微生物学周德庆版重点课后习题答案.

绪论

1.微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。

2.列文虎克（显微镜，微生物的先驱）巴斯德（微生物学）科赫（细菌学）

3.什么是微生物？习惯上它包括那几大类群？

答：微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它是一些个体微小结构简单的低等生物。包括①原核类的细菌（真细菌和古细菌）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体；②真核类的真菌（酵母菌、霉菌和蕈菌）、原生动物和显微藻类；③属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和朊病毒）。

4.为什么说微生物的“体积小、面积大”是决定其他四个共性的关键？

答：“体积小、面积大”是最基本的，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，并由此而产生其余4个共性。

第一章原核生物的形态、构造和功能

1.细菌：是一类细胞极短（直径约0.5微米，长度约0.5-5微米），结构简单，胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。

2.试图示肽聚糖单体的模式构造，并指出G+细菌与G-细菌在肽聚糖成分和结构上的差别？

答：主要区别为；①四肽尾的第3个氨基酸不是 L-lys，而是被一种只有在原核微生物细胞壁上的特殊氨基酸——内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；②没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的连接仅通过甲四肽尾的第4个氨基酸（D-Ala）的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸（m-DAP）的氨基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。

3.试述革兰氏染色的机制。

答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+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，在加上它不含类脂，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，在经沙黄等红色染料复染，就使 G-细菌呈红色，而G+细菌则仍保留最初的紫色（实为紫加红色了）。4.渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？你对此有何评价？

答：芽孢是某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造，称为芽孢。/芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差以及皮层的离子强度很高，这就使皮层产生了极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果造成皮层的充分膨胀和核心的高度失水，正是这种失水的核心才赋予了芽孢极强的耐热性。

5.是列表比较细菌鞭毛、菌毛和性毛的异同。

答：鞭毛，生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，称为鞭毛，数目为一至十条，具有运动功能；菌毛是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数目较多的蛋白质附属物，具有使菌体附着于物体表面上的功能，比鞭毛简单，无基体等构造，直接着生于细胞膜上；性毛，构造与成分与菌毛相同，但比菌毛长，且每一个细胞仅一至少数数根。

6.试以链霉菌为例，描述这类典型放线菌的菌丝、孢子和菌落的一般特征。

答：放线菌是一类呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性强的原核生物典型放线菌—链霉菌的形态构造链霉菌的细胞呈丝状分枝，菌丝直径很小，与细菌相似。其菌体由分枝的菌丝组成。由于菌丝的连续生长和分枝所以形成网络状菌丝体结构。在营养生长阶段，菌丝内无隔，内含许多核质体，故一般呈单细胞状态。基内菌丝（营养菌丝“根”，吸收水、营养和排泄代谢废物）气生菌丝生长致密，覆盖整个菌落表面，菌丝呈放射状。链霉菌孢子丝的

形状和排列多种多样，有直、波曲、钩状、螺旋状、丛生、轮生等。其中以螺旋状的孢子丝较为常见，而螺旋状孢子丝按其螺旋的松紧、大小、转数和旋向又分为多种。孢子丝是放线菌分类鉴定的重要指标。

第二章真核微生物的形态、构造和功能

1.试列表比较真核生物和原核生物的10个主要差别。

答：①真核细胞的细胞核由染色体、核仁、核液、双层核膜等构成；原核细胞无核膜、核仁，故无真正的细胞核，仅有由核酸集中组成的拟核。②真核细胞的转录在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中进行；而原核细胞的转录与蛋白质的合成交联在一起进行。③真核细胞有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等细胞器；原核细胞没有。④真核生物中除某些低等类群（如甲藻等）的细胞以外，染色体上都有5种或4种组蛋白与DNA结合，形成核小体；而在原核生物则无。⑤真核细胞在细胞周期中有专门的DNA复制期（S期）；原核细胞则没有，其DNA复制常是连续进行的。⑥真核细胞的有丝分裂是原核细胞所没有的。⑦真核细胞有发达的微管系统，其鞭毛（纤毛）、中心粒、纺锤体等都与微管有关，原核生物则否。⑧真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统，后者与胞质环流、吞噬作用等密切相关；而原核生物却没有这种系统，因而也没有胞质环流和吞噬作用。⑨真核细胞的核糖体为80s型，原核生物的为70s型，两者在化学组成和形态结构上都有明显的区别。⑽真核细胞含有的线粒体，为双层被膜所包裹，有自己特有的基因组、核酸合成系统与蛋白质合成系统，其内膜上有与氧化磷酸化相关的电子传递链。⑾真核生物细胞较大，一般10~100纳米，原核生物细胞较小，大约1~10纳米。⑿真核生物一般含有细胞器（线粒体和叶绿体等），原核生物的细胞器没有膜包裹。⒀真核生物新陈代谢为需氧代谢（除了amitochondriats)，原核生物新陈代谢类型多种多样。⒁真核生物细胞壁由纤维素或几丁质组成，动物没有细胞壁，原核生物真细菌中为肽聚糖。⒂真核生物动植物中为有性的减数分裂式的受精、有丝分裂，原核生物通过一分为二或出芽生殖、裂变。⒃真核生物遗传重组为减数分裂过程中的重组，原核生物为单向的基因传递。⒄真核生物鞭毛为卷曲式，主要由微管蛋白组成，原核生物鞭毛为旋转式，由鞭毛蛋白组成。⒅真核生物通过线粒体进行呼吸作用，原核生物通过膜进行呼吸作用。

2.试以表解法介绍霉菌的营养菌丝和气生菌丝各分化成哪些特化构造，并简要说明它们的功能。答：特化的营养菌丝：吸取养料：①假根：具有固着和吸取养料的功能②吸器：专性寄生的真菌所产生。只在宿主细胞间隙间蔓延的营养菌丝上分化出来的短枝。吸取宿主细胞内的养料而不使其致死。附着：①附着胞：借附着胞牢固的粘附在宿主的表面②附着枝：休眠（或休眠及延伸）：①菌核：休眠菌丝组织，表面颜色黑或暗，颗粒状。贮藏养料，抵抗逆境②菌索：具有延伸和生长能力，能够吸收营养。延伸：匍匐枝：具有延伸功能，如有菌丝，就不会形成像在其它真菌中常见的那样有固定大小和形态的菌落。如：根霉捕食线虫：菌环、菌网。特化的气生菌丝：（各种子实体）简单：①无性：分生孢子头、孢子囊②有性：担子。复杂：

①无性：分生孢子器、分生孢子座②有性（子囊果）：闭囊壳、子囊壳、子囊盘

3.请简要综述一下覃菌的分类的地位、已记载种数、食用和药用种类的数目、食用菌产业的优势有关研究生产概况等信息。（P63）

第三章病毒和亚病毒因子

1.烈性噬菌体：凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟、裂解这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体。

2.温和噬菌体：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上，随宿主细胞DNA的复制而复制并不会引起其裂解的噬菌体叫温和噬菌体。

3.溶源菌：一类被温和噬菌体感染后能相互长期共存，一般不会出现迅速裂解的宿主细胞。

4.病毒粒有哪些对称体制？各种对称体制又有几种特殊外形？试各举一例。

答：对称体制：①螺旋对称:烟草花叶病毒②二十面体对称：腺病毒③复合对称：T 偶数噬菌体。

5.试以E.coli T偶数噬菌体为例，图示并简述复合对称型病毒的典型构造，并指出其各部分的构造的特点和功能。

答：大肠杆菌T4噬菌体为典型的蝌蚪形噬菌体，由头部和尾部组成。头部为由蛋白质壳体组成的二十面体，内含DNA。尾部则由不同于头部的蛋白质组成，其外包围有可收缩的尾鞘，中间为一空髓，即尾髓。有的噬菌体的尾部还有颈环、尾丝、基板和尾刺。侵染寄主时，尾鞘收缩，头部的DNA即通过中空的尾部注入细胞内。

6.什么是烈性噬菌体？试述其裂解性增殖周期。

答：烈性噬菌体：凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟、裂解这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体。①吸附：噬菌体尾丝散开，固着于特异性受点上。

②侵入：尾鞘收缩，尾管推出并插入到细胞壁和膜中，头部的核酸注入到宿主细胞中，而蛋白质衣壳留在细胞壁外。③增殖增殖过程包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。注入细胞的核酸操纵宿主细胞代谢机构，以寄主个体及细胞降解物和培养基介质为原料，大量复制噬菌体核酸，并合成蛋白质外壳。④成熟（装配）寄主细胞合成噬菌体壳体(T4 噬菌体包括头部、尾部),并组装成完整的噬菌体粒子。⑤裂解（释放）子代噬菌体成熟后，脂肪酶和溶菌酶促进宿主细胞裂解，从而释放出大量子代噬菌体。

7.什么是效价，测定噬菌体效价的方法有几种？最常用的是什么方法，其优点如何？

答：效价表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。又称嗜菌斑形成单位数或感染中心数。测定方法：液体稀释法，玻片快速测定法，单层平板法，较常用且较精确的方法称为双层平板法。优点：加了底层培养基后，可弥补培养皿底部不平的缺陷；可使所有的嗜菌斑都位于近乎同一平面，因而大小一致、边缘清晰且无重叠现象；又因上层培养基中琼脂较稀，故可形成形态较大、特征较明显以及便于观察和计数的嗜菌斑。

8.何谓一步生长曲线？它分几期，各期有何特点？

答：一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体增殖规律的实验曲线称作一步生长曲线或一级生长曲线。潜伏期从噬菌体吸附细菌细胞至细菌细胞释放出新的噬菌体的最短时间。又可分为隐晦期和胞内累积期。裂解期从被感染的第一个细胞裂解至最后一个细胞裂解完毕所经历的时间。平稳期指被感染的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体数达到最高点后的时期。裂解量每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数。

9.什么是溶源菌，它有何特点？如何检验出溶源菌？

答：①一类被温和噬菌体感染后能相互长期共存，一般不会出现迅速裂解的宿主细胞。②溶源性的特点：a自发裂解③将少量溶源菌与大量的敏感性指示性菌（遇溶源菌裂解后所释放的温和噬菌体的大肠杆菌）相混合，然后与琼脂培养基混匀后倒一个平板，经培养后溶源菌就一一长出菌落。由于溶源菌在细胞分裂过程中有极少数个体会引起自发裂解，其释放的噬菌体可不断侵染溶源菌周围的指示菌菌苔，于是就形成了一个个中央有溶源菌的小菌落，四周有透明圈围着的这种特殊溶源菌。

第四章微生物的营养和培养基

1.天然培养基：一类利用动、植物或微生物体包括用其提取物制成的培养基。（培养多种细胞的牛肉膏蛋白胨培养基、培养酵母菌的麦芽汁培养基）

2.牛肉膏蛋白胨琼脂培养基：(细菌)这是一种应用十分广泛的天然培养基，其中的牛肉膏为微生物提供碳源、磷酸盐和维生素，蛋白胨主要提供氮源和维生素，而NaCl提供无机盐。

3.组合（合成）培养基：按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制成的培养基。（链霉菌：高氏一号培养基即淀粉硝酸盐培养基，真菌：察氏培养基即蔗糖硝酸盐培养基）

4.马铃薯蔗糖培养基(PDA)：（真菌）马铃薯是碳源又是氮源，蔗糖纯粹是碳源，琼脂即使氮源又是固化剂，另外马铃薯还提供一些维生素及无机盐。

5.试述通过基团转移运送营养物质的机制。

答：定义：基团移位指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后会发生分子结构的改变。广泛存在于原核生物中。主要用于运送各种糖类、核苷酸、丁酸、腺嘌呤等物质，特点是每输入一份子葡萄糖分子就需要消耗一个ATP 的能量。机制：在大肠杆菌中，主要靠磷酸转移酶系统（PTS）即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统。（1）热稳载体蛋白（HPr）的激活：细胞内的高能化合物—磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基团通过酶I的作用把HPr激活；（2）糖经磷酸化而进入细胞内：膜外环境中的糖分子先与细胞膜外表面上的底物特异蛋白—酶IIc结合，接着糖分子被由P～HPr→酶IIa→酶IIb 逐级传递来的磷酸基团激活，最后通过酶IIc再把这一磷酸糖释放到细胞质中。

6.什么是选择性培养基？试举一实例并分析其中为何有选择性功能。

答：一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的原理而设计的培养基。

7.什么是鉴别性培养基？试以EMB为例分析其中为何有鉴别性功能。

答：一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。伊红美蓝乳糖培养基（EMB）：最常见的鉴别性培养基。其中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制革兰氏阳性细菌和一些难培养的革兰氏阴性细菌。在低酸度时，这两种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。因此试样中的多种肠道细菌会在 EMB 培养基上产生易于用肉眼识别的多种特征菌落，尤其是大肠杆菌，因其强烈分解乳搪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，所以菌落染上深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到绿色金属闪光。

第六章微生物的生长及其控制

1.超氧阴离子自由基:存在于生物体内，由酶促方式形成或非酶促方式形成。

2.超氧化物歧化酶(SOD)：是一种广泛存在于动植物、微生物中的金属酶。能催化生物体内超

氧自由基(O-

2)发生歧化反应，是机体内O-

2

的天然消除剂。从而清除O-

2

，在生物体的自我保护

系统中起着极为重要的作用；在免疫系统中也有极为重要的作用。

3.超氧化物歧化酶学说：（P162）

4.利用加压蒸汽对培养基进行灭菌时，常易招致哪些不利影响？如何防止？

答：可能使培养基内不耐热的物质受到破坏，如使糖类形成氨基糖、焦糖，还可能使磷酸盐、碳酸盐与某些阳离子结合形成难溶性复合物而生成沉淀；（生产上可以把糖类物质用连消的方法，可以减少有害物质生成。培养基中加入螯合剂，可以减少沉淀的生成）；也可以采用在较低温度（115℃即 0.7kg/cm2 或 10 磅/英寸）下维持35min的方法。

5.试以磺胺以及其增效剂TMF为例，说明这类化学治疗剂的作用机制。

答：答：磺胺会抑制 2-氨-4-羟-7， 8-二氢蝶啶酰焦磷酸与 PABA 的缩合反应。这是由于磺胺是 PABA 的结构类似物，可与它发生竞争性拮抗作用，使某些磺胺分子与 2-氨-4-羟-7，8-二氢蝶啶酰焦磷酸缩合，形成一个 2-氨-4-羟-7，8-二氢蝶酸的类似物。这样就使那些能利用二氢蝶啶和 PABA 合成叶酸的细菌无法合成叶酸，于是生长受到抑制。另外，TMF 能抑制二氢叶酸还原酶，使二氢叶酸无法还原成四氢叶酸。这样，TMF 就增强了磺胺的抑制效果。在细菌合成四氢叶酸过程中，磺胺与 TMF 的双重阻断在防治有关细菌性传染病中，起一个“双重保险”的作用。

6.什么是生长曲线？典型的单细胞微生物生长曲线分为哪几个时期？有何特点，遇到何种问

题，如何解决？

答：生长曲线：定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线；分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期四个阶段；延滞期特点：①生长速率常数等于零；②细胞形态变大或增长，许多可形成丝状③细胞内 RNA 尤其是 rRNA，含量增高，原生质呈嗜碱性；④合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速，易产生各种诱导酶；⑤对外界不良条件 NaCl 浓度、温度和抗生素等理、化因素反应敏感。缩短方法：①以稳定期的种子接种②采用较大的接种量③接种到营养丰富的天然培养基④选择损伤度小的种子。

指数期特点：①生长速率常数 R 最大，因而细胞每分裂一次所需的时间—代时（G）或原生质增加一倍所需的倍增时间最短；②细胞进行平衡生长，故菌体内各种成分最为均匀；

③酶系活跃，代谢旺盛。应用：是用作代谢、生理等研究的良好材料，是增殖噬菌体的最适宿主，也是发酵工业中用作种子的最佳材料，革兰氏染色鉴定时采用此期微生物。

稳定期的特点：①生长速率常数R等于0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。②开始合成抗生素等次生代谢产物；③细胞开始贮存糖原、异染颗粒和脂肪等贮藏物；④多数芽孢杆菌在稳定期开始形成芽孢。稳定期到来的原因：①营养物尤其是生长限制因子的耗尽；②营养物的比例失调，例如 C/N 比值不合

适；③有害代谢产物的积累，如酸、醇、毒素、H

2O

2

等代谢产物都对自身生长有抑制作用；

④pH、氧化还原势等物理化学条件越来越不适宜。

衰亡期特点：①R为负值，群体呈现负生长状态；②细胞形态发生多形化，一些微生物有自溶现象；③有的微生物进一步合成或释放抗生素等次生代谢物；④芽孢杆菌释放芽孢7.灭菌和消毒的区别。

答：①两者要求达到的处理水平不同。消毒只要求杀灭或/和清除致病微生物，使其数量减少到不再能引起人发病。灭菌不仅要求杀灭或/和清除致病微生物，还要求将所有微生物全部杀灭或/和清除掉，包括非致病微生物。总之，消毒只要求场所与物品达到无害化水平，而灭菌则要求达到没有一个活菌存在。②两者选用的处理方法不同。灭菌与消毒相比，要求更高，处理更难。灭菌必须选用能杀灭抵抗力最强的微生物(细菌芽孢)的物理方法或化学灭菌剂，而消毒只需选用具有一定杀菌效力的物理方法、化学消毒剂或生物消毒剂。将灭菌的处理方法用于消毒不仅是杀鸡用牛刀没有必要，而且还会产生本来可以不发生的副作用;而如果将消毒的处理方法用于灭菌，将会导致灭菌失败。③应用的场所与处理的物品也不同。灭菌主要用于处理医院中进入人体无菌组织器官的诊疗用品和需要灭菌的工业产品，消毒用于处理日常生活和工作场所的物品，也用于医院中一般场所与物品的处理。

第七章微生物的遗传变异和育种

1.基因突变：简称突变，是变异的一类，泛指细胞内（或病毒体内）遗传物质的分子结构或数量发生的可遗传的变化，可自发或诱导产生。

2.营养缺陷型：野生型的菌株经过诱变剂处理以后，由于丧失某酶合成能力的突变，因而只能在加有该酶合成产物的培养基中才能生长，这类突变菌株称为营养缺陷型突变菌株。

3.回复突变：突变体(mutant)经过第二次突变又完全地或部分地恢复为原来的基因型和表现型。完全恢复是由于突变的碱基顺序经第二次突变后又变为原来的碱基顺序,故亦称真正的回复突变.部分恢复是由于第二次突变发生在另一部位上,其结果是部分恢复原来的表现型。亦称为第二位点突变(second site mutation)或基因内校正(intragenic suppression)。

4.点突变：点突变，也称作单碱基替换（single base substitution），指由单个碱基改变发生的突变。

5.诱变剂：凡是能引起生物体遗传物质发生突然或根本的改变，使其基因突变或染色体畸变达到自然水平以上的物质，统称为诱变剂。