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1、微生物邱礼鸿总结什么是微生物？它包括哪些类群？*微生物（microorganism, microbe）是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称，包括所有无细胞结构的病毒、所有原核生物和真核生物中的真菌、单细胞藻类和原生生物等。微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？*体积小，表面积大;吸收多，转化快 ;生长旺，繁殖快;适应强，易变异;种类多，分布广; 其中最基本的特性是体积小，面积大。简述微生物学发展史上 5 个时期的特点和代表人物。*答：什么是微生物学？学习微生物学的任务是什么？*答：微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及
2、其应用的一门学科。学习微生物学的任务有：1、 研究活的细胞以及它们是怎样生活的2、 研究独立存在的单个细胞，尤其是细菌3、 研究微生物的多样性，进化及进化的原因4、 研究微生物在整个世界所起的作用5、 研究微生物在基础生物学研究中的重要作用试讨论微生物学主要分支学科。微生物学可分为基础微生物学和应用微生物学。基础微生物学中按微生物种类又可分为细菌学、真菌学、病毒学、藻类学、菌物学、原生动物学；按过程或功能又可分为微生物生理学、微生物遗传学、微生物生态学、分子微生物学、细胞微生物学、微生物基因组学；按与疾病的关系又可分为免疫学、医学微生物学、流行病学。应用微生物学中按生态环境又可分为土壤微生物学
3、、海洋微生物学、环境微生物学、宇宙微生物学、水微生物学；按技术与工艺又可分为分析微生物学、微生物技术学、发酵微生物学、遗传工程；按应用范围又可分为工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、药学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、预防微生物学。试述微生物与当代人类实践的重要关系。*微生物与人类有着极其密切的关系，它不仅应用在人类生活中的各个方面，给人类带来巨大的利益，而且实际上涉及到人类的生存。微生物与当代人类实践的重要关系表现在以下几方面。农业生产方面：生物固氮、营养物质循环以及生态协调。食品工业方面：食物保存、食品发酵和食品添加剂。医药卫生方面：诊断新疾病、疾病的治疗（抗生素等）以及疾病的
4、预防（疫苗等） 。能量环境方面：生物燃料（甲烷和乙醇）和生物挽救途径。生物技术方面：基因改良有机物、制药生产（维生素、酶等）以及特定疾病的基因治疗。1.微生物对生命科学基础理论的研究有何重大贡献？为什么能发挥这种作用？答：生命科学由整体或细胞研究水平进入分子水平，取决于许多重大理论问题的突破，其中微生物学起了重要甚至关键的作用，特别是对分子遗传学和分子生物学的影响最大。如对有关突变的性质和来源的研究，对遗传物质的基础的确定， “断裂基因”和“跳跃基因”的发现，基因结构的精细分析，最先完成的基因组测序，基因表达调控的机制，DNA、RNA、蛋白质的合成机制以及中心法则的提出 这些工作都涉及了微生物
5、学家所做出的卓越贡献。之所以能够发挥这种作用是因为微生物简单而又具有完整的生命活动的特点。2.细菌的基本形态有哪几类？还有哪些特殊形态？*答：细菌的基本形态分为三类：球状、杆状、螺旋状。许多细菌也常以成对、成链、成簇的形式生长，例如双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。除了这三种基本形态外，还有许多具有其它形态的细菌，如螺旋体、丝状体、芽生和有附属物（如柄、菌丝、附器、衣鞘）等。而支原体没有细胞壁，故细胞柔软，形态多变，具有高度多形性。3.试图示 G+和 G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同G+细菌的细胞壁：不同点：G+细菌与 G-细菌的细胞壁都含肽聚糖 G+细菌的细胞壁厚度大
6、，化学成分简单而 G-细菌的细胞壁壁较薄，层次多、厚度低、成分复杂。G-细菌肽聚糖的含量很低，四肽尾的第 3 个 AA 在 G+菌中一般为 Lys，G-细菌为 DAP，且 G-细菌没有特殊的肽桥。G+细菌中有磷壁酸且含量较高而 G-细菌中无。相同点：G+细菌与 G-细菌细胞壁都有肽聚糖。 G+细菌与 G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表占细胞壁干重的%成分G+细菌 G-细菌肽聚糖 含量很高（5090） 含量很低（10）磷壁酸 含量较高（50） 无类脂质 一般无（2） 含量较高（20）蛋白质 无 含量较高4.试图示肽聚糖的模式构造，并指出 G+和 G-细菌肽聚糖结构的差
7、别。G: N-乙酰葡糖胺M: N- 乙酰胞壁酸 G+ G- G+肽聚糖结构：1).双糖单位，即由 1 个 N乙酰葡萄胺与 1 个 N乙酰胞壁酸分子通过 1，4糖苷键连接而成；2.)短肽“尾” ，即由 4 个氨基酸连起来的短肽链连接在N乙酰胞壁酸分子上。这 4 个氨基酸是按 L 型与 D 型交替排列的方式连接而成的，即丙氨酸(L)谷氨酸(D)赖氨酸(L)丙氨酸(D)；3)肽“桥” ，在金黄色葡萄球菌中为甘氨酸五肽。这一肽“桥”的氨基端与前一肽聚糖单体肽“尾”中的第 4 氨基酸D-丙氨酸的羧基相连接，而它的羧基端则与后一肽聚糖单体肽“尾”中的第 3 个氨基酸碱性氨基酸 L赖氨酸的氨基相连接，从而使
8、前后两个肽聚糖单体交联起来。 G-细菌与 G+细菌的肽聚糖的差别仅在于： 1）四肽尾的第 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。5什么是缺壁细菌？试列表比较 4 类缺壁细菌的形成、特点和实际应用。答：在自然界长期进化中和实验室菌种的自发突变中都会产生少数缺细胞壁的种类，或是用人为的方法通过抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获
9、得人工缺壁的细菌统称为缺壁细菌。比较如下：类型 形成 特点 实际应用L 型细菌（L-form of bacteria）在某些环境条件下（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变1没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态 2有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”可能与针对细胞壁的异型3对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在 0.1mm左右）抗菌治疗有关原生质体（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。球状体(spha
10、eroplast)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支原体(mycoplasma)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
11、缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度6试述染色法的机制并说明此法的重要性。答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+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，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之，G-细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，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复合物的溶出，因此细胞退成无色。这时，在经沙黄等红色染料复染，就使 G-细菌呈红色
12、，而 G+细菌则仍保留最初的紫色。此法证明了 G+和 G-主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反应不同，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。7.什么是菌落？试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性菌落（colony）：在固体培养基上，肉眼可见的，有一定形态的子细胞集团。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
13、；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。 1.什么是荚膜?其化学组成时什么？有何生理功能？*答：包被于某些细菌细胞壁上的一层厚度不定的胶质物质称为糖被，而包裹在单个细胞上而且在壁上有固定层的糖被就是荚膜。主要是由多糖，多肽和蛋白质组成，以多糖居多。荚膜的功能：抵御宿主防御(细胞吞噬)抵抗外界恶劣环境(干燥)表面附着作用免受病毒侵染和细菌掠食保护细胞免受化学物质伤害(去污剂)运动性增强抵抗渗透压迫2.何谓“拴菌试验”？它何以能证明鞭毛的运动机制？1974 年，美国学者西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Si
14、mon）曾设计了一个“拴菌”试验(tethered-cell experiment)，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。 结果发现，该菌是在载玻片上不停的打转（而非伸缩挥动） ，从而肯定了“旋转轮”的正确。说明鞭毛像螺旋桨一样旋转3.试比较鞭毛，菌毛与性菌毛的异同*鞭毛（flagellum）是生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，具有运动功能。 包括 3 部分：鞭毛丝由鞭毛蛋白组成的中空圆柱体，一些原生动物的鞭毛丝被一层鞘包裹；鞭毛钩(hook)联结鞭毛丝和基体；基体 (basal body)一系列的环驱动鞭毛螺旋桨一样旋转菌毛
15、(fimbriae) 纤细，短直，数量较多的蛋白质类附属物；功能：调节细菌的吸附性性菌毛(pili ) 结构与菌毛相似，但较长，较粗，数量较小；功能：交配所必需4.试比较古生菌、细菌和真核生物间的主要差别。 *原核生物和真核生物间比较，古细菌与原核生物一般情况下类似，详见课本 P65原核生物 真核生物DNA 在细胞质中游离 DNA 在膜包围的核中，只有一个核仁只有一个染色体 多于一个染色体，每个染色体是双拷贝(双倍体)DNA 与类组蛋白连系 DNA 与组蛋白连系含有染色体外的遗传物质，称为质粒 只在酵母中发现质粒在 mRNA 中没有发现内含子 所有基因中都发现内含子细胞分裂以二等分裂方式，只有
16、无性繁殖 细胞分裂为有丝分裂遗传信息传递可通过接合、转导、转化发生 遗传信息交换发生在有性繁殖过程，减数分裂导致产生单倍体细胞(配子) ，它们能融合。质膜含有 hopanoids、脂多糖和磷壁酸 质膜含有固醇能量代谢与细胞质膜连系 多数情况在线粒体中发生光合作用与细胞质中膜系统和泡囊连系 藻类和植物细胞中存在叶绿体蛋白质合成和寻靶作用与内膜、粗糙内质网膜和高尔基体相连系 有膜的泡囊如溶酶体和过氧化物酶体有微管骨架存在由一根蛋白鞭毛丝构成鞭毛 鞭毛有 9+2 微管排列的复杂结构核糖体70S 核糖体80S(线粒体和叶绿体的核糖体是 70S)肽聚糖的细胞壁(只有真细菌有，古细菌中是不同的多聚体)多糖的细胞壁，一般或者是纤维素或者是几丁质原核生物与古细菌比较特征 真细菌 古细菌细胞壁 有胞壁酸 无胞壁酸；含有聚多糖，糖蛋白
