【正文】 周德慶《微生物學(xué)》課后習(xí)題答案生物秀論壇整理緒論?它包括哪些類群?答:微生物是一切肉眼看不見(jiàn)或看不清的微小生物的總稱.包括①原核類的細(xì)菌`放線菌`藍(lán)細(xì)菌’支原體`立克次氏體和衣原體。②真核類的真菌`原生動(dòng)物`和顯微藻類,以及屬于非細(xì)胞類的病毒和亞病毒. 世紀(jì)才真正認(rèn)識(shí)微生物,其中主要克服了哪些重大障礙?答:①顯微鏡的發(fā)明,②滅菌技術(shù)的運(yùn)用，③純種分離技術(shù)，④培養(yǎng)技術(shù)。 個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)和代表人物.答:史前期（約8000 年前—1676），各國(guó)勞動(dòng)人民，①未見(jiàn)細(xì)菌等微生物的個(gè)體；②憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)利用微生物是有益活進(jìn)行釀酒、發(fā)面、制醬、娘醋、漚肥、輪作、治病等）初創(chuàng)期（1676—1861 年），列文虎克，①自制單式顯微鏡，觀察到細(xì)菌等微生物的個(gè)體；②出于個(gè)人愛(ài)好對(duì)一些微生物進(jìn)行形態(tài)描述；奠基期（1861—1897年），巴斯德，①微生物學(xué)開始建立；②創(chuàng)立了一整套獨(dú)特的微生物學(xué)基本研究方法；③開始運(yùn)用“實(shí)踐——理論——實(shí)踐”的思想方法開展研究；④建立了許多應(yīng)用性分支學(xué)科；⑤進(jìn)入尋找人類動(dòng)物病原菌的黃金時(shí)期；發(fā)展期（1897—1953年），①對(duì)無(wú)細(xì)胞酵母菌“酒化酶”進(jìn)行生化研究；②發(fā)現(xiàn)微生物的代謝統(tǒng)一性；③普通微生物學(xué)開始形成；④開展廣泛尋找微生物的有益代謝產(chǎn)物；⑤青霉素的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了微生物工業(yè)化培養(yǎng)技術(shù)的猛進(jìn)；成熟期（1953—至今） ，①?gòu)V泛運(yùn)用分子生物學(xué)理論好現(xiàn)代研究方法，深刻揭示微生物的各種生命活動(dòng)規(guī)律；②以基因工程為主導(dǎo)，把傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)酵提高到發(fā)酵工程新水平；③大量理論性、交叉性、應(yīng)用性和實(shí)驗(yàn)性分支學(xué)科飛速發(fā)展；④微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論和獨(dú)特實(shí)驗(yàn)技術(shù)推動(dòng)了生命科學(xué)個(gè)領(lǐng)域飛速發(fā)展；⑤微生物基因組的研究促進(jìn)了生物信息學(xué)時(shí)代的到來(lái)。？為什么能發(fā)揮這種作用？答：微生物由于其“五大共性”加上培養(yǎng)條件簡(jiǎn)便，因此是生命科學(xué)工作者在研究基礎(chǔ)理論問(wèn)題時(shí)最樂(lè)于選用的研究對(duì)象。歷史上自然發(fā)生說(shuō)的否定，糖酵解機(jī)制的認(rèn)識(shí)，基因與酶關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，突變本質(zhì)的闡明，核酸是一切生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的證實(shí)，操縱子學(xué)說(shuō)的提出，遺傳密碼的揭示，基因工程的開創(chuàng)，pcr技術(shù)的建立，真核細(xì)胞內(nèi)共生學(xué)說(shuō)的提出，以及近年來(lái)生物三域理論的創(chuàng)建等，都是因選用微生物作為研究對(duì)象而結(jié)出的碩果。為此，大量研究者還獲得了諾貝爾獎(jiǎng)的殊榮。微生物還是代表當(dāng)代生物學(xué)最高峰的分子生物學(xué)三大來(lái)源之一。在經(jīng)典遺傳學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，由于先驅(qū)者們意識(shí)到微生物具有繁殖周期短、培養(yǎng)條件簡(jiǎn)單、表型性狀豐富和多數(shù)是單倍體等種種特別適合作遺傳學(xué)研究對(duì)象的優(yōu)點(diǎn)，紛紛選用粗糙脈孢菌，大腸桿菌，釀酒酵母和t 系噬菌體作研究對(duì)象，很快揭示了許多遺傳變異的規(guī)律，并使經(jīng)典遺傳學(xué)迅速發(fā)展成為分子遺傳學(xué)。從1970 年代起，由于微生物既可以作為外源基因供體和基因載體，并可作為基因受體菌等的優(yōu)點(diǎn)，加上又是基因工程操作中的各種“工具酶”的提供者，故迅速成為基因工程中的主角。由于小體積大面積系統(tǒng)的微生物在體制和培養(yǎng)等方面的優(yōu)越性，還促進(jìn)了高等動(dòng)、植物的組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，這種“微生物化”的高等動(dòng)、植物單細(xì)胞或細(xì)胞集團(tuán)，也獲得了原來(lái)僅屬于微生物所有的優(yōu)越體制，從而可以十分方便地在試管和培養(yǎng)皿中進(jìn)行研究，并能在發(fā)酵罐或其他生物反應(yīng)器中進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)和產(chǎn)生有益代謝產(chǎn)物。此外，這一趨勢(shì)還是原來(lái)局限于微生物實(shí)驗(yàn)室使用的一整套獨(dú)特的研究方法、技術(shù)，急劇向生命科學(xué)和生物工程各領(lǐng)域發(fā)生橫向擴(kuò)散，從而對(duì)整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展，作出了方法學(xué)上的貢獻(xiàn)。？其中最基本的是哪一個(gè)？為什么？答：①.體積小，面積大；②.吸收多，轉(zhuǎn)化快；③.生長(zhǎng)旺，繁殖快；④.適應(yīng)強(qiáng)，易變異；⑤.分布廣，種類多。其中，體積小面積大最基本，因?yàn)橐粋€(gè)小體積大面積系統(tǒng)，必然有一個(gè)巨大的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收面、代謝廢物的排泄面和環(huán)境信息的交換面，并由此而產(chǎn)生其余4 個(gè)共性。答：①.“吸收多，轉(zhuǎn)化快”為高速生長(zhǎng)繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而使微生物能在自然界和人類實(shí)踐中更好地發(fā)揮其超小型“活的化工廠”的作用。②.“生長(zhǎng)旺盛，繁殖快”在發(fā)酵工業(yè)中具有重要的實(shí)踐意義，主要體現(xiàn)在它的生產(chǎn)效率高、發(fā)酵周期短上；且若是一些危害人、畜和農(nóng)作物的病原微生物或會(huì)使物品霉腐變質(zhì)的有害微生物，它們的這一特性就會(huì)給人類帶來(lái)極大的損失或禍害。③“適應(yīng)強(qiáng)，易變異”，有益的變異可為人類創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；有害的變異使原本已得到控制的相應(yīng)傳染病變得無(wú)藥可治，進(jìn)而各種優(yōu)良菌種產(chǎn)生性狀的退化則會(huì)使生產(chǎn)無(wú)法正常維持。④“分布廣，種類多”，可以到處傳播以至達(dá)到“無(wú)孔不入”的地步，只要條件合適，它們就可“隨遇而安”，為人類在新世紀(jì)中進(jìn)一步開發(fā)利用微生物資源提供了無(wú)限廣闊的前景。答：①.物種的多樣性，②.生理代謝類型的多樣性,③.代謝產(chǎn)物的多樣性,④遺傳基因的多樣性,⑤生態(tài)類型的多樣性.?學(xué)習(xí)微生物學(xué)的任務(wù)是什么?答:微生物學(xué)是一門在細(xì)胞、分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等實(shí)踐領(lǐng)域的科學(xué)，其根本任務(wù)是發(fā)掘、利用、改善和保護(hù)有益微生物，控制、消滅或改造有害微生物，為人類社會(huì)的進(jìn)步服務(wù)。第一章第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能1．試設(shè)計(jì)一張表格，比較以下6 個(gè)大類原核生物的主要特性。答：比較如下：特征細(xì)菌 放線菌 藍(lán)細(xì)菌 支原體 立克次氏體 衣原體直徑（um） 310 可見(jiàn)性光學(xué)顯微鏡光學(xué)顯微鏡光學(xué)顯微鏡光鏡勉強(qiáng)可見(jiàn)光學(xué)顯微鏡光鏡勉強(qiáng)可見(jiàn)過(guò)濾性不能不能不能能 不能能革蘭氏染色陽(yáng)性或陰性陽(yáng)性陰性陰性陰性陰性細(xì)胞壁有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁缺壁 有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁繁殖方式二均分裂無(wú)性孢子和菌體斷裂二均分裂二均分裂二均分裂二均分裂培養(yǎng)方法人工培養(yǎng)人工培養(yǎng)人工培養(yǎng)人工培養(yǎng)宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞核酸種類DNA 和RNA DNA 和RNA DNA 和RNA DNA 和RNA DNA 和RNA DNA和RNA核糖體有 有 有 有 有 有大分子合成有 有 有 有 進(jìn)行 進(jìn)行產(chǎn)生ATP 系統(tǒng)有 有 有 有 有 無(wú)增殖過(guò)程中結(jié)構(gòu)的完整性保持保持保持保持保持保持入侵方式多樣直接 昆蟲媒介 不清楚對(duì)抗生素敏感 敏感（青霉素除外）敏感 敏感對(duì)干擾素某些菌敏感不敏感有的敏感有的敏感2．典型細(xì)菌的大小和重量是多少？試設(shè)想幾種形象化的比喻加以說(shuō)明。生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享互助社區(qū)生物秀－專心做生物第3 頁(yè)共 33 頁(yè)答：，它的細(xì)胞平均長(zhǎng)度約為2um，形象地說(shuō)，若把1500個(gè)細(xì)菌的長(zhǎng)徑相連，僅等于一顆芝麻的長(zhǎng)度，如果把120 個(gè)細(xì)胞橫向緊挨在一起，其總寬度才抵得上一根人發(fā)的粗細(xì)。它的重量更是微乎其微，若以每個(gè)細(xì)胞濕重約102g 計(jì)，則大約109 重。3．試圖示G+和G細(xì)菌細(xì)胞壁的主要構(gòu)造，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其異同。答：圖示如下：（略）G+細(xì)菌與G細(xì)菌的細(xì)胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的區(qū)別：如下表成分占細(xì)胞壁干重的%G+細(xì)菌G細(xì)菌肽聚糖含量很高（50～90） 含量很低（～10）磷壁酸含量較高（﹤50） 無(wú)類脂質(zhì)一般無(wú)（﹤2） 含量較高（～20）蛋白質(zhì)無(wú) 含量較高4．試圖示肽聚糖的模式構(gòu)造，并指出G+和G細(xì)菌肽聚糖結(jié)構(gòu)的差別。答：圖示略G細(xì)菌與G+細(xì)菌的肽聚糖的差別僅在于：1）四肽尾的底3 個(gè)氨基酸不是Llys，而是被一種只有在原核微生物細(xì)胞壁上才有的內(nèi)消二氨基庚二酸（mDAP）所代替；2）沒(méi)有特殊的肽橋，其前后兩個(gè)單體間的連接僅通過(guò)甲四肽尾的第4 個(gè)氨基酸——DAla 的羧基與乙四肽尾的第3 個(gè)氨基酸——mDAP 的氨基直接相連，因而只形成較為疏稀、機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套。5．什么是缺壁細(xì)菌？試列表比較4 類缺壁細(xì)菌的形成、特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用。答：在自然界長(zhǎng)期進(jìn)化中和實(shí)驗(yàn)室菌種的自發(fā)突變中都會(huì)產(chǎn)生少數(shù)缺細(xì)胞壁的種類，或是用人為的方法通過(guò)抑制新生細(xì)胞壁的合成或?qū)ΜF(xiàn)成細(xì)胞壁進(jìn)行酶解而獲得人工缺壁的細(xì)菌統(tǒng)稱為缺壁細(xì)菌。比較如下：類型形成 特點(diǎn) 實(shí) 際應(yīng)用L 型細(xì)菌（Lformofbacteria）在某些環(huán)境條件下（實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)）通過(guò)自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷變異型1．沒(méi)有完整而堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)2．有些能通過(guò)細(xì)菌濾器，故又稱“濾過(guò)型細(xì)菌”3．對(duì)滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（左右）可 能與針對(duì)細(xì)胞壁的抗菌治療有關(guān)原生質(zhì)體（protoplast）在人為條件下，用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細(xì)胞壁合成而形成的僅由一層細(xì)胞膜包裹的，圓球形、對(duì)滲透壓變化敏感的細(xì)胞，一般由革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌形成。1．對(duì)環(huán)__________境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂2．有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運(yùn)動(dòng)，也不被相應(yīng)噬菌體所感染，在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）可生長(zhǎng)繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢復(fù)成有細(xì)生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享互助社區(qū)生物秀－專心做生物第4 頁(yè)共 33 頁(yè)球狀體(sphaeroplast)又稱原生質(zhì)球，是對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌處理后而獲得的殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。與原生質(zhì)體相比，它對(duì)外界環(huán)境具有一定的抗性，可在普通培養(yǎng)基上生長(zhǎng)胞壁的正常結(jié)構(gòu)3．比正常有細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料支原體(mycoplasma)在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無(wú)細(xì)胞壁的原核生物細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒(méi)有的甾醇，所以即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度6．試述染色法的機(jī)制并說(shuō)明此法的重要性。答：革蘭氏染色的機(jī)制為：通過(guò)結(jié)晶紫初染和碘液媒染后，在細(xì)菌的細(xì)胞膜內(nèi)可形成不溶于水的結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物。G+由于其細(xì)胞壁較厚、肽聚糖網(wǎng)層次多和交聯(lián)致密，故遇脫色劑乙醇處理時(shí)，因失水而使網(wǎng)孔縮小，在加上它不含類脂，故乙醇的處理不會(huì)溶出縫隙，因此能把結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物牢牢留在壁內(nèi)，使其保持紫色。反之，G細(xì)菌因其細(xì)胞壁薄、外膜層類脂含量高、肽聚糖層薄和交聯(lián)度差，遇脫色劑乙醇后，以類脂為主的外膜迅速溶解，這時(shí)薄而松散的肽聚糖網(wǎng)不能阻擋結(jié)晶紫與碘復(fù)合物的溶出，因此細(xì)胞退成無(wú)色。這時(shí)，在經(jīng)沙黃等紅色染料復(fù)染，就使G細(xì)菌呈紅色，而G+細(xì)菌則仍保留最初的紫色。此法證明了G+和G主要由于起細(xì)胞壁化學(xué)成分的差異而引起了物理特性的不同而使染色反應(yīng)不_______同，是一種積極重要的鑒別染色法，不僅可以用與鑒別真細(xì)菌，也可鑒別古生菌。7．何為“拴菌試驗(yàn)”？它何以能說(shuō)明鞭毛的運(yùn)動(dòng)機(jī)制？答：“拴菌”試驗(yàn)(tetheredcellexperiment)是1974年，美國(guó)學(xué)者西佛曼（）和西蒙（）曾設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，做法是：設(shè)法把單毛菌鞭毛的游離端用相應(yīng)抗體牢牢“拴”在載玻片上，然后在光學(xué)顯微鏡下觀察細(xì)胞的行為。因?qū)嶒?yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該菌是在載玻片上不斷打轉(zhuǎn)（而非伸縮揮動(dòng)），故肯定了“旋轉(zhuǎn)論”是正確的。8．滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)是如何解釋芽孢耐熱機(jī)制的？答：滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)認(rèn)為：芽孢的耐熱性在于芽孢衣對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子和水分的透性很差皮層的離子強(qiáng)度很高，從而使皮層產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分，結(jié)果造成皮層的充分膨脹。而核心部分的細(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，因此，具極強(qiáng)的耐熱性。關(guān)鍵是芽孢有生命的部位即核心部位的含水量很稀少，為10%～25%，因而特別有利于抗熱。9．什么上菌落？試討論細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)與菌落形態(tài)間的相關(guān)性。答：菌落即單個(gè)（或聚集在一起的一團(tuán)）微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長(zhǎng)、繁殖到一定程度可以形成肉眼可見(jiàn)的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞生長(zhǎng)群體。因不同形態(tài)、生理類型的細(xì)菌，在其菌落形態(tài)、構(gòu)造等特征上也有許多明顯的反映，故細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)與菌落形態(tài)間存在明顯的相關(guān)性現(xiàn)象，如，無(wú)鞭毛、不能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌尤其是球菌通常都形成較小、較厚、邊緣圓整的半球狀菌落；長(zhǎng)有鞭毛、運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)的細(xì)菌一般形成而平坦、邊緣多缺刻、不規(guī)則的菌落；有糖被的細(xì)菌，會(huì)長(zhǎng)出大型、透明、蛋清狀的菌落；有芽孢的細(xì)菌往往長(zhǎng)出外觀粗糙、“干燥”、不透明且表面多褶的菌落等等。10．名詞解__________釋：磷壁酸、LPS、假肽聚糖、PHB、伴孢晶體、基內(nèi)菌絲、孢囊鏈霉菌、橫割分裂、異形胞、原體與始體、類支原體、羧酶體、孢囊、磁小體。磷壁酸是G+細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)合在細(xì)胞壁上的一種酸性多糖，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。LPS（脂多糖）是位于G細(xì)菌細(xì)胞壁最外層的一層較厚的類脂多糖類物質(zhì)，由類脂A、核心多糖和O特異生物秀論壇 學(xué)術(shù)交流 資源共享互助社區(qū)生物秀－專心做生物第5 頁(yè)共 33 頁(yè)側(cè)鏈 3 部分組成。假肽聚糖是由N乙酰葡萄胺和N乙酰塔羅糖胺糖醛酸以β1，3糖苷鍵交替連接而成的，連在后一氨基糖上的肽尾由LGlu、LAla和L、Lys3個(gè)L 型氨基酸組成，肽橋則由LGlu1 個(gè)氨基酸組成。PHB（聚β羥丁酸polyβhydroxybutyrate)，是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物，不溶于水而溶于氯仿，可用尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色，具有貯藏能量，碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用。伴孢晶體是少數(shù)芽孢桿菌（如蘇云金芽孢桿菌）在形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形、方形或不規(guī)則形的堿溶性蛋白質(zhì)晶體?；鶅?nèi)菌絲是孢子落在固體基質(zhì)表面并發(fā)芽后，不斷伸長(zhǎng)、分枝并以放射壯向基質(zhì)表面和內(nèi)層擴(kuò)展，形成大量色淺、較細(xì)的具有吸收營(yíng)養(yǎng)和排泄代謝廢物功能的菌絲。孢囊鏈霉菌是由氣生菌絲的孢子絲盤卷