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(二)现代微生物学的发展:
1929弗莱明(英):
发现青霉素抑制细菌生长、促进抗生素的发展。
⏹1935斯坦来:
得到了烟草花叶病毒结晶。
⏹1937鲍登:
证实结晶是核蛋白,具繁殖能力,为探索生命起源和本质提供了线索。
⏹1939考雪:
第一次用电镜看到了烟花叶病毒。
⏹1941比德耳、塔图姆:
研究链孢菌的突变机制提出“一个基因一个酶”,奠定了生化遗传学。
⏹1944埃弗里:
通过细菌转化实验证明遗传信息是DNA,开创分子生物学新纪元。
⏹1953华特生、克里克:
DNA半保留复制假说,奠定分子生物学
⏹1958克里克:
提出了遗传信息传递的“中心法则”
⏹1961雅各布、莫诺:
提出操纵子学说
⏹1963莫诺:
提出调节酶活力的变构理论
⏹1965尼伦伯格:
遗传密码理论
第一章原核微生物
一、填空题
1、细菌是微生物学研究的重要对象,它是原核微生物,在自然界中分布最广,数量最多,与人类关系最密切。
2、球菌分裂后保持一定的排列方式,是分类鉴定的依据之一。
球菌和双球菌沿一个平面进行分裂,四联球菌按两个相互垂直的平面进行分裂,八叠球菌按三个互相垂直的平面进行分裂,葡萄球菌的分裂面不规则,分裂后多个球菌在一起形似葡萄。
3、细菌细胞膜具有控制细胞内外物质的交换和渗透,调节菌体内与环境间的平衡的功能,这与细胞膜具有半渗透性有关。
4、细菌的细胞核结构不完善,无核膜和核仁,称原核,由双股环状DNA组成,只有一个染色体。
1、与真核细胞相比,原核细胞的细胞质内没有:
A、核糖体和高尔基体B、线粒体和高尔基体
C、线粒体和肝糖粒D、核糖体和淀粉粒
2、与芽孢对高温、干燥和化学药品等有很强的抵抗力无关的因素是:
(A)
A、芽孢的形态有鼓槌状、椭园状等。
B、芽孢壁厚而致密,结构坚实。
C、芽孢含水量少,通透性低。
D、芽孢含有具抗热性能的吡啶二羧酸物质。
3、下列有关放线菌菌丝形态和功能的叙述,错误的是:
(A)
A、菌体由分枝的菌丝组成,菌丝有隔膜
B、基内菌丝有吸收营养物质的功能
C、气生菌丝是由基内菌丝长出培养基外伸向空气的菌丝
D、孢子丝有繁殖的功能
4、以节肢动物为传播媒介使人感染致病的原核微生物是:
(C)
A、支原体B、衣原体C、立克次氏体D、蓝细菌
5、下列原核微生物不用二分裂法进行繁殖的是:
(B)
A、细菌B、放线菌C、立克次氏体D、支原体
三、名词解释
1、质粒:
染色体外遗传因子,环状DNA分子,带部分遗传信息,具有各种特定的表型效应,如致育性(F因子),抗药性(R因子)和多种对有毒物质的抗性及分解有毒物质等。
可携带一定遗传信息
2、菌落:
将分散的细菌或孢子接种于固体培养基上,形成的肉眼可见的子细胞群体。
多数细菌菌落圆形,小而薄,表面光滑、湿润、较粘稠,半透明,颜色多样,色泽一致,质地均匀,易挑起,常有臭味。
3、荚膜与菌胶团:
某些细菌在一定条件下细胞壁表面覆盖一层松散、透明的粘液性物质,具一定形态,称荚膜。
没有边缘,可以扩散到周围环境的为粘液层。
菌胶团:
多菌共膜
4、凝聚分裂
四、简答题
1、简述放线菌与人类生活和生产的关系
放线菌有土泥腥味,放线菌与人类的关系密切,其最突出的特点是产生抗生素。
与人类的关系密切:
产生抗生素如链霉素、庆大霉素、卡那霉素、土霉素、四环素等;
酶类(葡萄糖异构酶、蛋白酶等);
5406菌肥;
甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等;
但有的种类会引起皮肤、足、肺部的疾病,植物疮痂病等。
2、简述革兰氏染色的原理和方法
(1)革兰氏染色原理:
G+菌:
细胞壁肽聚糖层数多、壁厚,肽聚糖网状分子形成一种透性屏障,当乙醇脱色时,肽聚糖脱水而孔障缩小,故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上,呈蓝紫色。
(3分)
Gˉ菌:
细胞壁脂类含量多,肽聚糖层数少、薄,交联松散,乙醇脱色不能使其结构收缩,其脂含量高,乙醇将脂溶解,缝隙加大,结晶紫-碘复合物溶出细胞壁,复染后呈红色。
(2)方法:
革兰氏染色属复染法,即将标本固定后,先用结晶紫染色,加碘液媒染后用酒精脱色,再用稀释复红复染。
(4分)
3、试从细胞的形态结构分析细菌与放线菌的菌落特征
(1)细菌的菌落特征是圆形,小而薄,表面光滑、湿润、较粘稠,半透明,颜色多样,色泽一致,质地均匀,易挑起,常有臭味。
(2)放线菌的菌落特点是由菌丝组成,菌丝较细,生长缓慢,分枝互相交错缠绕,形成的菌落质地致密,表面呈紧密的绒状或坚实,干燥,多皱,菌落较小。
第二章真核微生物
1、酵母菌的细胞壁是由特殊的酵母纤维构成。
细胞质富含RNA,是细胞新陈代谢的场所。
2、酵母菌的繁殖方式是以无性繁殖为主。
其中最普遍的繁殖方式是出芽。
3、青霉、曲霉的菌丝有分隔,整个菌丝由多细胞组成。
菌丝之间有小孔相通,使细胞质、细胞核和养料互相沟通。
二、名词解释
1、假菌丝:
在无性繁殖过程中子细胞不与母细胞脱离,其间以极狭小的面积相连,这种藕节状的细胞串称假菌丝。
2、孢囊孢子:
无鞭毛:
不动孢子(空气传播);
有鞭毛:
游动孢子(水传播)。
如根霉
3、子囊孢子
三、简答题
1、毛霉与根霉、曲霉与青霉有哪些异同点?
相同点
不同点
毛霉
单细胞真菌、棉絮状,分布广、淀粉食品上多,产蛋白酶、淀粉酶、多种有机酸
无假根、葡萄枝,孢子无性繁殖,
根霉霉
有葡萄枝、假根、球形孢子囊
曲霉
多细胞真菌
有足细胞,生出分生孢子梗,顶囊上长放射状分生孢子
青霉
无足细胞,顶端帚状分生孢子穗,蓝绿色孢子
2、霉菌的繁殖方式有哪几种?
各类孢子是怎样形成的?
繁殖方式:
(一)无性孢子的繁殖(主要)
①孢囊孢子:
无鞭毛:
如根霉。
②分生孢子:
如:
青霉,曲霉。
③节孢子:
由菌丝断裂而成。
如白地霉。
④厚垣孢子:
如总状毛霉
(二)有性孢子繁殖
两个不同性细胞-质配-核配-减数分裂。
仅发生在特定条件下:
1、卵孢子:
如滨海水霉2、接合孢子:
同宗配合:
如有性根霉。
异宗配合:
如葡枝根霉。
3、试述原核微生物与真核微生物的主要区别。
原核生物细胞有明显的核区,核区没有核膜包围(1.5分);
核区内只有一条双螺旋结构的脱氧核糖核酸(DNA)构成的染色体(2分);
主要靠细胞一分为二的分裂方式来繁殖(1分);
无膜性细胞器(0.5分)。
真核生物细胞内有一个明显的核,核由一层核膜包围(1.5分);
其染色体除含有双螺旋结构的脱氧核糖核酸(DNA)外还含有组蛋白(2分);
繁殖方式比较复杂和多样,许多种类要通过两种不同细胞的交配(1分);
有线粒体、内质网、高尔基体等膜性细胞器(0.5分)。
第三章病毒
1、病毒是超显微的、没有细胞结构的、的大分子微生物,它们在活体外具有一般大分子,一旦进入宿主细胞又具有生命特征。
2、病毒的最小形态单位为衣壳粒。
病毒的蛋白质外壳称为衣壳,其内含着病毒的核酸。
两者合起来称为核衣壳。
3、病毒的核酸是病毒繁殖、遗传变异与感染性的物质基础。
蛋白质的作用主要是构成病毒粒子的外壳,保护病毒核酸;
决定病毒感染的特异性,与易感细胞表面存在的受体有特异性亲和力,使病毒吸附;
还具有抗原性,能刺激机体产生相应的抗体。
4、病毒缺乏细胞所具有的酶系统的能量,所以病毒必须在宿主细胞内才能增殖。
1、下列病毒的一般特性,不正确的是:
A、个体极小B、没有细胞结构
C、含DNA和RNA两种核酸D、专性寄生
2、病毒复制周期的五个连续阶段是:
A、吸附→脱壳→侵入→生物合成→装配→释放
B、吸附→侵入→脱壳→生物合成→装配→释放
C、吸附→侵入→脱壳→装配→生物合成→释放
D、吸附→脱壳→侵入→装配→生物合成→释放
3、与病毒相比较类病毒具有的不同特征是:
A、没有细胞结构B、有严格的寄生性
C、在活细胞内繁殖D、只含有一种侵染性、又能独立存活的核糖核酸
三、名词解释
1、包涵体
2、复制周期
四、简答题
1、从个体形态和繁殖方式比较说明原核微生物、真核微生物和非细胞微生物的主要区别。
(1)原核生物细胞有明显的核区,核区没有核膜包围(1.5分);
无膜性细胞器(0.5)
(2)真核生物细胞内有一个明显的核,核由一层核膜包围(1.5分);
(3)非细胞微生物
2、病毒的增殖有什么特点?
试述T4噬菌体的增殖过程。
3、什么是温和噬菌体和溶源性细菌?
温和噬菌体有哪几种存在方式?
溶源性细菌有哪些特点?
温和噬菌体:
感染后不裂解,将DNA整合在寄生细胞的核酸分子中随寄主细胞分裂而传递。
溶源性细菌:
含有原噬菌体的细菌。
细菌的溶源性可以因理化因子等外界环境的改变而改变。
第四章微生物的营养
1、实验室中常用的碳源有葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、淀粉等,这些碳源物质在分解过程还可为微生物提供生命活动的能量,由此可知实验室中通常培养的是异养微生物。
2、细胞外的营养物质或细胞内的代谢产物都可以逆浓度梯度进行运输,这是
主动运输的一个特点。
3、亚硝化细菌能将氨氧化生成亚硝酸,并从中获得能量,硝化细菌可进一步将亚硝酸氧化生成硝酸,也可从中获得能量。
这两类硝化细菌氧化过程,称为硝化作用。
4、异养微生物的碳源和能源都来自有机物,它们从环境中获得营养物质的过程中的一个显著特点是能产生胞外酶。
5、在工业生产中十分重视PH中间控制和调节,这是因为在培养微生物的过程中,有些代谢产物会改变培养基的PH值,从而抑制微生物的生长和代谢。
1、生长因素是指某些微生物在生命活动过程中必须从外界环境中摄取的:
A、某些微量的无机物B、某些微量的有机物
C、某些微量元素D、某些微量的化合物
2、化能自养型的微生物,它们的碳源和能源是:
(C)
A、碳源来自无机物,能源来自有机物
B、碳原来自有机物,能源来自无机物
C、碳源和能源都来自无机物
D、碳源和能源都来自有机物
3、与天然培养基相比较,合成培养基的突出优点是:
①营养丰富②营养成分含量准确③培养微生物的效果好
④原料易得配制方便⑤培养微生物的重复性好
A、①③B、②④C、③④D、②⑤
4、用纤维素作唯一碳源来分离纤维素酶产生菌,所使用的培养基属于:
(D)
A、基本培养基B、鉴别培养基
C、富集培养基D、选择培养基
三、简述题
1、凝固剂的作用是使培养液固化因而它不能是微生物的营养成分,那么作为一个优良的凝固剂应具备些什么条件?
凝固剂一般不是微生物的营养成分,只起固化作用。
(2分)
理想的凝固剂应具备以下条件:
不会被微生物分解利用(1分);
不会因高温灭菌而受到破坏(2分);
在微生物生长的温度范围内保持固体状态(2分);
透明度好、凝固力强(2分);
价格低廉,配制方便;
对微生物及操作人员均无毒害作用(1分)。
2、微生物吸收营养物质的方式有哪几种?
各有何特点?
试比较它的异同。
3、配制培养基应考虑哪些原则?
配制培养基的原则:
根据微生物的营养需要,不同微生物有不同需要。
1、注意各营养物质的浓度和配比。
如渗透压、C/N等;
控制培养基的条件;
PH值如必要加缓冲液,调节O2和CO2浓度;
好氧、厌氧;
调节渗透压,高渗、低渗。
2、根据培养目的需要。
是培养微生物本身还是产物。
防止营养物质发生变化,如灭菌后沉淀加螯合剂EDTA,还应注意原料来源等因素,降低成本。
3、控制培养条件。
PH值、氧化还原电位、渗透压等。
4、力求节省,灭菌处理。
四、填表分析
请把对培养基的认识填入下表:
成分
属何营养要素
葡萄糖
琼脂
按其成分看属何种培养基?
按其物理状态属何种培养基?
这种培养基主要培养何种微生物?
第五章微生物的代谢
1、代谢过程就是生化反应过程,这一过程是以酶作催化剂,通过一系列的来实现的。
2、诱导酶的合成除决定于诱导物外,在本质决定于遗传物质上有没有合成此种酶的基因,如果没有,即使有诱导物存在也不能合成这种酶。
3、终端产物阻遏是酶合成调节的一种机制,这种调节机制使细胞内酶的合成受到了抑制。
即当终产物不足时,酶合成,代谢就进行;
当终产物达到时,酶合成停止,代谢也随之停止。
4、兼性厌氧菌在有氧条件下,进行有氧呼吸,以O2作为受氢体;
在无氧条件下,进行无氧呼吸,以NO3-代替分子氧。
5、抗生素、毒素、激素等都是微生物合成的次生代谢产物。
其中有益于人类的如抗生素、激素等;
有害的如毒素、有害色素等。
1、以无机碳源作为主要碳素营养的微生物属于:
(AC)
A、化能自养型B、化能异养型
C、光能自养型D、光能异养型
2、各类酶在微生物细胞中的分布,不正确的是:
(A)
A、原核微生物呼吸酶类和电子传递系统存在于线粒体中
B、对糖类或其他有机物进行发酵的酶存在细胞质中
C、质白质合成的酶类主要分布在核糖体上
D、参与营养物质运输的各种酶主要分布在细胞膜上
3、酶的功能调节即反馈抑制的特点是:
A、使酶永远失去活性,失去催化能力
B、使酶暂时失去活性,失去催化能力
C、使酶的活性增强,催化能力提高
D、使酶的活性降低,催化能力减弱
三、填表
比较有氧呼吸、无氧呼吸和发酵
有氧呼吸
无氧呼吸
发酵
受氢体
对基质的氧化
释放能量
终产物
1、从代表微生物、发酵途径、关键性酶或特征性酶、产物、产能等5个方面,列表比较酵母菌的乙醇发酵和细菌的乙醇发酵、同型乳酸发酵和异型乳酸发酵。
发酵途径
关键性酶或特征性酶
产物
产能
代表微生物
酵母菌的乙醇发酵
糖酵解(EMP)途径
丙酮酸脱羧酶
乙醇脱氢酶
2分子乙醇和2分子二氧化碳
净产1分子ATP
细菌的乙醇发酵
ED途径
同型乳酸发酵
2分子乳酸
2分子ATP
如乳链球菌
异型乳酸发酵
乳酸、乙醇(或乙酸)、CO2和H2等
2、细菌的光合作用和绿色植物光合作用有何异同?
相同
不同
捕获光能的色素
光合磷酸化途径
供氢体光合产物
细菌的光合作用
都含有光合色素,以CO2为碳源,合成有机物质,把光能转变成化学能贮存起来
以菌绿素或类胡萝卜素吸收光能
主要是环式光合磷酸化途径
1、没有供氢体或供氢体是硫化氢等无机物2、没有氧的放出,不产生还原力,而是积累硫
绿色植物的光合作用
以叶绿素捕获光能
存在着环式和非环式光合磷酸化两条途径
供氢体是水
产物中有分子氧放出,产生还原力
3、固氮酶作用的条件是什么?
简述固氮作用的生化过程。
第六章微生物的生长
1、纯种是从自然界混杂的各种微生物中分离培养而来,并且通常是由一个细胞繁殖成的后代,因此称为纯培养。
2、对数期的特点是:
细胞的个体形态比较整齐,生理特性比较一致,代谢旺盛,细胞分裂间隔的时间最短,活菌数和总菌数差不多相等,达到生长繁殖速度最高的时期。
3、高温可以使细胞蛋白质变性,破坏酶的活力,从而使整个细胞遭受不可逆的破坏。
这是高温使微生物死亡的最主要的原因。
4、实践中常采用烘干、晒干、熏干等方法来保存食品、衣物等,防止腐败霉烂。
其原理是利用干燥来抑制一些腐败微生物在食品、衣物上的生长繁殖。
5、260纳米波段的紫外线杀菌力,而这一波段恰好是核酸对紫外线吸收最强的波段。
这就说明紫外线对微生物的杀伤作用,主要是通过细胞中的物质吸收紫外线引起的。
1、下列有关停滞期的特点,不正确的是:
A、菌种接种到新培养基后立即开始繁殖
B、这个时期的细胞生理活性很强,处于活跃生长之中
C、这个时期的菌体体积增长很快
D、这个时期的生长曲线基本是平稳状态
2、微生物的许多重要代谢产物如抗生素等的急速形成或大量积累的时期是:
A、停滞期B、对数期C、稳定期D、衰亡期
3、工业生产上采用对数期的菌体作菌种,其目的是:
A、使细菌经过一段停滞期而在短时间内达到最高生长速率
B、使细菌不经过停滞期而在短时间内达到最高生长速率
C、使细菌能急速形成或大量积累代谢物
D、使细菌生长活跃,菌体体积快速增长
4、外界环境中PH值的变化如果超过微生物的耐受范围就会:
A、使微生物的细胞遭受不可逆的破坏
B、使微生物对物质的吸收和酶的活性受影响
C、使微生物的代谢途径发生改变
D、使微生物的生长受到抑制
1、生长曲线:
以细菌数目的对数或生长速率为纵坐标,以生长时间为横坐标,绘制而成的曲线—细菌的繁殖曲线
2、同步生长:
就是培养物中的所有细菌都处于细胞分裂的相同阶段。
3、消毒:
杀死或消除物体上所有病原微生物的方法。
4、灭菌:
用物理或化学方法消灭物体所有微生物的方法,使其永久性失活。
1、简述盐渍、蜜饯保存食品的微生物学原理。
2、什么是生长曲线?
指出细菌生长曲线各时期的形态和生理特点及其应用
细菌的生长曲线是以细菌数目的对数或生长速率为纵坐标,以生长时间为横坐标,绘制而成的曲线—细菌的繁殖曲线。
大致分为:
延迟期、对数期、稳定期与衰亡期。
形态特点
生理特点
应用
延迟期
细胞分裂迟缓、代谢活跃,细胞质均匀,细胞中蛋白质和RNA含量高,对外界敏感,容易产生各种诱导酶
对数期
菌数以几何级数成倍增加,曲线急剧升高
细胞代谢活性最强,组成新细胞物质最快,生长速率最大,菌数以几何级数成倍增加,代时最短。
常作发酵生产上的菌种和科研材料
稳定期
新增殖的细胞数与死亡数相等,处于动态平衡,活菌数保持相对稳定
是收获的主要时期。
通过通气、补料、调节PH、温度等延长此期
衰亡期
死亡数>新生数,总活菌数下降,开始自溶,释放代谢产物,菌体多形态、畸形,形成芽孢
争取避免该期
3、治疗外伤使用的红汞、紫药水、碘酒、
等药物的杀菌机制是什么?
4、简述高压蒸汽灭菌的原理及操作方法。
五、分析题
试分析下列生长曲线,完成图解,绘出全菌数和活菌数的变化情况。
第七章微生物的遗传变异
1、酵母菌、霉菌等真核微生物的遗传物质DNA主要以染色体的形式存在于细胞核中,核有核膜包围,并且DNA与蛋白质相结合。
2、细菌、放线菌等原核微生物的遗传物质DNA是以裸露状态存在的,它不与蛋白质结合,也没有核膜包围。
3、DNA分子中碱基对互相置换而引起的基因突变,称点突变。
其中由一种嘌呤置换另一种嘌呤,或一种嘧啶置换另一种嘧啶的叫转换;
由一种嘌呤置换另一种嘧啶,或由一种嘧啶置换另一种嘌呤的叫颠换。
4、复筛是在以发菌株作对照的条件下,反复对初筛中挑选到的正变异
菌株进行比较,从中挑选出有进一步试验价值的变异株。
5、为了对优良菌株在营养、生理、代谢等方面有一个全面的了解,必须进行以下培养条件试验:
筛选出最佳的培养基配方;
最适的种龄和接种量;
最适的通气量;
最适的PH值;
最适的培养时间,以及各种无机离子对生长、及发酵的影响。
二、解释名词
1、转化:
受体菌直接吸收自供体菌的DNA片段,通过转换将其整合到自己的基因组中,从而获得供体菌部分遗传性状的现象。
2、移码突变
3、诱变剂
4、转换
三、识图作答
下面的两个图是用生长谱法鉴定营养缺陷型的示意图。
测定过程是将待测的营养缺陷型菌株涂在基本培养基平面上,并将平面划分为如图所示的若干区,在培养基表面每个区域加上各种氨基酸,经过培养后,在加入氨基酸甲(图1)及加入氨基酸甲与氨基酸已(图2)
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