1、 周德庆微生物学课后习题答案 绪论 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 . 包括原核类的细菌 放线菌 蓝细菌支原体 立克次氏体和衣原体 ;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 :显微镜的发明 ,灭菌技术的运用，纯种分离技术，培养技术。 3.简述微生物生物学发展史上的 5 个时期的特点和代表人物 . 答 :史前期（约 8000 年前 1676），各国劳 动人民，未见细菌等微生物的个体；凭实践经验利用微生物是有益活进行酿酒、发
2、面、制酱、娘醋、沤肥、轮作、治病等） 初创期（ 1676 1861 年），列文虎克，自制单式显微镜，观察到细菌等微生物的个体；出于个人爱好对一些微生物进行形态描述； 奠基期（ 1861 1897年），巴斯德，微生物学开始建立；创立了一整套独特的微生物学基本研究方法；开始运用“实践 理论 实践”的思想方法开展研究；建立了许多应用性分支学科；进入寻找人类动物病原菌的黄金时期； 发展期（ 1897 1953年）， e.buchner，对无细胞酵母菌“酒化酶”进行生化研究；发现微生物的代谢统一性；普通微生物学开始形成；开展广泛寻找微生物的有益代谢产物；青霉素的发现推动了微生物工业化培养技术的猛进； 成
3、熟期（ 1953 至今） j.watson 和 f.crick，广泛运用分子生物学理论好现代研究方法，深刻揭示微生物的各种生命活动规律；以基因工程为主导，把传统的工业发酵提高到发酵工程新水平；大量理论性、交叉性、应用性和实验性分支学科飞速发展；微生物学的基础理论和独特实验技术推动了生命科学个领域飞速发展；微生物基因组的研究 促进了生物信息学时代的到来。 4.试述微生物与当代人类实践的重要关系。 5.微生物对生命科学基础理论的研究有和重大贡献？为什么能发挥这种作用？ 答：微生物由于其“五大共性”加上培养条件简便，因此是生命科学工作者在研究基础理论问题时最乐于选用的研究对象。历史上自然发生说的否定
4、，糖酵解机制的认识，基因与酶关系的发现，突变本质的阐明，核酸是一切生物遗传变异的物质基础的证实，操纵子学说的提出，遗传密码的揭示，基因工程的开创， pcr技术的建立，真核细胞内共生学说的提出，以及近年来生物三域理论的创建等，都是因选用微生物 作为研究对象而结出的硕果。为此，大量研究者还获得了诺贝尔奖的殊荣。微生物还是代表当代生物学最高峰的分子生物学三大来源之一。在经典遗传学的发展过程中，由于先驱者们意识到微生物具有繁殖周期短、培 养条件简单、表型性状丰富和多数是单倍体等种种特别适合作遗传学研究对象的优点，纷纷选用粗糙脉孢菌，大肠杆菌，酿酒酵母和 t 系噬菌体作研究对象，很快揭示了许多遗传变异的
5、规律，并使经典遗传学迅速发展成为分子遗传学。从 1970 年代起，由于微生物既可以作为外源基因供体和基因载体，并可作为基因受体菌等的优点，加上又是基因工程操作 中的各种“工具酶”的提供者，故迅速成为基因工程中的主角。由于小体积大面积系统的微生物在体制和培养等方面的优越性，还促进了高等动、植物的组织培养和细胞培养技术的发展，这种“微生物化”的高等动、植物单细胞或细胞集团，也获得了原来仅属于微生物所有的优越体制，从而可以十分方便地在试管和培养皿中进行研究，并能在发酵罐或其他生物反应器中进行大规模培养和产生有益代谢产物。此外，这一趋势还是原来局限于微生物实验室使用的一整套独特的研究方法、技术，急剧向
6、生命科学和生物工程各领域发生横向扩散，从而对整个生命科学的发展，作出了方 法学上的贡献。 6.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？ 答： .体积小，面积大； .吸收多，转化快； .生长旺，繁殖快； .适应强，易变异； .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： .“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 .“生长旺盛
7、，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。 “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。 “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： .物种的多样性， .生理代谢类型的
8、多样性 , .代谢产物的多样性 ,遗传基因的多样性 ,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。 第一章 第一章原核生物的形态、构造和功能 1试设计一张表格，比较以下 6 个大类原核生物的主要特性。 答：比较如下： 特征 细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体 衣原体 直径（
9、um） 0.2-0.5 0.5-1 3-10 0.2-0.25 0.2-0.5 0.2-0.3 可见性 光显 光显 光显 光镜勉强可见 光显 光镜勉强可见 过滤性 不能 不能 不能 能 不能 能 革兰氏染色阳性或阴性 阳性 阴性 阴性 阴性 阴性 细胞壁 有坚韧的细胞壁 有坚韧的细胞壁 有坚韧的细胞壁 缺壁 有坚韧的细胞壁 有坚韧的细胞壁 繁殖方式 二均分裂 无性孢子和菌体断裂 二均分裂 二均分裂 二均分裂 二均分裂 培养方法 人工培养 人工培养 人工培养 人工培养 宿主细胞 宿主细胞 核酸种类 DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA 和RNA DNA 和 RNA
10、DNA和 RNA 核糖体有 有 有 有 有 有 大分子合成有 有 有 有 进行 进行 产生 ATP 系统有 有 有 有 有 无 增殖过程中结构的完整性 保持 保持 保持 保持 保持 保持 入侵方式 多样 直接 昆虫媒介 不清楚 对抗生素 敏感 敏感（青霉素除外）敏感 敏感 对干扰素某些菌敏感不敏感有的敏感有的敏感 2典型细菌的大小和重量是多少？试设想几种形象化的比喻加以说明。 答：一个典型的细菌可用 E.coli作代表，它的细胞平均长度约为 2um，宽度约 0.5um，形象地说，若把 1500 个细菌的长径相连，仅等于一颗芝麻的长度，如果把 120 个细胞横向紧挨在一起，其总宽度才抵得上一根
11、人发的粗细。它的重量更是微乎其微，若以每个细胞湿重约 10-2g 计，则大约 109 个 E.coli细胞才达 1mg 重。 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。 答：图示如下：（略） 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 成分占细胞壁干重的 % G+细菌 G-细菌 肽聚糖含量很高（ 50 90） 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别。 答：图示略 G-细菌与 G+细菌的肽聚糖的差别仅在于：
12、 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得人工缺壁的细菌统称为缺壁细菌。比较如下： 类型形
13、成 特点 实 际应 用 L 型细菌 （ L-formofbacteria） 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 定的细胞壁缺陷变异型 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” 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） 可 能与 针对细 胞壁的 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。 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 球状体 (sphaeroplast) 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 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
