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微生物学

绪论

1什么是微生物，它包括哪些类群？

微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。

微生物所包括的种类：

原核类：

细菌（真细菌，古生菌）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体

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简述微生物的生物学特征，并举例说明。

微生物的主要特点：

（一）比表面积大；如果把人的比表面积值定为1，则大肠杆菌（E.coli）的比表面积可高达30万！

（二）代谢能力强，代谢类型多；大肠杆菌每小时可分解自重1000～10000倍的乳糖；

产朊假丝酵母（Candidautilis）合成蛋白质的能力是大豆的100倍，是肉用公牛的10万倍。

微生物的代谢产物极多，仅抗生素已发现9000多种。

（三）生长繁殖快，容易培养；大肠杆菌的细胞在合适的生长条件下，每分裂1次的时间是12～20分钟，如按每20分钟分裂1次计，则每小时可分裂3次，每昼夜可分裂72次，后代数为：

4722366500万亿个（重约4722t）

（四）适应能力强，易发生变异；海洋深处的某些硫细菌可在10O℃以上的高温下正常生长，一些嗜盐细菌能在32％的盐水中正常活动。

青霉素生产菌产黄青霉1943年每毫升发酵液只含约20单位的青霉素。

经过多年的变异积累，该菌目前每毫升发酵液青霉素含量已接近10万单位。

（五）分布广泛，种类繁多;微生物在自然界分布极为广泛。

土壤、空气、河流、盐湖、高山、冰川、油井、地层下以及动物体内外等各处都有大量的微生物在活动。

迄今为止，我们所知道的动物约有150万种，植物约有50万种，微生物约有15万种。

微生物的种类多主要表现在以下方面：

（1）物种的多样性

（2）微生物的生理代谢类型多（3）代谢产物种类多（4）遗传基因的多样性（5）生态类型的多样性

3为什么说巴斯德是微生物学的真正奠基人？

巴斯德的贡献：

（1）用“胚种学说”否定了“自然发生说”；

（2）证实发酵是由微生物引起的；

（3）证实了免疫学说，为人类防病、治病作出重大贡献；

（4）发明了“巴斯德消毒法”。

4科赫在微生物学研究方法和病因论方面有何贡献？

科赫的贡献：

（1）创立了一套微生物分离培养技术，如配制培养基技术和用固体培养基分离纯化微生物的技术；

（2）具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌和肺结核病的病原菌；

（3）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——柯赫法则。

柯赫规则：

（1）在患某一特殊病的动物体内发现某种微生物，而在健康个体中并不存在；

（2）自病体分离出微生物并在动物体外纯培养成功；

（3）将此微生物的纯培养接种到敏感的动物体后，应当出现原来这一特殊病害的疾病症状；

（4）从再接种的病体可重新分离出这个微生物。

第一章原核微生物

一.问答

１.证实细菌细胞壁存在的方法有哪些？

细胞壁的主要生理功能是什么？

通过染色、质壁分离或制成原生质体后再在光学显微镜下观察，均可证实细胞壁的存在。

主要功能:

固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；是细胞的生长、分裂和鞭毛运动所需的结构；组织大分子有害物质进入细胞；赋予细菌特定的抗原性、致病性和对抗生素、噬菌体的敏感性。

２．磷壁酸的主要生理功能是什么？

一通过分子上的大量负电荷浓缩细胞周围的Mg2+，以提高细胞膜上一些合成酶的活性。

二贮藏元素

　三调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞因自溶而死亡。

　　四作为噬菌体的特异性吸附受体。

　　五赋予G+细菌特异的表面抗原，因而可用于菌种鉴定。

　　六增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免被白细胞吞噬，并有抗补体作用。

３．脂多糖主要功能是什么？

4.什么是缺壁细菌？

试比较4类缺壁细菌的形成、特点和实际应用。

细胞壁缺陷细菌：

缺壁突变——L型细菌

实验室或宿

主体内形成基本去尽——原生质体（G+）

缺

壁人工去壁

细

菌部分去除——球状体（G-）

在自然界长期进化中形成——支原体

5．简述革兰氏染色机理。

革兰氏染色结果的差异主要基于细菌细胞壁的构造和化学组分不同。

通过初染和媒染，在细菌细胞膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。

G+细菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和交联紧密，故用乙醇洗脱时，肽聚糖层网孔会因脱水而明显收缩，再加上的G+细菌细胞壁基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此，结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现蓝紫色。

G-细菌因其细胞壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖层网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇将类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝，这样结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁。

因此，通过乙醇脱色，细胞又呈现无色。

这时，再经番红等红色染料复染，就使G-细菌获得了新的颜色——红色，而G+细菌则仍呈蓝紫色（实为紫中带红）。

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二、填空

1．微生物包括的主要类群有原核类、真核类和非细胞类。

2．细菌的基本形态有球状、杆状和螺旋状。

3．细菌的一般构造有细胞壁、细胞膜 、核区和内含物等，特殊构造又有芽孢、性毛、糖被和鞭毛等。

4．革兰氏染色的步骤分为初染、媒染、脱色和复染，其中关键步骤为脱色；而染色结果G-为红色、G+为紫色，如大肠杆菌是革兰氏阴性菌、葡萄球菌是革兰氏阳性菌。

5．脂多糖由类脂A、核心多糖和O-特异侧链三部分组成，而糖被的主要成份是多糖、蛋白质或多肽，尤以多糖为主。

什么是菌落，菌落形态与细菌的细胞形态之间的关系？

菌落就是在固体培养基上以母细胞为中心的一堆肉眼可见的，有一定形态、构造等特征的子细胞集团。

放线菌是一类呈菌丝生长和以孢子繁殖的原核生物，其菌丝有营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种类型。

放线菌的繁殖方式主要有

（1）无性繁殖、

（2）菌丝断裂，

（2）常见于液体培养。

1、立克次氏体具有什么特征？

1）某些性质与病毒相近，体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；细胞膜比一般细菌的膜疏松；大小介于病毒与一般细菌之间，2）从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式。

2、支原体及其特征？

介于立克次氏体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。

1）细胞结构与细菌类似；2）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3mm，能通过细菌滤器；3）专性活细胞内寄生；4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。

5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；6）衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。

对红霉素、氯霉素、四环素敏感。

3、衣原体及特征？

　1.有DNA和RNA两种类型的核酸

　　2.具有独特的发育周期，类似细菌的二分裂方式繁殖

　　3.具有粘肽组成的细胞壁

　　4.含有核糖体

　　5.具有独立的酶系统，能分解葡萄糖释放CO2，有些还能合成叶酸盐，但缺乏产生代谢能量的作用，必须依靠宿主细胞的代谢中间产物，因而表现严格的细胞内寄生

　　6.对许多抗生素、磺胺敏感，能抑制生长。

1957年开始将衣原体分类于细菌类。

4、蓝细菌及其特点？

1）分布极广；2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用；4）具有原核生物的典型细胞结构：

5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所。

6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。

7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。

8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利光合作用。

5、简述古细菌与真细菌的区别

第二章真核微生物

真菌在长期的自然选择下，其营养菌丝或菌丝体发生多种变态，以满足生长发育的需要.其菌丝变态有_______和_________    ；菌丝体的变态有________和_________     .

真核微生物的细胞壁特有的组分是____________________      .

酵母菌的细胞壁主要成分是___________和 ________ .而大部分霉菌的细胞壁是由___________组成的.

1．真菌的有性孢子的种类有：

卵孢子、接合孢子和子囊孢子四种；真菌的无性孢子的种有分生孢子、孢囊孢子、厚垣孢子、节孢子和游动孢子五种.

2．真菌及其特点？

①有边缘清楚的核膜包围着细胞核，而且在一个细胞内有时可以包含多个核，其他真核生物很少出现这种现象；②不含叶绿素，不能进行光合作用，营养方式为异养吸收型，即通过细胞表面自周围环境中吸收可溶性营养物质，不同于植物（光合作用）和动物（吞噬作用）；③以产生大量无性和有性孢子进行繁殖；④除酵母菌为单细胞外，一般具有发达分枝的菌丝体。

3．什么是菌落？

试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的菌落特征。

菌落就是在固体培养基上以母细胞为中心的一堆肉眼可见的，有一定形态、构造等特征的子细胞集团。

细菌：

湿润，粘稠，易挑起

放线菌：

干燥，多皱，难挑起，菌落较小，多有色素

酵母菌：

湿润，粘稠，易挑起，表面光华，比细菌的菌落大而厚

霉菌：

菌丝细长，菌落疏松，成绒毛状、蜘蛛网状、棉絮状，无固定大小，多有光泽，不易挑起

4．什么叫锁状联合？

试图示其过程。

锁状联合（clampconnection）：

担子菌的次生菌丝每一个细胞都有二个核，其中一个核来自母本，一个来自父本，当双核细胞进行细胞分裂时，在二个核之间处生一个短小弯曲的分枝，核移动，一个核进入钩，一个留在菌丝。

两个核分裂后，钩中保留一个核，菌丝中二个核一往前一个往后移，钩状突起向下弯曲与细胞壁接触溶化，分枝基部生分隔膜（分隔中间有孔道），在原分支外形成一隔膜，产生一个新细胞双核体，在分隔处保留一个桥形结构称锁状联合。

　　定义：

为两核细胞形成分裂产生双核菌丝体的一种特有形式。

常发生在菌丝顶端，开始时在细胞上产生突起，并向下弯曲，与下部细胞连接，形如锁状。

　　锁状联合的意义：

保证每个菌丝细胞内都含有两个不同性别的核。

为进行有性生殖，通过核配

形成担子打下基础。

4、什么是真菌、酵母菌和霉菌？

真菌的形体比较大，结构也比较复杂。

有的为单细胞形态；有的为多细胞形态。

具有细胞壁、细胞质和有核膜的细胞核等结构。

根据真菌的形态特点，我们将真菌分为三的类群：

1、酵母样真菌，即酵母菌；2、丝状真菌，即霉菌；3、担子菌。

第三章病毒和亚病毒

一.填空

1．病毒是侵害各种生物的分子病原体，现分为真病毒和亚病毒两大类，而亚病毒包括类病毒、拟病毒和朊病毒。

2.烈性噬菌体以裂解性周期进行繁殖,从生长曲线上可将其分为潜伏期、裂解期和平稳期三个时期。

3．病毒是严格的细胞内寄生物,它只能在活细胞内繁殖,其繁殖过程可分为吸附、侵入、脱壳、病毒大分子合成和装配与释放五个阶段。

二名词解释

噬菌斑——噬菌体即细菌病毒侵染细菌细胞,导致寄主细胞溶解死亡.因而在琼脂培养基表面形成的空斑.

病毒——仅由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳构成的专营细胞内生存的寄生物。

无细胞结构，为纤细的病原体。

温和噬菌体——指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组上，并可长期随宿主DNA的复制而进行同步复制，因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体。

烈性噬菌体——指凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、装配、裂解这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体。

烈性噬菌体进入菌体后就改变宿主的性质，使之成为制造噬菌体的工厂大量产生新的噬菌体，最后导致菌体烈解死亡。

三.问答

1.何谓一步生长曲线?

为什么会产生一步生长曲线?

将适量病毒接种于高浓度敏感细胞培养物，或高倍稀释病毒细胞培养物，或以抗病毒血清处理病毒细胞培养物以建立同步感染，以感染时间为横坐标，病毒的效价为纵坐标，绘制出的病毒特征曲线，即为一步生长曲线。

一步生长曲线分为潜伏期、裂解期和平稳期。

2.什么是效价?

测定效价的方法有哪几种?

试简述测定噬菌体效价的双层平板法。

抗血清或抗体仍能产生可观察到的标准免疫反应时的稀释度。

如抗血清的效价为1:

1000，即抗血清稀释1000倍时仍能产生可观察到的免疫反应。

第四章微生物的营养

1.如果希望从环境中分离得到一种厌氧自生固氮菌，你该如何设计实验？

（写明实验目的、方法和步骤）

2．以EBM（伊红美蓝乳糖琼脂培养基）为例，分析鉴别培养基的作用原理。

3．何谓培养基？

培养基有哪些类型？

培养基（medium）：

是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。

生长因子：

通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但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。

培养基按用途分可分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基和选择培养基四种类型

4、试设计一个从土壤中分离根瘤菌纯种的实验方案。

5、PH值对微生物生长有何影响？

发酵过程中如何加以控制？

每种微生物的生长所需要的环境都有一个pH范围，也有一个最适合生长的pH值。

环境中pH值变化过于剧烈，对于微生物的生长无疑是非常不利的。

它会改变营养物质的供给状态，影响菌体细胞膜的带电荷性质和稳定性，还会影响对物质的吸收能力。

过酸过碱的环境都会使菌体表面蛋白变性，最终导致生物体死亡。

6、配制培养基的原则和方法是什么？

原理

培养基是供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料。

由于微生物具有不同的营养类型，对营养物质的要求也各不相同，加之实验和研究的目的不同，所以培养基的种类很多，使用的原料也各有差异，但从营养角度分析，培养基中一般含有微生物所必需的碳源、氮源、无机盐、生长素以及水分等。

另外，培养基还应具有适宜的pH值、一定的缓冲能力、一定的氧化还原电位及合适的渗透压。

称药品→溶解→调pH值→融化琼脂→过滤分装→包扎标记→灭菌→摆斜面或倒平板。

7、培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。