍所需时间为代时。

3．样品稀释10，后，从中取出0．1 mL涂布在琼脂平板上培养，长出36个菌落，因此样品中的细菌数为36000个／mL。

4．最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。

5．一般而言，对数生长期的细菌细胞最大。

6．一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定出的菌数多。

7．在一密闭容器中接种需氧菌和厌氧菌，需氧菌首先生长。—3 8．分子氧对专性厌氧微生物的抑制和致死作用，是因为这些微生物内缺乏超氧化物化酶和过氧化氢酶。

9．一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。

10．分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。

11．最低生长温度是指微生物能生长的温度下限。最高生长温度是指微生物能生长的温度上限。

12．特定温度下杀死某一样品中90％微生物或孢子及芽孢所需的时间为热致死时间。

13．可采用高压灭菌对抗体进行灭菌。

14．巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。

15．对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。

16．腌肉防止肉类腐败的原因是提高了渗透压。

17．酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。

18．四环素能抑制细菌细胞壁的合成，青霉素能抑制细菌蛋白质的合成。

19．1：600稀释时某化学试剂10min内能杀死的金黄色葡萄球菌与1：60稀释的石炭酸相同，该化学试剂的石炭酸系数为10。问答题

1．试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别。2．用来测定细菌生长量的直接计数法和间接计数法一般采用什么具体的方法?并从实际应用、优点、使用的局限性3个方面加以具体分析。

3．封闭系统中微生物的生长经历哪几个生长期?以图表示并指明各期的特点。如何利用微生物的生长规律来指导工业生产? 4．大肠杆菌在37℃的牛奶中每12．5 min繁殖一代，假设牛奶消毒后，大肠杆菌的含量为1个／100mL，请问按国家标准(30000个／mL)，该消毒牛奶在37℃下最多可存放多少时间? 5．与分批发酵相比，连续培养有何优点? 6．说明温度对微生物生长的影响，详述温度对微生物生长的影响的具体表现。7．详述嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌和极端嗜热菌的不同。

8．哪几种氧形式对细胞有毒性?微生物细胞具有什么酶来解除氧的毒性? 9．过滤除菌有些什么方法?哪种方法较为经济实惠?

。10．近年来是什么原因导致抗生素不敏感的抗性菌株的增多?

三、习题解答 填空题

1．迟缓期

对数生长期

稳定生长期

衰亡期

2．单细胞计数

细胞物质的重量

代谢活性

培养平板计数法

膜过滤法

液体稀释法

显微镜直接计数

比浊法

重量法

生理指标法 3．机械法

环境条件控制法 离心法

过滤分离法

硝酸纤维素滤膜法

4．恒浊法

恒化法 5．营养物质

水活性

温度 pH 氧

6．高压蒸汽灭菌法

干热灭菌法

超高温灭菌 135-150~C 2—6s

7．6．5—7．5 4．5～5．5 4．5—5．5

8．温度

辐射作用

过滤

渗透压

干燥

超声波

9．抑制细菌细胞壁合成破坏细胞质膜

作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化

抑制蛋白质和核酸合成 10．对氨基苯甲酸

叶酸 选择题CCBDD BDDAD DDDDA CADBB 是非题

错错错对错 对对对对对 对错错对错 错对对错 问答题

1．单个细菌细胞的生长，是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大的过程；细菌群体生长，是细胞数量或细胞物质量的增加。细菌的生长与繁殖两个过程很难绝对分开，接种时往往是接种成千上万的群体数量，因此，微生物的生长一般是指群体生长。

2．直接计数法通常是利用细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下直接计算一定容积里样品中的微生物的数量。该方法简便、易行，成本低，且能观察细胞大小及形态特征。该法的缺点是：样品中的细胞数不能太少，否则会影响计数的准确性，而且该法不能区别活细胞和死细胞。间接计数法又称活菌计数法，一般是将适当稀释的样品涂布在琼脂培养基表面，培养后活细胞能

形成清晰的菌落，通过计算菌落数就可以知道样品中的活菌数。平板涂布和倾倒平板均可用于活菌计数。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。该法的缺点有：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所有微生物的需要而导致结果偏低，或使用倾倒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。

3．细菌生长曲线图参见教材第六章。封闭系统中微生物的生长经历迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等4个生长时期。在迟缓期中细胞体积增大，细胞内RNA、蛋白质含量增高，合成代谢活跃，细菌对外界不良条件反应敏感。在迟缓期细胞处于活跃生长中，但分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。对数期中细菌以最快的速度生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，细胞内所有成分以彼此相对稳定的速度合成，细菌为平衡生长。由于营养物质

消耗，代谢产物积累和环境变化等，群体的生长逐渐停止，生长速率降低至零，进入稳定期。稳定期中活细菌数最高并保持稳定，细，菌开始储存糖原等内含物，该期是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。营养物质消耗和有害物的积累引起环境恶化，导致活细胞数量下降，进入衰亡期。衰亡期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，菌体细胞呈现多种形态，细胞大小悬殊。在工业发酵和科学研究中迟缓期会增加生产周期而产生不利影响，因此需采取必要措施来缩短迟缓期。对数期的培养物由于生活力强，因而在生产上普遍用作“种子”，对数期的培养物也常常用来进行生物化学和生理学的研究。稳定期是积累代谢产物的重要阶段，如某些放线菌抗生素的大量形成就在此时期，因此如果及时采取措施，补充营养物或去除代谢物或改善培养条件，可以延长稳定期以获得更多的菌体或代谢产物。4．

答：最多能放4．5h。

5．由于连续培养中微生物的生长一直保持在对数期，生物量浓度在较长时间内保持恒定，因此与单批发酵相比，连续培养：能缩短发酵周期，提高设备利用率；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定。

6．微生物的生长具有相当高的温度依赖性，有最低、最适和最高生长温度这几个基本温度。最适温度总是更靠近最高生长温度而不是最低生长温度。温度对微生物生长的影响的具体表现在：①影响酶活性，温度变化会影响酶促反应速率，最终影响细胞物质合成。②影响细胞质膜的流动性，温度高则流动性高，有利于物质的运输；温度低则流动性低，不利于物质的运输。因此，温度变化影响营养物质的吸收和代谢物质的分泌。③影响物质的溶解度，温度上升，物质的溶解度升高，温度降低，物质的溶解度降低，机体对物质的吸收和分泌受影响，最终微生物的生长受影响。温度过高时酶和其他蛋白质变性，细胞质膜熔化崩解，细胞受到损害。温度很低时，细胞质膜冻结，酶也不能迅速工作，因此，在温度高于或低于最适生长温度时生长速度会降低。，7．嗜冷菌生长的温度范围是0—20~C，最适生长温度为15℃；嗜温菌生长的温度范围是15— 45℃，最适生长温度为20～45℃；嗜热菌生长的温度范围是45～80~C以上，最适生长温度为 55—65℃；极端嗜热菌生长的温度范围是80℃以上，最适生长温度为80～113℃，低于55℃通常不会生长。嗜冷菌的运输系统和蛋白质合成系统在低温下能很好地发挥功能，其细胞膜含有大量的不饱和脂肪酸，能在低温下保持半流质状态。当温度高于20cC时，细胞膜被破坏，细胞内组分流出。嗜热菌具有能在高温条件下发挥功能的酶和蛋白质合成系统，细胞膜脂类物质的饱和程度高，因此融点高，能保持高温下的细胞完整。8．氧气受到辐射可被还原为超氧化物自由基、过氧化氢、羟基自由基等，它们是强氧化剂，能迅速破坏细胞组分。专性好氧和兼性厌氧微生物的细胞中含有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，能破坏超氧化物自由基、过氧化氢。另外，细胞中的过氧化物酶也能降解过氧化氢。

9．过滤除菌有3种：深层过滤、膜过滤和核孔过滤。深层过滤器是由纤维或颗粒状物质制成的过滤板层；膜过滤器是由醋酸纤维素、硝酸纤维素或其他合成物质制成的具有微孑L的滤膜；核孔过滤器是由核辐射处理后再经化学蚀刻的薄聚碳酸胶片而制成。深层过滤较为经济实惠，多用于工业发酵，后两种方法主要用于科学研究。

10．主要有以下5个原因：①细胞质膜透性改变使药物不能进入细胞；②药物进入细胞后又被细胞膜中的移位酶等泵出胞外；③细菌产生了能修饰抗生素的酶使之失去活性；④药物作用靶发生改变从而对药物不再具有敏感性；⑤菌株改变代谢途径以绕过受药物抑制的过程或增加靶代谢物的产物。