微生物作业及答案

微生物作业及答案第一章绪论1、什么是微生物？它包括哪些类群？答：微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。类群：原核类：细菌（真细菌、古细菌），放线菌，蓝细菌，支原体，立克氏体，衣原体等；真核类：真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌），原生动物，显微藻类；非细胞类：病毒，亚病毒（类病毒，拟病毒，朊病毒）。2、微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？答：五大共性：体积小，面积大；吸收多，转化快；适应强，易变异；分布广，种类多；生长旺，繁殖快。最基本的是体积小，面积大；原因：微生物是一个突出的小体积大面积系统，从而赋予它们具有不同于一切大生物的五大共性，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，故而产生了其余四个共性。巨大的营养物质吸收面和代谢废物的排泄面使微生物具有了吸收多，转化快，生长旺，繁殖快的特点。环境信息的交换面使微生物具有适应强，易变异的特点。而正是因为微生物具有适应强，易变异的特点，才能使其分布广，种类多。3、为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?答：巴斯德的功绩：彻底否定了自然发生说；证实发酵由微生物引起；免疫学——预防接种；发明巴氏消毒法；科赫的功绩：发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立；证实炭疽病因——炭疽杆菌，发现结核病原菌—结核杆菌；科赫法则；巴斯德和柯赫的杰出工作，使微生物学作为一门独立的学科开始形成，并出现以他们为代表而建立的各分枝学科。使微生物学的研究内容日趋丰富。4、用具体事例说明人类与微生物的关系。答：生产方面，它们在土壤物质转化和促进植物生长有着极为重要的作用，例如根瘤菌，圆褐固氮菌都是将氮元素活化，让植物来利用的微生物。微生物还可在应用在生物工程方面。用酵母菌酿酒，用乳酸菌制酸奶，用毛霉制腐乳。还可以制造生物杀虫剂，如苏方金杆菌，日本金龟子芽胞杆菌，这些细菌对人畜无害，而对昆虫有害，是一种比较绿色的杀虫剂。然而，有一些微生物属于动植物细菌和病毒，给农牧业生产带来危害，如烟草花叶病毒，禽流感病毒。生活方面，微生物也常影响人类的健康。双歧杆菌和乳酸杆菌都对人的健康有益，当双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌在肠道内生长、繁殖，将阻止外面的病原体入侵肠道，构筑成一个生物屏障。而且肠道是人体最大的一个免疫器官，有益菌可以分泌一些抗原物质，激活并强化肠道的免疫系统。也有一些我们经常听说的微生物对人的健康有害，如结核杆菌会引发结核病，流行感冒病毒会引发感冒，等等。所以说，微生物即是人类的朋友，也是人类的敌人。第二章微生物的纯培养和显微技术1、名词解释：无菌技术、培养物、纯培养物、菌落、菌苔、分辨率答：无菌技术：在分离、转接及培养纯培养物时防止其他微生物污染，其自身也不污染操作环境的技术。培养物：在一定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体。纯培养物：只有一种微生物的培养物。菌落：单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体，称为菌落。菌苔：固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔。分辨率：是指显微镜（或人的眼睛距目标25cm处）能分辨物体最小间隔的能力。2、实验设计：设计实验分离一种具有应用潜力的（如产胞外蛋白酶）微生物。答：采样：在生活垃圾堆放处附近的土壤取样；富集培养：在含脱脂奶粉的液体培养基中震荡培养至浑浊；筛选纯化：用牛肉膏蛋白胨培养基倒平板，梯度稀释样品，将稀释好的样品涂布于培养基平板上，在培养箱中培养；鉴定保存：培养后的平板上的菌落边缘有透明带的即为产胞外蛋白酶的菌株，取出保存。3、简述微生物的保藏技术的基本原理及常用方法。答：基本原理：根据菌种特性及保藏目的的不同，给微生物菌株以特定的条件，使其存活而得以延续。常用方法：传代培养保藏、冷冻保藏、干燥保藏。第三章微生物细胞的结构与功能1、简述细菌细胞壁的功能。答：（1）固定细胞外形；协助鞭毛运动；（2）保护细胞免受外力的损伤；（3）为正常细胞分裂所必需；阻拦有害物质进入细胞；（4）与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。2、试述革兰氏染色的方法和机制。答：方法：结晶紫初染、碘液媒染、95%乙醇脱色、番红或沙黄复染；机制：革兰氏染色结果的差异主要是基于细菌细胞壁的构造和化学组分的不同，通过结晶紫液初染和碘液媒染后，在细菌的细胞壁以内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之，G-细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此细胞退成无色。这时，再经沙黄等红色染料复染，就使G-细菌呈现红色，而G+细菌则仍保留最初的紫色了。3、何谓“拴菌”实验？它如何证明原核生物的鞭毛是做旋转运动的？答：设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴”在载玻片上，然后在光学显微镜下观察细胞的行为。结果发现，该菌在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），从而确认细菌鞭毛的运动机制是旋转式的。4、渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？答：芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差，皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分,造成皮层的充分膨胀，核心部分的细胞质却变得高度失水，最终导致核心具有极强的耐热性。第四章微生物的营养1、以能源为主、碳源为辅对微生物的营养类型分类，可分成哪几类？答：光能自养型:以光为能源，以CO2为唯一或主要碳源,不依赖任何有机物即可正常生长。光能异养型:以光为能源，但生长需要一定的有机营养。化能自养型:从无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营养物。化能异养型:从有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质。2、以EMB培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。答：鉴别培养基是在培养基中加入能与某菌的某种代谢产物发生特定化学反应，产生明显的特征性变化的特殊化学物质，从而与其他菌落相区别。EMB培养基中大肠埃希氏菌因其强烈分解乳糖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，使菌落呈深紫色，从菌落表面反光还可看到绿色金属闪光，而产弱酸的菌落呈棕色，不发酵乳酸的菌落无色透明。3、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？答：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的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。第五章微生物的代谢1、试比较发酵、有氧呼吸和无氧呼吸。答：发酵过程中电子载体是将电子传递给底物降解的中间产物，而呼吸作用中电子载体是将电子交给电子传递体系，逐步释放出能量后再交给电子最终受体。有氧呼吸和无氧呼吸之间的最大区别在于最终电子受体的不同，有氧呼吸是以分子氧作为最终电子受体，无氧呼吸则是以氧化型化合物作为最终电子受体。2、微生物细胞的代谢调节主要有哪两种类型？答：酶活性调节：是指一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。分为变构调节和修饰调节。酶合成调节：是指微生物对自身酶合成量的调节，主要有诱导和阻遏两种方式。3、试说明几种常见的分支合成途径调节方式的调节机制。答：同工酶反馈抑制：在分支途径中的第一个酶有几种结构不同的一组同工酶，每一种代谢终产物只对一种同工酶具有反馈抑制作用，只有当几种终产物同时过量时，才能完全阻止反应的进行。协同反馈抑制：在分支代谢途径中，几种末端产物同时都过量，才对途径中的第一个酶具有抑制作用。若某一末端产物单独过量则对途径中的第一个酶无抑制作用。累积反馈抑制：在分支代谢途径中，任何一种末端产物过量时都能对共同途径中的第一个酶起抑制作用，而且各种末端产物的抑制作用互不干扰。当各种末端产物同时过量时，它的抑制作用累加。顺序反馈抑制：分支代谢途径中的两个末端产物，不能直接抑制代谢途径中的第一个酶，而是分别抑制分支点后的反应步骤，造成分支点上中间产物的积累，这种高浓度的中间产物再反馈抑制第一个酶的活性。因此，只有当两个末端产物都过量时，才能对途径中的第一个酶起到抑制作用。4、一酵母突变株的糖酵解途径中，从乙醛到乙醇的路径被阻断，它不能在无氧条件下的葡萄糖平板上生长，但可在有氧条件下的葡萄糖平板上存活。试解释这一现象？答：从乙醛到乙醇的路径被阻断，仅仅阻断的是无氧呼吸的最后一步，即糖酵解过程中产生的NADPH中的氢将乙醛还原为乙醇。但是在有氧的情况下，糖酵解过程中产生的氢将不再用于把乙醛还原为乙醇，而是直接运送到线粒体中进行氧化产生水，即不经过从乙醛到乙醇的这一阶段，因此可以在有氧条件下的葡萄糖平板上存活。5、名词解释：发酵、呼吸作用、有氧呼吸、无氧呼吸、底物水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化、初级代谢、次级代谢答：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，无需电子传递链。呼吸作用：微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD、FMN等电子载体，再经过电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原性产物并释放出能量的过程。有氧呼吸：以分子氧为最终电子受体的呼吸作用。无氧呼吸：以氧化型化合物为最终电子受体的呼吸作用。底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成。这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。氧化磷酸化：呼吸链的递氢（或电子）和受氢过程与磷酸化反应相耦联并产生ATP的作用。光和磷酸化：光合磷酸化是指由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程。有环式和非环式两种。初级代谢：一般将微生物通过代谢活动所产生的自身繁殖所必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。次级代谢：是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对于该微生物没有明显的生理功能且非其生长和繁殖所必需的物质的过程。第六章微生物的生长繁殖及其控制1、细菌生长曲线分哪几个时期？说明其出现原因和特点。答：延滞期：原因：把细菌接种到新鲜的培养基中培养时，并不立即进行分裂繁殖，细菌增殖数为0，这时需要合成多种酶，辅酶和某些中间代谢产物，要经过一个调整和适应过程。特点：生长速率常数等于零，细胞形态变大或增长，RNA、蛋白质等含量增加，合成代谢活跃，对不良条件抵抗能力降低。对数期：原因：营养物质丰富，细菌代谢旺盛，不存在种内斗争。特点：①活菌数和总菌数接近；②酶系活跃，代谢旺盛；③生长速率最大；④细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致。稳定期：原因：营养的消耗；营养物比例失调；有害代谢产物积累；pH值Eh值等理化条件不适。特点：活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平；细菌代谢物积累达到最高峰；芽孢杆菌这时开始形成芽孢；这是生产收获时期。衰亡期：原因：营养耗尽，细菌无法继续生长。特点：细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落；细胞出现多形态，大小不等的畸形，变成衰退型；细胞死亡，出现自溶现象。2、试分析影响微生物生长的主要因素及它们影响微生物生长繁殖的机制。答：营养物质：营养物质不足导致微生物生长所需的能量、碳源、氮源、无机盐等成分不足，导致生长停止。水活度：通过影响培养基的渗透压而影响微生物的生长速率。温度：影响酶活性，影响细胞质膜的流动性，影响物质的溶解度来影响微生物的生长繁殖。pH：影响细胞质膜的电荷、物质的溶解度、代谢过程中酶的活性从而影响微生物的生命活动。氧：可分为好氧菌、微好氧菌、耐氧厌氧菌、兼性厌氧菌、专性厌氧菌。3、说明测定微生物生长的意义，微生物测定方法的原理，并比较各种测定方法的优缺点。答：意义：评价培养条件、营养物质等