微生物的特点是什么点

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微生物的主要特点有哪些?
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日常生活中的几点微生物常识
  摘要:本文结合现实生活,从微生物的含义和特点出发,重点列举了微生物在日常生活中与人们生产生活息息相关的五个案例,从饮食、健康等多个角度阐述了微生物的应用或危害,以及发生作用的激励或措施,从而增强人们对微生物的认识和了解,引导大家正确利用有益微生物,预防有害微生物产生的不良影响。 中国论文网 /8/view-5415732.htm  关键词:日常生活;微生物;常识   微生物是指那些形态微小,结构简单,必须借助显微镜才能观察到的一个微小生物类群的总称,通常包括细菌、真菌、病毒、原生动物和单细胞藻类。微生物因具有形体微小、生长繁殖快、代谢活性强、分布范围广和容易发生变异等特点,所以在日常生活中除了医学实验室、无菌室等特殊场所外,微生物无处不在、无处不有,如平时喝的酸奶是用乳酸菌发酵而来,人们的皮肤上边布满了各种细菌,艾滋病患者就是因为感染了艾滋病病毒等等。   1 剩菜放冰箱前需加热杀菌   众所周知,从营养和健康角度来讲,最好不吃剩菜,尤其是隔夜菜,但现实生活中却又经常会有剩菜,如果倒掉又觉得可惜,特别在提倡节能环保的当今时代,更是不能铺张浪费,所以即便是剩菜也得留着下一餐继续吃。但人们通常习惯于饭后把吃剩的菜直接放进冰箱,其实这是不科学的。   如果直接把吃剩的菜放进冰箱,就相当于在这菜里边大量接种了各种微生物,尽管冰箱的温度较低,但这些细菌依然能够存活甚至进行繁殖。因此,处理剩菜的正确方法是先把剩菜加热,在加热过程中可以杀灭大部分细菌,这样就从源头上消灭了微生物,即便放上几小时,也不至于产生过多的细菌,下一次吃这菜时再加热一下即可放心使用。   2 虫草是真菌与昆虫的复合体   虫草又称冬虫夏草,是分布在我国西部省区的具有高价值的名贵中药,具有调节免疫系统功能、抗肿瘤、抗疲劳等多种功效,常被用于治疗肺结核咳血、阳痿、遗精等疾病的治疗。[1]   看似高贵的虫草其本身并不高贵,它实质上就是麦角菌科真菌寄生在蝙蝠娥科昆虫幼虫的子座及幼虫尸体上的复合体。顾名思义,冬虫夏草,冬天是虫,夏天是草。具体来讲,就是蝙蝠娥科的昆虫将虫卵产在地下,待其孵化成幼虫后,麦角菌科真菌产生子囊孢子,然后找到蝙蝠蛾的幼虫寄生在其身体里边,这样就把昆虫的虫体变成充满了真菌菌丝的僵虫,他们再一起再吸收营养,进行繁殖。随着时间的推移,菌丝慢慢地开始生长,幼虫也逐渐长大并从地面砖出来,一直到真菌的菌丝充满整个虫体,幼虫才会死去,此时的时间一般正好就是冬天,所以呈现出冬虫的形态;当温度升高的时候,众多菌丝形成的菌丝体就会虫僵虫的头部慢慢萌发,生出有柄头状或棍棒状的子座,这样就形成了夏草的形态。由于在夏季长出的子座中含有子囊,每个子囊内含有2个透明的子囊孢子,当子囊成熟后,孢子就会散发出去,再次寻找再次寻找蝙蝠蛾的幼虫作为寄主,这样就实现了冬虫夏草的循环。   3 玉米霉变可导致肝癌甚至死亡   在阴雨绵绵的天气,短时间内大量收割的粮食因不能被及时晾干而常常发生霉变,尤其在南方大量种植的玉米更是深受霉菌亲耐。   消除霉变玉米的黄曲毒素通常有两种方法,一是物理脱毒法,二是化学脱毒法。物理脱毒法较为简单,主要是将发霉的玉米磨成碎粉或者较小的颗粒。化学脱毒法一般是用生石灰按照一定得比例加入到霉变玉米种,加水对面便玉米进行蒸煮,当霉变玉米裂开时待其冷却后,再加水清洗,洗净后的玉米也基本去除了毒素,实践证明这时一种较为可靠的去除黄曲霉素的方法。   4 小儿麻痹症是病毒惹的祸   小儿麻痹症又叫脊髓灰质炎,是由病毒侵入血液循环或者神经系统而引起的一种急性病毒性传染病,因患此病的人大多为1-6岁的幼龄儿童,故称小儿麻痹症。   小儿麻痹症的患病机理是由于病毒通过受污染的食物和水传播,经口腔进入体内并在肠道内繁殖。在感染初期,大部分患者没有明显症状,但由于他们排泄的粪便带、用过的水、吃过的食物、用过的物品,甚至谈话时飞出的唾沫都带有病毒,因此极易传染给他人;当然也有少数感染者会出现发热、疲乏、头痛、呕吐、颈部僵硬以及四肢疼痛等症状;仅有极少数感染者,由于病毒侵袭神经系统导致不可逆转的瘫痪,个别患者甚至会因为呼吸肌麻痹而导致死亡。目前预防小儿麻痹症的主要措施一是接种疫苗,二是坚持良好的卫生习惯,三是加强营养,增强体质,提高机体免疫力,降低病毒感染的可能性。   5 美味泡菜源于微生物发酵   泡菜主要是以蔬菜为主料,盐、姜、蒜、花椒、辣椒等为调料,利用食盐的高渗透压作用,抑制有害微生物的活动,同时使天然附着在蔬菜表面的乳酸菌等有益微生物在无氧条件下进行缓慢发酵而成的一种浸制食品。[2]   具体的说,就是以乳酸菌为代表的有益菌分解蔬菜中的单糖和二糖,产生的乳酸使PH值下降,发酵过程中产生的二氧化碳又使泡菜坛子处于厌氧状态,从而阻止其他有害的微生物的进入而受到污染或腐败变质,起到延长食品保存期的作用,乳酸菌等益生菌在发酵过程中产生的二氧化碳、醋酸、乙醇、高级醇、芳香族酯类物质使得泡菜既可口又有营养。   微生物与人类生活密切相关,在农业生产、环境保护、食品加工、生物制药等各行各业都得到了广泛的应用,随着微生物研究技术的不断发展和更新,未来将在能源、材料、信息、计算机等更多的领域和行业发挥更大的作用,特别是基因工程菌的规模化生产将为治疗癌症、征服艾滋病等疑难杂症作出新的贡献。   参考文献   [1] 张曙光.微生物学[M].北京:中国农业出版社,2006.37.
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微生物总结
指在人为条件下,用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后,所得到的细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞。
球状体
又称原生质球,是对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁(外壁层)的球形体。与原生质体相比,它对外界环境具有一定的抗性,可在普通培养基上生长
支原体
在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物
细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇, 所以即使缺乏细胞壁,其细胞膜仍有较高的机械强度
2、PHB
聚―β―羟丁酸,是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的炭源类贮藏物,不溶水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量、炭源和降低细胞内渗透压等作用。
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、壁厚、含水量低、抗屈性强的休眠构造。
将单个细菌(或其他微生物)细胞或一小堆同种细胞接种到固体培养基表面(有时为内层),几天内即可由一个或几个细胞分裂繁殖成千上万个细胞,聚集在一起形成肉眼可见的群体,即为菌落。
菌苔:将某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面,结果长成的菌落相互联接成一片,即为菌苔。
由于培养时间过长,营养缺乏,代谢的排泄物浓度积累过高等使细胞衰老而引起的异常形态。
6、真核微生物
是一大类细胞核具有核膜,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多种细胞器的微生物。(真菌、显微藻类和原生动物等)
凡游离于原核生物核基因组以外,具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子,即cccDNA。
8、单细胞蛋白(SCP)
通过细菌、酵母、丝状真菌和小球藻等单细胞或丝状生物的发酵生产的蛋白质。
一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内(包括细胞内)或体表,从中夺取营养并进行生长繁殖,同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。
以无生命的有机物作为营养物质进行生长繁殖的生活方式。
11、包涵体
始体通过二分裂可在细胞内繁殖成一个微菌落即“包涵体”
12、巴斯特效应
酵母菌的乙醇发酵是一种厌氧发酵,如将发酵条件改变成好氧条件,葡萄糖分解速度降低,乙醇停止生产,但当重新回到厌氧条件时,葡萄糖的分解速度增加,并伴随大量的乙醇产生。
13、噬菌斑
由噬菌体在菌苔上形成的“负菌落”
14、伴孢晶体
少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时,会在芽孢旁形成一棵菱形,方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体,称为伴孢晶体(即δ内毒素)。
15、烈性噬菌体
凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖(复制与生物合成)、成熟(装配)和烈解(释放)五个阶段而实现其繁殖的噬菌体,称为烈性噬菌体。
16、温和性噬菌体
凡在吸附侵入细胞后,噬菌体的DNA只整合在宿主的核染色体组上并可以长期宿主DNA的复制而进行同步复制,一般都进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体。
17、自养微生物
按其最初能源的不同,可分为两大类:一是能对无机物进行氧化而获得能量的微生物,即化能自养型微生物;另一类是能利用日光辐射能的微生物,称作光能自养微生物。
18、呼吸链
指位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上的、由一系列氧化还原势呈梯度差的、链状排列的氢(或电子)传递体,其功能是把氢或电子从低氧化还原势的化合物逐级传递到高氧化还原势的分子或其它无机、有机氧化物,并使它们还原。
19、异型乳酸发酵
凡葡萄糖经发酵后除主要产生乳酸外,还产生乙醇、乙酸和CO2等多种产物的发酵。
它表示在天然或人为环境中,微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。其定量含义为:在同温同压下,某溶液的蒸汽压(P)与纯水蒸汽压(P0)之比
磷壁酸是G+细菌细胞壁结合在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。
LPS(脂多糖)是位于G-细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质,由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成。
假肽聚糖是由N-乙酰葡萄胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以β-1,3-糖苷键交替连接而成的,连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala和L、Lys3个L型氨基酸组成,肽桥则由L-Glu1个氨基酸组成。
基内菌丝是孢子落在固体基质表面并发芽后,不断伸长、分枝并以放射壮向基质表面和内层扩展,形成大量色浅、较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌丝。
孢囊链霉菌是由气生菌丝的孢子丝盘卷而成的孢囊,它长在气生菌丝的主丝或侧丝的顶端,内部产生多个孢囊孢子(无鞭毛)。
横割分裂是放线菌的一种分裂的方式,有两种途径进行:1)细胞膜内陷,再由外向内中间收缩,最后形成一完整的横割膜,从而把刨子丝分割成许多分生孢子;2)细胞壁和膜同时内陷,再逐步向内缢缩,最终将孢子丝缢裂成一串分生孢子。
异形胞是存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞,数目少而不定,位于细胞链的中间或末端。
原体与始体:具有感染力的衣原体细胞称为原体,呈小球状,细胞厚壁、致密,不能运动,不生长,抗干旱,有传染力。原体经空气传播,一旦遇合适的新宿主,就可通过吞噬作用进入细胞,在其中生长,转化为无感染力的细胞,称为始体。
类支原体是侵染植物的支原体,也叫植原体。
羧酶体(carboxysome )又称羧化体,是存在也一些自养细胞内的多角形或六角形内含物 其大小与噬菌体相仿,约10nm,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。
孢囊是一些固氮菌在外界缺乏营养的条件下,由整个营养细胞外壁加厚、细胞失水而形成的一种抗干旱但不抗热的圆形休眠体。
磁小体(megnetosome趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒,外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。
真菌是不含叶绿体,化能有机营养,具有真正的细菌核,含有线粒体以孢子进行繁殖,不运动的典型的真核微生物。
酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。
霉菌是丝状真菌,通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。
蕈菌又称伞菌,通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌,包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。
膜边体又称须边体或质膜外泡,为许多真菌所特有。它是一种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间,由单层膜包裹的细胞器。膜边体可由高尔基体或内质网特定部位形成,各个膜边体能互相结合,也可与别的细胞器或膜相结合,功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。
几丁质酶体又壳体,一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊,内含几丁质合成酶,其功能是把其中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面,使该处不断合成几丁质微纤维,从而保证菌丝不断向前延伸。
氢化酶体一种由单层膜包裹的球状细胞器,内含氢化酶,氧化还远酶,铁氧化蛋白和丙酮酸。通常存在于鞭毛基体附近,为其运动提供能量。氢化酶体只存在于厌氧性的原生动物和近年来才发现的厌氧性真菌中,它们只存在于反刍动物的瘤胃中
★★★
真病毒是至少含有核酸和蛋白质两种组份的分子病原体。
亚病毒是凡在核酸和蛋白质两种成分中只含有其中之一病原体
温和噬菌体侵入相应宿主细胞后由于前者的基因组整合到后者的基因组上并随后者的复制而进行同步复制,因此温和噬菌体的这种侵入并不引起宿主细胞裂解,这就是溶源性。
溶源菌是一类能与温和噬菌体长期共存,一般不会出现有害影响的宿主细胞。
温和噬菌体是指不能完成复制循环具有溶源性不发生烈性裂解的噬菌体。
类病毒是一类只含有RNA一种成分,专心寄生在活细胞内的分子病源体。
拟病毒是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。
朊病毒是一类不含核酸的传染性蛋白质分子
★★★
不 产 氧 光 合 作 用:在 某 些 光 合 细 菌 ( 如 红 螺 菌 中 ) , 由 于 没 有 光 反 应 中 心 Ⅱ
的 存 在 ,不 能 光 解 水 , 因 而 没 有 氧 气 放 出 , 故 称 为 不 产 氧 光 合 作 用:在 蓝 细 菌 中 , 由 于 有 光 反 应 中 心 Ⅱ 的 存 在 , 能 光 解 水 ,并 有 氧 气 放 出 , 故 称 产 氧 光 合 作 用。
发 酵:发 酵 是 在 微 生 物 细 胞 内 发 生 的 一 种 氧 化 还 原 反 应 ,在 反 应 过 程 中 , 有 机 物 氧 化 放 出 的 电 子 直 接 交 给 基 质 本 身 未 完 全 氧 化 的 某 种 中 间 产 物 , 同 时 放 出 能 量 和 各 种 不 同 的 代 谢 产 物。
呼 吸 作 用:葡 萄 糖 在 好 氧 和 兼 性 好 氧 微 生 物 里 通 过 氧 化 作 用 放 出 电 子,该 电 子 经 电 子 传 递 链 传 给 外 源 电 子 受 体 分 子 氧 或 其 它 氧 化 型 化 合 物 生 成 水 或 其 它 还 原 型 产 物,并 伴 随 有 能 量 放 出 的 生 物 学 过 程 称 为 呼 吸 作 用 。
无 氧 呼 吸指 以 无 机 氧 化 物 ( 如 NO3-,NO2-,SO42- 等 ) 代 替 分 子 氧 作 为 最 终 电 子 受 体 的 氧 化 作 用。
有 氧 呼 吸:指 以 分 子 氧 作 为 最 终 电 子 受 体 的氧 化 作 用
生 物 氧 化:生 物 体 中 有 机 物 质 氧 化 而 产 生 大 量 能 量 的 过 程。
光 合 磷 酸 化:光 合 磷 酸 化 是 指 光 能 转 变 为 化 学 能 的 过 程。
合 成 代 谢:由 小 分 子 物 质 合 成 复 杂 大 分 子 物 质 并 伴 随 着 能 量 消 耗 的 过 程。
分 解 代 谢:营 养 物 质 或 细 胞 物 质 降 解 为 小 分 子 物 质 并 伴 随 着 能 量 产 生 的 过 程 。
产 能 代 谢:微 生 物 通 过 呼 吸 或 发 酵 作 用 分 解 基 质 产 生 能 量 的 过 程
耗 能 代 谢:微 生 物 在 合 成 细 胞 大 分 子 化 合 物 时 消 耗 能 量ATP 的 过 程。
环 式 光 合 磷 酸 化在 某 些 光 合 细 菌 里,光 反 应 中 心 的 叶 绿 素 通 过 吸 收 光 而 逐 出 电 子 使 自 己 处 于 氧 化 状 态,逐 出 的 电 子 通 过 电 子 载 体 铁 氧 还 蛋 白,泛 醌, 细 胞 色 素 b 和 细 胞 色 素 c 组 成 的 电 子 传 递 链 的 传 递,又 返 回 叶 绿 素,从 而 使 叶 绿 素 分 子 又 回 复 到 原 来 的 状 态 。 电 子 在 传 递 过 程 中 产 生 ATP,由 于 在 这 种 光 合 磷 酸 化 里 电 子 通 过 电 子 传 递 体 的 传 递 后 又 回 到 了 叶 绿 素 分 子 本 身, 故 称 环 式 光 合 磷 酸 化。
初 级 代 谢:指 能 使 营 养 物 质 转 变 成 机 体 的 结 构 物 质 , 或 对 机 体 具 有 生 理 活 性 作 用 的 物 质 代 谢 以 及 能 为 机 体 提 供 能 量 的 一 类 代 谢称 初 级 代 谢。
初 级 代 谢 产 物:由 初 级 代 谢 产 生 的 产 物 称 为 初 级 代 谢 产 物, 这 类 产 物 包 括 供 机 体 进 行 生 物 合 成 的 各 种 小 分 子 前 体 物, 单 体 与 多 聚 体 物 质 以 及 在 能 量 代 谢 和 代 谢 调 节 中 起 作 用 的 各 种 物 质
次 级 代 谢:某 些 微 生 物 为 了 避 免 在 初 级 代 谢 过 程 中 某 种 中 间 产 物 积 累 所 造 成 的 不 利 作 用 而 产 生 的 一 类 有 利 于 生 存 的 代 谢 类 型 。
次 级 代 谢 产 物:微 生 物 在 次 级 代 谢 过 程 中 产 生 的 产 物 称 次 级 代 谢 产 物 。包 括:抗 生 素,毒 素,生 长 剌 激 素,色 素 和 维 生 素 等。
电 子 传 递 磷 酸 化:基 质 被 氧 化 时 脱 下 的 电 子 经 电 子 传 递 链 传 给 电 子 受 体 过 程 中 发 生 磷 酸 化 作 用 生 成 ATP 的 过 程 , 一 般 常 将 电 子 传 递 磷 酸 化 就 叫 做 氧 化 磷 酸 化。
氧 化 磷 酸 化:生 物 利 用 化 合 物 氧 化 过 程 中 所 释 放 的 能 量 , 进 行 磷 酸 化 生 成 ATP 的 作 用 , 称 为 氧 化 磷 酸 化。
底 物 水 平 磷 酸 化:是 指 在 被 氧 化 的 底 物 水 平 上 发 生 的 磷 酸 化 作 用, 即 底 物 在 被 氧 化 的 过 程 中, 形 成 了 某 些 高 能 磷 酸 化 合 物 的 中 间 产 物, 这 些 高 能 磷 酸 化 合 物 的 磷 酸 根 及 其 所 联 系 的 高 能 键 通 过 酶 的 作 用 直 接 转 给 ADP 生 成 ATP。
★★★
生长:分个体生长和群体生长两类,个体生长指微生物细胞因同化作用超过异化作用的速度,造成原生质总量不断增长的现象;群体生长是指某一微生物群体中因个体的生长、繁殖而导致该群体的总重量、体积、个体浓度增长的现象。
繁殖:在各种细胞组份呈平衡增长的情况下,个体的体积或重量达到某一限度时,通过细胞分裂,引起个体数目增加的现象。
菌落形成单位(cfu):用平板菌落计数法对活菌进行计数十的计数单位。对充分分散、稀释度合适的单细胞微生物来说,一个菌落形成单位表示样品中有一个活细胞,但对成团或成链状或丝状生长的微生物来说,菌落形成单位值并非一个活细胞。
同步生长:是通过获得同步培养物的手段。使微生物细胞群体内的各个个体都处于同一细胞分裂周期的特殊生长状态。
生长产量常数(Y):指处于稳定生长期的微生物消耗单位营养物质所形成的菌体质量。
恒浊器:根据培养器内微生物的生长密度,借光电控制系统控制培养液流速,以达到菌体密度高,生长速率恒定的连续培养器。
恒化器:通过保持有一种生长限制因子的培养液的流速不变,可使微生物始终处在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养器。
连续发酵:当微生物以单批培养的方式培养到指数期后期时一方面以一定速度连续流入新鲜培养基和通入无菌空气并立即搅拌均匀,另一方面利用溢流的方式以同样的流速不断流出培养物的培养方法。
最适生长温度:某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。
3、合成培养基:由化学成分已知的营养物质配制而成的培养基。
4、培养基:人工配制的供微生物生长繁殖并积累代谢产物的一种营养基质。
5、天然培养基:由化学成分不完全清楚的天然物质如马铃薯,麸皮等配制而成的培养基。
6、半合成培养基:由化学成分已知的化学物质和化学成分不完全清楚的天然物质配制而成的培养基。
7、革兰氏染色法:革兰氏染色是细菌的一种鉴别染色法,细菌首先用结晶紫染色,再用碘液固定,然后用95%的酒精脱色,最后用蕃红复染。凡是菌体初染的结晶紫被酒精脱去了紫色后,又被蕃红复染成红色的细菌称为革兰氏负反应细菌;凡是菌体初染的紫色不能被酒精脱色,也不能被蕃红复染成红色的细菌称为革兰氏正反应细菌。
8、简单染色:用单一染料使微生物细胞染上所用染料颜色的染色方法。
9、稀释平板计数法:将一定量的样品经十倍稀释后,用平板培养最后三个稀释度的样品稀释液。待菌落长出后,计数出某一稀释度的菌落数后再乘以稀释倍数,即为样品中的含菌数。
显微直接计数法:利用血球计数板或细菌计数板在显微镜下测计出每小格的微生物细胞数量后,再换算出单位体积中微生物细胞总数的测数方法。
10、巴氏消毒:是法国微生物学家巴斯德发明的一种消毒方法。是在62-63℃的条件下,保温半小时杀死微生物的营养体(主要是病原菌)的方法。
11、间歇灭菌:利用100℃的温度杀死微生物的营养体.每次1小时连续三天,中间的空隙时间让未杀死的芽胞萌发成营养体,在下一次100℃的温度下被杀死。如此反复两次可将培养基的微生物(包括芽胞)全部杀死。该方法适用于没有高压灭菌器的地方进行灭菌处理。
12、消毒:只杀死微生物的营养体(主要是病原菌),而不能杀死微生物的芽胞的除菌方法。
13、灭菌:利用物理或化学方法杀死所有微生物包括细菌的芽胞的除菌方法称为灭菌。
14、过滤除菌:利用一定孔径的滤膜阻止微生物的通过而除去溶液中或者空气中微生物的除菌方法。
15、湿热灭菌:利用热的蒸汽杀死微生物的灭菌方法。湿热灭菌又分常压蒸汽灭菌和加压蒸汽灭菌。
16、干热灭菌:利用干热空气杀死微生物的方法。其灭菌工艺条件通常为160-170℃/2h。
17、选择培养基根据使用的目的,控制培养基的组成成分,使之有利于某种微生物的生长而限制其它微生物的生长,从而能从自然界混杂的群体中分离出某一种单一的微生物。如无氮培养基用来分离土壤中的自生固氮菌。
18、加富培养基:在基本培养基中加入血清,动植物组织液或者其它生长因子而配制出来的营养特别丰富的培养基。
19、鉴别培养基:根据微生物的代谢特点,通过指示剂的显色反应,用以鉴别不同微生物的培养基。
23、纯培养技术:是培养某个单一微生物的方法。包括培养基的制作与灭菌。单一微生物的分离与纯化,和无菌操作接种技术。
专性好氧菌:是一类必须在较高浓度分子氧(约20千帕)的条件下才能生长有完整的呼吸链,以分子氧作为最终的氢受体,具有SOD和过氧化氢酶的微生物。
兼性厌氧菌:是一类主要生长在有氧条件下又可在无氧条件下的微生物,特点是在有氧下借呼吸产能,而在无氧条件下可借发酵或无氧呼吸产能。
微好氧菌:是一类只能在较低氧分下(1―3000帕)下才能正常生长的微生物。
耐氧菌:是一类可在有氧条件下正常生长却不需要氧而仅借发酵和底物水平磷酸化产能的微生物。
厌氧菌:一类对分子氧高度敏感的微生物,有氧情况下不能生存。
超氧阴离子自由基:活性氧的形式之一,带负电荷,性质不稳定,化学反应能力强,可破坏重要生物大分子和各种膜结构,对生物体有毒害作用。
超氧化物歧化酶(SOD):一切好氧微生物和耐氧微生物含有的可使剧毒的超氧阴离子自由基变为过氧化氢的酶。
PRAS培养基:预还原无氧灭菌培养基,一种适合培养严格厌氧菌的高度无氧、还原性强、并经灭菌后的培养基。
厌氧罐:一种培养厌氧菌的圆柱型的密闭罐,内放钯催化剂和厌氧度指示剂,经抽气换气法或内源性产气袋充以氮气、氢气、二氧化碳或仅充氢气和二氧化碳后,利用钯催化剂在常温下使罐内残余的氧气与氢气结合成水,从而达到无氧状态。
亨盖特滚管技术:一种称为滚管的试管壁上培养严格厌氧菌的装置,包括制备高纯氮、以氮驱氧、制作滚管和无氧培养等技术。
厌氧手套箱:一种用于操作、培养和研究严格厌氧菌用的箱形装置,其内充满氮气、二氧化碳和氢气气体,有两个塑料手套用于操作,箱内设有接种、除氧和培养等设备。
摇瓶培养:一种培养好氧微生物的实验室用常规装置。一般是把微生物接种入装有少量培养液的三角瓶中,用纱布包裹瓶口,以利通气和严防杂菌进入,然后把它放在摇床上作有节奏的振荡,以不断提供氧气。
曲:是一类由麸皮等疏松的固态养料经接种和发酵而成的活菌制剂,有利于通气散热和微生物的生长。
通风曲:是一种机械化程度和生产效率较高的现代大规模制曲技术。在大型水泥曲槽上端架有曲架,其上堆一薄层曲料,下部不断通以低温、潮湿的新鲜空气,经培养后可制成固体曲。
巴氏消毒法:是由巴斯德发明的一种低温湿热灭菌法,一般在60~85℃下处理30min至1.5s,主要用于牛奶、果酒等液态风味食品的消毒。
间歇灭菌法:一种适用于不耐热培养基的灭菌方法。一般将培养基放在100℃蒸煮15min,然后置37℃下过夜(诱使残留芽孢发芽),次日再重复蒸煮、过夜,如此重复3d即可。
加压蒸气灭菌法:一种利用100℃以上的高温(而非压力)蒸气进行湿热灭菌的方法,用特制的耐压灭菌锅进行。广泛应用于培养基和各种物件灭菌。
梅拉特反应:在高温作用下,溶液中氨基化合物(氨基酸、肽、蛋白质等)中的游离氨基与羰基化合物(糖类)中的羰基相互反应而产生深褐色产物的复杂反应。
石炭酸系数:在一定时间内,某化学药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸(苯酚)的最高稀释度之比,称为石炭酸系数。一般规定处理时间为10min,供试菌为伤寒沙门氏菌。
抗生素:抗生素是一类由微生物或其他生物生命活动过程中合成的次生代谢物或其人工衍生物,它们在很低浓度时即可抑制或干扰它种生物的生命活动,因而可用作优良的化学治疗剂。
抗代谢药物:一类在化学结构上与细胞内必要代谢物的结构相似,并可竞争性地干扰正常代谢活动的化学物质。它们具有良好的选择毒力,故可用作化学治疗剂。
选择毒力:选择毒力一般指某化学治疗剂对病原体的抑制或杀害力与对其宿主毒害力之比。凡选择毒力强的化学治疗剂对病原体有高度抑杀能力而对起宿主的毒性却很低。
(抗生素)效价:效价表示抗生素抑菌强度的名词,其计量一般用“单位”表示。除青霉素外,一般每毫克抗生素纯品相当于1000单位。
半合成抗生素:半合成抗生素是对天然抗生素的结构进行人为改造后的抗生素,一般具有提高疗效、降低毒性、提高稳定性或抗耐药菌等优点。
生物药物素:一类具有多种生理活性的微生物次生代谢物,包括酶抑制剂,免疫调节剂,受体拮抗剂,以及抗氧化剂等。
★★★
1、根土比根土比是指单位植物根际土壤中微生物数量与邻近单位根外土壤中微生物数量之比。
2、植物病原微生物是指那些寄生或附生于植物根系、茎杆、叶面而从植物细胞中获得营养物质、水分,导致植物发生病害甚至死亡的微生物。
3、VA菌根是内生菌根的主要类型,是由于菌根菌丝在根皮层细胞内形成特殊的变态结构泡囊(Vesicule)和丛枝(Arbuscule),而用其英文打头字母得名。
4、内生菌根:在真菌与植物根系形成的菌根中真菌菌丝可以穿透根表皮层,进入皮层细胞间隙或细胞内,也有部分真菌菌丝可穿过菌根的表皮生长到根外,有助于扩大根的吸收,但主要是在皮层细胞间纵向延伸,或盘曲于皮层细胞内。这种菌根称为内生菌根。
5、外生菌根:是指菌根菌菌丝在植物根表面生长并交织成鞘套包在根外。鞘套外层菌丝结构疏松,并向外延伸使表面呈毡状或绒毛状,并代替根毛起吸收作用。内层菌丝可进入根皮层细胞间隙形成哈蒂氏网,但不进入皮层细胞内。
6、菌根菌:是指能与植物形成共生联合体菌根的真菌 。
7、植物根际:是指在植物根系影响下的特殊生态环境,一般指距根表2mm以内的土壤范围称为根际。
8、植物根际微生物:是指处于植物根际这个特殊生态环境中的微生物区系。
9、微生物寄生:在微生物寄生关系中,凡被另一类微生物寄生于体表或体内,细胞物质被另一类微生物获取为营养,最后发生病害甚至被裂解死亡的这一过程称为微生物寄生。
10、微生物寄生物:在微生物之间的寄生关系中,凡寄生于另一类微生物体表或体内,并从另一类微生物细胞中获取营养而生存的微生物,称为微生物寄生物。
11、根瘤:是豆科植物与根瘤菌相互作用而形成的植物---------根瘤菌共生体,具有固氮作用的特殊结构。
12、微生物之间的接力关系:是指微生物在分解复杂大分子有机物质时需要有多种微生物协同完成,在这个过程中,乙种微生物以甲种微生物代谢产物为营养基质,而丙种微生物又以乙种微生物的代谢产物为营养基质,如此下去,直至彻底分解,这种微生物之间的关系称为接力关系
13、微生物之间的捕食关系:是一种微生物吞食或消化另一种微生物的现象,如原生动物捕食细菌,放线菌和真菌孢子等。
14、微生物之间的共生关系:是两种微生物紧密地结合在一起,形成特定结构的共生体,两者绝对互为有利,生理上发生一定的分工,且具有高度专一性,其他微生物种一般不能代替共生体中的任何成员。且分开后难以独立生活,但不排除在另一生境中独立生活。
15、微生物之间的互利共栖关系:是指在同一个环境中两个微生物类群共栖时,双方在营养提供或环境条件方面都得益的关系。
16、微生物之间的偏利互生关系:这种关系是指在一个生态系统中的两个微生物类群共栖,一个群体得益,而另一个群体既不得益也不受害的情况。
17、微生物之间的寄生关系:是指一种微生物生活在另一种微生物的表面或体内,并从后一种微生物的细胞中获取营养而生存,常导致后一种微生物发生病害或死亡的现象。
18、微生物之间的拮抗关系:是两种微生物生活在一起时,一种微生物产生某种特殊的代谢产物或改变环境条件,从而抑制甚至杀死另一种微生物的现象。
19、微生物之间的竞争关系:是指两个或多个微生物种群生活于同一环境中时,竞争同一基质,或同一环境因子或空间而发生的其中一方或两方的群体大小或生长速率受到限制的现象。
20、土壤微生物生物量:是指单位土壤(m3或kg)中微生物细胞的重量。
21、微生物生态系:即是在某种特定的生态环境条件下,微生物的类群、数量和分布特征,以及参与整个生态系中能量流动和生物地球化学循环的过程和强度的体系。
22、发酵性微生物区系:是指土壤中那些对新鲜有机质很敏感,在有新鲜有机质存在时,可爆发性地旺盛发育,而在新鲜有机质消失后又很快消退的微生物区系,其数量变幅很大。
23、土著性微生物区系:是指土壤中那些对新鲜有机物质不很敏感,常年维持在某一水平上,即使由于有机物质的加入或温度、湿度变化而引起的数量变化,其变化幅度也较小的微生物类群。
24、清水型水生微生物:主要是指那些能生长于有机物质不丰富的清水中的化能自养型和光能自养型的微生物,如硫细菌、铁细菌、蓝细菌等。
25、腐生型水生微生物:是指那些能利用进入水域的腐败有机残体、动物和人类排泄物,生活污水和工业有机废水为营养,转化这些有机物为无机态物,使水质净化变清,而微生物本身得到大量繁殖的一类微生物。
26、土壤微生物区系:是指在某种特定的环境和生态条件下的土壤中存在的微生物种类、数量以及参与物质循环的代谢活动强度。
27、土壤微生物区系分析:采用多种培养基和培养方法,培养土壤中微生物区系的各个组成成分,从而认识特定土壤中的微生物区系在数量上和类群上的特点,即为土壤微生物区系分析。
28、极端环境微生物:能生存于极端环境如高温、低温、高酸、高碱、高压、高盐等环境中的微生物。
29、微生物生态学:就是研究处于环境中的微生物和与微生物生命活动相关的物理、化学和生物等环境条件,以及它们之间的相互关系的科学。
30、生态学:是研究生物有机体与其栖居环境相互关系的科学。
31、水体的富营养化:是指水体中氮、磷元素等营养物的大量增加,远远超过通常的含量,结果导致原有生态系统的破坏,使藻类和某些细菌的数量激增,其他生物种类减少。
★★★
1、氨化作用:蛋白质、核酸和其它含N有机物的含N部分被微生物分解
4、乳酸发酵:乙醇在好气条件下被醋酸菌氧化为醋酸的过程。
5、酒精发酵:在厌气条件下,酵母菌分解己糖产生乙醇的过程。
6、C:N?C:N是指有机营养型微生物在生长发育过程中需要从外界环境中吸收的C素和N素营养的比例。C:N通常为5:1。
7、硝化作用:氨氧化为硝酸的过程称为硝化作用。
8、反硝化作用:微生物还原硝酸为亚硝酸、氨和氮气的过程为反硝化作用。
9、硫化作用:H2S、元素硫和其它不完全氧化的硫化物被微生物氧化生成硫酸盐的过程。
10、反硫化作用:土壤中的硫酸盐和其它氧化态的硫化物在厌气条件下被微生物还原为H2S的过程。
13、丁酸发酵:丁酸细菌在厌气条件下发酵己糖产生丁酸的过程。
16、司提克兰氏反应:蛋白质水解梭菌在水解蛋白质时产生多种氨基酸,两种氨基酸相互反应时,一个做电子供体,一个做电子受休,进行发酵作用,脱氨基,产生脂肪酸的作用称为Stickland反应,例如,丙氨酸氧化和甘氨酸还原产生醋酸就是典型的例子.
第一章 细菌
1、
什么是微生物?它包括那些种类?至今人类发现的最大和最小的微生物类群各是什么?
微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。可分为三类:原核类的细菌(真菌和古生菌)、放线菌、霉菌、蓝细菌、支原体、立克次体和衣原体;真核类的真菌(酵母菌、霉菌、和覃菌)、原生动物和显微藻类;非细胞类的病毒和亚病毒(类病毒、拟病毒和朊病毒)。最大的微生物
最小的微生物
试述G+菌和G-菌细胞壁的特点,并说明革兰氏染色的机理及重要意义?
G-菌细胞壁的特点是厚度较G+菌薄,层次较多,肽聚糖层很薄(仅2-3nm),故机械强度较G+菌弱。
机理:通过结晶紫液初染和碘液媒染后,在细菌的细胞膜内可形成不溶与水的结晶紫与碘的复合物。G+菌由于其细胞壁较厚,肽聚糖网层次多和交联致密,故遇脱色剂乙醇处理时,因失水而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇的处理不会溶出缝隙,因此能把结晶紫和碘的复合物牢牢留在壁内,使其保持紫色。而G-菌因其细胞壁薄,外膜层类脂含量高,肽聚糖层薄和较联度差,遇脱色剂乙醇后,以类脂为主的外膜迅速溶解,这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出,因此细胞退成无色,这时,再经沙黄等红色染料复染,就使G-菌呈红色,而G+菌仍为紫色。
意义:证明了G+和G-主要由于其细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性(脱色能力)的不同,正由于这一物理特性的不同才决定了最终染色反应的不同。是一种积极重要的鉴别染色法,不仅可以用与鉴别真细菌,也可鉴别古生菌。
如何理解“放线菌是介于细菌与丝状真菌间而更接近细菌的一类微生物”?
放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物,它与细菌十分接近。①细胞壁主要为肽聚糖,②菌丝直径与细菌相仿,③革兰氏呈阴性,④都属于原核生物,⑤都是单倍体,多核。而其细胞呈丝状分枝,形成基内菌丝,气生菌丝,气生菌丝有分化为孢子丝,与丝状真菌的基本单位“菌丝”类似,但是它们差异很大,①真菌的菌丝比放线菌粗,②细胞壁的成分完全不同,丝状真菌的细胞壁由几个质层,蛋白质层,葡聚糖蛋白网层等构成,③菌丝体分化不同,丝状真菌菌丝体分化成营养菌丝体和气生菌丝体,④繁殖方式不同,丝状真菌的气生菌丝体回转化成子实体,孢子在其里面或外面产生,放线菌则通过气生菌丝分化成孢子丝,并通过横割分裂方式,产生成串分生孢子。
如何理解“菌落特征与菌体细胞结构、生长行为及环境条件有关”?
菌落特征取决与组成菌落的细胞结构,生长行为及个体细胞形态的差异,都会密切反映在菌落形态上,如有些细菌有荚膜,在其细胞壁外就会有一层厚度不定的透明胶状物质,而有些细菌有鞭毛,也会反映与它的菌落特征上,同时菌落在不同环境条件下的形态特征也有差异,在利于生长和不利生长的情况下,细菌的形态有差异,有些细菌在恶劣的条件下能形成芽孢等休眠体结构,培养基的种类不同也会形成菌落形态的不同,使用固体,半固体,液体培养基培养同一种细菌时,其菌落特征不尽相同。
试述细菌糖被的类型及其对科学研究、生产实践的意义。
意义:①用于菌种鉴定,②用作药物和生化试剂,③用作工业原料,④用于污水生物处理。
比较生物氧化与非生物氧化的主要异同点。
非生物氧化
多步式阶梯
一步式快速反应
化学物质或无催化剂
能量利用率
线粒体(真核)细胞膜(原核)
加氧、脱氢、失去电子
加氧、脱氢、失去电子
产能(ATP)产还原力[H]、产小分子中间代谢产物
产生大量的能量
脱氢(或电子)递氢(电子)受氢(电子)
氢(或电子)递氢(电子)受氢(电子)
一次全部释放能量
列表比较细菌、放线菌、霉菌、酵母菌细胞结构、群体特征及繁殖方式的异同点。
单细胞原核生物,细胞由细胞壁,细胞膜。细胞质和内含物,核区组成,少数含有特殊结构,如鞭毛、荚膜等。革兰氏染色有G+、G-
菌落一般呈现湿润较光滑,较粘稠,易挑起,质地均匀,菌落正反面及边缘中心部位颜色一致
主要为裂殖少数为牙殖
单细胞多核原核生物,革兰氏染色显阳性,细胞壁的成分主要为肽聚糖,细胞呈丝状分枝,形成基内菌丝,气生菌丝
干燥、不透明、表面呈致密的丝绒状,上有一层彩色“干粉”难挑起,菌落正反面颜色不一致
多数进行孢子繁殖,少数以基内菌丝分裂,形成孢子状细胞进行繁殖
由菌丝构成,直径3-10μm,与酵母菌细胞类似,细胞壁主要有几丁质构成,少数含有维生素
菌落的形态较大,质地疏松,外观干燥,不透明,呈现或松或紧的蛛网状、绒毛状、棉絮状,与培养基结合紧密,不易挑起
气生菌丝转化成各种子实体,子实体上或里面产生无性或有性孢子,进行繁殖。
细胞直径为细菌10倍,是典型的真核微生物细胞主要由细胞壁,细胞膜,细胞核构成。细胞壁分为三层,成分为酵母维生素
较湿润,较透明,表面较光滑,容易挑起,菌落知底均匀,正反面以及边缘与中央部位的颜色一致。
无性繁殖:牙殖,裂殖,无性孢子有性繁殖:产生子囊孢子
列表比较微生物的四大营养类型。
光能无机营养型(光能自养型)
蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类
光能有机营养型(光能异养型)
CO2及简单有机物
红螺菌科的细菌(即紫色无硫细菌)
化能无机营养型(化能自养型)
硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫磺细菌等
化能有机营养型(化能异养型)
绝大多数细菌和全部真核生物
★9、 如何获得细菌(G+、G-)、放线菌、酵母菌、霉菌的原生质体?
细菌原生质体获得:青霉素、溶菌酶
放线菌原生质体获得:蜗牛消化酶
霉菌原生质体获得:蜗牛消化酶
酵母菌原生质体获得:蜗牛消化酶
★10、酶的活性调节与酶合成调节有何不同,它们之间又有何联系?
酶分子水平上的调节
激活、抑制酶的活性
酶合成调节
基因水平上的调节
诱导、阻遏酶的合成
两者配合与协调,可达到最佳的调节效果,使微生物积累更多的为人类所需的有益代谢产物
★11、试述生物素对谷氨酸发酵生产的影响,并简述其作用机制。
在谷氨酸发酵生产中,生物素的浓度对谷氨酸的积累有着明显的影响,只有把生物素浓度控制在亚适量情况下,才能分泌出大量谷氨酸。
机制:生物素是脂肪酸生物合成中乙酰-CoA羧化酶的辅基,此酶可催化乙酰CoA的羧化并生成丙二酸单酰CoA,进而合成细胞膜磷脂的主要成分――脂肪酸,因此,控制生物素的含量就可以改变细胞膜的成分,进而改变膜的透性、谷氨酸的分泌和反馈调节
★1. 什么是微生物?它包括哪些类群?
答:微生物是一切肉眼看不见 或看不清的微小生物的总称.
包括①原核类的细菌`放线菌`蓝细菌’支原体`立克次氏体和衣原体;②真核类的真菌`原生动物`和显微藻类,以及属于非细胞类的病毒和亚病毒.
★2.人类迟至19世纪才真正认识微生物,其中主要克服了哪些重大障碍?
答:①显微镜的发明,②灭菌技术的运用,③纯种分离技术,④培养技术。
★6.微生物有哪五大共性?其中最基本的是哪一个?为什么?
答:①.体积小,面积大;②.吸收多,转化快;③.生长旺,繁殖快;④.适应强,易变异;⑤.分布广,种类多。其中,体积小面积大最基本,因为一个小体积大面积系统,必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面,并由此而产生其余4个共性。
★7.讨论五大共性对人类的利弊。
答:①.“吸收多,转化快”为高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础,从而使微生物能在自然界和人类实践中更好地发挥其超小型“活的化工厂”的作用。②.“生长旺盛,繁殖快”在发酵工业中具有重要的实践意义,主要体现在它的生产效率高、发酵周期短上;且若是一些危害人、畜和农作物的病原微生物或会使物品霉腐变质的有害微生物,它们的这一特性就会给人类带来极大的损失或祸害。③“适应强,易变异”,有益的变异可为人类创造巨大的经济和社会效益;有害的变异使原本已得到控制的相应传染病变得无药可治,进而各种优良菌种产生性状的退化则会使生产无法正常维持。④“分布广,种类多”,可以到处传播以至达到“无孔不入”的地步,只要条件合适,它们就可“随遇而安”,为人类在新世纪中进一步开发利用微生物资源提供了无限广阔的前景。
★8.试述微生物的多样性。
答:①.物种的多样性,②.生理代谢类型的多样性,③.代谢产物的多样性,④遗传基因的多样性,⑤生态类型的多样性.
★9.什么是微生物学?学习微生物学的任务是什么?
答:微生物学是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律,并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学,其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物,控制、消灭或改造有害微生物,为人类社会的进步服务。
★5.缺壁细菌共有四类:
(1)L-型细菌:指细菌在特定的条件下,由基因自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株,多形态,有的可通过细菌滤器而又称滤过型细菌,在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落。
(2)原生质体:是指在人为条件下,用溶菌酶除尽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渗透敏感细胞。一般由革兰氏阳性细菌形成。
(3)原生质球:又称球状体,是指在人为条件下,用溶菌酶去除革兰氏阴性细菌细胞壁或用青霉素抑制革兰氏阴性细菌新生细胞壁合成后,还残留着部分细胞壁而形成的细菌细胞,它呈圆球形。
(4)支原体:是在长期进化过程中形成的.适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇。所以即使缺乏细胞壁,其细胞膜仍有较高的机械强度。
上述原生质体和球状体的共同特点是:无完整的细胞壁,细胞呈球状,对渗透压极其敏感,革兰氏染色阴性,即使有鞭毛也无法运动,对相应噬菌体不敏感,细胞不能分裂等。当然,如在形成原生质体和球状体以前已有噬菌体侵入,则它仍能正常复制.增殖和裂解;同样,如在形成原生质体前正在形成芽孢,则该芽孢也仍能正常形成。原生质体或球状体比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质,故是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。
★六、革兰氏染色步骤:结晶紫初染,碘液媒染,95%乙醇脱色,番红复染
革兰氏染色机制:由于G+细菌细胞壁较厚,尤其是肽聚糖含量较高,网格结构紧密,含脂量又低,当它被酒精脱色时,引起细胞壁肽聚糖层网状结构的孔径缩小以至关闭,从而阻止了不溶性结晶紫-碘复体物的逸出,故菌体呈紫色。
而革兰氏阴性细菌的细胞壁肽聚糖层较薄,含量较少,而脂类含量高,当酒精脱色时,脂类物质溶解,细胞壁透性增大,结晶紫-碘复合物也随之被抽提出来,故G-菌体呈复染液的红色。
★1. 什么是细胞壁?生理功能是什么?
细胞壁是位于细胞最外的一层厚实.坚韧的外被,主要由肽聚糖构成,有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。其主要生理功能有:
(1)固定细胞外形和提高机械强度,从而使其免受渗透压等外力的损伤;
(2)为细胞的生长.分裂和鞭毛运动所必需,失去了细胞壁的原生质体,也就丧失了这些主要功能;
(3)阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质(相对分子质量大于800)进入细胞,保护细胞免受溶菌酶.消化酶和青霉素等有害物质的损伤;
(4)赋予细菌具有特定的抗原性.致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
★2.青霉素抑制G+的机理是什么
青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D-丙氨酰-D丙氨酸的结构类似物,它与肽聚糖单体竞争转肽酶的活力中心,当转肽酶与青霉素结合后,因前后二个肽聚糖单体间的肽桥无法交联,因此只能合成缺乏正常机械强度的缺损“肽聚糖”,从而形成了细胞壁缺损的细胞,如原生质体或球状体等。因此青霉素对处于生长旺盛期的细菌具有明显的作用,而对处于生长休眠期的细菌则无作用。
而溶菌酶存在于鸡蛋清及动物的眼泪中,能催化肽聚糖的水解,因此溶菌酶不论是对生长旺盛期的细菌,还是对生长休眠期的细菌,都有明显的作用。
★3. 细胞膜的概念及其功能
细胞质膜是紧贴细胞壁内侧.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7-8nm,由磷脂(占20%-30%)和蛋白质(占50%-70%)组成。其主要功能有:
(1)控制细胞内外的物质的运送和交换;
(2)维持细胞正常的渗透压的屏障作用;
(3)合成细胞壁各种组分(肽聚糖.脂多糖和磷壁酸)和荚膜等大分子的场所;
(4)进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地;
(5)传递信息;
(6)鞭毛的着生点和提供其运动的能量。
★4.荚膜概念及其功能
荚膜是有些细菌生活在一定营养条件下,可向细胞壁外分泌出一层黏滞性较大.相对稳定地附着在细胞壁外.具一定外形.厚约200nm的黏液层。其主要功能有:
(1)作为细胞外碳源和能源性贮藏物质,2并能保护细胞免受干燥的影响;
能增强某些病原菌的致病能力,使之抵抗宿主吞噬细胞的吞噬;
3堆积某些代谢废物。4粘附作用5透性屏障,离子交换系统,避免金属离子毒害6细胞识别
★4.G+和G-细菌肽聚糖结构的差别。
答:G-细菌与G+细菌的肽聚糖的差别仅在于:1)四肽尾的底3个氨基酸不是L-lys,而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才有的内消二氨基庚二酸(m-DAP)所代替;2)没有特殊的肽桥,其前后两个单体间的连接仅通过甲四肽尾的第4个氨基酸――D-Ala的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸――m-DAP的氨基直接相连,因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。
★5.什么是原生质体?及其特点
(protoplast)
在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的,圆球形、对渗透压变化敏感的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。
1.对环境条件变化敏感,低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂
2.有的原生质体具有鞭毛,但不能运动,也不被相应噬菌体所感染,在适宜条件(如高渗培养基)可生长繁殖、形成菌落,形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构
3.比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质,是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料
★7.何为“拴菌试验”?它何以能说明鞭毛的运动机制?
答: “拴菌”试验(tethered-cell experiment)是1974年,美国学者西佛(M.Silverman)和西蒙(M.Simon)曾设计的一个实验,做法是:设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴”在载玻片上,然后在光学显微镜下观察细胞的行为。
因实验结果发现,该菌是在载玻片上不断打转(而非伸缩挥动),故肯定了“旋转论”是正确的。
★8.渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的?
答:渗透调节皮层膨胀学说认为: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 ,皮层的离子强度很高,从而使皮层产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分,结果造成皮层的充分膨胀。而核心部分的细胞质却变得高度失水,因此,具极强的耐热性。关键是芽孢有生命的部位即核心部位的含水量很稀少,为10%~25%,因而特别有利于抗热。
★9.什么是菌落?试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。
答:菌落即单个(或聚集在一起的一团)微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、 有一定形态结构的子细胞生长群体。
因不同形态、生理类型的细菌,在其菌落形态、构造等特征上也有许多明显的反映,故细菌的细胞形态与菌落形态间存在明显的相关性现象,如,无鞭毛、不能运动的细菌尤其是球菌通常都形成较小、较厚、边缘圆整的半球状菌落;长有鞭毛、运动能力强的细菌一般形成而平坦、边缘多缺刻、不规则的菌落;有糖被的细菌,会长出大型、透明、蛋清状的菌落;有芽孢的细菌往往长出外观粗糙、“干燥”、不透明且表面多褶的菌落等等。
第二章真核微生物的形态,构造和功能
★4 什么是单细胞蛋白?为什么酵母菌是一种优良的单细胞蛋白?
答:单细胞蛋白又叫微生物蛋白、菌体蛋白。按生产原料不同,可以分为石油蛋白、甲醇蛋白、甲烷蛋白等;按产生菌的种类不同,又可以分为细菌蛋白、真菌蛋白等
因为酵母菌的维生素、蛋白质含量高,个体一般以单细胞状态存在,能发酵糖产生能量常生活在含糖较高,酸度较大的水生环境中。
★7 霉菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点?它们分别可分化出哪些特化构造。
答:当其孢子落在固体培养基表面并发芽后,就不断伸长,分枝并以放射状
向内层扩展,形成大量色浅,较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的基内菌丝又称营养菌丝。同时在其上又不断向空间方向分化出颜色较深,直径较粗的分枝菌丝,叫气生菌丝。气生菌丝分化成孢子丝。
★10 细菌,放线菌,酵母菌和霉菌四类微生物的菌落有何不同?为什么?
答:酵母菌菌落一般较细菌菌落大且厚,表面湿润,粘稠,易被挑起,多为乳白色,少数呈红色。霉菌菌落由粗而长的分枝状菌丝组成,菌落疏松,呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状,比细菌菌落大几倍到几十倍,有的没有固定大小
放线菌菌落能产生大量分枝和气生菌丝的菌种(如链霉菌),菌落质地致密,与培养基结合紧密,小而不蔓延,不易挑起或挑起后不易破碎。
不能产生大量菌丝体的菌种(如诺卡氏菌)粘着力差,粉质,针挑起易粉碎,细菌的菌落一般呈现湿润,较光滑,较透明,较粘稠,易挑取,质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致。
细菌属单细胞生物,一个菌落内无数细胞并没有形态,功能上的分化,细胞间充满着毛细管状态的水。多数放线菌有基内和气生菌丝的分化,气生菌丝成熟时又会进一步分化成孢子丝并产生成串的干粉状孢子,它们伸展在空间,菌丝间没有毛细管水积存。酵母菌的细胞比细菌的大,细胞内有许多分化的细胞器,细胞间隙含水量相对较少,以及不能运动等特点。霉菌的细胞呈丝状,在固体培养基上生长时又有营养和气生菌丝的分化,气生菌丝间没毛细管水。则不同。
★11为什么说蕈菌也是真核微生物?
答:从进化历史,细胞结构,早期发育特点,各种生物学特性和研究方法等方面来考察,都可以证明它们与其他典型的微生物――显微真菌却完全一致。事实上,若将其大型子实体理解为一般真菌菌落在陆生条件下的特化与高度发展形式,蕈菌就与其他真菌无异了。
★12什么叫锁状联合?其生理意义如何?试图示其过程。
答:锁状联合即形成状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂,从而使菌丝尖端向前延伸。
★13试比较细菌,放线菌,酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同,并讨论它们的原生质体制备方法。
答:细菌细胞壁主要成分为肽聚糖,具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤。
细菌原生质体的制备:溶菌酶(lysozyme)、自溶酶(autolytic enzyme),酵母菌细胞壁主要成分甘露聚糖(mannan),(外层);蛋白质(protein)(中层);葡聚糖(glucan)(内层)类脂,几丁质 ,●酵母原生质体的制备:EDTA-α-巯基乙醇 蜗牛消化酶
放线菌和霉菌的细胞壁主要成分微纤维(microfibril)纤维素、几丁质
无定形基质成分:葡聚糖、蛋白质、脱乙酰几丁质、甘露聚糖、少量脂类无机盐等。
第三章 病毒 亚病毒
★⒉病毒粒有哪几种对称形式?每种对称又有几种特殊外型?
有螺旋对称、二十面体对称、复合对称,每种对称形式又有有包膜和无包膜之分。
★⒊什么叫烈性噬菌体?简述其裂解性生活史。
能在短时间内完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解5个阶段,而实现其繁殖的噬菌体成为烈性噬菌体。它的裂解生活史大致为:1尾丝与宿主细胞特异性吸附2病毒核酸侵入宿主细胞内3病毒核酸和蛋白质在宿主细胞内的复制和合成4病毒核酸和蛋白质装配5大量子代噬菌体裂解释放到宿主细胞外
★⒋什么是效价?试简述噬菌体效价的双层平板法。
效价表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。
双层平板法主要步骤:预先分别配制含2%和1%琼脂的底层培养基和上层培养基。先用底层培养基在培养皿上浇一层平板,待凝固后,再把预先融化并冷却到45℃以下,加有较浓的敏感宿主和一定体积待测噬菌体样品上层培养基,在试管中摇匀后,立即倒在底层培养基上铺平待凝,然后在37℃下保温。一般经10余h后即可对噬菌斑计数。
★⒌什么是一步生长曲线?它分几期?各期有何特点?
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线,称为一步生长曲线。
1潜伏期:细胞内已经开始装配噬菌体粒子并可用电镜观察到
2裂解期:宿主细胞迅速裂解溶液中噬菌体粒子急剧增多。
3平稳期:感染后的宿主细胞已全部裂解,溶液中的噬菌体效价达到最高点。
★⒎什么的病毒多角体?它有何实际应用?
多种昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下成多角形的包含体,称为多角体。
可以制作生物杀虫剂
第四章 微生物的营养
★1、什么叫碳源?试从元素水平、分子水平和培养基水平列出微生物的碳源谱。
一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物称为碳源。碳源谱见下图:
类型   元素水平
 化合物水平
      培养基原料水平
复杂蛋白质、核酸等    牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等
    C H O N
 多数氨基酸、简单蛋白质等
  一般氨基酸、明胶等
    C H O  糖、有机酸、醇、脂类等
 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等
    C H
烃类 天然气、石油及其不同馏份等
      二氧化碳
        二氧化碳
    C O X     碳酸盐等
     白垩、碳酸氢钠、碳酸钙等
★2、什么是氮源?试从元素水平、分子水平和培养基水平列出微生物的氮源谱。
 凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源,称为氮源。微生物的氮源谱如下;
类型 元素水平
  化合物水平
       培养基原料水平
复杂蛋白质、核酸等   牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉等
    N C H O
 尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等 尿素、蛋白胨、明胶等
N H       氨、铵盐等
         硫酸铵等
    N O
     硝酸盐等          硝酸钾等
        氮气
          空气
★3、什么是氨基酸自养微生物?试举一些代表菌,并说明其在实践上的重要性。
 不需要利用氨基酸做氮源,能把尿素、铵盐、硝酸盐、甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸,为氨基酸自养微生物。如根瘤固氮菌,能直接利用空气中的氮气合成自身所需的氨基酸,直接或间接地为人类提供蛋白质。
★4、什么叫生长因子?它包括哪几类化合物?微生物与生长因子有哪几类关系?举例并加以说明。
 生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需,但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。广义的生长因子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6的分支或直链脂肪酸,有时还包括氨基酸营养缺陷突变株所需要的氨基酸在内,而狭义的生长因子一般仅指维生素。生长因子与微生物的关系有以下3类:
(1)生长因子自养型微生物,它们不需要从外界吸收任何生长因子,多数真菌、放线菌和不少细菌,如E.coli等。
(2)生长因子异养型微生物,它们需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长,如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。
(3)生长因子过量合成型微生物,其代谢活动中,能合成并大量分泌某些维生素等生长因子的微生物,如各种生产维生素的菌种。
★5、什么叫水活度?它对微生物生命活动有何影响?对人类的生产实践的日常生活有何意义?
水活度表示在天然或人为环境中,微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。其定量含义为:某溶液的蒸气压与纯水蒸气压之比。生长繁殖在水活度高的微生物代谢旺盛,在水活度低的范围内生长的微生物抗逆性强。了解各类微生物生长的水活度,不仅有利于设计培养基,而且还对防止食物的霉腐具有指导意义。
★6、什么叫单功能营养物、双功能营养物和多功能营养物?各举一例说明。
只具有一种营养功能的营养物称为单功能营养物,如光辐射能源;同时具有两种营养功能的称为双功能营养物,如铵根离子;同时具有三种营养功能的营养物称为三功能营养物,如氨基酸。
★7、什么叫基团位移?试述其分子机制。
指一类既需特异性载体蛋白的参与,又需耗能的一种物质运送方式。其机制分两步:(1)HPr被PEP激活,(2)糖经磷酸化而进入细胞内。
★8、什么是选择培养基?试举一例并分析其原理。
选择培养基是一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基,具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能,广泛用于菌种筛选等领域。如酵母富集培养基中的孟加拉红抑制细菌的生长而对酵母菌无影响,偏酸性的环境有利于酵母菌的生长。
★9、什么是鉴别培养基?试以EMB为例,分析其鉴别作用原理。
鉴别培养基是一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂,从而达到只须用肉眼鉴别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。EMB培养基中的伊红和美蓝可抑制革兰氏阳性菌和一些难养的革兰氏阴性菌。产酸菌由于产酸能力不同,菌体表面带质子,与伊红美蓝结合从而有不同的颜色反应,可用肉眼直接判断。
★10、培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序?试言之。
在大多数化能异养微生物培养基中,除水分外,碳源含量最高,其后依次是氮源、大量元素和生长因子,它们间大体存在着十倍序列的递减趋势。
★11、什么叫碳氮比?试对5种分子式清楚的常用氮源按其含氮量的高低排一个顺序。
碳源与氮源含量之比即为碳氮比
氨气>尿素>硝酸铵>碳酸铵>硫酸铵
★12、何谓固体培养基?它有何用途?试列表比较4类固体培养基。
固体培养基是一类外观呈固体状态的培养基,在科研和生产实践上用途很广,如可用于菌种分离、鉴定、菌落计数、检验杂菌、选种、育种、菌种保藏、生物活性物质的生物测定、获取大量真菌孢子,以及用于微生物的固体培养和大规模生产等。
固化培养基
非可逆性培养基
天然固体培养基
液体培养基中加入凝固剂
有血清或无机硅胶的培养基
由天然固态基质直接配制的培养基
一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜
科研及生产中培养微生物、分离、鉴定等
化能自养菌的分离纯化等
大量培养、工业化生产等
水中少量菌的计数等
第五章 微生物的代谢
★1.比 较 红 螺 菌 与 蓝 细 菌 光 合 作 用 的 异 同 。
红 螺 菌 进 行 光 合 作 用 , 是 走 环 式 光 合 磷 酸 化 的 途 径 产 生 ATP, 没有 氧 气 的 放 出。蓝 细 菌 进 行 光 合 作 用 是 走 非 环 式 光 合 磷 酸 化 的 途 径 , 在 非 环 式 光 合 磷 酸 化 途 径 中 , 能 光 解 水 , 有 氧 气 放 出 , 并 有 还 原 力 产 生。
★2.合 成 代 谢 所 需 要 的 前 体 物 有 哪 些 ?
合成代谢所需要的前体物有:氨基酸、核苷酸、脂肪酸、UDP- 葡 萄 糖 胺
★3.试 述 分 解 代 谢 与 合 成 代 谢 的 关 系
分 解 代 谢 为 合 成 代 谢 提 供 能 量 , 还 原 力 和 小 分 子 碳 架
合 成 代 谢 利 用 分 解 代 谢 提 供 的 能 量 , 还 原 力 将 小 分 子 化 合 物 合 成 前 体 物 , 进 而 合 成 大 分 子。
合 成 代 谢 的 产 物 大 分 子 化 合 物 是 分 解 代 谢 的 基 础, 分 解 代 谢 的 产 物 又 是 合 成 代 谢 的 原 料 , 它 们 在 生 物 体 内 偶 联 进 行 , 相 互 对 立 而 又 统 一 , 决 定 着 生 命 的 存 在 和 发 展
★4.试 述 初 级 代 谢 和 次 级 代 谢 与 微 生 物 生 长 的 关 系。
初 级 代 谢 是 微 生 物 细 胞 中 的 主 代 谢 , 它 为 微 生 物 细 胞 提 供 结 构 物 质 , 决 定 微 生 物 细 胞 的 生 存 和 发 展 . 它 是 微 生 物 不 可 缺 少 的 代 谢。
次 级 代 谢 并 不 影 响 微 生 物 细 胞 的 生 存 ,它 的 代 谢 产 物 并 不 参 与 组 成 细 胞 的 结 构 物 质 。 次 生 代 谢 产 物 对 细 胞 的 生 存 来 说 是 可 有 可 无 的 。 例 如 ,,当 一 个 产 红 色 色 素 的 赛 氏 杆 菌 变 为 不 产 红 色 色 素 的 菌 株 后 ,该 菌 照 样 进 行 生 长 繁 殖 。
★6.合 成 代 谢 所 需 要 的 小 分 子 碳 架 有 哪 些 ?
合 成 代 谢 所 需 要 的 小 分 子 碳 架 通 常 有 如 下 十 二 种。
1- P 葡 萄 糖、5-P 核 糖 、PEP 、3-P 甘 油 酸、烯 酸 式 草 酰 乙 酸、乙 酸 CoA、
6-P 葡 萄 糖 、4-P 赤 藓 糖、丙 酮 酸、琥 珀 酰 CoA 、磷 酸 二 羟 丙 酮 、α-酮 戊 二 酸
★7.微 生 物 的 次 生 代 谢 产 物 对 人 类 活 动 有 何 重 要 意 义 ?
人 类 可 利 用 微 生 物 有 益 的 次 生 代 谢 产 物 为 人 类 的 生 产 , 生 活 服 务:利 用 有 益 抗 生 素 防 治 动 植 物 病 害,如 用 青 霉 素 治 疗 人 上 呼 吸 道 感 染 疾 病,用 井 岗 霉 素 防 治 水 稻 纹 枯 病。
利 用 有 益 的 毒 素 , 如 利 用 苏 云 金 杆 菌 产 生 的 伴 胞 晶 体 毒 素 防 治 鳞 翅 目 害 虫;利 用 微 生 物 生 产 维 生 素 , 例 如 利 用 真 菌 生 产 维 生 素 B2。利 用 微 生 物 生 产 植 物 生 长 剌 激 素 , 如 镰 刀 菌 产 生 的 赤 霉 素 可 促 进 植 物 生 长;利 用 微 生 物 生 产 生 物 色 素 安 全 无 毒 . 如 红 曲 霉 产 生 的 红 色 素;还 可 以 利 用 霉 菌 生 产 麦 角 生 物 碱 用 于 治 疗 高 血 压 等 病
★10.试 述 细 菌 合 成 脂 肪 酸 的 过 程 。
细 菌 合 成 脂 肪 酸 经 过 以 下 的 反 应 :
乙 酰 CoA、在 乙 酰 转 酰 基 酶 催 化 下 ,将 乙 酰 基 转 结 ACP:
乙 酰 CoA + ACP → 乙 酰ACP + CoA
(2)丙 二 酰CoA 在 丙 二 酰 转 酰 基 酶 催 化 下 ,将 丙 二 酰 基 转 给 ACP:
丙 二 酰CoA + ACP → 丙 二 酰ACP + CoA
(3)乙 酰ACP 和 丙 二 酰ACP 缩 合 成 乙 酰 乙 酰ACP ,并 放 出 CO2 和 一 分 子 ACP:乙 酰ACP + 丙 二 酰ACP → 乙 酰 乙 酰ACP + CO2 + ACP
(4)乙 酰 乙 酰ACP 被 NADPH2 还 原 成 -羟 基 丁 酰ACP
乙 酰 乙 酰ACP + NADPH2 → -羟 基 丁 酰ACP
(5)-羟 基 丁 酰ACP 脱 水 生 成 丁 烯 酰ACP
(6)丁 烯 酰ACP 被 NADPH2 2还 原 成 丁 酰ACP 。
所 生 成 的 丁 酰ACP 再 与 丙 二 酰ACP 缩 合 ,重 复 上 述 反 应 ,生 成 长 链 的 脂 肪 酸。
★13.以 金 黄 色 葡 萄 球 菌 为 例 , 试 述 其 肽 聚 糖 合 成 的 途 径 。
(1) UDP-NAG 生 成 。
UDP-NAM 生 成 。
上 述 反 应 在 细 胞 质 中 进 行 。
UDP-NAM上 肽 链 的 合 成 。
首 先 ,L-丙 氨 酸 与 UDP-NAM 上 的 羟 基 以 肽 键 相 连 。然 后 D-谷 氨 酸 ,L-赖 氨 酸 ,D-丙 氨 酸 和 D-丙 氨 酸 逐 步 依 次 连 接 上 去 ,形 成 UDP-NAM-5 肽 。连 接 的 过 程 中 每 加 一 个 氨 基 酸 都 需 要 能 量 ,Mg2+ 或 Mn2+等,并 有 特 异 性 酶 参 加 。肽 链 合 成 在 细 胞 质 中 进 行。
UDP-NAM-5 肽 移 至 膜 上 ,并 与 载 体 脂 -P 结 合 生 成 载 体 脂 -P-P-NAM-5 肽,放 出 UMP。UDP-NAG 通 过 b-1,4 糖 苷 键 与 载 体 脂-P-P-NAM-5 肽 结 合 生 成 NAG-NAM-5 肽-P-P-载 体 脂 ,放 出 UDP。新 合 成 的 肽 聚 糖 基 本 亚 单 位 可 以 插 入 到 正 在 增 长 的 细 胞 壁 生 长 点 组 成 中 ,释 放 出 磷 酸 和 载 体 脂-P。
肽 聚 糖 链 的 交 联。
主 要 靠 肽 键 之 间 交 联 。革 兰 氏 阳 性 菌 组 成 甘 氨 酸 肽 间 桥 ,阴 性 菌 由一 条 肽 链 上 的 第 4 个 氨 基 酸 的 羟 基 与 另 一 条 肽 链 上 的 第 3 个 氨 基 酸 的 自 由 氨 基 相 连 。
★1.化 能 异 养 微 生 物 进 行 合 成 代 谢 所 需 要 的 还 原 力 可 通 过 哪 些 代 谢 途 径 产 生 ?
还 原 力 由EM 途 径,HMP 途 径,ED 途 径,TCA 途 径 产 生
★2.自 然 界 中 的 微 生 物 在 不 同 的 生 活 环 境 中 可 通 过 哪 些 方 式 产 生 自 身 生 长 所 需 要 的 能 量 ?
各 种 不 同 的 微 生 物 的 产 能 方 式 可 概 括 为 如 下 几 种:
发 酵 产 能 、呼 吸 产 能 、氧 化 无 机 物 产 能 、靠 光 合 磷 酸 化 产 能
★3.试 述 多 糖 的 合 成 过 程 。
在 多 糖 合 成 中,通 常 是 以 核 苷 二 磷 酸 糖 ( 如 UDP- 葡 萄 糖 ) 作 为 起 始 物,逐 步 加 到 多 糖 链 的 末 端,使 糖 链 延 长 。
★4.在 TCA 循 环 中 可 为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?
EMP 途 径 能 为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?
HMP 途 径 可为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?
ED 途 径 可 为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?
TCA 循 环 可 提 供:GTP ,NADH2,NADPH2, FADH2,小 分 子 碳 架 (a- 酮 戊 二 酸 , 乙 酰 CoA , 琥 珀 酰 CoA , 烯 醇 式 草 酰 乙 酸 )
EM 途 径 能 为 合 成 代 谢 提 供:ATP ,NADH2 ,小 分 子 碳 架 ( 6-葡 萄 糖 , 磷 酸 二 羟 丙 酮 , 3-P甘 油 酸 , PEP , 丙 酮 酸 )
HMP 途 径 可 为 合 成 代 谢 提 供:NADPH2,小 分 子 碳 架 ( 5-P 核 糖 , 4-P赤 藓 糖 )
ED 途 径可 提 供:ATP,NADH2,NADPH2,小 分 子 碳 架 ( 6-P葡 萄 糖,3-P甘 油 酸,PEP,丙 酮 酸 )
★5.举 例 说 明 微 生 物 的 几 种 发 酵 类 型 。
微 生 物 的 发 酵 类 型 主 要 有 以 下 几 种:
乳 酸 发 酵 , 如 植 物 乳 酸 杆 菌 进 行 的 酸 泡 菜 发 酵 。
乙 醇 发 酵 : 如 酵 母 菌 进 行 的 酒 清 发 酵。
丙 酮 丁 醇 发 酵 : 如 利 用 丙 酮 丁 醇 梭 菌 进 行 丙 酮 丁 醇 的 发 酵 生 产。
丁 酸 发 酵 : 如 由 丁 酸 细 菌 引 起 的 丁 酸 发 酵。
★6.比 较 呼 吸 作 用 与 发 酵 作 用 的 主 要 区 别 。
呼 吸 作 用 和 发 酵 作 用 的 主 要 区 别 在 于 基 质 脱 下 的 电 子 的 最 终 受 体 不 同 , 发 酵 作 用 脱 下 的 电 子 最 终 交 给 了 底 物 分 解 的 中 间 产 物。呼 吸 作 用 ( 无 论 是 有 氧 呼 吸 还 是 无 氧 呼 吸 ) 从 基 质 脱 下 的 电 子 最 终 交 给 了 氧。( 有 氧 呼 吸 交 给 了 分 子 氧 , 无 氧 呼 吸 交 给 了 无 机 氧 化 物 中 的 氧 )
★8.试 述 E.coli 细 胞 中 由a- 酮 戊 二 酸 合 成 谷 氨 酰 胺 的 过 程 。
分 成 两 步 进 行 。首 先 由α-酮 戊 二 酸 经 氨 基 化 作 用 形 成 谷 氨 酸 :
谷 氨 酸 脱 氢 酶
α-酮 戊 二 酸 + NH3 + NADPH2 ―――――――― 谷 氨 酸 + H2O + NADP
第 二 步 是 谷 氨 酸 再 经 氨 基 化 形 成 谷 氨 酰 胺 :
谷 氨 酰 胺 合 成 酶
谷 氨 酸 + NH3 + ATP ―――――――→ 谷 氨 酰 胺 + ADP + Pi
微生物的生长
★⒉什么叫典型生长曲线?它可分几期?划分的依据是什么?
定量描述液体培养基中,微生物群体生长规律的实验曲线,称为生长曲线。
分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。
根据它们每小时分裂次数的不同。
★⒊延滞期有何特点?如何缩短延滞期?
第一 生长速率常数为0 第二细胞形态变大或增长 第三 细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性 第四 合成代谢旺盛 第五 对外界不良条件如NaC1溶液浓度、温度和抗生素等理、化因素反应敏感。
第一 用对数期的菌种接种 第二 接种量适量增大 第三 发酵培养基成分和种子培养基的成分尽量接近
★⒋指数期有何特点?处于此期的微生物有何应用?
第一生长速率常数最大 第二 细胞进行平衡成长 第三 酶系活跃,代谢旺盛
是用作代谢、生理等研究的良好材料,是增殖噬菌体的最适宿主,也是发酵工业中用作种子的最佳材料。
★⒌稳定期为何会到来?有何特点?
因为1微生物有害代谢产物的积累2营养物尤其是生长限制因子的耗尽3营养物的比例失调4 pH、氧化还原势等物理化学条件越来越不适宜
特点是生长速率常数等于0,这时菌体产量达到最高点,而且菌体产量与营养物的消耗间呈现出有规律的比例关系。
★⒍连续培养有何特点?为何连续时间是有限的?
第一流入新鲜培养基和无菌空气的同时,以同样的流速流出培养物 第二,微生物长期
保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上
因为菌种长期处于最高生长速率状态,突变严重,易使菌种退化。
★⒎什么是高密度培养,如何保证好氧菌的高密度培养?
是指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养10倍以上的生长状态或培养技术。
方法主要有:1选取最佳培养基成分和各成分含量2补料3提高溶解氧的浓度4防止有害代谢产物的生成
★⒏目前,一般认为氧对厌氧菌毒害的机制是什么?
氧分子形成超痒化物阴离子自由基,超痒化物阴离子自由基因为有基数电子故带负电荷,它既有分子性质,又有离子性质,其性质极不稳定,化学反应能力极强,在细胞内可破坏各种重要生物大分子和膜结构,还可形成其他活性氧化物,故对生物体的毒害非常大。厌氧菌不能合成SOD不能使超氧阴离子自由基歧化成过氧化氢,因此在氧存在时超痒化物阴离子自由基使厌氧菌受到毒害。
★⒐微生物培养过程中pH变化的规律如何?如何调整?
升高或降低,加入生理酸性盐或生理碱性盐,作为其培养基成分。
★⒑试比较灭菌、消毒、防腐和化疗的异同。
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。
消毒是指采用较温和的理化因素,仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动、植物有害的病原菌而对被消毒对象基本无害的措施。
防腐是指利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖的措施。
化疗是指利用对病原菌具有高度毒力而对其宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体体内病原微生物的生长繁殖,借以达到治疗该宿主传染病的一种措施。
灭菌完全杀死微生物,而其它方法则是抑制微生物的生长繁殖。
★11.影响湿热灭菌效果的主要因素有哪些?在实践中应如何正确对待?
灭菌物体含菌量越高需要灭菌的时间越长2各类空气排出程度,空气要全部排尽3灭菌对象PH,PH&6.0微生物已死亡PH在6.0-8.0之间微生物不会死亡4灭菌对象的体积,大容积培养基灭菌时必须延长灭菌时间5加热与散热速度,会影响培养基成分的破坏程度,应适当控制。
★⒓抗生素对微生物的作用机制分几类?试各举一例。
1抑制细胞壁合成,如:青霉素
2引起细胞壁降解,如:溶葡萄球菌素
3干扰细胞壁,如:多粘菌素
4抑制蛋白质合成,如:红霉素
5抑制DNA合成,如:灰黄霉素
6抑制DNA复制,如:丝裂霉素
7抑制RNA转录,如:放线菌素D
8抑制RNA合成,如:利福平
微生物生态
★1.举例阐述微生物之间的接力关系
微生物之间的接力关系是指微生物在分解纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质、淀粉、核酸等大分子复合物时,是由多种微生物类群一步一步逐级分解协同完成的过程。
如纤维素厌氧降解为甲烷和CO2过程就是由多种微生物类群协同接力完成的。纤维素首先被厌氧纤维分解菌分解为纤维二糖,纤维二糖由纤维二糖分解菌分解为葡萄糖,葡萄糖由厌氧性水解细菌发酵为H2/CO2和乙酸,H2/CO2由氢营养型的甲烷细菌转化成甲烷,乙酸则由乙酸营养型的产甲烷细菌转化成甲烷。
★2、举例阐述微生物之间的偏利共栖互生关系。
这种现象是指在一个生态系统中的两个微生物群体共栖,一个群体得益而另一个群体无影响的情况。
如在一个环境中好氧微生物与厌氧微生物共栖时,好氧微生物通过呼吸消耗掉氧气为厌氧微生物的生存和生长创造了厌氧生活的环境条件,使厌氧微生物得以生存和生长,而厌氧微生物的生存与生长对于好氧性微生物来说并无害处。
★3、举例阐述微生物之间的互利共栖互生关系。
这是两个微生物群体共栖于同一生态环境时互为有利的现象。较之双方单独生活时更好,生活力更强。这种互为有利可以是相互提供了营养物质,可以是相互提供了生长素物质,也可以是改善了生长环境或兼而有之。
例如纤维素分解细菌和固氮细菌共栖时,可以由纤维素分解细菌分解纤维素为固氮细菌提供生长和固氮所需的碳源和能源,而固氮细菌可以固定氮素为纤维素分解细菌提供氮源和某种生长素物质,这样互为有利,促进了纤维素的分解和氮素的固定。
★4、举例阐述微生物之间的共生关系。
一种微生物与另一种微生物生长于同一环境中,双方的生命活动互为有利,关系紧密,形成一个特殊的共生体结构,在这个共生体中,两种微生物可以有明确的生理上的分工和协作,在分类上可以形成独立的分类系统,这种关系称为微生物之间的共生关系。
如地衣,就是由藻类与真菌形成的共生体,两者之间有较明确的分工,藻类通过光合作用,将CO2固定转化为有机物,给真菌提供碳源和能源,能固氮的藻类还可提供氮源。而真菌可吸收水分和矿质元素等提供给藻类。
★5、举例说明微生物之间的竞争关系。
竞争关系是指在一个生态环境中存在的两个或多个微生物类群共同依赖于同一基质或环境因素时,产生的一方或双方微生物群体数量增殖速率和活性等方面受到限制的现象。
如在同一个厌氧消化环境中,甲烷八叠球菌和甲烷丝菌都利用乙酸生长和产甲烷,但各自的Km值分别为3mmol/L和0.07mmol/L,因此当环境中有较高乙酸浓度时,由于甲烷八叠球菌对乙酸的亲和力高,生长速率大,几乎只见到甲烷八叠球菌。当乙酸浓度降低时,由于甲烷八叠球菌难以利用低浓度的乙酸,而甲烷丝菌却能很好利用低浓度乙酸而逐渐占优势。
★6、为何说土壤是微生物栖息的良好环境。
因为土壤含有极为丰富的有机质,不时有动植物残体和微生物残体进入土壤,可以为占有绝大多数比例的有机营养型微生物提供所需的碳源和能源。
土壤也含有相当齐全的矿物质元素,可供微生物生长所需。土壤具有适宜于微生物生长的pH值范围,多数土壤pH在5.5-8.5之间,大多数微生物适宜生长pH范围也在这一范围。
土壤不论处于何种通气状况,都可适应微生物生长。
土壤温度变化范围也与微生物的生长适宜温度范围相一致。
因此土壤具有绝大多数微生物生活所需的各种条件,而成为微生物栖息的良好环境。
★7、阐述土壤微生物在土壤肥力培育中的作用。
土壤微生物在土壤肥力培育中起有重要作用。土壤微生物可以将进入土壤的动植物残体以及微生物本身残体分解,形成新的腐殖质物,并逐渐将老腐殖质分解,推动土壤腐殖质的更新,不断改善土壤的物理性状和化学性状。
微生物在生命活动过程中,将无效的营养物转化为有效营养,如氨化作用将有机氮转化为速效氮,无效磷转化为有效磷等等。
微生物在生命活动过程中可合成各种生长剌激物,有助于植物生长。
微生物在生命活动过程中,可合成各种抗生素物质,有利于抑制植物病原菌。
土壤中的固氮微生物还可以将空气中的氮固定为植物可利用的氮素,藻类还是其他土壤生物的先行生物。
★8、为什么说土壤藻类有土壤生物的先行者之称?
因为土壤藻类是光能自养型微生物,它可以光为能源将CO2转化为有机物,这些以藻类细胞形态存在的有机物,在藻类死亡之后,可以被其有机营养型微生物利用作为碳源和能源,其他微生物因此而发育繁衍。
另外土壤藻类中,许多种是能够进行固氮的,将空气中的氮素固定为其他生物可利用的氮源。
因此说土壤藻类是土壤生物的先行者。
★9、研究微生物生态学的意义何在?
由于微生物参与了和推动着物质和能量的生物地球化学循环过程而且在这个过程中参与了不同的活动过程,表现出不同的活动强度,起着非常重要的作用,通过研究微生物生态,掌握其活动规律,便能更好地发挥微生物的作用。
另外,了解微生物在自然界的分布规律,可为人类开发利用微生物资源提供理论依据。
根据微生物生态学原理,可利用微生物对环境的保护作用来修复被污染的环境。
因此微生物生态学的意义巨大。
★10、举例说明微生物与植物之间的共生关系。
微生物与植物之间能够形成一种特殊结构的共生体,而且微生物与植物之间互为对方提供营养物质或生长素物质,促进双方较之单独生长时更为旺盛的生长。
微生物与植物形成的共生体有根瘤,叶瘤和菌根等。根瘤是根瘤菌与豆科植物形成的共生体,根瘤菌在共生体根瘤中利用植物光合作用产生的碳水化合物作生长和固氮的碳源和能源,固定后的氮素除部分用于自己所需外大多输送给植物,而植物则把光合作用产物提供给根瘤菌。如果两者分开,根瘤菌则难以固定氮素,豆科植物则生长不良。
★11、试述水田土壤中微生物的生态分布规律。
在水田土壤中,耕作层中微生物数量最多,心土层中最少。
放线菌和真菌的数量相对比例较少。
细菌中好氧性细菌,专性厌氧细菌和兼性厌氧性细菌都有广泛分布,而且好氧性细菌仍比厌氧性细菌多好多倍,其分布有着各自不同的特点。
★12、举例阐述微生物之间的专一性拮抗关系和非专一性拮抗关系。
一种微生物的生命活动和代谢产物可以抑制另一种微生物的生命活动,甚至杀死另一种微生物的现象称之为微生物之间的拮抗关系。而根据拮抗关系中的专一性,可以分为专一性拮抗关系和非专一性拮抗关系。
例如在酸菜制作和青贮饲料过程中,乳酸菌发酵后产生乳酸,使环境pH下降,这样使得其他不耐酸的微生物受到抑制,这种拮抗关系没有特异的针对性,凡是不耐酸的微生物都会受到抑制,称为非专一性拮抗关系。
另外象放线菌或其他微生物在生命活动中可以产生某种抗生素,这种抗生素只抑制或杀死某些(或某种)微生物,如青霉素只杀死革兰氏阳性细菌和部分革兰氏阴性细菌,即不同种类与结构的抗生素选择性地抑制某种微生物。这种拮抗关系称为专一性拮抗关系。
★13、阐述微生物生态系的特点。
微生物生态系统有着不同于其他生态系统的明显特点。
一是微生物生态系统具有多样性,在不同的生态环境中,有着不同的微生物生态系统。其组成成分、数量、活动强度和转化过程等都很不一样,每一个特定的生态环境,都有一个与之相适应而又区别于其它生态环境的微生物生态系统。
二是具有稳定性。在一个特定的环境中,如无强烈的环境因子冲击,一般其组成成分、数量、活动强度和转化过程大体上保持稳定。即使面临一定范围内的环境因子改变压力,也能保持稳定。
三是具有适应性。即面临强大的环境因子改变压力,原有的微生物生态系统受到破坏时,可以诱导产生新的酶或酶系,或发育出新的微生物优势类群,以适应新的微生物生态系统。
四是具有物质流和能量流。即在微生物生态系统中的各微生物类群之间,在物质和能量上具有接力与流动的现象
★14、阐述微生物在不同地域上空的生态分布规律。
在不同地域上空空气中微生物的分布差异很大,城市上空空气中的微生物密度大大高于农村上空的微生物密度,在城市中街道上空的微生物密度大大高于公园上空的微生物密度。
在农村中无植被地表上空的微生物密度高于有植被地表上空的微生物密度,饲养牲畜的畜舍空气中的微生物密度可能是最高的,可达1,000,000-2,000,000个/m3。
一般来说室内空气中的微生物密度高于室外空气中的微生物密度,宿舍中的微生物密度可达20,000个/m3。
陆地上空的微生物密度高于海洋上空的微生物密度。在人迹稀少的北极上空以及雪山上空的微生物密度很低,甚至难以检测到。
★15、阐述微生物在各类水体间的生态分布规律。
大气水和雨雪中一般微生物数量不高,在长时间降雨过程后期,菌数更少,甚至可达无菌状态。高山积雪中也较少。
江河中微生物的数量和种类各不相同,与流经接触土壤和是否流经城市有关。土壤中的微生物随雨水和灌水排放等进入水体,或悬浮于水中,或附着于水中有机物上,或沉积于江河淤泥中。当江河流经城市时,大量的生活污水、工业有机废水和动植物残体进入水体,不仅带入大量微生物,且微生物可利用进入的有机体而旺盛繁育,数量大增。随着流程增加有机物被分解,微生物数量也逐渐减少。
池塘水一般由于靠近村舍,有机物进入较多,人畜粪便污染机率较高,不仅在数量上较高,且种类也较多。
大型湖泊水体由于其不流动性和周边受湖岸土壤和有机物质进入的影响,一般周边水域中的微生物数量和种类都多于湖泊中心水体。
海洋水体中心的微生物和种类不多,但沿海海岸水体中微生物数量和种类较远洋中心水体要多得多。
★16、举例说明微生物之间寄生关系中的直接接触和代谢物接触两种类型。
一种微生物可以通过直接接触或代谢物接触使另一种微生物寄主受害,乃至个体死亡,而使它自己本身得益并赖以生存,这种现象为微生物之间的寄生关系。
直接接触的类型如噬菌体侵染细菌,尤其是毒性噬菌体,侵染并进入细菌细胞后,利用细菌细胞内的物质,按噬菌体本身的遗传信息,合成噬菌体的大分子,再装配成成熟的噬菌体,而最后将细菌细胞裂解。代谢物接触的类型如粘细菌对细菌的寄生,粘细菌并不直接接触细菌,而是在一定距离外,依靠其胞外酶溶解敏感菌群,使敏感菌群释放出营养物质供其生长繁殖。
微生物与自然界物质转化
★1、试述微生物对淀粉的分解。
微生物对淀粉的分解有两种方式。一种是在微生物产生的磷酸化酶的作用下,将淀粉中的葡萄糖分子一个一个地分解下来。
另一种是在微生物产生的淀粉酶的作用下,将淀粉水解为麦芽糖,再在麦芽糖酶的作用下将麦芽糖水解为葡萄糖。
★2、试述微生物分解纤维素的生化机制。
纤维素是由葡萄糖聚合成的高分子化合物,每个纤维素分子含有1,400-10,000个葡萄糖基。
纤维素的分解是在微生物产生的C1酶,Cx酶和纤维二糖酶的作用下最后被分解为葡萄糖,其过程如下:
天然纤维素羧甲基纤维素纤维二糖葡萄糖
★3、 试述果胶的分解过程。
果胶物质在微生物产生的原果胶酶,果胶甲基酯酶,多缩半乳糖酶的作用下进行分解,其分解过程如下:
果胶物质在微生物产生的原果胶酶,果胶甲基酯酶,多缩半乳糖酶的作

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