第一章緒論一、名詞解釋1．微生物：微生物是一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物的總稱。它們是一些個體微小（一般<0.1mm）、構造簡單的低等生物。3．路易斯?巴斯德：LouisPasteur，1822—1895)

法國人，原為化學家，后來轉向微生物學研究領域，為微生物學的建立和發展做出了卓越的貢獻，成為微生物學的奠基人。主要貢獻：用曲頸瓶實驗徹底否定了“自生說”，從此建立了病原學說，推動了微生物學的發展；研究了雞霍亂，發現將病原菌減毒可誘發免疫性，以預防雞霍亂病；其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，證實其免疫學說，為人類防病、治病做出了重大貢獻；分離到了許多引起發酵的微生物，并證實酒精發酵是由酵母菌引起的，也發現乳酸發酵、醋酸發酵和丁酸發酵都是不同細菌所引起的，為進一步研究微生物的生理生化和工業微生物學奠定了基礎。4．羅伯特?柯赫：（R．Koch，1843~1910）柯赫是德國細菌學家，醫學微生物學奠基人。其重要貢獻為：（1）建立了能獲得微生物純種的平板分離法以及細菌染色、懸滴培養和顯微攝影等技術；②分離了炭疽芽孢桿菌、結核分枝桿菌和霍亂弧菌等重要病原菌；（3）提出了證實病原菌必須遵循的四條原則，即柯赫法則（Koch’spostulates）5．比表面積：單位體積物體所占有的表面積值稱為比表面積。物體的體積越小，其比表面積越大。6．曲頸瓶試驗：是巴斯德設計的一個著名實驗，曾用于駁斥生命的自然發生說。他燒制了上端有一細長彎曲頸部的玻璃瓶，其內盛有營養液。將它加熱煮沸再冷卻后，外界空氣仍可進入，而塵埃卻被阻擋在頸部，結果營養液長期不發生腐敗。相反，若將頸部折斷或讓營養液與頸部塵埃接觸，則營養液很快腐敗。由此，他否定了自然發生說，并提出了生命必須來自生命的胚種學說。7．胚種學說：又稱生源論或生源說。與自然發生說（無生源論）截然相反，胚種學說認為包括微生物在內的一切生物皆由其同種生物的胚種發育而來。巴斯德以其著名的曲頸瓶試驗有力地證明了胚種學說是正確的。8．自生說：一個古老的學說，認為一切生命有機體能夠從無生命的物質自然發生的。9．安東?列文虎克：（AntonyvanLeeuenhoek，1632~1723）荷蘭商人，他是真正看見并描述微生物的第一人，他利用自制放大倍數為50~300倍的顯微鏡發現了微生物世界（當時被稱之為微小動物），首次揭示了一個嶄新的生物世界——微生物界。10．微生物化：指設法使原來以組織或器官等方式生長的高等動植物細胞集團，改變成像微生物那樣以純種方式生長的單細胞群體，借以發揮類似微生物特有的小體積大面積體制的優越性，從而提高高等動植物細胞或其獨特代謝產物的產量。五、簡答題1．微生物的特點有哪些？答：（1）體積小，面積大；（2）吸收多，轉化快；（3）生長旺，繁殖快；（4）適應強，易變異；（5）分布廣，種類多。其中體積小、面積大是微生物與其他生物相區別的關鍵，也是其他四個特點的基礎。2．簡述微生物學的發展簡史。答：分期史前期初創期奠基期發展期成熟期時間約8000年前~16761676~18611861~18971897~19531953~至今實質朦朧階段形態描述階段生理水平研究階段生化水平研究階段分子生物學水平研究階段開創者世界各國勞動人民（當時我國的制曲、釀酒技術尤為著稱）列文虎克—微生物學的先驅（1）巴斯德—微生物學奠基人；（2）柯赫—細菌學奠基人E．Büchner—生物化學奠基人J．Waston和F．Crick—分子生物學奠基人特點（1）未見細菌等微生物的個體；（2）憑實踐經驗利用微生物的有益活動（如進行釀酒、發面、制醬、釀醋、漚肥、輪作、治病等）（1）自制單式顯微鏡，觀察到細菌等微生物的個體；（2）出于個人愛好對一些微生物進行形態描述（1）微生物學開始建立；（2）創立了一整套獨特的微生物學基本研究方法；（3）開始運用“實踐-理論-實踐”的思想方法開展研究；（4）建立了許多應用性分支學科；（5）進入尋找人類和動物病原菌的黃金時期（1）對無細胞酵母菌“酒化酶”進行生化研究；（2）發現微生物的代謝統一性；（3）普通微生物學開始形成；（4）開展廣泛尋找微生物的有益代謝產物；（5）青霉素的發現推動了微生物工業化培養技術的猛進（1）廣泛運用分子生物學理論和現代研究方法，深刻揭示微生物的各種生命活動規律；（2）以基因工程為主導，把傳統的工業發酵提高到發酵工程新水平；（3）大量理論性、交叉性、應用性和實驗性分支學科飛速發展；（4）微生物學的基礎理論和獨特實驗技術推動了生命科學各領域飛速發展；（5）微生物基因組的研究促進了生物信息學時代的到來4．微生物學研究哪些內容？答：（1）研究微生物的細胞形態、結構、功能，研究細胞的構建及其能量、物質、信息的運轉規律。（2）研究微生物進化與多樣性、研究微生物的種類和種類之間的相似與區別（分類）、微生物起源。（3）研究微生物生態學規律，微生物之間、微生物與其它生物、微生物與環境條件的相互作用規律。（4）研究微生物與人類的關系（有益的、中性的、有害的）。5．為什么微生物學比動、植物學起步晚，卻發展非常迅速？答：其原因從下列幾方面分析：微生物具有其他生物不具備的生物學特性；微生物具有其他生物共有的基本生物學特性；微生物個體小、結構簡單、生長周期短、易大量培養、易變異、重復性強等優勢，十分易于操作。動、植物由于結構的復雜性及技術方法的限制而相對發展緩慢。微生物的廣泛的應用性，能迅速地符合現代學科、社會和經濟發展的需求。6．為什么說巴斯德和柯赫是微生物學形成的奠基時期的重要代表人物？答：這是由于巴斯德和柯赫為微生物學的建立和發展做出了卓越的貢獻，使微生物學作為一門獨立的學科開始形成。巴斯德徹底否定了“自然發生”學說；發現將病原菌減毒可誘發免疫性，首次制成狂犬疫苗，進行預防接種；證實發酵是由微生物引起的；創立巴斯德消毒法等。柯赫對病原細菌的研究做出了突出的成就：證實了炭疽病菌是炭疽病的病原菌，發現了肺結核病的病原菌，提出了證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則——柯赫原則，創建了分離、純化微生物的技術等。7．試述微生物與人類之間的關系。答：日本學者尾形學在其《家畜微生物學》（1977）一書中，第一句話就是“在近代科學中，對人類福利最大的一門科學，要算是微生物學了。”這是很有道理的。因為在人類的幸福中，健康應該居一切之首，而微生物學的發展，為人類的健康長壽作出了極其重大的貢獻。（1）微生物與醫療保健：（1）建立外科消毒術；（2）分離出人畜病原菌，找出致病原因，使對癥治療成為可能；（3）免疫防治法應用使許多惡性傳染病被有效的“預防”；（4）發明了化學治療疾病的方法，西醫西藥學建立；（5）抗生素治療的興起，挽救了成千上萬人的生命；⑥遺傳工程、生物技術在醫藥界的應用，利用微生物生產生化藥物等，開創新時代。（2）微生物與工業發展：（1）自然發酵食品、飲料的釀造；（2）罐頭保藏；（3）厭氧純種發酵技術；（4）深層液體通氣攪拌培養；（5）代謝調控理論在發酵工業上的應用；⑥生物工程的興起。（3）微生物與農業生產：微生物在農業生產中有多方面的應用，從而促進了大農業（農、林、牧、副、漁）的發展，如以菌治蟲，以菌治病，以菌治草（微生物治草劑）；以菌增肥，以菌促長（如赤霉素等促進植物生長）；以菌當飼料（包括餌料）；以菌當藥物（藥用真菌）；以菌當蔬菜（食用菌）；以及以菌產沼氣等。（4）微生物學與生態環境保護：微生物與環境保護的關系越來越受到當前全人類的廣泛重視。目前，由于人類的生產活動，導致環境污染越來越嚴重，許多有識之士認為，未來的世紀是人類向大自然償還生態債的世紀，在此過程中，微生物的作用是極其重要的。如微生物是食物鏈中的主要環節、污水處理中的中心角色、生態農業中的重要措施以及自然界重要元素循環的主要推動者以及環境污染和監測的重要指示生物等。在環境污染的治理方面，已用微生物處理含酚、氰、有機磷、有機氯、丙烯腈、TNT、硫氰酸鹽、石油、重金屬、染料等的廢水。（5）微生物學與生物學基礎理論研究：（1）以微生物為研究對象解決了生物學上許多重大問題；（2）分子生物學的三大來源與支柱；（3）遺傳學研究對象的微生物化，促使經典遺傳學向分子遺傳學方向發展；（4）微生物學與基因工程；（5）高等生物研究和利用中的微生物化趨勢方興未艾；⑥微生物學中的一套獨特實驗技術迅速擴散到生命科學的各研究領域。第二章原核微生物參考答案一、名詞解釋3．革蘭氏染色法：由丹麥學者C．Gram發明的一種細菌鑒別性染色法。任何細菌經結晶紫溶液染色、碘液媒染、乙醇脫色和沙黃（番紅）復染后，會被染成紫色或紅色，凡染成紫色者稱革蘭氏陽性細菌，染成紅色者則為革蘭氏陰性細菌。4．細菌細胞壁：位于細菌細胞最外面的一層厚實、堅韌的外被，主要成分為肽聚糖，具有固定細胞外形和保護細胞等多種功能。5．肽聚糖：是真細菌細胞壁的特有成分，由大量肽聚糖單體以網狀形式交聯而成。肽聚糖單體含肽與聚糖兩種成分，其中的肽為四肽尾和肽橋，聚糖則由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸以β-1,4-糖苷鍵相互交聯而成。G+細菌和G-細菌的肽聚糖結構稍有不同。6．外膜：位于G-細菌細胞壁最外層，是一層由脂多糖（LPS）、磷脂、脂蛋白等組成的厚膜。具有控制細胞透性、促進Mg2+吸收等功能。7．L-型細菌：專指那些在實驗室或宿主體內通過自發突變而形成的遺傳性穩定的細胞壁缺損菌株。8．原生質體：在人為條件下，用溶菌酶除盡細菌等微生物原有細胞壁或用青霉素抑制新生細胞壁合成后，所得到的僅由一層細胞膜包裹的圓球狀滲透敏感細胞，一般由G+細菌形成。9．原生質球或球狀體：指用溶菌酶EDTA（乙二胺四乙酸）處理細胞時，可得到殘留了部分細胞壁的原生質體，也叫球狀體。通常由G-細菌形成。10．間體：或中體，是一種由細胞膜內褶而形成的囊狀結構，其內充滿著層狀或管狀的泡囊。多見于G+細菌。每個細胞含一至幾個。其功能與DNA的復制、分配，細胞分裂和酶的分泌有關。11．糖被：包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質。15．芽孢：某些細菌在其生長發育后期，在細胞內形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量低、折光性強、具有抗逆性的休眠體，也稱為內生孢子。16．伴胞晶體：少數芽孢桿菌，如蘇云金芽孢桿菌在形成芽孢的同時，會在細胞內的芽孢旁形成一顆菱形、方形或不規則形的堿溶性蛋白質晶體，稱為伴胞晶體，即δ內毒素。17．菌落：單個微生物細胞在適宜的固體培養基表面或內部生長、繁殖到一定程度形成的肉眼可見的、有一定形態結構的子細胞生長群體。18．菌苔：指在固體培養基上，由多個細菌或孢子生長、繁殖形成的肉眼可見的群體。19．莢膜：糖被的一種。包裹在細菌細胞壁外、有固定層次的膠黏物，一般成分為多糖，少數為多肽或多糖與多肽的復合物。莢膜具有保護、貯藏、附著和堆積代謝廢物等生理功能。五、簡答題2．試述細菌革蘭氏染色的方法、結果和機制。答：革蘭氏染色是丹麥醫生C.Gram于1884年發明的，采用革蘭氏染色可以將細菌分為二大類，G+細菌和G-細菌。方法：常規制片———→初染————→媒染————→脫色————→復染————→觀察（涂片-風干-固定）(結晶紫30s)(碘液30s)（95%乙醇20s）（番紅60s）（油鏡）結果：紫色——G+菌紅色——G-菌機制：不同顯色反應是由于細胞壁對乙醇的通透性和抗脫色能力的差異，主要是由肽聚糖層的厚度和結構不同決定的。通過結晶紫初染和碘液媒染，在任何細菌的細胞膜內都可形成不溶于水的結晶紫—碘復合物。G+細菌因細胞壁厚，肽聚糖網的層次多和結構致密，以及不含類脂等原因，故用脫色劑（95%乙醇）處理后，可把結晶紫—碘復合物仍阻攔在細胞內，故呈現紫色；反之，G-細菌因細胞壁薄，外膜層類脂含量高（脂多糖、脂蛋白），以及肽聚糖層薄且交聯松散，故用脫色劑乙醇處理后，就可把類脂和結晶紫—碘復合物溶出細胞，這種無色的細胞再經沙黃（番紅）復染，就呈現紅色。4．什么是缺壁細菌？試比較4類缺壁細菌的形成、特點和實踐意義。答：缺壁細菌：細胞壁缺乏或缺損的各種細菌的統稱，包括支原體、L型細菌、原生質體和球狀體等。L型細菌專指那些在實驗室或宿主體內通過自發突變而形成的遺傳性穩定的細胞壁缺陷菌株。在自然條件下由于細菌本身產生自溶酶而自發產生L-細菌。不適當的使用抗生素、抗體補體的作用、機體的免疫力下降、內分泌的變化及不適宜的溫度、營養成分、酸堿度等均可誘導產生L-細菌。人工去壁：去壁完整形成原生質體；去壁不完整形成原生質球或球狀體。原生質體——指在人工條件下用溶菌酶除盡原有細胞壁或用青霉素抑制新生細胞壁的合成后，所留下的僅由細胞膜包裹著的圓球狀滲透敏感細胞，一般由G+形成。球狀體或原生質球——人工條件下去除細胞壁后，膜上還殘留一部分細胞壁的原生質體，一般由G-形成。（溶菌酶加上螯合劑乙二胺四乙酸處理G-細菌，只能去除部分細胞壁，呈球形。）支原體：在長期進化過程中形成的、適應自然生活條件的無細胞壁的原核生物。特點：主要是無細胞壁，細胞呈球狀，對滲透壓十分敏感，即使長有鞭毛也不能運動，對噬菌體不敏感，細胞不能或難于分裂等等。5．何謂“拴菌”試驗？它的創新思維在哪里？答：“拴菌”試驗是為證明細菌鞭毛運動機制而設計的一個著名實驗。方法是：取一端長有單根鞭毛的細菌（如一些弧菌），使鞭毛的游離端被相應抗體牢牢“拴”在載玻片上，然后在顯微鏡下觀察細胞在作打轉還是伸縮運動。結果發現是在不斷打轉，從而確認細菌鞭毛的運動機制是旋轉式而非揮鞭式。思維方式的創新點：通過逆向思維，使原來無法觀察到的纖細的活鞭毛旋轉，轉變成在顯微鏡下可清楚觀察到的細胞旋轉。試驗方法的創新點：采用特異抗體把單毛菌的鞭毛牢牢地“拴”在載玻片上，以實現固著鞭毛的作用。6．試對G-細菌細胞壁的結構作一表解。答：脂多糖（LPS）層磷脂層外膜外膜蛋白、孔蛋白G-細菌細胞壁脂蛋白內膜（肽聚糖層）周質空間7．研究細菌芽孢有何理論和實際意義？答：（1）是研究生物抗逆性和休眠的生物學機制的良好材料；（2）是細菌分類、鑒定中的重要指標；（3）有利于提高菌種篩選效率；（4）有利于菌種的長期保藏；（5）為比較各種消毒滅菌方法的可靠性提供優良的模式生物；（6）用于生物殺蟲。8．滲透調節皮層膨脹學說是如何解釋芽孢耐熱機制的？答：該學說認為，芽孢的耐熱性在于芽孢衣對多價陽離子和水分的透性很差和皮層的離子強度很高，從而使皮層產生極高的滲透壓去奪取芽孢核心的水分，其結果造成皮層的充分膨脹，而核心部分的細胞質卻變得高度失水，因此，具有極強的耐熱性。從皮層成分來看，它含有大量交聯度低、負電荷強的芽孢肽聚糖，它與低價陽離子一起賦予皮層的高滲透壓特性，從而使皮層的含水量增高，隨之增大了體積。由此可知，芽孢整體的含水量少，并不說明其各層次的含水量是均勻一致的，其中皮層和核心間含水量的差別是極其明顯的。芽孢有生命部位——核心部位含水量的稀少（10~25%），才是其耐熱機制的關鍵所在。另外，芽孢皮層中含有營養細胞所沒有的DPA-Ca的螯合作用，它能使芽孢內的生物大分子形成耐熱的穩定性凝膠，從而增強了芽孢的耐熱性。9．為什么說芽孢是生命世界中抗性最強的一種構造？答：（1）含有高濃度的Ca++離子和吡啶二羧酸的復合物；（2）較低的含水量（40%左右）；（3）含有耐熱的小分子酶類；（4）含有帶有S-S鍵的氨基酸或蛋白質，可使芽孢具有較強的抗輻射作用；（5）具有多層次厚而致密的芽孢壁，芽孢衣的透性很差以及芽孢原生質的高度失水狀態。因此，抗性強。10．試述細菌糖被與生產實踐的關系。答：細菌糖被與生產實踐有密切的聯系：有利的一面：（1）用于菌種分類鑒定；（2）用作生化藥物和生化試劑，如腸膜明串珠菌的糖被可提取葡聚糖以制備“代血漿”或葡聚糖生化試劑；（3）用作工業原料。如野油菜黃單胞菌的糖被（黏液層）可提取一種用途極廣的胞外多糖——黃原膠，已被用于石油開采中的鉆井液添加劑以及印染和食品等工業中；（4）用于污水的生物處理，如形成菌膠團的細菌，有助于污水中有害物質的吸附和沉降。不利的一面：（1）常使食品廠的糖液、牛乳、酒類、飲料和面包等食品發黏變質；（2）引起齲齒；（3）與細菌致病性有關，增強某些病原菌如肺炎鏈球菌的毒力。11．革蘭氏染色中最關鍵的一步是哪一步？為什么？答：最關鍵的一步是脫色，重點是掌握脫色時間。如果脫色過度，對于G+細菌來說，經乙醇脫色處理，細胞內的結晶紫和碘形成的紫色復合物也會隨乙醇一同洗脫出去，細胞變成無色，經番紅復染后菌體呈紅色，鑒定為G-，出現假陰性；相反，對于G-細菌來說，如果脫色不足，會出現假陽性。12．染色時固定的作用是什么？答：一是殺死菌體，二是使菌體黏附在載玻片上，增加菌體和染料之間的親和力。13．齲齒如何形成的？答：細菌的糖被具有表面附著作用，有利于細菌在特殊環境中定居和生存。例如，可引起齲齒的唾液鏈球菌和變異鏈球菌就會分泌一種己糖基轉移酶，使蔗糖轉變成果聚糖，由它把細菌牢牢粘附于齒表，這時細菌發酵糖類所產生的乳酸在局部發生積累，嚴重腐蝕齒表琺瑯質層，引起齲齒。14．細菌有哪些運動方式？答：生鞭毛的細菌通過鞭毛運動；螺旋體通過軸絲伸縮運動；螺原體通過細胞彎曲運動；黏細菌、藍細菌、噬纖維菌等通過滑行運動。15．簡述溶菌酶殺菌和青霉素的抑菌機制。答：溶菌酶的殺菌機制：溶菌酶是廣泛存在于卵清、人的淚液和鼻涕、部分細菌及噬菌體內的一種酶，該酶專一性地水解細菌細胞壁中肽聚糖里NAM和NAG的β-1,4糖苷鍵，破壞肽聚糖骨架，引起細菌細胞裂解，達到殺菌目的。青霉素的抑菌機制：可以抑制細菌細胞壁中肽聚糖的合成，從而抑制細菌生長。在肽聚糖合成的最后階段，短肽側鏈之間的交聯過程需要轉肽酶參加，青霉素可專一性地抑制轉肽酶的活性，使肽聚糖合成中斷。不論是對革蘭氏陽性菌還是革蘭氏陰性菌，青霉素的作用機制相同，但由于陰性菌和陽性菌肽聚糖結構的不同，使得青霉素的作用位點不同。由于革蘭氏陽性菌細胞壁的肽聚糖含量和交聯度明顯高于革蘭氏陰性菌，因此對青霉素的敏感性高于革蘭氏陰性菌。此外，由于革蘭氏陰性菌細胞壁中含有外膜層，外膜對生物大分子的通透屏障作用使青霉素不易進入細胞壁，也使其對青霉素不如革蘭氏陽性菌敏感。第三章真核微生物一、名詞解釋2．菌物界：指一個與動物界和植物界相平行的界，包括一大群無葉綠素、依靠細胞表面吸收有機養料、細胞壁一般含有幾丁質的真核微生物。通常包括真菌、黏菌和假菌三大類。4．酵母菌：能發酵糖類的各種單細胞真菌的俗稱。通常具有以下五個特點：（1）一般為單細胞；（2）多數營出芽繁殖，少數裂殖；（3）能發酵糖類產能；（4）細胞壁常含甘露聚糖；（5）常生活在含糖量較高、酸度較大的水生環境中。7．子實體：由真菌的營養菌絲和生殖菌絲相互纏繞而形成的具有一定形態的產孢結構。8．鎖狀聯合：擔子菌雙核菌絲細胞增殖的一種獨特方式。因在頂端細胞分裂過程中有一個細胞核必須通過該細胞上伸出的一個喙狀突起輸送到后一細胞中，故稱鎖狀聯合。11．初生菌絲：由擔孢子萌發產生的、初期是無隔多核，不久產生橫隔將細胞核分開而成為單核的菌絲。12．次生菌絲：由性別不同的兩個初生菌絲只進行質配而不進行核配所形成的雙核菌絲，具有雙核的次生菌絲細胞常以鎖狀聯合的方式來增加細胞的個體。15．匍匐菌絲：又稱匍匐枝。毛霉目真菌在固體基質上常形成與表面平行，具有延伸功能的菌絲。16．胞口：許多靠吞入活有機體或多種小顆粒為食的原生動物在體表都有一個特殊的開口稱胞口。17．毒胞：含有毒汁的胞囊，多分布在胞口附近，起麻醉獵物的作用。18．菌索：一般產自傘菌類真菌，為白色根狀菌絲組織，具有促進菌體蔓延和抵御不良環境等功能。常在腐朽樹皮下火地下見到。19．附著胞：一些植物寄生真菌的芽管或老齡菌絲頂端發生膨大、分泌黏狀物，借以牢固地黏附于宿主的表面，此即附著胞。在其上可形成纖細的針狀感染菌絲以侵入寄主植物細胞吸收養料。20．假菌絲：在良好營養和生長條件下，酵母菌生長迅速，幾乎在所有營養細胞上都長出芽體。如果長出的一連串芽體與母細胞大小相近又不立即分離，其間僅以較小的面積相連，這種藕節狀的細胞串稱假菌絲。五、簡答題1．真菌孢子與細菌芽孢的比較。答：項目霉菌孢子細菌芽孢大小大小數目一條菌絲或一個細胞產多個1個細胞只產1個形態形態、色澤多樣形態簡單形成部位可在細胞內或細胞外形成只在細胞內形成細胞核真核原核功能最重要的繁殖方式不是繁殖方式，是抗性構造（休眠方式）抗熱性不強，在60-70℃下易殺死極強，一般100℃數十分鐘才能殺死產生菌絕大多數種類可以產生少數細菌可產生2．比較根霉與毛霉的異同。答：根霉和毛霉同屬毛霉目，菌絲無隔膜，多核。無性繁殖產生不能游動的孢囊孢子，而有性繁殖產生雙倍體的接合孢子。主要區別在于：根霉有假根和匍匐菌絲。根霉在培養基或自然基物上生長時，由營養菌絲體產生弧形的匍匐菌絲向四周蔓延；并由匍匐菌絲生出假根與基物接觸；與假根相對處向上生長出孢囊梗，頂端形成孢子囊，內生孢囊孢子。而毛霉的菌絲體呈棉絮狀，在基物上或基物內能廣泛蔓延。3．簡述曲霉屬真菌無性結構特征及對工農業生產的作用？答：曲霉屬的真菌的菌絲體發達，具隔膜，多分枝，多核。分生孢子梗是從特化了的厚壁而膨大的菌絲細胞即足細胞垂直生出，它無橫隔，頂部膨大為頂囊。頂囊一般呈球形、洋梨形、棍棒形。頂囊表面長滿一層或兩層輻射狀小梗，最上層小梗瓶狀，頂端著生成串的球形分生孢子。頂囊、小梗以及分生孢子聯合稱分生孢子頭。曲霉與人類的生活有著密切的聯系。不僅用于制醬、釀酒、制醋曲的主要菌種，還是生產各種酶制劑（淀粉酶、蛋白酶、果膠酶等）、有機酸（檸檬酸、葡萄糖酸、五倍子酸等）的菌種，農業上利用曲霉作糖化飼料菌種。曲霉也是引起皮革、布匹及其他工業產品霉變及食物和飼料霉壞變質的菌種。有些種和菌株還能產生真菌毒素，如黃曲霉產生的黃曲霉毒素B1，致癌性非常強，尤其肝癌。6．酵母菌具有哪些特征？答：通常認為，酵母菌一般有如下特征：（1）以出芽繁殖為主，也可裂殖；（2）發酵糖類產能；（3）細胞壁常含甘露聚糖；（4）常生活在含糖量較高，酸度較大的水生環境中；（5）個體一般以單細胞狀態存在。7．試以表解法介紹霉菌的營養菌絲和氣生菌絲各可分化成哪些特化構造，并簡要說明它們的功能。答：吸取養料假根吸取養料吸器附著附著胞附著附著枝特化的營養菌絲休眠（或休眠和蔓延）菌核特化的營養菌絲休眠（或休眠和蔓延）菌索延伸：匍匐枝（匍匐菌絲）捕食線蟲菌環捕食線蟲菌絲體菌網菌絲體無性分生孢子頭（分生孢子）無性簡單孢子囊（孢囊孢子）簡單特化的氣生菌絲（子實體）——產孢結構特化的氣生菌絲（子實體）——產孢結構無性——分生孢子無性——分生孢子分生孢子盤復雜分生孢子座復雜有性（子囊果）—產子囊孢子有性（子囊果）—產子囊孢子子囊殼子囊盤8．真菌孢子的類型、特點和代表種屬。答：孢子名稱染色體倍數*外形數量外或內生其他特點實例無性孢子游動孢子n圓/梨/腎形多內有鞭毛，能游動壺菌孢囊孢子n近圓形多內水生型有鞭毛根霉，毛霉分生孢子n極多樣極多外少數為多細胞曲霉，青霉節孢子n柱形多外各孢子同時形成白地霉厚垣孢子n近圓形少外在菌絲頂或中間形成總狀毛霉芽孢子n近圓形較多外在酵母細胞上出芽形成假絲酵母擲孢子n鐮/豆/腎形少外成熟時從母細胞射出擲孢酵母有性孢子卵孢子2n近圓形1至幾內厚壁，休眠德氏腐霉接合孢子2n近圓形1內厚壁，休眠，大，深色根霉，毛霉子囊孢子n多樣一般8內長在各種子囊內脈孢菌，赤霉擔孢子n近圓形一般4外長在特有的擔子上蘑菇，香菇*n為單倍體，2n為二倍體9．自然界中的蘑菇圈是如何形成的？答：經過雙核化的菌絲體，通常壽命很長，可多年產生子實體，栽培上就可利用這一點不斷地向四周輻射擴伸。有一些傘菌可在地上形成很奇特的圖形——蘑菇圈，即在地上自然生長的蘑菇排列成圓形的環。過去人們不知其形成的原理，有人說是天生的仙女下列跳舞留下的腳印形成的，稱為仙女環或仙人環，其實這與真菌菌絲擴展形成的圓形菌落有關。菌落在地上年復一年的生長擴大，后來中部菌絲因缺乏營養和老化而死去，僅留下外圍的菌絲在地下形成菌絲環。在地下的菌絲環是不能被看見的，但形成子實體時即出現可見的蘑菇圈。常發生于森林邊緣和草原上。若條件合適，在土壤中生長的真菌菌絲體，可年復一年的擴展，由圈里向外逐年新生和相繼死亡，所以蘑菇圈也逐年地擴大，直徑可達幾米或幾百米。常見的有硬柄小皮傘、蘑菇、野蘑菇、口蘑、松口蘑、高大環柄菇、雷蘑等。第四章病毒和亞病毒一、名詞解釋1．病毒：病毒是一類超顯微結構的非細胞生物，每一種病毒只含有一種核酸，它們只能在活細胞內營專性寄生，靠操縱宿主代謝系統的來復制核酸，合成蛋白等組分，然后裝配成成熟粒子得以增殖，在離體條件下能以無生命的化學大分子狀態長期存在，并保持其侵染活性。2．病毒顆粒（毒粒）：成熟的、結構完整且有感染力的單個病毒。3．衣殼（殼體）：包圍著病毒核酸的蛋白質外殼，由許多衣殼粒組成。4．衣殼粒（殼粒）：組成病毒衣殼的蛋白質亞單位，由一種或幾種肽鏈折疊而成，是電鏡下所能見到的最小的形態學單位。5．包膜：包裹在某些病毒核衣殼外的一層含蛋白質或糖蛋白的類脂雙層膜，其類脂來自宿主的細胞膜。6．刺突：病毒表面或噬菌體尾部基板上向外伸出的尖釘狀蛋白質突起，它具有吸附和固著與宿主表面的功能。9．噬菌斑：在雙層平板固體培養基上，稀釋的噬菌體懸液引起點狀感染，在感染點上進行反復的侵染過程，產生噬菌斑。10．一步生長曲線：定量描述烈性（毒性）噬菌體生長規律的實驗曲線稱為一步生長曲線。以感染時間為橫坐標，噬菌體的噬菌斑數為縱坐標，繪制出噬菌體特征性的繁殖曲線。11．效價：又稱噬菌斑形成單位數（pfu）或感染中心數。指每毫升試樣中所含有的具侵染力的噬菌體粒子數。12．烈（毒）性噬菌體：凡能侵染細菌并在其中復制和完成整個生活周期，最后摧毀和裂解細菌細胞的噬菌體。13．溫和噬菌體：一類在通常情況下只引起宿主細胞溶源化而不引起裂解的噬菌體。侵入宿主后，其基因組通過與宿主基因組整合，并隨后者的復制而進行同步復制。14．裂解量：病毒一步生長曲線中的一個參數，指每一細胞裂解后平均釋放的子代噬菌體粒子數。15．溶源性：溫和噬菌體侵入宿主細胞后，僅以前噬菌體狀態存在而不引起宿主細胞裂解的現象。17．類病毒：無蛋白質外殼保護的游離的共價閉合環狀單鏈低相對分子質量RNA分子的病原體，侵入宿主細胞后自我復制，并使宿主致病或死亡。19．朊病毒：一類不含核酸的具傳染性的蛋白質分子，以構象感應方式增殖，是羊瘙癢癥、瘋牛病和人類克-雅氏綜合癥等的病原體。20．原噬菌體：整合在溶源細胞染色體上的噬菌體核酸稱為原噬菌體或前噬菌體。21．自發裂解：自然情況下的溶源性細菌的裂解，但裂解量較少。22．誘發裂解：經紫外線、環氧化合物等理化因子處理，溶源性細菌發生的大量裂解。25．HeLa細胞系（HeLacellline）：美國學者于1951年時自一患宮頸癌婦女（名為HenriettaLacks）的病理部位分離得到。因易培養且生長快，HeLa細胞系被視為“不死的”，故應用很廣，不僅可作模式癌細胞，也可用于培養病毒。五、簡答題1．病毒具有哪些特征？答：現將病毒區別于其他生物的主要特征歸納如下：（1）形體極其微小，一般可通過細菌過濾器，必須在電鏡下觀察；（2）構造簡單，不具備細胞結構，又稱分子生物；（3）主要成分是核酸和蛋白質二種；（4）每一種病毒只含有一種核酸DNA或RNA；（5）既無產能酶系，也無蛋白質和核酸合成酶系；（6）在寄主的活細胞內營專性寄生生活；（7）不存在個體的生長和分裂，只是在寄主細胞復制核酸，蛋白質等并裝配成成熟顆粒來增殖；（8）在離體條件下能以無生命的化學大分子狀態存在，并可形成結晶；（9）對一般抗生素不敏感，但對干擾素敏感；（10）種類繁多。2．試述烈性噬菌體生活周期的主要階段。答：增殖過程一般分五個階段：（1）吸附：游離噬菌體→與宿主偶遇→尾絲與宿主表面受體接觸→以刺突和尾板固著在宿主體表；（2）侵入：尾絲收縮→尾鞘收縮→尾髓端的溶菌酶水解宿主細胞壁肽聚糖→核酸注入宿主細胞，殼體留在細胞外面；（3）復制：噬菌體核酸向宿主發出指令→宿主代謝系統轉向→大量的噬菌體核酸、蛋白質和酶類被合成；（4）成熟（裝配）：噬菌體DNA分子縮合→DNA經衣殼包裹后形成完整的頭部→裝上頸部→安裝尾板、尾髓核尾鞘→再裝上尾絲形成游離噬菌體粒子；（5）釋放（裂解）：宿主細胞經脂酶和溶菌酶等水解后裂解→釋放出一群成熟的子代噬菌體。5．病毒粒有哪幾種對稱形式？每種對稱又有幾種特殊外形？試各舉一例。無包膜答：桿狀：煙草花葉病毒（TMV）等無包膜螺旋對稱絲狀：大腸桿菌的f1、fd、M13噬菌體等螺旋對稱有包膜卷曲狀：正黏病毒（流感病毒）等有包膜彈狀：狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒等對稱體制無包膜小型：脊髓灰質炎病毒，ФX174噬菌體等對稱體制無包膜二十面體對稱大型：腺病毒等二十面體對稱有包膜：皰疹病毒等復合對稱無包膜：大腸桿菌的T偶數噬菌體（蝌蚪狀）等復合對稱有包膜：痘病毒（磚塊狀）第五章微生物的營養一、名詞解釋1．碳源：凡能提供微生物生長繁殖所需碳元素或碳架的營養物質稱為碳源。2．氮源：凡是能被微生物用來構成菌體物質或代謝產物中氮素來源的營養物稱為氮源。3．能源：為微生物生命活動提供最初能量來源的營養物質和輻射能稱為能源。4．生長因子：一類調節微生物正常代謝所必需，但不能用簡單的碳、氮源自行合成的微量有機物。5．光能無機自養型：也稱光能自養型，這類微生物利用光作為能源，以CO2為基本碳源，還原CO2的供氫體是還原態無機化合物（H2O、H2S或Na2SO3等）。6．光能有機營養型：又稱光能異養型，這類微生物利用光能、以簡單有機物（有機酸、醇等）作為碳源和供氫體同化CO2。7．化能無機自養型：也稱化能自養型，能從無機物氧化過程中獲得能量，并以CO2為唯一碳源或主要碳源，利用H2、H2S、NH3等無機物作為供氫體進行生長的微生物。8．化能有機異養型：又稱化能異養型，能源來自有機物的氧化分解，ATP通過氧化磷酸化產生，碳源直接取自于有機碳化合物。包括自然界絕大多數的細菌，全部的放線菌、真菌和原生動物。9．基團轉位：是一種既需要特異性載體蛋白，又需要消耗能量的物質運輸方式，而且溶質在運輸前后分子結構發生改變，因而不同于主動運輸。10．碳氮比：是指在某一培養基配方中，碳源和氮源含量的比例。嚴格地講，應指在培養基所含的碳源中的碳原子摩爾數與氮源中氮原子摩爾數之比。11．培養基：人工配制的適合微生物生長繁殖或產生代謝產物的混合營養基質。14．選擇培養基：指一類根據某些微生物的特殊營養要求或對某物理化學因素的抗性而設計的培養基。該培養基具有使混合菌樣中的劣勢菌變成優勢菌的功能，廣泛用于菌種篩選等工作領域。15．鑒別培養基：指在培養基中添加某種能與微生物的無色代謝產物發生顯色反應的指示劑，從而通過肉眼辨別顏色快速鑒別不同微生物的培養基。16．濾膜：是一種堅韌且帶有無數微孔的醋酸纖維薄膜，可用于過濾和濃縮水中微生物，若進一步把它覆蓋在固體培養基上進行培養后，就可對水樣中微生物進行菌落計數。17．鐵載體：微生物細胞向外分泌的一種能絡合Fe3+的小分子化合物，鐵-鐵載體復合物通過ABC轉運蛋白進入細胞。19．原養型（野生型）：通常把不需要生長因子而能在基礎培養基上生長的菌株稱為野生型菌株或原養型菌株。20．促進擴散：又稱協助擴散或強化擴散，指養料通過與細胞質膜上載體蛋白的可逆性結合從高濃度環境進入低濃度環境的傳遞過程。五、簡答題1．試比較微生物跨膜運輸營養物質的四種主要方式。答：項目單純擴散促進擴散主動運輸基團轉移特異載體蛋白無有有有運輸速度慢快快快養分運輸方向高濃度->低濃度高濃度->低濃度低濃度->高濃度低濃度->高濃度平衡時內外濃度C內=C外C內=C外C內=C外C內=C外運輸分子無特異性特異性特異性特異性能量消耗不耗能不耗能耗能耗能運送前后養分分子不變不變不變改變載體飽和效應無有有有養分類似物無競爭性有競爭性有競爭性有競爭性運輸抑制劑無有有有運輸對象舉例H2O,CO2，O2，甘油,乙醇，少數氨基酸，鹽類，代謝抑制劑SO42-，PO43-；糖(真核生物)氨基酸，乳糖等糖類，Na+，Ca2+等無機離子葡萄糖，果糖，甘露糖，嘌呤，核苷，脂肪酸等2．按照碳源、能源和供氫體性質不同，可將微生物分為哪幾種營養類型？如何區分？答：營養類型能源碳源氫和電子供體微生物種類光能無機自養型光CO2水或還原態無機物藍細菌、藻類、紫硫細菌、綠硫細菌光能有機異養型光CO2及簡單有機物有機物紅螺菌科的細菌（如紫色非硫細菌）化能無機自養型化學能（無機物）CO2還原態無機物硝化細菌、硫化細菌、鐵細菌、氫細菌化能有機異養型化學能（有機物）有機物有機物絕大多數細菌、全部的真核生物3．培養基配制時應遵循哪些原則？答：（1）目的明確：培養何菌，作研究或生產，生產菌體或代謝產物，生產主流代謝產物或次生代謝產物等；（2）營養協調：各營養物濃度適宜、各營養物之間濃度配比適當、C/N比適中；（3）條件適宜：pH適宜，滲透壓、水活度和氧化還原電位合適；（4）經濟節約：以粗代精、以廢代好、以纖代糖。7．微生物營養類型有哪些劃分方法，各營養類型有何特點？答：分類標準營養類型基本特點按照碳源分自養型生物合成能力強，能夠將一些簡單的無機物合成復雜的細胞物質異養型自身生物合成能力差，不能將簡單的無機化合物合成復雜的細胞物質按照能源分光能營養型可以用光作為能源化能營養型靠各種化學反應來獲取能量按照供氫體分無機營養型H+的來源為無機物有機營養型H+的來源為有機物按照合成氨基酸能力分氨基酸合成自養型能將簡單的氮源自行合成所需要的一切氨基酸氨基酸合成異養型需從外界吸收現成的氨基酸按照生長因子分原養型或野生型能在相應的基本培養基上生長營養缺陷型不能在基本培養基上生長，只能在完全培養基或相應的補充培養基上生長按照取食方式分滲透營養型營養物質通過微生物細胞的細胞膜選擇性地吸收吞噬營養型多數原生動物能直接以細胞質膜包圍并吞食營養物按照取得死或活有機物分腐生型利用無生命活性的有機物（即死的）寄生型利用有生命活性的有機物（即活的）第六章微生物的代謝一、名詞解釋1．發酵：廣義的發酵，最早是從不斷冒泡并產生有益產品的一些自然現象開始的；目前是指微生物在有氧或無氧條件下利用營養物生長繁殖并生產人類有用產品的過程。例如在發酵工業上用蘇云金芽孢桿菌等生產生物殺蟲劑，利用酵母菌生產面包酵母或酒精，利用鏈霉菌生產抗生素等通稱為發酵。狹義的發酵僅僅指微生物生理學意義上的，一般是指微生物在無氧條件下利用底物代謝時，將有機物生物氧化過程中釋放的電子直接轉移給底物本身未徹底氧化的中間產物，生成代謝產物并釋放能量的過程。4．巴斯德效應：某些兼性厭氧菌在無氧條件下也能進行發酵作用，這時若通入氧氣則會發生呼吸作用對發酵作用的抑制，這一現象首先是由巴斯德發現的，所以稱為巴斯德效應。5．Stickland反應：某些微生物利用氨基酸作為碳源、能源和氮源。以一種氨基酸作為供氫體而氧化，另一種氨基酸作為電子受體被還原的生物氧化產能方式，產能效率低，每分子氨基酸產生1個ATP。五、簡答題1．用所學生物學知識解釋“鬼火”現象。答：在無氧條件下，某些微生物在沒有氧、氮或硫作為呼吸作用的最終電子受體時，可以以磷酸鹽代替，其結果是生成磷化氫（PH3），一種易燃氣體。當有機物腐敗變質時，經常會發生這種情況。若埋葬尸體的墳墓封口不嚴時，這種氣體就很容易逸出。農村的墓地通常位于山坡上，埋葬著大量尸體。夜晚，氣體燃燒會發出綠幽幽的光。長期以來人們無法正確地解釋這種現象，將其稱之為“鬼火”。3．酵母菌進行乙醇發酵的類型有哪些？不同條件下發酵機理是什么？答：酵母菌的乙醇發酵是以EMP途徑為基礎進行的。丙酮酸脫羧酶是酵母菌乙醇發酵的關鍵酶。Ⅰ型乙醇發酵：在弱酸性條件下，葡萄糖經過糖酵解作用產生兩分子丙酮酸，丙酮酸再經脫羧放出生成乙醛，乙醛和糖酵解過程中放出的氫反應被還原成乙醇。因此在乙醇發酵過程中1分子葡萄糖最終轉變成2分子乙醇，放出2分子CO2，同時凈產生2分子ATP。Ⅱ型乙醇發酵：在發酵培養基中加入適量的NaHSO3，則乙醇發酵轉變為甘油發酵，形成大量甘油和少量乙醇，稱為Ⅱ型乙醇發酵。其機理為：NaHSO3與乙醛結合形成復合物，封閉了乙醛，使它不能用作受氫體，磷酸二羥丙酮代替乙醛作為受氫體，形成α-磷酸甘油，在α-磷酸甘油酯酶的催化下，脫去磷酸，生成甘油。Ⅲ型乙醇發酵：將發酵液pH控制在弱堿性（pH7.6），酵母菌的乙醇發酵轉向甘油發酵，發酵主產物為甘油，伴隨產生少量乙醇、乙酸和CO2，該發酵稱為Ⅲ型乙醇發酵。其機理為：微堿性環境中，乙醛不能用作受氫體，在兩個乙醛分子間發生歧化反應，1分子乙醛被氧化為乙酸，另1分子乙醛被還原為乙醇。與此同時，磷酸二羥丙酮代替乙醛作為受氫體，被還原為甘油。由于在這種類型的甘油發酵中不產生ATP，故細胞沒有足夠能量進行正常的生理活動，因而認為這是一種在靜息細胞內進行的發酵。該發酵中有乙酸產生，乙酸累積會導致pH下降，結果使甘油發酵重新回到乙醇發酵。因此，利用該途徑生成甘油時，需不斷調節pH，維持pH在微堿性。4．試述嗜鹽菌紫膜光合作用的基本原理。答：嗜鹽菌的膜制備物可分為紅色和紫色兩個部分，后者即紫膜，在細菌細胞膜上成斑片狀獨立分布，能進行獨特的光合作用。占紫膜75%的是細菌視紫紅質蛋白，它與葉綠素相像，在光量子的驅動下，具有質子泵的作用，將產生的H+推出細胞膜外，使紫膜內外造成一個質子濃度差。根據化學滲透假說，這一質子動勢在驅動H+通過ATP合成酶進入膜內而得到平衡時，就可合成ATP。6．與異養微生物相比，化能自養微生物的能量代謝有哪些特點？答：有以下3個主要特點：（1）無機底物的氧化直接與呼吸鏈相偶聯。即無機底物由脫氫酶或氧化還原酶催化脫氫或脫電子后，隨即進入呼吸鏈傳遞，這與異養微生物對葡萄糖等有機底物的氧化要經過多條途徑逐級脫氫有明顯差異。（2）呼吸鏈更具多樣性，不同的化能自養微生物呼吸鏈組成成分與長短往往不一。（3）產能效率（即P/O）一般低于化能異養微生物。第七章微生物的生長與環境條件一、名詞解釋1．菌落形成單位（cfu）：用平板菌落計數法對活菌進行計數時的一個計數單位。對充分分散、稀釋度合適的單細胞微生物來說，1cfu即表示樣品中有一個活細胞，但對成團或呈鏈狀、絲狀生長的微生物來說，cfu值則并非一個活細胞。2．平板菌落計數法：是活微生物個體數的常用計數法之一。把一定量稀釋菌液澆注或涂布在固體培養基平板上（內），經培養后，每一活細胞就形成一個單菌落，依菌落形成單位數（cfu）乘以稀釋度即可求得試樣中所含的活菌數。4．細菌生長曲線：將少數純種單細胞微生物接種到恒容積的液體培養基中在適宜的溫度、通氣（厭氧菌則不通氣）等條件下，它們的群體就會有規律地生長起來。如果以時間為橫坐標，細胞數目的對數作縱坐標，就可繪制一條有規律的曲線，這就是微生物的典型生長曲線。5．代時：細胞分裂一次所需要的時間，是生長速率常數的倒數。7．恒化培養：采用低濃度限制性養料使微生物始終處于在低于最高生長速率條件下進行生長繁殖的一種連續培養。8．恒濁培養：采用高濃度完全養料培養基，使培養的微生物一直以最高生長速率生長的一種連續培養。10．抗代謝物：那些在結構上與微生物體內某個必需代謝物的結構相似，從而阻礙酶的功能，干擾代謝的正常進行。抗代謝物與菌體內的正常代謝物同時存在時，能競爭性的與相應的酶結合。11．滅菌：一類采用強烈的理化因素使任何物體內外部的一切微生物徹底喪失其生長繁殖能力的措施。12．消毒：一類旨在消除傳染源（病原體）對人等致病作用的理化處理措施，僅能殺死物體表面或內部一部分對人體或動植物有害的病原體，而對被消毒對象基本無害。13．防腐：利用某種理化因素抑制霉腐微生物的生長繁殖，以防止食品、飲料或生物制品等對象發生霉腐的措施。14．化療：是化學治療的簡稱。指利用具有高選擇毒力即對病原菌具高度毒力而對其宿主基本無害的化學物質來抑制或殺死宿主體內病原微生物，借以達到治療傳染病的一種措施。15．致死溫度：又稱熱死點。在一定時間內（一般為10min）殺死一定容積內某微生物群體所需的最低溫度。16．熱致死時間：在某一溫度下，殺死一定容積內某種微生物群體所需的最短時間。17．分批培養：實驗室培養微生物最常用的方法是分批培養。它是采用完全封閉的容器，一次接種，靜置培養，固體或液體培養基均可采用，最后一次收獲。分批培養中細菌的生長在短期內表現明顯的規律性。18．同步生長：通過獲得同步培養物的手段，使微生物細胞群體內的各個個體都處于同一細胞分裂周期的特殊生長狀態。五、簡答題1．為什么在同一滅菌溫度下濕熱滅菌效果優于干熱滅菌？答：（1）水蒸氣的穿透能力比干熱空氣強；（2）微生物細胞極易吸收水分子，使蛋白質變性和凝固；（3）高溫水蒸氣接觸滅菌物品后，可凝固成水并放出潛能，使滅菌溫度迅速提高，加速微生物的死亡。2．延滯期有何特點？如何縮短延滯期？延滯期出現的原因是什么？答：特點：（1）生長速率常數等于零；（2）細胞形態變大或增長很快；（3）細胞內RNA特別是rRNA含量增多，原生質呈嗜堿性；（4）合成代謝活躍，酶類和ATP合成加快，產生各種誘導E；（5）對不良條件，如NaCl濃度、溫度、抗生素等藥物反應敏感。影響延緩期長短的因素因素很多，主要有四種：（1）遺傳學方法改變菌種的遺傳特性；（2）接種菌齡：以對數期接種齡的種子接種，則子代培養物的延緩期就短；反之，如以延緩期或衰亡期的種子接種，則子代培養物的延緩期就長；如果以穩定期的種子接種，則延緩期居中。（3）接種量：接種量的大小明顯影響延緩期的長短。一般說來，接種量大，則延緩期短，反之則長。因此，在發酵工業上，為縮短延緩期以縮短發酵周期，通常都采用較大的接種量（種子：發酵培養基=1：10，v/v）。（4）培養基成分：接種到營養豐富的天然培養基中的微生物，要比接種到營養單調的合成培養基中的延緩期短。所以，一般要求發酵培養基的成分與種子培養基的成分盡量接近，且應適當豐富些。出現延滯期的原因：是由于接種到新鮮培養液的種子細胞中，一時還缺乏分解或催化有關底物的酶或輔酶，或是缺乏充足的中間代謝物，為產生誘導酶或合成有關的中間代謝物，就需要有一段用于適應的時間，此即延緩期。3．對數期有何特點？處于此期的微生物有何應用？答：特點：（1）生長速率常數（單位時間繁殖的平均代數）最大，因而細胞分裂一次所需的增代時間最短。（2）細胞進行平衡生長，菌體內各種成分最為均勻，形態、生理特征性較為一致，是研究的好材料。（3）酶系活躍代謝旺盛。因此發酵工業中常用做生產種子菌；也是增殖噬菌體的最適宿主菌齡；實驗室中也多采用對數期的細胞作為實驗材料。4．穩定期有何特點？穩定期到來的原因是什么？答：特點：（1）是生長速率常數等于0，即處于新繁殖的細胞數與衰亡數相等，或正生長與負生長相等的動態平衡之中。（2）這時菌體產量達到了最高點，而且菌體產量和營養物質的消耗呈現出一定的比例關系，稱生長得率（生長產量常數），＜100%。（3）細胞開始貯存糖原，異染顆粒和脂肪等。（4）多數芽孢桿菌開始形成芽孢。（5）有些微生物開始合成次生代謝產物——抗生素。穩定期到來的原因：由于對數期細菌活躍生長引起周圍環境條件發生了一系列變化：（1）營養物，尤其是限制性因子耗盡；（2）營養比例失調，例C/N不適等；（3）酸、醇、毒素或H2O2等有害代謝產物積累；（4）pH、Eh的等理化條件越來越不適等。限制了菌體細胞繼續以高速度進行生長和分裂。5．與分批發酵相比，連續培養有何優缺點？答：優點：（1）恒定的條件菌體以恒定速率生長；（2）縮短周期、提高生產設備利用率、降低成本；（3）高效；（4）節約人力、能源；（5）自控；（6）產品質量穩定。缺點：（1）營養物利用率低；（2）時間長、污染機會多；（3）菌種易退化。連續培養法在工業上稱為連續發酵。在生產實踐上，連續培養技術已經廣泛用于酵母菌體的生產，乙酸、乳酸和丙酮-丁醇等發酵，以及用假絲酵母進行石油脫蠟或是污水處理中。6．試比較滅菌、消毒、防腐和化療之間的區別。答：比較項目滅菌消毒防腐化療處理因素處理對象微生物類型對微生物作用實例強烈理化因素任何物體內外一切微生物徹底殺滅加壓蒸汽滅菌、輻射滅菌、化學殺菌劑溫和理化因素生物體表面，酒、乳等有關病原菌殺死或抑制70%酒精消毒、巴氏消毒法理化因素有機質物體內外一切微生物抑制或殺死冷藏、干燥、糖漬、鹽腌、缺氧、化學防腐劑化學治療劑宿主體內有關病原菌抑制或殺死抗生素、磺胺藥、生物藥物素7．試比較恒化培養和恒濁培養兩種連續培養方式。答：名稱裝置控制對象培養基培養基流速生長速率產物應用恒濁培養恒濁器菌體密度，內控制無限制因子不恒定最高大量菌體及與菌體相平行的代謝產物生產恒化培養恒化器培養基流速，外控制有限制生長因子恒定低于最高不同生長速率的菌體實驗8．試述溫度對微生物生長的影響的具體表現。答：具體表現在：（1）影響酶活性，微生物生長過程中所發生的一系列化學反應絕大多數是在特定酶催化下完成的，每種酶都有最適的酶促反應溫度，溫度變化影響酶促反應速率，最終影響細胞物質合成；（2）影響細胞質膜的流動性，溫度高流動性大，有利于物質的運輸，溫度低流動性降低，不利于物質的運輸，因此溫度變化影響營養物質的吸收與代謝產物的分泌；（3）影響物質的溶解度，物質只有溶于水才能被機體吸收或分泌，除氣體物質外，溫度上升物質的溶解度增加，溫度降低物質的溶解度降低，最終影響微生物的生長。9．pH影響微生物生長的具體機制。答：（1）影響培養基中營養物質離子化程度，從而影響微生物對營養物質的吸收；（2）影響環境中有害物質對微生物的毒性；（3）影響代謝反應中的各種酶的活性；（4）影響菌體細胞膜的帶電荷性質、穩定性及其對物質的吸收能力；（5）使菌體表面蛋白變性或水解。10．簡述超聲波殺菌的機理。答：超聲波處理微生物懸液可以達到消滅它們的目的。超聲波處理微生物懸液時由于超聲波探頭的高頻率振動，引起探頭周圍水溶液的高頻率振動，當探頭和水溶液兩者的高頻率振動不同步時能在溶液內產生空當即空穴，空穴內處于真空狀態，只要懸液中的細菌接近或進入空穴區，由于細胞內外壓力差，導致細胞裂解，達到滅菌的目的，超聲波的這種作用稱為空穴作用；另一方面，由于超聲波振動，機械能轉變為熱能，導致溶液溫度升高，使細胞產生熱變性以抑制或殺死微生物。目前超聲波處理技術廣泛用于實驗室研究中的破細胞和滅菌。11．簡述專性需氧菌、專性厭氧菌、耐氧菌對氧氣有不同需求的生化原理。答：專性需氧菌有完整的呼吸鏈，以O2作為最終氫受體。在有氧時，形成的中間產物過氧化氫和超氧化物對細胞有毒害作用。但需氧菌具有破壞毒性中間產物的酶類。接觸酶和過氧化物酶催化過氧化氫的分解。絕大多數真菌和多數細菌、放線菌都屬于此類。專性厭氧菌：不存在上述分解有害氧化物的酶類。因此，厭氧菌一旦接觸氧氣就停止生長甚至很快死亡。如梭菌屬、脫硫弧菌屬、絕大多數產甲烷菌等。耐氧菌：是一類可在分子氧存在下進行厭氧生活的厭氧菌，即它們的生長不需要氧，氧氣存在對它既無利也無害，不起作用。它們不具有呼吸鏈，是通過專性發酵（底物水平磷酸化）獲得能量的，所以不受氧氣的影響。細胞內存在SOD和過氧化物酶POD，但缺乏過氧化氫酶。12．嗜冷微生物能在低溫下生活的原因是什么？答：（1）嗜冷微生物體內的酶在低溫下仍能有效地起催化作用；（2）膜中含有不飽和脂肪酸的成分較高，在低溫下也能保持半流體狀態，仍能進行活躍的物質傳遞，支持微生物的生長。13．嗜熱微生物能在高溫下生活的原因是什么？答：（1）生物體的酶比別的蛋白質具有更強的抗熱性；（2）其核酸也有保證熱穩定性的結構；（3）細胞膜中含有較多的飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸，使膜具有熱穩定性。14．磺胺類藥物抑菌機理是什么？答：磺胺類藥物的磺胺，其結構與細菌的一種生長因子，即對氨基苯甲酸（PABA）高度相似。許多致病菌具有二氫蝶酸合成酶，該酶以對氨基苯甲酸為底物之一，經一系列反應，自行合成四氫葉酸。四氫葉酸是一種輔酶，其功能是負責合成代謝中的一碳基轉移，而PABA則為該輔酶的一個組分。一碳基轉移是細菌中嘌呤、嘧啶、核苷酸與某些氨基酸生物合成中不可缺少的反應。當環境中存在磺胺時，某些致病菌的二氫蝶酸合成酶在以二氫蝶啶和PABA為底物縮合生成二氫蝶酸的反應中，可錯把磺胺當作對氨基苯甲酸為底物之一，合成不具功能的“假”二氫蝶酸，即二氫蝶酸的類似物。二氫蝶酸是二氫蝶啶和PABA為底物最終合成四氫葉酸的中間代謝物，而“假”二氫蝶酸導致最終不能合成四氫葉酸，從而抑制細菌生長，即磺胺藥物作為競爭性代謝拮抗物或代謝類似物使微生物生長受到抑制，從而對這類致病菌引起的病患具有良好的治療功效。微生物的生態一、名詞解釋1．生態系統：在一定的空間內生物的成分和非生物的成分通過物質循環和能量流動互相作用、互相依存而構成的一個生態學功能單位。2．生物圈：是地球表面進行生命活動的有機圈層，活動于大氣圈下層、水圈、巖石圈及活動于三圈界面（土壤圈）的生物組成。3．食物鏈：能量以食物的形式從一類生物轉變另一類生物，這種有依賴性的鎖鏈式食物系統。4．生態平衡：在生態系統內生物與環境條件之間形成相對協調穩定的狀態，即為生態平衡。5．根圈：指生長中的植物根系直接影響的土壤范圍。包括根系表面至幾mm的土壤區域，是植物根系有效吸收性養分的范圍，也是根系分泌作用旺盛的部位，因而是微生物和植物相互作用的界面。6．根圈效應：同根圈外土壤中微生物群落相比，生活在植物根圈中的微生物在數量、種類和活性上都有明顯不同，表現出一定的特異性，這種現象稱為根圈效應。7．貧營養型細菌：指一些在1～15mgc/L低含量有機質培養基中生長的細菌。8．富營養型細菌：指一些能生長在營養物質濃度很高（10gc/L）的培養基中的細菌，它們在貧營養基中反復培養后即行死亡。9．兼性貧營養型細菌：指一些在富營養培養基中經反復培養后也能適應并生長的貧營養細菌。10．正常菌群：生活在健康動物個各部位、數量大、種類較穩定且一般是有益無害的微生物，稱為正常菌群。11．條件致病菌：凡屬正常菌群的微生物由于機體防御性能降低（如皮膚大面積燒傷、機體受涼或過度疲勞等）、生存部位的改變（如因外傷或手術等原因，大腸桿菌進入腹腔或泌尿生殖系統，引起腹膜炎、腎炎或膀胱炎等炎癥）或因數量急劇增加（如長期服用廣譜抗生素，腸道內敏感細菌被抑制，而不敏感菌大量繁殖，從而引起病變，即菌群失調癥。）等情況而引起致病者稱為條件致病菌。12．極端環境：指高等動植物不能生長，大多數微生物不能生活的高溫、低溫、強酸、強堿、高鹽、高壓、高輻射、缺氧等特殊環境稱為極端環境。13．互生：一種微生物的生活動對另一種微生物產生有利影響，而本身不受害也不得利。14．共生：兩種微生物之間的互惠作用。兩種微生物在一起時形成特殊的結構并行使特殊功能功能，兩者高度協調和彼此得利。15．拮抗：一種微生物通過產生特殊代謝產物或改變環境條件中來抑制或殺死另一種微生物的現象。16．生物修復：也曾稱生物恢復、生物清除、生物再生和生物凈化等。即是人為地利用和加強生物的代謝活動和其代謝產物降解和富集有害有毒污染物，從而恢復被污染環境的生產價值或景觀價值的一個受控和自發進行的生物學過程。五、簡答題1．微生物生態系統的特點有哪些？答：（1）微環境：是指緊密圍繞微生物細胞的環境。與微生物的關系更為密切對微生物生存發展有更重要的影響。同一土體內：有許多不同類型的微環境。一段根系內：有許多不同類型的微環境。（2）穩定性：種類多樣性決定其穩定性。微生物：優勢種：種類少、數量大；非優勢種：種類多、個體數量少。（3）適應性：改變環境能力差，一般不能抵抗環境的劇烈變化，而是通過改變群體的結構以適應新環境，形成新生態系統。2．生態平衡發展到成熟階段，在哪些方面保持平衡？答：生態平衡發展到成熟階段，在三方面保持平衡：（1）生產者、消費者、分解者按一定量比關系結合；（2）物質循環和能量流動協調暢通；（3）系統的輸入和輸出在數量上接近相等，使生物和環境之間形成相對生態平衡協調穩定的狀態。4．為什么說土壤是微生物生活的大本營？答：土壤是微生物的合適生境，土壤具備微生物生存的一切條件因此是微生物的“大本營”。（1）生物殘體為微生物提供了良好的碳源、氮源和能源，巖石風化為微生物提供了大量的礦質元素和微量元素。（2）土壤水分盡管因土壤類型、作物情況、季節、氣候和植被不同有所差異，但基本上都能滿足微生物的需要。（3）土壤中的滲透壓往往與微生物生長所要求的滲透壓接近。（4）土壤環境有合適的酸堿度。大多數土壤的pH值在5.5~8.5，是多數微生物生活的適宜pH。（5）土壤是不均勻介質，微環境通氣狀況不同，滿足了對氧氣有不同要求的各類微生物的需求。（6）土壤溫度隨季節和晝夜的變化幅度大大低于氣溫的變化，而有利于微生物的生長。（7）土壤能保護微生物不受烈日的暴曬，從而可使微生物免受各種射線的傷害。5．根圈微生物對植物有哪些影響？答：根際微生物對植物的有益影響：（1）改善營養條件：分解各種元素；解磷、鉀、固氮。（2）分泌植物生長刺激素。（3）分泌抗生素殺死病原菌→生物農藥；（4）產生鐵載體：保護植物免受病原菌侵害。（競爭微量三價鐵）。有害影響：（1）引起作物病害；（2）產生有毒物質：分泌毒素→抑制發芽、幼苗生長等；（3）競爭有限養分。7．菌根菌和植物間在共生作用中是如何分工的？答：（1）植物為菌根菌提供定居場所，供給光合產物；（2）菌根菌的菌絲纖細，表面大，可擴大根系吸收面積；（3）菌根菌能活化土壤養分特別是有機、無機磷化物，供植物利用；（4）菌根菌合成某些維生素類物質，促進植物生長發育。第九章微生物在農業上的應用一、名詞解釋1．微生物肥料：利用有益微生物為植物提供有效養料促進生長的微生物接種劑。狹義微生物肥料的概念是指微生物接種劑，即具有特殊效能的微生物經過擴大培養（根瘤菌）和草炭或蛭石等載體組成，此類制品主要用于拌種。廣義的微生物肥料的概念正如中國科學院院士、我國土壤微生物學的奠基人、華中農業大學陳華癸教授所指出的：所謂微生物肥料，是指一類含有活微生物的特點制品，應用于農業生產中，能夠獲得特定的肥料效應，在這種效應的產生中，制品中活微生物起關鍵作用，符合上述定義的制品均應歸人微生物肥料。2．微生物農藥：利用有益微生物及其代謝產物防治植物病蟲害和清除雜草的一類微生物制劑。3．農用抗生素：農用抗生素是由微生物產生的對微生物、昆蟲、植物等其它生物顯示特異性藥理作用的化學物質，這是一種具有高度活性的微生物新陳代謝產物。4．微生物殺蟲劑：這是專門針對殺滅植物或動物害蟲的微生物農藥，如蘇云金芽孢桿菌制劑，就是專門用于殺滅鱗翅目等昆蟲的微生物農藥。5．微生物除草劑：利用某些微生物對某些雜草具有病害殺滅作用的特性，對其進行培養擴大生產的微生物制劑，用于殺滅某些雜草或非目標作物。6．微生物殺菌劑：利用某些微生物能寄生或其代謝產物能拮抗、抑制甚至殺死病原微生物的特性而生產的微生物制劑。7．沼氣發酵：生長在厭氧條件下有水解發酵性細菌、產氫產乙酸細菌、產甲烷細菌等不同的微生物類群協同作用，將有機物轉化為簡單的短鏈有機酸、有機醇，再形成氫、CO2、乙酸，最后形成甲烷、CO2和其他極少量的NH3、H2S等物的生物學過程。8．“5406”放線菌肥：利用“5406”放線菌即細黃鏈霉菌生產制成的微生物肥料，具有抗植物細菌性病原菌、某些生長刺激因子。9．磷細菌肥料：一類促使土壤中不能被作物利用的有機態或無機態磷化物轉化為有效磷，從而改善作物的磷素營養，促使作物增產的菌肥。10．鉀細菌肥料：又稱生物鉀肥、硅酸鹽菌劑，是由人工選育的高效硅酸鹽細菌經過工業發酵而成的一種生物肥料。其主要有效成分是活的硅酸鹽細菌。五、簡答題1．微生物肥料有哪些作用？答：微生物肥料的作用主要是與營養元素的來源和有效性，或作物吸收營養、水分和抗病（蟲）有關，概括起來有以下幾個方面：（1）提高土壤肥力，這是微生物肥料的主要作用之一。（2）制造和協助農作物吸收營養；（3）增強植物抗病（蟲）和抗旱能力；（4）減少化肥的施用量和提高作物品質。2．為什么說微生物殺蟲劑和微生物肥料是值得推廣應用的？但又為什么一直很難推廣應用？答：微生物殺蟲劑和微生物肥料是值得推廣應用的，其原因可從化學殺蟲劑、化肥的劣勢，例如：造成環境嚴重污染，生態遭到破壞，害蟲抗藥性大增，人、畜常中毒傷亡等方面；相比之下，微生物殺蟲劑和微生物肥料在這些方面的優勢；隨著社會的進步，生活水平的提高，可持續發展已為國際共識，這3方面進行分析闡述。但又為什么一直很難推廣應用，其原因可從與化學殺蟲劑、化肥的優勢相比，微生物殺蟲劑和微生物肥料的劣勢，加之新觀念、新產品的推廣等困難和問題等方面，進行敘述。3．簡述蘇云金芽孢桿菌殺蟲機理。答：蘇云金芽孢桿菌能產生多種毒素，現在已知的有4種，即晶體毒素（δ內毒素，是一種堿性蛋白質）、β-外毒素（一種熱穩定性核酸衍生物）、α外毒素（一種卵磷脂酶）和γ外毒素。蘇云金桿菌還能產生幾丁質酶、葉蜂毒素等毒效成分。蘇云金桿菌菌劑的殺蟲成分包括芽孢、晶體毒素及β-外毒素等。起毒殺作用的主要是晶體毒素。蘇云金桿菌主要是經昆蟲的口侵入，在中腸堿性腸液中晶體溶解，并水解為具有毒性的短肽。這些毒性肽作用于昆蟲腸上皮細胞，導致腸壁穿孔，芽孢、菌體及腸道內含物侵入