微生物的纯培养和显微镜技术.docx

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微生物的纯培养和显微镜技术

第1章绪论

填空题：

1．微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来____的同时也带来______。

2．1347年的一场由________引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1／3的人（约2500万人）死于这场灾难。

3．2003年SARS在我国一些地区迅速蔓延，正常的生活和工作节奏严重地被打乱，这是因为SARS有很强的传染性，它是由一种新型的________所引起。

4，微生物包括：

_______细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）；具细胞结构的真细菌、古生菌；具_____细胞结构的真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、原生动物等。

5．著名的微生物学家RogerStanier提出，确定微生物学领域不应只是根据微生物的大小，而且也应该根据有别于动、植物的____。

6．重点研究微生物与寄主细胞相互关系的新型学科领域，称为____。

7．公元6世纪（北魏时期），我国贾思勰的巨著“____”详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。

8．19世纪中期，以法国的____和德国的_____为代表的科学家，揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。

_____和____是微生物学的奠基人。

9．20世纪中后期，由于微生物学的____、_____等技术的渗透和应用的拓宽及发展，动、植物细胞也可以像微生物一样在平板或三角瓶中分离、培养和在发酵罐中进行生产。

10．目前已经完成基因组测序的3大类微生物主要是____、_____及____。

而随着基因组作图测序方法的不断进步与完善，基因组研究将成为一种常规的研究方法，为从本质上认识微生物自身以及利用和改造微生物将产生质的飞跃。

11．微生物从发现到现在的短短的300年间，特别是20世纪中期以后，已在人类的生活和生产实践中得到广泛的应用，并形成了继动、植物两大生物产业后的____。

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（）。

（1）鼠疫

（2）天花（3）艾滋病（AIDS）（4）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（doman）系统，微生物都占据了（）的“席位”。

（1）少数

（2）非常少数（3）不太多（4）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。

（1）几个不同

（2）少数有差别（3）许多不同（4）4个不同

4．公元9世纪到10世纪我国已发明（）。

（1）曲蘖酿酒

（2）用鼻菌法种痘（3）烘制面包（4）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。

（1）50~300

（1）10左右（3）2~20（4）500~1000

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（）。

（1）1／10

（2）2／3（3）1／20（4）1／3

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。

（1）厌氧试验

（2）灭菌试验

（3）曲颈瓶试验（4）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——（）。

（1）巴斯德原则

（2）柯赫原则（3）菌种原则（4）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。

（1）模式生物

（2）受体（3）供体（4）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。

（1）鼠疫杆菌

（2）沙眼病原体（3）结核杆菌（4）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。

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.（3）1．（4）3．（3）4．（4）5．

（1）

6．（4）7．（3）8．

（2）9．

（1）10．

（2）

是非题

1．+2．—3．—4．+5．+6．一

7．+8．+9．+10．—11—12．+

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。

第2章微生物的纯培养和显微镜技术

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____培养物能较好地被研究、利用和重复结果。

3．一般情况下，培养微生物的器具，在使用前必须先_______，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：

__________、________和________。

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。

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________和不________。

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________×的目镜，和________×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。

（1）平皿

（2）试管（3）烧瓶（4）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。

（1）选择平板

（2）富集培养（3）稀释涂布（4）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?

（）

（1）菌落有时分布不够均匀

（2）热敏感菌易被烫死

（3）严格好氧菌因被固定在培养基中生长受到影响

（4）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?

（）

（1）琼脂斜面

（2）半固体琼脂柱（3）培养平板（4）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。

（1）干燥、缺氧、寡营养

（2）低温、干燥、缺氧

（3．）低温、缺氧、寡营养（4）低温、干燥、寡营养

6．对光学显微镜观察效果影响最大的是（）。

1）目镜

（2）物镜（3）聚光器（4）总放大倍数

7.暗视野显微镜和明视野显微镜的区别在于（）。

（1）目镜

（2）物镜（3）聚光器（4）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。

（1）波长

（2）颜色（3）相位（4）振幅

9．（）不是鉴别染色。

（1）抗酸性染色

（2）革兰氏染色（3）活菌染色（4）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?

（）

（1）球菌的直径

（2）球菌的分裂及排列

（3）杆菌的直径（4）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于热灭菌。

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15×?

是否可以采用更大放大倍率的目镜（如30×）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?

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  

9．1000~1500× 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． 

（1）   2． 

（2）   3． 

（1）   4．（4）   5．

（2）   

6． 

（2）   7． （3）   8． （4）   9．（3）   10.（4）

是非题

1． 一   2． 一   3． 十   4． 一   5． 一   

6． 十   7． —   8． 十   9. 十   10． —   11． 十

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。

培养后在平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（450nm）作为光源时在油镜下可以达到的最大分辨率为0.18um。

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1000~1500倍。

油镜的放大倍数是100×，因此显微镜配置的目镜通常都是15×，选用更大放大倍数的目镜（如30×）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，凡是嗜金屑的结构，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敷，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、酵母苗和原生动物进行区分。

酵母苗、原生动物个体较大．一般可用低倍镜观察，酵母苗细胞一般呈卵圆形、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。

第3章微生物细胞的结构与功能

填空题

I．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_____，以及_____和____3种成分组成的，其中的糖苷键可被_____水解。

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_____。

7．脂多糖（LPS）是由3种成分组成的，即_____、_____和_____。

8．在LPS的分子中，存在有3种独特糖，它们是_____、____和____。

9．用人为方法除尽细胞壁的细菌称为____，未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_____，而在自然界长期进化中形成的稳定性缺壁细菌则称为_____。

10．细胞质膜的主要功能有______、______、_____、______和______。

11．在细胞质内贮藏有大量聚β—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，