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实验六 环境因素对微生物生长的影响
一、 实验目的：
（1） 掌握物理因素、化学因素、生物因素对微生物生长的影响的原理。
（2） 掌握微生物的接种方法。
二、 实验原理：
微生物的生命活动是由其细胞内外一系列物化环境系统统一体所构成的，除营养条件外，影响微生物生长的环境因素，包括物理因素、化学因素和生物因素对微生物的生长繁殖、生理生化过程均能产生很大影响，总之一切不良的环境条件均能使微生物的生长受抑制，甚至导致菌体死亡。物理因素如温度，渗透压，紫外线等，对微生物的生长繁殖新陈代谢过程产生重大影响，甚至导致菌体的死亡。不同的微生物生长繁殖所需要的最适温度不同，根据微生物生长的最适温度的范围，分为高温菌，中温菌和低温菌。自然界中绝大多数微生物中属于中温菌。不同的微生物对高温的抵抗力不同，芽孢杆菌的芽孢对高温有较强的抵抗能力。渗透压对微生物的生长有重大的影响。等渗溶液适合微生物的生长，高渗溶液可使微生物细胞脱水发生质壁分离，而低渗溶液则会使细胞吸水膨胀，甚至可能使细胞破裂。紫外线主要作用于细胞内的DNA，使同一条链的DNA相邻嘧啶间形成的腺嘧啶二聚体。引起双链结构的扭曲变形，阻碍剪辑的正常配对，从而抑制DNA的复制，轻则使微生物发生突变，重则造成微生物的死亡。紫外线照射的量与所用紫外灯光的功率、照射距离和照射时间有关。紫外线光灯照射距离固定、照射的时间越长，则照射剂量越高。紫外线透过物质的能力弱，一层纸足以挡住紫外线的透过。
环境因素中的化学因素和生物因素，如化学药品、PH、氧、微生物间的拮抗作用和噬菌体，对微生物的生长有不同的影响化学药品中的抑菌剂或杀菌剂，有抑菌作用或杀菌作用。本实验选数种常用的药物，以实验其抑菌效能和同一药物对不同的抑制效力。微生物作为一个群体，其生长的PH范围很广，但绝大多数种类都在PH5~9之间，而每种微生物都有生长的最高、最低和最适PH。根据微生物对氧的需求，可把微生物分为需氧微生物和厌氧微生物量大类。在半固体深层培养基管中，穿刺接种上述对氧需求不同的细菌，适温培养后，各类细菌在半固体深层培养基中的生长情况各有不同。需氧微生物生长在表面厌氧微生物生长在培养基广的底部，兼性微生物按照其好氧的程度生长在培养基的不同深度。
物理因素——PH通过影响细胞质膜的通透性，膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。
化学因素——结晶紫（染料）
通过诱导细胞裂解的方式杀死细胞。
生物因素——土霉素（抗生素）能抑制微生物生长或杀死微生物的化合物，它们主要通过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等方式来抑制微生物的生长或杀死微生物。
三、 实验材料：
（1） 菌种：大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌
（2） 培养基：肉高蛋白胨东培养基
（3） 仪器和其他物品：培养皿、移液管、紫外线灯、水浴恒温培养箱、试管、接种
环、无菌水、无菌滤纸、无菌滴管。土霉素、新洁尔灭、复方新诺明、汞溴红红药水、碘酒、结晶紫。
四、 实验内容
1紫外线对微生物的影响
（1）取无菌肉高蛋白胨培养基平板3个、分别在培养皿底部表明
（2）分别取培养24小时的大肠杆菌，枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌菌液01.ml，加
在相应的平板上，再用无菌涂棒涂布均匀，然后用无菌黑纸遮盖部分平板。
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影响微生物生长的主要因素
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影响微生物生长的主要因素& && && && && && && && & 温度& && && && && && && && && && && && && & 氧气& && && && && && && && && && && && && &辐射& &物理因素& && && && && && & 干燥& && && && && && && && && && && && & 渗透压& && && && && && && && && && && && &超声波与微波
酸、碱与pH& && && && && && && && && && && && && &&&重金属及其化合物& && && && && && && && && &&&表面消毒剂& && & 有机化合物（酚类、醇类、醛类）& && && && && && && && && && && && && && && && && && &&&卤族元素及其化合物
表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬）&&化学因素& && && && && && && && && && && && &&&染料& && && && && && && && && && && && && && && && && && &&&抗代谢药物：磺胺类等& && && && && && && && && &&&化学治疗剂& && & 抗生素& && && && && && && && && && && && && && && && && && && &中草药有效成分温度不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度的关系，微生物的生长有三个温度基点，即最适、最高、最低生长温度，根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物分为：低温微生物、中温微生物和高温微生物，它们的生长温度如下表低温菌中温菌高温菌最适生长温度<font color="#-2025-30，37-40<font color="#-55最低生长温度-10-510-20，10-20<font color="#-45最高生长温度<font color="#-30<font color="#-45<font color="#-80高温对微生物生长的影响&#8226;
嗜热微生物的生长特性& & 高温菌在高温下生长的原因：& & 抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸& & 高温菌的生长特性：& & 生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中检测不到，这在食品检验中要特别注意&#8226;
微生物耐热性大小的几种表示方法：& &热力致死时间：在特定的温度及其它条件下，杀死一定数量的微生物所需要的时间
F值：在一定的基质中，温度为121.1℃，加热杀死一定数量微生物所需的时间
D 值：利用一定温度进行加热，活菌数减少一个对数周期（即90%活菌被杀死）所需的时间
Z值：在加热致死曲线中，时间降低一个对数周期（即缩短90%的加热时间）所需要升高的温度&#8226;
影响微生物对热抵抗力的因素：& &菌种的遗传特性& &菌龄& &微生物的数量& &基质的特性（组成、浓度、理化条件）& &加热的时间与温度& &&&&#8226;
灭菌与消毒的概念：& & 灭菌是指采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施；消毒是一种采用较温和的理化因素，仅杀死物体中病原微生物的措施&#8226;
加热灭菌和加热消毒的方法：& && && && &&&干热灭菌法& &&&火焰灭菌法
干燥加热空气灭菌法高温灭菌& && && && && && && && && && && && && && && && & 巴氏消毒法(2)& && && && && && && && && && && && && && && &常压下& && &&&煮沸消毒法& && && && && && &&&湿热灭菌法& && && && && && && && & 间歇灭菌法
常规加压灭菌法& && && && && && && && && && && && && && &&&加压下
(高压蒸汽灭菌法)& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &连续加压灭菌法影响加压蒸汽灭菌效果的因素&#8226;
灭菌物体的含菌量&#8226;
灭菌锅内空气的排除程度&#8226;
灭菌物体的pH值&#8226;
灭菌对象的体积&#8226;
加热与散热的速度高温对培养基的影响及其防止措施&#8226;
高温对培养基的不利影响：& & 形成沉淀物（有机沉淀物如多肽类，无机沉淀物如磷酸盐）；破坏营养；提高色泽（褐变如产生氨基糖等）；改变培养基的pH值；降低培养基的浓度&#8226;
消除有害影响的措施& && & 采用特殊的加热灭菌法& && & 过滤除菌法& && & 加入螯合剂低温对微生物生长的影响&#8226;
低温微生物耐低温的原因：& &&&胞内酶耐低温；细胞膜中不饱和脂肪酸的含量高。&#8226;
低于冰点的温度对微生物的影响：& && & 水分的丧失；冰晶对细胞膜的物理损伤。v
速冻、缓冻与反复冻溶对微生物细胞的影响氧气v
根据微生物生长与氧气的关系，可将微生物分为以下几种：
专性好氧菌：在正常大气压下（0.2巴）进行好氧呼吸产能& && &好氧菌& && & 兼性厌氧菌：&&以呼吸为主，兼营发酵或无氧呼吸产能& && && && && && && && &&&微好氧菌：只能在0.01-0.03巴大气压下生活& & & && &厌氧菌& && &&&耐氧菌：只能以发酵产能，但分子氧无毒害& && && && && && && && &（专性）厌氧菌：只能生长在无氧或基本无氧条件下，氧剧毒v
过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、细胞色素氧化酶的分布情况氧气影响微生物生长的机制&#8226;
厌氧菌氧毒害的机制：& &由于厌氧菌细胞内缺乏SOD，无法消除02.- ，后者反应力很强，性质极不稳定，在细胞内可破坏各种重要的生物大分子和膜，也可形成其他活性氧化物，对生物非常有害&#8226;
好氧与耐氧菌驱除02.-机制：
H2O2(好氧菌)
SOD<font color="# 02.-+2H +
H2O2+ 02& && && && && && && && && && &好氧及耐氧菌& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &&&过氧化物酶（耐氧菌）
不同波长的射线对微生物的作用不同，可见光部分（400-800纳米）往往能被某些光合微生物所利用，而波长较短的紫外线（13.6-400纳米）、X-射线（0.06-13.6纳米）、r-射线（0.01-0.14纳米）均可抑制甚至杀死微生物。尤其是r-射线因作用距离较远、穿透力较强而用于食品的杀菌保藏。v
物理杀菌：一类新的冷杀菌技术，它在克服热杀菌不足之处的基础上，运用物理手段如电场、高压、电子、光等的单一或两种以上的共同作用，在低温或常温下达到杀菌的目的。这种方法不须向食品中加入化学物质，不会使菌体产生抗性，且条件易于控制，在保持食品自然风味的基础上，杀菌效果明显。常用的物理杀菌的方法有超高压脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、半导体光催化杀菌，辐射杀菌干燥（湿度）v
水分约占微生物细胞组成的70-85%，环境中缺水时（干燥的环境）引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类浓度的增高，抑制微生物的生长，甚至造成微生物的死亡。v
干燥对微生物的作用受环境温度、失水速度、菌龄、微生物所处基质等条件的影响。v
干燥用于食品保藏的方法可分为两类，即自然干燥（熏干、晒干、冷冻干燥）和人工干燥（常压干燥如热风、喷雾、冻结、微波等；真空干燥如真空和冷冻真空干燥渗透压&#8226;
微生物生长与渗透压的关系（高渗透压、低渗透压对微生物生长的影响）&#8226;
根据微生物对高渗透压耐性的不同，将其分为以下三类：
高度嗜盐细菌（20-30%食盐溶液中生长）& && &嗜盐细菌& && &&&中等嗜盐细菌（5-18%的食盐溶液中生长）& && && && && && && && && && & 低等嗜盐细菌（2-5%的食盐溶液中生长）& &&&耐盐细菌（可在10%以下的食盐溶液中生长）& &&&耐糖细菌（可在60%以下的含糖高渗溶液中生长）* 普通微生物一般在0.85-0.90的食盐溶液中生长pH值v
根据微生物生长的最适pH值，将微生物分为：& &&&嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌& &&&耐碱微生物：许多链霉菌& &&&中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌& && &嗜酸微生物：硫杆菌属& && &耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌v
不同的微生物最适生长的pH值不同，同一种微生物在不同的生理阶段对pH值的要求也不同，在发酵工业中，控制pH值尤其重要，如黑曲霉在pH2-2.5主要产柠檬酸， pH2.5-6.5 以菌体生长为主，pH7时以合成草酸为主v
各类微生物生长的最适pH值：& &&&细菌为6.5-7.5 ，放线菌为7.5-8.0，霉菌和酵母菌为 4-6酸碱添加剂的抑菌机理&#8226;
无机酸可增加氢离子的浓度，引起菌体表面蛋白的变性和核酸的水解，并破坏酶类的活性&#8226;
作为食品防腐剂的有机酸如苯甲酸和水杨酸可与微生物细胞中的成分发生氧化作用，从而抑制微生物的生长&#8226;
防腐：利用理化因素完全抑制霉腐微生物生长繁殖的措施&#8226;
碱类物质可引起细胞物质的水解或凝结，以杀死或抑制微生物，食品工业中常用石灰水、NaOH、Na2CO3等作为机器、工具以及冷藏库的消毒剂几种常用表面消毒剂及其应用表面消毒剂：对一切活细胞都有毒性，不能用作活细胞内化学治疗用的化学药剂类型名称及使用浓度作用机制应用范围重金属盐0.05-0.1%升汞 <font color="#.1-1%AgNO3使蛋白质变性非金属物品，器皿皮肤，滴新生儿眼睛酚类3-5%石炭酸2%煤酚皂（来苏儿）蛋白质变性，损伤细胞膜地面、家具、器皿皮肤醇类70-75%乙醇蛋白变性、脱水、溶脂皮肤、器械醛类0.5-10%甲醛蛋白质变性物品消毒、接种室熏蒸氧化剂<font color="#.1%KMnO4蛋白质变性皮肤、尿道、水果蔬菜卤素及其化合物0.2-0.5mg/L氯气10-20%漂白粉0.5-1%漂白粉2.5%碘酒破坏细胞膜、酶、蛋白质蛋白质变性饮水、游泳池水地面、厕所饮水、空气、体表皮肤表面活性剂0.05-0.1%新洁尔灭破坏膜及蛋白质、皮肤、黏膜、手术器械染料2-4%龙胆紫蛋白质变性皮肤、伤口
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好详细啊~~~可惜我不是这方面的，看看就闪
开心每一天！
(hrのdonald)
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看起来比较乱 楼主能不能整理在word文档上，顺便挣粮票
沉稳 细心 胆识 大度 诚信 担当
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hrのdonald
& & 马上传。很抱歉了，我刚开始就是在word，考虑大家下载还得花粮票就贴出来啦
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谢谢！很有用！:)
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分析得很全面。谢谢。
(OURAN000)
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很受益，谢谢……
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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，) 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，) 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，) 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() 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
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() 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 巨大利益 的同时也带来 “残忍”的破坏 。 2．1347 年的一场由 鼠疫杆菌 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 病毒 所引起。 4．微生物包括： 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；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。 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 研究技术 。 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 细胞微生物 。 7．公元 6 世纪(北魏时期)，我国贾思勰的巨著“ 齐民要术 ”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 巴斯德 和德国的 科赫 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。 巴斯德 和科赫 是微生物学的奠基人。 9．20 世纪中后期，由于微生物学的 消毒灭菌 、 分离培养 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 模式微生物 、 特殊微生物及 医用微生物 。 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 第三产业 。 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( C )。 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( D ) 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( C )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( D )。 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( A )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 ( D ) 。 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( C )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――( B )。 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( A )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( B )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。T 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。F 3．当今研究表明：所有的细菌都是肉眼看不见的。F 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。T 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。 T 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。F 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。T 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”。T 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。T 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。F 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。F 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。T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(colony) 分散的微生物细胞在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度形成 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 个 体为单位进行，而对微生物的研究一般用 群 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 灭菌 ，使容器中不含 任何微生物 。 4． 用培养平板进行微生物纯培养分离的方法包括： 稀释倒平板法 、 涂布平板法 和 平板划线法 。 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 分类 、 鉴定 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 死亡 、不 污染 和不 变异 。 7．一般说来，采用冷冻法时，保藏温度越 低 ，保藏效果越 好 。 8, 放大 、 反差 和 分辨率 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 X ， 这时一般使用 10 或 15 X 的目镜， 90 和 或 100 x 的物镜，并应在物镜镜头和玻片之间加 香柏油 。 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 波长 和 振幅 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 紫外线 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 光源 ，因此其分辨率较光学显微镜有很大提高，但镜筒必须是 真 空 环境，形成的影像也只能通过 荧光屏 或 照片 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 球状 、 杆状 与 螺旋状 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 菌丝体 。在固体培养基 上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为 营养菌丝；另一部分则向空中生长，称为 气生菌丝。有的 气生菌丝发育到一定阶段，分化成 繁殖菌丝 。 15． 原生动物 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，( A )是专为培养微生物设计的。 A 平皿 B 试管 C 烧瓶 D 烧杯 2．( B )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 ) 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?( D ) 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( B )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( B )。 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( C )。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( D )， 使人眼可以察觉。 A 波长 B 颜色 C 相位 D 振幅 9．( C )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?( C ) 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。F 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。F 3．所有的培养基都是选择性培养基。 T 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。F 5．用稀释摇管法分离获得的微生物均为厌氧微生物。F 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。T 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。F 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。T 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。T 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。F 11．霉菌、酵母菌均是没有分类学意义的普通名称。T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 μ m。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 学 显 微镜电 子 显 微 镜探 针 扫 描 显 微 镜光线透射照明，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 胞的观察； 不易被染色或易被染色 暗 视 野 通过特殊的聚光器实现斜射照明，亮物像 过程破坏的细胞的观察(例如对梅 显微镜 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) 经荧光染料染色或荧光抗体处理的样品在 环境微生物的直接观察； 病灶或医 荧 光 显 紫外线照射下激发出各种波长的可见光， 在 学样品中特定病原微生物的直接 微镜 黑暗 检测(使用特定的荧光抗体) 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 对完整细胞的细微立体结构进行 共聚焦 扫描后经计算机处理获得样品的二维或三 观察 显微镜 维 和分析 图像。显微镜价格昂贵 用电子束作为“光源”聚焦成像，分辨率 对病毒颗粒或超薄片处理后对细 透射电 较光学显微镜大大提高。仪器庞大、昂贵、 胞 镜 对工作环境和操作技术有较高要求 的内部结构进行观察 电子束在样品表面扫描，收集形成的二次 扫 描 电 电子形成物像。分辨率远高于光学显微镜。 一般用于观察样品的表面立体结 镜 仪器庞大、昂贵、对工作环境和操作技术 构 有较高要求 隧 道 扫 用细小的探针在样品表面进行扫描，通过 与电子显微镜相比，这类显微镜 描 显 微 检测针尖和样品间隧道效应电流的变化形 能提供 镜 成物像 利用细小的探针对样品表面进行恒定高度 更高的分辨率， 可在生理状态下对 的扫描，同时通过一个激光装置来监测探 原子力 生物大分子或细胞结构进行观察。 针随样品表面的升降变化来获取样品表面 显微镜 同时仪器体积较小， 价格也相对便 形貌的 宜 信息 形 态 构 造 有膜。分两种：糙面内质网的膜 上有核糖体粒， 光面内质网的膜 上无核糖体粒 无膜。表层为蛋白质，内芯为 RNA 有膜。 由数个扁平膜囊和大小不 等 的囊泡组成 有膜。 小囊泡内含数十种酸性水 解酶 有膜。 小囊泡内含氧化酶和过氧 化 氢酶等 数 数量少 量 功 能 糙面内质网合成、 运送 蛋白质，光面内质网合 成磷脂项 目 内质网 核糖体囊腔，细 管形 小颗粒状高尔基 扁平膜囊 体 和小囊泡 溶酶体 微体 球 形 小?囊泡 球形小 囊泡数量极多，变 合成蛋白质 化大 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 执行细胞内的消化功 变化大 能 数量较多，但 变化大 对脂肪酸进行氧化线粒体叶绿体有内外两层膜。内膜可形成嵴， 杆 菌 状 其上有大量的基粒(ATP 酶复合 或囊状 体)。基质内含 TCA 酶系、70S 核糖体和双链环状 DNA 由内、 外两层膜以及类囊体和基 质构成。基质内含 70 S 核糖体 扁球状或 和双链环状 DNA 等。 类囊体数量 扁椭圆状 多，常叠成基粒数量多，但 对底物进行氧化磷酸 变化大 化以产生 ATP 仅存在于光 利用 CO：和 H：O 进行 合生物中。不 光合作用，以合成葡萄 同细胞中数 糖和释放氧 量变化很大第三章 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， DPA―Ca 量最高的层次是( 含 )。 孢外壁 A 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( )。 o 毒素 A 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( )。 几丁质 A 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 2+’ 酶 5． 提高 Mg 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． 型 9+0 型 挥鞭式 9+2 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 地衣 32．藻类 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 填空题 1．答：见表 3―7。 对错错错错 错对错错对 错对错对错 对对对对对 对错对对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( )。 主动运输 A 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}