微生物答案.doc

4、微生物分类学有哪 3 项具体任务？试加以简述。
3 项具体任务：分类、鉴定和命名 ；分类的任务是解决从个别到一般或从具体到抽象的问题，亦即通过收集大量描述有关个体的文献资料，经过科学的归纳和理性的思考，整理成一个科学的分类系统 鉴定的任务与分类恰恰相反，它是一个从一般到特殊或从抽象到具体的过程，亦即通过详细观察和描述一个未知纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到对其知类、辨名的目的。 命名的任务是为一个新发现的微生物确定一个新学名，亦即当你详细观察和描述某一具体菌种后，经过认真查找现有的权威性分类鉴定手册，发现这是一个以往从未记载过的新种，这时，就得按微生物的国际命名法规给予一个新学名。
6、何谓三域学说？
20 世纪 70 年代末由美国伊利诺斯大学的 C.R.Woese 等人对大量微生物和其他生物进16S 和18S rRNA 的寡聚核苷酸测序，并比较其同源性水平后，提出了一个与以往各种界级分类不同的新系统，称为三域学说。三域指细菌域、古生菌域和真核生物域。
7、何谓（G+C）mol% 值？它在微生物分类鉴定中有何应用？
表示 DNA 分子中鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）所占的摩尔百分比值。 应用: ①判别种与种之间亲缘关系相近程度；②是建立新分类单元时的重要指标。
5、简述革兰氏染色法的机制并说明此法的重要性。
革兰氏染色机制：结晶紫液初染和碘液媒染：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。乙醇脱色：G＋细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密且不含类脂，把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色；G-细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和文联度差，结晶紫与碘复合物的溶出，细胞退成无色。复染: G-细菌呈现红色，而 G+细菌则仍保留最初的紫色。 重要性: 革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。通过这一染色，几乎可把所有的细菌分成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌两个大类，因此它是分类鉴定菌种时的重要指标。又由于这两大类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异，因此任何细菌只要通过简单的革兰氏染色，就可提供不少其他重要的生物学特性方面的信息。
6、渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢的耐热机制的？
芽孢的耐热在于芽孢衣对多价阳离子和水分的渗透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欣中的水分，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。
7、简述链霉菌形态构造特点。
（1）基内菌丝：又称营养菌丝，是紧贴固体培养基表面并向培养基里面生长的菌丝。色浅、较细，其主要
功能是吸收营养物和排泄代谢产物，一般没有隔膜。有的产生色素。
（2）气生菌丝：营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，色较深、直径较粗，直形或弯曲状而分枝，有的产生色素。
第二章 真核微生物的形态、构造和功能
4、图示酵母菌细胞构造，并指出其细胞壁的结构特点。
细胞壁的结构特点：
（1）化学组成：
三明治状的“酵母纤维素”：分三层，外层为甘露糖，内层为葡聚糖,其间夹有一层蛋白质分子。芽痕周围有
少许几丁质。
（2）原生质体的制备：用蜗牛消化酶水解细胞壁。（注：其结构特点可能不完善）
5、简述酵母菌的繁殖方式，图示酿酒酵母的生活史 并说明各阶段的特点。
繁殖方式：⑴无性繁殖：①芽殖 ②裂殖 ③产生掷孢子等无性孢子
⑵有性繁殖——产生子囊及子囊孢子
各阶段的特点：
子囊孢子发芽产生单倍体营养细胞
单倍体营养细胞出芽繁殖
异性营养细胞接合，质配核配，形成二倍体细胞
二倍体营养细胞不进行核分裂，出芽繁殖
二倍体细胞变成子囊，减数分裂，形成 4 子囊孢子
子囊破壁后释放出单倍体子囊孢子
8、试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们原生质体制备方法。
细胞壁成分的异同
细菌分为 G+和 G-，G+肽聚糖含量高，G-含量低；G+磷壁酸含量较高，而 G-不含磷壁酸；G+类脂质一般无，而 G-含量较高；G+不含蛋白质，G-含量较高。放线菌为 G-，其细胞壁具有 G-所具有的特点。酵母菌和霉菌为真菌，酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖；而霉菌的细胞壁成分为几丁质、蛋白质、葡聚糖。
原生质体制备方法：G+菌原生质体获得：青霉素、溶菌酶
G-菌原生质体获得：EDTA 鳌合剂处理，溶菌酶
放线菌 原生质体获得：青霉素、溶菌酶
霉菌原生质体获得：纤维素酶
酵母菌原生质体获得：蜗牛消化酶
13、什么叫锁状联合？其生理意义如何？
锁状联合: 担子菌亚门中多数担子菌的双核菌丝，在进行细胞分裂时，于菌丝的分隔处形成的一个侧生的喙状结构称锁状联合。
生理意义：保证了双核菌丝在进行细胞分裂时，每节（每个细胞）都能含有两个异质（遗传型不同）的核，为进行有性生殖，通过核配形成担子打下基础。锁状联合是双核菌丝的鉴定标准，凡是产生锁状联合的菌丝均可断定为双核。锁状联合也是担子菌亚门的明显特征之一。
14、霉菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点？它们分别可分化出哪些特化结构？
1) 营养菌丝体：伸入培养基吸收营养； 2) 气生菌丝体：向空中生成，形成繁殖器官。
营养菌丝的特化结构：①假根②吸器③附着枝附着胞⑤菌核⑥菌索⑦匍匐菌丝⑧菌环和菌网
气生菌丝的特化结构：子实体
3、什么叫烈性噬菌体？简述其裂解性生活史。
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。
4、什么是一步生长曲线？它可分几期？各期有何特点？
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
3、在化能异养微生物的生物氧化中，其基质脱氢和产能的途径主要有哪几条？试比较各途径的主要特点。
脱氢和产能的途径：EMP、HMP、ED、TCA
特点：EMP 当葡萄糖转化成 1.6-二磷酸果糖后，在果糖二磷酸醛缩酶作用下，裂解为两 个 3Ｃ化合物，再由此转化为 2 分子丙酮酸。
HMP 当葡萄糖经一次磷酸化脱氢生成 6-磷酸葡萄糖酸后，在 6-磷酸葡萄糖酸脱酶作用下，再次脱氢降解为 1 分子 CO2 和 1 分子磷酸戊糖。
ED 是少数 EMP 途径不完整的细菌所特有的利用葡萄糖的替代途径。一分子葡萄糖经 ED 途径可
生成两个丙酮酸并净生成一个 ATP、一个 NADH+H+和一个 NADPH+H+。
TCA (1)氧虽不直接参与其中反应，但必须在有氧条件下运转；
(2)丙酮酸在进入三羧酸循环之先要脱羧生成乙酰 CoA，乙酰 CoA 和草酰乙酸缩合成柠檬酸再进入三羧酸循环。
(3)循环的结果是乙酰 CoA 被彻底氧化成 CO2 和 H2O，每氧化 1 分子的乙酰 CoA 可产生 12 分子的 ATP，草酰乙酸参与反应而本身并不消耗。
(4)产能效率极高；
(5)TCA 位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位。
11、青霉素为何只能抑制代谢旺盛的细菌？其制菌机制如何？
原因：青霉素抑制肽聚糖的合成过程，形成破裂的细胞壁，代谢旺盛的细菌才存在肽聚糖的合成，因此此时有青霉素作用时细胞易死亡。
作用机制：青霉素破坏肽聚糖合成过程中肽尾与肽桥间的转肽作用。
12、如何运用代谢调控理论使微生物合成比自身需求量更多的有用代谢产物？举例说明。
①应用营养缺陷型菌株解除正常的反馈调节 。如赖氨酸发酵、肌苷酸的生产；
②应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节。如黄色短杆菌的抗 α—氨基—β—羟基戊酸菌株能累积苏氨酸；
③控制细胞膜的渗透性。 如在谷氨酸发酵生产中只要把生物素浓度控制在亚适量的情况下，才能分泌出大量的谷氨酸，
2、什么是典型生长曲线？它可分几期？划分的依据是什么？各期特点如何？
典型生长曲线 ：将少量纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中培养。在适宜条件下，其群体就会有规律地生长，定时取样测定细胞含量，以细胞数目的对数值作纵坐标，以培养时间作横坐标，就可以画出一条有规律的曲线，这就是微生物的典型生长曲线。
划分的依据：单细胞微生物。
(1)延滞期(停滞期、调整期) 特点：a.生长速率常数为零；b.细胞形态变大或增大；c.细胞内 RNA 尤其是rRNA 含量增高，原生质呈嗜碱性。d.合成代谢活跃；e.对外界不良条件的反应敏感。
(2)对数期特点：此时菌体细胞生长的速率常数 R 最大，分裂快，代时短，细胞进行平衡生长，菌体内酶系活跃，代谢旺盛，菌体数目以几何级数增加，群体的形态与生理特征最一致，抗不良环境的能力强。
⑶稳定期 特点：a.生长速率常数为零；b.菌体产量达到最高；c.活菌数相对稳定；d.细胞开始贮存贮藏物；e.芽孢在这个时期形成；f.有些微生物在此时形成次生代谢产物。
⑷衰亡期 特点：a.细胞形态多样；b.出现细胞自溶现象；c.有次生代谢产物的形成；d.芽孢在此时释放。
3、延滞期有何特点？如何缩短延滞期？
特点：a.生长速率常数为零；b.细胞形态变大或增大；c.细胞内 RNA 尤其是 rRNA 含量增高，原生质呈嗜碱性。d.合成代谢活跃；e.对外界不良条件的反应敏感。
消除：a. 以对数期的菌体作种子菌 ；b.适当增大接种量 ：一般采用 3%~8%的接种量，根据生产上的具体情况而定，最高不超过 1/10。c. 培养基的成分：种子培养基尽量接近发酵培养基 。
4、指数期有何特点？处于该期的微生物有何应用？
特点：此时菌体细胞生长的速率常数 R 最大，分裂快，代时短，细胞进行平衡生长，菌体内酶系活跃，代谢旺盛，菌体数目以几何级数增加，群体的形态与生理特征最一致，抗不良环境的能力强。 应用：指数期的微生物是研究生理、代谢等的良好材料；是增殖噬菌体的最适菌龄；是发酵生产中用做种子的最佳种龄，通过补加营养物质延长指数期。
6、什么叫连续培养？有何优点？为何连续时间是有限的？
连续培养：指微生物接种到培养基里以后的整个生长期间，微生物能持续地以比较恒定的生长速率常数进行生长，从而导致微生物的生长过程能“不断”地进行下去的一种培养方法。
优点：高效、低耗、利于自控、产品质量稳定。
①菌种易于退化；②容易污染；③营养物的利用率低于分批培养。 因此连续时间是有限的。
7、微生物培养过程中 pH 变化的规律如何？如何调整？
微生物的生命活动过程中会自动地改变外界环境的 pH，其中发生 pH 改变有变酸和变碱两种过程，在一般微生物的培养中往往以变酸占优势，因此，随着培养时间延长，培养基的 pH 会逐渐下降。的变化还与培养基的组分尤其是碳氮比有很大关系，碳氮比高的培养基经培养后 pH 会明显下降；相反，碳氮比低的培养基经培养后，其 pH 常会明显上升。
措施：分为“治标”和“治本”两大类，前者指根据表面现象而进行直接、及时、快速但不持久的表面化调节，后者指根据内在机制而采用的间接、缓效但可发挥持久作用的调节。
10、试述高温灭菌的方法。
1、干热灭菌法（1）原理：干热可使破坏细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥，并可使各种细胞成分发生氧化变质。（2）应用范围：1）烘箱内热空气灭菌法（150~170℃，1~2hr）：金属器械、洗净的玻璃器皿。2）火焰灼烧法：接种环、接种针等。
2、湿热灭菌： 即以 100℃以上的加压蒸气进行灭菌。（1）相同温度及相同作用时间下，湿热灭菌法比干热灭菌法更有效：湿热空气穿透力强，能破坏维持蛋白质空间结构和稳定性的氢键，能加速其变性。 （2）种类： 1)常压法 a.巴氏消毒法： 用较低的温度处理牛乳或其他液态食品，杀死其中可能存在的无芽孢病原菌而又不损害营养与风味的消毒方法。a)低温维持法(LTH)：要求 62.8℃保持 30min；b)高温瞬时法(HTST)：要求 71.7℃维持至少 15s； b.煮沸消毒法：a)适用范围：一般用于饮用水的消毒。b)条件：100℃下数分钟。c.间隙灭菌法：又称丁达尔灭菌法或分段灭菌法。a) 适用范围：适用于不耐热培养基的灭菌。b) 条件：80 一 100℃下蒸煮 15—60 分钟，三天。2) 加压法：a.常规加压法 a) 适用范围：适合于一切微生物学实验室、医疗保健机构或发酵工厂中对培养基及多种器材、物料的灭菌。b) 条件：121℃(压力为lkg／cm2)，时间维持 15—20 分钟，也可采用在较低的温度(115℃，即 0.7kg／cm2 下维持 35 分钟的方法。 b.连续加压灭菌法：在发酵行业里也称“连消法”。a) 适用范围：在大规模的发酵工厂中作。培养基灭菌用。主要操作是将培养基在发酵罐外连续不断地进行加热、维持和冷却，然后才进入发酵罐。b) 条件：在135—140℃下处理 5 一 l 5 秒钟
11、请说明营养物质浓度变化对微生物生长速度和最终菌体产量的影响。
微生物生长所需要的营养物质，只有在浓度适当的条件下才能表现出良好的作用。浓度太低，不能满足微生物生长的需要；浓度太高反而会抑制微生物的生长，最终导致菌体产量。
14、为什么缺乏 SOD 的微生物只能进行专性厌氧生活？
好氧生物因有了 SOD，故巨毒的 O2-。就被歧化成毒性稍低的 H2O2，在过氧化氢酶的
作用下，H2O2 又进一步变成无毒的 H2O。厌氧菌因不能合成 SOD，所以根本无法使 O2-。
歧化成 H2O2，因此当有氧存在时，细胞内形成的 O2-。就使自身受到毒害。
16、什么是菌种衰退？菌种衰退的原因是什么？
菌种衰退:生产菌株生产性状的劣化或遗传研究菌株遗传标记的丢失称为菌种衰退。
原因: 1、自发突变 2、通过诱变获得的高产菌株本身不纯 3、培养、保藏条件
1、自发突变 菌种退化的主要原因是有关基因的负突变。
2、通过诱变获得的高产菌株本身不纯 高产突变只发生在一个核上，随着核的分离，原来未变异的低产性状逐渐恢复。单核微生物由于高产突变只发生在一条 DNA 链上，也往往发生分离回复的现象。
3、培养、保藏条件 可以通过对自发突变率的影响来表现，也可在不改变基因现的情况下表。
17、什么是菌种复壮？
狭义的复壮:是在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和 测定生产性能等方法，从衰退的群体中找出尚未衰退的个体，以达到恢复该菌原有性状的一种措施； 广义的复壮:指在菌种的生产性能尚未衰退前，有意识地进行纯种分离和生产性能的测定工作，以期菌种的生产性能逐步有所提高。