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1、第一章 绪论1、什么是微生物生理学？研究热点是什么？ 微生物生理学是从生理生化的角度研究微生物的形态与发生、结构与功能、代谢与调节、生长于繁殖等的机理，以及这些过程与微生物生长发育以及环境之间的关系的学科。研究热点：环境修复；微生物发电、生物燃料；资源开发利用。 2、简要说明微生物生理学与其他学科的关系。 微生物生理学既是一门基础学科又是一门应用学科。它的发展与其他学科有着密切的联系，既依赖于微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学基础学科的理论和技术，还需要数学、物理学、化学、化学工程、电子信息学和设备制造工程等的理论和技术。 3、简述微生物生理学中常用的技术与方法。（1）电子显微技术，一种公
2、认的研究生物大分子、超分子复合体及亚细胞结构的有力手段，也是研究微生物不可缺少的手段。 (2) DNA分子铺展技术，可用来检查细菌、噬菌体的染色体结构，还可进行动态跟踪。（3）超速离心技术（4）光谱分析技术，包括可见光光度法（定量分析），紫外分光光度法，荧光分光光度法， 红外分光光度法。 (5）层析技术，一种基于被分离物质的物理、化学及生物学特性的不同，使它们再某种基质中移动速度不同而进行分离和分析的方法。纸层析，薄层层析，柱层析。（6）电泳技术，用于对样品进行分离鉴定或提纯的技术。 等电聚焦电泳，双向电泳，毛细管电泳，变性梯度凝胶电泳。（7）同位素示踪技术，利用放射性核素作为示踪剂对研究对象
3、进行标记的威廉分析方法。（8）基因芯片与高通量测序技术第二章 微生物的细胞结构与功能1.细胞壁及细胞膜的生理作用是什么？细胞壁的作用：(1)稳定细胞形态(2)控制细胞生长扩大(3)参与胞内外信息的传递(4)防御功能(5)识别作用（ps1、维持细胞形状,控制细胞生长，保护原生质体。细胞壁增加了细胞的机械强度,并承受着内部原生质体由于液泡吸水而产生的膨压,从而使细胞具有一定的形状,这不仅有保护原生质体的作用,而且维持了器官与植株的固有形态.另外,壁控制着细胞的生长,因为细胞要扩大和伸长的前提是要使细胞壁松弛和不可逆伸展.2.细胞壁参与了物质运输与信息传递细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白
4、质通过,而将大分子或微生物等阻于其外。 3、细胞壁有防御与抗性）细胞膜的作用：(1) 选择性控制细胞内.外的营养物质和代谢产物的运送。(2) (膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶类，是细胞的产能基地。(3) 是合成细胞壁和糖被等有关成分的重要场所。(4) 是鞭毛基体着生的部位，提供鞭毛运动所需能量。(5) 维持细胞内正常渗透压的结构屏障。2.比较说明革兰氏阴性菌与革兰氏阳性菌细胞壁的异同点？兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构显著不同，导致这两类细菌在染色性、抗原性、毒性、对某些药物的敏感性等方面的很大差异。革兰氏阳性菌：肽聚糖（基本结构）：包括聚糖骨架（双糖单位），四肽侧链 （L-
5、Ala.D-Glu.L-Lys.D-Ala），五肽交联桥、磷壁酸（特殊成份）：包括膜磷壁酸，壁磷壁酸革兰氏阴性菌:肽聚糖（基本结构），包括聚糖骨架（双糖单位），四肽侧链(第三位氨基酸不是L-Lys多为消旋二氨基庚二酸m-DAP)没有特殊的肽桥。外膜（特殊成分），包括脂蛋白，脂质双层，脂多糖（LPS）,周质空间（特殊结构）3.磷壁酸、脂多糖的主要作用是什么？磷壁酸的作用：(1) 磷酸分子上较多的负电荷可以提高细胞周围Mg2+的浓度，与其结合后可使细胞膜上一些需要Mg2+的合成酶活性提高。(2) 贮藏磷元素。(3) 增强某些致病菌对寄主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用。(4) 作为噬菌
6、体的特异性吸附受体。(5) 赋予革兰氏阳性菌特异的表面抗原。(6) 调节细胞自容素的活力，防止细胞因自溶而死亡。脂多糖的作用：(1) 类脂A是革兰氏阴性菌的致病物质-内毒素的物质基础。(2) 其负电荷比较强，可以吸附Mg2+ 、Ca2+等阳离子以及提高其在细胞表面浓度的作用。维持脂多糖结构的稳定性必须要足够的Ca2+存在。(3) 脂多糖的结构多变决定了革兰氏阴性菌细胞表面抗原决定簇的多样性。(4) 是噬菌体在细胞表面的吸附受体。(5) 具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。4.比较古生菌的假肽聚糖与真细菌的肽聚糖的差异？古生菌的细胞壁是由假肽聚糖组成。他与真肽聚糖的多糖骨架不同，它是由
7、N-乙酰葡糖按和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以-1,3糖苷键（不被溶菌酶水解）交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala、L-Lys三个L型氨基酸组成，肽桥则由L-Glu一个氨基酸组成。5.抗酸性细菌（抗酸性细胞壁、抗酸性染色） 是一类特殊的革兰氏阳性菌，因其细胞壁中含有一种物质叫做分枝菌酸，他们被酸性复红染色后不能像其他革兰氏阳性菌那样被盐酸乙醇脱色，故称为 抗酸细菌。 抗酸细菌细胞壁的类脂含量很高，而肽聚糖的哈娘却很低，因此虽然反应呈革兰氏阳性，但是在细胞壁构造上类似革兰氏阴性菌（其类脂外壁层相当于革兰氏阴性菌的脂多糖层）。 抗酸性染色：用石炭酸复红染色后，用盐酸乙醇分色，再用
8、美蓝进行对比染色，抗酸细菌仍然为红色，而其他细菌及背景中的物质为蓝色。6.真菌细胞壁是有什么物质组成的？ 真菌细胞壁的主要成分是多糖、少量蛋白质和脂质。多糖构成了细胞壁中有形的微纤维和无定形基质的成分。微纤维部分 都是单糖的1,4聚合物，如纤维和几丁质，类似建筑物的钢精，可使细胞壁保持韧性。无定形基质包括甘露聚糖等以及少量的蛋白质，类似混凝土等填充物。低等真菌的细胞壁成分以纤维素为主，酵母菌以葡聚糖为主，高等陆生真菌则以几丁质为主。7.藻类细胞壁是由什么物质组成？藻类细胞壁的厚度一般为10-20nm，其结构骨架多由纤维素组成并以微纤丝的方式成层状排列，其余为间质多糖，间质多糖主要是杂多糖还含有
9、少量的蛋白质和脂类，杂多糖的种类随种而异。8.古生菌细胞壁的组成？在古生菌中，除了热原体属没有细胞壁之外，其余的都有与真菌类似功能的细胞壁。已经研究的一些古生菌，他们的细胞壁没有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成。例如：假肽聚糖细胞壁 独特多糖细胞壁 硫酸化多糖细胞壁 糖蛋白细胞壁 蛋白质细胞壁。9.古生菌的细胞质膜多样性的表现(1)存在着独特的单分子层或单、双分子层混合膜。(2)其磷脂的亲水头由甘油组成，疏水尾由长链烃组成，两者由特殊的醚键连接成甘油二醚或甘油四醚，其他原核生物是通过酯键吧甘油和脂肪酸连接在一起的。(3)在甘油分子的C3位上，可连接多种与真细菌和真核生物
10、原生质膜不同的基团，如磷酸酯基，硫酸脂基及多种糖基等。(4)含有多种独特脂质。10.以革兰氏阴性细菌为例说明鞭毛的结构。鞭毛的构造由鞭毛丝、钩形鞘和基体三部分构成。鞭毛丝是直径为13.5nm的中空细丝，由球状的鞭毛蛋白亚基螺旋排列而成，鞭毛是以顶部延伸的方式进行生长。钩形鞘为鞭毛丝与基体间的桶状弯曲连接部分。基体是由一个中心杆和连接在其上的套环组成。革兰氏阴性菌有4个环：L环在细胞壁的脂多糖外壁层，P环在肽聚糖层，S环和M环共同嵌埋在细胞质膜和周质空间上称为S-M环，C环连接在细胞膜和细胞质的交界处，其功能和S-M环相同。有MOT蛋白它可以未然并固定S-M环，他们驱动鞭毛的旋转。还有一组Fli
11、蛋白位于S-M环下面油马达开关的功能，接受胞内信号后可以控制鞭毛的旋转方向。11.菌毛和鞭毛的区别，其功能如何？菌毛又称纤毛、伞毛、须毛。是着生于细胞膜上，伸出菌体表面的一类比鞭毛更纤细、短直且数量更多的、中空的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。菌毛的结构较鞭毛简单，无基粒等复杂结构。12.糖被的主要成分是什么？糖被分为几类？糖被有何生理作用？包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质，称为糖被 。糖被的成分一般是多糖，少数是蛋白质和多肽，也有多糖和多肽复合型的。糖被的功能为：保护作用，其上大量极性基团可保护菌体免受干旱损伤；可防止噬菌体的吸附和裂解；增加病原菌的致病力可抵御
12、吞噬细胞的吞噬；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用，是细胞外碳源和能源 的储备库透性屏障和离子交换系统，以保护细菌免受重金属离子的毒害；表面附着作用细菌间的信息识别作用；堆积代谢废物。13.原核生物的细胞内模型系统包括哪几种，其各自功能是什么？有三种类型的内膜系统，他们分别是间体、光合膜和其他内膜系统。(1) 间体功能：在横隔壁和细胞壁形成及细胞分裂过程中有一定作用；细菌DNA复制时的结合位点，参与DNA的肤质和细胞分裂；作为细胞呼吸时的氧化磷酸化中心，起着“拟线粒体”的作用；具有将胞外酶(消化酶类)分泌到胞外的作用，起着“拟内质网”的作用。(2) 光合膜是光合细菌进行光合作用的场所。含有叶绿素
13、、胡萝卜素等光和色素和酶类。(3) 其他内膜系统有很多其他的功能例如羧酶体可以固定CO2，是许多能同化CO2的自养细菌所特有的内含物。气泡是某些水生细菌所含有的泡囊状内含物，可以调节他在水中的位置。14.芽孢萌发的条件及其过程。芽孢萌发需要适宜的条件，例如合适的温度，一定的湿度与氧气含量，足够的营养物质等。首先芽孢发生吸胀作用,随之折光性和抗性丧失,继而呼吸作用代谢活性增强,芽孢特殊内含物分解,营养细胞壁迅速合成,最后,新形成的营养细胞从破裂的孢子囊里萌发出来. 回复营养生长。15.磁小体、伴孢晶体：贮藏物颗粒包括哪些？*磁小体存在于少数Aquaspirillum(水生螺菌属)和ilophoc
14、occus(嗜胆球菌属)等趋磁细菌中,大小均匀(20-100nm)分布。数目不等(2-20颗),形状为平截八面体,平行六面体或六棱柱体等,成分四氧化三铁,外有一层磷脂,蛋白质或糖蛋白膜包裹,无毒,具有导向功能,即借鞭毛引导细菌游向最有利的泥,水界面微氧环境处生活.趋磁细菌还有一定的实用前景,包括用作磁性定向药物和抗体,以及制造生物传感器等.某些芽孢杆菌，如苏云芽孢金杆菌(BT)，在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的的碱溶性蛋白晶体，称为伴孢晶体。贮藏物颗粒是一类有不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，种类较多，主要功能是贮藏营养物。有聚-羟丁酸（PHB）、硫粒、藻青素、异染粒。1
15、6.什么是细胞膜？简述其组成及生理功能，简述液态镶嵌模型的内容。又称细胞质膜。细胞表面的一层柔软而富有弹性的半透膜。是细胞生存必须的重要结构。磷脂双分子层是构成细胞膜的的基本支架。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，含有少量糖类。其中部分脂质和糖类结合形成糖脂，部分蛋白质和糖类结合形成糖蛋白。细胞膜的作用：1选择性控制细胞内.外的营养物质和代谢产物的运送。2膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶类，是细胞的产能基地。3是合成细胞壁和糖被等有关成分的重要场所。4是鞭毛基体着生的部位，提供鞭毛运动所需能量。5维持细胞内正常渗透压的结构屏障。 细胞膜不是静态的，而是膜中的脂质和蛋白质都能自由运动。这种模型叫做流动镶嵌模型。这是个动态模型，表示细胞膜是由脂质双分子层和镶嵌着的球蛋白分子组成的，有的蛋白质分子露在膜的表面，有的蛋白质分子横穿过脂质双分子层。这种模型主要强调的是，流动的脂质双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质分子像一群岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋”中。第三章 微生物的营养与物质运输1. 微生物的营养六要素，各自作用及应用实例。1.碳源 作用：（1）能满足微生物生长繁殖所需要的碳元素（2）从简单的无机物（
