《微生物学》(沈萍-陈向东)课后习题答案

微生物习题集

第一章 绪论

一、术语或名词

1．微生物(microorganism) 因太小，一般用肉眼看不清楚的生物。这些微小生物包括：无细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)；具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。但其中也有少数成员是肉眼可见的。

2．微生物学(microbiology) 研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学，分离和培养这些微小生物需要特殊技术。

3．分子微生物学(molecularmicrobiology) 在分子水平上研究微生物生命活动规律的科学。 4．细胞微生物学(cellularmicrobiology) 重点研究微生物与寄主细胞相互关系的科学。

5．微生物基因组学(microbic genomics) 研究微生物基因组的分子结构、信息含量及其编码的基因产物的科学。

6．自生说(spontaneousgeneration) 一个古老的学说，认为一切生命有机体能够从无生命的物质自然发生的。

7．安东·列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek，1632—1723) 荷兰商人，他是真正看见并描述微生物的第一人，他利用自制放大倍数为50～300倍的显微镜发现了微生物世界(当时被称之为微小动物)，首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物界。 8．路易斯·巴斯德(LouisPasteur，1822—1895) 法国人，原为化学家，后来转向微生物学研究领域，为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，成为微生物学的奠基人。主要贡献：用曲颈瓶实验彻底否定了“自生说”，从此建立了病原学说，推动了微生物学的发展；研究了鸡霍乱，发现将病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱病；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，证实其免疫学说，为人类防病、治病做出了重大贡献；分离到了许多引起发酵的微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引起的，也发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是不同细菌所引起的，为进一步研究微生物的生理生化和工业微生物学奠定了基础。

9．罗伯特．柯赫(Robert Koch，1843—1910) 德国人，著名的细菌学家，曾经是一名医生，对病原细菌的研究做出了突出的贡献：A具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；B分离、培养了肺结核病的病原菌，这是当时死亡率极高的传染性疾病，因此柯赫获得了诺贝尔奖；C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——柯赫氏定律。他也是微生物学的奠基人。

10．伍连德(1879—1960) 我国广东香山人，著名公共卫生学家，我国海港检疫创始人。他用微生物学理论和技术对鼠疫和霍乱的病原进行研究和防治，在中国最早建立起卫生防疫机构，培养了第一支预防鼠疫的专业队伍，在他的领导和组织下，有效地战胜了1910—1911和1920—1921年间我国东北各地鼠疫的大流行，被国际上誉为著名的防疫专家，世界鼠疫会议1911年4月在我国沈阳举行时，他任大会主席和中国首席代表。著有“论肺型鼠疫”、“鼠疫概论”和“中国医史”等。

11．汤飞凡(1879—1958) 我国湖南醴陵人，著名的医学微生物学家，在医学细菌学、病毒学和免疫学等方面的某些领域做出·了显著的贡献，特别是首次应用鸡胚卵黄囊接种法从病人的眼结膜刮屑物中分离、培养沙眼衣原体的成功，确证了沙眼衣原体的存在，为世界上首创，成为医学微生物学方面的重大成果。

12．SARS Severe Acute Respiratory Syndrome的简称，严重急性呼吸道综合征，即我国称为的非典型肺炎，也简称为非典。 二、习 题 填空题

1．微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来 的同时也带来 。

2．1347年的一场由 引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1／3的人(约2 500万人)死于这场灾难。

3．2003年SARS在我国一些地区迅速蔓延，正常的生活和工作节奏严重地被打乱，这是因为SARS有很

强的传染性，它是由一种新型的 所引起。

4．微生物包括： 细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)；具细胞结构的真细菌、古生菌；具 细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。

5．著名微生物学家Roger Stranier提出，确定微生物领域不应只是根据微生物的大小，而且也应该根据有别于动、植物的 。

6．重点研究微生物与寄主细胞相互关系的新型学科领域，称为 。

7．公元6世纪(北魏时期)，我国贾思勰的巨著“ ”详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。

8，19世纪中期，以法国的 和德国的 为代表的科学家，揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。 和 是微生物学的奠基人。 9．20世纪中后期，由于微生物学的 、 等技术的渗透和应用的拓宽及发展，动、植物细胞也可以像微生物一样在乎板或三角瓶中分离、培养和在发酵罐中进行生产。

10．目前已经完成基因组测序的3大类微生物主要是 、 及 。而随着基因组作图测序方法的不断进步与完善，基因组研究将成为一种常规的研究方法，为从本质上认识微生物自身以及利用和改造微生物将产生质的飞跃。

11．微生物从发现到现在的短短的300年间，特别是20世纪中期以后，已在人类的生活和生产实践中得到广泛的应用，并形成了继动、植物两大生物产业后的 。 选择题(4个答案选1)

1．当今，一种新的瘟疫正在全球蔓延，它是由病毒引起的( )。 A 鼠疫 B 天花 C 艾滋病(AIDS) D 霍乱 2．微生物在整个生物界的分类地位，无论是五界系统，还是三域(domain)系统，微生物都占据了( )的“席位”。

A 少数 B 非常少数 C 不太多 D 绝大多数

3．微生物学的不断发展，已形成了基础微生物学和应用微生物学，它又可分为( )的分支学科。 A 几个不同 B 少数有差别 C许多不同 D4个不同 4．公元9世纪到10世纪我国已发明( )。

A曲蘖酿酒 B用鼻苗法种痘 C烘制面包 D酿制果酒

5．安东·列文虎克制造的显微镜放大倍数为( )倍，利用这种显微镜，他清楚地看见了细菌和原生动物。

A50—300 B10左右 C2—20 D500～1 000

6．据有关统计表明，20世纪诺贝尔奖的生理学或医学奖获得者中，从事微生物问题研究的就占了( ) 。

A1／10 B2／3 C1／20 D1／3

7．巴斯德为了否定“自生说”，他在前人工作的基础上，进行了许多试验，其中著名的( )无可辩驳地证实：空气中确实含有微生物，它们引起有机质的腐败。

A厌氧试验 B灭菌试验 C曲颈瓶试验 D菌种分离试验

8．柯赫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——( )。 A巴斯德原则 B柯赫原则 C 菌种原则 D 免疫原理

9．微生物基因组序列分析表明，在某些微生物中存在一些与人类某些遗传疾病相类似的基因，因此可以利用这些微生物作为( )来研究这些基因的功能，为认识庞大的人类基因组及其功能做出重要贡献。

A 模式生物 B 受体 C 供体 D 突变材料 10．我国学者汤飞凡教授的( )分离和确证的研究成果，是一项具有国际领先水平的开创性成果。 A 鼠疫杆菌 B 沙眼病原体 C 结核杆菌 D天花病毒 是非题

1．微生物是人类生存环境中必不可少的成员，有了它们才使得地球上的物质进行循环，否则地球

上的所有生命将无法繁衍下去。

2．由于现代生物技术的应用，尤其是基因治疗和基因工程药物的产生，许多已被征服的传染病，例如：肺结核、疟疾、霍乱、天花等，不可能有“卷土重来”之势。

3．当今研究表明：所有的细菌都是肉眼看不见的。

4．微生物学家要获得微生物的纯种，通常要首先从微生物群体中分离出所需的纯种，然后还要进行培养，因此研究微生物一般要使用特殊的技术，例如：消毒灭菌和培养基的应用等，这也是微生物学有别于动、植物学的。

5．巴斯德不仅用曲颈瓶实验证明微生物非自然发生，推翻了争论已久的“自生说”，而且做了许多其他重大贡献，例如：证明乳酸发酵是由微生物引起的，首次制成狂犬疫苗，建立了巴氏消毒法等。

6．细菌学、真菌学、病毒学、原生动物学、微生物分类学、发酵工程、细胞工程、遗传工程、基因工 程、工业微生物学、土壤微生物学、植物病理学、医学微生物学及免疫学等，都是微生物学的分支学科。

7．微生物学的建立虽然比高等动、植物学晚，但发展却十分迅速，其重要原因之一，动、植物结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢，特别是人类遗传学的限制大。

8．微生物学与迅速发展起来的分子生物学理论和技术以及其他学科汇合，使微生物学全面进入分子研究水平，并产生了其分支学科“分子微生物学”。

9．在基因工程的带动下，传统的微生物发酵工业已从多方面发生了质的变化，成为现代生物技术的重要组成部分。

10．DNA重组技术和遗传工程的出现，才导致了微生物学的许多重大发现，包括质粒载体，限制性内切酶、连接酶、反转录酶等。

11．微生物个体小、结构简单、生长周期短，易大量繁殖，易变异等特性，因而与动、植相比，十分难于实验操作。

12．现在，微生物学研究的不可替代性，并将更加蓬勃发展，这是因为微生物具有其他生物不具备的生物学特性；又具有其他生物共有的基本生物学特性，及其广泛的应用性。 问答题

1．用具体事例说明人类与微生物的关系。

2．为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?

3．为什么微生物学比动、植物学起步晚，但却发展非常迅速? 4．简述微生物学在生命科学发展中的地位。

5．试述微生物学的发展前景 三、习题解答 填空题

1．巨大利益 “残忍”的破坏 2．鼠疫杆菌 3．病毒 4．无 原核 真核 5．研究技术 6．细胞微生物学 7．齐民要术 8．巴斯德 柯赫 巴斯德 柯赫9．消毒灭菌分离培养10．模式微生物 特殊微生物 医用微生物 11．第三大产业 选择题 1． C 2． D 3． C 4． D 5． A 6． D 7． C 8． B 9． A 10． B 是非题对错错对对 错对对对错 错对 问答题

1．微生物与人类关系的重要性，可以从它们在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害两方面进行分析。能够例举：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产；微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不可少的成员；过去瘟疫的流行，现在一些病原体正在全球蔓延，许多已被征服的传染病也有“卷土重来”之势；食品的腐败等等具体事例说明。

2．这是由于巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立 的学科开始形成。巴斯德彻底否定了“自然发生”学说；发现将病原菌减毒可诱发免疫性，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种；证实发酵是由微生物引起的；创立巴斯德消毒法等。柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就：证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌，发现了肺结核病的病原菌，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——柯赫原则，创建了分离、纯化微生物的技术等。

3．其原因从下列几方面分析：微生物具有其他生物不具备的生物学特性；微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；微生物个体小、结构简单、生长周期短，易大量培养，易变异，重复性强等优势，十分易于操作。动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢。微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。

4．20世纪40年代，随着生物学的发展，许多生物学难以解决的理论和技术问题十分突出，特别是 遗传学上的争论问题，使得微生物这样一种简单而又具完整生命活动的小生物成了生物学研究的“明星”。微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅 速的发展，为整个生命科学的发展做出了巨大的贡献(可举例说明)，在生命科学的发展中占有重要的地位。

5．可从以下几方面论述微生物学的发展前量景：微生物基因组学研究将全面展开；以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为研究内容的微生物生态学、环境微生物学、细胞微生物学等，将在基因组信息的基础上获得长足发展，为人类的生存和健康发挥积极的作用；微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视；与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展；微生物产业将呈现全新的局面。培养物能较好地被研究、利用和重复结果。

第二章 微生物的纯培养和显微镜技术

一、术语或名词

1．菌落(c010ny) 单个微生物细胞在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到——定程度形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。

2．菌苔(lawn) 固体培养基表面众多菌落连成一片时所形成的微生物生长群体。

3．平皿(Petri dish) 由玻璃或透明塑料制成的圆形皿底和皿盖组成，皿盖可覆盖于皿底之 上，防止空气中微生物的污染。其英文名称是为纪念其发明者Richard Petri。

4．纯培养物(pureculture) 由一种微生物组成的细胞群体，通常是由一个单细胞生长、繁殖所形成。

5．培养基(culturemedium) 供微生物生长、繁殖的营养基质，根据其中固化剂含量的不同可分为固体、半固体、液体3种。

6．无菌技术(aseptic technique) 在分离、转接及培养纯种微生物时，防止其被环境中微生物污染或其自身污染环境的技术。

7．培养平板(cultureplate) 常简称为平板，指固体培养基倒人无菌平皿，冷却凝固后所形成的培养基平面。

8．稀释倒平板法(pour plate method) 将待分离的材料稀释后与已熔化并冷却至50℃左右的琼脂培养基混合，摇匀后制成可能含菌的培养平板，保温培养后分离得到的微生物菌落生长在固体培养基表面和里面。

9．涂布平板法(spread plate method) 在培养平板表面均匀涂布经过稀释的微生物悬液后，保温培养，在固体培养基表面得到生长分离的微生物菌落。

10．平板划线法(streakplatemethod) 用接种环在培养平板表面划线接种微生物，使微生物细胞数量随着划线次数的增加而减少，并逐步分开。保温培养后，在固体培养基表面得到生长分离的微生物菌落。

11．稀释摇管法(dilutionshakeculturemethod) 将待分离的材料稀释后与已熔化并冷却至 50~C左右的琼脂培养基混合，摇匀后用石蜡封盖，保温培养后分离得到的微生物菌落生长在琼脂柱中间。

12．单细胞分离法(singlecellpickupmethod) 采用显微操作技术直接挑取微生物的单细胞(孢子)，培养后获得纯培养物。

13．富集培养(enrichmentculture) 利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适应于该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，从自然界中分离到所需的特定微生物。

14．二元培养物(two—componentculture) 由两种具有特定关系(例如寄生或捕食)的微生 物组成的混合培养物。

15．原子力显微镜(atomicforcemicroscope) 扫描探针显微镜的一种，利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的扫描，同时通过一个激光装置来监测探针随样品表面的升降变化来获取样品表面

形貌的信息。

16．明视野显微镜(bright—field microscope) 这种显微镜的照明方式为透射照明，即光线直接进入视野，在一个相对明亮的背景中形成一个暗的物像。

17．聚焦扫描激光显微镜(confocal scanning laser microscope，CSLM) 这种显微镜采用激光作为光源，每次仅对一个点进行照射，从而大大减少样品其他部分发出的杂散光的干扰。观察时通过激光器或载物台扫描，计算机处理，最终获得反差鲜明、高分辨率的三维立体数字图像。

18．荧光显微镜(fluorescence microscope) 这种显微镜用紫外线或蓝紫光照射经过荧光染料染色的样品，然后观察激发出的荧光所形成的物像。

19．数值孔径(numerical aperture) 决定显微镜物镜分辨率性能物理指标，取决于物镜的镜口角和玻片与镜头间介质的折射率。

20．相差显微镜(phase—contrast microscope) 这种光学显微镜通过特殊的装置把样品不同部位间折射率和细胞密度的微弱差异转变为人眼可以察觉的明暗差，可在不染色的情况下对透明的活细胞及其内部结构进行直接观察。

21．分辨率(resolution) 能辨析两点之间最小距离的能力，距离越小，分辨率越高。

22．扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM) 这种电子显微镜用电子束扫描样品表面，收集从表面发出的二次电子形成样品的表面图像。

23．扫描探针显微镜(scanning probe microscope) 通过在物体表面移动一种敏锐的探针来研究表面特征的显微镜(如扫描隧道显微镜)。

24．扫描隧道显微镜(scanning tunnelingmicroscope) 扫描探针显微镜的一种，用细小的探针在样品表面进行扫描，通过检测针尖和样品间隧道效应电流的变化形成物像。

25．透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscope) 这种显微镜用电子束透射样品，用磁透镜使散射的电子聚焦成像。

26．反差(contrast) 被观察物区别于背景的程度。

27．暗视野显微镜(dark—field microscope) 这种显微镜利用特殊的聚光器进行斜射照明，经样品反射或折射的光线进入物镜成像。

28．固定(fixation) 制样过程中使整个机体及其细胞的内、外结构被保存并固定在适当位置的过程。

29．负染色(negative staining) 染料使背景颜色加深而样品没有着色的染色法。 30．菌丝体(mycelium) 聚成一团的分支菌丝，见于真菌和某些细菌。 31．菌丝(hypha) 大多数霉菌和某些细菌的结构单位，管形丝状体。 32．双球菌(diplococcus) 分裂后成对排列的球菌。 33．球菌(COCCUS) 细胞大致呈球状的细菌。 34．螺菌(spirillum) 刚性的螺旋状细菌。

35．螺旋体(spirochete) 柔韧的螺旋状细菌，具有周质鞭毛。 36．杆菌(rod) 细胞呈杆状的细菌。

37．柄细菌(prosthecate bacteria) 细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性细柄的细菌。

38．霉菌(mold) 以多细胞丝状群体形式生存的真菌。

39．真菌(fungi) 有线粒体，无叶绿体，没有根、茎、叶分化，以无性和有性孢子进行繁殖的真核微生物。

40．酵母菌(yeast) 单细胞真菌。

41．藻类(algae) 能进行光合作用的真核微生物。

42．原生动物(prokaryote) 缺少真正细胞壁，具有运动能力，进行吞噬营养的单细胞真核微生物。

二、习 题 填空题

1．动植物的研究能以 体为单位进行，而对微生物的研究一般用 体。

2．在微生物学中，在人为规定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体称为培养物，其中只有

3．一般情况下，培养微生物的器具，在使用前必须先行 ，使容器中不含 。

4．用培养平板进行微生物纯培养分离的方法包括： 、 和 。

5．微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征，可以成为对该微生物进行 、 的重要依据。

6．微生物保藏的目标就是要使所保藏菌株在一段时间不 、不 和不 。

7．一般说来，采用冷冻法时，保藏温度越 ，保藏效果越 。 8, 、 和 是影响显微镜观察效果的3个重要因素。

9．光学显微镜能达到的最大有效放大倍数是 ，这时一般使用 X的目镜，和 x的物镜，并应在物镜镜头和玻片之间加 。

10．采用明视野显微镜观察未经染色的标本(如活的细胞)时， 光的 和 都没有明显的变化，因此，其形态和内部结构往往难以分辨。 11．在 的照射下，发荧光的物体会在黑暗的背景下表现为光亮的有色物体，这就是荧光显微技术的原理。

12．透射电子显微镜用电子作为 ，因此其分辨率较光学显微镜有很大提高，但镜筒必须是 环境，形成的影像也只能通过 或 进行观察、记录。

13．在显微镜下不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为 、 与 3种。

14．霉菌菌体均由分支或不分支的菌丝构成。许多菌丝交织在一起，称为 。在固体培养基上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为 ；另一部分则向空中生长，称为 。有的气生菌丝发育到一定阶段，分化成 。

15． 是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。它们个体微小，大多数都需要显微镜才能看见。 选择题（4个答案选1）

1．培养微生物的常用器具中，( )是专为培养微生物设计的。 A平皿 B试管 C烧瓶 D烧杯

2．( )可用来分离培养出由科学家设计的特定环境中能生长的微生物，尽管我们并不知道什么微生物能在这种特定的环境中生长。

A选择平板 B富集培养 C稀释涂布 D单细胞显微分离 3．下面哪一项不属于稀释倒平板法的缺点?( )

A菌落有时分布不够均匀B热敏感菌易被烫死 C严格好氧菌因被固定在培养基中生长受到影响 D环境温度低时不易操作

4．下面哪一种方法一般不被用作传代保藏?( )

A琼脂斜面 B半固体琼脂柱 C培养平板 D摇瓶发酵

5．冷冻真空干燥法可以长期保藏微生物的原因是微生物处于( )的环境，代谢水平大大降低。

A干燥、缺氧、寡营养 B低温、干燥、缺氧 C低温、缺氧、寡营养 D低温、干燥、寡营养 6．对光学显微镜观察效果影响最大的是( )。 A目镜 B物镜 C聚光器 D总放大倍数

7．暗视野显微镜和明视野显微镜的区别在于( )。A目镜 B物镜 C聚光器 D样品制备

8．相差显微镜使人们能在不染色的情况下，比较清楚地观察到在普通光学显微镜和暗视野显微镜下都看不到或看不清的活细胞及细胞内的某些细微结构，是因为它改变了样品不同部位间光的( )，使人眼可以察觉。

A波长 B颜色 C相位 D振幅

9．( )不是鉴别染色。A抗酸性染色 B革兰氏染色 C活菌染色 D芽孢

染色

10．细菌的下列哪项特性一般不用作对细菌进行分类、鉴定?( )

A球菌的直径 B球菌的分裂及排列 C杆菌的直径 D杆菌的分裂及排列 是非题

1．为了防止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各种金属、塑料及硅胶帽，并在使用前进行高温干热灭菌。

2，所有的微生物都能在固体培养基上生长，因此，用固体培养基分离微生物的纯培养是最重要的微生物学实验技术。

3．所有的培养基都是选择性培养基。

4．直接挑取在平板上形成的单菌落就可以获得微生物的纯培养。 5．用稀释摇管法分离获得的微生物均为厌氧微生物。

6．冷冻真空干燥保藏、液氮保藏法是目前使用最普遍、最重要的微生物保藏方法，大多数专业的菌种保藏机构均采用这两种方法作为主要的微生物保存手段。

7．光学显微镜的分辨率与介质折射率有关，由于香柏油的介质折射率(约1．5)高于空气(1．0)， 因此，使用油镜的观察效果好于高倍镜，目前科学家正在寻找折射率比香柏油更高的介质以进一步改善光学显微镜的观察效果。

8．与其他电子显微镜相比，扫描隧道显微镜在技术上的最大突破是能对活样品进行观察。 9．与光学显微镜相比，电子显微镜的分辨率虽然有很大的提高，但却无法拍摄彩色照片。

10．和动植物一样，细菌细胞也会经历由小长大的过程，因此，在相同情况下应选择成熟的细菌而非幼龄细菌进行显微镜观察，这样可以看得更清楚。

11．霉菌、酵母菌均是没有分类学意义的普通名称。 问答题

1．一般说来，严格的无菌操作是一切微生物工作的基本要求，但在分离与培养极端嗜盐菌时常在没有点酒精灯的普通实验台上倾倒培养平板、在日常环境中直接打开皿盖观察和挑取菌落，而其研究结果并没有因此受到影响，你知道这是为什么吗?

2．如果希望从环境中分离得到厌氧固氮菌，你该如何设计实验?

3．为什么光学显微镜的目镜通常都是15X?是否可以采用更大放大倍率的目镜(如30x)来进 一步提高显微镜的总放大倍数?

4．为什么透射电镜和扫描电镜对样品厚度与大小的要求有如此大的差异?能否用扫描电镜来观察样品的内部结构，而用透射电镜来观察样品的表面结构?

5．试论电子显微镜在进行生物样品制备与观察时应注意的问题。

6．对细菌的细胞形态进行观察和描述时应注意哪些方面?你是否能很快地在显微镜下区分同为单细胞的细菌、酵母菌和原生动物? 三、习题解答

填空题 1．个 群 2．纯 3。灭菌 任何生物 4．稀释倒平板法 涂布平板法 平板划线法 5．分类 鉴定 6．死亡 污染 变异 7．低(高) 好(差) 8．放大 反差 分辨率 9．1 000～1 500x 10或15 90或100 香柏油 10．’波长 振幅 11．紫外线 12．光源 真空 荧光屏 照片 13．球状 杆状 螺旋状 14．菌丝体 营养菌丝 气生菌丝 繁殖菌丝 15．原生动物 选择

题 1． A 2． B 3． A 4． D 5． B 6． B 7． C 8． D 9． C 10． D 是非题 错错对错错 对错对对错 对 问答题

1．培养极端嗜盐菌的培养平板需要添加很高浓度的氯化钠(25％)，实验室环境中的一般微生物都不能在这种选择培养基上生长，因此在实验过程中即使不采取无菌操作技术，实验结果仍不会受到影响。

2．（1）根据选择分离的原理设计不含氮的培养基，在这种培养基上生长的细菌，其氮素应来自固氮作用。（2）将环境样品(例如土样)稀释涂布到选择平板上，放置于厌氧罐中。对厌氧罐采用物

理、化学方法除去氧气，保留氮气。培养后在乎板上生长出来的细菌应是厌氧固氮菌或兼性厌氧固氮菌。（3）挑取一定数量的菌落，对应点种到两块缺氮的选择平板上，分别放置于厌氧罐内、外保温培养。在厌氧罐内外均能生长的为兼性厌氧固氮菌，而在厌氧罐外的平板上不生长，在厌氧罐内的平板上生长的即为可能的厌氧固氮菌。（4）对分离得到的厌氧固氮菌菌落样品进行系列稀释，涂布于相应的选择平板，重复上述步骤直到获得厌氧固氮菌的纯培养。

3．光学显微镜的分辨率受到光源波长及物镜性能的限制，在使用最短波长的可见光(4．50nnl)作为光源时在油镜下可以达到的最大分辨率为0．18 μm。由于肉眼的正常分辨能力一般为 0．25mm左右，因此光学显微镜有效的最高总放大倍数只能达到1 000～1 500倍。油镜的放大倍数是100x，因此显微镜配置的目镜通常都是15 x，选用更大放大倍数的目镜(如30 x)进一步提高显微镜的放大能力对观察效果的改善并无帮助。

4．（1）透射电子显微镜的成像原理类似于普通光学显微镜，作为光源的电子束在成像时要穿透样品。由于电子束的穿透力有限，因此在进行透射电镜观察时要求样品一定要薄。而扫描电镜的成像原理类似于电视或电传真照片，图像是通过收集样品表面被激发的二次电子形成的，因此对样品的厚度并无特别的要求。（2）扫描电镜一般被用于观察样品的表面结构，但通过样品制备过程中的冰冻蚀刻技术，用扫描电镜也可观察到样品的内部结构，获得立体的图像。（3）透射电镜一般通过超薄切片技术观察样品的内部结构，但通过样品制备过程中的复型技术，用透射电镜也可对样品的表面结构进行观察。

5．（1）电子束的穿透能力：电子束的穿透能力是十分有限的，超薄切片是基本的透射电镜实验技术。相比之下，扫描电镜对样品的大小和厚度没有严格的要求。（2）生物组织的特点：生物组织的主要成分之一是水，若生物样品不经处理直接放进电镜，镜筒中的高真空必然会使样品发生严重的脱水现象，失去样品原有的空间构型，所以一般都不能用电镜进行生物样品的活体观察。而且，由于生物样品很容易遭到破坏，在对样品进行固定、干燥、染色及其他一些处理过程中，也必须随时注意使样品尽量保持生活状态下的精细结构，而不严重失真。另外，在扫描电镜的使用中，除要求样品干燥外，还需要样品具一定的导电能力，以减少样品表面电荷的堆积并得到良好的二次电子信号。而生物样品一般都是不导电的，所以在制备扫描电镜生物样品时，一般需在其表面镀上一层金属薄膜。（3）增加样品的反差：显微观察时，只有样品具有一定的反差，才能得到清晰的图像。光学显微镜可以通过各种染色技术来增加样品的反差，并得到彩色的样品图像。而在电镜的使用中，彩色染料是不采用的，因为两种不同的颜色在电镜中是不能区别的。电镜中生物样品不同结构之间反差的取得一般是用重金属盐染色或喷镀，凡是嗜金属的结构，对电子的散射与吸收的能力增强，易于形成明暗清晰的电子图像。而且，由于电子图像是靠不同电子密度形成的亮度差异而构成，所以，电镜得到的电视或照相图像都是黑白的。

6．（1）首先应使用稀释涂布等方法对待检菌株的纯度、群落形态、生理特性等进行检查、确认。（2）选用正常的新鲜培养基和新鲜培养物进行培养和观察，避免培养过程中一些物理、化学条件的改变或培养时间过长等因素对细胞形态的影响。（3）报告细胞大小时应选用多个细胞检测的平均数，并记录所用的实验方法，包括培养条件、培养时间、样品制备方法和染色方法等。（4）可从大小和形态上对细菌、酵母菌和原生动物进行区分。酵母菌、原生动物个体较大，一般可用低倍镜观察，酵母菌细胞一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形，不具运动性，原生动物细胞形态多变，能够运动。相比较而言，细菌细胞一般较小，需用高倍镜或油镜才能看清。 附：显微镜种类比较 显微镜类型 基本原理及特点 应 用

光线透射照明，物像处于亮背景中。为光

明视野各种情况下染色样品或活细胞个

学显

显微镜 体形态的观察

微镜的最基本配置，价格便宜、容易使用

明视野显微镜下不易看清的活细

光学

胞的观察；不易被染色或易被染色

显 暗视野 通过特殊的聚光器实现斜射照明，亮物

过程破坏的细胞的观察(例如对梅

微镜 显微镜 像形成于暗背景中

毒密螺旋体的检测)；观察活细胞的运动性

相差显通过特殊的聚光器和物镜提高样品不同部

活细胞及其内部结构的观察

微镜 位间的反差(明暗差异)

荧光显微镜

共聚焦显微镜

电子显微镜 扫描电

镜 隧道扫描显微

探针镜 扫描显微

原子力

镜

显微镜 透射电镜

经荧光染料染色或荧光抗体处理的样品在紫外线照射下激发出各种波长的可见光，在黑暗

的背景中形成明亮的彩色物像

激光作为光源，每次照明样品的一个点，连续

扫描后经计算机处理获得样品的二维或三维

图像。显微镜价格昂贵

用电子束作为“光源”聚焦成像，分辨率较光学显微镜大大提高。仪器庞大、昂贵、对工作环境和操作技术有较高要求

电子束在样品表面扫描，收集形成的二次电子形成物像。分辨率远高于光学显微镜。仪器庞大、昂贵、对工作环境和操作技术有较高要求

用细小的探针在样品表面进行扫描，通过检测针尖和样品间隧道效应电流的变化形成物像

利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的扫描，同时通过一个激光装置来监测探针随样品表面的升降变化来获取样品表面形貌的 信息 环境微生物的直接观察；病灶或医学样品中特定病原微生物的直接检测(使用特定的荧光抗体) 对完整细胞的细微立体结构进行观察 和分析

对病毒颗粒或超薄片处理后对细胞

的内部结构进行观察

一般用于观察样品的表面立体结构

与电子显微镜相比，这类显微镜能提供

更高的分辨率，可在生理状态下对生物大分子或细胞结构进行观察。同时仪器体积较小，价格也相对便宜

项 目 形 态 构 造

有膜。分两种：糙面内质网

内质囊腔，细管

的膜上有核糖体粒，光面内

网 形

质网的膜上无核糖体粒

核糖 无膜。表层为蛋白质，内

小颗粒状

体 芯为RNA

有膜。由数个扁平膜囊和大

高尔扁平膜囊和

小不等

基体 小囊泡

的囊泡组成

溶酶 球形有膜。小囊泡内含数十种酸体 小·囊泡 性水解酶

有膜。小囊泡内含氧化酶和

球形小囊

微体 过氧化

泡

氢酶等

有内外两层膜。内膜可形成嵴，其上有大量的基粒(ATP

线粒 杆菌状或

酶复合体)。基质内含TCA酶

体 囊状

系、70S核糖体和双链环状DNA

由内、外两层膜以及类囊体

叶绿和基质构成。基质内含70 S

扁球状或扁

体 核糖体和双链环状DNA等。

椭圆状

类囊体数量多，常叠成基粒

数 量 功 能

糙面内质网合成、运

数量少 送蛋白质，光面内质网

合成磷脂

数量极多，变化

合成蛋白质

大

浓缩蛋白质，合成糖蛋

数量少 白和脂蛋白，协调细胞

内环境

数量较多，但变 执行细胞内的消化化大 功能 数量较多，但变

对脂肪酸进行氧化

化大

数量多，但变 对底物进行氧化磷化大 酸化以产生ATP 仅存在于光合

利用CO：和H：O进行

生物中。不同细

光合作用，以合成葡萄

胞中数量变化

糖和释放氧

很大

第三章 微生物细胞的结构与功能

一、术语或名词

1．原核生物(proksryotes) 一大类细胞微小、只有称作核区(无细胞膜包裹的裸露DNA)的原核单细胞生物。所有原核生物都是微生物，包括真细菌和古生菌两大类群。原核生物与真核生物的主要区别是：①基因组由无核膜包裹的双链DNA环组成。②缺少单位膜分隔而成的细胞器。③核糖体为70S型。 2．细菌细胞壁(ceUWaU ofbacteris) 位于细菌细胞最外面的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖组成，有固定细胞外形和保护细胞免受损伤等多种功能。革兰氏阳性细菌细胞壁的特点是厚度大(20—80rim)和化学组分简单，一般只含90％肽聚糖和10％磷壁酸。革兰氏阴性细菌的细胞壁由外膜(含脂多糖、磷脂和外膜蛋白)和一薄层肽聚糖(2～3am)组成。

3．肽聚糖(peptidoglycan) 真细菌细胞壁的特有成分，由无数肽聚糖单体以网状形式交联而成。肽聚糖单体由肽与聚糖两部分构成，其中的肽由四肽尾和肽桥构成，聚糖则由N—乙酰葡糖胺和／V—乙酰胞壁酸以\"—1，4糖苷键相互间隔交联而成，呈长链骨架状。C’细菌的四肽尾一般由L—Ala、D—Glu、L—Lys和D—Ala 4个氨基酸构成，肽桥则由5个Gly残基构成；C—细菌的四肽尾一般由L—Ala、D—Glu、m—DAP和D—Ala构成，且无肽桥。

4．磷壁酸(teichoicacid) G’细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。可分壁磷壁酸和膜磷壁酸两种，前者是与肽聚糖分子间进行共价结合的磷壁酸，后者则是跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的磷壁酸。 5．外膜(outer membrane) 位于G—细菌细胞壁最外层的一层由脂多糖(LPS)、磷脂、脂蛋白和其他蛋白组成的厚膜。

6．脂多糖(1ipopolysaccharide，LPS) 位于C—细菌细胞壁最外层的一层较厚(8—10nm)的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O—特异侧链3部分构成，是C—细菌致病物质内毒素的成分。

7．外膜蛋白(outer membrane protein)嵌合在C—细菌细胞壁外膜上的多种蛋白质成分，如脂蛋白和孔蛋白等。 8．周质空间(periplasmicspace) 一般指位于C—细菌细胞壁外膜与细胞膜之间的狭窄空间，呈胶状，内含各种周质蛋白，包括各种酶类和受体蛋白等。

9．假肽聚糖(pseudopeptidoglycan) 甲烷杆菌属(Methanobacterium)等部分古生菌细胞壁的主要成分。其多糖骨架由N—乙酰葡糖胺和N—乙酰塔罗糖胺糖醛酸以\"—1，3糖苷键交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由L—Glu、L—Ala和L—Lys 3个L型氨基酸组成，肽桥则由L—Gin一个氨基酸组成。 10．缺壁细菌(cellwalldeficientbacteria) 细胞壁缺乏或缺损的各种细菌的统称，包括支原体、L型细菌、原生质体和球状体等。

11．L型细菌(1 form ofbacteria) 指在实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。因最初发现的念珠状链杆菌(Streptobacillus monil扣rmis)是在英国Lister研究所发现，故称L型细菌。

12．原生质体(protoplast) 在人为条件下，用溶菌酶除尽细菌等微生物原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状细胞，一般由C’细菌形成。原生质体对渗透压敏感，无繁殖能力，在合适条件下，细胞壁可再生，并恢复其繁殖能力。

13．球状体(sphaeroplast) 又称原生质球，指还残留有部分细胞壁的原生质体。G—细菌一般只形成球状体。 14．细菌细胞质膜(cytoplasmic membrane Ofbacteria) 又称细菌细胞膜。是紧贴在细菌细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约?～8nm，由磷脂(占20％-30％)和蛋白质(占50％～70％)组成。细胞质膜的主要功能是选择性的控制细胞内外的物质交流。

15．间体(mesosome) 细菌细胞中的一种由细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于G’细菌。每个细胞含一至几个。其功能与DNA的复制、分配，细胞分裂和酶的分泌有关。

16. 细菌的细胞质(cytoplasm ofbacteria) 细菌细胞质膜包围的除核区以外的一切半透明 胶状、颗粒状物质的总称。主要成分为颗粒状内含物，核糖体、酶类、中间代谢物、质粒、各种营养牧和大分子的单体等。

17．细菌的内含物(inclusionbody ofbacteria) 细胞质内形状较大的颗粒和泡囊状构造，包括各种贮藏物、羧酶体、气泡或磁小体等。

18．聚—β—羟丁酸(poly—β hydroxybutyrate，PHB) 存在于某些细菌细胞质内的颗粒状内含物，由许多羟基丁酸分子聚合而成，具贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。

19．异染粒(metachromaticgranules) 又称迂回体或捩转菌素，是无机偏磷酸盐的聚合物，具有贮藏磷元素和能量的功能。在白喉棒杆菌和结核分枝杆菌中易见到异染粒。

20．羧酶体(carboxysome) 存在于一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物，内含1，5—二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2：固定中起着关键作用。

21．．核区(nuclear region) 又称核质体，指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。其成分是一个大型环状双链DNA分子，它是细菌负载遗传信息的主要物质基础。

22．芽孢(endospore) 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、含水量极低、抗逆性(抗热、化学药物、辐射等)极强的休眠体。产芽孢的细菌主要有芽孢杆菌属(Bacillus)和梭菌属(Clostridium)两属。

23．渗透调节皮层膨胀学说(osmoregulatory expanded cortex theory) 解释芽孢耐热机制的一个较新的学说。它认为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，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果导致皮层的充分膨胀，而作为芽孢的生命部分——芽孢核心的细胞质却发生高度失水，并由此变得高度耐热了。

24．伴孢晶体(parasporalcrystal) 苏云金芽孢杆菌等少数芽孢杆菌在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体(6内毒素)，称为伴孢晶体。它对约200种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，故可制成细菌杀虫剂。

25．糖被(glycocalyx) 指包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被有数种：①形态固定、层次厚的为荚膜。②形态固定、层次薄的为微荚膜。③形态不固定、结构松散的为黏液层。④包裹在细胞群体上有一定形态的糖被称菌胶团。糖被的主要功能是保护菌体免受干旱损伤或被宿主免疫活性细胞吞噬。 26．细菌鞭毛(flagella ofbacteria) 生长在某些细菌体表的长丝状、波曲、可旋转的蛋白质附属物，其数目一至数十条，具有运动功能。鞭毛由基体、钩形鞘和鞭毛丝3部分组成。鞭毛在细菌表面的着生方式有一端生、两端生、周生和侧生等数种，它是细菌鉴定中的重要指标。

27．菌毛(fimbriae) 一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。有菌毛者多属C—致病细菌。菌毛的功能是使细菌可牢固地黏附于寄主的呼吸道、消化道或泌尿生殖道等的黏膜细胞上，以利定植和致病。

28．性毛(pili，sex pili) 又称性菌毛。构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长、粗。每个细菌一般仅着生一至少数几条性毛。多见于G—细菌的雄性菌株上，其主要功能是向雌性菌株传递遗传物质。 29．真核微生物(eukaryoticmicrooganisms) 凡是细胞核具有核膜、细胞能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物，称真核生物。微生物中的真菌、显微藻类、原生动物和地衣均属于真核生物，故可称为真核微生物。

30．“9+2”型鞭毛(“9+2”typeflagella) 在某些真核细胞表面长有毛发状、具有运动功能的细胞器，称为鞭毛。它由基体、过渡区和鞭杆3部分组成，因其鞭杆的横切面的中央可见到两个中央微管，其周围则有9个微管二联体围绕一圈，故真核生物的鞭毛又称“9+2”型鞭毛。

31．细胞核(nucleus) 存在于一切真核细胞中的形态完整、有核膜包裹的细胞核，它是细胞内遗传信息(：DNA)的储存、复制和转录的主要部位，并对细胞的生长、发育、繁殖以及遗传和变异等生命活动起着决定性的作用。细胞核由核被膜、染色质、核仁和核基质等构成。

32．染色质(chromatin) 真核细胞处于分裂的间期时，其细胞核内的DNA和组蛋白等组成一种线性、可被苏木精等碱性染料染色的复合物，称为染色质。染色质的基本单位是核小体。

33．染色体(chromasome) 真核细胞进行有丝分裂或减数分裂时，其染色质丝通过盘绕、折叠，由核小体经中空螺线管至超螺旋环，最后浓缩成在光学显微镜下可见的棒状结构，即称染色体。 34．核小体(nucleosome) 构成真核细胞染色质的基本单位。其核心结构为组蛋白八聚体，由H2A、H2B、H3和H4分子各一对组成，在八聚体外有以左手方向盘绕两周的DNA链，另有一个组蛋白分子H1，与连接DNA相结合，锁住了核小体的进出口，从而保持其结构稳定。

35．核仁(nucleolus) 细胞核中一个没有膜包裹的圆形或椭圆形小体。每个核中有一至数，富含蛋白质和RNA，是真核细胞中合成rRNA和装配核糖体的部位。

36．核基质(nuclearmatrix) 旧称核液。一种充满于细胞核空间由蛋白纤维组成的网状结构，具有支

撑细胞核和为染色质提供附着点的功能。

37．细胞器(organelle) 细胞质内具有一定形态、构造和功能的微型器，自，一般有膜包裹，如内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体等。

38．细胞骨架(cytoskeleton) 一种由微管、肌动蛋白和中间丝3种蛋白质纤维所构成的细胞支架，具有支持、运输和运动功能。

39．内质网(endoplasmic reticulum) 细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成。有两类，其一因膜上附有核糖体颗粒，称糙面内质网，具有合成和运送胞外分泌蛋白至高尔基体中去的功能；其二为膜上无核糖体的光面内质网，是脂代谢、钙代谢和合成磷脂的部位。

40．核糖体(ribosome) 是一种无膜包裹的颗粒状细胞器，具有合成蛋白质的功能。外层为蛋白质，内层为RNA。每个细胞中有大量的核糖体。原核生物具有70 S核糖体，而真核生物则有80S核糖体。 41．高尔基体(Golgi apparatus) 是一种由数个平行堆叠的扁平膜囊和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体，具有合成、分泌糖蛋白和脂蛋白，对某些蛋白质原进行酶切加工，以及对新细胞壁和细胞膜提供合成原料等多种功能。

42．溶酶体(1ysosome) 一种由单层膜包裹、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器，具有进行细胞内消化的功能。

43．微体(microbody) 一种由单层膜包裹、与溶酶体相似的球状细胞器。真核微生物的微体主要含一至几种氧化酶类，这类微体又称过氧化物酶体。

44．线粒体(mitochondria) 一种由双层膜包裹的、执行氧化磷酸化产能反应的重要细胞器，一般呈杆菌状，数量很多。由内外两层膜包裹，内膜向内伸展，形成许多嵴，其上着生许多基粒(即为ATP合成酶复合体)以及4种脂蛋白复合物(呼吸链成分)。在线粒体的基质内含有TCA酶系、一套半自主复制的双链环状DNA以及70S核糖体。

45．叶绿体(chloroplast) 一种由双层膜包裹的、能捕获光能并把它转化为化学能的绿色颗粒状细胞器，只存在于藻类和绿色植物中。一般由叶绿体膜、类囊体和基质3部分构成。基质内含 有能进行半自主复制的双链环状DNA 1)~及70S核糖体。 二、习 题 填空题 1．证明细菌存在细胞壁的主要方法有 ， ， 和 等4种。 2．细菌细胞壁的主要功能为 ， ， 和 等。 3．革兰氏阳性细菌细胞壁的主要成分为 和 ，而革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分则是 、 、 和 。 4．肽聚糖单体是由 和 以 糖苷键结合的 ，以及 和 3种成分组成的，其中的糖苷键可被 水解。 5．G+’细菌细胞壁上磷壁酸的主要生理功能为 、 、 和 等几种。

6．G——细菌细胞外膜的构成成分为 、 、 和 。

7．脂多糖(LPS)是由3种成分组成的，即 、 和 。

8．在LPS的分子中，存在有3种独特糖，它们是 、 和 。

9．用人为方法除尽细胞壁的细菌称为 ，未除尽细胞壁的细菌称为 ，因在实验室中发生缺壁突变的细菌称为 ，而在自然界长期进化中形成的稳定性缺壁细菌则称为 。

10．细胞质膜的主要功能有 、 、 、 和 。

11．在细胞质内贮藏有大量聚犀—羟基丁酸(PHB)的细菌有 、 、 和 等。

12．在芽孢核心的外面有4层结构紧紧包裹着，它们是 、 、 和 。

13．在芽孢皮层中，存在着 和 2种特有的与芽孢耐热性有关的物质，在芽孢核心中则存在另一种可防护DNA免受损伤的物质，称为 。

14．芽孢的形成须经过7个阶段，它们是 、 、 、 、 、 和 。

15．芽孢萌发要经过 、 和 3个阶段。

16．在不同的细菌中存在着许多休眠体构造，如 、 、 和 等。

17．在细菌中，存在着4种不同的糖被形式，即 、 、 和 。

18．细菌糖被的主要生理功能为 、 、 、 、 和 等。

19．细菌的糖被可被用于 、 、 和 等实际工作中。

20．判断某细菌是否存在鞭毛，通常可采用 、 、 和 等方法。

21．G—细菌的鞭毛是由基体以及 和 3部分构成，在基体上着生 、 、 和 4个与鞭毛旋转有关的环。

—

22．在G细菌鞭毛的基体附近，存在着与鞭毛运动有关的两种蛋白，一种称 ，位于 ，功能为 ；另一种称 ，位于 ，功能为 。

23．借周生鞭毛进行运动的细菌有 和 等，借端生鞭毛运动的细菌有 和 等，而借侧生鞭毛运动的细菌则有 等。

24．以下各类真核微生物的细胞壁主要成分分别是:酵母菌为 ，低等真菌为 ，高等真菌为 ，藻类为 。

25．真核微生物所特有的鞭毛称 ，其构造由 、 和 3部分组成。

26．真核生物鞭毛杆的横切面为 型，其基体横切面则为 型，这类鞭毛的运动方式是 。

27．真核生物的细胞核由 、 、 和 4部分组成。 28．染色质的基本单位是 ，由它进一步盘绕、折叠成 和 后，再进一步浓缩成显微镜可见的 。 29．细胞骨架是一种由 、 和 3种蛋白质纤维构成的细胞支架。 30．在真核微生物细胞质内存在着沉降系数为 S的核糖体，它是由 S和 S两个小亚基组成，而其线粒体和叶绿体内则存在着 S核糖体，它是由 S和 S两个小亚基组成。

31．真核微生物包括 、 、 和 等几个大类。

32．长有鞭毛的真核微生物类如 、 、和 ，长有纤毛的真核微生物如 ；长有鞭毛的原核生物如 、 和 等。 选择题（4个答案选1）

1．C—细菌细胞壁的最内层成分是( )。A磷脂 B肽聚糖 C脂蛋白 D LPS 2．C’细菌细胞壁中不含有的成分是( )。A类脂 B磷壁酸 C肽聚糖 D蛋白质

3．肽聚糖种类的多样性主要反映在( )结构的多样性上。A肽桥 B黏肽 C双糖单位 D四肽尾

4．磷壁酸是( )细菌细胞壁上的主要成分。A分枝杆菌 B古生菌 C G+ D G

—

5．在G—细菌肽聚糖的四肽尾上，有一个与G+细菌不同的称作( )的氨基酸。 A赖氨酸 B苏氨酸 C二氨基庚二酸 D丝氨酸

6．脂多糖(LPS)是C—细菌的内毒素，其毒性来自分子中的( )。A阿比可糖 B核心多糖 CO特异侧链 D类脂A

7．用人为的方法处理G—细菌的细胞壁后，可获得仍残留有部分细胞壁的称作( )的缺壁细菌。

A原生质体 B支原体 C球状体 DL型细菌

8．异染粒是属于细菌的( )类贮藏物。 A磷源类 B碳源类 C能源类 D氮源类 9．最常见的产芽孢的厌氧菌是( )。A芽孢杆菌属 B梭菌属 C孢螺菌属 D芽孢八叠球菌属 10．在芽孢的各层结构中，含DPA—Ca量最高的层次是( )。A孢外壁 B芽孢衣 C皮层 D芽孢核心

11．在芽孢核心中，存在着一种可防止DNA降解的成分( )。ADPA—Ca B小酸溶性芽孢蛋白 C二氨基庚二酸 D芽孢肽聚糖

12．苏云金芽孢杆菌主要产生4种杀虫毒素，其中的伴孢晶体属于( )。A o毒素 B p毒素 C丁毒素 D 6毒素

13．在真核微生物，例如( )中常常找不到细胞核。A真菌菌丝的顶端细胞 B酵母菌的芽体 C曲霉菌的足细胞 D青霉菌的孢子梗细胞

14．按鞭毛的着生方式，大肠杆菌属于( )。A单端鞭毛菌 B周生鞭毛菌 C两端鞭毛菌 D侧生鞭毛菌 15．固氮菌所特有的休眠体构造称为( )。A孢囊 B外生孢子 C黏液孢子 D芽孢

16．在酵母菌细胞壁的4种成分中，赋予其机械强度的主要成分是( )。A几丁质 B蛋白质 C葡聚糖 D甘露聚糖

17．在真核微生物的“9+2”型鞭毛中，具有ATP酶功能的构造是( )。A微管二联体 B中央微管 C放射辐条 D动力蛋白臂

18．构成真核微生物染色质的最基本单位是( )。A螺线管 B核小体 C超螺线管 D染色体

19．在真核微生物的线粒体中，参与TCA循环的酶系存在于( )中。A内膜 B膜间隙 C嵴内隙 D基质

20．在叶绿体的各结构中，进行光合作用的实际部位是( )。A基粒 B基质 C类囊体 D基质类囊体 是非题

1．古生菌也是一类原核生物。

2．G+细菌的细胞壁，不仅厚度比G-细菌的大，而且层次多、成分复杂。

+—

3．在G和G细菌细胞壁的肽聚糖结构中，甘氨酸五肽是其肽桥的常见种类。 4．磷壁酸只在G+细菌的细胞壁上存在，而LPS则仅在G—细胞壁上存在。

5．古生菌细胞壁假肽聚糖上的糖链与真细菌肽聚糖的糖链一样，都可以被溶菌酶水解。 6．着生于G—细菌细胞膜上的孔蛋白，是一种可控制营养物被细胞选择吸收的蛋白质。 7．假肽聚糖只是一部分古生菌所具有的细胞壁成分。

8．在嗜高温古生菌的细胞膜上，存在着其他任何生物所没有的单分子层膜。 9．产芽孢的细菌都是一些杆状的细菌，如芽孢杆菌属和梭菌属等。

10．在芽孢萌发前，可用加热等物理或化学处理使其活化，这种活化过程是可逆的。 11．处于萌发阶段的芽孢，具有很强的感受态。 12．苏云金芽孢杆菌的伴孢晶体又称γ内毒素。

13．芽孢是细菌的内生孢子，具有休眠、抵御不良环境和繁殖等功能。

14．包围在各种细菌细胞外的糖被(包括荚膜和黏液层等)，其成分都是多糖。

15．有菌毛的细菌多数是G细菌。

16．细菌和真菌的鞭毛都是以旋转方式来推动细胞运动的。 17．细菌的鞭毛是通过其顶端生长而非基部生长而伸长的。 18．在枯草芽孢杆菌等G+细菌的鞭毛基体上都着生有4个环。 19．菌毛一般着生于G+致病细菌的细胞表面。

20．藻青素和藻青蛋白都是蓝细菌细胞中的氮源类贮藏物。 21．羧酶体是异养微生物细胞质内常见的内含物。

22．气泡只存在于一些光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中。

23．真核生物的细胞膜上都含有甾醇，而原核生物细胞膜上都不含甾醇。

24．同一种真菌，在其不同的生长阶段中，其细胞壁的成分会发生明显的变化。

25．真核微生物的“9+2”型鞭毛，指的是其鞭杆和基体的横切面都显示出外围有9个微管二联体，而中央为2条中央微管。

26．在真菌中，有的细胞中找不到细胞核，菌丝尖端细胞就是一例。 27．真核微生物染色质中的组蛋白，都是以八聚体形式存在于核小体中。

28，为了保证DNA的稳定性，存在于染色质中呈碱性的组蛋白就自然的与呈酸性的DNA保持大体相同的数量。

29．核仁的生理功能是合成rRNA和装配核糖体。 30．在真菌中，高尔基体并不是普遍存在的细胞器。

31．存在于真核微生物细胞中的微体，通常都是过氧化氢酶体。

32．酵母菌生活在无氧条件下进行发酵产能时，是没有线粒体的，一旦把它转移到有氧条件下，因呼吸产能的需要，就会形成大量的线粒体。

33．在真核微生物的叶绿体和线粒体中，存在着只有原核生物才有的70S核糖体。 34．厌氧微生物不仅有细菌，而且还有少数真菌和原生动物。 问答题

1．试对真细菌、古生菌和真核微生物的10项主要形态、构造和生理功能、成分作一比较表。 2．试用表解法对细菌的一般构造和特殊构造作一介绍。 3．试对G—细菌细胞壁的结构作一表解。

4．试用简图表示G+和G—细菌肽聚糖单体构造的差别，并作简要说明。 5．什么是细菌的周质蛋白？它有哪些类型？如何提取它们？ 6．试列表比较G+与G—细菌间的10种主要差别。 7．试述细菌革兰氏染色的机制。

8．何谓液体镶嵌模型？试述该假说的要点。 9．试列表比较真细菌与古生菌细胞膜的差别。

10．试设计一表解来说明细菌芽孢的构造和各部分成分的特点。 儿试对细菌营养细胞和芽孢的10项形态、构造和特性作一比较表。 12，研究细菌芽孢有何理论和实际意义?

13．什么叫“拴菌”试验?试分析这项研究在思维方式和实验方法上的创新点。 14．请列表比较细菌的鞭毛、菌毛和性毛间的异同。

15．试列表比较线粒体和叶绿体在形态、构造、成分和功能间的异同。 三、习题解答

填空题 1．细胞壁染色法 质壁分离法 制成原生质体 用电镜观察超薄切片 2．固定外形 提高机械强度 支持细胞生长和运动 阻拦有害物质进人细胞 3．肽聚糖 磷壁酸 脂多糖 磷脂 脂蛋白 肽聚糖 4．N—乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸 β-1，4 双糖单位 四肽尾 肽桥 溶菌酶 5．提高Mg2+’浓度 贮藏磷元素 有利于致病菌的寄生 抑制自溶素活力(防止自溶) 6．脂多糖 磷脂 脂蛋白 蛋白质 7．类脂A 核心多糖 O—特异侧链 8．KDO(2—酮—3—脱氧辛糖酸) Abq(阿比可糖) Hep(L—甘油—D-甘露庚糖) 9．原生质体 球状体 L型细菌 支原体 10．选择性吸收营养物 维持正常渗透压 合成细胞壁等成分 氧化磷酸化基地 鞭毛着生部位 11．巨大芽孢杆菌 棕色固氮菌 一些产碱菌一些假单胞菌 12．孢外壁 芽孢衣 皮层 芽孢壁 13：芽孢肽聚

+

糖 DPA—G 小 酸溶性芽孢蛋白(SASPs) 14．DNA浓缩成束状染色体 开始形成前芽孢 前芽孢出现双层隔膜 形成皮层 合成芽孢衣 芽孢成熟 芽孢释放 15．活化 出芽 生长 16．芽孢 孢囊 蛭孢囊 外生孢子 17．荚膜 微荚膜 黏液层 菌胶团 18．保护作用 贮藏养料 渗透屏障 附着作用 堆积代谢废物 信息识别 19．生产代血浆(葡聚糖) 用作钻井液(黄原胶) 污水处理(菌胶团) 用作菌种鉴定指标 20．电镜观察 鞭毛染色 半固体穿刺培养 菌落形态观察 21．钩形鞘 鞭毛丝 L P S M 22．Mot S—M环周围 驱动S—M环旋转 F1i S-M环的基部 控制鞭毛的转向 23．大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 霍乱弧菌 假单胞菌 反刍月形单胞菌 24．葡聚糖 纤维素 几丁质 纤维素 25。9+2型鞭毛 基体 过渡区 鞭杆 26．9+2型 9+0型 挥鞭式 27．核被膜 染色质 核仁 核基质 28．核小体 螺线管 超螺旋环 染色体 29．微管 肌动蛋白丝 中间丝 30．80 60 40 70 50 30 31．真菌 原生动物 显微藻类 类 原生动物 真菌 草履虫 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 假单胞菌 选择题

BDACC DCABC BDABA CDBDC 是非题

对错错对错 错对对错对 对错错错错 错对错错对 错对错对错 对对对对对填空题

1．答：见表3—7。

地衣 对错对对 32．藻

第四章 微生物的营养

一、术语和名词

1．营养物质(nutrient)微生物从外界摄取的用于生物合成和产生能量的物质，以满足微生物生长、繁殖和完成各种生理代谢活动。 2．主要元素或大量元素(macroelement) 微生物细胞干重的95％以上由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等少数几种元素组成，将这些微生物生长需要量相对较大的元素称为主要元素。 3．微量元素(trace element或microelement) 微生物细胞需要量很小的元素，包括锰、锌、铜、钴、镍、硒等。

4．碳源(source ofcarbon) 为微生物生长提供碳素来源的物质。 5．氮源(source ofnitrogen) 为微生物生长提供氮素来源的物质

6．蛋白胨(peptone) 将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的，富含有机氮化合物及一些维生素和糖类的粉末状物质，用于配制培养基。

7．牛肉浸膏(beef extract) 瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成的，富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等的膏状物质，用于配制培养基。

8．酵母浸膏(yeast extract) 酵母细胞水溶性提取物浓缩而成的，富含B类维生素及一些有机氮化合物和糖类的膏状物质，用于配制培养基。

9．生长因子(growth factor)微生物生长所必需且需要量很小，而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。

10．水活度值(water。activity，aw ) 一定温度和压力条件下，溶液的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸气压力之比值。大多数微生物只能在水活度值接近0.98或更高的环境中生长。 11．自养型生物(autotroph) 以CO2为惟一或主要碳源的生物。

12．异养型生物(1leterotroph) 以还原性有机物为主要碳源的生物。 13．光能营养型生物(phototroph) 以光能为能源的生物。

14．化能营养型生物(chemotroph) 以有机物或无机物氧化释放的化学能为能源的生物。 15．无机营养型生物(1ithotroph) 以还原性无机物为电子供体的生物。 16．有机营养型生物(organotroph) 以有机物为电子供体的生物。

17．光能无机自养型(photolithoautotrophy) 利用光能、无机电子供体(H2、H20、H2S、S等)并以C02为碳源的生物。

18．光能有机自养型(I)hotoorganoheterotroph)r) 利用光能并以有机物作为电子供体及碳源的生物。 19．化能无机自养型(chemolithoautotrophy) 氧化还原性无机物获得能量和电子，以CO2为碳源的生物。

20．化能有机异养型(chemoorganoheterotrophy) 氧化有机物获得能源、电子及碳源的生物。 21．腐生型(metatrophy) 利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)的化能有机异养型生物。 22．寄生型(paratrophy) 寄生在活的寄主机体中的化能有机异养型生物，离开寄主不能生存。 23．兼养型生物(mixotroph) 兼有自养和异养代谢过程的微生物，利用无机电子供体和有机 碳源。

24．原养型(prototroph) 与自然发生的同种其他个体一样，具有相同营养需求的微生物。

25．培养基(culture medium) 由人工配制的、适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质。 26．复合(天然)培养基(complex medium) 含有化学成分尚不完全清楚或化学成分不恒定的天然有机物的培养基，也称非化学限定培养基(chemically undefined medium)。

27．合成培养基(synthetic．medium) 由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically defined medium)。

28．固体培养基(solid．medium) 在液态培养基中加入一定量凝固剂而制成的固体状态的培养基。 29．半固体培养基(semisolid medium)在液态培养基中加入凝固剂的量比固体培养基中的少而制成的半固体状态的培养基。

30．液体培养基(1iquid medium) 不含凝固剂的液态培养基。

31．基础培养基(minimum medium) 含有一般微生物生长所需基本营养物质的培养基。

32．加富培养基(enrichment medium) 在基础培养基中加入某些特殊营养物质，用于培养营养要求比较苛刻的异养型微生物的培养基。

33．鉴别培养基(differential medium) 在培养基中加入能与特定微生物的代谢产物发生特征性化学反应的化学物质，用于鉴别不同类型微生物。

34．选择培养基(selective medium) 根据不同微生物的营养需求或对某种化学物质敏感性不同，在培养基中加入相应营养物质或化学物质，抑制不需要微生物的生长，将所需微生物从复杂的微生物群体中选择分离出来。

35．琼脂(agar) 由藻类(石花菜)中提取的一种高度分支的复杂多糖，用作凝固剂配制固体、半固体培养基。

36．明胶(gelatin) 由胶原蛋白制备的培养基凝固剂。

37．透过屏障(permeability barrier) 微生物细胞表面由原生质膜、细胞壁、荚膜及黏液层组 成的限制物质进出细胞的屏障。

38．扩散(diffusion) 营养物质通过原生质膜上的含水小孔，由高浓度胞外(内)环境向低浓度胞内(外)进行运输的过程。

39．促进扩散(facilitated diffusion) 营养物质由载体(透过酶)辅助的跨质膜扩散过程。

40．透过酶(permease) 一种由膜结合载体蛋白质或由两种以上蛋白质组成的系统，能帮助营养物质跨膜运输。

41．被动运输(passive transport) 包括扩散和促进扩散在内的依靠膜内外被运输物质浓度差而进行的物质运输方式。

42．主动运输(active transport) 在载体的帮助下，依靠细胞提供的能量进行的物质跨膜运输，可以进行逆浓度运输。

43．初级主动运输(primary active transport) 由电子传递系统、ATP酶及细菌视紫红质引起的质子跨膜运输，在原生质膜内外建立质子浓度差。 44．能化膜(energized membrane) 细胞通过消耗呼吸能、化学能及光能，引起胞内质子(或其他离子)外排，在原生质膜内外建立质子浓度差(或电势差)，使膜处于充能状态。

45．次级主动运输(secondary active transport) 能化膜质子浓度差(或电势差)消失过程中偶联的其他物质的运输。

46．同向运输(symport) 某种物质与质子通过同一载体以相同方向进行的次级主动运输。 47．逆向运输(antiport) 某种物质与质子通过同一载体以相反方向进行的次级主动运输。

48．单向运输(uniport) 在能化膜质子浓度差(或电势差)消失过程中，某种物质单独通过某一载体进行的次级主动运输。

49．基团转位(group translocation) 物质通过载体帮助，在一个较复杂的运输系统的作用下进行的跨膜主动运输，被运输物质在该过程中化学性质发生改变。

50．Na+，K+一ATP酶(Na+，K+一ATPase) 存在于原生质膜上的一种离子通道蛋白，利用ATP的能量将胞内Na+‘泵”出胞外，而将胞外K+‘泵”入胞内，也称Na+，K+一泵。

51．ATP结合盒式转运蛋白(ATP—binding cassette transporters，ABC transporters) 利用ATP的能量跨膜转运物质而不改变其化学性质的膜蛋白复合体，需要一种质膜外底物结合蛋白来行使功能，简称ABC转运蛋白。

52．膜泡运输(membrane vesicle transport) 存在于真核微生物(如变形虫)中的一种通过胞吞作用运输营养物质的方式。

53．胞吞作用(endocytosis) 细胞通过原生质膜吸附、包裹并吸收溶质或颗粒物质的过程。 54．胞饮作用(pinocytosis) 通过原生质膜包裹液态物质的胞吞作用。 55．吞噬作用(phagocytosis) 通过原生质膜包裹颗粒状物质的胞吞作用。

56．铁载体(siderophore) 微生物细胞向胞外分泌的一种能络合Fe3+的小分子化合物，铁一铁载体复合物通过ABc转运蛋白进入细胞。 二、习 题 填空题 1．组成微生物细胞的主要元素包括 、 、 、 、 和 等。 2．微生物生长繁殖所需六大营养要素是 、 、 、 、 和 。 3．碳源物质为微生物提供 和 ，碳源物质主要有 、 、 、 、 等。 4．氮源物质主要有 、 、 、常用的速效氮源如 、 ，有利于 ；迟效氮如 、 它有利于 。 5．无机盐的生理作用包括 、 、 、 、 。 6．生长因子主要包括 、 和 ，其主要作用是 。

7．水的生理作用主要包括 、 、 、 、 、 。 8．根据 ，微生物可分为自养型和异养型。

9．根据 ，微生物可分为光能营养型和化能营养型。 10．根据 ，微生物可分为无机营养型和有机营养型。

11．根据碳源、能源和电子供体性质的不同，微生物的营养类型可分为 、 、 和 。 12．设计、配制培养基所要遵循的原则包括 、 、 、 、 和 。

13．按所含成分划分，培养基可分为 和 。

14．按物理状态划分，培养基可分为 、 和 。 15．按用途划分，培养基可分为 、 、 和 等4种类型。

16．常用的培养基凝固剂有 、 和 。 17．营养物质进入细胞的主要影响因素是 、 18．营养物质进入细胞的方式有 、 、 和 。 选择题(4个答案选1)

1．在含有下列物质的培养基中，大肠杆菌首先利用的碳物质是()A蔗糖 B葡萄糖 C半乳糖 D淀粉

2．在工业生产中为提高土霉素产量，培养基中可采用的混合氮源是( )。

A蛋白胨／酵母浸膏 B黄豆饼粉／花生饼粉C玉米浆／黄豆饼粉 D玉米浆／(NH4)2S04 3．下列物质可用作生长因子的是( )。A葡萄糖 B纤维素 C NaCl C叶酸

4．一般酵母菌生长最适水活度值为( )。A 0.95 B 0.76 C 0.66 D 0.88 5．大肠杆菌属于( )型的微生物。A光能无机自养B光能有机异养 C化能无机自养 D化能有机异养 6．蓝细菌和藻类属于( )型的微生物。A光能无机自养 B光能有机异养 C化能无机自养 D化能有机异养

7．硝化细菌属于( )型的微生物A光能无机自养 B光能有机异养 C化能无机自养 D化能有机异养

8．某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源，属于( )型的微生物。A兼养型 B异养型 C自养型 D原养型

9．化能无机自养微生物可利用( )为电子供体。A C02 B H2 C O2

10．实验室培养细菌常用的的培养基是( )。 A牛肉膏蛋白胨培养基 B马铃薯培养基 C高氏一号培养基 D查氏培养基

11．用来分离产胞外蛋白酶菌株的酪素培养基是一种( )。A基础培养基 B加富培养基 C选择培养基 D鉴别培养基 12．固体培养基中琼脂含量一般为( )。 A0.5％ B1.5％ C2.5％ D5％ 13．下列培养基中( )是合成培养基。ALB培养基 B牛肉膏蛋白胨培养基 C麦芽汁培养基 D查氏培养基

14．培养百日咳博德氏菌的培养基中含有血液，这种培养基是( )。A基础培养基 B加富培养基 C选择培养基 D鉴别培养基

15．用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种( )。A基础培养基 B加富培养基 C选择培养基 D鉴别培养基 16．一般酵母菌适宜的生长pH为( )。A 5.0～6.0 B 3.0～4.0 C 8.0～9.O D 7.0～7.5

17．一般细菌适宜的生长pH为( )。A 5.0～6.0 B 3.0～4.0 C 8.0～9.0 D 7.0～7.5

18．水分子可通过( )进入细胞。A主动运输 B扩散 C促进扩散 D基团转位

19．需要载体但不能进行逆浓度运输的是( )。A主动运输 B扩散 C促进扩散 D基团转位

20．被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是( )。A主动运输 B扩散 C促进扩散 D基团转位 是非题

1．所有碳源物质既可以为微生物生长提供碳素来源，也可以提供能源。 2．某些假单胞菌可以利用多达90种以上的碳源物质。 3．碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。

4．氨基酸在碳源缺乏时可被微生物用作碳源物质，但不能提供能源。 5．以(NH4)2SO4为氮源培养微生物时，会导致培养基pH升高。 6．KN03作为氮源培养微生物被称为生理碱性盐。

7．在配制复合培养基时，必须向培养基中定量补加微量元素。

8．培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。 9．目前已知的致病微生物都是化能有机异养型生物。

10．只有自养型微生物能够以CO2，为惟一或主要碳源进行生长。 11．培养自养型微生物的培养基完全可以由简单的无机物组成。 12．为使微生物生长旺盛，培养基中营养物质的浓度越高越好。 13．在培养基中蛋白胨可以作为天然的缓冲系统。

14．对含葡萄糖的培养基进行高压蒸汽灭菌时可在121.3℃加热20 minn即可。 15．半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。 16．基础培养基可用来培养所有类型的微生物。

17．一些化能有机异养微生物可以在以葡萄糖为碳源、铵盐为氮源的合成培养基上生长。 18．伊红美蓝(EMB)培养基中，伊红美蓝的作用是促进大肠杆菌的生长。 19．在用于分离G+细菌的选择培养基中可加入结晶紫抑制G一细菌的生长。 20．当葡萄糖胞外浓度高于胞内浓度时，葡萄糖可通过扩散进入细胞。

21．在促进扩散过程中，载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性，一种载体蛋白只能运输一种物质。 22．被动运输是微生物细胞吸收营养物质的主要方式。

23．在主动运输过程中，细胞可以消耗代谢能对营养物质进行逆浓度运输，当被运输物质胞外浓度高于胞内浓度时，主动运输就不需要消耗代谢能。

24．Na+，K+一ATP酶利用ATP的能量将胞内K+‘泵”出胞外，而将胞外Na+‘泵”入胞内。 25．微生物细胞向胞外分泌铁载体，通过ABc转运蛋白将Fe3+运输进入细胞。 问答题

1．能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么?

2．为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子?

3．以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵活性。 4．如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计实验?

5．某些微生物对生长因子的需求具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析” (microbiological assay)对样品中维生素或氨基酸进行定量。试设计实验利用某微生物对某一 样品维生素B他的含量进行分析。

6．以伊红美蓝(EMB)培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。

7．某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么?

8．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?

9．以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸一糖磷酸转移酶系统(PTs)为例解释基团转位。

10．试分析在主动运输中，ATP结合盒式转运蛋白(ABc转运蛋白)系统和膜结合载体蛋白(透过酶)系统的运行机制及相互区别。 三、习题解答 填空题

1．C H 0 N P S 2．碳源 氮源 无机盐 生长因子 水 能源 3．碳素来源 能源 糖 有机酸 醇 脂 烃 4．蛋白质(肽、氨基酸) 氨及铵盐 硝酸盐 分子氮(N，)玉米浆 (NH4)2SO4 菌体生长 黄豆饼粉 玉米饼粉 代谢产物积累 5．酶活性中心组分 维持细胞结构和生物大分子稳定 调节渗透压 控制氧化还原电位 作为能源物质 6．维生素 氨基酸 嘌呤和嘧啶 作为酶的辅基或辅酶 合成细胞结构及组分的前体 7．溶剂 参与化学反应 维持生物大分子构象 热导体 维持细胞形态 控制多亚基结构的装配与解离 8．碳源性质 9．能源 10．电子供体 11．光能无机自养 光能有机异养 化能无机自养 化能有机异养 12．选择适宜营养物质 营养物质浓度及配比合适 控制pH 控制氧化 还原电位 原料来源 灭菌处理 13．复合(天然)培养基 合成培养基 14，固体 牛固体 液体 15．基础 加富 鉴别 选择 16．琼脂 明胶 硅胶 17．营养物质性质 微生物所处环境 微生物细胞透过屏障 18．扩散 促进扩散 主动运输 膜泡运输 选择题

BCDDD ACABA DBDBC ADBCD 是非题

错对错错错 对错错对对 对错对错对 错对错错错 错错错错错 问答题

1．不能。微生物对微量元素需要量极低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。

2．维生素、氨基酸或嘌呤(嘧啶)通常作为酶的辅基或辅酶，以及用于合成蛋白质、核酸，是微生物生长所必需且需要量很小，而微生物(如营养缺陷型菌株)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。而葡萄糖通常作为碳源和能源物质被微生物利用，需要量较大，而且其他一些糖类等碳源物质也可以代替葡萄糖满足微生物生长所需。

3．紫色非硫细菌在没有有机物时可同化c0：进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物氧化产生的化学能进行化能营养生活。

4．A从苯含量较高的环境中采集土样或水样；B配制培养基，制备平板，一种仅以苯作为惟一碳源(A)，另一种不含任何碳源作为对照(B)；C将样品适当稀释(十倍稀释法)，涂布A平板；D将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生；(5)将A平板上的菌落编号并分别转接至B平板，置于相同温度条件下培养(在B平板上生长的菌落是可利用空气中C02的自养型微生物)；(6)挑取在A平板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新的A平板上划线、培养，获得单菌落，初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物；(7)将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实验，利用相应化学分析方法定量分析该菌株分解利用苯的情况。

5．A将缺乏维生素B。：但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别定量接入用于测定的微生物；B在这些试管中分别补加不同量的维生素B，：标准样品及待测样品，在适宜条件下培养；C以微生物生长量(如测定0D㈣。。)值对标准样品的量作图，获得标准曲线； D测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中维生素B．：的含量。

6．EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌菌落带金属光泽的深紫色，而与其他不能发酵乳糖产酸的微生物区分开。

7．不能。因为，（1）不同微生物的营养需求、最适生长温度等生长条件有差别，在同一平板上相同条件下的生长及生理状况不同；（2）不同微生物所产蛋白酶的性质(如最适催化反应温度、pH、对底物酪素的降解能力等)不同；（3）该学生所采用的是一种定性及初步定量的方法，应进一步针对获得的几株菌分别进行培养基及培养条件优化，并在分析这些菌株所产蛋白酶性质的基础上利用摇瓶发酵实验确定蛋白酶高产菌株。

8．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。

9．大肠杆菌PTs由5种蛋白质(酶I、酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc及热稳定蛋白质Hn)组成，酶Ⅱa、酶b、酶Ⅱc 3个亚基构成酶Ⅱ。酶I和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶Ⅱa也是细胞质蛋白，亲水性酶Ⅱb与位于细胞膜上的疏水性酶Ⅱc相结合。酶Ⅱ将一个葡萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)上的磷酸基团逐步通过酶I和HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶Ⅱ的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTs进入细胞后加上了一个磷酸基团。

10．AABC转运蛋白常由两个疏水性跨膜结构域与胞内的两个核苷酸结合结构域形成复合物，跨膜结构域在膜上形成一个孔，核苷酸结合结构则可结合ATP。ABc转运蛋白发挥功能还需要存在于周质空间(G+菌)或附着在质膜外表面(G一菌)的底物结合蛋白的帮助。底物结合蛋白与被运输物质结合后再与ABC转运蛋白结合，借助于ATP水解释放的能量，ABC转运蛋白将被运输物质转运进入胞内。B膜结合载体蛋白(透过酶)也是跨膜蛋白，被运输物质在膜外表面与透过酶结合，而膜内外质子浓度差在消失过程中，被运输物质与质子一起通过透过酶进入细胞。C被运输物质通过ABC转运蛋白系统和通过透过酶进入细胞的区别在于能量来源不同，前者依靠ATP水解直接偶联物质运输，后者依靠膜内外质子浓度差消失中偶联物质运输。

第五章 微生物代谢

一、术语或名词 1．分解代谢(catabolism) 也称产能代谢，生物氧化，是指大分子物质在细胞内降解成小分子物质，并产生能量的过程。

2．合成代谢(anabolism) 是指利用小分子物质在细胞内合成复杂大分子物质，并消耗能量的过程。 3．糖酵解(glycolysis) 无氧条件下，异养生物降解葡萄糖生成两个丙酮酸并产生能量的过程。是葡萄糖分解代谢的共同途径。

4．发酵(fermentation) 广义的发酵，泛指一切利用微生物进行生产的过程，多指传统的与实际生产有关的工业化生产，多是好氧过程，如氨基酸发酵、抗生素发酵、单细胞蛋白生产等。微生物生理学上的发酵又称狭义的发酵，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。

5．底物水平磷酸化(substrate—level phosphorylation) 发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的甘油酸一1，3一二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。

6．乙醇发酵(alcoholic fermentation) 有两种方式，葡萄糖在酵母和某些细菌(如Sarcina、：Enterobacteriaceae)中经EMP途径，或者某些细菌(如运动发酵假单胞菌)中经ED途径降解成丙酮酸，进一步生成乙醛，乙醛还原生成乙醇。

7．乳酸发酵(1actic acid fermentation) 有两种方式，葡萄糖经EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸，终产物只有一种乳酸，称为同型乳酸发酵(1lomolactic fermentation)；葡萄糖经PK、HK或HMP途径降解为丙酮酸，代谢终产物除乳酸外，还有乙醇或乙酸，故称异型乳酸发酵（heterolactic fermentation）。

8．呼吸(respiration) 微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)’、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。以分子氧作为最终电子受体的称为有氧呼吸(aerobic respiration)，以氧化型化合物作为最终电子受体的称为无氧呼吸(anaerobic respiration)。

9．电子传递系统(electron transport system) 一系列膜相关电子载体，把电子传递给最终的电子受体，除了泛醌之外，电子载体在膜上的排列顺序为还原电位最负到最正。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fes(铁硫蛋白)一CoQ(辅酶Q)一cyt b_Cyt c_Cyt aCyta3。 10．氧化磷酸化(oxidative phosphorylation) 在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH：，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。 11．巴斯德效应(Pasteur effect) 当微生物从厌氧条件转换到有氧条件时，微生物转向有氧呼吸，糖分解代谢速率降低。

12．反硝化作用(denitrification) 又称硝酸盐呼吸(nitrate respiration)，以硝酸或亚硝酸盐

为电子受体进行的无氧呼吸，此过程中硝酸盐还原形成气态产物NO、N2。

13．同化型硝酸还原(assimilative nitrate reduction) 在厌氧或好氧条件下，某些兼性厌氧细菌还原硝酸为亚硝酸，进一步转变成铵，作为氮源被细胞利用。

14．异化型硝酸还原(dissimilartive nitrate reduction) 硝酸作为最终电子受体被还原成亚硝酸，分泌到细胞外或形成N：被释放。在这个过程中，硝酸只作为电子受体，用于生物氧化产能，而不作为细胞氮源。

15．Stickland反应(Stickland reaction) 某些微生物利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。以一种氨基酸作为供氢体而氧化，另一种氨基酸作为电子受体被还原的生物氧化产能方式，产能效率低，每分子氨基酸产生1个ATP。

16．化能自养菌(chemoautotrophs) 还原CO2的ATP和还原力[H]是通过还原性无机化合物(NH4+、NO2＿、H2S、S0、H2和Fe2+)的氧化而获得的，产能途径是氧化磷酸化，一般为好氧菌。

17．不产氧光合作用(anoxygenic photosynthesis) 又称环式光合磷酸化，光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。

18．产氧光合作用(oxygenic photosynthesis) 又称非环式光合磷酸化，绿色植物、藻类和蓝细菌所共有。光能驱动下，电子从光反应中心I(Ps I)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PsⅡ)水的光解生成的H’，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PsⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心Ps I，期间生成ATP。

19．紫膜光合磷酸化(photophosphorylation by purple membrane) 紫膜由细菌视紫红质蛋白和类脂组成，细菌视紫红质蛋白功能与叶绿素相似，能吸收光能，并在光量子驱动下起着质子泵的作用，将质子泵出紫膜外，从而形成紫膜内外的质子梯度差(质子动势)，驱使ATP的形成。

20．代谢补偿途径(replenishment pathway) 或代谢物回补顺序(anaplerotic sequence)，是指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢产物的那些反应。如微生物特有的乙醛酸循环。 21．初级代谢(primary metabolism) 微生物细胞从外界吸收营养物质，通过分解和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程。

22．次级代谢(secondary metabolism) 微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。

23．变构效应(allosterism) 别构酶的活性可以被小分子激活剂或者抑制剂改变，激活剂或者抑制剂借助于非共价键，可逆地同酶蛋白分子上的调控部位相结合，引起酶的三维结构的改变，导致酶的催化部位的活性发生变化。

24．反馈抑制(feedback inhibition) 每个代谢途径都至少有一个限速酶 (pacemaker enzyme)，催化代谢途径中的限速反应，一般是代谢途径中第一步反应的催化酶。代谢途径的终端产物常常抑制第一步反应的可调控酶的活性，此调控作用称为反馈抑制。

25．酶合成阻遏(repression of enzyme synthesis) DNA分子上每一个操纵元都产生一个阻遏蛋白，在合成过程中，阻遏蛋白不能结合在操纵子部位上。然而，辅阻遏物可以与阻遏蛋白结合，改变阻遏蛋白的构象，因此可以与操纵子部位结合。这样mRNA的合成终止，蛋白质合成不能发生。 26．酶合成诱导(induction of enzyme synthesis) 调节基因产生的阻遏蛋白可以与操纵元上的操纵子部位结合，因此关闭了mRNA的转录，阻止了蛋白质的合成。当培养基中加入诱导物时，诱导物与阻遏蛋白结合，阻止了阻遏蛋白与操纵子部位的结合，操纵子开放，基因转录发生。 二、习 题 填空题 1．代谢是细胞内发生的全部生化反应的总称，主要是由 和 两个过程组成。微生物的分解代谢是指 在细胞内降解成 ，并 能量的过程；合成代谢是指利用 在细胞内合成 ，并 能量的过程。

2．生态系统中， 微生物通过 能直接吸收光能并同化CO2， 微生物分解有机化合物，通过 产生CO2。

3．微生物的4种糖酵解途径中， 是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径 是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有； 是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。

4． 和 的乙醇发酵是指葡萄糖经 途径分解为丙酮酸后，进一步形成乙醛，乙醛还原生成乙醇； 的乙醇发酵是利用ED途径分解葡萄糖为丙酮酸最后生成乙醇。

5．同型乳酸发酵是指葡萄糖经 途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸。异型乳酸发酵经 、 和 途径分解葡萄糖代谢终产物除乳酸外，还有 。

6．微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混合酸发酵、发酵和 发酵等。丁二醇发酵的主要产物是 ， 发酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。

7．产能代谢中，微生物通过 磷酸化和 磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP等高能分子中；光合微生物则通过 磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP中。 磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。

8．呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给 系统，逐步释放出能量后再交给 。

9．巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从 转换到 下，糖代谢速率 ，这是因为 比发酵作用更加有效地获得能量。

10．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像NO3-、NO2-、SO42-、S2O3、CO2：等无机化合物，或 等有机化合物。

11．化能自养微生物氧化 而获得能量和还原力。能量的产生是通过 磷酸化形式，电子受体通常是O2。电子供体是 、 、 和 。还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递， 能量。

12．光合作用是指将光能转变成化学能并固定的CO2过程。光合作用的过程可分成两部分：在 中光能被捕获并被转变成化学能，然后在 中还原或固定CO2合成细胞物质。

13．微生物有两种同化CO2的方式： 和 。自养微生物固定CO2的途径主要有3条：卡尔文循环途径，可分为 、 和 3个阶段；还原性三羧酸途径，通过逆向的三羧酸循环途径进行，多数酶与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的 是个例外；乙酰辅酶A途径，存在于甲烷产生菌、硫酸还原菌和在发酵过程中将CO2转变乙酸的细菌中，非循环式CO2固定的产物是 和 。

14．Straphylococcus aureus肽聚糖合成分为3个阶段：细胞质中合成的 ，在细胞膜中进一步合成 ，然后在细胞膜外壁引物存在下合成肽聚糖。青霉素在细胞膜外抑制 的活性从而抑制肽聚糖的合成。

15．微生物将空气中的N2还原为NH4的过程称为 之间相互的关系。该过程中根据微生物和其他生物固氮体系可以分为 、 和 3种。 16．固氮酶包括两种组分：组分I(P1)是 ，是一种 ，由4个亚基组成；组分Ⅱ(P2)是一种 ，是一种 ，由两个亚基组成。P1、P2单独存在时，都没有活性，只有形成复合体后才有固氮酶活性。

17．次级代谢是微生物生长至 或 ，以 为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的物质化合物如： 、 、 、 、 及 等多种类别。

18．酶的代谢调节表现在两种方式： 是一种非常迅速的机制，发生在酶蛋白分子水平； 是一种比较慢的机制，发生在基因水平上。

19．分支代谢途径中酶活性的反馈抑制可以有不同的方式，常见的方式是 、 、 、 。

20．细菌的二次生长现象是指当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，优先利用 ，当其耗尽后，细菌经过一段停滞期，不久在 的诱导下开始合

成 ，细菌开始利用 。该碳代谢阻遏机制包括 和 的相互作用。 选择题(4个答案选1)

1．化能自养微生物的能量来源于( )。A有机物 B还原态无机化合物 C氧化态无机化合物 D日光

2．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，( )是最普遍的、存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径。

A EMP途径 B HMP途径 C ED途径 D WD途径

3．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，( )是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，产能效率低，为微生物所特有。A EMP途径 B HMP途径 C ED途径 D WD途径

4．酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是( )。

A糖酵解途径不同 B发酵底物不同 C丙酮酸生成乙醛的机制不同 D乙醛生成乙醇的机制不同 5．同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是( )。AEMP途径 BHMP途径 CED途径 DWD途径

6．由丙酮酸开始的其他发酵过程中，主要产物是丁酸、丁醇、异丙醇的发酵是( )。

A混合酸发酵 B丙酸发酵 C丁二醇发酵 D丁酸发酵

7．ATP或GTP的生成与高能化合物的酶催化转换相偶联的产能方式是( )。A 光合磷酸化B 底物水平磷酸化C氧化磷酸化D化学渗透假说

8．下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是( )。A发酵 B有氧呼吸 C无氧呼吸 D化能自养

9．卡尔文循环途径中CO2固定(羧化反应)的受体是( )。

A 核酮糖一5一磷酸 B 核酮糖一1，5一二磷酸 C 3一磷酸甘油醛 D 3一磷酸甘油酸

10．CO2固定的还原性三羧酸途径中，多数酶与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的( )是个例外。

A柠檬酸合酶 B柠檬酸裂合酶 C异柠檬酸脱氢酶 D琥珀酸脱氢酶 11．青霉素抑制金黄色葡萄球菌肽聚糖合成的( )。

A细胞膜外的转糖基酶 B细胞膜外的转肽酶C细胞质中的“Park”核苷酸合成 D细胞膜中肽聚糖单体分子的合成．

12．不能用于解释好氧性固氮菌其固氮酶的抗氧机制的是( )。

A呼吸保护作用 B构象保护 C膜的分隔作用 D某些固氮酶对氧气不敏感 13．以下哪个描述不符合次级代谢及其产物( )。

A次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确 B次级代谢产物的合成不受细胞的严密控制 C发生在指数生长后期和稳定期 D质粒与次级代谢的关系密切 14．细菌的二次生长现象可以用( )调节机制解释。A组合激活和抑制 B顺序反馈抑制 C碳代谢阻遏 D酶合成诱导

15．下面对于好氧呼吸的描述( )是正确的。A电子供体和电子受体都是无机化合物B电子供体和电子受体都是有机化合物

C电子供体是无机化合物，电子受体是有机化合物 D电子供体是有机化合物，电子受体是无机化合物

16．无氧呼吸中呼吸链末端的氢受体是( )。

A还原型无机化合物 B氧化型无机化合物 C某些有机化合物 D氧化型无机化合物和少数有机化合物

17．厌氧微生物进行呼吸吗?( )A进行呼吸，但是不利用氧气 B不进行呼吸，因为呼吸过程需要氧气

C不进行呼吸，因为它们利用光合成作用生成所需ATP D不进行呼吸，因为它们利用糖酵解作用产生所需ATP

18．碳水化合物是微生物重要的能源和碳源，通常( )被异养微生物优先利用。

A甘露糖和蔗糖 B葡萄糖和果糖 C乳糖 D半乳糖

19．延胡索酸呼吸中，( )是末端氢受体。A琥珀酸 B延胡索酸 C甘氨酸 D苹果酸

20．硝化细菌是( )：A化能自养菌，氧化氨生成亚硝酸获得能量 B化能自养菌，氧化亚硝酸生成硝酸获得能量

C化能异养菌，以硝酸盐为最终的电子受体 D化能异养菌，以亚硝酸盐为最终的电子受体 是非题

1．无氧呼吸和有氧呼吸一样也需要细胞色素等电子传递体，也能产生较多的能量用于生命活动，但由于部分能量随电子转移传给最终电子受体，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。 2．CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物不能利用CO2作为辅助的碳源。

3．由于微生物的固氮酶对氧气敏感，不可逆失活，所以固氮微生物一般都是厌氧或兼性厌氧菌。 4．支持细胞大量生长的碳源，可能会变成次级代谢的阻遏物。 5．光能营养微生物的光合磷酸化没有水的光解，不产生氧气。 6．次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，但是某些次级代谢产物对于该微生物具有特殊的意义，如与孢子的启动形成有关。

7．目前知道的所有固氮微生物都属于原核生物和古生菌类。 8．stickland反应对生长在厌氧和蛋白质丰富环境中的微生物非常重要，使其可以利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。

9．当从厌氧条件转换到有氧条件时，微生物转向有氧呼吸，糖分解代谢速率加快。 10．反硝化作用是化能自养微生物以硝酸或亚硝酸盐为电子受体进行的无氧呼吸。 11．由于蓝细菌的光合作用产生氧气，所以蓝细菌通常都不具有固氮作用。 12．底物水平磷酸化只存在于发酵过程中，不存在于呼吸作用过程中。 13．底物水平磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。

14．发酵作用的最终电子受体是有机化合物，呼吸作用的最终电子受体是无机化合物。 15．氧化磷酸化只存在于有氧呼吸作用中，不存在于发酵作用和无氧呼吸作用中。

16．发酵作用是专性厌氧菌或兼性厌氧菌在无氧条件下的一种有机物生物氧化形式，其产能机制都是底物水平磷酸化反应。 17．延胡索酸呼吸中，琥珀酸是末端氢受体延胡索酸还原后生成的还原产物，不是一般的中间代谢产物。 18．自养微生物同化CO2需要大量能量，能量来自于光能、无机物氧化或简单有机物氧化所得的化学能。 19．CO2固定的途径中，卡尔文循环途径存在于绿色植物、藻类、蓝细菌和几乎所有的自养型微生物包括光能自养和化能自养微生物中，而还原性三羧酸途径和乙酰辅酶A途径只存在于某些细菌中。

20．青霉素抑制肽聚糖分子中肽桥的生物合成，因此对于生长旺盛的细胞具有明显的抑制作用，而对于休止细胞无抑制作用。 问答题

1．比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。

2．试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生。

3．什么是无氧呼吸?比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。 4．比较自生和共生生物固氮体系及其微生物类群。 5．比较光能营养微生物中光合作用的类型。 6．简述化能自养微生物的生物氧化作用。

7．说明革兰氏阳性细菌细胞肽聚糖合成过程以及青霉素的抑制机制。

8．蓝细菌是一类放氧性光合生物，又是一类固氮菌，说明其固氮酶的抗氧保护机制。

9．说明次级代谢及其特点。如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷调节机制来提高抗生素的产量? 10．如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产? 三、习题解答 填空题

1．分解代谢合成代谢大分子物质小分子物质 产生 小分子物质 大分子物质 消耗2．光能自养 光合作用 异养 呼吸作用 3．EMP ED HMP 4．酵母菌 八叠球菌EMP 运动发酵单胞菌 5．EMP PK HK HMP 乙醇或乙酸 6．丙酸发酵 丁酸发酵 2，3

一丁二醇混合酸 7．底物水平 氧化 光合 底物水平 8．电子传递 最终电子受体 9．厌氧条件 有氧条件 降低 好氧呼吸 10．延胡索酸 11．无机物 氧化磷酸化 H2 NH4 H2S Fe2+ 消耗 12．光反应 暗反应 13．自养式 异养式 CO2的固定(羧化反应) 被固定CO2的还原(还原反应) CO2受体的再生 柠檬酸裂合酶 乙酸丙酮酸 14．“Park”核苷酸(uDP一N一乙酰胞壁酸五肽) 肽聚糖单体分子转肽酶15．生物固氮共生固氮体系 自生固氮体系 联合固氮体系 16．固氮酶钼铁蛋白(MoFe) 固氮酶还原酶铁蛋白(Fe) 17．指数期后期 稳定期 初级代谢产物 抗生素 激素 生物碱 毒素 色素 维生素 18．酶活性的调节 酶量的调节 19．顺序反馈抑制 协同反馈抑制 同工酶 组合激活和抑制 20．葡萄糖 乳糖届一半乳糖苷酶 乳糖 降解物激活蛋白(cAP)或cAMP受体蛋白(CRP) cAMP 选择题

BACAA DBBBB BDBCD DABBB 是非题

对错错对错 对对对错错 错错对对错 对对错对对 问答题

1．主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌(胃八叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED途径生成丙酮酸。丙酮酸之后的途径完全相同。

2．底物水平磷酸化，发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的1，3一二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。 光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。当一个叶绿素(或细菌叶绿素)分子吸收光量子时，叶绿素(或细菌叶绿素)即被激活，导致叶绿素(或细菌叶绿素)分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP的合成。主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷酸化作用。 3．无氧呼吸是微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给氧化型化合物，作为其最终电子受体，从而生成还原型产物并释放出能量的过程。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：

NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fe·s(铁硫蛋白)一CoQ(辅酶Q)一cyt b—Cyt c—Cyt a—cyt a，。无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO3—、N02—、SO42—、S2O3一、CO2等，或延胡索酸(fumarate)等外源受体，氧化还原电位差都小于氧气，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。

4．共生固氮体系：根瘤菌(尺^izobium)与豆科植物共生；弗兰克氏菌(Frank：尬)与非豆科树木共生；蓝细菌(eyanoba(舶ria)与某些植物共生；蓝细菌与某些真菌共生。自生固氮体系：好氧自生固氮菌(Azotobacter，Azotomonas，etc)；厌氧自生固氮菌(Clostridium)；兼性厌氧自生固氮菌(B0cillus，Klebsiella，etc)；大多数光合菌(蓝细菌，光合细菌)。 5．

①光合细菌一环式光合磷酸化； ②绿硫细菌的非环式光合磷酸化；

③嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作 用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差。

非环式光合磷酸化是绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型光合作用。光能驱动下，电子从光反应中心I(Ps I)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PsⅡ)水的光解生成的H+，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PsⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心Ps I，期问生成ATP。

环式光合磷酸化为光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。有些光合细菌虽只有一个光合系统，但也以非环式光合磷酸化的方式合成ATP，如绿硫细菌和绿色细菌，从光反应中心释

放出的高能电子经铁硫蛋白、铁氧还蛋白、黄素蛋白，最后用于还原NAD+生成NADH。反应中心的还原依靠外源电子供体如S2-、S2O32一等。外源电子供体在氧化过程中放出电子，经电子传递系统传给失去了电子的光合色素，使其还原，同时偶联ATP的生成。嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差，再由它来推动ATP酶合成ATP。 6．化能自养微生物氧化无机物而获得能量和还原力。能量的产生是通过电子传递链的氧化磷酸化形式，电子受体通常是O2，因此，化能自养菌一般为好氧菌。电子供体是H2、NH4+、H2S和Fe2+还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，同时需要消耗能量。 A氨的氧化。NH，和亚硝酸(N0f)是作为能源的最普通的无机氮化合物，能被亚硝化细菌和硝化细菌氧化。 B硫的氧化。硫杆菌能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐)作能源。H2S首先被氧化成元素硫，随之被硫氧化酶和细胞色素系统氧化成亚硫酸盐，放出的电子在传递过程中可以偶联产生ATP。C铁的氧化。从亚铁到高铁的生物氧化，对少数细菌来说也是一种产能反应，但这个过程只有少量的能量被利用。亚铁的氧化仅在嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)中 进行了较为详细的研究。在低pH环境中这种细菌能利用亚铁氧化时放出的能量生长，在该菌的呼吸链中发现了一种含铜的铁硫菌蓝蛋白(rusticyanin)，它与几种cyt c和一种cyt a，氧化酶构成电子传递链。D氢的氧化。氢细菌能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2也能利用其他有机物生长。氢细菌的细胞膜上有泛醌、维生素K：及细胞色素等呼吸链组分。在这类细菌中，电子直接从氢传递给电子传递系统，电子在呼吸链传递过程中产生ATP。

7．革兰氏阳性菌肽聚糖合成的3个阶段(图5—10)。 A细胞质中的合成。①葡萄糖 N一乙酰葡糖胺一UDP(G--UDP)一N一乙酰胞壁酸一UDP(M—uDP) ②MUDP一“Park”核苷酸，即UDP一N一乙酰胞壁酸五肽 B细胞膜中的合成。“Park”核苷酸一肽聚糖单体分子。

C细胞膜外的合成。青霉素抑制转肽酶。青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D一丙氨酸一D一丙氨酸的结构类似物，两者竞争转肽酶的活力中心。 8．有两种特殊的保护系统。A分化出异形胞，其中缺乏光反应中心Ⅱ，异形胞的呼吸强度大于正常细胞，其超氧化物歧化酶的活性高。B非异形胞的保护方式：①时间上的分隔保护，白天光合作用，晚上固氮作用；②群体细胞中的某些细胞失去光反应中心Ⅱ，而进行固氮作用；③提高过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性来除去有毒氧化物。

9．相对于初级代谢而言，一般认为，微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程，称为次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等多种类别。 次级代谢特点：

A次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，次级代谢途径某个环节发生障碍，致使不能合成某个次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。

B次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。 C次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。

D次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。

(5)质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。

(6)次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。

(7)次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生，可在发酵培养基中加入诱导物来增加产量。易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐，对某些抗生素的产生有抑制作用。在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用。

10．在微生物中，以天冬氨酸为原料，通过分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸(图5—13)。为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。这个菌种由于不能合成高丝氨酸脱氢酶(HSDH)，故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸。添加适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下，在含有较高糖和铵盐的培养

基上，能产生大量的赖氨酸。

第六章 微生物的生长繁殖及其控制

一、术语或名词

1．二分裂(binary fission) 细胞核首先进行有丝分裂，然后细胞质通过胞质分裂而分开，从而形成两个相同的个体的分裂方式。

2．分批培养(batch culture) 是指微生物在封闭系统中进行的培养，培养过程中不对培养基进行更换。

3．迟缓期(1agphase) 微生物接种到新鲜培养基时，其数量并不立即增加，这个阶段被称为迟缓期或延滞期。

4．对数生长期(exponentialphase) 微生物经过延滞期后，以最大的速度进行生长和分裂，导致微生物数量呈对数增加的时期。在对数生长期微生物各成分按比例有规律地增加，微生物呈平衡生长。

5．稳定生长期(stationaryphase) 微生物经过对数生长期后，生长速度降低至零(细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量)的时期。稳定期的微生物数量最大并维持稳定。

6．衰亡期(deathphase) 稳定期后，由于营养物质的耗尽和有毒代谢产物的大量积累，使微生物死亡速度逐步增加，活菌减少的时期。

7．二次生长(diauxic growth) 微生物在同时含有速效碳源(或氮源)和迟效碳源(或氮源)的培养基中生长时，微生物会首先利用速效碳源(或氮源)生长直到该速效碳源(或氮源)耗尽，然后经过短暂的停滞后，再利用迟效碳源(或氮源)重新开始生长。这种两相生长或应答称为二次生长。

8．倍增时间(doublingtime) 群体生长中微生物数量增加一倍所需要的时间称为倍增时间。

9．代时(generationtime) 个体生长中，每个微生物分裂繁殖一代所需的时间称为代时。 10．比生长速率(specificgrowth rate) 每单位数量的微生物在单位时间内增加的量。 11．同步培养(synchronousculture) 使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞的培养方法称为同步培养。

12．同步生长(synchronousgrowth) 以同步培养方法使群体细胞处于同一生长阶段，并同时进行分裂的生长方式。

13．连续培养(continuousculture) 连续培养是指通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的培养方法。一般是通过在微生物培养过程中不断地补充营养和以同样的速率移出培养物来实现微生物的连续培养。

14．恒化器(chemostat) 通过保持培养基中某种必需营养物质的浓度基本恒定的方式，使微生物的生长速度恒定的培养系统。

15．平板计数或菌落计数(plate countor colonycount) 将适当稀释的样品涂布到琼脂培养基表面，培养后活细胞能形成菌落，通过计算菌落数能知道样品中的活菌数，该方法称为平板计数或菌落计数。

16．菌落形成单位(colonyforming unit) 采用平板计数或菌落计数法时，由于不能绝对保证一个菌落只是由一个活细胞形成，计算出的活细胞数称为菌落形成单位。

17．显微镜直接计数(directmicroscopic count) 利用微生物计数板或血细胞计数板，在显微镜对样品中的微生物进行计数的方法称为显微镜直接计数法。该方法虽然简便直观，但若无特别技术不能区分死活细胞的数目。

18．最适生长温度(optimum growth temperature) 微生物生长速度最快的温度。

19．超氧化物歧化酶(superoxidedismutase) 催化超氧化物自由基形成氧和过氧化氢的酶。 20．过氧化氢酶(catalase) 分解过氧化氢形成水和氧气的酶。

21．灭菌(sterilization) 灭菌是指物体中包括芽孢在内的所有微生物都被杀死或消除。 22．抑制(inhibition) 抑制是采用某种因子使微生物的生长停止，但移去该因子后微生物的生长仍然可以恢复。

23．消毒(disinfection) 杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物的措施。消毒可起到防止

感染或传播的作用。

24．消毒剂(disinfectant) 用于消毒的化学制剂。一般用于对非生物材料的消毒。

25．石炭酸系数或酚系数(phenol coefficient) 在一定温度下将某种消毒剂与试验细菌10rain保温处理后，能杀死试验细菌的消毒剂的最高稀释倍数与能杀死试验细菌的石炭酸(酚)的最高稀释倍数的比值。酚系数可用于判断消毒剂对试验细菌的杀灭效力。酚系数越高，表明消毒剂在该测试条件下的消毒能力越强。

26．防腐(antisepsis) 采用某些化学或物理方法防止和抑制微生物生长的措施。防腐能防止食物腐败或防止其他物质霉变。

27．防腐剂(antiseptic) 用于防腐的化学制剂。防腐剂的毒性一般小于消毒剂，以避免对动物或人体组织产生毒害作用。

28．热致死时间(thermaldeathtime) 在一定温度一定条件下杀死液体中所有微生物的最短时间。

29．十倍减少时间(decimal reduction time，D) 特定温度下杀死某一样品中90％微生物或孢子及芽孢所需的时间。30．高压灭菌(autoclave) 在高压蒸汽的处理下(通常121℃，15rain)杀死包括芽孢在内的所有微生物的灭菌方法。

31．巴斯德消毒法(pasteurization) 在低于沸点的温度下短时间加热处理以杀死牛奶或饮料中的病原微生物的方法称为巴斯德消毒法。较老的做法是63℃处理30rain；现在使用巴氏瞬间消毒法(nashpasteurization) 即72℃处理15s，然后迅速冷却的方法。

32．紫外辐射(UVradiation) 波长为10—400 nm(通常采用260nm)的高能辐射。紫外辐射有较强的致死效应，通常用于对物体表面和空气的灭菌。 [

33．选择毒性(selectivetoxicity) 化疗试剂杀死或抑制病原微生物而对宿主尽可能不产生伤害的性质。

34．化疗(chemotherapy) 利用具有选择毒性的化学物质杀死生物体内的病原微生物或病变细胞，治疗被微生物感染的病变细胞或组织，但对机体本身无毒害作用的治疗措施。

35．抗生素(antibiotic) 抗生素是由某些生物合成或半合成的次级代谢产物或衍生物，能抑制其他微生物生长或杀死其他微生物。

36．抗代谢物(antimetabolite) 能对代谢的某个关键酶产生竞争抑制而阻断代谢途径的化合物。抗代谢物通常与酶的正常底物或中间产物很类似，它与酶的正常底物或中间产物竞争酶的活性部位使反应停止，从而阻断代谢途径。 37．抗药性(drug resistance) 微生物通过改变本身生理生化特性而变得对化学药物不敏感，即微生物的抗药性。

38．相容溶质(compatiblesolute) 适合细胞进行新陈代谢和生长的细胞内高浓度物质，它可使细胞原生质渗透浓度高于周围环境，从而使其质膜紧压在细胞壁上。 二、习 题 填空题 1．一条典型的生长曲线至少可分为 、 、 和 4个生长时期。

2．测定微生物的生长量常用的方法有 、 和 。而测定微生物数量变化常用的方法有 、 、和 ；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有 、 和 。

3．获得细菌同步生长的方法主要有A 和B ，其中A中常用的有 、 和 。

4．控制连续培养的方法有 和 。 5．影响微生物生长的主要因素有 、 、 、 和 等。 6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用 或 进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用 灭菌，其温度为 ，时间为 。

7．通常，细菌最适pH的范围为 ，酵母菌的最适pH范围为 ，霉菌的最适pH范围是 。

8．杀灭或抑制微生物的物理因素有 、 、 、 、 和 等。

9．抗生素的作用机制有 、 、 和 。

10．抗代谢药物中的磺胺类是由于与 相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其 不能合成。 选择题

1．以下哪个特征表示二分裂?( ) A产生子细胞大小不规则 B隔膜形成后染色体才复制

C子细胞含有基本等量的细胞成分 D新细胞的细胞壁都是新合成的

2．代时为0．5h的细菌由10’个增加到10”个时需要多长时间?( ) A 40h B 20h C lOh D 3h

3．某细菌2h中繁殖了5代，该菌的代时是( )。 A 15min B 24rain C 30min D 45 min

4．代时是指( )。A培养物从接种到开始生长所需要的时间 B从对数期结束到稳定期开始的间隔时间

C培养物生长的时间 D细胞分裂繁殖一代所需要的时间

5．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期? ( ) A死亡期 B稳定期 C延迟期 D对数期

6．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质( )。A 1，4 B 2，3 C 2，4 D 1，5

7．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是( )。A比浊法 B显微镜直接计数 C干细胞重量测定 D平板菌落记数

8．用比浊法测定生物量的特点是( )。 A只能用于测定活细胞 B易于操作且能精确测定少量的细胞

C难于操作但很精确 D简单快速，但需要大量的细胞

9．下列哪种保存方法会降低食物的水活度?( ) A腌肉 B巴斯德消毒法 C冷藏 D酸泡菜

10．细胞复制时所有的细胞组分都按比例有规律地增加的现象是( )。 A对数生长 B二分裂 C最大生长 D平衡生长

11．连续培养时培养物的生物量是由( )来决定的。

A 培养基中限制性底物的浓度 B培养罐中限制性底物的体积 C温度 D稀释率

12．最适生长温度低于20℃的微生物被称为( )。 A 耐冷菌 B 嗜温菌 C耐热菌 D嗜冷菌

13．过氧化氢酶能解除( )的毒性。 A超氧化物自由基 B过氧化物 C三线态氧 D过氧化氢

14．能导致微生物死亡的化学试剂是( )。 A抑菌剂 B溶菌剂 C 杀菌剂 D B和C

15．微生物数量减少十倍所需的时间是( )。A十倍减少时间 B十倍减少值 C热致死时间 D对数时间

16．只能用高压灭菌才能杀死的是( )。 A结核分枝杆菌 B病毒 C细菌的内生孢子 D霉菌孢子 17．常用的高压灭菌的温度是( )。 A121~C B200~C C63~C D100~C 18．巴斯德消毒法可用于( )的消毒。 A啤酒 B葡萄酒 C牛奶 D以上所有 19．保存冷冻食品的常用温度是( )。 A4~C B _20~C C -70~C D0℃

20．( )能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。 A青霉素 B磺胺类药物 C四环素 D以上

所有 是非题

1．细菌分裂繁殖一代所需时间为倍增时间。

2．在群体生长的细菌数量增加一倍所需时间为代时。

3．样品稀释10—3，后，从中取出0．1 mL涂布在琼脂平板上培养，长出36个菌落，因此样品中的细菌数为36000个／mL。

4．最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。 5．一般而言，对数生长期的细菌细胞最大。

6．一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定出的菌数多。 7．在一密闭容器中接种需氧菌和厌氧菌，需氧菌首先生长。

8．分子氧对专性厌氧微生物的抑制和致死作用，是因为这些微生物内缺乏超氧化物化酶和过氧化氢酶。

9．一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。

10．分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。

11．最低生长温度是指微生物能生长的温度下限。最高生长温度是指微生物能生长的温度上限。 12．特定温度下杀死某一样品中90％微生物或孢子及芽孢所需的时间为热致死时间。 13．可采用高压灭菌对抗体进行灭菌。 14．巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。

15．对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。 16．腌肉防止肉类腐败的原因是提高了渗透压。 17．酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。

18．四环素能抑制细菌细胞壁的合成，青霉素能抑制细菌蛋白质的合成。

19．1：600稀释时某化学试剂10min内能杀死的金黄色葡萄球菌与1：60稀释的石炭酸相同，该化学试剂的石炭酸系数为10。 问答题

1．试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别。2．用来测定细菌生长量的直接计数法和间接计数法一般采用什么具体的方法?并从实际应用、优点、使用的局限性3个方面加以具体分析。

3．封闭系统中微生物的生长经历哪几个生长期?以图表示并指明各期的特点。如何利用微生物的生长规律来指导工业生产? 4．大肠杆菌在37℃的牛奶中每12．5 min繁殖一代，假设牛奶消毒后，大肠杆菌的含量为1个／100mL，请问按国家标准(30000个／mL)，该消毒牛奶在37℃下最多可存放多少时间? 5．与分批发酵相比，连续培养有何优点?

6．说明温度对微生物生长的影响，详述温度对微生物生长的影响的具体表现。 7．详述嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌和极端嗜热菌的不同。

8．哪几种氧形式对细胞有毒性?微生物细胞具有什么酶来解除氧的毒性? 9．过滤除菌有些什么方法?哪种方法较为经济实惠? 。 10．近年来是什么原因导致抗生素不敏感的抗性菌株的增多? 三、习题解答 填空题

1．迟缓期 对数生长期 稳定生长期 衰亡期 2．单细胞计数 细胞物质的重量 代谢活性

培养平板计数法 膜过滤法 液体稀释法 显微镜直接计数 比浊法 重量法 生理指标法 3．机械法 环境条件控制法 离心法 过滤分离法 硝酸纤维素滤膜法 4．恒浊法 恒化法

5．营养物质 水活性 温度 pH 氧 6．高压蒸汽灭菌法 干热灭菌法 超高温灭菌 135

-150~C 2—6s 7．6．5—7．5 4．5～5．5 4．5—5．5 8．温度 辐射作用 过滤 渗透压

干燥 超声波 9．抑制细菌细胞壁合成 破坏细胞质膜 作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化

抑制蛋白质和核酸合成 10．对氨基苯甲酸 叶酸 选择题CCBDD BDDAD DDDDA CADBB 是非题

错错错对错 对对对对对 对错错对错 错对对错 问答题

1．单个细菌细胞的生长，是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大的过程；细菌群体生长，是细胞数量或细胞物质量的增加。细菌的生长与繁殖两个过程很难绝对分开，接种时往往是接种成千上万的群体数量，因此，微生物的生长一般是指群体生长。

2．直接计数法通常是利用细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下直接计算一定容积里样品中的微生物的数量。该方法简便、易行，成本低，且能观察细胞大小及形态特征。该法的缺点是：样品中的细胞数不能太少，否则会影响计数的准确性，而且该法不能区别活细胞和死细胞。间接计数法又称活菌计数法，一般是将适当稀释的样品涂布在琼脂培养基表面，培养后活细胞能 形成清晰的菌落，通过计算菌落数就可以知道样品中的活菌数。平板涂布和倾倒平板均可用于活菌计数。平板计数简单灵敏，广泛应用于食品、水体及土壤样品中活菌的计数。该法的缺点有：可能因为操作不熟练使得细胞未均匀分散或者由于培养基不合适不能满足所有微生物的需要而导致结果偏低，或使用倾倒平板技术时因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结果不稳定等。

3．细菌生长曲线图参见教材第六章。封闭系统中微生物的生长经历迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等4个生长时期。在迟缓期中细胞体积增大，细胞内RNA、蛋白质含量增高，合成代谢活跃，细菌对外界不良条件反应敏感。在迟缓期细胞处于活跃生长中，但分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。对数期中细菌以最快的速度生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，细胞内所有成分以彼此相对稳定的速度合成，细菌为平衡生长。由于营养物质 消耗，代谢产物积累和环境变化等，群体的生长逐渐停止，生长速率降低至零，进入稳定期。稳定期中活细菌数最高并保持稳定，细，菌开始储存糖原等内含物，该期是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。营养物质消耗和有害物的积累引起环境恶化，导致活细胞数量下降，进入衰亡期。衰亡期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，菌体细胞呈现多种形态，细胞大小悬殊。在工业发酵和科学研究中迟缓期会增加生产周期而产生不利影响，因此需采取必要措施来缩短迟缓期。对数期的培养物由于生活力强，因而在生产上普遍用作“种子”，对数期的培养物也常常用来进行生物化学和生理学的研究。稳定期是积累代谢产物的重要阶段，如某些放线菌抗生素的大量形成就在此时期，因此如果及时采取措施，补充营养物或去除代谢物或改善培养条件，可以延长稳定期以获得更多的菌体或代谢产物。 4． 答：最多能放4．5h。

5．由于连续培养中微生物的生长一直保持在对数期，生物量浓度在较长时间内保持恒定，因此与单批发酵相比，连续培养：能缩短发酵周期，提高设备利用率；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定。

6．微生物的生长具有相当高的温度依赖性，有最低、最适和最高生长温度这几个基本温度。最适温度总是更靠近最高生长温度而不是最低生长温度。温度对微生物生长的影响的具体表现在：①影响酶活性，温度变化会影响酶促反应速率，最终影响细胞物质合成。②影响细胞质膜的流动性，温度高则流动性高，有利于物质的运输；温度低则流动性低，不利于物质的运输。因此，温度变化影响营养物质的吸收和代谢物质的分泌。③影响物质的溶解度，温度上升，物质的溶解度升高，温度降低，物质的溶解度降低，机体对物质的吸收和分泌受影响，最终微生物的生长受影响。温度过高时酶和其他蛋白质变性，细胞质膜熔化崩解，细胞受到损害。温度很低时，细胞质膜冻结，酶也不能迅速工作，因此，在温度高于或低于最适生长温度时生长速度会降低。， 7．嗜冷菌生长的温度范围是0—20~C，最适生长温度为15℃；嗜温菌生长的温度范围是15— 45℃，最适生长温度为20～45℃；嗜热菌生长的温度范围是45～80~C以上，最适生长温度为 55—65℃；极端嗜热菌生长的温度范围是80℃以上，最适生长温度为80～113℃，低于55℃通常不会生长。嗜冷菌的运输系统和蛋白质合成系统在低温下能很好地发挥功能，其细胞膜含有大量的不饱和脂肪酸，能在低温下保持半流质状态。当温度高于20cC时，细胞膜被破坏，细胞内组分流出。嗜热菌具有能在高温条件下发挥功能的酶和蛋白质合成系统，细胞膜脂类物质的饱和程度高，因此融点高，能保持高温下的细胞完整。

8．氧气受到辐射可被还原为超氧化物自由基、过氧化氢、羟基自由基等，它们是强氧化剂，能迅速破

坏细胞组分。专性好氧和兼性厌氧微生物的细胞中含有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，能破坏超氧化物自由基、过氧化氢。另外，细胞中的过氧化物酶也能降解过氧化氢。

9．过滤除菌有3种：深层过滤、膜过滤和核孔过滤。深层过滤器是由纤维或颗粒状物质制成的过滤板层；膜过滤器是由醋酸纤维素、硝酸纤维素或其他合成物质制成的具有微孑L的滤膜；核孔过滤器是由核辐射处理后再经化学蚀刻的薄聚碳酸胶片而制成。深层过滤较为经济实惠，多用于工业发酵，后两种方法主要用于科学研究。

10．主要有以下5个原因：①细胞质膜透性改变使药物不能进入细胞；②药物进入细胞后又被细胞膜中的移位酶等泵出胞外；③细菌产生了能修饰抗生素的酶使之失去活性；④药物作用靶发生改变从而对药物不再具有敏感性；⑤菌株改变代谢途径以绕过受药物抑制的过程或增加靶代谢物的产物。 表6—6 抗菌药物的作用机制

药 物 青霉(penicillin)

素

作用机制

抑制细胞壁合成：青霉素卢—内酰胺环结构与D—丙氨酸末端结构相似，从

而能占据D—丙氨酸的位置与转肽酶结合，并将酶灭活，肽链之间无法彼

此连接，抑制了细胞壁的合成

抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的30 S亚基结合，抑制蛋白质合成，引起 mRNA错读

抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的30S亚基结合，干扰氨酰tRNA的结合

抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的50S亚基结合，通过抑制肽基转移酶阻 断肽键形成

抑制蛋白质合成：与细菌核糖核蛋白体的50S亚单位相结合，抑制肽酰基转

移酶，影响核糖核蛋白体移位过程，妨碍肽链增长，抑制细菌蛋白质的合成 抑制核酸合成：通过结合和抑制DNA依赖的RNA聚合酶阻断RNA合成

代谢颉颃作用：由于很多细菌需要自己合成叶酸而生长，磺胺是叶酸组成部分对氨基苯甲酸的结构类似物，因而磺胺能阻止细菌叶酸的合成。磺胺对人体细胞无毒性，因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶——二氢叶酸合成酶，不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶酸，而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长

第七章 病毒

一、术语或名词

1．致细胞病变效应(cytopathic effect，CPE) 动物病毒感染敏感细胞培养引起的其显微表现的改变，如细胞聚集成团、肿大、圆缩、脱落、细胞融合成多核细胞及细胞内出现包涵体，乃至细胞裂解等。

2．盲传(blindpassage) 将取自经接种而未出现感染症状的宿主或细胞培养的材料，再接种传递给新的宿主或细胞培养，即重复接种，以提高病毒的毒力或效价。

3．感染性测定(assayofinfectivity) 因感染引起宿主或细胞培养某种特异性病理反应的感染性病毒颗粒数量的测定。

4．感染单位(infectionsunit，IU) 能够引起宿主细胞培养一定特异性病理反应的病毒最小剂量。

链霉素(streptomycin)

四环素

抗菌

(tetracycline)

素

氯霉素(chloramphenic01)

红霉素(erythromycin) 利福平(rifampicin)

抗代 谢物 磺胺类药(sulfadrug)

物

5．效价(title) 又称滴度，以单位体积(mL)待测病毒样品液中所含的病毒感染性单位的数目(1U／mL)。

6．噬菌斑(plague) 经适当稀释的噬菌体标本接种于细菌平板，经过一定时间培养后，在细菌菌苔上形成的圆形局部透明溶菌区域。

7．蚀斑(plague) 又称空斑，经适当稀释动物病毒标本接种于动物单层细胞培养，并辅以染色，在细胞单层上形成的可识别的局部病变区域。

8．半数效应剂量(50％effectdose) 使试验单元群体中的半数(50％)个体出现某一感染反应所需的病毒剂量，其值以50％试验单元出现感染反应的病毒稀释液的稀释度的倒数的对数值表。

9．中和作用(neutralization) 特异性的病毒抗体与病毒毒粒作用，使其失去感染性、抑制病毒的繁殖。

10．中和抗体(neutralizingAbs) 能够中和病毒感染性的病毒抗体。 11．毒粒(virion) 病毒的细胞外颗粒形式，亦是病毒的感染性形式。Dulbacco等(1985)指出，毒粒是一团能够自主复制的遗传物质(DNA或RNA)，它们被蛋白质外壳包围，有的还有一附加膜(包膜)以保护其遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞传递给另一宿主细胞的载体。 12．壳体(capsid) 又称衣壳，包围着病毒核酸的蛋白质外壳。

13．蛋白质亚基(proteinsubunit) 以次级键结合，构成病毒壳体的蛋白质单体，其同义语为原体(protomer)．

14．壳粒(capsomer) 在病毒的二十面体壳体构成中，一定数目的蛋白质亚基，以特殊方式聚集所形成的在电镜下可见的结构，其同义语为形态学单位(morphologicalunit)

15．五聚体(pentamers) 由5个蛋白质亚基聚集形成的壳粒，因其在壳体结构中与5个其他的壳粒相邻，所以又称五邻体(penton)。

亚6．六聚体(hexmers) 由6个蛋白质亚基聚集形成的壳粒，因其在壳体结构中与6个其他的壳粒相邻，所以又称六邻体(hexoH)。

17．核壳(nucleocapsid) 又称核衣壳，病毒的壳体与其包闭着的核酸和内部蛋白一起所构成的复合结构，一些简单的病毒的毒粒就是一个核壳结构。

18．包膜(envelope) 又称囊膜，一些病毒核壳外所覆盖着的脂蛋白膜，系病毒成熟时，自细胞质膜、核膜或高尔基体膜等以芽出的方式成熟时，由细胞膜衍生而来。病毒包膜的结构与生物膜相似，是脂双层膜，在包膜形成时，细胞膜蛋白被病毒编码的包膜糖蛋白取代。

19．刺突(spike) 又称钉状物，病毒表面的向外凸出的突起，包膜表面的糖蛋白突起称包膜突起(peplomer)，或称膜粒。

20．正链RNA(plusstrandRNA) 若病毒的ssRNA可以作为mRNA直接进行翻译，则规定它为正极性(+意义)，即为正链RNA(+RNA)。 21．负链RNA(minusstrand RNA) 若病毒的ssRNA序列与其mRNA互补，则规定它为负极性(—意义)，即为负链(—RNA)。 ·

22．双意RNA(ambisenseRNA) 病毒的ssRNA部分为正极性，部分为负极性。

23．转染(transfection) 将从病毒毒粒或病毒感染的细胞中分离纯化的病毒核酸实验性地导入细胞，现在已用来泛指将外源核酸导人细胞。

24．感染性核酸(infectiousnucleicacid) 以转染方式导入细胞后能够完成复制循环，产生病毒子代的病毒核酸，否则为非感染性核酸。

25．分段基因组(segmentedgenome) 由数个不同的核酸分子构成的病毒基因组。 26．结构蛋白(structureprotein) 构成一个形态成熟的感染性病毒颗粒所必需的蛋白质，包括壳体蛋白，包膜蛋白和毒粒酶。

27．非结构蛋白(non—structureprotein) 由病毒基因组编码、在病毒复制时产生并在其中具有一定功能，但不结合于毒粒之中的蛋白质。

28．吸附(attachment) 病毒通过其表面蛋白与敏感宿主细胞的受体特异性结合，导致病毒颗粒固着于细胞表面的过程，吸附是病毒复制的第一阶段。

29．一步生长试验(one—step growth experiment) 以适量的病毒同步感染处于标准培养的高浓度敏感细胞，以致可由细胞群体发生的病毒复制事件推知单个细胞发生的病毒复制的试验。

30．潜伏期(1atentperiod) 从病毒吸附于细胞到受染细胞释放出子代病毒所需的最短时间。

3重．裂解量(burstsize) 每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目，其值等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。

32．隐蔽期(eclipse period) 自病毒颗粒形式在受染细胞内消失到新的感染性病毒子代颗粒出现的时间。

33．病毒入胞(viropexis) 病毒利用细胞的内吞功能进入细胞。

34．前基因组(progenome) 乙型肝炎病毒在受染细胞核内利用宿主RNA聚合酶转录产生的3．4kb mRNA，为病毒利用逆转录酶进行DNA合成的模板。

35．装配(assembly) 在病毒感染的细胞内，新合成的病毒结构组分以一定方式结合，装配成完整的病毒颗粒的过程，亦称成熟(maturation)或形态发生(morphogenesis)

36．允许细胞(permissivecell) 病毒能在其内完成复制循环，产生子代病毒的细胞，反之病毒不能在其内复制的细胞为非允许细胞。

37．非增殖性感染(uon—productiveinfection) 由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入细胞后的某一阶段受阻，结果没有子代病毒产生的感染。

38．限制性感染(restrivtiveinfection) 因细胞的瞬时允许性产生，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许细胞，病毒能繁殖，或是一个细胞群体仅有少数细胞产生病毒子代。

39．缺损病毒(defectiveviruses) 基因组有缺损，必须依赖于其他病毒基因或病毒基因组才能复制的病毒。有生物活性的缺损病毒包括干扰缺损病毒、卫星病毒、条件缺损病毒和整合的病毒基因组。

40．干扰缺损病毒(defective interferingviruses) 完全病毒复制时产生的一类亚基因组的缺失突变体。在病毒以高感染复数感染时能以较高频率产生。由于其基因组有缺损，所以必须依赖于同源的完全病毒才能复制，同时亦能干扰其完全病毒的复制。

41．卫星病毒(Satilliteviruses) 存在于自然界中的一种绝对缺损病毒，其必须依赖于与之无关的辅助病毒的基因产物才能复制，同时亦可干扰其辅助病毒的复制。

42．条件缺损病毒(coditionally defective viruses) 即基因组发生了突变的病毒条件致死突变体。它们在允许条件下能够正常繁殖，在非允许条件或称限制条件下导致流产感染发生。

43．整合感染(integratedinfection) 病毒感染细胞后，因病毒与细胞的性质，病毒基因组整合于宿主染色体，并随细胞分裂传递给子代细胞。

44．烈性噬菌体(virulentphage) 感染细菌后，能在细胞内正常复制，并最终杀死细胞的噬菌体。 45．溶源性(1ysogeny) 感染细胞后噬菌体不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有子代噬菌体产生的现象。

46．温和噬菌体(temperate phage) 能够导致溶源性发生的噬菌体，又称溶源性噬菌体(1ysogenic phage)。

47．原噬菌体(prophage) 整合于细菌染色体或以质粒形式存在的温和噬菌体基因组。

48．溶源性细菌(1ysogeniec bacteria) 细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌。

49．自发裂解(spontaneons!ysis) 自然情况下的溶源性细菌的裂解，但裂解量较少。

50．诱发裂解(inductive!ysis) 经紫外线、环氧化合物等理化因子处理，溶源性细菌发生的大量裂解。

51．杀细胞感染(cytocidalinfection) 病毒的感染给细胞造成巨大的影响，最终导致细胞死亡和裂解。与之相反的则为非杀细胞感染。

52．溶源转变(1ysogenicconversion) 由原噬菌体引起的溶源性细胞除免疫性外的其他表型改变，包括溶源菌细胞表面性质的改变和致病性转变。

53．从外部融合(fusionfromvithout) 病毒以高感染复数感染时，由毒粒具细胞融合活性的病毒糖蛋白所引起的细胞间的融合。

54．从内部融合(fusionfrom within) 因受染细胞内表达的具细胞融合活性的病毒糖蛋白结合于细胞表面，从而导致的受染细胞与相邻细胞的融合。

55．半数致死剂量(50％lethal dose，LDso) 使半数试验宿主死亡的病毒剂量。

56．半数感染剂量(50％binfective dose，IDso) 使半数试验宿主发生感染的病毒剂量。

57．半数组织培养感染剂量(50％tissue culture infective dose，TCIDso) 使半数组织培养物发生感染的病毒剂量。

58．包涵体(inclusionbody) 病毒感染细胞内出现的特异性染色区域。不同病毒所形成的包涵体在细胞质和／或细胞核内的定位不同；其染色性质亦不同，即有的嗜酸性染料，有的嗜碱性染料；并且其大小、形态和数量亦有所区别，所以包涵体在病毒的实验诊断具有一定的意义。包涵体是病毒复制所产生的复制复合物、转录复合物、装配中间体，所合成的核壳和毒粒累积在宿主细胞的特定区域内而形成的，称之为病毒工厂的结构。

59．致病性(pathogenicity) 特定的微生物种引起宿主疾病的潜在能力，或致病的状态或特性，是病毒种的特征。 60．卫星RNA(satelliteRNA，satRNA) 必须依赖于辅助病毒进行复制的小分子单链RNA片段，它被包装在其辅助病毒的壳体中，其对于辅助病毒的复制不是必需的，它们与辅助病毒基因组无明显的同源性，但其存在往往可影响辅助病毒引起的感染症状。

61．类病毒(viroid) 一类低相对分子质量侵染性的RNA，它们没有蛋白质外壳，亦无编码功能，在细胞内利用宿主的依赖于DNA的RNA聚合酶Ⅱ进行复制，大多数类病毒RNA都呈高度碱基配对区与单链环状区相间排列的杆状构型。

62．朊病毒(prion) 一种蛋白质侵染颗粒(proteinaceous infectionus particle，PrP)，系引起哺乳动物的亚急性海绵样脑病的病原因子。据认为它们不含任何核酸，而是一种细胞组成型基因表达蛋白PrP‘构型发生改变所产生的同分异构体。62．毒力(virulence) 一种有机体(如病毒)致病性的程度或强度，以病例致死率和或侵染宿 主组织并致病的能力表示，是病毒株的特征。 二、习 题 填空题

1．病毒的存在范围是病毒能够感染并在其中复制的 。 2．从原核生物中分离的病毒统称噬菌体，它们包括 、 和 等。 3. 病毒属名的词尾是 、科名的词尾是 、亚科名的词尾是 ，目名的词尾是 。

4. 纯化的病毒制备物应保持其 和 。

5. 血凝抑制试验是根据特异性的病毒抗体与病毒表面蛋白作用可能抑制 性质设计的。 6. 螺旋对称病毒体的直径是由 决定的，而其长度则是由 所决定的。 7 .病毒蛋白质根据其是否存在于毒粒中分为 和 两类。

8. 病毒包膜糖蛋白是由多肽链骨架与寡糖侧链，通过 将糖链的 与肽链的连接形成。

9. 由一步生长曲线可获得病毒繁殖的两个特征性数据，即潜伏期和裂解量。前者为所需的最短的时间，后者为 的平均数目。

10. 病毒的复制过程依其发生事件顺序分为以下 、 、 、 和 5个阶段。 11. 动物病毒进入细胞的方式包括 、 、 、 等。 12. 动物病毒基因组DNA转录产生的初始转录要经过包括 、 、 和 等修饰才能成熟为功能性mRNA。

13. 病毒的非增殖性感染有 、 和 3种类型。

14. 流产感染的发生或是由于病毒感染的细胞是 或是由于感染的病毒是 。 15. 有生物活性的缺损病毒包括 、 、 和 4类。

16. 溶源性转变是指原噬菌体所引起的溶源性细菌除免疫性外的其他表型的改变，包括 和 。

17. 根据病毒感染机体所引起症状的明显程度，可分为 和 。 18. 毒力是特定的病毒 ，它是 的特征。 19. 亚病毒包括 、 、 和 。

20. 动物病毒感染抑制宿主细胞DNA复制的原因是 、 和 。 选择题（4个答案选1）

1．病毒显著区别于其他生物的特征是( )。A具有感染性 B独特的繁殖方式 C体积微小 D细胞内寄生

2．病毒纯化方法均是根据病毒的基本理化性质建立的，包括( )。A病毒的核酸是DNA或是RNA B病毒的主要化学组成是蛋白质

C病毒含有脂类和糖类 D病毒体积微小

3．病毒物理颗粒计数方法测定的是( )。 A有活力的病毒数量 B无活力的病毒数量 C有活力的病毒与无活力病毒数量的总和 D致病性的病毒数量

4．描述螺旋对称壳体特征的参数有( )。 A核酸的相对分子质量 B螺旋长度与直径 C螺旋的外观 D蛋白质亚基大小

5．ssRNA能够按照它的极性或意义分为( )。A感染性核酸和非感性核酸 B正链RNA、负链RNA和双意RNA

C反意RNA和正意RNA D基因组RNA和非基因组RNA 6．以下病毒中在细胞核内复制的有( )。 A腺病毒 B痘病毒 C小RNA病毒 D嗜肝DNA病毒

7．T4噬菌体的的装配包括的亚装配过程有( )。 A2个 B3个 C4个 D5个

8．构成机体病毒感染的因素包括( )。

A病毒的感染途径和传播媒介 B病毒、机体和环境条件 C病毒致病性和毒力 D病毒的宿主范围

9．温和性噬菌体基因组在溶源性细菌内可以下列状态存在( )。

A复制、表达产生子代病毒 B整合于宿主染色体或质粒形式 C自发或经诱导进入裂解循环 D产生成熟的病毒颗粒

10．DI颗粒的基因组有( )。 A置换突变 B缺失突变 C移框突变 D重组 是非题

1．病毒是一种原始的生命形式。

2。病毒只含有一种核酸，DNA或是RNA。 ·

3．病毒几乎可以感染所有的细胞生物，但就某一种病毒而言，它仅能感染一定种类的微生物、植物或动物。

4．ICTV是国际病毒命名委员会的缩写。

5．分离病毒的标本为避免细菌污染须加入抗生素除菌，亦可用离心或过滤方法处理。 6．以高浓度的噬菌体悬液接种细菌平板，经过一定时间培养后可形成单个噬菌斑。 7．在病毒分离时，经盲传3代仍无感染症状出现，便可认定没有病毒存在。

8．在终点测定中，病毒效价以50％试验单元出现感染反应的病毒稀释液的稀释度的对数值表示。 9．在拓朴等价多面体中，在表面积一定时以二十面体容积为最大，故病毒壳体多取二十面体对称结构。

10．病毒包膜系病毒以芽出方式成熟时自细胞膜衍生而来，故其结构和脂质种类与含量皆与细胞膜相同。

11．病毒具有感染性，且核酸是病毒的遗传物质，故所有病毒的基因组核酸都是感染性核酸。 12．由一步生长试验所得病毒的裂解量等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。 13．病毒的细胞受体是细胞为病毒进入专一性表达的细胞分子。

14．病毒的早期蛋白多为参与病毒基因组复制，调节病毒基因组表达以及改变或抑制宿主分子合 成的非结构蛋白。

15．嗜肝DNA病毒和逆转录病毒的基因组复制均存在逆转录过程。

16．负链RNA病毒、双链RNA病毒和正链RNA病毒一样，均需利用病毒复制新合成的依赖于 RNA的RNA聚合酶进行基因组的复制与转录。

17．病毒感染允许细胞都将导致增殖性感染发生。

18．T7噬菌体的转录完全依赖于宿主的DNA的RNA聚合酶进行。

19．以裂解方式释放的噬菌体的一些晚期基因产物能使细胞膜失去稳定，并以不同的方式破坏细菌细胞壁的肽聚糖网状结构。

20．溶源性细菌对其他噬菌体的再感染均具特异性的免疫力。 问答题

1．病毒区别于其他生物的特点是什么?

2．病毒分类原则与命名规则的主要内容有哪些?

3．病毒学研究的基本方法有哪些，这些方法的基本原理是什么? 4．病毒壳体结构有哪几种对称形式?毒粒的主要结构类型有哪些? 5．病毒核酸有哪些类型和结构特征?

6．病毒的复制循环分为哪几个阶段，各个阶段的主要过程如何?

7．病毒的非增殖性感染有哪几类?引起病毒非增殖性感染的原因是什么? 8．噬菌体感染可能给宿主细胞带来什么影响? 9．动物病毒感染可能给宿主细胞带来什么影响?

10．构成机体病毒感染的主要类型和构成机体病毒感染的宿主因素分别有哪些? 11．亚病毒因子有哪些类，各有何特点? 三、习题解答 填空题

1．宿主种类和组织细胞种类 2．噬菌体 噬蓝(绿)藻体 支原体噬菌体 3．virus viridae virinae virales 4．感染性 理化性质的均一性 5．病毒的血细胞凝集 6．蛋白质亚 葡糖胺 天冬酰胺残基 9．病毒吸附于细胞到子代病毒释放 每个受染细胞释放的子代病毒10．吸附 侵入 脱壳 病毒大分子合成 装配与释放 11．移位 内吞 病毒包膜与细胞质膜融合 依赖抗体的增强作用 12．5，末端加帽 3’末端聚腺苷化 甲基化 拼接 13．流产感染 限制性感染 潜伏感染 14．非允许细胞 缺损病毒 15．干扰缺损病毒 卫星病毒 条件缺损病毒 整合的病毒基因组 16．细胞表面性质的改变 致病性转变 17．显性感染 隐性感染 18．致病性的强弱 病毒株 19．类病毒 卫星病毒 卫星RNA 朊病毒20．为病毒DNA合成提供前体 为病毒DNA合成提供宿主细胞结构和／或复制蛋白 细胞蛋白质合成被抑制的次级效应 选择题BBCBB ACBBB

是非题 错对对错对 错错错对对 错对错对对 错错错对错

1．要点：结构简单，独特的繁殖方式，绝对的细胞内寄生，生命形式的二重性。

2．要点：分类原则，包括病毒形态、毒粒结构，基因组、复制、化学组成在内的毒粒性质，病毒的抗原性质及生物学性质。命名规则：分类等级、病毒“种”及种的命名，病毒属、病毒科、病毒亚科 3．要点：病毒的分离：标本的采集与处理、标本接种与病毒认定、盲传；病毒纯化：纯化标准、纯化方法依据；病毒的测定：病毒物理颗粒计数，包括噬菌斑、蚀斑测定和终点法的病毒感染性测定；病毒的鉴定：根据病毒的生物学性质、理化性质、免疫学性质和分子生物学性质进行的鉴定。

4．要点：螺旋对称、二十面体对称、复合对称。裸露的螺旋对称毒粒和二十面体毒粒，有包膜的螺旋状毒粒和二十面体毒粒、复杂毒粒。 5．略。

6．要点：吸附：病毒吸附蛋白、细胞受体、辅助受体、病毒的吸附过程；侵入：噬菌体、动物病毒、植物病毒的侵入方式；脱壳：病毒的包膜和／或壳体除去而释放出病毒核酸；病毒大分子合成：噬菌体、动物病毒、植物病毒大分子合成的特点；装配与释放：噬菌体、动物病毒、植物病毒装配与 7．要点：类型：流产感染、限制性感染、潜伏感染。原因：细胞的非允许性、缺损病毒。

8．抑制宿主细胞大分子合成：抑制宿主基因的转录、蛋白质合成、DNA合成；宿主限制系统的改变；噬菌体释放对细胞的影响：细胞表面免疫学性质的改变，细胞膜失去稳定；溶源性感染对

9．要点：病毒感染的致细胞病变效应：病毒基因产物的毒性作用，病毒复制的次级效应；对宿主大分子合成的影响：宿主细胞转录、翻译及DNA复制的抑制；对细胞结构的影响：对宿主细胞膜、

10．要点：根据感染症状明显程度分为显性感染和隐性感染；根据感染过程、症状和病理变化发生的主要部位分为局部感染和系统感染；根据病毒在机体存留时间长短分为急性感染和持续性感染。构成

机体病毒感染的因素有病毒、机体、环境条件。

11．要点：类病毒：裸露的低相对分子质量侵染RNA，无蛋白质外壳、无编码功能、利用宿主RNA聚酶Ⅱ进行复制；卫星病毒：有核酸基因组，依赖辅助病毒复制，特异性外壳壳体化；卫星RNA：低相对分子质量RNA，被辅助病毒的质外壳包装、依赖辅助病毒复制；朊病毒：蛋白质侵染颗粒、无核酸，为亚急性海绵状脑病的病原因子。 许多较高同源性的DNA重复序列，称之为遗传丰余。 卫星病毒、卫星RNA、类病毒和DI颗粒的性质比较见表7—3。

性质 DI颗 卫星病 卫星 类病毒

粒 毒 RNA

依赖辅助病毒复制 是 是 是 否 特异性外壳壳体化 否 是 否 否 辅助病毒外壳壳体化 是 否 是 否 抑制辅助病毒复制 是 是 是 与辅助病毒序列同源性 是 否 否 在体内和体外RNA的稳定性 低 低 高 高

第8章 微生物的遗传

一、术语及名词

1．基因组(genome) 指存在于细胞或病毒中的所有基因，由于现在发现许多非编码序列且有重要的功能，因此，目前基因组的含义实际上是指细胞中基因以及非基因的DNA序列组成的总称，包括编码蛋白质的结构基因、调控序列以及目前功能尚不清楚的DNA序列。

2．拟核 (nucliod) 大肠杆菌的基因组为双链环状的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则的小体形式存在于细胞中，该小体称为拟核。

3．遗传丰余 (genetic redundancy) 酵母基因组全序列测定完成以后，在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序列，称之为遗传丰余。

4．质粒(plsmid) 细胞中除染色体以外的一类遗传因子，一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。

5．转座因子(transposableelement) 也是细胞中除染色体以外的一类遗传因子，位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。

6．质粒的不亲和性(incompatibility) 如果将一种类型的质粒通过接合或其他方式(如转化)导人某一合适的但已含另一种质粒的宿主细胞，只经少数几代后，大多数子细胞只含有其中一种质粒，那么这两种质粒便是不亲和的(incompatible)，它们不能共存于同一细胞中。质粒的这种特性称为不亲和性(incompatibility)。

7．消除(curing) 所谓消除是指细胞中由于质粒的复制受到抑制而染色体的复制并未明显受到影响，细胞可继续分裂的情况下发生的质粒丢失。质粒消除可自发产生，也可通过人工处理提高消除率。

8．插入突变(insertionmutation) 当各种IS、Tn等转座因子插入到某一基因中后，此基因的功能丧失，发生的突变。

9．基因突变(gene mutation) 一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换，而导致的遗传变化称为基因突变(gene mutation)，其发生变化的范围很小，所以又称点突变(point mutation)或狭义的突变

10．同义突变(same—sense mutation) 这是指某个碱基的变化没有改变产物氨基酸序列的 密码子变化，显然，这是与密码子的简并性相关的。

11．错义突变(mis—sense mutation) 是指碱基序列的改变引起了产物氨基酸的改变。有些 错义突变严重影响到蛋白质活性甚至使之完全无活性，从而影响了表型。如果该基因是必需基因，则该突变为致死突变(1ethalmutation)。

12．无义突变(nonsense mutation) 是指某个碱基的改变，使代表某种氨基酸的密码子变为

蛋白质合成的终止密码子(UAA，UAG，UGA)。蛋白质的合成提前终止，产生截短的蛋白质。

13．移码突变(frameshiftmutation) 由于DNA序列中发生1～2个核苷酸的缺失式插入，使翻译的阅读框发生改变，从而导致从改变位置以后的氨基序列的完全变化。

14．表型(phenotype) 是指可观察或可检测到的个体性状或特征，是特定的基因型在一定环境条件下的表现。

15．基因型(genotype) 是指贮存在遗传物质中的信息，也就是它的DNA碱基顺序。上述4种类型的突变，除了同义突变外，其他3种类型都可能导致表型的变化。

16．营养缺陷型(auxotroph) 一种缺乏合成其生存所必须的营养物的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物(precursor)才能生长。

17．抗药性突变型(resistantmutant) 由于基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性的一种突变，普遍存在于各类细菌中，也是用来筛选重组子和进行其他遗传学研究的重要正选择标记。这类突变类型常用所抗药物的前3个小写斜体英文字母加上“r”表示。

18．条件致死突变型(conditionallethal mutant) 是指在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。这类突变型常被用来分离生长繁殖必需的突变基因。因为这类基因一旦发生突变是致死的(例如，为DNA复制所必需的基因)，因而也就不可能得到这些基因的突变。 ． 19．形态突变型(morphologicalmutant) 是指造成形态改变的突变型，包括影响细胞和菌落形态、颜色以及影响噬菌体的噬菌斑形态的突变型。

20．自发突变(spontaneousmutation)和诱发突变(induced mutation) 不经诱变剂处理而自然发生的突变称自发突变，其突变的频率是很低的，一般为10—6～10—l”。许多化学、物理和生物因子能够提高其突变频率，将这些能使突变率提高到自发突变水平以上的物理、化学和生物因子称为诱变剂(mutagen)。所谓诱发突变并非是用诱变剂产生新的突变，而是通过不同的方式提高突变率。

21．Ames试验 现已发现许多化学诱变剂能够引起动物和人的癌症，因此，利用细菌突变来检测环境中存在的致癌物质是一种简便、快速、灵敏的方法。该方法是由美国加利福尼亚大学的Ames教授首先发明，故又称Ames试验。

22．回复突变(reversemutation或back mutation) 指突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变。

23．光复活作用(photoreactivation) 光解酶在黑暗中专一地识别嘧啶二聚体并与之结合，形成酶—DNA复合物，当给予光照时，酶利用光能将二聚体拆开，恢复原状，使DNA损伤得到修复。 24。切除修复(excisionrepair) 又称暗修复。是细胞内的主要修复系统，通过UvrA、B、C、D4种蛋白质的联合作用切除DNA损伤，留下的单链缺口由DNA聚合酶I和连接酶修复。

25．重组修复(recombinationrepair) 这是一种越过损伤而进行的修复。是通过复制后，经染色体交换，使子链上的空隙部位面对正常的单链，再通过DNA聚合酶和连接酶修复空隙部分。 26．SOS修复(SOS repair) DNA受到广泛损伤时发生的复杂诱导型应急修复过程。

27．接合作用(conjugation) 是指通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。

28．转导(transduction) 是由病毒介导的细胞间进行遗传交换的一种方式。其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。

29．普遍性转导(generalized transduction) 噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中。

30．局限性转导(specialized transduction) 噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。 31．遗传转化(genetic transformation) 是指同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水平方向的基因转移过程。

32．感受态(competence) 能从周围环境中吸取DNA的一种生理状态。

33．中断杂交(interrupted mating)技术 此技术的基本要点是把接合中的细菌在不同时间取样，并把样品猛烈搅拌以分散接合中的细菌，然后分析受体细菌基因型，以时间(分·钟)为单位绘制遗传图谱。 34．酵母菌的2μm质粒(2μmplasmid) 是封闭环状的双链DNA分子，周长约21xm(6kb左右)，是酵母菌中进行分子克隆和基因工程的重要载体，因此，以它为基础进行改建的克隆和表达载体己得到广泛的应用。

35．准性生殖(parasexualreproduction) 是指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。在该过程中染色体的交换和染色体的减少不像有性生殖那样有规律，而且也是不协调的。

36．诱变育种(mutationbreeding) 是指利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，通过一定的筛选方法(或特定的筛子)获得所需要的高产优质菌株。

37．抗阻遏和抗反馈突变型(repression resistantand~edbackresistantmutants) 突变型都是由于代谢失调所造成的，它们都有共同的表型，即在细胞中已经有大量最终代谢产物时仍然继续不断地合成这一产物。只是前者为调节基因发生了突变；后者是由于变构酶基因发生了突变。

38．原生质体融合(protoplastfusion) 是将遗传性状不同的两种菌(包括种间、种内及属间)融合为一个新细胞的技术。主要包括原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体再生和融合子选择等步骤。

39．电融合技术(electrofusion) 是一项有效促成原生质体融合的手段。融合过程首先是原生质体在电场中极化成偶极子，并沿电力线方向排列成串，然后，在加直流脉冲后，原生质体膜被击穿，从而导致融合的发生。

40．DNA Shuffling 1994年美国的Stemmer提出的一个全新的人工分子进化技术，该技术能模拟生物在数百万年间发生的分子进化过程，并可在短的实验循环中定向筛选出特定基因编码的酶蛋白活性提高几百倍甚至上千倍的功能性突变基因。

二、习 题 填空题

1． 是第一个发现转化现象的。并将引起转化的遗传物质称为 。

2．Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA和蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物，然后分别与 混合，结果发现，只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化活性，说明 DNA是转化所必须的转化因子。

3．AlkedD．Hershey和MarthaChase用P’’标记T2噬菌体的DNA，用S’‘标记的蛋白质外壳所进行 的感染实验证实：DNA携带有T2的 。

4．H．FraenkelConrat用含RNA的烟草花叶病毒进行的拆分与重建，实验证明 也是遗传物质。

5．细菌在一般情况下是一套基因，即 ；真核微生物通常是有两套基因又称 。 6．近年来对微生物基因组序列的测定表明，能进行独立生活的最小基因组是一种 ，只含473个基因。

7．大肠杆菌基因组为 的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中，该小体被称为 。

8．大肠杆菌基因组的主要特点是：遗传信息的 ，功能相关的结构基因组成 ，结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝，基因组的重复序列少而短。

9．酵母菌基因组最显著的特点是 ，酵母基因组全序列测定完成后，在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序列，并称之为 。 10．詹氏甲烷球菌全墓因组序列分析结果完全证实了1977年由 等人提出的 。 因此有人称之为“里程碑”的研究成果。

11．詹氏甲烷球菌只有40％左右的基因与其他二界生物有同源性，其中有的类似于 ，有的则类似于 ，有的就是两者融合。

12．质粒通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中，但从细胞中分离的质粒大多是3种构型，

即 型、 型和 型。

13． 质粒首先发现于大肠杆菌中而得名，该质粒含有编码大肠菌素的基因，大肠菌素是 一种细菌蛋白，只杀死近缘且不含 质粒的菌株，而宿主不受其产生的细菌素的影响。

14．用一定浓度的吖啶橙染料或其他能干扰质粒复制而对染色体复制影响较小的理化因子处理细胞，可 。 15．原核生物中的转座因子有3种类型： 、 和 。

16．当DNA的某一位置的结构发生改变时，并不意味着一定会产生突变，因为细胞内存在一系列的 ，能清除或纠正不正常的DNA分子结构和损伤，从而阻止突变的发生。

17．营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段，由于这类突变型在 上不生长，所以是一种负选择标记，需采用 的方法进行分离。

18．两株多重营养缺陷型菌株只有在混合培养后才能在基本培养基上长出原养型菌落，而未混合的两亲菌均不能在基本培养基上生长，说明长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传 和 所致。

19．在 转导中，噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中；而在 转导中，噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。

20．根据感受态建立方式，可以分为 转化和 转化，前者感受态的出现是细胞 一定生长阶段的生理特性；后者则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNA的能力，或人为地将DNA导入细胞内。

21．大多数酵母菌株含有一种称之为 的质粒，它们是封闭环状的双链DNA分子，周长约6kb，以高拷贝数存在于酵母细胞中，每个单倍体基因组含60～100个拷贝，约占酵母细胞总DNA的30％。

22．线粒体的核糖体在大小上类似于原核生物的核糖体，线粒体与细菌之间的近缘关系，支持真核的细胞器(线粒体、叶绿体)是由 演化出来的假设。

23．丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和 过程，并通过遗传分析进行的，而 是丝状真菌，特别是不产生有性孢子的丝状真菌特有的遗传现象。

24．为了提高诱变效率，常用物理、化学两种诱变剂 ，待诱变的菌株或孢子悬液一定要混匀，使其能均匀接触诱变剂。

25．原生质体融合技术主要包括原生质体的 、原生质体的 、原生质体 和融合子选择等步骤。 选择题 (4个答案选1)

1．Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物，选择性地破坏这些细胞成分，然后分别与无毒的R型细胞混合，结果发现，只有( )被酶解而遭到破坏的抽提物无转化作用，说明DNA是转化所必须的转化因子。 ARNA B蛋白质 CDNA D毒素

2．基因组通常是指全部一套基因。由于现在发现许多调控序列非编码序列具有重要的功能，因 此，目前基因组的含义实际上包括编码蛋白质的结构基因、以及目前功能还尚不清楚的( ) 。 ARNA序列 BDNA序列 C调控序列 D操纵子序列

3．最小的遗传单位是( )。 A染色体 B基因 ‘C密码子 D核苷酸

4．大肠杆菌及其他原核细胞的遗传物质就是以( )形式在细胞中执行着诸如复制、重组、转录、翻译以及复杂的调节过程。

A环状 B核酸 C真核 D拟核

5．大肠杆菌中，有些功能相关的RNA基因串联在一起，如构成核糖核蛋白体的3种RNA基因转录在同一个转录产物中，它们依次是16SrRNA、23SrRNA、5SrRNA。这3种RNA在核糖体中的比例是( )。A 1：1：1 B 1：2：1 C 2：1：2 D 1：2：3

6．原核生物基因组存在一定数量的重复序列，但比真核生物( )，而且重复的序列比较短，一般为4～40个碱基，重复的程度有的是十多次，有的可达上千次。 A多得多 B多几倍 C多几千倍 D少得多

7．细胞在DNA复制过程中会出现差错，细菌细胞具有校正和修复功能，除了DNA聚合酶的纠错功能外，还有比较复杂的( )。 A光保护作用 B调控系统 C突变作用 D修复系统

8．酵母菌基因组结构最显著的特点是( )，其tRNA基因在每个染色体上至少是4个，多则30多个，总共约有250个拷贝。 A高度重复 B操纵子结构 C少而短 D连续性

9．詹氏甲烷球菌只有40％左右的基因与其他二界生物有同源性，可以说古生菌是真细菌和真核

生物特征的一种奇异的结合体。一般而言，古生菌的基因组在结构上类似于( )。 A酵母 B丝状真菌 C细菌 D病毒

10．琼脂糖凝胶电泳是根据( )和电泳呈现的带型将染色体DNA与质粒分开。 A数量 B相对分子质量大小 C凝胶用量 D线型结构 11．插入顺序和转座子有两个重要的共同特征：它们都携带有编码转座酶的基因，该酶是转移位置，即转座所必需的；另一共同特征是它们的两端都有( )。 (])反向末端重复序列 B不同源序列 C同源序列 D不重复序列

12．Mu噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，其基因组上除含有为噬菌体生长繁殖所必需的基因外，还有为转座所必需的基因，因此它也是最大的( )。 A噬菌体 B插入／顷序 C转座子 D转座因子

13．某个碱基的改变，使代表某种氨基酸的密码子变为蛋白质合成的终止密码子(UAA，UAG，UGA)。蛋白质的合成提前终止，产生截短的蛋白质，这种基因突变是( )。A同义突变 B错义突变 C无义突变 D移码突变

14．F+是携带有宿主染色体基因的F因子，F+x F—的杂交与F’xF—不同的是给体的部分染色体基因

+

随F一起转入受体细胞，并且不需要整合就可以表达，实际上是形成一种部分二倍体，此时的受体细胞也就变成了( )。A F’ B F， C F— D F

15．形成转导颗粒的噬菌体可以是温和的也可以是烈性的，主要的要求是具有能偶尔识别宿主DNA的( )，并在宿主基因组完全降解以前进行包装。 A裂解机制 B包装机制 C识别机制 D侵入机制 16．线粒体是真核细胞内重要的细胞器，是能量生成的场所，还参与脂肪酸和某些蛋白质的合成， 由于线粒体遗传特征的遗传发生在核外和有丝分裂和减数分裂过程以外，因此它是一种 ( )。A质粒遗传 B细胞核遗传 C染色体遗传 D细胞质遗传

17．丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和准性生殖过程，准性生殖的过程可出现很多新的 ( )，因此可成为遗传育种的重要手段，其次，在遗传分析上也是十分有用的。 A减数分裂 B基因组合 C生殖现象 D有性生殖

18。诱变育种是指利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机( )，通过一定的筛选方法获得所需要的高产优质菌株。

A重组频率 B融合频率 C突变频率 D调控频率

19．在营养缺陷型突变株中，生物合成途径中某一步发生酶缺陷，合成反应不能完成。通过外加限量的所要求的营养物，克服生长的障碍，而又使最终产物不致于积累到引起( )的浓度，从而有利于中间产物或某种最终产物的积累。

A反馈调节 B突变 C生长增加 D基因重组

20．对氟苯丙氨酸是苯丙氨酸的结构类似物，因此，对氟苯丙氨酸抗性菌株所产生的苯丙氨酸也不能与阻遏蛋白或变构酶结合，这样必然会在有苯丙氨酸存在的情况下，细胞仍然不断地合成苯丙氨酸，使其得到过量积累，这就是( )或抗反馈突变株。 A反馈 B抗阻遏 C阻遏 D抗药性

21．采用接合、转化、转导和原生质体融合等遗传学方法和技术使微生物细胞内发生基因重组，以增加优良性状的组合，或者导致多倍体的出现，从而获得优良菌株，这种育种方法被称为 ( )重组育种。A诱变 B体内基因 C体外基因 D融合基因 是非题

1．1952年，Alfred D．Hershey和Martha Chase为了证实T2噬菌体的DNA是遗传物质，他们用P” 标记病毒的DNA，用S’‘标记病毒的蛋白质外壳。然后将这两种不同标记的病毒分别与其宿主大肠杆菌混合。结果发现决定蛋白质外壳的遗传信息是在DNA上，DNA携带有T2的全部遗传信息。

2．1956年，H，FraenkelConrat用烟草花叶病毒所进行的拆分与重建实验，结果也证明DNA是遗传物质的基础。

3．大肠杆菌及其他原核生物编码rRNA的基因rrn多拷贝及结构基因的单拷贝，也反映了它们基因组经济而有效的结构。

4．酵母菌的DNA也是与4种主要的组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)结合构成染色质的14bp核小体核心DNA；染色体DNA上有着丝粒和端粒，也有明显的操纵子结构，没有间隔区或内含子序列。

5．同时具有细菌和真核生物基因组结构特征的古生菌对研究生命的起源和进化无疑是十分重要的，而许多古生菌特有的基因将为开发新的药物和生物活性物质，或在工业中实施新的技术开拓广阔的前景。 6．质粒作为细胞中的主要遗传因子，携带有在所有生长条件下所必需的基因。

7．F质粒是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象有关的质粒，携带F质粒的菌株称为Hfr，F质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称之为F+。

8．如果将一种类型的质粒通过接合或其他方式(如转化)导入某一合适的但已含另一种质粒的宿主细胞，只经少数几代后，大多数子细胞只含有其中一种质粒，那么这两种质粒便是亲和的。

9．Tn比IS分子大，与IS的主要差别是Tn携带有授予宿主某些遗传特性的基因，主要是抗生素某些毒物抗性基因。10．Mu噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，以裂解生长和溶源生长两种方式交替繁衍自己。其基因组上除含有为噬菌体生长繁殖所必需的基因外，还有为转座所必需的基因，因此它也是最大的转座因子，全长约39kb。 ’

11．基因型和表型是遗传学中常用的两个概念，基因型是指可观察或可检测到的个体性状或特征，表型是指贮存在遗传物质中的信息，也就是它的DNA碱基顺序。

12．自然界的微生物可通过多种途径进行水平方向的基因转移，并通过基因的重新组合以适应随时改变的环境以求生存，这种转移不仅发生在不同的微生物细胞之间，而且也发生在微生物与高等动植物之间，因此基因的转移和交换是普遍存在的，是生物进化的重要动力之一。

13．在F+xF—的接合作用中，是F因子向F—细胞转移，含F因子的宿主细胞的染色体DNA也被转移，杂交的结果仍是给体细胞为F+细胞，受体细胞为F—细胞。

14．F’是携带有宿主染色体基因的F因子，F’xF—的杂交与F+XF—不同的是给体的部分染色体基因随F，一起转入受体细胞，而且需要整合才可以表达。

15．转导可分为普遍性转导和局限性转导两种类型，在普遍性转导中，噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中；而在局限性转导中，噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。

16．自然感受态除了对线型染色体DNA分子的摄取外，也能摄取质粒DNA和噬菌体DNA，后者又称为转染。

17。所谓结构类似物抗性菌株，即是那些在含有类似物的环境中，其生长不被抑制的菌株，这种抗性菌株是由于变构酶结构基因或调节基因发生突变的结果，使结构类似物不能与结构发生了变化的阻遏蛋白或变构酶结合，细菌生长不受抑制，但合成终产物被抑制。

18．原生质体融合技术中，再生培养基以高渗培养基为主，其目的是增加高渗培养基的渗透压就可显著地增加再生率。 19．DNA Shuffling基本原理是先将来源不同但功能相同的一组同源基因，用DNA核酸酶I进行消化产生随机小片段，由这些小片段组成一个文库，使之互为引物和模板，进行PCR扩增，引起模板转换，重组因而发生，导人体内后，选择正突变体做新一轮的体外重组，一般通过2～3次循环，可获得产物大幅度提高的重组突变体。 问答题

1．从遗传学角度谈谈你对朊病毒(Prion)的理解和看法。

2．在人类基因组计划的执行中，为什么要进行以微生物为主体的模式生物的全基因组序列测定? 哪几种生物分别是已完成全基因组测序的第一个独立生活的生物?第一个真核生物?第一个自养生活的生物?

3．在细菌细胞中，均以环状形式存在的染色体DNA和质粒DNA，在质粒提取过程中发生了什么变化?这种变化对质粒的检测和分离有什么利用价值?

4．根据你所学的关于诱发突变的知识，你认为能否找到一种仅对某一基因具有特异性诱变作用的化学诱变剂?为什么?

5．根据突变的光复活修复作用、原理，你认为在进行紫外线诱变处理时，应注意什么?为了使被诱变的细胞能均匀地受到紫外线照射，你将如何做?

6．请设计实验来决定在一种特定的细菌中发生的遗传转移过程是转化、转导还是接合?说明每一种的预期结果。设想有下列条件和材料可以利用：A合适的突变株和选择培养基。B DNase(一种降解裸露DNA分子的酶)。C两种滤板：一种能够持留细菌和细菌病毒，但不能持留游离的DNA分子；另一种滤板只能持留细菌。D一种可以插入滤板使其分隔成两个空 间的玻璃容器(如U型管)。 7．在第(6)题的实验中，为什么用双重或三重营养缺陷型?

8．Hfr~F—和F’xF—杂交得到的接合子都有性菌毛产生吗?它们是否都能被M13噬菌体感染呢? 9．为什么导致蛋白质表面氨基酸变化的突变一般不会引起表型的变化?而蛋白质内部氨基酸的替换则会引起表型变化?

10．DNA链上发生的损伤是否一定发生表型的改变?尽你所能说出理由。 三、习题解答 填空题 1．Griffith 转化因子 2．无毒的R型细胞 3．全部遗传信息 4．RNA 5．单倍体 二倍体 6．生殖道支原体 7．双链环状 拟核 8．连续性 操纵子结构 9．高度重复 遗传丰余 10．Woese 三域学说 11．真细菌 真核生物 12．CCC OC L 13．Col Col 14．消除质粒 15．插入顺序 转座子 某些特殊病毒 16．修复系统 17．选择培养基(或基本培养基) 影印平板 18．交换 重组 19．普遍性 局限性20．自然遗传 人22 21．2μm 22．内共生细菌 23．准性生殖 准性生殖 24．交替 使用 25．制备 融合 再生 选择题

CBBDA DDACB ADCBB DBCAB B

是非题 对错对错对 错错错对对 错对错错对 对错对对 问答题

1．朊病毒(或朊粒)是不含核酸的蛋白质传染颗粒，但它不是传递遗传信息的载体，也不能自我复制而仍然是由基因编码的一种正常蛋白质(PrP)的两种异构体PrPc(存在正常组织中)和 PrP‘‘(存在于病变组织中)，其氨基酸和线性排列顺序相同但是三维构象不同，因此，由PrPsc引起的疾病又称之为构象病。

2．因为微生物基因组小，便于测定和分析，可从中获取经验改进技术方法，从而大大加快了人类基因组计划的进展。此外，微生物基因组包含着原核生物和真核生物，具有一定的代表性。第一个测序的自由生活的生物是流感嗜血杆菌，第一个测序的真核生物是酿酒酵母，第一个测序的自养生活的生物是詹氏甲烷球菌。

3．由于染色体DNA分子比质粒DNA分子大得多，在提取过程中易于断裂成大小不同的分子片段，但一般情况下仍然比质粒大，因此在琼脂糖凝胶电泳过程中随机断裂的染色体DNA片段，泳动速度较慢且带型不整齐，而质粒DNA由于相对分子质量小，在提取过程中一般不会断裂成小片段，相对分子质量一致，因此，泳动速度较快，且带型整齐，与染色体DNA分开，从而有利于质粒DNA的检测和分离。 4．理化诱变剂的作用主要是随机引起DNA链上碱基发生置换、颠换或其他损伤，虽然有突变热点，但并非针对某一基因，诱变剂无基因特异性，诱变作用主要是提高突变率。因此，要获得某基因的突变不是靠选用何种诱变剂，而是靠合适的筛选方法。 5．在进行紫外线诱变处理时应注意避光，以防光复活修复作用。一般在红光下操作，在黑暗中培养。在紫外线照射时，盛菌液的培养皿应置于磁力搅拌器上，边照射边搅拌使细胞能均匀受到紫外线照射。

6．A将两种不同的二重或三重营养缺陷型菌株混合培养，在基本培养基上长出的菌落为重组菌株(发生了遗传交换)。B如果在混合培养期间加入DNase，在基本培养基上无重组菌落出现，这说明上述重组是因细胞间的接触转化所致；如果仍有重组菌落产生，说明可能是由于接合和转导所致。C利用只能持留细菌的滤板相隔的U型管进行试验，如果在基本培养基上不产生重组菌落，则判断为接合作用，如果产生重组菌落，则又有两种可能，即转化或转导。D利用能持留细菌和细菌病毒而不能持留DNA的滤板相隔的U型管试验，如果不产生重组菌落则为转导，如果仍产生重组菌落则为转化。

7．为了排除在基本培养基上长出的原养型菌落是由于回复突变这一可能性。因为同时发生2个基因或3个基因的基因突变是不可能的。在大肠杆菌中，单营养缺陷型的回复突变率大约是10—8。

8．HfrXF—中，由于Hfr菌株的染色体在向F—的转移过程中，整合在染色体上的F因子除先导区外，绝大部分处于转移染色体的末端，由于转移过程中常被中断，因此F因子不易转移到受体细胞中，所以HfrxF—得到的接合子仍然是F—，无性菌毛产生；F+xF—得到的接合子有性菌毛产生，能被M13噬菌体感染，因为M13的侵染途径是性菌毛。

9．蛋白质表面氨基酸的变化一般不影响蛋白质的功能，因此一般不会引起表型的变化，但如果突变引起蛋白质内部的氨基酸发生变化(包括酶的活性位点)，就可能剧烈地改变蛋白质的三维结构，从而改

变其功能，破坏酶的活性。

10．不一定，如下列情况：①同义突变或沉默突变；②发生了基因内另一位点或是另一基因的抑制突变(一般指tRNA基因的突变)使突变得到校正；③即使是错义突变，但是否改变表型还视置换的氨基酸是否影响蛋白质的功能；④各种修复机制可清除DNA的各种损伤，使其表型不发生改变。

第九章 基因表达调控

一、术语或名词

1．螺旋—转角—螺旋(helix—turn—helix)结构(简称HTH) DNA结合蛋白的一种结构形式，HTH的一端是由氨基酸形成的。螺旋次级结构，又称为识别螺旋，它与一个由3个氨基酸组成的“转角”相连接，“转角”的另一端与第二个螺旋相接，第二个螺旋通过疏水相互作用稳定第一螺旋。

2．锌指(Zincfinger) DNA结合蛋白的另一种结构形式，它是一种含锌离子的蛋白亚结构。其特点是通过锌离子把4个氨基酸连在一起，利用锌离子相连的由氨基酸以。螺旋形式形成的“指”在大沟中与DNA相互作用，在蛋白质与DNA的结合作用中蛋白质上至少存在两种这样的“指”。

3．亮氨酸拉扣(1eucinezipper) DNA结合蛋白中常见的另一种亚结构形式，这一亚结构由每隔7个氨基酸就有1个亮氨酸残基的侧链形成，这个结构有点像拉链，不同于螺旋—转角—螺旋和锌指，“亮氨酸拉扣”本身不与DNA作用，而是保持另外两个。螺旋在正确的位置与DNA结合。

4．操纵子(operon) 原核生物细胞中，功能相关的基因组成操纵子结构，由操纵区同一个或几个结构基因联合起来，形成一个在结构上、功能上协同作用的整体，作为表达的协同单位，受同一调节基因和启动子的调控。

5．负转录调控(negativetranscriptioncontr01) 调节基因的产物是阻遏蛋白(repressor)，起谢产物，抑制物)的存在使激活蛋白处于不活动状态。

7．启动子(promoter) 基因起始区的DNA区段，RNA聚合酶结合到这一区段后才开始转录。 8．弱化作用(attenuation) 弱化作用是细菌辅助阻遏作用的一种精细调控。这一调控作用通过操纵子的前导区内类似于终止子结构的一段DNA序列而实现，它编码一条末端含有多个色氨酸的多肽链——先导肽，被称为弱化子。当细胞内某种氨酰tRNA缺乏时，该弱化子不表现终止子功能；当细胞内某种氨酰tRNA足够时该弱化子表现终止功能，从而达到基因表达调控的目的，不过这种终止作用并不使正在转录中的mRNA全部都中途终止，而是仅有部分中途停止转录，所以称为弱化。

9．分解代谢物阻遏(catabolite repression) 当培养基含有多种能源物质时，微生物首先利用更易于分解利用的能源物质，而首先被利用的这种物质的分解对利用其他能源性物质的酶的产生阻遏作用。由于葡萄糖是首先被发现具有这种阻遏效应的物质，因此又被称为葡萄糖效应(glucose effect)。 10．鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp) 当细菌处于氨基酸饥饿的紧急状态时，导致出现空载tRNA，这种空载tRNA会激活焦磷酸转移酶，使ppGpp和pppGpp大量合成，从而会关闭许多基因，也会打开一些合成氨基酸的基因，以应付这种紧急情况。ppGpp和pppGpp不是只影响一个或几个操纵子，而是影响一大批，也不只是调控转录，而也是调控翻译，所以它们可称为超级调控因子。

11．\"σ因子(sigmafactor) 帮助RNA聚合酶核心酶识别基因起始区启动子的蛋白质，起始转录作用。σ因子自身并无催化活性，在转录之前与核心酶结合。

12．热激应答(heatshockresponse) 生物体受热激诱导所进行的一种转录和翻译的调控。如大肠杆菌生长在较高的温度下(如42-50℃)，某些基因则迅速表达，诱导产生热激蛋白，这种现象称为大肠杆菌的热激应答。

13．信号传导(signaltransductio n) 通过信号途径在细胞内或细胞间传递信息的过程。例如：细菌生活在不断变化的环境中，必须随时作出相应的反应和调节以求生存，外部信号并不是直接传递给调节蛋白，而是首先通过传感器(senor)检测到信号，然后以变化的形式传到调节部位，这一过程称为细菌的信号传导。

14．二组分调节系统(two—componentregulatorysystems) 原核生物的信号传导系统，由能检测环境信号的位于细胞质膜上的传感激酶蛋白质和位于细胞质中的应答调节蛋白组成。

15．趋化性(chemotaxis) 细菌对某些特殊的化学药物具有“趋向”或“逃离”的行为，它是生物的一种趋(向)性。

16．接受甲基趋化性蛋白(methylaccepting chemotaxisproteins，简称MCPs) 又被称为受体—转导蛋白，它是一些细菌的感受蛋白，也是跨膜蛋白质之一，负责传递化学感受信号穿过细胞膜，并在趋化反应中被甲基化。

17．核糖体结合位点(ribosomebindingsite，RBS) 起始密码子AUG上游30～40核苷酸的一段非译区，它是遗传信息翻译成多肽链起始于mRNA上的核糖体结合序列。

18．SD(Shine—Dalgarno)序列 原核mRNA先导序列中的一段，长度一般为5个核苷酸，富含C、A，在RBS中。功能是与核糖体16SrRNA的3，端互补配对，使核糖体结合到mRNA上，以利翻译的起始。根据首次识别其功能意义的科学家而命名。

19．稀有密码子(rarecodons) 在不同种类的生物中，各种tRNA的含量上的差异很大，产生了对密码子的偏爱性，对应的tRNA丰富或稀少的密码子，分别称为偏爱密码子(biased codons)或稀有密码子。含稀有密码子多的基因必然表达效率低。微生物利用稀有密码子进行转录后调控主要反映在对同一操纵子中不同基因表达量的控制。

20．重叠基因(overlappinggenes) 具有一些共用核苷酸序列的基因。重叠的序列可涉及到调控基因或结构基因。最早是在大肠杆菌噬菌体~X174中发现的，其许多不同蛋白质就是由重叠基因合成的。

21．反义RNA(antisense RNA) 具有调节基因表达功能的RNA。它具有与另一“靶”RNA或DNA互补结合的碱基序列，能特异性地与“靶”结合而抑制其活性。它参与许多调节系统，调节基因的表达，调节作用主要在翻译水平，也包括少数在转录或DNA复制前引物加工水平。

22．信号肽(signalpeptide) 分泌蛋白质N末端一段由15—30个疏水氨基酸残基组成的肽。分泌蛋白质的分泌的信号肽假说认为：疏水性信号肽对于新生肽链跨越膜及把它固定在膜上起了一种拐棍作用，对分泌蛋白能及时完成转运和分泌十分重要。

23．信号识别颗粒(signal recognation particle，简称SRP) 由6种信号识别蛋白质与单个RNA分子形成的核糖核蛋白颗粒，其作用是能与核糖体结合，并停止蛋白质合成，对翻译起负调节作用，与分泌的启动和抑制调控密切有关。

二、习 题

填空题

1．乳糖操纵子操纵区的核苷酸序列的反向重复结构是阻遏蛋白 的结合部位。 2．无论在原核生物还是真核生物中，DNA结合蛋白有几种共同的结构形式： 、 和 ，这些形式对于蛋白质准确地与DNA相结合是非常关键的。 3．原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，根据调控机制的不同又可分为 和 。 4．分解代谢物阻遏又被称为 ，这是因为 是首先被发现具有这种阻遏效应的物质。 5．分解代谢物阻遏实际上是 缺少的结果。如果在培养基中补充 ，阻遏现象可以被抵消。 6．当细菌处于一种氨基酸全面匮乏的“氨基酸饥饿”状态时，细菌会采取一种应急反应以求生存， 实施这一应急反应的信号，大量合成两种物质，它们是： 和 。

7．如果让大肠杆菌生长在较高的温度下(如42—50~C)，某些基因则迅速表达，诱导产生热激蛋白，这种现象称为 。

8．传感激酶在与膜外环境的信号反应过程中，本身 ，磷酰基团然后被转移到应答调节蛋白上， 的应答调节蛋白即成为阻遏蛋白。

9．入噬菌体感染宿主后最先转录，并合成一些调节蛋白，通过调节蛋白的作用，其他基因的转录或被激活或被阻遏，从而使它进入 或 途径。

10．遗传信息翻译成多肽链起始于mRNA上的 ，它是指起始密码子AUG上游30—40核苷酸的一段非译区。

11．微生物的某些胞外酶的mRNA半衰期比较 ，可在转录终止后仍然能够继续翻译，从而增加基因的 。

12．微生物利用稀有密码子进行转录后调控，主要反映在对同一操纵子中不同基因 的控制。

13．大肠杆菌含有两种受渗透压调节的膜蛋白OmpC和OmpF，在高渗透压时，OmpC合成增多，OmpF的合成受到抑制；在低渗透压时则相反，但两种蛋白质的总量保持不变，其中起调节作用的就是 。

14．微生物转录水平的调控一般都是蛋白质或某些小分子物质对基因转录的阻遏或激活，而在翻译水平上也发现了类似的 作用。

15．某些核糖体蛋白mRNA的部分二级结构和rRNA的部分二级结构相似，当rRNA短缺时，多余的核

糖体蛋白质与本身的mRNA结合，从而阻断本身的翻译，同时也阻断同一多顺反子的 mRNA下游其他核糖体蛋白质编码区的翻译，使 的合成和 的合成几乎同时停止。

16．疏水性信号肽对于新生肽链跨越膜及把它固定在膜上起了一个拐棍作用，信号肽在完成功能后，随即被一种特异的 水解。 选择题 (4个答案选1)

1．无论在原核生物还是真核生物的DNA结合蛋白的结构形式中，不同于螺旋—转角—螺旋和锌指，“亮氨酸拉扣”本身( )DNA作用，而是保持另外两个。螺旋在正确的位置与DNA结合。 A与 B不与 C可能与 D都与 2．原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，在负转录调控系统中，调节基因的产物是 ( )，起着阻止结构基因转录的作用。

A效应物 B代谢产物 C辅阻遏物 D阻遏蛋白

3．实验证实：降解物敏感型操纵子都是由( )调节的。 A cAMP—CAP B代谢产物 C ATP D阻遏物

4．当细菌处于氨基酸缺乏时，导致出现空载tRNA，这种空载tRNA会激活焦磷酸转移酶，使 ( )大量合成，其浓度可增加10倍以上。 A ATP B应急蛋白质 CcAMP DppGpp和pppGpp

5．枯草杆菌通过有序的( )更换，使RNA聚合酶识别不同基因的启动子，使与孢子形成有关的基因有序地表达。

A基因 B信号肽 C口因子 D调节蛋白

6．接受甲基趋化性蛋白(MCPs)是一些细菌的感受蛋白，也是( )之一，负责传递化学感受信号穿过细胞膜。

A阻遏蛋白 B激活蛋白 C跨膜蛋白质 D酶蛋白

7．A噬菌体的c／基因是一种自我调节基因。当细胞内CI蛋白含量过高时，可阻止c／基因表达， 所以溶源性状态下的入噬菌体在不经诱导的情况下，也会以极低的频率进入( )。 A细菌染色体上 B裂解循环 C突变循环 D溶源化状态

8. 遗传信息翻译成多肽链起始于mRNA上的RBS，在RBS中有SD序列，其功能是与核糖体16SrRNA的3，端互补配对，使核糖体结合到( )上，以利翻译的起始。 A mRNA B 多肽链 C 氨基酸 D RNA

9．在许多放线菌抗生素合成基因与该抗生素的抗性基因之间存在( )现象，有的可以采用抗性基因作为探针从基因文库中去分离到抗生素合成基因。 A基因不重叠 B基因重组 C基因突变 D基因重叠

10．革兰氏阴性细菌的大多数分泌蛋白中，包括质膜多肽、周质多肽和外膜多肽都有( )。

A短杆菌肽 B信号肽 C肽聚糖 D谷胱甘肽

是非题

1. 许多来自噬菌体、细菌的不同的DNA结合蛋白显示出螺旋—转角—螺旋结构，例如，噬菌体λ阻遏蛋白、大肠杆菌Lac和Trp阻遏蛋白等。 2. 大肠杆菌的lac i基因与乳糖操纵子的作用是典型的负控阻遏系统，因为在这个系统中，i基因是调节基因，当它的产物——阻遏蛋白与操纵区结合时，RNA聚合酶便不能转录结构基因，即在环境中缺乏诱导物时，乳糖操纵子是受阻的。

3. 大肠杆菌色氨酸操纵子转录是通过操纵区和阻遏蛋白控制的，当色氨酸供应不足时，阻遏物失了所结合的色氨酸，从操纵区上解离下来，trp操纵子的转录就此开始。这个系统是典型的负控诱导系统。 4. 大肠杆菌麦芽糖操纵子的调控是典型的正控阻遏系统，这里麦芽糖是诱导物，激活蛋白只有与麦芽糖结合时才能与DNA的特殊结合位点结合，促使RNA聚合酶开始转录。

5．分解代谢物阻遏中，葡萄糖进入细胞后，胞内的cAMP水平下降，RNA聚合酶不能与启动子结合，操纵子就不表达。

6．大肠杆菌的rRNA的操纵子上有两个启动子P1和P2，细菌在对数生长期时，P1起始的转录产物比P2大3—5倍，所以n是强启动子。但是当细菌处于氨基酸饥饿的紧急状态时，细胞内ppGpp浓度增加，这时P1的作用被抑制，由P2启动少量的rRNA的合成，以维持生命的最低需要。

7．σ70基因作为σ操纵子的一部分而转录多基因的mRNA，但σ70基因本身还有一个热激应答启动子，σ

70

基因在热激应答反应中大量表达，这一情况与细菌的热激应答反应需要σ70密切相关。

8．当MCP未与引诱物结合时，该复合物刺激CheA自身磷酸化，进而再使CheY和CheB两个细胞质蛋白也磷酸化，CheY—P与鞭毛传动器结合，启动鞭毛／顷时针旋转，细菌作翻筋斗运动。如果引诱物结合到MCP上，则CheA的自身磷酸化被抑制，CheY不能与鞭毛传动器结合，此时鞭毛逆时针旋转，细菌则进行直线运动。

9．当溶源菌受到紫外线等因素作用时，由于DNA上造成损伤，RecA蛋白具有切割阻遏蛋白的活性，使CI蛋白被切割，亚基被破坏，CI蛋白从DNA上脱落，于是RNA聚合酶便有机会与cro基因的启动子结合，表达Cro蛋白，使转录向裂解方向进行，即Cro蛋白阻止cI基因的表达，起负调控作用。

10．同一种微生物细胞中不同蛋白质的mRNA的稳定性相差很大，mRNA的稳定性是影响翻译效率的一个很重要的因素，基因的表达量与mRNA的半衰期成反比例关系。

11．大肠杆菌质粒ColEI的复制是受反义RNA调节的例证之一，因为RNAI能够与质粒DNA复制时的引物RNA结合，所以DNA聚合酶不能与引物RNA结合，致使质粒复制受阻，这样，RNAⅠ 通过调节RNA引物数目来对DNA的复制实行控制。

12.分泌的启动和抑制调控与SRP有关，由于$RP暂时中止这些分泌蛋白的转录，能确保这些蛋白质未达到细胞膜或内膜之前不能完成转录，这样，在信号肽和SBP的共同作用下，使得这些分泌蛋白能及时完成转运和分泌。 问答题

I．简述负控诱导和正控诱导两种操纵子转录调控的差异。

2．为什么说乳糖操纵子的功能实际上是在正、负两个相互独立的调控体系作用下实现的? 3．在负控系统中，如果操纵区缺失，将会发生什么情况，在正控系统中又将怎样呢?

4．为什么弱化作用只影响合成代谢，而阻遏作用既影响合成代谢途径也能影响分解代谢途径’ 5．原核生物只有一种RNA聚合酶，通过什么途径识别不同的启动子并进行不同基因的转录?举例说明。

6，解释为什么无义密码的功能在蛋白质的合成中为终止位点，而在mRNA的合成中就不能作为终止位点

三、习题解答 填空题

1。二聚体 2．螺旋—转角—螺旋结构 锌指结构 亮氨酸拉扣结构 3。负转录调控 正转录调控 4。葡萄糖效应 葡萄糖 5．cAMP cAMP 6．鸟苷四磷酸(ppGpp) 鸟苷五磷酸(pppGpp) 7 热激应答反应 e．磷酸化 磷酸化 9．裂解 溶源 10．核糖体结合； 序列{RBS) 11．长 表达量 12．表达量 ]3 反义RNA 14．蛋白质阻遏 15．核糖体蛋白质 rRNA 16 信号肽醇

选择题 1．A 2，D 3．A 4．D 5．C 6．C 7． B 8． A 9 D 10 B 是非题

1． 十 2. 一 3. 一 4。 一 5． 十 6． 十 7． 一 8. 十 9． 十 10 一 11． 十 12． 一 问答题

1．两者的主要差别在于：①调节基因的产物在负控中是阻遏蛋白，在正控中是激活蛋白。②阻遇蛋白的结合位点是操纵区，激活蛋白的结合位点是激活蛋白结合位点。

2．虽然乳糖操纵于是典型的负控诱导系统．在环境中如果有乳糖或类似物，就可诱导转录，但是如果没有CAP-cAMP 调控因子与操纵子相应部位的结合，乳糖操纵子即使在有诱导物的存在下，也不能转录，所以它是受双重控制的。

3．在负控诱导系统中，如果操纵区缺失，将发生组成型的合成利用乳糖的酶。在负控阻遏系统中，则实际上是形成了抗阻遏突变，无论阻遏物是否存在，细胞均能不断合成终产物(如色氨酸在正控诱导系统中，激活蛋白的作用部位不是操纵区，故不受影响。

4．因为弱化作用是受氨酰—tRNA的控制，是氨基酸合成代谢途径中的一种调控作用；而阻遏作用中，操纵子是受阻遏蛋白的控制，是调节基因的产物，在分解代谢(乳糖的分解)和合成代谢(色氨酸的合成)中均存在。

5．原核生物的RNA聚合酶通过与不同的σO因子结合组成全酶后才进行工作的。不同的口因子协助RNA聚合酶识别不同的启动子，并启动转录。例如：大肠杆菌在正常的条件下，σ70．TM因子指导RNA聚合酶的活成，如果大肠杆菌生长在较高的温度下，便产生σ32，由σ32参人构成的RNA聚合酶全酶能够识别热激应答基因的启动子，刺激产生大量的热休克蛋白质，保证细胞不受高温的伤害。此外，枯草芽孢杆菌中通过利用大量不同的σ因子识别不同的启动子，从而控制芽孢的形成过程也是研究得比较详细的例子。 ·

6．这里涉及两个基本概念：转录和翻译。蛋白质的合成(即翻译)是以mRNA为模板，通过氨酰—tRNA将其遗传密码翻译成为多肽顺序的复杂过程，当核糖体到达3种无义密码子(UAA、UAG和UGA)中的任何一个时，由于没有任何氨酰—tRNA与这些终子密码结合，所以不能将这些密码翻译成氨基酸，肽链的合成便被终止。在mRNA的合成(转录)中，是以DNA为模板，通过RNA聚合酶催化合成RNA的过程。即以一条DNA链为模板，按照碱基互补的原则进行转录，不涉及终止密码。转录的终止是通过终止子(terminator)而实现的。

第十章 微生物与基因工程

一、术语或名词

1、基因工程(gene engineering) 或重组DNA技术(recombinantDNAtechnology)是指对遗传信息的分子操作和施工，即把分离到的或合成的基因经过改造，插入载体中，导人宿主细胞内，使其扩增和表达，从而获得大量基因产物，或者令生物表现出新的性状。

2．基因文库(genomiclibrary) 是指生物染色体基因组各DNA片段的克隆总体。文库中的每二个克隆只含基因组中某一特定的DNA片段。一个理想的基因文库应包括该生物染色体基因组全部遗传信息(即全部DNA序列)。一般适用于原核微生物基因的分离。

3。cDNA文库(cDNA library) 是指生物体全部mRNA的cDNA克隆总体。cDNA文库中的每一个克隆只含一种mRNA信息。一般适用于真核微生物基因的分离。

4．多克隆位点(multiplecloningsite) 是克隆载体上一个带有不同限制酶单一识别位点的短66DNA片段，外源基因可随意插人任何一个切点。多克隆位点常位丰一个基因的编码区之中，因此，基因的插入失活极易被检测到。

5．穿梭质粒载体(shuttleplasmid vector) 是一类同时含有两种细胞的复制起点(特别是同时含有原核生物与真核生物的复制起点)，能在两种生物细胞中进行复制的质粒载体。

6．附加体质粒(episomal plasmid) 酵母穿梭质粒载体的一种，载体含有来自细菌质粒pBR322的复制起点并携带作为大肠杆菌选择标记的氨苄青霉素抗性基因(Amp’)。此外还有来自酵母21xm质粒的复制起点以及一个作为酵母选择标记的URA3基因(尿嘧啶核苷酸合成酶基因)，这种质粒既可在大肠杆菌中也可在酵母细胞中复制，重组质粒导人酵母细胞中可进行自主复制，且具有较高拷贝数。

7．复制质粒(replicating plasmid) 酵母穿梭质粒载体的一种，质粒含有来自细菌质粒pBR322的复制起点和作为大肠杆菌选择标记的氨苄青霉素抗性基因(Amp’)和四环素抗性基因(Tet’)。还有来自酵母染色体的自主复制序列(ARS)，以及作为酵母选择标记的URA3基因和TRPl基因(色氨酸合成酶基因1)，能在大肠杆菌或酵母细胞中复制，重组质粒导入酵母细胞中可获得中等拷贝数的质粒。

8．整合质粒(integratingplasmid) 酵母穿梭质粒载体的一种，质粒含有来自大肠杆菌质粒pBR322的复制起点和作为大肠杆菌选择标记的氨苄青霉素抗性基因(Amp’)、四环素抗性基因(Tet，)。以及来自酵母的URA3基因，它既可以作为酵母细胞的选择标记，也可与酵母染色体DNA进行同源重组。这种质粒可在大肠杆菌中复制，但不能在酵母细胞中进行自主复制。一旦导人酵母细胞，可整合到酵母染色体上，成为染色体DNA的一个片段。

9．人工染色体(artificialchromosome) 是利用已知染色体结构和功能的必须组分，人工构建的小于天然染色体但能在宿主细胞中像正常染色体一样复制、分离和传递的DNA结构。酵母人工染色体(yeastartificialchromosome，YAC)，是由酵母染色体端粒、着丝粒、自主复制序列以及选择标记基因(如TRPl和URA3等)构成的线状DNA。是一类目前能容纳最大外源DNA片段人工构建的载体。细菌人工染色体(bacteriaartificialchromosome，BAC)，是以F因子为基础的载体，容纳的插入片段可达300kb。

由于是低拷贝质粒，克隆DNA较稳定，没有酵母人工染色体的嵌合现象。易通过电击转移到大肠杆菌中。 10．限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease) 或简称为限制性酶(restrition enzyme)，是指能识别双链DNA分子的特定序列，并在识别位点或其附近切割DNA的一类内切酶。 二、习 题 填空题

1．基因工程的基本过程是 ， 阳性重组子的筛选基因的测序和鉴定+基因的控制表达。目的基因的获得可以通过构建基因文库或cDNA文库来筛选目的基因片段， 文库一般适用于原核微生物基因筛选， 文库一般适用于真核生物基因筛选。

2．原核生物大肠杆菌的克隆载体中，能够容纳最大的外源DNA片段的载体是 ，可容纳DNA片段大小为 ；酵母质粒载体都是利用 质粒与细菌质粒pBR322构建而成的，主要有 、 和 3种。目前能容纳最大外源DNA片段的载体是 。

3．基因工程操作需要用一些基本的工具酶，它们大多数来源于各种微生物。如基因与载体的切割 和连接要用各种 酶和 酶，DNA的体外合成、测序要用 酶、 酶；RNA反转录要用 酶等。

4．克隆载体宿主是外源基因能够在细胞中大量扩增和表达的基本要素。宿主细胞非常重要的特性是不具有 ，不能降解导人的未经修饰的外源DNA；不具有 ，使克隆载体DNA与宿主染色体DNA之间不发生同源重组。目前最常用的原核克隆宿主是 和 真核克隆宿主是 。

5．外源DNA导人原核细胞可以采用以下3种方法： 方法，即重组质粒载体导人感受态细胞； 方法，即重组噬菌体DNA或重组噬菌质粒导人感受态细胞； 方法，即外源DNA被包装成A噬菌体颗粒导人宿主细胞。

6．酵母细胞、哺乳动物细胞和植物细胞外源DNA的导入都可以采用 方法，此外酵母细胞还常采用 方法，哺乳动物细胞和植物细胞还常采用 方法。

7．限制性酶的命名是根据分离出此酶的 而定的，即取 的第一个字母和 的头两个字母组成3个斜体字母加以表示，遇有株名，再加在后面。如果同一菌株先后发现几个不同的酶，则用罗马数字加以表示。 8．重组体表型特征的鉴定常用的方法有 、 、 和 。 选择题 (4个答案选1)

1．大肠杆菌的克隆载体中，常规使用的质粒载体可以克隆的最大DNA片段是( )。A300～400bp B25 kb C15 kb D40kb

2．为了在酵母菌中表达外源基因的稳定性，通常使用的载体是( )。A2 txm质粒 B附加体质粒 C复制质粒 D整合质粒

3．下面的哪个选项不适合作为基因工程克隆载体( )。A转座子 B质粒 C柯斯质粒 D噬菌体

4．人工染色体必须具有的元件是( )。A染色体端粒 B着丝粒 C自主复制序列 D以上三项全部

5．真核生物目的基因的获得不能采用的方式是( )。A DNA文库筛选 BcDNA文库筛选 CPCR体外扩增 DDNA的合成

6．外源DNA导人原核细胞可以采用转染法，即( )。A重组质粒载体导人感受态细胞 B重组噬菌体DNA或重组噬菌质粒导人感受态细胞

C外源DNA被包装成入噬菌体颗粒导人宿主细胞 D电转化法 7．利用α—互补作用进行的重组体细胞的筛选中，含有外源DNA片段的重组体细胞在含有X—gal—IPTG平板中生长的菌落颜色是( )。 A蓝色 B白色 C红色 D黄色。 8．外源DNA导人宿主细胞的方法中，不是依据转化方式原理而进行的方法是( )。 A重组质粒载体+感受态细胞 B重组噬菌体DNA或重组噬菌质粒+感受态细胞 C外源DNA被包装成A噬菌体颗粒+宿主细胞 D酵母质粒载体+酵母细胞的原生质体 是非题

1．所有生物的目的基因的获得都可以从该种生物的DNA文库中直接进行筛选。 2．所有基因工程中的工具酶都是微生物来源的。

3．大肠杆菌是最常用的各种生物基因克隆载体构建的宿主菌。 4．任何一种微生物的野生型菌株细胞都可以作为克隆宿主。

5．所有微生物产生的限制性内切酶切割DNA后，都产生黏性末端。 6，把重组DNA载体导人宿主细胞中，电转化法可以适合各类生物细胞。

7，非电击条件下，把重组DNA载体导人大肠杆菌细胞中所依据的原理是转化和转导。

8．如果外源DNA片段插入载体的位点位于抗生素抗性基因之外，则具有抗性的细胞肯定是重组 体细胞。 问答题

1．从基因工程的基本过程和基因工程的应用及展望两个方面来说明微生物与基因工程的关系。 2．为什么DNA文库可以直接用于原核生物的目的基因筛选，而不能用于真核生物的目的基因筛 选?真核生物的目的基因筛选常用的方法是什么? 三、习题解答 填空题

1．目的基因的获得 重组载体的构建 重组载体导人宿主细胞 基因 cDNA 2．柯斯质粒载

体 45kb 21xm 附加体质粒 复制质粒 整合质粒 人工染色体 3．限制性内切 连接

Taq pfuDNA高保真聚合 反转录 4．限制修饰系统 DNA重组系统 大肠杆菌 酿酒酵母 5．转化法 转染法 感染法 6．电穿孔法 原生质体转化法 微量注射法 7．微生物学名

微生物属名 种名 8．抗生素平板法 插入失活法 插入表达法 口—半乳糖苷酶显色法

选择题

1． C 2． D 3． A 4． D 5． A 6． B 7． B 8． C 是非题

1， 一 2． 一 3． + 4． 一 5． 一 6． + 7． + 8． 一 问答题

1．基因工程的基本过程：目的基因的获得+重组载体的构建斗重组载体导人宿主细胞+阳性重组子的筛选+基因的测序和鉴定斗基因的控制表达。每一个环节都离不开微生物的参与。微生物世界的多样性为人类的活动提供了取之不尽、用之不竭的基因来源；基因工程的克隆载体通常由病毒、噬菌体和细菌质粒DNA改建而成；基因工程所用到的绝大多数工具酶都是从不同微生物中分离和纯化而获得的；基因工程中最重要、最广泛应用的克隆载体宿主是原核生物的大 肠杆菌及真核生物的酿酒酵母。植物基因工程和动物基因工程也要先构建穿梭载体，在大肠杆菌中完成外源基因或重组体DNA的拼接和改造，才能再转移到植物和动物细胞中。大肠杆菌表达系统、酵母菌表达系统和哺乳动物细胞表达系统都是采用重组细胞通过微生物发酵罐的方式大量生产目的蛋白。基因工程的应用表现在基因工程药物、基因治疗、改造传统工业发酵菌种、动植物特性的基因工程改良及环境保护中各个方面，并已经取得了丰硕的成果。同时基因工程也推动了微生物学的发展，特别是对于新的微生物资源的开发，认识和了解微生物世界中更多的微生物种类、微生物代谢、微生物遗传等将产生积极的影响。

2．由于真核生物基因组十分庞大，因此要求构建基因文库的库容量要足够大，才能筛选到某一目的基因。细胞中的mRNA分子数要比基因组的基因数小得多(通常大约仅有15％左右基因被表达)。由mRNA逆转录为cDNA，那么所构建的cDNA文库的库容量相应比基因文库小。

真核生物的基因含有内含子，在原核生物细胞中不能表达，但筛选到的cDNA克隆只要附上原核生物的调节和控制序列，就能在原核细胞内表达。常用方法：cDNA文库筛选，mRNA反转录后PCR体外扩增，DNA合成等。

第十一章 微生物的生态

一、术语或名词

1. 生态系统(ecosystem) 在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量的流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。

2．生物地球化学循环(biogeochemicalcycles) 生物圈中的各种化学元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动。

3．固氮作用(nitrogenfixation) 大气中氮被转化成氨(铵)的生化过程。 4．氨化作用(ammonification) 有机氮化合物转化成氨(铵)的生化过程。

5．硝化作用(nitrification) 好氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成硝酸盐的过程。 6．嗜热微生物(thermophilicmicroorganisms) 最适生长温度在45℃以上，中温条件下能生长(或不能生长)的微生物。

7．嗜冷微生物(psychrophilicmicroorganisms) 最适生长温度在20~C以下，0~C或低于0℃可以生长，20℃以上生长或不生长的微生物。

8．嗜酸微生物(acidophilicmicroorganisms) 生长最适pH在3—4以下，中性条件不能生长的微生物。 9．嗜碱微生物(alkaliphilicmicroorganisms) 生长最适pH在9以上，中性条件不能生长的微生物。 10．嗜盐微生物(halophilicmicroorganisms) 生长最适盐浓度在0．2～0．25 mol／L以上的微生物。 11．嗜压微生物(barophilicmicroorganisms) 需要高压才能良好生长的微生物。

12．根际微生物(rhizospheremicroorganisms) 邻接植物根土壤区域中生长的微生物。 13．菌根(mycorrhiza) 一些真菌和植物根以互惠关系建立起来的共生体。

14．共生固氮(symbioticnitrogenfixation) 根瘤菌和植物根通过它们相互作用形成成熟根瘤固定大气中氮的复杂生理生化过程。

15．生物气溶胶(bioaerosols) 悬浮在大气中的气溶胶、微生物、微生物副产物和花粉的集合体。 16．生物降解(biodegradation) 微生物(也包括其他生物)对有机化合物(特别是环境污染物)的分解作用。

17．降解性质粒(catabolicplasmids) 编码难降解有机化合物降解酶的质粒。

18．污水处理(wastewatertreatment) 利用微生物在特定生物反应器中降解有机污染物净化污水的生化过程。

19．活性污泥法(activatedsludgeprocess) 利用由微生物与污水(废)水中的有机、无机固体物混凝交织、形成的活性污泥处理污水的过程。 20．生物膜法(biofiltration process) 在生物滤床中利用附着在滤料表面的生物膜净化污水的过程。 21．堆肥化处理(compostingtreatment) 有控制地在反应器中利用微生物转化有机废弃物(生活垃圾及其他有机固体废弃物)向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。

22．生物修复(生物整治)(bioremediation) 用生物学介导的方法，主要利用微生物、植物从特殊环境中(尤其是原位)除去或降解污染物从而消除污染、修复污染环境的工程化处理过程。 二、习题 填空题

1．从 ， ， ， 生境中可以分离到嗜热微生物；从 ， ，生境中可以分离到嗜冷微生物；从 、 生境中可分离到嗜酸微生物；从 ， ，生境中可分离到嗜碱微生物；从 、 和 生境中可分离到嗜盐微生物。

2．磷的生物地球化学循环包括3种基本过程： 、 、 。 3．微生物种群相互作用的基本类型包括： ， ， ， 、 、 、 和 。

4．嗜热细菌耐高温的 使DNA体外扩增技术得到突破，为 技术的广泛应用 提供基础。

5．微生物推动的氮循环实际上是氮化合物的氧化还原反应，其循环过程包

括 ， ， 和 。

6．按耐热能力的不同，嗜热微生物可被分成5个不同类群： ， ， ， 和 。

7。有机污染物生物降解过程中经历的主要反应包括 ， ， 和 .。

8．评价有机化合物生物降解性的基本试验方法是 和 。 9．污水处理按程度可分为 ， 和 。 10．汞的微生物转化主要包括3个方面 ， 和 。 选择题 (4个答案选1) 1．总大肠菌群中不包括( )。 A克雷伯氏菌 B肠杆菌 C埃希氏菌 D芽孢杆菌

2．下列有机物中最难被微生物降解的是( )。 A纤维素 B木质素 C半纤维素 D淀粉

3．同化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制?( ) A氨 B氧 C N， D N ：O

4．异化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制?( ) A氨 B氧 C N， D N，O

5．活性污泥法处理污水的过程最类似于下面哪种微生物培养方式?( )

A恒浊连续培养 B恒化连续培养 C恒浊分批培养 D恒化分批培养

6．和豆科植物共生固氮的微生物是( )。 A假单胞菌 B根瘤菌 C蓝细菌 D自生固氮菌

7．许多霉菌在农副产品上生长时易于产生霉菌毒素，下列中哪些条件最适于产生霉菌毒素?( )

A高温高湿 B高温 C高湿 D低温

8．适用于生物冶金的微生物类群主要是( )。A嗜热微生物 B嗜冷微生物 C嗜酸微生物 D嗜压微生物

9．超嗜热细菌主要是( )。 A古生菌 B真细菌 C真菌 D霉菌 10．酸矿水的形成是微生物对某些金属和非金属元素转化的结合，下列哪种循环与酸矿水形成有关?( )。

AS循环 BN循环 C磷循环 D硅循环 是非题

1．氨化作用只能在好氧环境下才能进行。

2．反硝化作用完全等同于硝化作用的逆过程。

3．一般情况下土壤表层的微生物数量高于土壤下层。

4．嗜冷微生物适应环境生化机制之一是其细胞膜组成中有大量的不饱和、低熔点脂肪酸。 5．嗜酸微生物之所以具有在酸性条件生长的能力是因为其胞内物质及酶是嗜酸的。

6．嗜碱微生物具有在碱性条件下生长能力的根本原因是其胞内物质及酶也是偏碱(嗜碱)的。 7．草食动物大部分都能分泌纤维素酶来消化所食用的纤维素。 8．共生固氮和游离固氮都在固氮过程中发挥重要作用。

9．大量服用抗生素的患者同时要服用维生素，这是为了补充因肠道微生物受抑制减少维生素的合成。

10．降解性质粒携带有编码环境污染物降解酶的全部遗传信息。 问答题

1．具有甲基化无机汞能力的匙形梭菌的维生素B，：的缺陷型菌株不能进行汞的甲基化，而且对无机汞比亲株(野生型)要敏感得多，这说明什么?

2．微生物在从绿色植物到草食动物的能量流动中起重要作用，请指出这样说的理由? 3．简述微生物作为重要成员在生态系统中所起到的重要作用。 4．简述生物修复中的强化措施。

5．在含有难降解污染物污水的生物处理中，向污水处理系统加一定量高效降解菌的生物强化(过去称为投菌法)可以提高处理效果，请从微生物群落组成和功能的角度作出理论解释。

6．某一化学农药厂合成一种化学农药，请你提一种实验方法来评价这种农药的生物降解性。

7．污水处理也可以说是一种微生物培养过程，试从微生物的基质利用、培养方式和培养目的与微生物的工业发酵进行对比。

8．请对细菌遗传转化的概念作出解释，并说明如何利用人工转化技术获得高降解、高竞争能力的降解菌。

9．微生物分子生物技术可以在哪些方面给环境保护带来新的发展和应用。

10．活性污泥法处理污水的过程非常类似于恒浊的连续培养，那么两者是如何实现恒浊，其不同点在哪里?

三、习题解答 填空题

1．热泉 高强度太阳辐射土壤及岩石表面 堆肥 煤堆 极地 深海 酸矿水 酸热泉 碳酸 盐湖 石灰水 盐湖 盐场 盐矿 2．有机磷转化成溶解性无机磷(有机磷矿化) 不溶性无机磷变成溶解性无机磷(磷的有效化) 溶解性无机磷变有机磷(磷的同化) 3．中立生活 偏利作用 协同作用 互惠共生 寄生 捕食 偏害作用 竞争 4．DNA多聚酶 PCR 5． 固氮 氨化作用 硝化作用 硝酸盐还原(反硝化作用) 6．耐热菌 兼性嗜热菌 专性嗜热菌 极端嗜热菌 超嗜热菌 7．氧化反应 还原反应 水解反应 聚合反应 8．微生物学方法 环境学方法 9．一级处理 二级处理 三级处 lo．无机汞(Hg”)的甲基化 无机汞(Hg”)还原成Hg‘ 甲基汞和其他有机汞化合物裂解并还原成Hg’ 选择题 1． D 2． B 3． A 4． B 5． A 6． B 7。 A 8． C 9． A 10． A 是非题 1． - 2． - 3． + 4． + 5． 一 6． - 7． - 8． + 9． + 10． — 问答题

1．一方面说明维生素B12在汞的甲基化中起重要作用，维生素B12(钴胺素)和甲基形成一种甲基钴胺素复合物，而Hg2’可以夺取甲基钴胺素中的甲基形成甲基汞。另一方面说明甲基汞对梭菌的毒性比无机汞要低，所以不能形成甲基汞的缺陷型菌株对无机汞更加敏感。

2．大部分草食动物都缺乏分解绿色植物的纤维素酶，而草食动物对植物食料的利用依靠的是生长在它们胃肠道中的微生物，微生物分泌的纤维素酶把纤维素分解成脂肪酸及其他营养物质，这些营养物质为动物吸收利用，草食动物(如牛)的瘤胃共生就是微生物帮助草食动物利用绿色植物的明显例证。

3．微生物在生态系统中可以在多个方面起重要作用，但主要作为分解者。其重要作用可以概括如下：①微生物是有机物的主要分解者，微生物分解存在于生物圈内的动物、植物和微生物残体等复杂有机物质，并转化成最简单的无机物，再供初级生产者利用。②微生物是物质循环中的重要成员，微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。③微生物是生态系统中的初级生产者，光能营养和化能营养微生物具有固定太阳能和化学能的能力，成为生态系统的初级生产者。④微生物是物质和能量的贮存者，生态环境中的微生物贮存着大量的物质和能量。⑤微生物是地球生物演化中的先锋种类，微生物是地球上最早出现的生物体，微生物的活动为后来的生物进化打下基础。

4．强化措施主要包括：①接种外源微生物，通过接种外源高效的降解微生物，改变降解微生物结构、数量，提高降解能力。②添加微生物营养盐，为降解微生物提供充足均衡的营养，提高微生物活性。③提供电子受体，提供充足的氧和硝酸盐等作为好氧、厌氧条件下的电子受体。④提供共代谢底物，为难降解有机物污染的降解提供代谢底物，促进降解。⑤提高生物可利用性，利用表面活性剂、分散剂提高污染物的溶解度，促进生物降解。⑥添加生物降解促进剂，一般加入各种氧化剂推动污染物的降解过程。 5．向处理系统投加高效降解菌从而提高了高效降解菌在整个降解菌群中的比例，改变了整个降解菌群的群落结构，结构决定功能，随之整个群落的降解功能也就得到提高。

6．化学农药主要用于防治农作物的病虫害，农药的生物降解主要体现在土壤中的生物降解。因此生物降解可以在土壤——植物组成的微宇宙中进行。把农药按标准使用量溶解后洒入宇宙，即时测定土壤中

的农药的含量，以后按一定时间间隔取样分析测定土壤中农药的浓度，这样即可测出农药在自然土壤中的生物降解速率，从而知道这种农药的生物降解性。

7．污水处理和微生物工业发酵的基质从根本上来说是一样的，工业发酵的基质是人工配制的易于为微生物利用的营养物，而污水处理中的营养物则是污水中各种有机物，有的易于利用，而有的是难降解的。从培养方式来说，工业发酵一般是不连续的批式培养，而污水处理是连续进行的。就培养目的而言，工业发酵的目的是收获有用的代谢产物，产物可以存在于发酵液或菌体中，而污水处理的目的一般是使微生物降解污水中的各种有机物，降低其中的有机物含量，其目的主要在净化方面。

8．遗传转化是指同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水平方向的基因转移过程。获得高效高竞争能力的降解菌的方法可以先筛选到对污染物的高效降解菌，要使这些菌株具有竞争力，主要的办法是使它们获得系统中的土生菌的竞争能力。因此，一般的方法是把处理系统的优势土生菌的DNA提取出来，而后处理高效降解菌达到感受态吸收土生菌的DNA，这样就可获得高效高竞争能力的降解菌。

9．微生物分子生物技术可以给环境保护带来多个方面的发展和应用，主要包括：①构建具有更强的降解能力的遗传工程菌，降解各种环境污染物，特别是难降解的环境污染物。②利用分子标记技术跟踪监测降解微生物在环境中的行为。③利用分子生物技术监测环境中的有害微生物。④从分子水平上研究环境污染物对生物大分子(特别是DNA、RNA)的作用。⑤选育转基因的优良动、植物品种减少农药、化肥用量，减缓环境污染。

10．活性污泥法处理污水过程的恒浊主要是维持曝气池中活性污泥有相对稳定的浓度，实现的方法是回流二次沉淀池沉降的污泥。恒浊连续培养实现恒浊的方法是调控培养器中流人、流出液的流速，使培养液中的微生物浓度基本恒定。其不同点在于前者靠回流维持污泥浓度恒定，后者则靠调控流速维持。

第十二章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定

一、术语或名词

1．进化(evolution) 是生物与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间发生一系列不可逆的改变，在大多数情况下，导致生物表型改变和对生存环境的相对适应。

2．系统发育(或系统发育学)(phylogeny．) 指研究各种(类)生物间的亲缘关系及它们进化的历史。 3．分类学(Taxonomy) 研究生物分类的科学，它主要涉及分类、命名和鉴定。

4．系统学(systematics) 在进化论指导下，通过分类学的基本工作来研究系统发生，推断进化谱系的科学。

5．表型特征(pheneUccharacterisUts) 主要指形态学(包括结构)、生理生化学、生态学及行为习性等特征。

6．遗传型特征(geneticcharacteristics) 指反映基因及基因产物分子结构的特征。

7．印迹序列(signaturesequence) 在rRNA分子中，通常为某一特定系统发育类群所特有的寡核苷酸序列。

8．分子系统树(molecularphylogenetictree) 系统学常用一种类似树状分支的图型来表示各种(类)生物之间的亲缘关系，这种图型称之为系统树。通过比较生物大分子序列资料构建的系统树称分子系统树。

9．分类(classification) 根据相似性水平或亲缘关系的远近对生物进行分群归类。

10．鉴定(identification或determination) 借助于现有的分类系统，通过特征测定，确定未明确分类地位的生物所应归属分类单元的过程。

11．分类单元(taxon，复数taxa) 指任何一个具体的分类群，可以是某一个种，也可以指某一个属等等。

12．菌株(strain) 从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养都可以称为微生物的一个菌株，用实验方法获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原有菌株相区别。 13．模式菌株(typestrain) 按照命名法规的要求，当命名一个新种(或亚种)时，需要指定一个菌株作为这个种(或亚种)的命名模式，这个被指定的菌株称为模式菌株。 · 14．种(微生物)(species) 具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其他类群的菌株有明显区别。 15．核酸杂交(nucleicacidhybridization) 将来自两种不同菌株的DNA分子加热变性成单链，在复性条件下进行结合试验，两菌株同源程度越高，它们DNA单链互补结合率就越高。这种比较不同菌株核

酸碱基序列同源程度的方法称之为核酸杂交。 16．核酸探针(nucleic acid probe) 能识别特异核苷酸序列的、带标记的一段单链DNA或RNA分子。 17．数值分类法(numericaltaxonomy) 通过比较分类单位的性状特征，然后计算它们之间的相似性，根据相似性的数值划分类群的一种分类方法。

18．培养物(culture) 一定时间一定空间内人工培养的生物细胞群或生长物。例如：微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。如果某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产生的，就称之为该微生物的纯培养物(pure culture)。

19．居群(population) 也可译为群体、种群或群丛等，是指一定空间中同种个体的组合。每一个物种在自然界中的存在，都有一定的空间结构，在其分散的、不连续的居住场所或分布区域内，形成不同的群体单元，这些群体单元就称居群。

20．型(form或type) 常指亚种以下的细分。当同种或同亚种不同菌株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可以细分为不同的型。 二、习 题 填空题

1，以进化论为指导思想的分类学，其目的已不仅是物种的识别和归类，而主要是通过分类追溯系统发生，推断进化谱系，这样的分类学也称 。

2，大量资料表明：功能重要的分子或功能重要的分子区域比功能不重要的大分子或大分子区域进化变化的 。

3．微量多项试验鉴定系统，实际上是一类专门设计制作的 特征检测卡。 4．《伯杰氏系统细菌学手册》第一版分 卷出版，它将原核生物分成 组。 5．微生物种的学名由 和 两部分构成。

6．分类学的内容涉及3个互相依存又有区别的组成部分，即 命名和 。 7．如果相似性系数(SAB)等于1，说明所比较的两菌株rRNA序列 ，若SAB值小于0.1，则表明两菌株亲缘关系 。

8．API／ATB是微量多项试验鉴定系统，它包括众多的 ，共计有几百种生理生化反应，可鉴定几乎所有常见的 。

9．微孔滤膜菌落计数板是一种可携带的检测水中大肠菌数的大肠菌测试卡，适于 工作和 使用，因可以放在人体内衣口袋中培养。 10．伍斯用寡核苷酸序列编目分析法对微生物的16SrRNA序列进行比较后，提出将生物分成为三界(域)： 、 和 。

11．伍斯为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为： 、 和 。并构建了三界(域)生物的系统树。 选择题(4个答案选1)

1．《伯杰氏系统细菌学手册》第二版把葡萄球菌属和微球菌属分别放在不同的门中，最可能的原因是( )。

A生理生化特征不同 B DNA—DNA杂交同源性不同 C革兰氏染色反应不同 D G+C含量和rRNA序列不同

2．如果需要查阅枯草芽孢杆菌及相关种的分类学资料，并假定《伯杰氏系统细菌学手册》第二版已经全部出版，你将选择该书的( )。 A第一卷 B第三卷 C第四卷 D第五卷

3．血清学试验，尤其在医学细菌的分类鉴定中有重要意义，但它主要用于划分( )。 A种内血清型 B种间血清型 C属间血清型 D属以上血清型

4．根据你所掌握的知识，你认为形态学特征在以下几类微生物中的哪一类分类鉴定中显得更加重要?( )

A病毒 B细菌 C酵母菌 D霉菌

5．在下列4种细菌中，哪一种最有可能属于 C自动微生物检测仪 D激光拉曼光谱仪 8．目前微生物的快速检测和自动化分析中，广泛地采用的免疫学技术是( )。

A DNA探针 B聚合酶链反应技术 C DNA芯片 D酶联免疫吸附测定法 9．第一个古生菌的全基因组序列测定结果初步证实了它是独立于其他两域生物的第三生命形式。该古

生菌是( )。

A螺旋体 B淋病奈瑟氏菌 C变形杆菌 D詹氏甲烷球菌

10．细菌的种名也用双名法命名，即种的学名由属名和种名加词两部分组合而成。第一个词的首字母要大写，该词是( )。

A种名 B属名 C人名 D科名 是非题

1．“大肠埃希氏菌”才是俗称“大肠杆菌”的学名。

2．所谓“模式菌株”通常是指一个细菌的种内最具代表性的菌株。

3．两种细菌的C+C含量相近，说明它们亲缘关系近，反之，C+C含量差别大说明它们亲缘关系远。 4．DNA—DNA杂交主要用于种、属水平上的分类研究，而进行亲缘关系更远(属以上等级)分类单元的比较，则需进行DNA—rRNA杂交。

5．数值分类由于采用了先进的计算机技术，减少了大量的特征测定的实验操作，所以它是比较科学的现代微生物系统分类方法。

6．物理、化学、材料、电子信息等科学和技术领域通常使用的分析、测量物质成分、结构、性能和各种信息的自动化的精密仪器和设备，几乎都能用于微生物的快速鉴定和自动化分析。

7．“吹口气查胃病”的原理是：幽门螺杆菌具有人体不具有的尿素酶，受检者口服13C标记的尿素，如有该菌感染，则尿素被尿素酶分解生成NH3和13CO2，用质谱仪能快速灵敏地测出受检者呼气中13CO：的量，准确地鉴定是否被幽门螺杆菌感染。

8．亚种名为三元式组合，即由科名、属名加词和亚种名加词构成。

9．现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料，都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。

10．对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较，加上测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多，因此生理生化特征对于微生物的系统分类仍然是有意义的。 问答题

1．蛋白质和核酸分子被用作微生物进化谱系分析所依据的原理是什么? 2．为什么16S(18S)rRNA目前被挑选作为研究微生物进化的主要对象? 3．试述古生菌和细菌的主要区别。

4．为什么在从事微生物的工作中不仅要注意种名还要注意菌株名称?

5．外单位送来一个细菌培养物要求鉴定，你如何将其鉴定到种?(说明工作步骤)

6．现代微生物分类主要根据基因型特征来建立分类单元，基因型特征的测定通常都需要高新的复杂技术，而以实用为目的菌种鉴定却希望采用更易于测定的表型特征，你认为如何解决这一矛盾? 三、习题解答 填空题

1．系统学 2．速率低 3．生理生化 4．4 33 5．属名 种名加词 6．分类 鉴定 7．相同 很远 8．鉴定系统 细菌 9．野外 家庭 10．古细菌 真细菌 真核生物 11．细菌 古生菌 真核生物 选择题 1． D 2． B 3． A 4． D 5． C 6． A 7． C 8．D 9． D 10． B 是非题 1． - 2． - 3． — 4． + 5． — 6． + 7． + 8． - 9． + 10． + 问答题

1．蛋白质、核酸分子序列进化变化的显著特点是进化速率相对恒定，也就是说分子序列进化的改变量(氨基酸或核苷酸替换数)与分子进化的时间成正比。因此，可以通过比较不同类群的生物分子序列的改变量来确定它们之间的进化关系和推测它们的分歧时间。

2．主要是因为：①16(18)SrRNA普遍存在于各类原核和真核生物中，在进化历程中功能重要而稳定，而且分子中存在高度保守、中度保守和高变化的序列区域，因此适用于对亲缘关系远近不同的各类生物的比较；②相对分子质量大小适中，既含有适当的信息量，在技术上又便于序列测定和序列资料

的分析比较。

3．主要区别是：古生菌的16S rRNA缺乏作为细菌特征的印迹序列；细胞壁无胞壁酸；有醚键分支链的膜脂；tRNA的T或T少C臂没有胸腺嘧啶；特殊的RNA聚合酶；核糖体的组成和形状也不同等。 4．同种不同菌株虽然它们主要的鉴别特征相同，但其他非鉴别特征，如某些生化性状(产生某些酶、抗生素、有机酸的种类和产量等)不同，是否具有某种质粒等，而这些性状或许正是我们所需要的。

5．大致步骤是：①检查是否是纯培养，若不纯则需纯化；②测定一些最基本的形态和生理生化特征，确定菌株属于哪一大类；③查阅有关类群的分类检索表或相关资料，根据资料提示的鉴别特征进行特征测定；④根据特征测定结果，逐步缩小菌株归属范围，确定其所属的科属；⑤根据有关属的分种检索表或相关资料进一步进行特征测定，初步确定其所归属的种。

6．①研究建立简便快捷的基因型特征测定方法；②更广泛地研究各分类单元之间表型特征的区别。

第十三章 微生物物种的多样性

一、名词及术语

1. 假菌丝(pseudohypha) 酵母菌在玉米粉培养基上出芽生殖后的细胞连成丝状群体，有别于真菌的菌丝体。

2. 蕈菌(mushrooms) 大型真菌，俗称蘑菇，很多种味美可食。

3. 子实体(fruitingbodies) 在真菌学中称为担子果，是高等担子菌子实层的一种高度组织化结构，具有多种多样的形状。

4．黏菌(slimemolds) 非光合作用、无细胞壁、产子实体结构(细胞黏菌)或者为原质团(非细胞黏菌)的真核生物。

5．原质团(plasmadia) 亦称变形体，是非细胞黏菌大小和形状不固定的营养体。 6．假原质团(pseudoplasmodium) 由饥饿状态的细胞黏菌聚集后所形成的结构。

7．变形虫方式运动(ameboidmovement) 原生动物以细胞质流动进行移动的一种运动方式。 二、习 题 填空题

1． 菌属是具附属物、芽殖的细菌， 菌属是具附属物、非芽殖的细菌。 2． 杆菌属是无附属物、非芽殖的细菌， 菌属是无附属物、芽殖的细菌。 3．球衣菌属外观上呈丝状，其多个细菌个体呈 状排列于管状的 内。 4．黏细菌产生黏液，将 包裹，形成颜色鲜艳、形态各异的 。可产生多种胞外酶，能溶解 生物和 生物。

5．放线菌是革兰氏染色 性的原核微生物，其中 属是产生抗生素最多的一属。 6．超嗜热古生菌中的 菌，其最高生长温度可达 ℃。 7．产甲烷古生菌在将 和 还原成甲烷的过程中， 是重要的产甲烷辅酶。

8．藻类是含有 并能 的光合类型生物，藻类细胞中可贮藏 碳源物质。 9．真菌被划分为 纲、 纲、 纲、 纲和 菌纲。

10．真菌是不含有 素、 营养，以 进行繁殖的真核微生物。

11．原生动物是 色、无 ，能 运动的单细胞真核生物。

12．原生动物具有 方式运动、 运

动、 运动等运动方式。 问答题

1．目前采用何种分子生物学技术对细菌的系统发育和进化途径进行判断，结果如何? 2．简述假单胞菌属的生理特性及经济意义。 3．简述黄单胞菌的形态、生理特性及经济意义。 4．简述醋杆菌的生理特性及经济意义。 5．简述大肠杆菌的生物学特性。

6．作为条件致病菌的葡萄球菌可引发哪些疾病? 7．试述芽孢杆菌属中有代表性种的经济意义。

8．乳酸杆菌、棒杆菌、丙酸杆菌、双歧杆菌及分枝杆菌有何经济意义? 9．试写出有代表性的光合细菌并简述其生理特性。 10．何谓亚硝化细菌、硝化细菌?何谓氢细菌?

11．根据16S rRNA寡核苷酸序列分析，可将古生菌分为几个类群?写出各类群的名称。 12．极端嗜盐古生菌为何需要高钠环境?

13．试述极端嗜盐古生菌光介导ATP合成的机制。

14．产甲烷古生菌属于何种呼吸类型，如何获取能量?哪种辅酶参与甲烷形成? 15．试述超嗜热古生菌抗热的物质基础及对热稳定性的机制。 16．根据哪些特性可以推测古生菌是地球早期的生命形式? 17．简述酵母菌的形态、生理特性及经济意义。 18．微生物资源有哪些突出的特点?

19．举例阐述哪些是微生物可利用的资源? 三、习题答案 填空题

1．生丝微 柄杆 2．着色铁柄 浮霉状 3．直线 鞘 4．菌体 子实体 真核 原核 5．阳 链霉菌 6．热叶 113 7．CO： H： F430 8．叶绿素 放氧 淀粉类 9．子囊菌 接合菌 卵菌 半知菌 担子 10．叶绿(或光合色) 化能有机 孢子 11．无 细胞壁 自由 12．变形虫 鞭毛 纤毛 问答题

1．用16S rRNA寡核苷酸序列分析进行细菌系统发育的识别，计算出不同细菌间的进化距离，判断进化途径。目前已将细菌的系统发育归纳成12个独特的类群。

2．A营养要求简单，多数种可利用100多种，少数种可利用20多种不同的化合作为生长的碳源和能源。B是土壤和水体中重要的细菌，有氧时分解动、植物体。C少数种是人、动、植物的病原菌。铜绿假单胞菌感染泌尿生殖道和呼吸道及烧伤、创伤面，严重时全身感染，导致败血症。该菌的反硝化作用参与自然界中的氮素循环。D鼻疽、类鼻疽假单胞菌引起人或动物的鼻疽病；假单胞菌属中的许多种是植物病原菌，引起植物斑点病和条纹病；嗜冷的种可造成冷藏食品、冷藏血浆污染。(5)多数种在工农业、污水处理、净化环境中起作用。

3．直杆状、极生鞭毛、专性好氧，产溴芳基多烯黄色色素。水稻黄单胞菌引起水稻白叶枯病，野油菜黄单胞菌导致甘蓝黑腐病，其荚膜多糖，即黄原胶，在纺织、造纸、搪瓷、采油及食品等工业有广泛用途。

4．A乙醇、甘油和乳酸是醋杆菌的最佳碳源。B有的菌株生长时可合成纤维素物质，用于制作食用纤维素。C制醋工业的菌种。D有的菌种可引起菠萝的粉红病和苹果、梨的腐烂病。

5．A大肠杆菌是埃希氏菌属的模式种。B化能有机营养，兼顾呼吸和发酵两种产能系统。C肠道内正常菌群，合成维生素B、维生素K供人体利用，产大肠杆菌素，可抑制肠道内痢疾杆菌等致病菌和腐生菌的孳生。大肠杆菌是条件致病菌，可引起肾、膀胱等泌尿系统的肠外感染。D卫生细菌学以“大肠菌群”和“细菌总数”作为饮用水、牛奶、食品、饮料等卫生学检测指标。(5)大肠杆菌是进行微生物学、分子生物学、遗传学和基因工程研究的材料。 6．A葡萄球菌主要存在于温血动物和人体的皮肤、皮肤腺体和黏膜部位。B引起化脓性感 染，如丘疹、肺炎、骨髓炎、心肌炎、脑膜炎及关节炎等。C产肠毒素，造成食物中毒。

7．A枯草芽孢杆菌：芽孢杆菌属的模式种，工业用蛋白酶、淀粉酶的生产菌株，微生物学、基因程

研究的材料。B地衣芽孢杆菌：产碱性蛋白酶、甘露聚糖酶和杆菌肽(畜用抗生素，杀灭肠道内G+致病菌)发酵用菌种。C炭疽芽孢杆菌：人和动物的致病菌，可引起皮肤炭疽、肺炭疽、肠炭疽等炭疽病。D苏云金芽孢杆菌：产伴胞晶体，作为生物农药可杀灭玉米螟虫、菜青虫、棉铃虫等农业害虫。(5)幼虫芽孢杆菌、日本甲虫芽孢杆菌、球形芽孢杆菌：昆虫致病菌。(6)蜡状芽孢杆菌：工业发酵中常见的污染菌，产肠毒素，引起人的肠胃炎。

8．A乳酸杆菌：人体口腔、胃肠、阴道的正常菌群；工业生产乳酸的菌种。B棒杆菌：生产谷氨酸和多种氨基酸的菌种；致病性菌株引起人、动、植物病害，如：白喉、马铃薯环腐病等。C丙酸杆菌：产丙酸、乙酸，是工业上用于生产丙酸和VBl：的菌种。D双歧杆菌：产乙酸，降低肠道pH，抑制腐败菌孳生；分解致癌前体物，抑制肿瘤细胞生长，提高机体免疫力。(5)分枝杆菌：有细胞内寄生、腐生和兼性之分。结核分枝杆菌是人类结核病如肺结核、肠结核、骨结核、肾结核的病原菌，分为人型、牛型、鸟型、鼠型、冷血动物型及非洲型。麻风分枝杆菌是人类麻风病的病原菌。

9。A放氧型光合细菌：蓝细菌：含叶绿素、藻蓝素，光能自养，以H：O为供氢体，将CO：还原成葡萄糖，有单细胞和丝状之分，有的可固氮。B非放氧型光合细菌：含菌绿素和类胡萝卜素，光能自养或光能异养，以H：S或硫酸盐为电子供体和氢供体，还原CO：构成细胞物质，沉积硫。如红螺菌、红微菌、红假单胞菌等。 10．亚硝化细菌：将氨氧化成亚硝酸盐的细菌称为亚硝化细菌，在此过程中获能供生长所需；硝化细菌：将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的细菌称为硝化细菌，在此过程中获能供生长所需；氢细菌：以H2为电子供体，在H2的氧化过程中获能，同化CO：的化能自养细菌。

11．5个类群。类群1，甲烷嗜热菌和极端嗜热的S‘代谢菌；类群2，产甲烷古生菌；类群3，极端嗜盐的古生菌；类群4，嗜热、嗜酸的热原体；类群5，还原硫酸盐的古生菌。

12．A极端嗜盐古生菌的细胞具有吸钾排钠功能；B细胞壁由含高量酸性氨基酸的糖蛋白构成，其中由天冬氨酸和谷氨酸形成的负电荷区域，吸引正电荷的Na’，形成钠束，维持细胞壁的稳定性；C将极端嗜盐古生菌从高钠环境转至低钠溶液中，Na’浓度降低，细胞壁将受到破坏，脱落，细胞死亡。

13．极端嗜盐古生菌细胞内细菌视紫红质的视觉色基，通常以一种全—反式结构存在于细胞内侧，受光激发可转换成顺式状态，转型可使胞内H’转移至膜外，随着菌视紫素分子松弛，无光时吸收细胞质中的H+，顺式又转换成稳定的全—反式，经全—反式与顺式的反复循环，造成膜上H+的梯度差，产生电化势，在ATP酶的催化下，进行ATP的合成，为菌体储备能量。

14．严格厌氧菌，通过H：和CO：生成甲烷的过程或乙酸盐呼吸获取能量。F43。(镍四吡咯)是甲烷形成重要的辅酶。

15．抗热物质基础：A环式2，3—二磷酸甘油酸。B分子伴侣。抗热机制：①嗜热菌菌体内蛋白质的氨基酸序列、肽链折叠及耐热蛋白的酶活性可以保证蛋白质的热稳定性；②环式2，3—二磷酸甘油酸和与真核生物组蛋白相似的结合蛋白，可以防止、保护高热条件下蛋白质、核酸的变性及核酸的解链；③通过分子伴侣的重折叠，保护菌体内蛋白质分子对高热的热稳定性。

16．A嗜热：最适生长温度在80℃以上，热网菌能在110~C生长，热叶菌的最高生长温度为113℃。B嗜酸：热原体在pH 2条件下生长。C还原硫酸盐、硫代硫酸盐生成硫化物，如硫化氢。D嗜盐：环境中盐浓度大于1．5mol／，极端嗜盐菌才能生长。(5)H：代谢：古生菌 以H：为电子供体，还原硫酸盐成H：S；嗜热甲烷菌利用H：，还原CO2生成甲烷。(6)厌氧：产甲烷菌为严格厌氧古生菌；热原体

0

兼性厌氧；超嗜热古生菌多数厌氧。(7)高硫环境：超嗜热代谢S的古生菌分布在高硫环境。

17．A单细胞真菌，圆形、卵圆形或圆柱形。B细胞个体比细菌大1～5 x5—30，lm。C多数以出芽、少数以裂殖进行无性繁殖；有的种可进行有性繁殖，产子囊和子囊孢子。D行芽殖的酵母菌可以形成由单个细胞排列而成的群体，称为假菌丝。(5)腐生型的酵母菌分布在自然界含糖的环境，如水果、花、树皮上。(6)是酿造工业：如制酒、制醋，食品工业：如面包制作，酶制剂：如脂肪酶、石油脱蜡、长链脂肪酸制取的菌种。(7)分子生物学研究的实验材料。

18．A代谢类型多样、遗传资源丰富，具有潜在用途和价值；B微生物分布广、种类多，繁殖快、代谢强，易变异、利生产，是进行大规模工业化生产，获取高收率产物的理想资源；C对微生物可利用资源的探索尚存在很大空间，具有开发、挖掘新资源的巨大潜力。

19．A微生物菌体：如活性酵母、单细胞蛋白、微生物杀虫剂、细菌肥料、食用菌等；B微生物的代谢产物：氨基酸、有机酸、醇、酮、多糖、核酸、维生素、酶制剂等；C微生物的代谢活动：甾体转化、湿法冶金、石油勘探等；D微生物基因：以苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因构建抗虫转基因植物，聚犀—羟

基丁酸基因转入拟南芥，产生可降解生物塑料PHB等。

第十四章 感染与免疫

一、术语或名词

1．病原微生物(pathogenicmicroorganism) 寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物，又称病原体(pathogen)。

2．条件致病菌(opportunistic pathogen) 在一般情况下不致病，但在某些条件改变的特殊情况下亦可致病的细菌，又称机会致病菌。

3．免疫(immunity) 生物体能够辨认自我与非自我，对非我做出反应以保持自身稳定的功能，称为免疫。

4．非特异性免疫(non—specificimmunity) 机体在种系发育过程中由遗传得来的一般生理防卫功能，可抵御任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。又称天然免疫(innate immunity)。 5．补体(complementsystem) 存在于机体正常血清中的一组多分子蛋白系统，通常处于不活化或微量活化状态，一旦活化后具有溶解靶细胞等重要的免疫生理学作用。

6．经典途径(classicalpathway，CP) 由抗原抗体复合物结合于补体成分C1上，自C1到C9依次活化的补体激活途径称经典途径。

7．替代途径(alternativepathway，AP) 由酵母多糖、LPS等多种微生物及其产物从C3和B因子开始激活的途径称补体激活的替代途径，又称旁路途径。

8．凝集素途径(1ectinpathway) 由急性期蛋白与病原体结合从C2和C4开始的补体激活途径称凝集素途径。

9．干扰素(interferon，IFN) 宿主细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一组低分子糖蛋白，具有抗病毒及免疫调节作用。

10．吞噬细胞(phagocyte) 具有吞噬病原微生物、衰老细胞等各种异物颗粒并能将其消化降解的细胞称为吞噬细胞，又分为大、小吞噬细胞两类。大吞噬细胞指巨噬细胞(microphage)，小吞噬细胞指中性粒细胞(neutrophilic granulocyte)，又称多形核白细胞(polymorphonuclearleucocyte，PMN)。 11．自然杀伤细胞(naturalkillercell，NK) 一类不须事先致敏也不须其他辅助细胞或分子参与而能直接杀伤靶细胞的非T非B淋巴细胞。

12．炎症(infiammatory) 机体受到有害刺激时所表现的全身性防御应答，其作用为清除有害异物，修复受伤组织、保持自身稳定性。

13。免疫应答(immuneresponse，IR) 免疫细胞对抗原分子的识别、活化、分化和效应过程。

14．特异性免疫(spesific immunity) 机体在生命过程中接受抗原性异物刺激后产生的针对性排除、摧毁、灭活相关抗原的防御能力，又称获得性免疫(acquired immunity)。

15．免疫系统(immunesystem) 由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成，是获得性免疫的物质基础。 16．中枢免疫器官(centralimmuneorgan) 是免疫细胞发生和分化的场所，包括骨髓、胸腺和鸟类的法氏囊。

17．周围免疫器官(peripheralimmune organ) 是免疫细胞居住和发生免疫应答的场所，包括淋巴结、脾脏和黏膜相关淋巴组织。

18．免疫细胞(immunocye) 参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞，主要包括淋巴细胞、粒细胞和肥大细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞，广义地还包括红细胞和血小板及上述各类细胞的祖细胞。

19．淋巴细胞(Umphocyte) 广泛存在于免疫组织，淋巴液和血液的一类免疫细胞，按照表面分子标志及功能分为T细胞、B细胞和第三类(非T非B)淋巴细胞。

20．抗原(antigen，Ag) 能诱导机体产生体液抗体和细胞免疫应答，并能与抗体和致敏淋巴细胞在体内外发生特异结合反应的物质。

21．免疫原性(immunogenicity) 抗原在体内激活免疫系统，使其产生抗体和特异效应细胞的特性。 22．免疫反应性(immunoreactivity) 抗原能与相对应的免疫应答产物(抗体及致敏淋巴细胞)发生特异结合反应的能力，又称反应原性(reactinogenicity)。

23。免疫原(imunogen) 具有免疫原性和反应原性的抗原，又称完全抗原(complete antigen)。 24．半抗原(hapten) 只有反应原性而没有免疫原性的抗原，又称不完全抗原(incomplete antigen)。 25．抗原决定簇(antigendeterminant) 抗原物质上能够刺激淋巴细胞产生应答并与其产物特异反应

的化学基因，又称表位epitope。

26．主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC) 一组极其多态的基因，编码MHCI类抗原和MHCⅡ类抗原以及一些其他分子。MHC抗原是机体的自身标志性分子，参与T细胞对抗原的识别及免疫应答中各类免疫细胞间的相互作用，也限制NK细胞不会误伤自身组织，是机体免疫系统区分自己与非己的主要分子基础。

27．白细胞分化抗原(clusterofdifferentiation，CD) 是各类白细胞在发育分化过程中表达的表面分子，有的在不同阶段出现或消失，有的持续终生。CDs具有各自不同的多种功能。

28．抗体(antibody，Ab) 机体在抗原物质刺激下所形成的一类能与抗原特异结合的血清活性成分，又称免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)。

29．B淋巴细胞(Blymphocyte) 在骨髓中发育成熟的淋巴细胞，当受抗原刺激时产生抗体。简称B细胞。

30．体液免疫(humoralimmunity，H1) 由B淋巴细胞分泌抗体介导的免疫称体液免疫。

31．胸腺依赖性抗原(thymusdependentantigen，TDAg) 当刺激机体B细胞产生抗体时需要T细胞辅助的抗原。绝大多数天然抗原属于TD抗原。

32．胸腺非依赖性抗原(thymusindependentantigen，TIAg) 当刺激机体B细胞产生抗体时不需要T细胞辅助的抗原。通常是有多个重复相同的抗原决定簇。

33．调理作用(opsonization) 病原微生物等颗粒抗原与抗体(1gG)或补体片段(C3b)结合后易被吞噬细胞吞噬的现象称为抗体或补体的调理作用。 34．抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibody dependent cell—mediated cytotoxicity，ADCC) 抗体分子Fc片段与巨噬细胞、NK细胞表面相应受体结合后介导此细胞对该抗体分子包被靶细胞的杀伤，称抗体的ADCC作用。

35．B细胞抗原受体复合体(B—cellantigen receptor complex) BCRC由B细胞膜表面IgM和IgD与CD79异源二聚体组成，其中mlg是特异性抗原受体，CD79是向胞内传递活化信号的信号传递单位。 36．T淋巴细胞(T lymphocyte) 经过胸腺发育成熟的淋巴细胞，经抗原刺激后介导细胞免疫。简称T细胞。

37．T细胞抗原受体复合体(T—cell antigen receptor complex，TCRC) 由T细胞膜表面特异性抗原受体TCR与CD3分子组成，其中TCR是特异性抗原受体，CD3是向胞内传递激活信号的信号传递单位。 38．细胞免疫(cellmediatedimmunity，CMl) 由活化T细胞产生的特异杀伤或免疫炎症。

39．抗原提呈细胞(Agpresenting cell，APC) 具有摄取、加工、提呈抗原给T细胞的能力的细胞称为抗原提呈细胞，又称辅助细胞(accessory cell)，主要包括树突状细胞、单核巨噬细胞和B细胞。 40．超抗原(superantigen，SAg) 不需经过加工提呈即可被T细胞识别的抗原。 41．MHC限制性(MHC restriction) T细胞通过其抗原受体TCR识别抗原的同时也识别与其结合的MHC分子，称为免疫应答的MHC限制性。

42。辅助性T细胞(helperTlymphocyte，T11) 表面标志为CD4’的T淋巴细胞亚群，在抗原刺激下分泌多种细胞因子促进免疫应答，对B细胞产生抗体及细胞毒T细胞的杀伤起辅助作用。

43．细胞毒性T细胞(cytotoxicTlymphocyte，CTL) 表面标志为CD8’的T淋巴细胞亚群，具有杀伤靶细胞的功能。

44．超敏反应(hypersensitivity) 免疫应答反应过强或反应异常造成机体损伤或功能障碍。

45．自身免疫(autoimmunity) 当某些情况下机体免疫系统对自身成分产生免疫应答如产生自身抗体时，称为自身免疫。

46．自身免疫病(autoimmunedisease) 当自身免疫达到一定强度而造成病理性损害时称自身免疫病。 47．宿主抗移植物反应(hostversusgraft reaction，HVGR) 在无关个体间进行器官移植时，受者将移植器官当作异物产生免疫应答而进行杀伤清除，称宿主抗移植物反应，是当前器官移植的主要问题。 48．移植物抗宿主反应(graft versus host reaction，GVHR) 当用含有免疫活性细胞的组织(骨髓、胸腺、胚肝等)植入有免疫缺陷的受体时，移植物不遭排斥但对宿主产生免疫损伤，称移植物抗宿主反应，往往是严重而致命的。 49．免疫缺陷(immunodeficiency，m) 机体免疫系统发育异常或功能障碍，造成免疫功能不全或缺失，称为免疫缺陷。依照其病原又分为原发性和继发性两大类。

50．获得性免疫缺陷综合征(acquired deficiency syndrome，AIDS) 由人类免疫缺陷病毒

(humanimmunodeficiencyvirus，HIV)感染引起的继发性免疫缺陷，是一种机体免疫系统功能全面下降的严重疾病。

51．肿瘤特异性抗原(tumorspecificantigen，TSA) 指仅存在于某类肿瘤细胞而不存在于正常细胞或其他肿瘤细胞的抗原。 52．肿瘤相关抗原(tumor—associatedantigen，TAA) 指肿瘤细胞表面含量明显高于正常细胞的抗原，只有相对特异性。如胚胎性抗原，病毒相关抗原等。

53．淋巴因子活化的杀伤细胞(1ymphokineactivatedkillercell，LAK) 一些原来不表现杀伤功能的淋巴细胞与白细胞介素2(1L—2)共同培养时，可诱导出杀细胞活性，称为淋巴因子活化的杀伤细胞。 54．抗血清(antiserum) 经人工接种抗原或疾病后含有大量特异性抗体的动物或人血清，称抗血清，又称免疫血清。

55．单克隆抗体(monoclonalantibody) 由单个B细胞增殖所产生的抗体，其遗传背景完全一致，因此，抗体分子的氨基酸序列、类型、抗原特异性等生物学性状均相同。

56．凝集反应(agglutination) 颗粒性抗原与相应抗体在适量电解质环境中相互作用，经过一定时间出现肉眼可见凝集现象，称凝集反应。

57．沉淀反应(precipitation reaction) 可溶性抗原与相应抗体在电解质存在的适当条件下相遇，经过一定时间出现肉眼可见的沉淀现象，称沉淀反应。

58．免疫荧光技术(immunofluorescence technic) 是一种将免疫反应的特异性与荧光标记分子的可见性结合起来的方法，因常用荧光物质标记抗体，又称荧光抗体法。

59．放射免疫测定(radioimmunoassay，RIA) 是一种以放射性同位素作为标记物，将同位素分析的灵敏性和抗原抗体反应的特异性这两大特点结合起来的测定技术。

60．免疫酶技术(immunoenzymetechnic) 以酶为标记物，于抗原抗体反应后在相应酶底物作用下产生可见的不溶性有色产物而进行测定的方法。

61．酶联免疫吸附测定(enzymelinkedimmunosorbentassay，ELISA) 将可溶性抗体或抗原吸附到聚苯乙烯等固相载体上进行免疫酶反应的定性定量方法。

62．免疫印迹(immunoblot) 蛋白质样品经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后转移到硝酸纤维膜上，然后用标记抗体揭示特异抗原存在的分析测定方法。

63．人工免疫(artificialimmunization) 人为地给机体输入抗原以调动机体的免疫系统或直接输入免疫细胞及分子，使获得某种特殊抵抗力用以预防或治疗某些疾病的方法称为人工免疫。

64．人工自动免疫(artificalactiveimmunization) 给机体输入抗原物质，使免疫系统因抗原刺激而发生类似感染时所发生的应答过程，从而产生特异免疫力，称人工自动免疫，又称预防接种。 二、习 题 填空题

1．由抗原—抗体复合物结合于补体成分 ，自 至 依次激活的途径称 。它的C3转化酶是 ，C5转化酶是 。

2．由酵母多糖、LPS等多种微生物及其产物从 和 因子开始的补体激活途径称 。它的C3转化酶是 ，C5转化酶是 ，攻膜复合体是 。

3．由急性期蛋白与病原体结合从 和 开始的补体激活途径称 。它的C3转化酶是 ，C5转化酶是 ，攻膜复合体是 。

4．中枢免疫器官包括 、 和 。 5．周围免疫器官包括 、 和 。 6．粒细胞包括 、 和 。

7．具有免疫原性和反应原性的抗原称为 ，具有 ，而没有 的抗原称为半抗原。 8．免疫球蛋白分为 、 、 、 、 5类。按照其存在方式又分为 和 两种。 9． 抗原引起的体液免疫不产生记忆细胞、只有 ，没有 。

10．T细胞在识别抗原的同时也识别自身 。 选择题(4答案选1)

1．浆细胞是( )。 A有吞噬功能的细胞 B由T细胞分化而来 C产生抗体的细胞 D抗原提呈细胞

2．下述( )物质既有非特异免疫作用也参与特异免疫反应。 A IgG B补体 CI型干扰素 D溶菌酶

3．许多抗原称为胸腺依赖性抗原是因为( )。 A在胸腺中产生的 B相应抗体是在胸腺中产生的

C仅存在于T细胞上 D只有在T细胞辅助下才能产生针对此类抗原的抗体

4．以下( )性质不是抗原必备的。 A必须有一个半抗原表位 B必须与被免疫动物种属不同

C必须相对分子质量大结构复杂 D必须可以被抗原提呈细胞降解

5．抗体的抗原结合位点位于( )。 A重链的C区 B重链和轻链的C区 C重链的V区 D重链和轻链的V区

6．抗体破坏病毒感染细胞的机制是( )。 A直接中和细胞内病毒颗粒 B诱导非感染T细胞释放干扰素

C与细胞表面病毒诱导的抗原决定簇结合并活化补体 D调理吞噬杀死游离病毒

7．克隆选择理论认为( )。 A淋巴细胞易有遗传决定的特异性受体 B淋巴细胞只有在与抗原接触后才获得特异性受体 C淋巴细胞具有多功能受体，与抗原接触后变为特异性受体 D所有淋巴细胞具有相同性质的受体

8．直接特异杀伤靶细胞的是( )。 A吞噬细胞 BNK细胞 CCTL细胞 DLAK细胞

9．关于细胞免疫下列哪点是错误的?( ) A需要抗原刺激 BT细胞介导 C不需要非T细胞参与 D释放CK引起迟发型炎症

10．关于记忆细胞的错误理解是( )。 A已接受抗原刺激 B仅限于B细胞 C可生存数月至数年 D再次遇到抗原时能迅速增殖分化

11．广泛表达于多种细胞和组织的抗原是( )。AMHCI类抗原 BABO血型抗原 C两者都是 D两者都不是 12．自然的非特异免疫的一个重要组分是( )。 A疫苗 BIg C白细胞的吞噬 D初乳

13．能增加NK细胞活性的条件是( )。A靶细胞与NK细胞的MHC一致 B NK细胞事先经过致敏C存在有辅助细胞 D存在丁干扰素

14．MHC限制性表现在( )。 A NK细胞的杀伤作用 BADCC作用 CB细胞识别TI抗原的过程 DCTL识别杀伤靶细胞

15．能用于人工被动免疫的制品有( )。①活疫苗 ②抗毒素 ③破伤风类毒素 ④丙种球蛋白

A①②③④ B①②③ C①③ D②④ 是非题

1．共生菌群是机体非特异免疫的组成部分，但有时也会引起感染。 2．补体是机体一般生理防卫功能，与淋巴细胞无关。

3．炎症引起发热、红肿、疼痛及功能障碍现象，是对机体有害的。 4．单一抗原可以刺激合成多种类抗体分子。 5．一个B细胞只能分泌一种免疫球蛋白。

6．如果没有抗原提呈细胞，将引起细胞免疫缺陷。 7．抗体产生有再次应答，细胞免疫没有再次应答。

8．肿瘤疫苗与一般疫苗含意不同，不能用于健康人群。

9．核酸疫苗可以肌内注射，也可以像小儿麻痹糖丸(脊髓灰质炎病毒疫苗)一样口服。 10．儿子通常能接受母亲的皮肤移植。

11．某些抗原能激发B细胞产生抗体而不需T细胞参与。

12．TD抗原与纯化的T、B细胞一起在体外培养可产生抗体。 13．必须用纯化抗原免疫才能产生单克隆抗体。 14．免疫毒素是一种细胞因子。

15．用免疫球蛋白基因探针可以分离鉴定T细胞受体。 问答题

1．机体对细胞内毒素和细菌外毒素的免疫应答有何不同?

2．机体内有哪些具有杀伤功能的细胞?简要说明其特点。 ， 3．参与产生抗体的细胞有哪几种?简要说明各自的作用。 4．吞噬细胞的功能可因哪些体液因子的作用而增强?

5。补体激活后可能产生对机体有利的免疫也可能造成自身损伤，试举例说明。 6．试举例说明天然免疫与特异性免疫间并无截然界限。 7。简述一个细菌进入机体的遭遇。

8．正常人外周血中CD4’T细胞与CD8’T细胞的比例约为1．5：1—2：1，而艾滋病患者的比例降低至小于1，这将产生什么问题?

9．在免疫应答中T、B细胞如何协作?巨噬细胞的作用是什么? 10．胎盘的重要功能之一是免疫抑制，这有什么重要意义? 三、习题解答

填空题1．C C1 C9 经典途径 C4b2a C4b2a3b 2．C3b B 替代途径(或旁路途径) C3bbb C3bBb3b C5b6789n 3．C4 C2 凝集素途径 C4b2a C4b2a3b C5b6789n 4．骨髓胸腺 法氏囊(次序可颠倒) 5．淋巴结 脾 黏膜相关淋巴组织(次序可颠倒) 6．中性粒细胞 嗜酸性粒细胞 嗜碱性粒细胞(次序可颠倒) 7．完全抗原 反应原性(或免疫反应性) 免疫原性 8．IgM IgG IgE IgA IgD(前后次序可颠倒) 膜型 分泌型(次序可颠倒) 9．TI 初次应答 再次应答 10．MHC分子。 选择题 CBDAD CACCB CCDDD

是非题 对错错对错 对错对错错 对对错错错 问答题

1．细菌外毒素是细菌分泌到胞外的分子，机体对其免疫应答以体液免疫为主，通过B细胞识别、活化并产生抗毒素抗体分子使之灭活。细菌内毒素为细菌胞壁成分，机体对其免疫应答以对细菌的细胞免疫为主，包括吞噬杀伤、补体溶菌、以及T细胞介导的细胞免疫。

2．①巨噬细胞与中性粒细胞，非特异吞噬后引起呼吸暴发，消化降解。因抗体、补体的调理作用及CK的激活作用而增强。嗜酸性粒细胞也有弱吞噬作用。②NK细胞能区分自我与非我，无须事先致敏或辅助细胞即可杀伤靶细胞，其机制与CTL相同。可受CK刺激而增强。③CTL有特异性抗原受体，对靶细胞杀伤有严格的抗原特异性。通过分泌穿孔素和颗粒酶，或通过表面FaS分子杀伤。其功能活化必须有T11细胞辅助。

3．对TD抗原：①抗原提呈细胞，加工提呈抗原供T。细胞识别；②T。细胞提供B细胞活化必须的膜表面分子及CK；③B细胞在T，辅助下活化，增殖，分化为浆细胞产生抗体对TI抗原：B~ltt胞被TI抗原刺激后可直接活化产生抗体，无须其他细胞辅助。

4．抗体与补体的调理作用，补体片段与细胞因子的趋化，及细胞因子的激活作用。

5．补体活化后可溶解革兰氏阴性菌及具脂蛋白膜的病毒颗粒，清除病原微生物、病变衰老细胞和癌细胞。补体活化过程中产生的各种片段有趋化、调理吞噬、清除免疫复合物和促进炎症等多种功能，促进机体防御反应，对机体有利。但补体本身并无特异性识别，当抗原抗体结合形成的免疫复合物沉积于组织间隙或血管壁基底膜时，可激活补体造成局部炎症，引起第Ⅲ型超敏反应。如链球菌感染后产生抗体，形成免疫复合物沉积于肾小球血管壁基底膜，激活补体而引起的肾小球肾炎。

6．非特异性免疫的细胞因子与体液因子均可在特异性免疫中起作用，如巨噬细胞的抗原提呈功能；多种细胞包括巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞和肥大细胞均可分泌细胞因子；补体片段的促炎症及免疫调节作用。反之，特异性免疫的细胞因子与体液因子也可进一步调动非特异性免疫，如抗体的激活补体，调理吞噬及ADCC作用；淋巴细胞分泌CK趋化、激活并增强吞噬细胞与NK细胞的杀伤功能。而在机体遭遇病原体入侵时，非特异性免疫与特异性免疫同时进行，互为补充，之间并无截然界限。可举书中“联

合抗感染免疫”一节病毒感染为例。

7．当一个细菌进入机体时：①首先受到生理屏障的阻挡，包括皮肤，黏膜及其分泌物；②补体激活的溶细胞作用与吞噬细胞及NK细胞的杀灭；③激活B细胞产生抗体，通过抗体激活补体、调理吞噬及ADCC作用，形成免疫复合物的清除作用等；④激活T细胞产生细胞免疫，包括CTL的直接杀伤及TD分泌CK引起的以巨噬细胞为主，包括CTL、NK、中性粒细胞等多种免疫细胞聚集、细胞与CK共同造成的免疫炎症。最终将细菌清除。

8．CD4’T细胞即T，细胞，在APC辅助下活化后，有辅助B细胞产生抗体及活化T效应细胞的功能。而CD8’T细胞即杀伤性T细胞，必须在TH辅助下才能活化行使功能。因此，CD4’细胞 减少将导致体液免疫和细胞免疫均降低，机体免疫功能全面下降。

9．在免疫应答识别与活化阶段，B细胞作为APC提呈抗原给T。细胞，T、B细胞通过直接接触及分泌的因子互相活化，效应阶段B细胞介导的体液免疫与T细胞介导的细胞免疫共同作用。巨噬细胞既可作为APC启动免疫应答，又可作为效应细胞直接发挥作用。

10．胎儿的MHC基因一半来自父体，一半来自母体，与母体只有1／2相同，因此对母体而言，可看作一个移植物。如果没有多重生理保护机制，包括胎盘的免疫抑制作用，胎儿将遭到母体排斥。此种生理功能的缺陷是造成习惯性流产的原因之一。

表15—7 微生物在冶金、能源等领域应用实例

领域 应用实例的原理 用 途 状 况

微生物氧化硫化矿，产生硫酸盐和硫酸，溶解出矿贫矿、尾矿或矿渣

冶金 工业化生产

中金属，再用置换或萃取法获得所需金属 等的湿法冶金 微生物产生的聚合物或表面活性剂等产物，注入油

石油 提高采油率 广泛应用

层作为增稠剂、增滑剂，改善油水的流度比

塑微生物产生的聚卢—羟丁酸类化合物或L—乳酸 有利于环境的塑

工业化生产

料 等，用于合成能被完全生物降解的塑料 料

盐生盐杆菌产生的紫膜蛋白质，在光照射循环时结作为功能材料用于

材料 研制

构变化，起到光开关的作用，可记录数字信息 电子器件

来源于微生物的DNA制成芯片，根据核酸杂交原理病原微生物诊断，

信息 推广应用

检测待测的DNA序列 微生物学研究 固定化微生物的数量和活性恒定时，消耗溶解氧或制成微生物传感器

信息 推广应用

产生电极活性物的量反映了被检测物质的量 用于各方面的监测 微生物利用糖、淀粉或纤维素等发酵，产生乙醇或用作乙醇汽油，沼

能源 生产，应用

甲烷、氢气，作为燃料 气，生物能源 微生物同化底物常富含电子，或代谢物为电活性物

废弃物产电能、人

能源 质， 研制

体内起搏器等

如氢、甲酸等，再与电极构成微生物电池

第十五章 微生物工业和产品

一、术语或名词

1．微生物工业(mkFobislindustry) 人们工业化规模培养微生物生产商业性产品，或者以微生物为主体生产产品的工业。

2．微生物生物技术(microbia，biotechnology) 利用微生物或微生物的某些组分进行生产产品或应用的技术。

3．发酵罐(fermenter) 进行工业发酵的容器称为发酵罐，也可称为生物反应器(bioreactor)。 4．后处理(downstream proeessing) 发酵后的产物经各种处理，如：分离、纯化或再加工等，成为商业性的发酵产品。

5．下游技术(downstream ofbioteehno'ogy) 一般是泛指从菌种的大规模培养、监测一直到产品的分离、纯化、质量分析等一系列单元操作技术，其中的产品分离纯化等技术即后处理。 6．好氧发酵(aerobicfermen(aUoil) 发酵时需要氧气。

7．厌氧发酵(anaerobicfermentaUon) 发酵时不需要氧气。

8．连续发酵(coil“nuousfermentsUon) 连续不断地供给培养基，并排放出产物和废物，维持恒定的条件进行发酵。

9．分批发酵(batchfermentaUon) 每一次培养基经发酵后，排空发酵罐、洗净、加培养基、灭菌，再接人菌种重新发酵。

10．液态发酵(Uquidstatefermenta髓on) 培养基呈液态的微生物发酵。

11．固态发酵(soUd“atefermentation) 微生物在没有或几乎没有游离水的固态湿培养基发酵。又称固体发酵，培养基通常是“手握成团，落地能散”，所以也可称为半固体发酵。

12．固定化细胞发酵(fermentaUonofimmobmxedcell) 通过吸附、包埋、共价交联和微囊等固定化方法，将微生物细胞用载体固定，用培养基与其进行发酵，生产产品，并可反复多次。未固定 的细胞用于发酵，可以称为游离细胞发酵。

13．混合培养物发酵(mixedculturefermentation) 多种微生物混合在一起，共用一种培养基进行发酵，也称为混合培养或混合发酵。用纯的单一菌种的发酵可称为纯种发酵。采用已鉴定的两种以上分离纯化的菌种，共用同种培养基发酵，可称为限定混合培养物发酵(defined mixed culturefermentation)。 14．生物药物素(biopharmaceutin) 酶抑制剂、免疫调节剂、受体颉颃剂、抗氧化剂、类激素、生物表面活性剂和抗辐射药物等这类微生物药物的总称。

15．生物制品(biologicproducts) 根据免疫学原理，大规模地采用微生物或其部分组成成分，进行工业生产疫苗、类毒素、免疫血清和诊断用的抗原、抗体等产品，这类产品习惯地称为生物制品。 16. 二肽甜味素(aspartame) L—苯丙氨酸和L—天冬氨酸合成的二肽，味如白糖，但甜度高出糖150倍，而不腻不苦，低热量，可减肥，不需要胰岛素助消化，适宜于肥胖症、糖尿病和心血管病人等食用。 17．微生物农药(microbialpesticide) 利用微生物本身或其代谢产物防治病、虫、杂草的制剂，主要包括抗生素、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、病毒杀虫剂、细菌与病毒混合杀虫剂和微生物除草剂等。 18．单细胞蛋白(singlecellprotein，SCP) 作为饲料或食品的富含有蛋白质的微生物细胞。细菌、丝状真菌、酵母、藻类中的许多种都可用来生产SCP，但主要还是用酵母生产饲料SCP。

19．植物促生根际菌肥(plant growth promoting rhizobacteria，PGPR) 含有各类有益于植物的根际微生物，能促进植物生长，抗病驱虫，并增加土壤养分。

20．生物湿法冶金(biohydrometallurgy) 利用微生物能氧化各种矿石的原理，进行微生物堆浸回收贫矿石、尾矿石、矿渣或地下难采矿石中的所需金属。 21．黄原胶(xanthan gum，xanthan) 一种典型的水溶性胶体多糖，它是由甘露糖、葡萄糖和葡糖酸(比例为2：2：1)构成的杂多糖，采用野油菜黄单胞菌发酵生产。作为注水增稠剂，注入油层驱油，可改善油水的流度比，扩大扫油面积，使石油的最终采收率提高9％～29％。黄原胶也可作为钻井黏滑剂，很有利于石油开采。黄原胶还可作为乳化、成型、悬浮剂，广泛用于食品、医药、化工、轻工、中药等20多个行业的100多种产品中，它也是微生物生产胞外多糖的典型产品。

22．微生物传感器(microbiosensors) 传感器的敏感元件是固定化微生物细胞，它的转换器件是各种电化学电极或场效应晶体管，其他机械、电路部分与另外的传感器大都相同。

23．微生物燃料电池(microbialfuelcells) 燃料电池就是把燃烧等化学反应产生的化学能转变为电能的装置，如果电池中发生的反应因微生物生命活动所致，而产生的电能装置，便是微生物燃料电池，又可称为微生物电池。

24．微生物DNA芯片(microbialDNA Chip) 来源于微生物的寡核苷酸制成的芯片。微生物的多样性取决于其基因的多样性，因而可以制成种类繁多的DNA芯片，储存空前规模的生命信息，可利用其快速、高效、同时也获取大量的生命信息。

25．聚酯(polyesters) 如：聚β—羟丁酸，即甲基侧链聚羟基丁酯(PHB)和聚羟基烷酯(PHA) 及乙基侧链聚羟基戊酯(PHV)，可以用微生物大规模生产。利用这类聚酯的生物可降解性、生物相容性、厌电性和光学活性等特性，能制成各种新型的功能性材料，例如，完全生物降解的塑料，这类塑料可称为微生物塑料。

26．细菌视紫红质(bacteriorhodopsin，bR) 盐生盐杆菌产生的紫膜蛋白质，用激光照射时，其结构变化过程中的不同状态，就能起到光开关的作用，可能作为电子器件材料。

27．L—多巴黑色素(L—Dopamelamin) 一种具有抗氧化、抗辐射、清除自由基、选择性地体外抗病毒活性的生物多聚体化合物，能利用微生物产生这种黑色素，它在医药、化工、农业等方面具广泛的应用

前景。

二、习 题 填空题

1．微生物工业中，发酵术语指的是任何大规模过程，已成了习惯用语，不管微生物代谢 外源最终电子受体的情况下发生的氧化作用。

2．进行工业发酵的容器称为 ，也可叫做 。

3．在微生物发酵过程中，有机物既是 受体，又是 的基质。 4．发酵工业的生产菌种主要来源： 、 和 。

5．大型发酵罐除好氧类型的搅拌式发酵罐外，还有借气体上升力搅拌的 发酵罐、生产乙醇的大型 发酵罐、用于国态发酵的 反应器和 反应器。 6．现代发酵工业常在大型发酵罐发酵期间补加 、 或 等，以受控制的速度补加入罐内，并已形成了 发酵技术。

7．面包酵母对游离葡萄糖非常敏感，高浓度葡萄糖抑制酵母的呼吸，导致酒精和有机酸生成，严重影响 ，低浓度葡萄糖则可使酵母细胞产量明显增加，因而连续补加 就可控制发酵方向，高产出大量面包酵母。 8．填表15—8，说明发酵过程中主要控制项目的主要控制方法。 主要控制项目 主要控制方法 温度 pH 无菌空气流量 搅拌的转速 溶解氧 泡沫控制 补料 罐压 9．通俗地将发酵的逐级放大称为 、 和 3个阶段。 10．通常按工业发酵中对氧需要或不需要，人为地分为 发酵和 发酵。

11．通常按工业发酵中培养基是液体或固体，人为地分为 发酵和 发酵。

12．通常按工业发酵中发酵是在培养基表面或深层进行，人为地分为 发酵和 发酵。

13．通常按工业发酵中发酵是间歇或连续进行，人为地分为 发酵和 发酵。

14．通常按工业发酵中菌种是否被载体固定，人为地分为 发酵和 发酵。

15．通常按工业发酵中菌种是单一还是混合的菌种，人为地分为 发酵和 发酵。 16．微生物工业的产品，按出现的年代大概可以归纳为： 产品、 产品和 产品。

17．有的葡萄酒酿制，其发酵的微生物就是从其原料 而来，葡萄果皮上的微生物来自于葡萄园的 。

18．食用菌一般是指可食用的有大型 的高等真菌，分类上主要属于 ，其次为 。

19．临床医学上使用的抗生素主要用 和 作为菌种生产。 20．采用筛选抗生素相类似的程序，筛选非抗生素的生理活性物质，发展非常迅速， 、 、 抗氧化剂和植物生长调节剂等，从微生物中

纷纷筛选到，正逐渐形成了一个新的研究领域——微生物药物学。 21．生物制品种类繁多，一般可分为 、 和 制品3大类。

22．氨基酸的微生物工业生产，其生产菌种主要是谷氨酸棒杆菌、北京棒杆菌、钝齿棒杆菌、黄色短杆菌等。可以根据菌种和原料的不同，分为 、 和 3种生产方法。

23．用现代生物学技术对苏云金芽孢杆菌进行基因改造，使重组Bt菌株具有杀灭多种害虫的δ内毒素或β—外毒素基因，或具有某些 、 产生的基因，并高效表达，生产出受环境影响小、杀虫谱广、防昆虫抗性的强效Bt杀虫剂。 24．微生物浸矿的方法大体可分为： 、 和 浸出。

25．海洋中的杜氏藻已用来生产具有医药保健、食品等广泛用途的 ，而生产后的杜氏藻细胞中还含有 、 、脂质和糖类，这些物质如果充分利用，杜氏藻的价值则更高。 选择题 (4个答案选1)

1．工业微生物所用菌种的根本来源是( )。A向生产单位购买B从科研单位索取 C自然环境D购买专利菌种

2．大多数国家的专利法规定，涉及生物培养物的发明专利，此生物培养物又为公众所不知道的，申请人除了提供专利说明书之外，还要向( )提供用于所申请的专利程序的生物培养物，给予保藏。 A科研单位的保藏机构 B菌种保藏实验室 C大学的保藏单位 D专利局指定的保藏机构

3．工业生产中，微生物生长的最适培养基与其代谢产物合成的最适培养基，通常是( )。 A完全不同 B有差别的 C相同的 D同一种培养基

4．连续发酵的主要优势是简化了( )、发酵罐的多次灭菌、清洗、出料，缩短了发酵周期，提高了设备利用率，降低了人力、物力的消耗，增加了生产效率。 A菌种的扩大培养 B菌种的选育 C菌种的分离 D菌种的收集

5．固定化细胞发酵的优势之一，可以看作是固定化细胞的( )，极大地提高了生产效率。 A连续发酵 B表面发酵 C固态发酵 D厌氧发酵

6．现代微生物工业大多数都是采用( )，这是因为其适用面广，能精确地调控，总的效率高，并易于机械化和自动化。 A固定化细胞发酵 B混合发酵 C固态发酵 D液态发酵 7．面包厂、饼干厂和家庭中所用酵母主要是用酿酒酵母发面，1％～2％酵母加入小麦粉，加水搅合成面团，经发酵产生大量的酵母及其产物，营养物质倍增，而且同时产生的( )烘烤受热膨胀，从而制成松软、细腻、香甜可口的面包。 A氧气 B二氧化碳 C氢气 D沼气

8．啤酒又可分为黄啤酒、黑啤酒等，至于品牌则多得无法统计，但其主要工艺和机制是相同的。工艺的主要过程中添加酒花，其主要的作用是( )。 A糖化 B灭菌 C赋于风味 D产酒精 9．生产青霉素的主要菌种是( )。 A金色放线菌 B灰色链霉菌 C产黄青霉 D诺卡氏菌

10．治疗用的生物制品，多数是利用细菌、病毒和生物毒素免疫动物制备的抗血清或抗毒素，而发达国家动物血清或抗毒素大多已被淘汰，取而代之的是( )。 A纯化血请 B人特异丙种球蛋白 C疫苗 D抗原

11．微生物生产氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸及激素等产品是与( )、天然资源提取这类化合物的竞争中成长起来的。 A化学合成 B酶催化合成 C逆向合成 D植物合成 12．二肽甜味素是由L—苯丙氨酸和L—天冬氨酸合成的二肽，原用化学催化剂合成，价格昂贵，而后发明用嗜热脂肪芽孢杆菌所产的( )作催化剂，逆向合成该甜味素，工艺简便，产品价格大幅下降，因而也促进了微生物酶制剂工业的发展。

A淀粉酶 B脂肪酶 C果胶酶 D蛋白酶

13．当今世界上使用最多和最广泛的生物杀虫剂是( )，它对鳞翅目、双翅目、膜翅目、鞘翅目及直翅目中的200多种昆虫都有毒杀作用。 A病毒杀虫剂 B苏云金芽孢杆菌杀虫剂 C真菌

杀虫剂 D金龟子芽孢杆菌杀虫剂

14．菌根菌制剂的主要用途是( )。 A增加蔬菜的氮肥 B增加作物的磷肥 C促进蔬菜生长 D育苗造林

15．生物湿法冶金工业用的菌种主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化叶菌等，这类( )能氧化各种硫化矿。 A异养微生物 B自氧微生物 C古生菌 D光合细菌

16．石油和天然气深藏于地下，其中天然气又沿着地层缝隙向地表扩散。有的微生物在土壤中能以( )为惟一碳源和能源，其生长繁殖的数量与这类化合物含量有相关性，因此，可以利用这类微生物作为石油和天然气储藏在地下的指示菌，进行微生物石油勘探。 A二氧化碳 B苯酚 C气态烃 D碳酸钙

17．微生物传感器的基本原理是：固定化微生物的( )保持恒定的条件时，它所消耗的溶解氧量或所产生的电极活性物质的量反映了被检测物质的量。借助于物理、化学检测器件测量消耗氧或电极活性物质的量，则能获得被检测物质的量。

A数量和活性 B种群数量 C细胞结构 D细胞形态

18．在微生物电池的研制中，研究者以人的( )为燃料，做成体内埋伏型的驱动电源——微生物电池，成为不用定期更换的新型体内起搏器。 A血液 B细胞 C尿液 D体液

19．石油为原料制造的塑料，对人类社会经济发展有着重要贡献的同时，但又导致了“白色污染”这一全球性的严重问题。用乳酸菌以马铃薯等的淀粉为原料，生产大量( )，再制成称为“交酯”的微生物塑料，这种塑料不仅完全可以生物降解，而且降解产物还能改良土壤结构及作为肥料。AL—谷氨酸 BL—乳酸 C黑色素 D脂肪酸

20．采用飞行器中产生的废水和有机垃圾培养( )，它也从宇航员呼出气中吸收CO2，并产生O2和可利用的细胞物质，期望能创建一个很好的再生循环生态系统。 A自养菌 B酵母 C食用菌 D小球藻 是非题

1．在微生物发酵过程中，有机物既是电子最终受体，又是被氧化的基质。

2．地衣芽孢杆菌用来发酵生产碱性蛋白酶，该菌种中所有菌株都能用来作为生产菌种。 3．生物的发明申请专利，如果涉及的培养物需要保藏，可送到任何保藏机构保藏。

4．发酵罐搅拌叶轮的搅拌，不仅能产气泡与发酵液混合，而且使微生物细胞均匀地与发酵液内的营养物接触，保持悬浮状态。

5．赖氨酸生产用谷氨酸棒杆菌，为了使该菌高产赖氨酸，在培养基中添加适宜量的赖氨酸，既不启动反馈抑制，又能大量产生赖氨酸。

6．在青霉素的生产中，为了提高青霉素的产量，让培养基的主要营养物只够维持青霉菌在前40h的生长，而在40h后靠低速连续补加葡萄糖和氮源等，使菌“半饥饿”。

7．发酵工业中，包括基因工程菌株的发酵生产，逐级放大几乎是必由之路，但小试、中试和大试各阶段所采用的设备、仪器的差异都很大，例如：小试可用实验室的玻璃三角瓶，而中试的发酵罐都要求吨位级以上。

8．需要好氧反应的固定化细胞发酵，载体屏障造成的通气困难，往往严重影响发酵反应的速率，使发酵产量低下。

9．我国农村的堆肥、青饲料发酵和酿酒，都是好氧、固定化细胞发酵。10．混合发酵的多种菌种，增加了发酵中许多基因的功能，可以代替某些基因重组工程菌来进行复杂的多种代谢反应，或促进生长代谢，提高生产效率。

11．蒸馏酒的生产有的用混合菌种，有的接种纯菌种，有的用固态发酵，有的用液态发酵。

12．味精用棒杆菌生产，主要以糖类物质为原料，采用液体深层发酵方式，控制培养基中生物素浓度，影响微生物细胞膜组成，增强细胞的渗透性，促进谷氨酸向胞外渗透，产出大量的谷氨酸。

13．把与氧传递和调节有关的透明颤菌血红蛋白基因，克隆到天蓝色链霉菌中，用该工程菌株发酵，在通气非常充足时，放线紫红素的产量提高4倍。

14．发酵生产氨基酸，酶转化法是在微生物的培养中加入前体，目的是绕过或回避终产物对合成途径中某一关键酶的反馈调节作用，提高氨基酸产量。

15．微生物酶制剂主要使用领域是实验室的科学研究，其他领域目前使用很少。

16．苏云金芽孢杆菌的杀虫机制主要是靠其芽孢和伴胞晶体。当昆虫吞食伴胞晶体后，在肠道中的碱性条件下，伴胞晶体被分解出毒素的前体，再在肠中特异性的碱性蛋白酶作用下，水解出毒性多肽，造成钠离子和钾离子的“调节泵”失去作用，细胞代谢停止，昆虫死亡。

17．采用微生物对煤脱硫，有的菌对煤中无机硫的脱除率可达96％。用黑曲霉脱除陶瓷的主要原料高岭土中的铁，在电子、军事工业中有广泛的特殊用途。

18．世界上第一次获得遗传工程重组菌株发明专利权的是同时能降解不同石油成分的“超级细菌”，它是不同菌共有的5种质粒转移在同一细胞内，构建而成的遗传工程菌株，该菌株能迅速提高采油率。 19．DNA计算机的原理是：DNA分子中的大量密码相当于存储的数据，某些酶对DNA分子作用，瞬间就能完成其生化反应，从一种基因代码变成另一种基因代码。反应前的基因代码可以作为输入的数据，反应后的墓因代码则作为运算结果，如果这种反应控制得当，就能制成DNA计算机。

20．海洋微生物的繁多类型，所处许多独特的生态环境，造就了适应特殊环境的各种基因组，有着各种各样功能的基因，研究海洋微生物具有特殊的重要意义。 问答题

1．大规模工业微生物发酵生产与实验室微生物发酵试验有哪些异同?

2．要获得生产用于洗涤剂的碱性蛋白酶的菌种，应怎么办?如从自然界筛选，应采取哪些主要步骤?

3．某发酵厂生产产品的产量，不同的批次差别大，请代分析其原因。

4．你日常生活中哪些是微生物工业的产品?请你就某一种产品提出改进的建议。

5．为什么说：“DNA芯片将开辟生命科学研究和利用的新纪元，将为推动社会经济发展起到重大作用”?

6．啤酒又可分为黄啤酒、黑啤酒等，至于品牌则多得无法统计，但其主要生产工艺和机制是相同的。叙述其工艺的主要过程，并说明其机制；生产啤酒的菌渣，你认为如何开发利用?

7．微生物杀虫剂和微生物肥料是值得推广应用的，为什么?但又为什么一直很难推广应用? 8．电子计算机在发酵工业中，乃至在微生物学中有哪些用途?

9．试述基因工程技术在发酵工业中应用的一实例，基因工程构建的重组菌株在发酵工业和其他领域的应用，有无风险?应特别注意些什么问题? 10．微生物工业的发展趋势是什么? 三、习题解答

填空题1．有或没有 2．发酵罐 生物反应器 3．电子最终 被氧化 4．自然环境 收集菌株筛选 购置生产菌种 5．气升式 厌氧 转鼓式 塔式 6．糖 氮 其他底物 补料分批7．酵母得率 低浓度糖 8． 主要控制项 主要控制方法 主要控制项目 主要控制方法 目 温度 冷源或热源的流量 溶解氧 调节通气量、搅拌速度或罐压 pH 加人酸或碱或其他物 泡沫控制 加入消泡剂、调节通气量、质 罐压 无菌空气流量 调节气进口或出口阀 补料 加人添补的物质 门 搅拌的转 变换驱动电机转速 罐压 改变尾气阀门的开度 速 9．小试 中试 大试 10．好氧 厌氧 11．液态 固态 12．表面 深层 13．分批

连续 14．游离 固定 15．单一纯种 混合 16．传统 近代 现代 17．葡萄果

皮上 自然环境 18．子实体 担子菌亚门 子囊菌亚门 19．放线菌 丝状真菌

20．酶抑制剂 免疫调节剂 受体颉颃剂 21．预防 治疗 诊断 22．直接发酵 加前体

酶转化 23．保护 增效物质 24．槽浸 堆浸 原位 25．卢—胡萝卜素 蛋白质 甘油 选择题

CDBAA DBCCB ADBDB CADBD 是非题

+--+- 十-+-+ ++--- ++-++ 问答题

1．大规模发酵不同于实验室的发酵，主要是：规模大，即所用的设备庞大，占用场地大，人力、物力投入的规模大；消耗的原料、能源多；菌种符合生产菌种的要求，其生长代谢特性与大规模发酵相适应；后处理较困难、需进行成本核算等。可用大型发酵罐和实验室所用发酵仪器、小设备等相比较，例如：用好氧微生物液体发酵的大型发酵罐与实验室发酵设施相比，从它的结构、功能和应用的特点、后处理、消耗、成本等说明差异；相同点可从菌种、产物产生的机制、发酵的基本条件、工艺主要过程和目的产品等方面叙述。

2．碱性蛋白酶的生产菌种可从自然环境收集菌株筛选、购置专利菌种或向生产单位购置产量高的菌种3种途径获得。如果从自然界筛选，应采取的主要步骤，参考教材中图15-2的主要过程阐述，重要的是所用的稀释涂布平板，应该用产碱性蛋白酶菌株选择平板。

3．某发酵厂生产产品的产量，不同的批次差别大，原因可从发酵的菌种活性、培养基原料和配制、发酵条件的控制、后处理等整个生产过程分析，分析中对每一过程或方面，可能涉及产量不稳定的原因加以简要说明。

4．我们日常生活中微生物工业的产品太多，例如：酒、醋、酱、乳酪食用菌、味精、二肽甜味素、青霉素和链霉素等。可选择其中某一种产品就其菌种、培养基原料和配制、发酵条件的控制、后处理等，整个生产过程或其中某一方面，提出改进的建议，尤其是对传统的微生物工业产品，生产如何用现代生物技术改进提出建议。

5．“DNA芯片将开辟生命科学研究和利用的新纪元，将为推动社会经济发展起到重大作用”，这是由于生物的多样性取决于其基因的多样性，因而可以制成种类繁多的DNA芯片，储存空前规模的生命信息，可利用其快速、高效、同时也获取大量的生命信息，使其在生命科学领域，例如：在生物的基因鉴定、基因表达、基因组研究及新基因的发现等方面将得到广泛利用，可能成为今后生物学研究及应用中的具划时代意义的新技术方法，将会发挥重大作用；同时，DNA芯片也将在工、农、医各行各业推广应用，像20世纪微电子芯片进入千家万户那样，改变人类的经济、文化和生活，促进社会、经济的更大进步。 6．啤酒生产工艺的主要过程和机制，如教材的图15-12所示；生产啤酒的菌渣的开发利用，可从用来生产高效饲料、肥料，研制SCP，提取氨基酸、核酸等方面阐述。

7．微生物杀虫剂和微生物肥料是值得推广应用的，其原因可从化学杀虫剂、化肥的劣势，例如：造成环境严重污染，生态遭到破坏，害虫抗药性大增，人、畜常中毒伤亡等方面；相比之下，微生物杀虫剂和微生物肥料在这些方面的优势；随着社会的进步，生活水平的提高，可持续发展已为国际共识，这3方面进行分析阐述，但又为什么一直很难推广应用，其原因可从与化学杀虫剂、化肥的优势相比，微生物杀虫剂和微生物肥料的劣势，加之新观念、新产品的推广等困难和问题等方面，进行叙述。

8．电子计算机在发酵工业中，乃至在微生物学中的用途很广，从菌种、污染菌株的分类、鉴定，发酵和后处理各项指标的控制及其自动化，各种现代分折检测仪器的应用、到发酵数学模型的建立，信息、资料的分析和管理等许多方面，都要应用计算机，没有计算机的应用就没有发酵工业的现代化，也没有现代微生物学。

9．基因工程技术在发酵工业中的应用实例：苏云金芽孢杆菌的毒素基因克隆到荧光假单胞菌中构建的工程菌、构建假单胞菌高产铁载体的有益工程菌、头孢菌素C工程菌、透明颤菌血红蛋白基因克隆到天蓝色链霉菌的工程菌……等等，选一例说明其应用优点。基因工程菌的应用是有风险的，关键是从构建工程菌的思路、设计方案、材料的选择、工程菌的实验、发酵的逐步扩大、后处理的实施、产品的包装和应用等，每个环节都要有风险意识，严格按法律规定和实验操作规定办事，将风险降到最低或完全消除。

10．微生物工业的发展趋势是：传统和近代微生物工业逐步向现代微生物工业发展，其中的传统、近代技术必将改进，分子生物学技术起着带头作用；微生物工业需要应用更多的学科理论和各种技术，更加体现了学科和技术的交叉；微生物工业在工、农、医各个领域将进一步发展，在当今世界待解决的资源、

能源、粮食、环保、健康和人口等难题方面将会发挥更大作用。