第二章原核微生物的详解2.docx

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第二章原核微生物的详解2

第二章原核微生物

一、名词解释

1、荚膜：

一些细菌在其细胞表面分泌的、把细胞壁完全包围封住的一种粘性物质，一般成分为多糖，少数为多肽或多糖与多肽的复合物。

荚膜具有保护、贮藏、附着和堆积代谢废物等生理功能。

2、芽孢：

某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌遇到不良环境时，在其细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆（抗热、抗药物、抗辐射等）极强的内生休眠孢子。

产芽孢的细菌主要有好氧的芽孢杆菌属和厌氧的梭菌属。

3、鞭毛：

由细胞质膜上的鞭毛基粒长出的穿过细胞壁神像体外的一条纤细的波浪状的丝状物。

4、菌落：

由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。

5、菌苔：

细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落。

6、丝状菌：

细菌的一种形态，分布在水生境、潮湿土壤和活性污泥中，由柱状或椭圆状的细菌细胞连接在一起，外围有鞘。

如铁细菌，丝状硫细菌等。

7、菌胶团：

有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团叫菌胶团。

8、衣鞘：

球衣菌属、纤发菌属、发硫菌属、亮发菌属、泉发菌属等丝状体表面的粘液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳，叫衣鞘。

9、黏液层：

有些细菌的表面分泌的黏性的疏松地附着在细菌细胞壁表面上的，与外界没有明显边缘的多糖。

二、选择题

1.革兰氏阴性菌细胞壁的    ⑤       成分比阳性菌高。

①肽聚糖            ②磷壁酸

③类脂质            ④蛋白质       ⑤类脂质和蛋白质

2.    ②       可作为噬菌体的特异性吸附受体，且能贮藏磷因素。

①脂多糖   ②磷壁酸   ③质膜   ④葡聚糖

3.噬菌体属于病毒类别中的   ①       。

①微生物病毒   ②昆虫病毒   ③植物病毒   ④动物病毒

4.下列微生物中，属于革兰氏阴性菌的是   ①       。

①大肠杆菌   ②金黄色葡萄球菌   ③芽孢杆菌   ④枯草杆菌

5.革兰氏阳性菌对青霉素    ②      。

①不敏感   ②敏感   ③无法判断             

6.聚－β－羟丁酸可用   ④       染色。

①碘液   ②伊红   ③美蓝   ④苏丹黑

7.属于细菌细胞基本结构的为    ②      。

①荚膜   ②细胞壁   ③芽胞   ④鞭毛

8.原核微生物细胞核糖体大小为     ③     。

①30S     ②50S       ③70S      ④80S

9.在放线菌发育过程中，吸收水分和营养的器官为   ①       。

①基质菌丝   ②气生菌丝   ③孢子丝   ④孢子

10.只在液体表面出现菌膜的微生物属     ③     。

①厌氧型微生物②兼性厌氧型微生物③好氧型微生物④微需氧型微生物

11.放线菌属于   ②       。

①病毒界   ②原核生物界   ③真菌界   ④真核生物界

12.菌苔是微生物在    ②      上的培养特征。

①固体平板   ②固体斜面   ③液体表面   ④明胶穿刺

13.放线菌的形态是   ①      。

①单细胞   ②多细胞   ③单或多细胞   ④非细胞

14.革兰氏染色结果中,革兰氏阳性菌应为     ③     。

①无色    ②红色   ③紫色   ④黄色

15.大肠杆菌经革兰氏染色后，菌体应呈    ②      。

①无色    ②红色       ③黑色    ④紫色

16.细菌细胞壁的主要成分为    ①      。

①肽聚糖   ②几丁质   ③纤维素   ④葡聚糖和甘露聚糖

17.属于细菌细胞的特殊结构部分为     ②     。

①细胞壁   ②芽孢   ③细胞膜   ④原生质

18.革兰氏染色的关键步骤是   ③       。

  ①结晶紫（初染）   ②碘液（媒染）    ③酒精（脱色）   ④蕃红（复染）

19.微生物在固体斜面上生长的群体称为    ②      。

①菌落   ②菌苔   ③菌膜   ④凝絮物

20.放射菌是抗生素的主要产生菌，许多常用的抗生素都是 ①  的次生代谢产物。

          。

①链霉菌   ②小单孢菌   ③诺卡氏菌   ④放线菌

21.固定细菌细胞外形的为   ①       。

①细胞壁   ②细胞膜   ③细胞质   ④细胞壁和细胞膜

22.细菌鞭毛运动所需能量ATP来源于       ②   。

①细胞壁   ②细胞膜   ③细胞质   ④间体

23.土壤环境中最普遍的细菌是  ②        。

①球菌   ②杆菌   ③螺旋菌   ④丝状菌

24.   ④    可用作细菌的分类鉴定指标。

①芽孢   ②鞭毛   ③荚膜   ④以上都是

三、填空题

1．芽孢是芽孢杆菌的__内生孢子____。

2.大肠杆菌长为1.9μm，宽为0.7μm，其大小表示为___1.9μm×0.7μm___。

3.半固体琼脂穿刺试验是用来观察细菌是否有____鞭毛____。

4.鞭毛的化学成分为___鞭毛蛋白_____。

5.来源于一个细胞在固体平板培养基上形成的群体称____菌落_________。

6.在琼脂培养基表面上，产荚膜菌形成__光滑型____菌落。

7.在明胶试管培养基内穿刺接种某种细菌，培养后发现细菌向接种线向周围扩展，表明该菌能形成___鞭毛___。

8.细菌细胞的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物和拟核；特殊结构主要有芽孢、鞭毛、荚膜。

9.G-细菌细胞壁分为内壁层和外壁层，内壁层由 肽聚糖      组成，外壁层可再分为内、中、外三层，它们的化学成分分别是_____脂蛋白____、___磷脂层_____、___脂多糖_____。

10.细菌细胞的细胞质的主要化学成分是___蛋白质___、____核酸__、__多糖、___脂质____、___无机盐__、_____水___。

11.放线菌的细胞壁的主要成分为____肽聚糖___，绝大多数革兰氏染色后呈紫 色。

12.有些细菌细胞质内含有聚β-羟基丁酸，这是碳源     和能源   贮藏物质，而异染颗粒主要成分是 多聚偏磷酸      ，它是一种 磷源       的贮藏物质。

13.G-细菌细胞壁特有成分是脂多糖       ，G+细菌细胞壁特有成分是 磷壁酸      。

14.细菌芽孢抗热性强，其主要原因在于它含有一种     2,6-吡啶二羧酸      的物质。

15.放线菌的菌丝包括营养菌丝         、气生菌丝        和孢子丝           。

四、判断题

1.原核微生物的主要特征是细胞内无核。

 （错  ）

2.细菌体内芽孢的生成是细菌繁殖的表现。

（ 错  ）

3.甲烷细菌属于厌氧性的微生物。

（对 ）

4.鞭毛是鞭毛细菌的运动器官。

（对）

5.革兰氏染色结果,菌体呈紫红色者为革兰氏阴性菌。

（错  ）

6.放线菌是一类具有丝状分枝的单细胞原核微生物。

（对  ）

7.蓝细菌以往被称作蓝藻或蓝绿藻，它是一类含有叶绿素，具有放氧性光合作用的原核生物。

（对 ）

8.细菌的核糖体是分散于细胞质中，沉降系数为70S。

（对 ）

9.磷壁酸是G+细菌细胞壁特有的成分。

（对 ）

10.所有的放线菌革兰氏染色反应为阳性。

（错 ）

11.一般情况下，有荚膜的细菌其菌落往往十分干燥，而产芽孢的细菌其菌落往往很光滑。

（错 ）

12.所有的细菌细胞都有鞭毛。

（错 ）

五、简答题

1．细菌的个体形态有哪几种？

各举一种细菌为代表。

答：

细菌有4种形态：

球状、杆状、螺旋状和丝状，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。

球菌有金黄色葡萄球菌；杆菌有芽孢杆菌、乳酸杆菌；螺旋菌有紫硫螺旋菌；弧菌有霍乱弧菌；丝状菌有浮游球衣菌、铁细菌。

2．细菌有哪些一般结构和特殊结构？

它们各自有什么生理功能？

答：

答：

细菌的一般结构有细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核。

特殊结构有芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘及光合作用层片。

细胞壁的生理功能：

a、保护原生质体免受渗透压引起的破裂；b、维持细菌的细胞结构；c、细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质；d、细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。

细胞膜的生理功能：

a、维持渗透压的梯度和溶质的转移；b、细菌质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁；c、膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用。

中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点；d、细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。

在细胞之抹上进行物质代谢和能量代谢；e、细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。

细胞质及内含物的生理功能：

a、核糖体是蛋白质合成的场所；b、当营养过剩时，细胞内形成各种内含颗粒，是碳源、磷源、能量等贮藏颗粒。

荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘：

荚膜的生理功能：

a、具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒力强，有助于肺炎链球菌侵染人体；b、护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响；c、当缺乏营养时，有的荚膜还可作氮源；d、废水处理中的细胞荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及吸附在细菌体表面上。

粘液层的生理功能：

在废水生物处理过程中有生物吸附作用，在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，以致增加水中有机物，它可被其他微生物利用。

芽孢的生理功能：

抵抗外界不良化境（原因是大多数酶处于不活动状态，代谢力极低）

鞭毛的生理功能：

能让细菌运动（靠细胞质膜上的ATP酶水解ATP提供能量）。

3．革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的细胞壁组成上有什么差异？

为什么它们会在革兰氏染色中表现出不同的结果？

答：

细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类，两者的化学组成和结构存在不同之处。

革兰氏阳性菌的细胞壁厚，其度为20~~80nm，结构较简单，含肽聚糖（包括三种成分：

D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸、少量蛋白质和脂肪。

革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，厚度为10nm，其结构较复杂，为外壁层和内壁层，外壁层又分三层：

最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白。

内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。

在革兰氏染色中，阳性菌呈紫色反应，阴性菌呈红色反应，主要两个原因：

一方面，两类细菌表面带的电荷不同。

革兰氏阳性菌的等电点为pH2~3，革兰氏阴性菌的等电点为pH4~5。

因此革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌的多，因此革兰氏阳性菌对草酸铵结晶紫的结合力大。

用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，但革兰氏阳性菌降得更低，因此与草酸铵结晶紫结合更加牢固，更不易被乙醇脱色，因此菌体一直呈现紫色。

而革兰氏阴性菌与草酸铵结晶紫结合力弱，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物被乙醇提取，菌体由紫色变为无色，用番红复染后呈混血儿。

另一方面，从细胞壁组成的角度来看，由于革兰氏阴性菌脂质含量高，肽聚糖含量低，在用乙醇脱色时，脂质被乙醇溶解，细胞壁的通透性增大，因此乙醇很容易进入细胞并将草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物提取出来，使细菌呈现无色。

革兰氏阳性菌几乎不含脂质，肽聚糖含量高，由于乙醇既是脱色剂又是脱水剂，可以使肽聚糖脱水缩小，缩小细胞孔径，降低细胞壁的通透性，乙醇不易进入，因此细胞仍显紫色。

4．细胞膜的组成和结构是什么？

它与细胞膜的功能有什么联系？

答：

细胞膜的组成和特点：

细胞质膜是紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜。

它是半渗透膜。

它的质量占菌体的10%，含有60%-70%的蛋白质，含30%-40%的脂质和约2%的多糖。

蛋白质与膜的透性及酶的活性有关。

脂质是磷脂，有磷酸、甘油、脂肪酸和含胆碱组成，形成细胞膜的骨架。

细胞膜由上下两层致密的着色层，中间夹一个不着色层组成。

不着色层是由具有正、负电荷，有极性的磷脂双分子层组成，是两性分子。

亲水基朝着膜的内、外表面的水相，疏水基（由脂肪酰基组成）在不着色区域。

蛋白质主要结合在膜的表面，有的位于均匀的双层磷脂中，疏水键占优势。

有的蛋白质有外侧伸入膜的中部，有的穿透两层磷脂分子，膜表面的蛋白质还带有多糖。

有些蛋白质在膜内的位置不固定，能转动和扩散，使细胞质膜成为一个流动镶嵌的功能区域。

细胞质膜可内陷成层状、管状或囊状的膜内折系统，位于细胞质的表面或深部，常见的有中间体。

结构与功能的联系：

（1）维持渗透压的梯度和溶质的转移。

细胞质膜是半渗透膜，具有选择性的渗透作用，能阻止大分子通过，并选择性地逆浓度梯度吸收某些小分子进入细胞。

由于膜有极性，膜上有各种与渗透有关的酶，还可使两种结构相类似的糖进入细胞的比例不同，吸收某些分子，排出某些分子。

（2）细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁。

（3）膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用。

中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点。

（4）细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸酶及腺苷三磷酸酶。

在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢。

（5）细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。

5．在什么情况下能形成细菌的菌落？

它具有哪些特征？

答：

在营养充分的培养基中以及温度适宜的条件下能形成细菌的菌落。

可从3个方面看菌落表面的特征：

①表面特征，光滑还是粗糙，干燥还是湿润；②边缘特征：

圆形、边缘整齐、呈锯齿状等；③纵剖面特征：

平坦、扁平、隆起、凸起、草帽状、脐状。

乳头状等。

例如具有荚膜的表面光滑湿润称为光滑型菌落。

6．在一般情况下，细菌细胞表面带的是何种电荷？

为什么？

它有什么实际意义？

答：

细菌细胞表面一般带的是负电荷。

因为细菌壁含有50%以上的蛋白质，不得志由20种氨基酸按一定的排列顺序由肽键连接组成。

氨基酸是两性电解质，在碱性溶液中表现出带负电荷，在酸性溶液表现出带正电荷。

由氨基酸构成的蛋白质也是两性电解质，细菌的细胞壁表面含表面蛋白，所以细菌也具有两性电解质的性质。

已知细菌的等电点为2-5，革兰氏阳性菌的等电点为2-3，革兰氏阴性菌的等电点为4-5。

细菌培养液的pH若比细菌的等电点高，细菌的游离氨基电离受抑制，游离羧基电离，细菌则带负电；如果培养液的pH比细菌的等电点低，细菌的游离羧基电离受以致，游离氨基电离，细菌则带正电。

在一般的培养、染色、血清试验等过程中，细菌多处于偏碱性、中性和偏酸性，都高于细菌的等电点。

所以，细菌表面总是带负电荷。

此外，细菌细胞壁的磷酸壁含有大量酸性较强的磷酸基，更加导致细菌表面带负电。

实际意义：

1）在废水生物处理过程中，废水pH多数为偏酸性、中性和偏碱性，均在细菌的等电点之上，因此，细菌表面一般都表现带负电，有利于其对带正电荷污染物的吸附作用。

2）由于革兰氏阳性和阴性细菌表面所带的电荷不同，因此采用革兰氏染色法可以区分革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。

7．叙述革兰氏染色的步骤和机制。

答：

革兰氏染色法一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤，具体操作方法是：

　　1）涂片固定：

在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌于干净的载玻片上涂布均匀。

　　2）初染：

草酸铵结晶紫染1分钟，用自来水冲洗去掉浮色。

　　3）媒染：

加碘-碘化钾溶液媒染约1分钟，倾去多余溶液。

　　4）脱色：

用中型脱色剂如乙醇或丙酮酸脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色。

革兰氏阴性菌被褪色而成无色。

5）复染：

蕃红染色液复染1分钟后，自来水冲洗。

干燥，镜检。

革兰氏阳性菌仍呈紫色，革兰氏阴性菌则呈现红色。

可以用两种机制解释：

一是与细胞壁有关系：

革兰氏阳性菌的脂质含量很低，肽聚糖的含量高，而革兰氏阴性菌的脂质含量高，肽聚糖含量很低，所以革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌低，与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，革兰氏阳性菌与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强，而且乙醇使革兰氏阳性菌肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性。

草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物不被乙醇提取，菌体呈紫色。

而革兰氏阴性菌与草酸铵结晶紫的结合力弱，而且革兰氏阴性菌细胞壁脂质含量高，被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径和通透性，乙醇很容易进入细胞内，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物容易被乙醇提取，使菌体呈无色。

二是与细菌的表面带的电荷有关。

革兰氏阳性菌的等电点为pH2~3，革兰氏阴性菌的等电点为pH4~5。

因此革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌的多，因此革兰氏阳性菌对草酸铵结晶紫的结合力大。

用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，但革兰氏阳性菌降得更低，因此与草酸铵结晶紫结合更加牢固，更不易被乙醇脱色，因此菌体一直呈现紫色。

而革兰氏阴性菌与草酸铵结晶紫结合力弱，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物被乙醇提取，菌体由紫色变为无色，用番红复染后呈混血儿。

8．放线菌的菌丝体有什么特点？

分哪几类？

答：

放线菌的菌体由纤细的、长短不一的菌丝组成，菌丝分支，为单细胞，在菌丝生长过程中，核物质不断复制分裂，然而细胞不形成横隔膜，也不分离，而是无数分支的菌丝组成很密细的菌丝体。

菌丝体可为3类：

营养菌丝（潜入固体培养基内摄取营养）、气生菌丝（由营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝，壁营养菌丝粗，有的可产色素）、孢子丝（由气生菌丝的少部分化出孢子丝，孢子丝的形状和在气生菌丝上排列方式随菌株的不同而异，是种的特征，是分类鉴定的依据）。

9．古菌与细菌有什么不同？

答：

①个体形状：

细菌有球菌，杆菌，螺旋菌，丝状菌；而古菌的细胞形态除此之外，还有耳垂形，盘状，不规则形状等；②细胞壁的组成成分不同：

大多数古菌的细胞壁不含二氨基庚二酸（D-氨基酸）和胞壁酸，不受溶菌酶和内酰胺抗生素如青霉素的作用；③细胞膜的结构不同：

细菌的脂类由脂键将甘油和脂肪酸连接，而古菌则是由乙醚键将分支碳氢键与甘油相连，还有古菌的细胞膜有双层膜和单层膜，还有混合膜，细胞膜结构较细菌的更复杂；④生理代谢的不同：

古菌多数为严格厌氧、兼性厌氧；在代谢过程中有许多特殊的辅酶，如辅酶M、F420、F430等，而细菌则无。

⑤生活习性不同：

大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和据对厌氧的环境。

⑥古菌的繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。

10．蓝细菌有什么特点？

蓝细菌在生产实际中有什么意义？

答：

蓝细菌的特点：

①细胞结构简单，只具有原始核，没有核膜和核仁，只具染色质；②含有叶绿素，但没有叶绿体，能进行放氧的光和作用；③能产生异形胞，它是固氮部位，能固定大气中的氮；④它是地球的先锋植物，使得地球由无氧环境转为有氧环境。

在生产实践中的意义：

①蓝细菌在污水处理、水体自净中可起到积极作用，用它可以有效地去除污水或水体中氮和磷；在氮、磷丰富的水体中生长旺盛，可作水体富营养化的指示生物。

②某些蓝细菌可加工后食用，经研究螺旋蓝细菌属体内含有对人体营养价值很高的营养成分；③微囊蓝细菌属、鱼腥蓝细菌属和水华束丝蓝细菌属在富营养化的海湾和湖泊中由于大量繁殖，引起海湾的赤潮和湖泊的水华。