1、什么是革兰氏染色?其主要步骤是什么?其染色机制是?
答:1)、是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法,1884年由医师Gram创立。未经染色之细菌,由于其与周围环境折光率差别甚小,故在显微镜下极难观察。染色后细菌与环境形成鲜明对比,可以清楚地观察到细菌的形态、排列及某些结构特征,而用以分类鉴定。革兰氏染色属复染法。
2)、革兰氏染色法一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤,具体操作方法是:
1)涂片固定。
2)草酸铵结晶紫染1分钟。
3)自来水冲洗。
4)加碘液覆盖涂面染约1分钟。
5)水洗,用吸水纸吸去水分。
6)加95%酒精数滴,并轻轻摇动进行脱色,20秒后水洗,吸去水分。
7)蕃红染色液(稀)染2分钟后,自来水冲洗。干燥,镜检。
3)、通过结晶紫初染和碘液媒染后,在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物,革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密,故遇乙醇或丙酮脱色处理时,因失水反而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇处理不会出现缝隙,,因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内,使其仍呈紫色;而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差,在遇脱色剂后,以类脂为主的外膜迅速溶解,薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出,因此通过乙醇脱色后仍呈无色,再经沙黄等红色染料复染,就使革兰氏阴性菌呈红色。
2、革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁结构有什么不同?简要说明结构特点及成分? 答:1)、革兰氏阳性菌细胞壁特殊组份 细胞壁较厚,约20~80mm。肽聚糖含量丰富,有15~50层,每层厚度1nm,约占细胞壁干重的50~80%。此外尚有大量特殊组份磷壁酸(Teichoic acid)。某些革兰氏阳性菌细胞壁表面还有一些特殊的表面蛋白,如A蛋白等,都与致病有关。
革兰氏阴性菌细胞壁特殊组份 细胞壁较薄,约10~15nm,有1~2层肽聚糖外,约占细胞壁干重的5~20%。结构比较复杂。尚有特殊组份外膜层位于细胞壁肽聚糖层的外侧,包括脂多糖、脂质双层、脂蛋白三部分。
革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。
3、芽孢是如何形成的?有哪些特点?
答:1)、可分为7个阶段 a)、DNA浓缩,束状染色形成
b)、细胞膜内陷,细胞发生不对称分裂,其中小体积部分即为前芽孢
c)、前芽孢的双层隔膜形成,这时芽孢的抗辐射性提高 d)、上述两层隔膜间充填芽孢肽聚糖后,合成DPA,累计钙离子,开始形成皮层,再经脱水,使折光率增高
e)、芽孢衣合成结束
f)、皮层合成完成,芽孢成熟,抗热性出现, g)、芽孢囊裂解,芽孢游离出来
2、a)、芽孢的含水率低,38%~40%
b)
c)、芽孢中的2,6-吡啶二羧酸(dipicolinic acid 简称DPA)含量高,为芽孢干重的5%~15%
d)、含有耐热性酶
4、试比较细菌、立克次体、支原体、衣原体的主要异同点?
答:主要相同就是它们都是原核生物
支原体又称霉形体,为目前发现的最小的最简单的细胞,也是唯一一种没有细胞壁的原核细胞。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体
衣原体是一种既不同于细菌也不同于病毒的一种微生物,属于原核生物。衣原体与细菌的主要区别是其缺乏合成生物能量来源的ATP酶,不能合成生物能量物质ATP,其能量完全依赖被感染的宿主细胞提供。寄生。
立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的G-原核生物.是介于细菌与病毒之间,而接近于细菌的一类原核生物
支原体(原核细胞,无细胞壁,对青霉素等效用于细胞壁的抗生素不灵活,肺炎支原体和解脲脲原体)
衣原体(有细胞壁,细胞内寄生,可经过议定除菌滤器,沙眼衣原体和肺炎衣原体,包涵体,抗生素有效)
立克次体 (立克次体的酶系统不美满,是以不能自力糊口生涯,必须在活细胞内寄生滋生)
细菌(有细胞器的。可以繁殖。分裂增生是依靠自己的细胞结构以二分裂的方式进行无性繁殖)
5、用具体事例说明人类与微生物的关系,为什么说微生物既是人类的敌人,更是我们的朋友?
答:1)没有微生物,人不能生存。a.肠道有益微生物帮助参加物质代谢,使我们能够更加充分地利用所摄取的能量物质。b.从环境方面来说,微生物分解有机体及垃圾,参与物质循环。c. 提供了食物,使食品味美,比如一些食用菌,酿酒的酵母,卤菜用的乳酸菌等。另外氨基酸类,维生素类、酶、疫苗都是利用微生物或微生
物体内产生的酶转化来的,一些药类如青霉素也是由微生物生产的,现在研究比较热的真菌多糖也是从微生物体内提取的。d.太空飞船的制造材料有些也是利用微生物合成的超轻高强度聚合物制造的。2)少数微生物也是人类的敌人!比如鼠疫;天花;梅毒;小儿麻痹症;肺结核;麻疯病;感冒;脑毛炎;艾滋病;疯牛病;埃博拉病毒;非典;禽流感 、猪流感。
6、为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?
答:巴斯德 (1) 发现并证实发酵是由微生物引起的。(2) 彻底否定了“自然发生”学说;著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实,空气内确实含有微生物,是它们引起有机质的腐败。(3) 免疫学——预防接种:首次制成狂犬疫苗。(4) 巴斯德消毒法:60~65℃作短时间加热处理,杀死有害微生物。
柯赫(1)微生物学基本操作技术方面的贡献:a)细菌纯培养方法的建立:土豆切面 → 营养明胶 → 营养琼脂(平皿)。 b)设计了各种培养基,实现了在实验室内对各种微生物的培养。c)流动蒸汽灭菌。d)染色观察和显微摄影。(2)对病原细菌的研究作出了突出的贡献:a)具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌;b)发现了肺结核病的病原菌(1905年获诺贝尔奖);c)证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则。
7、简述微生物学在药学领域的应用及发展中的地位,并描绘其前景?
答:(1)促进许多重大理论问题的突破: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。(2)对生命科学研究技术的贡献: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、植物也可以像微生物一样在平板或三角瓶中培养,可以在显微镜在进行分离,甚至可以像微生物的工业发酵一样,在发酵罐中进行生产。20世纪70年代,由于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,才导致了DNA重组技术和遗传工程的出现,使整个生命科学翻开了新的一页。(3)微生物与“人类基因组计划”:微生物起到了先行的模式生物的作用,加快了人类基因组计划的进展。
前景:微生物基因组学研究将全面展开;与环境密切相关的微生物学研究将获得长足发展;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。
8、葡萄糖进入微生物细胞后在有氧、无氧条件下如何分解转化?产物是什么?
答:1)、在有氧呼吸中葡萄糖被彻底氧化生成CO2和水,释放大量能量。
2)、在无氧条件下发酵酒精、CO2等产物,并释放少量能量。
9、何谓呼吸?有氧呼吸与无氧呼吸有何异同?
答:1、微生物在降解底物的过程中,将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体,再经电子传递系统传给外源电子受体,从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程,称为呼吸作用。
2、有氧呼吸以分子氧作为最终电子受体。
无氧呼吸以氧化型化合物作为最终电子受体。
10、何谓初级代谢、次级代谢?简述二者的异同及关系,次级代谢产物可分为哪几大类,各有何作用?
答:1、微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程,称为初级代谢。次级代谢:某些生物为了避免在初级代谢过程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。
2、 初级代谢与初级代谢的关系: 1)存在范围及产物类型不同:初级代谢是一类普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型。次级代谢只存在于某些生物(如植物和某些微生物)中。代谢途径和产物因生物不同而不同;同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。不同的微生物可产生不同的初级代谢产物,相同的微生物在不同条件下产生不同的初级代谢产物。2)对产生者自身的重要性不同:初级代谢产物通常都是机体生存必不可少的物质,次级代谢产物不是机体生存所必需的物质。3)同微生物生长过程的关系明显不同:初级代谢自始至终存在于一切生活的机体中,同机体的生长过程呈平行关系;次级代谢是在机体生长的一定时期内产生的,与机体的生长不呈平行关系,机体的生长期和次级代谢产物形成期常表现为二个不同的时期。4)对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同:初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小(即遗传稳定性大);次级代谢产物对环境条件变化很敏感。与相关酶的专一性以及类型(多为诱导酶)有关。5)
相关酶的专一性不同。6)某些机体内存在的二种既有联系又有区别的代谢类型:初级代谢是次级代谢的基础;初级代谢产物合成中的关键性中间体也是次级代谢产物合成中的重要中间体物质。次级代谢是初级代谢在特定条件下的继续与发展,避免某些中间体或产物过量积累对机体产生毒害作用。
3、次级代谢产物根据所起的作用可分为:抗生素、激素、生物碱、毒素和维生素。
11、青霉素的生物合成途径及调控方法? 答:青霉素的主要来源是生物合成,即发酵。化学家通过利用化学或生化合成的方法,将青霉素G的R侧链转变成其他基团,而得到了效果更好的类似物。、
2)、DNA和环境
12、自然遗传转化与人工转化之间有什么关系?为什么在一般情况下它们转化质粒的成功率有如此大的差别?
答: 遗传转化是指同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工感受态细胞摄取,并得到表达的水平方向的基因转移过程。根据感受态建立方式,可以分为自然遗传转化和人工转化,前者感受态的出现是细胞一定生长阶段的生理特性;后者则是通过人为诱导的方法,使细胞具有摄取DNA的能力,或人为地将DNA导入细胞内。
自然转化过程的特点:a)对核酸酶敏感;b)不需要活的DNA给体细胞;c)转化是否成功及转化效率的高低主要取决于转化(DNA)给体菌株和转化受体菌株之间的亲源关系;d)通常情况下质粒的自然转化效率要低得多;
13、何谓质粒?它有哪些特点?
答:质粒是存在于细菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质。其特点:①绝大多数由共价闭合环状双螺旋 DNA 分子所构成,分子量较细菌染色体小。②每个菌体内有一个或几个,也可能有很多个质粒。③质粒可以从菌体内自行消失,也可通过物理化学手段,将其消除或抑制;没有质粒的细菌,可通过接合、转化或转导等方式,从具有质粒的细菌中获得,但不能自发产生。④质粒存在与否,无损于细菌生存。但是,许多次生代谢产物如抗生素、色素等的产生、以至芽孢的形成,均
受质粒的控制。⑤质粒既能自我复制、稳定遗传,也可插入细菌染色体中或携带的外源 DNA 片段共同复制增殖;它可通过转化、转导或接合作用单独转移,也可携带着染色体片段一起转移。质粒已成为遗传工程中重要的运载工具之一
14、证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验有几个?请举出其中之一,详细阐明实验者的工作情况。
答:1)Avery和他的合作者C.M.Macleod和M.J.McCarty为了弄清楚Griffith实验中的转化因子的实质,他们分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物,选择性地破坏这些细胞成份,然后分别与无毒的R型细胞混合,观察转化现象的发生。结果发现,只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化作用,说明DNA是转化所必须的转化因子,并在1944 年发表了他们的实验结果,为Griffith的转化因子是DNA而不是蛋白质提供了第一证据。
2)T2噬菌体的感染实验1952年,Alfred D.Hershey和Martha Chase为了证实T2噬菌体的DNA是遗传物质,他们用P32标记病毒的DNA,用S35标记病毒的蛋白质外壳。然后将这两种不同标记的 病毒分别与其宿主大肠杆菌混合。
3)1956年,H.Fraenkel Conrat用含RNA的烟草花叶病毒(TMV) 所进行的拆分与重建实验证明RNA也是遗传物质的基础
15、什么是基因突变?其类型、特点及原因是?
答:1)、基因突变指一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变,包括一对或少数及对碱基的缺失、插入或置换,而导致的遗传变化称为基因突变,其发生变化的范围很小,所以又称为点突变或狭义的突变。
2)、常见的微生物突变类型:1)营养缺陷型2)抗药性突变型3)条件致死突变型4)形态突变型5)其它突变类型毒力、生产某种代谢产物的发酵能力的变化
3)、特点:1)非对应性2)稀有性3)规律性4)独立性5)遗传和回复性6)可诱变性
4).原因:基因突变的产生,是在一定的外界环境条件或生物内部因素作用下,DNA在复制过程中发生偶然差错,使个别碱基发生缺失、增添、代换,因而改变遗传信息,形成基因突变
16、试论微生物与水体富营养化作用,你认为对此类污染该如何进行防治?
答:1、水体大量的有机物或无机物,特别是磷酸盐和无机氮化合物,藻类等过量生长,产生大量的有机物。异养微生物氧化这些有机物,耗尽水中的氧,使厌氧菌开始大量生长和代谢。分解含硫化合物,产生H2S,从而导致水有难闻的气味。鱼和好氧微生物大量死亡,水体出现大量沉淀物和异常颜色。上述过程又称富营养化作用,它是水体受到污染并使水体自身的正常生态失去平衡(即丧失自净作用)的结果。
2、防治:主要是防止水体的富营养化,即控制进入水体的N、P总量,主要的途径有: (1) 逐步减少直至完全停止使用含P洗涤剂;
(2) 合理使用化肥,防止流失,开发生物肥料减轻污染; (3) 降低工业废水N、P的排放量;
(4) 粪便等有机废弃物中的N、P可考虑制造沼气后作有机肥; (5) 生活污水可先进行污水灌溉或污水养殖水生植物以吸收N、P; (6) 在湖泊、海湾及饮用地下水源带进行监测、预报。
17、试用一些典型例子说明微生物与生物环境之间的相互关系。
答: 一、互生关系 两种可以单独生活的生物,当它们生活在一起时,通过各自的代谢活动而有利于对方,或偏利于一方的一种生活方式。
例1:土壤中的纤维素分解菌与固氮菌 : 双方有利
例2:金黄色葡萄球菌与嗜血流感菌:一方得利
例3:受体菌与转化子:一方得利
例4:人体肠道正常菌群与人的互生关系
二、共生关系
两种生物共居在一起,相互分工协作、相依为命,甚至形成在生理上表现出一定的分工,在组织和形态上产生了新的结构的特殊的共生体。
例1 地衣 a>、生理上的共生: 共生真菌从基质中吸收水分和无机养料;共生藻进行光合作用,合成有机物;使地衣能在十分贫瘠的环境中生存。
b>、形成有固定形态的叶状结构:
真菌无规则地缠绕藻类细胞,或二者组成一定的层次排列。
C.. 结构上的共生: 地衣繁殖时,在表面上生出球状粉芽,粉芽中含有少量的藻类细胞和真菌丝,粉芽脱离母体散布到适宜的环境中,发育成新的地衣
例2 细菌与原生动物间的共生 细菌栖息于原生动物细胞内,获得营养和保护环境,并且这些细菌在原生动物细胞外都不能生长;
原生动物通过共生菌获得生长所需要的维生素及其它生长因子。 如:根瘤菌与豆科植物间的共生
根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料;
豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长,还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。
三、寄生关系
一种小型生物生活在另一种相对较大型生物的体内或体表,从中取得营养和进行生长繁殖,同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。
噬菌体—细; 真菌—真菌:如灵芝上长霉菌; 真菌、细菌—原生动物
四、拮抗关系
某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生长发育,甚至将后者杀死。 例一:抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素; 如青霉菌抑制金色葡萄球菌。
例二:微生物间的生长抑制:因某种微生物的生长而引起的其它条件的改变,从而抑制它种生物的生长。
如制作泡菜、青贮饲料:乳酸细菌抑制腐败菌。
五、竞争关系
两个种群因需要相同的生长基质或其它环境因子,致使增长率和种群密度受到限制时发生的相互作用,其结果对两种种群都是不利的。如各种霉菌与野生大型真菌。
六、捕食关系
一种种群被另一种种群完全吞食,捕食者种群从被食者种群得到营养,而对被食者种群产生不利影响。
例子:原生动物吞食细菌和藻类;粘细菌吞食细菌和其它微生物;真菌捕食线虫和其它原生动物。
18、微生物在生态系统中的地位怎样?
1、微生物是有机物的主要分解者;2、微生物是物质循环中的重要成员;3、微生物是生态系统中的初级生产者;4微生物是物质和能量的贮存者;5微生物在地球生物演化中的作用
1、什么是革兰氏染色?其主要步骤是什么?其染色机制是?
答:1)、是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法,1884年由医师Gram创立。未经染色之细菌,由于其与周围环境折光率差别甚小,故在显微镜下极难观察。染色后细菌与环境形成鲜明对比,可以清楚地观察到细菌的形态、排列及某些结构特征,而用以分类鉴定。革兰氏染色属复染法。
2)、革兰氏染色法一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤,具体操作方法是:
1)涂片固定。
2)草酸铵结晶紫染1分钟。
3)自来水冲洗。
4)加碘液覆盖涂面染约1分钟。
5)水洗,用吸水纸吸去水分。
6)加95%酒精数滴,并轻轻摇动进行脱色,20秒后水洗,吸去水分。
7)蕃红染色液(稀)染2分钟后,自来水冲洗。干燥,镜检。
3)、通过结晶紫初染和碘液媒染后,在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物,革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密,故遇乙醇或丙酮脱色处理时,因失水反而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇处理不会出现缝隙,,因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内,使其仍呈紫色;而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差,在遇脱色剂后,以类脂为主的外膜迅速溶解,薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出,因此通过乙醇脱色后仍呈无色,再经沙黄等红色染料复染,就使革兰氏阴性菌呈红色。
2、革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁结构有什么不同?简要说明结构特点及成分? 答:1)、革兰氏阳性菌细胞壁特殊组份 细胞壁较厚,约20~80mm。肽聚糖含量丰富,有15~50层,每层厚度1nm,约占细胞壁干重的50~80%。此外尚有大量特殊组份磷壁酸(Teichoic acid)。某些革兰氏阳性菌细胞壁表面还有一些特殊的表面蛋白,如A蛋白等,都与致病有关。
革兰氏阴性菌细胞壁特殊组份 细胞壁较薄,约10~15nm,有1~2层肽聚糖外,约占细胞壁干重的5~20%。结构比较复杂。尚有特殊组份外膜层位于细胞壁肽聚糖层的外侧,包括脂多糖、脂质双层、脂蛋白三部分。
革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。
3、芽孢是如何形成的?有哪些特点?
答:1)、可分为7个阶段 a)、DNA浓缩,束状染色形成
b)、细胞膜内陷,细胞发生不对称分裂,其中小体积部分即为前芽孢
c)、前芽孢的双层隔膜形成,这时芽孢的抗辐射性提高 d)、上述两层隔膜间充填芽孢肽聚糖后,合成DPA,累计钙离子,开始形成皮层,再经脱水,使折光率增高
e)、芽孢衣合成结束
f)、皮层合成完成,芽孢成熟,抗热性出现, g)、芽孢囊裂解,芽孢游离出来
2、a)、芽孢的含水率低,38%~40%
b)
c)、芽孢中的2,6-吡啶二羧酸(dipicolinic acid 简称DPA)含量高,为芽孢干重的5%~15%
d)、含有耐热性酶
4、试比较细菌、立克次体、支原体、衣原体的主要异同点?
答:主要相同就是它们都是原核生物
支原体又称霉形体,为目前发现的最小的最简单的细胞,也是唯一一种没有细胞壁的原核细胞。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体
衣原体是一种既不同于细菌也不同于病毒的一种微生物,属于原核生物。衣原体与细菌的主要区别是其缺乏合成生物能量来源的ATP酶,不能合成生物能量物质ATP,其能量完全依赖被感染的宿主细胞提供。寄生。
立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的G-原核生物.是介于细菌与病毒之间,而接近于细菌的一类原核生物
支原体(原核细胞,无细胞壁,对青霉素等效用于细胞壁的抗生素不灵活,肺炎支原体和解脲脲原体)
衣原体(有细胞壁,细胞内寄生,可经过议定除菌滤器,沙眼衣原体和肺炎衣原体,包涵体,抗生素有效)
立克次体 (立克次体的酶系统不美满,是以不能自力糊口生涯,必须在活细胞内寄生滋生)
细菌(有细胞器的。可以繁殖。分裂增生是依靠自己的细胞结构以二分裂的方式进行无性繁殖)
5、用具体事例说明人类与微生物的关系,为什么说微生物既是人类的敌人,更是我们的朋友?
答:1)没有微生物,人不能生存。a.肠道有益微生物帮助参加物质代谢,使我们能够更加充分地利用所摄取的能量物质。b.从环境方面来说,微生物分解有机体及垃圾,参与物质循环。c. 提供了食物,使食品味美,比如一些食用菌,酿酒的酵母,卤菜用的乳酸菌等。另外氨基酸类,维生素类、酶、疫苗都是利用微生物或微生
物体内产生的酶转化来的,一些药类如青霉素也是由微生物生产的,现在研究比较热的真菌多糖也是从微生物体内提取的。d.太空飞船的制造材料有些也是利用微生物合成的超轻高强度聚合物制造的。2)少数微生物也是人类的敌人!比如鼠疫;天花;梅毒;小儿麻痹症;肺结核;麻疯病;感冒;脑毛炎;艾滋病;疯牛病;埃博拉病毒;非典;禽流感 、猪流感。
6、为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?
答:巴斯德 (1) 发现并证实发酵是由微生物引起的。(2) 彻底否定了“自然发生”学说;著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实,空气内确实含有微生物,是它们引起有机质的腐败。(3) 免疫学——预防接种:首次制成狂犬疫苗。(4) 巴斯德消毒法:60~65℃作短时间加热处理,杀死有害微生物。
柯赫(1)微生物学基本操作技术方面的贡献:a)细菌纯培养方法的建立:土豆切面 → 营养明胶 → 营养琼脂(平皿)。 b)设计了各种培养基,实现了在实验室内对各种微生物的培养。c)流动蒸汽灭菌。d)染色观察和显微摄影。(2)对病原细菌的研究作出了突出的贡献:a)具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌;b)发现了肺结核病的病原菌(1905年获诺贝尔奖);c)证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则。
7、简述微生物学在药学领域的应用及发展中的地位,并描绘其前景?
答:(1)促进许多重大理论问题的突破: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。(2)对生命科学研究技术的贡献: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、植物也可以像微生物一样在平板或三角瓶中培养,可以在显微镜在进行分离,甚至可以像微生物的工业发酵一样,在发酵罐中进行生产。20世纪70年代,由于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,才导致了DNA重组技术和遗传工程的出现,使整个生命科学翻开了新的一页。(3)微生物与“人类基因组计划”:微生物起到了先行的模式生物的作用,加快了人类基因组计划的进展。
前景:微生物基因组学研究将全面展开;与环境密切相关的微生物学研究将获得长足发展;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。
8、葡萄糖进入微生物细胞后在有氧、无氧条件下如何分解转化?产物是什么?
答:1)、在有氧呼吸中葡萄糖被彻底氧化生成CO2和水,释放大量能量。
2)、在无氧条件下发酵酒精、CO2等产物,并释放少量能量。
9、何谓呼吸?有氧呼吸与无氧呼吸有何异同?
答:1、微生物在降解底物的过程中,将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体,再经电子传递系统传给外源电子受体,从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程,称为呼吸作用。
2、有氧呼吸以分子氧作为最终电子受体。
无氧呼吸以氧化型化合物作为最终电子受体。
10、何谓初级代谢、次级代谢?简述二者的异同及关系,次级代谢产物可分为哪几大类,各有何作用?
答:1、微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程,称为初级代谢。次级代谢:某些生物为了避免在初级代谢过程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。
2、 初级代谢与初级代谢的关系: 1)存在范围及产物类型不同:初级代谢是一类普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型。次级代谢只存在于某些生物(如植物和某些微生物)中。代谢途径和产物因生物不同而不同;同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。不同的微生物可产生不同的初级代谢产物,相同的微生物在不同条件下产生不同的初级代谢产物。2)对产生者自身的重要性不同:初级代谢产物通常都是机体生存必不可少的物质,次级代谢产物不是机体生存所必需的物质。3)同微生物生长过程的关系明显不同:初级代谢自始至终存在于一切生活的机体中,同机体的生长过程呈平行关系;次级代谢是在机体生长的一定时期内产生的,与机体的生长不呈平行关系,机体的生长期和次级代谢产物形成期常表现为二个不同的时期。4)对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同:初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小(即遗传稳定性大);次级代谢产物对环境条件变化很敏感。与相关酶的专一性以及类型(多为诱导酶)有关。5)
相关酶的专一性不同。6)某些机体内存在的二种既有联系又有区别的代谢类型:初级代谢是次级代谢的基础;初级代谢产物合成中的关键性中间体也是次级代谢产物合成中的重要中间体物质。次级代谢是初级代谢在特定条件下的继续与发展,避免某些中间体或产物过量积累对机体产生毒害作用。
3、次级代谢产物根据所起的作用可分为:抗生素、激素、生物碱、毒素和维生素。
11、青霉素的生物合成途径及调控方法? 答:青霉素的主要来源是生物合成,即发酵。化学家通过利用化学或生化合成的方法,将青霉素G的R侧链转变成其他基团,而得到了效果更好的类似物。、
2)、DNA和环境
12、自然遗传转化与人工转化之间有什么关系?为什么在一般情况下它们转化质粒的成功率有如此大的差别?
答: 遗传转化是指同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工感受态细胞摄取,并得到表达的水平方向的基因转移过程。根据感受态建立方式,可以分为自然遗传转化和人工转化,前者感受态的出现是细胞一定生长阶段的生理特性;后者则是通过人为诱导的方法,使细胞具有摄取DNA的能力,或人为地将DNA导入细胞内。
自然转化过程的特点:a)对核酸酶敏感;b)不需要活的DNA给体细胞;c)转化是否成功及转化效率的高低主要取决于转化(DNA)给体菌株和转化受体菌株之间的亲源关系;d)通常情况下质粒的自然转化效率要低得多;
13、何谓质粒?它有哪些特点?
答:质粒是存在于细菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质。其特点:①绝大多数由共价闭合环状双螺旋 DNA 分子所构成,分子量较细菌染色体小。②每个菌体内有一个或几个,也可能有很多个质粒。③质粒可以从菌体内自行消失,也可通过物理化学手段,将其消除或抑制;没有质粒的细菌,可通过接合、转化或转导等方式,从具有质粒的细菌中获得,但不能自发产生。④质粒存在与否,无损于细菌生存。但是,许多次生代谢产物如抗生素、色素等的产生、以至芽孢的形成,均
受质粒的控制。⑤质粒既能自我复制、稳定遗传,也可插入细菌染色体中或携带的外源 DNA 片段共同复制增殖;它可通过转化、转导或接合作用单独转移,也可携带着染色体片段一起转移。质粒已成为遗传工程中重要的运载工具之一
14、证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验有几个?请举出其中之一,详细阐明实验者的工作情况。
答:1)Avery和他的合作者C.M.Macleod和M.J.McCarty为了弄清楚Griffith实验中的转化因子的实质,他们分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物,选择性地破坏这些细胞成份,然后分别与无毒的R型细胞混合,观察转化现象的发生。结果发现,只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化作用,说明DNA是转化所必须的转化因子,并在1944 年发表了他们的实验结果,为Griffith的转化因子是DNA而不是蛋白质提供了第一证据。
2)T2噬菌体的感染实验1952年,Alfred D.Hershey和Martha Chase为了证实T2噬菌体的DNA是遗传物质,他们用P32标记病毒的DNA,用S35标记病毒的蛋白质外壳。然后将这两种不同标记的 病毒分别与其宿主大肠杆菌混合。
3)1956年,H.Fraenkel Conrat用含RNA的烟草花叶病毒(TMV) 所进行的拆分与重建实验证明RNA也是遗传物质的基础
15、什么是基因突变?其类型、特点及原因是?
答:1)、基因突变指一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变,包括一对或少数及对碱基的缺失、插入或置换,而导致的遗传变化称为基因突变,其发生变化的范围很小,所以又称为点突变或狭义的突变。
2)、常见的微生物突变类型:1)营养缺陷型2)抗药性突变型3)条件致死突变型4)形态突变型5)其它突变类型毒力、生产某种代谢产物的发酵能力的变化
3)、特点:1)非对应性2)稀有性3)规律性4)独立性5)遗传和回复性6)可诱变性
4).原因:基因突变的产生,是在一定的外界环境条件或生物内部因素作用下,DNA在复制过程中发生偶然差错,使个别碱基发生缺失、增添、代换,因而改变遗传信息,形成基因突变
16、试论微生物与水体富营养化作用,你认为对此类污染该如何进行防治?
答:1、水体大量的有机物或无机物,特别是磷酸盐和无机氮化合物,藻类等过量生长,产生大量的有机物。异养微生物氧化这些有机物,耗尽水中的氧,使厌氧菌开始大量生长和代谢。分解含硫化合物,产生H2S,从而导致水有难闻的气味。鱼和好氧微生物大量死亡,水体出现大量沉淀物和异常颜色。上述过程又称富营养化作用,它是水体受到污染并使水体自身的正常生态失去平衡(即丧失自净作用)的结果。
2、防治:主要是防止水体的富营养化,即控制进入水体的N、P总量,主要的途径有: (1) 逐步减少直至完全停止使用含P洗涤剂;
(2) 合理使用化肥,防止流失,开发生物肥料减轻污染; (3) 降低工业废水N、P的排放量;
(4) 粪便等有机废弃物中的N、P可考虑制造沼气后作有机肥; (5) 生活污水可先进行污水灌溉或污水养殖水生植物以吸收N、P; (6) 在湖泊、海湾及饮用地下水源带进行监测、预报。
17、试用一些典型例子说明微生物与生物环境之间的相互关系。
答: 一、互生关系 两种可以单独生活的生物,当它们生活在一起时,通过各自的代谢活动而有利于对方,或偏利于一方的一种生活方式。
例1:土壤中的纤维素分解菌与固氮菌 : 双方有利
例2:金黄色葡萄球菌与嗜血流感菌:一方得利
例3:受体菌与转化子:一方得利
例4:人体肠道正常菌群与人的互生关系
二、共生关系
两种生物共居在一起,相互分工协作、相依为命,甚至形成在生理上表现出一定的分工,在组织和形态上产生了新的结构的特殊的共生体。
例1 地衣 a>、生理上的共生: 共生真菌从基质中吸收水分和无机养料;共生藻进行光合作用,合成有机物;使地衣能在十分贫瘠的环境中生存。
b>、形成有固定形态的叶状结构:
真菌无规则地缠绕藻类细胞,或二者组成一定的层次排列。
C.. 结构上的共生: 地衣繁殖时,在表面上生出球状粉芽,粉芽中含有少量的藻类细胞和真菌丝,粉芽脱离母体散布到适宜的环境中,发育成新的地衣
例2 细菌与原生动物间的共生 细菌栖息于原生动物细胞内,获得营养和保护环境,并且这些细菌在原生动物细胞外都不能生长;
原生动物通过共生菌获得生长所需要的维生素及其它生长因子。 如:根瘤菌与豆科植物间的共生
根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料;
豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长,还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。
三、寄生关系
一种小型生物生活在另一种相对较大型生物的体内或体表,从中取得营养和进行生长繁殖,同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。
噬菌体—细; 真菌—真菌:如灵芝上长霉菌; 真菌、细菌—原生动物
四、拮抗关系
某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生长发育,甚至将后者杀死。 例一:抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素; 如青霉菌抑制金色葡萄球菌。
例二:微生物间的生长抑制:因某种微生物的生长而引起的其它条件的改变,从而抑制它种生物的生长。
如制作泡菜、青贮饲料:乳酸细菌抑制腐败菌。
五、竞争关系
两个种群因需要相同的生长基质或其它环境因子,致使增长率和种群密度受到限制时发生的相互作用,其结果对两种种群都是不利的。如各种霉菌与野生大型真菌。
六、捕食关系
一种种群被另一种种群完全吞食,捕食者种群从被食者种群得到营养,而对被食者种群产生不利影响。
例子:原生动物吞食细菌和藻类;粘细菌吞食细菌和其它微生物;真菌捕食线虫和其它原生动物。
18、微生物在生态系统中的地位怎样?
1、微生物是有机物的主要分解者;2、微生物是物质循环中的重要成员;3、微生物是生态系统中的初级生产者;4微生物是物质和能量的贮存者;5微生物在地球生物演化中的作用