1、第 1 页 共 4 页 问答题 五、 问答题： (22 分，每题分值如下 ) 1、 革兰氏染色的原理、步骤及注意事项。（ 6） 答：原理： 革兰氏染色是重要的鉴别染色法之一，其原理 是 G 细菌和 G 细菌细胞壁的成分和结构的不同。通过结晶紫液初染和碘液媒染后，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（ CVI dye complex）。 G 细菌（如金黄色葡萄球菌， Staphylococcus aureus， Sa）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（或丙酮）处理时，因失水而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇的处理不 会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合
2、物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之， G 细菌（如大肠杆菌， Escherichia coli， Ec）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，因此细胞褪成无色。这时，再经沙黄等红色染料复染，就使 G 细菌呈现红色，而 G 细菌则仍保留最初的紫色（实为紫加红色）了。 （ 4 分） 1min 1min 步骤： 细菌涂片 +结晶紫染液 冲洗 +卢哥氏碘液 冲洗（吸干） +95%乙醇（脱 1min 未脱色（兰紫色） +沙黄（番红） 兰紫色 阳性（ G+） 0.5min 色） 冲洗 1min
3、脱色（无色） +沙黄（番红） 红色 阴性（ G-） （ 1 分） 注意事项： （ 1） 95%乙醇（脱色）时间 0.5min 是最关键步骤； （ 2）取菌量合适，涂片薄而均匀； （ 3）菌龄以 18h 为宜； （ 4）染色时间： 1min， 1min， 0.5min ， 1min。（ 1 分） 2、 单细胞微生物微生物的典型生长曲线分为哪几个时期，各时期有何特点，对微生物发酵生产有何指导意义。（ 6） 答：单细胞微生物微生物的典型生长曲线分为四个时期： （ 1）延滞期：生长速率常数为零，细胞形态变大， rRNA 含量增高，合成代谢活跃 ，对外界不良条件反应敏感。影响延滞期长短的因素 ： 接种龄
4、：采用对数期 “种子 ”，延滞期较短； 而延滞期或衰亡期 “种子 ”,延滞期较长 ； 接种量：接种量大，延滞期较短；接种量小，延滞期较长 ； 培养基成分：培 养 基 成 分 丰 富 的 ， 延 滞 期 较 短 ； 培 养 基 成 分 与 种 子 培 养 基 一 致 , 延 滞 期 较短。 （ 1.5 分） （ 2）指数期： 生长速率常数 R 最大，细胞进行平衡生长，酶系活跃，代谢旺盛。影响指数期代时长短的因素主要有： 菌种： 不 同菌种的代时差异极大； 营养成分：营养越丰富，代时越短； 营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量 ； 培养温度：影响微生物的生长速率。指数期微生物是增殖噬菌体的最
5、适宿主菌龄， 是发酵生产中用作 “种子 ”的最佳种龄。 （ 1.5 分） （ 3）稳定期：生长速率常数 R 等于零，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，这时的菌体产量达到了最高点。稳定期到来的原因：营养物质被消耗不能满足生长需要；代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平； pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜。稳定期是发酵生产中以菌体为 终产品的最佳收获期；某些代谢产物特别是次生代谢产物发生在此阶段，某些细菌的芽孢也发生在此阶段，故又称作代谢产物合成期； 导致了连续培养原理的提出和工艺技术的改进。 （ 1.5 分） （ 4）衰亡期：生长速率常数 R 为负值，微生物个体的死亡速度超过新生的速度
6、，整个群体呈现负生长状态。补充营养和能源，以及中和环境毒性，可以减缓死亡期细胞的死亡速率，延长细菌培养物的存活时间。 （ 1.5 分） 第 2 页 共 4 页 3、某养殖场 鲟鱼发现细菌性肠炎，主要病原是某种细菌，试简述确定病原菌的方法及依据。（ 6） 答：确定病原菌的依据为科赫法则： （ 1 分） （ 1）病原微生物总是在患传染病的动物个体内发现而不存在于健康个体中；（ 1 分） （ 2）这一微生物可以离开动物体，并被培养为纯种培养物； （ 1 分） （ 3）这种纯种培养物接种到敏感动物体后，应当出现特有的病症； （ 1 分） （ 4）该培养物可以从患病的实验动物中重新分离出来，并可在实验室
7、中再次培养，此后它仍然应该与原始病原微生物相同。 （ 1 分） 确定病原菌的方法为：分离病灶处的细菌并做纯培养，将纯培养各细菌接种到健康鲟鱼，选择接种后出现细菌性肠炎的鲟鱼，从病灶处再分离菌，该菌如经鉴定与原始接种菌一致，则此菌为鲟鱼细菌性肠炎的病原菌。 （ 1 分） 4、什么是干扰素，简述其作用机理。（ 4） 答：干扰素（ interferons， IFNs）是高等动物细胞在病毒或 dsRNA 等诱生剂的刺激下，所产生 的一种具有高活性、广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白，相对分子质量很小。它的功能除能抑制病毒在细胞中的增殖外，还具有免疫调节作用和对癌细胞的杀伤作用等，因此可用于病毒病和癌症的治
8、疗。 （ 2 分） 干扰素作用机制：病毒侵染人或动物细胞甲后，在其中复制并产生 dsRNA，由它再诱导产生 IFN-RNA，进一步转译出 IFN。这时，宿主细胞甲死亡。所产生的 IFN 对同种细胞上的相应受体有极高的亲和力，两者结合后，可刺激该细胞合成抗病毒蛋白 AVP。这种 AVP 与侵染病毒的 dsRNA 发生复合后，活化了 AVP，由活化的 AVP 降 解病毒 mRNA。其结果阻止了病毒衣壳蛋白的转译，于是抑制了病毒的正常增殖。 五 问答题（每个 7 分 共 35 分） 1.微生物的多样性主要体现在以下 5 个方面： （ 1）物种的多样性； （ 2）生理代谢类型的多样性； （ 3）代谢产
9、物的多样性； （ 4）遗传基因的多样性； （ 5）生态类型的多样性 3. 假定现在要你分离一株产淀粉酶的细菌，请你设计一个详细的试验步骤。 (7 分 ) 由于土壤中微生物的种类和数量都特别多，所以优先考虑从土壤中分离，从土壤中分离一株产淀粉酶的细菌试验步骤如 下：土壤稀释液的制备 ；平板制作 ； 培养与移植 4. G- 和 G+有什么区别？ 格兰氏染色的区别主要在于细胞壁的结构与成分的不同 格兰氏阴性：细胞壁两层，内层厚 2-3nm 主要成分是肽聚糖；外壁厚 8-10nm，主要成分是脂蛋白、脂多糖、脂类，两层均未磷壁酸。 格兰氏阳性：细胞壁一层，厚 20-80nm 主要成分是肽聚糖，占比重的
10、50%，磷壁酸占 50%。 5.微生物特点 ? （ 1）个体微小，结构简单 （ 2）具有多样性（ a、物种的多样性 b、生理代谢类型多样性 c、代谢产物的多样性 d、遗传基因的多样性 e、生态类型的多 样性）； （ 3）繁殖快； （ 4）易变异； （ 5）易培养 四、问答：（共 40 分） 第 3 页 共 4 页 1 比较革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及古生菌的细胞壁结构及组成异同 。（ 8 分） (1)G+菌 : 肽聚糖层含量多 , 铰链紧密，有肽桥 ,肽尾第三位氨基酸为 Lys；含有磷壁酸。（ 3 分） (2)G-菌 ：肽聚糖层薄 , 无肽桥，肽尾第三位氨基酸为二氨基庚二酸；脂多糖。（ 3 分
11、） (3)古细菌 : 假肽聚糖；独特多糖细胞壁；硫酸化的细胞壁；糖蛋白细胞壁；蛋白质细胞壁。（ 2 分） 2 试比较营养物质进入微生物细胞的四种方式。（ 6 分） (1) 扩 散：动力来自于细胞膜内外的被运输物质的浓度差；主要运输小分子物质。（ 1 分） (2) 促进扩散：动力来自于细胞膜内外的被运输物质的浓度差，需要载体；运输物质为氨基酸、单糖、维生素、无机盐等。（ 2 分） (3)主动运输：需要能量，需要载体，可逆浓度运输。（ 1 分） PTS 系统：主动运输的特例，物质在运输过程中发生了变化。运输单糖、氨基酸、有机酸等。（ 1分） (4)膜泡运输：细胞膜内陷吞噬营养物质，主要存在于原生动
12、物中。（ 1 分） 3 化能自养细菌中，硝化细菌和亚硝化细菌是如何获得生命活动所需要的 ATP 和还原力。（ 4 分） （ 1）硝 化细菌和亚硝化细菌为专性好氧 G-菌，能以氧作为最终电子受体，氧化氨的过程中，通过氧化磷酸化获得 ATP，电子传递链不完整，产能效率低。（ 2 分） （ 2） 还原力的获得逆呼吸链的方向传递，同时需要消耗能量。（ 2 分） 4 什么是细菌的一步生长曲线？分为几个阶段？各期的特点是什么？（ 8 分） （ 1） 细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。 (2 分 )
13、 （ 2） 一条典型的生长曲线至少可以分为：迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四个生长时期。 (2分 ) （ 3） 各期的特点： a. 迟缓期 (Lag phase)：分裂迟缓、代谢活跃 .包括细胞形态变大或增长；细胞体积最大；细胞内 RNA，尤其是 rRNA 含量增高，合成代谢活跃，核糖体、酶类和 ATP 的合成加快，易产生诱导酶 ; 对外界不良条件反应敏感 . ( 1 分 )b. 指数生长期 (exponential phase)：以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长
14、迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良 好材料。它也常在生产上用作种子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。 ( 1 分 )C. 稳定生长期 (Stationary phase)：稳定生长期又称恒定期或最高生长期，此时培养液中活细菌数最高并维持稳定。 ( 1 分 )D. 衰亡期 (Death phase)：该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。 ( 1 分 ) 5 试述 F 因子在 E coli 中的不同存在方式，以及不同组合杂交时的特点。（ 6 分） （ 1） 存在方式： 1) F-菌株，不含 F 因子，没
15、有性菌毛 ，但可以通过接合作用接 F 因子而变成雄性菌株 ; ( 1 分 )2) F+菌株， F 因子独立存在，细胞表面有性菌毛。 ( 1 分 )3) Hfr 菌株， F 因子插入到染色体DNA 上，细胞表面有性菌毛。 ( 1 分 )4) F菌株， Hfr 菌株内的 F 因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的 F 因子，特称为 F因子。细胞表面同样有性菌毛。 ( 1 分 ) （ 2） 不同组合杂交时的特点 :F+ F-杂交 : 受体菌变为 F+ ( 1 分 )Hfr F-杂交 : 受体菌变为 F- ( 1 分 )F F-杂交 : 受体菌变为 F , 有三中存在状态
16、. ( 1 分 ) 6 说明微生物在氮素循环中的关键作用。（ 8 分） (1) 固氮作用：在固氮微生物作用下 ,将氮气转变成氨的过程 .（ 2 分） (2) 氨化作用：在腐生微生物的作用下，将有机氮转变成氨的过程。（ 2 分） (3) 硝化作用：在好氧条件下，在硝化细菌作用下，将氨氧化成硝酸盐的过程。（ 2 分） (4) 硝酸盐还原和反硝化作用：硝酸盐还原包括同化性硝酸还原和异化性硝酸还原。（ 2 分）同化性硝酸还原：硝酸盐被还原成亚硝酸盐和氨，进而被同化成氨基酸的过程。异化性硝酸还原：在厌氧或微氧条件下，以硝酸盐为最终电子受体的无 氧呼吸作用。反硝化作用：硝酸盐作为最终第 4 页 共 4 页
17、 电子受体被还原成 N2O、 N2 的过程。 4吞噬细胞是如何消除感染人体的病原微生物的？简述吞噬作用的可能结果（ 6分）。 病原体 吞噬细胞 吞噬体 与溶酶体结合为吞噬溶酶体 水解酶杀死病原微生物 结果： 1 完全吞噬 ， 2 不完全吞噬 。 3论述微生物与水体富营养化的关系，对此类污染该如何防治？（ 7分） 水体大量的有机物或无机物 水的富营养化 引起藻类大量生长，产生大量有机物 引起异氧微生物大量生长，氧化有机物，耗氧 引起厌氧菌生长代谢， 分解含硫化合物 产 生 H2S 引起水体变味、鱼类死亡。 防治： 加强环保，减少污染物排放 。 图示 IgG的基本结构，表示抗原特异性结合的部位及其主要生物学作用？（ 8分） 评分标准： 两端（ N 端， C端）、两区（ V端， C端）、两链（ H链， L链），二硫键，铰链区 抗体生物学作用： 1 识别并结合特异性抗原 2 激活补体 3 结合细胞
