微生物学课后习题答案 - 沈萍 - 陈向东 - - 高等教育出版社 - 图文

微生物习题集

第一章 绪论

一、术语或名词

1．微生物(microorganism) 因太小，一般用肉眼看不清楚的生物。这些微小生物包括：无细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)；具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。但其中也有少数成员是肉眼可见的。

2．微生物学(microbiology) 研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学，分离和培养这些微小生物需要特殊技术。 3．分子微生物学(molecularmicrobiology) 在分子水平上研究微生物生命活动规律的科学。 4．细胞微生物学(cellularmicrobiology) 重点研究微生物与寄主细胞相互关系的科学。

5．微生物基因组学(microbic genomics) 研究微生物基因组的分子结构、信息含量及其编码的基因产物的科学。 6．自生说(spontaneousgeneration) 一个古老的学说，认为一切生命有机体能够从无生命的物质自然发生的。

7．安东·列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek，1632—1723) 荷兰商人，他是真正看见并描述微生物的第一人，他利用自制放大倍数为50～300倍的显微镜发现了微生物世界(当时被称之为微小动物)，首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物界。

8．路易斯·巴斯德(LouisPasteur，1822—1895) 法国人，原为化学家，后来转向微生物学研究领域，为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，成为微生物学的奠基人。主要贡献：用曲颈瓶实验彻底否定了“自生说”，从此建立了病原学说，推动了微生物学的发展；研究了鸡霍乱，发现将病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱病；其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，证实其免疫学说，为人类防病、治病做出了重大贡献；分离到了许多引起发酵的微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引起的，也发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是不同细菌所引起的，为进一步研究微生物的生理生化和工业微生物学奠定了基础。

9．罗伯特．柯赫(Robert Koch，1843—1910) 德国人，著名的细菌学家，曾经是一名医生，对病原细菌的研究做出了突出的贡献：A具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；B分离、培养了肺结核病的病原菌，这是当时死亡率极高的传染性疾病，因此柯赫获得了诺贝尔奖；C提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫氏定律。他也是微生物学的奠基人。

10．伍连德(1879—1960) 我国广东香山人，著名公共卫生学家，我国海港检疫创始人。他用微生物学理论和技术对鼠疫和霍乱的病原进行研究和防治，在中国最早建立起卫生防疫机构，培养了第一支预防鼠疫的专业队伍，在他的领导和组织下，有效地战胜了1910—1911和1920—1921年间我国东北各地鼠疫的大流行，被国际上誉为著名的防疫专家，世界鼠疫会议1911年4月在我国沈阳举行时，他任大会主席和中国首席代表。著有“论肺型鼠疫”、“鼠疫概论”和“中国医史”等。

11．汤飞凡(1879—1958) 我国湖南醴陵人，著名的医学微生物学家，在医学细菌学、病毒学和免疫学等方面的某些领域做出·了显著的贡献，特别是首次应用鸡胚卵黄囊接种法从病人的眼结膜刮屑物中分离、培养沙眼衣原体的成功，确证了沙眼衣原体的存在，为世界上首创，成为医学微生物学方面的重大成果。

12．SARS Severe Acute Respiratory Syndrome的简称，严重急性呼吸道综合征，即我国称为的非典型肺炎，也简称为非典。 二、习 题 填空题

1．微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来 的同时也带来 。

2．1347年的一场由 引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1／3的人(约2 500万人)死于这场灾难。

3．2003年SARS在我国一些地区迅速蔓延，正常的生活和工作节奏严重地被打乱，这是因为SARS有很强的传染性，它是由一种新型的 所引起。

4．微生物包括： 细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)；具细胞结构的真细菌、古生菌；具 细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。

5．著名微生物学家Roger Stranier提出，确定微生物领域不应只是根据微生物的大小，而且也应该根据有别于动、植物的 。 6．重点研究微生物与寄主细胞相互关系的新型学科领域，称为 。

7．公元6世纪(北魏时期)，我国贾思勰的巨著“ ”详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。

8，19世纪中期，以法国的 和德国的 为代表的科学家，揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。 和 是微生物学的奠基人。

9．20世纪中后期，由于微生物学的 、 等技术的渗透和应用的拓宽及发展，动、植物细胞也可以像微生物一样在乎板或三角瓶中分离、培养和在发酵罐中进行生产。

10．目前已经完成基因组测序的3大类微生物主要是 、 及 。而随着基因组作图测序方法的不断进步与完善，基因组研究将成为一种常规的研究方法，为从本质上认识微生物自身以及利用和改造微生物将产生质的飞跃。

11．微生物从发现到现在的短短的300年间，特别是20世纪中期以后，已在人类的生活和生产实践中得到广泛的应用，并形成了继动、植物两大生物产业后的 。 选择题(4个答案选1)

1．当今，一种新的瘟疫正在全球蔓延，它是由病毒引起的( )。 A 鼠疫 B 天花 C 艾滋病(AIDS) D 霍乱

2．微生物在整个生物界的分类地位，无论是五界系统，还是三域(domain)系统，微生物都占据了( )的“席位”。 A 少数 B 非常少数 C 不太多 D 绝大多数

3．微生物学的不断发展，已形成了基础微生物学和应用微生物学，它又可分为( )的分支学科。 A 几个不同 B 少数有差别 C许多不同 D4个不同 4．公元9世纪到10世纪我国已发明( )。

A曲蘖酿酒 B用鼻苗法种痘 C烘制面包 D酿制果酒

5．安东·列文虎克制造的显微镜放大倍数为( )倍，利用这种显微镜，他清楚地看见了细菌和原生动物。 A50—300 B10左右 C2—20 D500～1 000

6．据有关统计表明，20世纪诺贝尔奖的生理学或医学奖获得者中，从事微生物问题研究的就占了( ) 。 A1／10 B2／3 C1／20 D1／3

7．巴斯德为了否定“自生说”，他在前人工作的基础上，进行了许多试验，其中著名的( )无可辩驳地证实：空气中确实含有微生物，它们引起有机质的腐败。

A厌氧试验 B灭菌试验 C曲颈瓶试验 D菌种分离试验

8．柯赫提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——( )。 A巴斯德原则 B柯赫原则 C 菌种原则 D 免疫原理

9．微生物基因组序列分析表明，在某些微生物中存在一些与人类某些遗传疾病相类似的基因，因此可以利用这些微生物作为( )来研究这些基因的功能，为认识庞大的人类基因组及其功能做出重要贡献。 A 模式生物 B 受体 C 供体 D 突变材料

10．我国学者汤飞凡教授的( )分离和确证的研究成果，是一项具有国际领先水平的开创性成果。 A 鼠疫杆菌 B 沙眼病原体 C 结核杆菌 D天花病毒 是非题

1．微生物是人类生存环境中必不可少的成员，有了它们才使得地球上的物质进行循环，否则地球上的所有生命将无法繁衍下去。 2．由于现代生物技术的应用，尤其是基因治疗和基因工程药物的产生，许多已被征服的传染病，例如：肺结核、疟疾、霍乱、天花等，不可能有“卷土重来”之势。

3．当今研究表明：所有的细菌都是肉眼看不见的。

4．微生物学家要获得微生物的纯种，通常要首先从微生物群体中分离出所需的纯种，然后还要进行培养，因此研究微生物一般要使用特殊的技术，例如：消毒灭菌和培养基的应用等，这也是微生物学有别于动、植物学的。

5．巴斯德不仅用曲颈瓶实验证明微生物非自然发生，推翻了争论已久的“自生说”，而且做了许多其他重大贡献，例如：证明乳酸发酵是由微生物引起的，首次制成狂犬疫苗，建立了巴氏消毒法等。

6．细菌学、真菌学、病毒学、原生动物学、微生物分类学、发酵工程、细胞工程、遗传工程、基因工 程、工业微生物学、土壤微生物学、植物病理学、医学微生物学及免疫学等，都是微生物学的分支学科。

7．微生物学的建立虽然比高等动、植物学晚，但发展却十分迅速，其重要原因之一，动、植物结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢，特别是人类遗传学的限制大。

8．微生物学与迅速发展起来的分子生物学理论和技术以及其他学科汇合，使微生物学全面进入分子研究水平，并产生了其分支学科“分子微生物学”。

9．在基因工程的带动下，传统的微生物发酵工业已从多方面发生了质的变化，成为现代生物技术的重要组成部分。

10．DNA重组技术和遗传工程的出现，才导致了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。 11．微生物个体小、结构简单、生长周期短，易大量繁殖，易变异等特性，因而与动、植相比，十分难于实验操作。

12．现在，微生物学研究的不可替代性，并将更加蓬勃发展，这是因为微生物具有其他生物不具备的生物学特性；又具有其他生物共有的基本生物学特性，及其广泛的应用性。 问答题

1．用具体事例说明人类与微生物的关系。 2．为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?

3．为什么微生物学比动、植物学起步晚，但却发展非常迅速?

4．简述微生物学在生命科学发展中的地位。

5．试述微生物学的发展前景 三、习题解答 填空题

1．巨大利益 “残忍”的破坏 2．鼠疫杆菌 3．病毒 4．无 原核 真核 5．研究技术 6．细胞微生物学 7．齐民要术 8．巴斯德 柯赫 巴斯德 柯赫9．消毒灭菌分离培养10．模式微生物 特殊微生物 医用微生物 11．第三大产业

选择题 1． C 2． D 3． C 4． D 5． A 6． D 7． C 8． B 9． A 10． B 是非题对错错对对 错对对对错 错对 问答题

1．微生物与人类关系的重要性，可以从它们在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害两方面进行分析。能够例举：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产；微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不可少的成员；过去瘟疫的流行，现在一些病原体正在全球蔓延，许多已被征服的传染病也有“卷土重来”之势；食品的腐败等等具体事例说明。

2．这是由于巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立 的学科开始形成。巴斯德彻底否定了“自然发生”学说；发现将病原菌减毒可诱发免疫性，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种；证实发酵是由微生物引起的；创立巴斯德消毒法等。柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就：证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌，发现了肺结核病的病原菌，提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则，创建了分离、纯化微生物的技术等。

3．其原因从下列几方面分析：微生物具有其他生物不具备的生物学特性；微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；微生物个体小、结构简单、生长周期短，易大量培养，易变异，重复性强等优势，十分易于操作。动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢。微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。

4．20世纪40年代，随着生物学的发展，许多生物学难以解决的理论和技术问题十分突出，特别是 遗传学上的争论问题，使得微生物这样一种简单而又具完整生命活动的小生物成了生物学研究的“明星”。微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅 速的发展，为整个生命科学的发展做出了巨大的贡献(可举例说明)，在生命科学的发展中占有重要的地位。

5．可从以下几方面论述微生物学的发展前量景：微生物基因组学研究将全面展开；以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为研究内容的微生物生态学、环境微生物学、细胞微生物学等，将在基因组信息的基础上获得长足发展，为人类的生存和健康发挥积极的作用；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。培养物能较好地被研究、利用和重复结果。

第二章 微生物的纯培养和显微镜技术

一、术语或名词

1．菌落(c010ny) 单个微生物细胞在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到——定程度形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。

2．菌苔(lawn) 固体培养基表面众多菌落连成一片时所形成的微生物生长群体。

3．平皿(Petri dish) 由玻璃或透明塑料制成的圆形皿底和皿盖组成，皿盖可覆盖于皿底之 上，防止空气中微生物的污染。其英文名称是为纪念其发明者Richard Petri。

4．纯培养物(pureculture) 由一种微生物组成的细胞群体，通常是由一个单细胞生长、繁殖所形成。

5．培养基(culturemedium) 供微生物生长、繁殖的营养基质，根据其中固化剂含量的不同可分为固体、半固体、液体3种。 6．无菌技术(aseptic technique) 在分离、转接及培养纯种微生物时，防止其被环境中微生物污染或其自身污染环境的技术。 7．培养平板(cultureplate) 常简称为平板，指固体培养基倒人无菌平皿，冷却凝固后所形成的培养基平面。

8．稀释倒平板法(pour plate method) 将待分离的材料稀释后与已熔化并冷却至50℃左右的琼脂培养基混合，摇匀后制成可能含菌的培养平板，保温培养后分离得到的微生物菌落生长在固体培养基表面和里面。

9．涂布平板法(spread plate method) 在培养平板表面均匀涂布经过稀释的微生物悬液后，保温培养，在固体培养基表面得到生长分离的微生物菌落。

10．平板划线法(streakplatemethod) 用接种环在培养平板表面划线接种微生物，使微生物细胞数量随着划线次数的增加而减少，并逐步分开。保温培养后，在固体培养基表面得到生长分离的微生物菌落。

11．稀释摇管法(dilutionshakeculturemethod) 将待分离的材料稀释后与已熔化并冷却至

50~C左右的琼脂培养基混合，摇匀后用石蜡封盖，保温培养后分离得到的微生物菌落生长在琼脂柱中间。

12．单细胞分离法(singlecellpickupmethod) 采用显微操作技术直接挑取微生物的单细胞(孢子)，培养后获得纯培养物。 13．富集培养(enrichmentculture) 利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适应于该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，从自然界中分离到所需的特定微生物。

14．二元培养物(two—componentculture) 由两种具有特定关系(例如寄生或捕食)的微生 物组成的混合培养物。

15．原子力显微镜(atomicforcemicroscope) 扫描探针显微镜的一种，利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的扫描，同时通过一个激光装置来监测探针随样品表面的升降变化来获取样品表面形貌的信息。

16．明视野显微镜(bright—field microscope) 这种显微镜的照明方式为透射照明，即光线直接进入视野，在一个相对明亮的背景中形成一个暗的物像。

17．聚焦扫描激光显微镜(confocal scanning laser microscope，CSLM) 这种显微镜采用激光作为光源，每次仅对一个点进行照射，从而大大减少样品其他部分发出的杂散光的干扰。观察时通过激光器或载物台扫描，计算机处理，最终获得反差鲜明、高分辨率的三维立体数字图像。

18．荧光显微镜(fluorescence microscope) 这种显微镜用紫外线或蓝紫光照射经过荧光染料染色的样品，然后观察激发出的荧光所形成的物像。

19．数值孔径(numerical aperture) 决定显微镜物镜分辨率性能物理指标，取决于物镜的镜口角和玻片与镜头间介质的折射率。 20．相差显微镜(phase—contrast microscope) 这种光学显微镜通过特殊的装置把样品不同部位间折射率和细胞密度的微弱差异转变为人眼可以察觉的明暗差，可在不染色的情况下对透明的活细胞及其内部结构进行直接观察。

21．分辨率(resolution) 能辨析两点之间最小距离的能力，距离越小，分辨率越高。

22．扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM) 这种电子显微镜用电子束扫描样品表面，收集从表面发出的二次电子形成样品的表面图像。

23．扫描探针显微镜(scanning probe microscope) 通过在物体表面移动一种敏锐的探针来研究表面特征的显微镜(如扫描隧道显微镜)。

24．扫描隧道显微镜(scanning tunnelingmicroscope) 扫描探针显微镜的一种，用细小的探针在样品表面进行扫描，通过检测针尖和样品间隧道效应电流的变化形成物像。

25．透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscope) 这种显微镜用电子束透射样品，用磁透镜使散射的电子聚焦成像。 26．反差(contrast) 被观察物区别于背景的程度。

27．暗视野显微镜(dark—field microscope) 这种显微镜利用特殊的聚光器进行斜射照明，经样品反射或折射的光线进入物镜成像。 28．固定(fixation) 制样过程中使整个机体及其细胞的内、外结构被保存并固定在适当位置的过程。 29．负染色(negative staining) 染料使背景颜色加深而样品没有着色的染色法。 30．菌丝体(mycelium) 聚成一团的分支菌丝，见于真菌和某些细菌。 31．菌丝(hypha) 大多数霉菌和某些细菌的结构单位，管形丝状体。 32．双球菌(diplococcus) 分裂后成对排列的球菌。 33．球菌(COCCUS) 细胞大致呈球状的细菌。 34．螺菌(spirillum) 刚性的螺旋状细菌。

35．螺旋体(spirochete) 柔韧的螺旋状细菌，具有周质鞭毛。 36．杆菌(rod) 细胞呈杆状的细菌。

37．柄细菌(prosthecate bacteria) 细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性细柄的细菌。 38．霉菌(mold) 以多细胞丝状群体形式生存的真菌。

39．真菌(fungi) 有线粒体，无叶绿体，没有根、茎、叶分化，以无性和有性孢子进行繁殖的真核微生物。 40．酵母菌(yeast) 单细胞真菌。

41．藻类(algae) 能进行光合作用的真核微生物。

42．原生动物(prokaryote) 缺少真正细胞壁，具有运动能力，进行吞噬营养的单细胞真核微生物。 二、习 题 填空题

1．动植物的研究能以 体为单位进行，而对微生物的研究一般用 体。

2．在微生物学中，在人为规定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体称为培养物，其中只有 3．一般情况下，培养微生物的器具，在使用前必须先行 4．用培养平板进行微生物纯培养分离的方法包括： 要依据。

6．微生物保藏的目标就是要使所保藏菌株在一段时间不

、不

和不

。

7．一般说来，采用冷冻法时，保藏温度越 ，保藏效果越 。 8, 、 和 是影响显微镜观察效果的3个重要因素。

，使容器中不含

和

。

、

的重

、

。

5．微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征，可以成为对该微生物进行

9．光学显微镜能达到的最大有效放大倍数是 ，这时一般使用 X的目镜，和 x的物镜，并应在物镜镜头和玻片之间加 。

10．采用明视野显微镜观察未经染色的标本(如活的细胞)时， 光的 和 都没有明显的变化，因此，其形态和内部结构往往难以分辨。

11．在 的照射下，发荧光的物体会在黑暗的背景下表现为光亮的有色物体，这就是荧光显微技术的原理。

12．透射电子显微镜用电子作为 ，因此其分辨率较光学显微镜有很大提高，但镜筒必须是 环境，形成的影像也只能通过 或 进行观察、记录。

13．在显微镜下不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为 、 与 3种。

14．霉菌菌体均由分支或不分支的菌丝构成。许多菌丝交织在一起，称为 。在固体培养基上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为 ；另一部分则向空中生长，称为 。有的气生菌丝发育到一定阶段，分化成 。

15． 是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。它们个体微小，大多数都需要显微镜才能看见。 选择题（4个答案选1）

1．培养微生物的常用器具中，( )是专为培养微生物设计的。 A平皿 B试管 C烧瓶 D烧杯

2．( )可用来分离培养出由科学家设计的特定环境中能生长的微生物，尽管我们并不知道什么微生物能在这种特定的环境中生长。 A选择平板 B富集培养 C稀释涂布 D单细胞显微分离 3．下面哪一项不属于稀释倒平板法的缺点?( )

A菌落有时分布不够均匀B热敏感菌易被烫死 C严格好氧菌因被固定在培养基中生长受到影响 D环境温度低时不易操作 4．下面哪一种方法一般不被用作传代保藏?( ) A琼脂斜面 B半固体琼脂柱 C培养平板 D摇瓶发酵

5．冷冻真空干燥法可以长期保藏微生物的原因是微生物处于( )的环境，代谢水平大大降低。 A干燥、缺氧、寡营养 B低温、干燥、缺氧 C低温、缺氧、寡营养 D低温、干燥、寡营养

6．对光学显微镜观察效果影响最大的是( )。 A目镜 B物镜 C聚光器 D总放大倍数 7．暗视野显微镜和明视野显微镜的区别在于( )。A目镜 B物镜 C聚光器 D样品制备

8．相差显微镜使人们能在不染色的情况下，比较清楚地观察到在普通光学显微镜和暗视野显微镜下都看不到或看不清的活细胞及细胞内的某些细微结构，是因为它改变了样品不同部位间光的( )，使人眼可以察觉。 A波长 B颜色 C相位 D振幅

9．( )不是鉴别染色。A抗酸性染色 B革兰氏染色 C活菌染色 D芽孢染色 10．细菌的下列哪项特性一般不用作对细菌进行分类、鉴定?( ) A球菌的直径 B球菌的分裂及排列 C杆菌的直径 D杆菌的分裂及排列 是非题

1．为了防止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各种金属、塑料及硅胶帽，并在使用前进行高温干热灭菌。

2，所有的微生物都能在固体培养基上生长，因此，用固体培养基分离微生物的纯培养是最重要的微生物学实验技术。 3．所有的培养基都是选择性培养基。

4．直接挑取在平板上形成的单菌落就可以获得微生物的纯培养。 5．用稀释摇管法分离获得的微生物均为厌氧微生物。

6．冷冻真空干燥保藏、液氮保藏法是目前使用最普遍、最重要的微生物保藏方法，大多数专业的菌种保藏机构均采用这两种方法作为主要的微生物保存手段。

7．光学显微镜的分辨率与介质折射率有关，由于香柏油的介质折射率(约1．5)高于空气(1．0)， 因此，使用油镜的观察效果好于高倍镜，目前科学家正在寻找折射率比香柏油更高的介质以进一步改善光学显微镜的观察效果。

8．与其他电子显微镜相比，扫描隧道显微镜在技术上的最大突破是能对活样品进行观察。 9．与光学显微镜相比，电子显微镜的分辨率虽然有很大的提高，但却无法拍摄彩色照片。

10．和动植物一样，细菌细胞也会经历由小长大的过程，因此，在相同情况下应选择成熟的细菌而非幼龄细菌进行显微镜观察，这样可以看得更清楚。

11．霉菌、酵母菌均是没有分类学意义的普通名称。 问答题

A赖氨酸 B苏氨酸 C二氨基庚二酸 D丝氨酸

6．脂多糖(LPS)是C—细菌的内毒素，其毒性来自分子中的( )。A阿比可糖 B核心多糖 CO特异侧链 D类脂A 7．用人为的方法处理G细菌的细胞壁后，可获得仍残留有部分细胞壁的称作( )的缺壁细菌。

A原生质体 B支原体 C球状体 DL型细菌

8．异染粒是属于细菌的( )类贮藏物。 A磷源类 B碳源类 C能源类 D氮源类

9．最常见的产芽孢的厌氧菌是( )。A芽孢杆菌属 B梭菌属 C孢螺菌属 D芽孢八叠球菌属 10．在芽孢的各层结构中，含DPA—Ca量最高的层次是( )。A孢外壁 B芽孢衣 C皮层 D芽孢核心

11．在芽孢核心中，存在着一种可防止DNA降解的成分( )。ADPA—Ca B小酸溶性芽孢蛋白 C二氨基庚二酸 D芽孢肽聚糖 12．苏云金芽孢杆菌主要产生4种杀虫毒素，其中的伴孢晶体属于( )。A o毒素 B p毒素 C丁毒素 D 6毒素

13．在真核微生物，例如( )中常常找不到细胞核。A真菌菌丝的顶端细胞 B酵母菌的芽体 C曲霉菌的足细胞 D青霉菌的孢子梗细胞 14．按鞭毛的着生方式，大肠杆菌属于( )。A单端鞭毛菌 B周生鞭毛菌 C两端鞭毛菌 D侧生鞭毛菌 15．固氮菌所特有的休眠体构造称为( )。A孢囊 B外生孢子 C黏液孢子 D芽孢

16．在酵母菌细胞壁的4种成分中，赋予其机械强度的主要成分是( )。A几丁质 B蛋白质 C葡聚糖 D甘露聚糖 17．在真核微生物的“9+2”型鞭毛中，具有ATP酶功能的构造是( )。A微管二联体 B中央微管 C放射辐条 D动力蛋白臂

18．构成真核微生物染色质的最基本单位是( )。A螺线管 B核小体 C超螺线管 D染色体

19．在真核微生物的线粒体中，参与TCA循环的酶系存在于( )中。A内膜 B膜间隙 C嵴内隙 D基质 20．在叶绿体的各结构中，进行光合作用的实际部位是( )。A基粒 B基质 C类囊体 D基质类囊体 是非题

1．古生菌也是一类原核生物。

2．G细菌的细胞壁，不仅厚度比G细菌的大，而且层次多、成分复杂。 3．在G和G细菌细胞壁的肽聚糖结构中，甘氨酸五肽是其肽桥的常见种类。 4．磷壁酸只在G细菌的细胞壁上存在，而LPS则仅在G细胞壁上存在。

5．古生菌细胞壁假肽聚糖上的糖链与真细菌肽聚糖的糖链一样，都可以被溶菌酶水解。 6．着生于G细菌细胞膜上的孔蛋白，是一种可控制营养物被细胞选择吸收的蛋白质。 7．假肽聚糖只是一部分古生菌所具有的细胞壁成分。

8．在嗜高温古生菌的细胞膜上，存在着其他任何生物所没有的单分子层膜。 9．产芽孢的细菌都是一些杆状的细菌，如芽孢杆菌属和梭菌属等。

10．在芽孢萌发前，可用加热等物理或化学处理使其活化，这种活化过程是可逆的。 11．处于萌发阶段的芽孢，具有很强的感受态。 12．苏云金芽孢杆菌的伴孢晶体又称γ内毒素。

13．芽孢是细菌的内生孢子，具有休眠、抵御不良环境和繁殖等功能。 14．包围在各种细菌细胞外的糖被(包括荚膜和黏液层等)，其成分都是多糖。 15．有菌毛的细菌多数是G细菌。

16．细菌和真菌的鞭毛都是以旋转方式来推动细胞运动的。 17．细菌的鞭毛是通过其顶端生长而非基部生长而伸长的。 18．在枯草芽孢杆菌等G细菌的鞭毛基体上都着生有4个环。 19．菌毛一般着生于G致病细菌的细胞表面。

20．藻青素和藻青蛋白都是蓝细菌细胞中的氮源类贮藏物。 21．羧酶体是异养微生物细胞质内常见的内含物。

22．气泡只存在于一些光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中。 23．真核生物的细胞膜上都含有甾醇，而原核生物细胞膜上都不含甾醇。 24．同一种真菌，在其不同的生长阶段中，其细胞壁的成分会发生明显的变化。

25．真核微生物的“9+2”型鞭毛，指的是其鞭杆和基体的横切面都显示出外围有9个微管二联体，而中央为2条中央微管。 26．在真菌中，有的细胞中找不到细胞核，菌丝尖端细胞就是一例。 27．真核微生物染色质中的组蛋白，都是以八聚体形式存在于核小体中。

28，为了保证DNA的稳定性，存在于染色质中呈碱性的组蛋白就自然的与呈酸性的DNA保持大体相同的数量。 29．核仁的生理功能是合成rRNA和装配核糖体。 30．在真菌中，高尔基体并不是普遍存在的细胞器。

+

+

+

—

+

—

+

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+

-—

31．存在于真核微生物细胞中的微体，通常都是过氧化氢酶体。

32．酵母菌生活在无氧条件下进行发酵产能时，是没有线粒体的，一旦把它转移到有氧条件下，因呼吸产能的需要，就会形成大量的线粒体。

33．在真核微生物的叶绿体和线粒体中，存在着只有原核生物才有的70S核糖体。 34．厌氧微生物不仅有细菌，而且还有少数真菌和原生动物。 问答题

1．试对真细菌、古生菌和真核微生物的10项主要形态、构造和生理功能、成分作一比较表。 2．试用表解法对细菌的一般构造和特殊构造作一介绍。 3．试对G细菌细胞壁的结构作一表解。

4．试用简图表示G和G细菌肽聚糖单体构造的差别，并作简要说明。 5．什么是细菌的周质蛋白？它有哪些类型？如何提取它们？ 6．试列表比较G与G细菌间的10种主要差别。 7．试述细菌革兰氏染色的机制。

8．何谓液体镶嵌模型？试述该假说的要点。 9．试列表比较真细菌与古生菌细胞膜的差别。

10．试设计一表解来说明细菌芽孢的构造和各部分成分的特点。 儿试对细菌营养细胞和芽孢的10项形态、构造和特性作一比较表。 12，研究细菌芽孢有何理论和实际意义?

13．什么叫“拴菌”试验?试分析这项研究在思维方式和实验方法上的创新点。 14．请列表比较细菌的鞭毛、菌毛和性毛间的异同。

15．试列表比较线粒体和叶绿体在形态、构造、成分和功能间的异同。 三、习题解答

填空题 1．细胞壁染色法 质壁分离法 制成原生质体 用电镜观察超薄切片 2．固定外形 提高机械强度 支持细胞生长和运动 阻拦有害物质进人细胞 3．肽聚糖 磷壁酸 脂多糖 磷脂 脂蛋白 肽聚糖 4．N—乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸 β-1，4 双糖单位 四肽尾 肽桥 溶菌酶 5．提高Mg

2+’

+

—+

—

—

浓度 贮藏磷元素 有利于致病菌的寄生 抑制自溶素活力(防止自溶) 6．脂多

糖 磷脂 脂蛋白 蛋白质 7．类脂A 核心多糖 O—特异侧链 8．KDO(2—酮—3—脱氧辛糖酸) Abq(阿比可糖) Hep(L—甘油—D-甘露庚糖) 9．原生质体 球状体 L型细菌 支原体 10．选择性吸收营养物 维持正常渗透压 合成细胞壁等成分 氧化磷酸化基地 鞭毛着生部位 11．巨大芽孢杆菌 棕色固氮菌 一些产碱菌一些假单胞菌 12．孢外壁 芽孢衣 皮层 芽孢壁 13：芽孢肽聚糖 DPA—G 小 酸溶性芽孢蛋白(SASPs) 14．DNA浓缩成束状染色体 开始形成前芽孢 前芽孢出现双层隔膜 形成皮层 合成芽孢衣 芽孢成熟 芽孢释放 15．活化 出芽 生长 16．芽孢 孢囊 蛭孢囊 外生孢子 17．荚膜 微荚膜 黏液层 菌胶团 18．保护作用 贮藏养料 渗透屏障 附着作用 堆积代谢废物 信息识别 19．生产代血浆(葡聚糖) 用作钻井液(黄原胶) 污水处理(菌胶团) 用作菌种鉴定指标 20．电镜观察 鞭毛染色 半固体穿刺培养 菌落形态观察 21．钩形鞘 鞭毛丝 L P S M 22．Mot S—M环周围 驱动S—M环旋转 F1i S-M环的基部 控制鞭毛的转向 23．大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 霍乱弧菌 假单胞菌 反刍月形单胞菌 24．葡聚糖 纤维素 几丁质 纤维素 25。9+2型鞭毛 基体 过渡区 鞭杆 26．9+2型 9+0型 挥鞭式 27．核被膜 染色质 核仁 核基质 28．核小体 螺线管 超螺旋环 染色体 29．微管 肌动蛋白丝 中间丝 30．80 60 40 70 50 30 31．真菌 原生动物 显微藻类 地衣 32．藻类 原生动物 真菌 草履虫 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 假单胞菌 选择题

BDACC DCABC BDABA CDBDC 是非题

对错错对错 错对对错对 对错错错错 错对错错对 错对错对错 对对对对对 对错对对 填空题

1．答：见表3—7。

第四章 微生物的营养

一、术语和名词

1．营养物质(nutrient)微生物从外界摄取的用于生物合成和产生能量的物质，以满足微生物生长、繁殖和完成各种生理代谢活动。 2．主要元素或大量元素(macroelement) 微生物细胞干重的95％以上由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等少数几种元素组成，将这些微生物生长需要量相对较大的元素称为主要元素。

3．微量元素(trace element或microelement) 微生物细胞需要量很小的元素，包括锰、锌、铜、钴、镍、硒等。 4．碳源(source ofcarbon) 为微生物生长提供碳素来源的物质。 5．氮源(source ofnitrogen) 为微生物生长提供氮素来源的物质

6．蛋白胨(peptone) 将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的，富含有机氮化合物及一些维生素和糖类的粉末状物质，用于配制培养基。

7．牛肉浸膏(beef extract) 瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成的，富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等的膏状物质，用于配制培养基。

8．酵母浸膏(yeast extract) 酵母细胞水溶性提取物浓缩而成的，富含B类维生素及一些有机氮化合物和糖类的膏状物质，用于配制培养基。

9．生长因子(growth factor)微生物生长所必需且需要量很小，而微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。 10．水活度值(water。activity，aw ) 一定温度和压力条件下，溶液的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸气压力之比值。大多数微生物只能在水活度值接近0.98或更高的环境中生长。

11．自养型生物(autotroph) 以CO2为惟一或主要碳源的生物。 12．异养型生物(1leterotroph) 以还原性有机物为主要碳源的生物。 13．光能营养型生物(phototroph) 以光能为能源的生物。

14．化能营养型生物(chemotroph) 以有机物或无机物氧化释放的化学能为能源的生物。 15．无机营养型生物(1ithotroph) 以还原性无机物为电子供体的生物。 16．有机营养型生物(organotroph) 以有机物为电子供体的生物。

17．光能无机自养型(photolithoautotrophy) 利用光能、无机电子供体(H2、H20、H2S、S等)并以C02为碳源的生物。 18．光能有机自养型(I)hotoorganoheterotroph)r) 利用光能并以有机物作为电子供体及碳源的生物。 19．化能无机自养型(chemolithoautotrophy) 氧化还原性无机物获得能量和电子，以CO2为碳源的生物。 20．化能有机异养型(chemoorganoheterotrophy) 氧化有机物获得能源、电子及碳源的生物。 21．腐生型(metatrophy) 利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)的化能有机异养型生物。 22．寄生型(paratrophy) 寄生在活的寄主机体中的化能有机异养型生物，离开寄主不能生存。 23．兼养型生物(mixotroph) 兼有自养和异养代谢过程的微生物，利用无机电子供体和有机 碳源。

24．原养型(prototroph) 与自然发生的同种其他个体一样，具有相同营养需求的微生物。

25．培养基(culture medium) 由人工配制的、适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质。

26．复合(天然)培养基(complex medium) 含有化学成分尚不完全清楚或化学成分不恒定的天然有机物的培养基，也称非化学限定培养基(chemically undefined medium)。

27．合成培养基(synthetic．medium) 由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically defined medium)。 28．固体培养基(solid．medium) 在液态培养基中加入一定量凝固剂而制成的固体状态的培养基。

29．半固体培养基(semisolid medium)在液态培养基中加入凝固剂的量比固体培养基中的少而制成的半固体状态的培养基。 30．液体培养基(1iquid medium) 不含凝固剂的液态培养基。

31．基础培养基(minimum medium) 含有一般微生物生长所需基本营养物质的培养基。

32．加富培养基(enrichment medium) 在基础培养基中加入某些特殊营养物质，用于培养营养要求比较苛刻的异养型微生物的培养基。 33．鉴别培养基(differential medium) 在培养基中加入能与特定微生物的代谢产物发生特征性化学反应的化学物质，用于鉴别不同类型微生物。

34．选择培养基(selective medium) 根据不同微生物的营养需求或对某种化学物质敏感性不同，在培养基中加入相应营养物质或化学物质，抑制不需要微生物的生长，将所需微生物从复杂的微生物群体中选择分离出来。

35．琼脂(agar) 由藻类(石花菜)中提取的一种高度分支的复杂多糖，用作凝固剂配制固体、半固体培养基。 36．明胶(gelatin) 由胶原蛋白制备的培养基凝固剂。

37．透过屏障(permeability barrier) 微生物细胞表面由原生质膜、细胞壁、荚膜及黏液层组 成的限制物质进出细胞的屏障。

38．扩散(diffusion) 营养物质通过原生质膜上的含水小孔，由高浓度胞外(内)环境向低浓度胞内(外)进行运输的过程。 39．促进扩散(facilitated diffusion) 营养物质由载体(透过酶)辅助的跨质膜扩散过程。

40．透过酶(permease) 一种由膜结合载体蛋白质或由两种以上蛋白质组成的系统，能帮助营养物质跨膜运输。 41．被动运输(passive transport) 包括扩散和促进扩散在内的依靠膜内外被运输物质浓度差而进行的物质运输方式。 42．主动运输(active transport) 在载体的帮助下，依靠细胞提供的能量进行的物质跨膜运输，可以进行逆浓度运输。

43．初级主动运输(primary active transport) 由电子传递系统、ATP酶及细菌视紫红质引起的质子跨膜运输，在原生质膜内外建立质子浓度差。

44．能化膜(energized membrane) 细胞通过消耗呼吸能、化学能及光能，引起胞内质子(或其他离子)外排，在原生质膜内外建立质子浓度差(或电势差)，使膜处于充能状态。

45．次级主动运输(secondary active transport) 能化膜质子浓度差(或电势差)消失过程中偶联的其他物质的运输。

46．同向运输(symport) 某种物质与质子通过同一载体以相同方向进行的次级主动运输。 47．逆向运输(antiport) 某种物质与质子通过同一载体以相反方向进行的次级主动运输。

48．单向运输(uniport) 在能化膜质子浓度差(或电势差)消失过程中，某种物质单独通过某一载体进行的次级主动运输。

49．基团转位(group translocation) 物质通过载体帮助，在一个较复杂的运输系统的作用下进行的跨膜主动运输，被运输物质在该过程中化学性质发生改变。

50．Na，K一ATP酶(Na，K一ATPase) 存在于原生质膜上的一种离子通道蛋白，利用ATP的能量将胞内Na‘泵”出胞外，而将胞外K‘泵”入胞内，也称Na，K一泵。

51．ATP结合盒式转运蛋白(ATP—binding cassette transporters，ABC transporters) 利用ATP的能量跨膜转运物质而不改变其化学性质的膜蛋白复合体，需要一种质膜外底物结合蛋白来行使功能，简称ABC转运蛋白。

52．膜泡运输(membrane vesicle transport) 存在于真核微生物(如变形虫)中的一种通过胞吞作用运输营养物质的方式。 53．胞吞作用(endocytosis) 细胞通过原生质膜吸附、包裹并吸收溶质或颗粒物质的过程。 54．胞饮作用(pinocytosis) 通过原生质膜包裹液态物质的胞吞作用。 55．吞噬作用(phagocytosis) 通过原生质膜包裹颗粒状物质的胞吞作用。

56．铁载体(siderophore) 微生物细胞向胞外分泌的一种能络合Fe的小分子化合物，铁一铁载体复合物通过ABc转运蛋白进入细胞。 二、习 题 填空题

1．组成微生物细胞的主要元素包括 、 、 、 、 和 等。 2．微生物生长繁殖所需六大营养要素是 、 、 、 、 和 。

3．碳源物质为微生物提供 和 ，碳源物质主要有 、 、 、 、 等。

4．氮源物质主要有 、 、 、常用的速效氮源如 、 ，有利于 ；迟效氮如 、 它有利于 。

5．无机盐的生理作用包括 、 、 、 、 。 6．生长因子主要包括 、 和 ，其主要作用是 。 7．水的生理作用主要包括 、 、 、 、 、 。 8．根据 ，微生物可分为自养型和异养型。 9．根据 ，微生物可分为光能营养型和化能营养型。 10．根据 ，微生物可分为无机营养型和有机营养型。

11．根据碳源、能源和电子供体性质的不同，微生物的营养类型可分为 、 、 和 。 12．设计、配制培养基所要遵循的原则包括 、 、 、 、 和 。 13．按所含成分划分，培养基可分为 和 。

14．按物理状态划分，培养基可分为 、 和 。

15．按用途划分，培养基可分为 、 、 和 等4种类型。 16．常用的培养基凝固剂有 、 和 。 17．营养物质进入细胞的主要影响因素是 、

18．营养物质进入细胞的方式有 、 、 和 。 选择题(4个答案选1)

1．在含有下列物质的培养基中，大肠杆菌首先利用的碳物质是()A蔗糖 B葡萄糖 C半乳糖 D淀粉 2．在工业生产中为提高土霉素产量，培养基中可采用的混合氮源是( )。

A蛋白胨／酵母浸膏 B黄豆饼粉／花生饼粉C玉米浆／黄豆饼粉 D玉米浆／(NH4)2S04 3．下列物质可用作生长因子的是( )。A葡萄糖 B纤维素 C NaCl C叶酸 4．一般酵母菌生长最适水活度值为( )。A 0.95 B 0.76 C 0.66 D 0.88

5．大肠杆菌属于( )型的微生物。A光能无机自养B光能有机异养 C化能无机自养 D化能有机异养 6．蓝细菌和藻类属于( )型的微生物。A光能无机自养 B光能有机异养 C化能无机自养 D化能有机异养 7．硝化细菌属于( )型的微生物A光能无机自养 B光能有机异养 C化能无机自养 D化能有机异养

8．某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源，属于( )型的微生物。A兼养型 B异养型 C自养型 D原养型 9．化能无机自养微生物可利用( )为电子供体。A C02 B H2 C O2

10．实验室培养细菌常用的的培养基是( )。 A牛肉膏蛋白胨培养基 B马铃薯培养基 C高氏一号培养基 D查氏培养基 11．用来分离产胞外蛋白酶菌株的酪素培养基是一种( )。A基础培养基 B加富培养基 C选择培养基 D鉴别培养基 12．固体培养基中琼脂含量一般为( )。 A0.5％ B1.5％ C2.5％ D5％

3+

+

+

+

+

+

+

+

+

13．下列培养基中( )是合成培养基。ALB培养基 B牛肉膏蛋白胨培养基 C麦芽汁培养基 D查氏培养基

14．培养百日咳博德氏菌的培养基中含有血液，这种培养基是( )。A基础培养基 B加富培养基 C选择培养基 D鉴别培养基 15．用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种( )。A基础培养基 B加富培养基 C选择培养基 D鉴别培养基 16．一般酵母菌适宜的生长pH为( )。A 5.0～6.0 B 3.0～4.0 C 8.0～9.O D 7.0～7.5 17．一般细菌适宜的生长pH为( )。A 5.0～6.0 B 3.0～4.0 C 8.0～9.0 D 7.0～7.5 18．水分子可通过( )进入细胞。A主动运输 B扩散 C促进扩散 D基团转位

19．需要载体但不能进行逆浓度运输的是( )。A主动运输 B扩散 C促进扩散 D基团转位

20．被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是( )。A主动运输 B扩散 C促进扩散 D基团转位 是非题

1．所有碳源物质既可以为微生物生长提供碳素来源，也可以提供能源。 2．某些假单胞菌可以利用多达90种以上的碳源物质。 3．碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。

4．氨基酸在碳源缺乏时可被微生物用作碳源物质，但不能提供能源。 5．以(NH4)2SO4为氮源培养微生物时，会导致培养基pH升高。 6．KN03作为氮源培养微生物被称为生理碱性盐。

7．在配制复合培养基时，必须向培养基中定量补加微量元素。

8．培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。 9．目前已知的致病微生物都是化能有机异养型生物。

10．只有自养型微生物能够以CO2，为惟一或主要碳源进行生长。 11．培养自养型微生物的培养基完全可以由简单的无机物组成。 12．为使微生物生长旺盛，培养基中营养物质的浓度越高越好。 13．在培养基中蛋白胨可以作为天然的缓冲系统。

14．对含葡萄糖的培养基进行高压蒸汽灭菌时可在121.3℃加热20 minn即可。 15．半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。 16．基础培养基可用来培养所有类型的微生物。

17．一些化能有机异养微生物可以在以葡萄糖为碳源、铵盐为氮源的合成培养基上生长。 18．伊红美蓝(EMB)培养基中，伊红美蓝的作用是促进大肠杆菌的生长。 19．在用于分离G细菌的选择培养基中可加入结晶紫抑制G细菌的生长。 20．当葡萄糖胞外浓度高于胞内浓度时，葡萄糖可通过扩散进入细胞。

21．在促进扩散过程中，载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性，一种载体蛋白只能运输一种物质。 22．被动运输是微生物细胞吸收营养物质的主要方式。

23．在主动运输过程中，细胞可以消耗代谢能对营养物质进行逆浓度运输，当被运输物质胞外浓度高于胞内浓度时，主动运输就不需要消耗代谢能。

24．Na，K一ATP酶利用ATP的能量将胞内K‘泵”出胞外，而将胞外Na‘泵”入胞内。 25．微生物细胞向胞外分泌铁载体，通过ABc转运蛋白将Fe运输进入细胞。 问答题

1．能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么?

2．为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子? 3．以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵活性。 4．如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计实验?

5．某些微生物对生长因子的需求具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析” (microbiological assay)对样品中维生素或氨基酸进行定量。试设计实验利用某微生物对某一 样品维生素B他的含量进行分析。 6．以伊红美蓝(EMB)培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。

7．某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么? 8．与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么? 9．以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸一糖磷酸转移酶系统(PTs)为例解释基团转位。

10．试分析在主动运输中，ATP结合盒式转运蛋白(ABc转运蛋白)系统和膜结合载体蛋白(透过酶)系统的运行机制及相互区别。 三、习题解答

3+

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+

+

+

+

一

填空题

1．C H 0 N P S 2．碳源 氮源 无机盐 生长因子 水 能源 3．碳素来源 能源 糖 有机酸 醇 脂 烃 4．蛋白质(肽、氨基酸) 氨及铵盐 硝酸盐 分子氮(N，)玉米浆 (NH4)2SO4 菌体生长 黄豆饼粉 玉米饼粉 代谢产物积累 5．酶活性中心组分 维持细胞结构和生物大分子稳定 调节渗透压 控制氧化还原电位 作为能源物质 6．维生素 氨基酸 嘌呤和嘧啶 作为酶的辅基或辅酶 合成细胞结构及组分的前体 7．溶剂 参与化学反应 维持生物大分子构象 热导体 维持细胞形态 控制多亚基结构的装配与解离 8．碳源性质 9．能源 10．电子供体 11．光能无机自养 光能有机异养 化能无机自养 化能有机异养 12．选择适宜营养物质 营养物质浓度及配比合适 控制pH 控制氧化 还原电位 原料来源 灭菌处理 13．复合(天然)培养基 合成培养基 14，固体 牛固体 液体 15．基础 加富 鉴别 选择 16．琼脂 明胶 硅胶 17．营养物质性质 微生物所处环境 微生物细胞透过屏障 18．扩散 促进扩散 主动运输 膜泡运输 选择题

BCDDD ACABA DBDBC ADBCD 是非题

错对错错错 对错错对对 对错对错对 错对错错错 错错错错错 问答题

1．不能。微生物对微量元素需要量极低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。

2．维生素、氨基酸或嘌呤(嘧啶)通常作为酶的辅基或辅酶，以及用于合成蛋白质、核酸，是微生物生长所必需且需要量很小，而微生物(如营养缺陷型菌株)自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。而葡萄糖通常作为碳源和能源物质被微生物利用，需要量较大，而且其他一些糖类等碳源物质也可以代替葡萄糖满足微生物生长所需。

3．紫色非硫细菌在没有有机物时可同化c0：进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物氧化产生的化学能进行化能营养生活。

4．A从苯含量较高的环境中采集土样或水样；B配制培养基，制备平板，一种仅以苯作为惟一碳源(A)，另一种不含任何碳源作为对照(B)；C将样品适当稀释(十倍稀释法)，涂布A平板；D将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生；(5)将A平板上的菌落编号并分别转接至B平板，置于相同温度条件下培养(在B平板上生长的菌落是可利用空气中C02的自养型微生物)；(6)挑取在A平板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新的A平板上划线、培养，获得单菌落，初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物；(7)将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实验，利用相应化学分析方法定量分析该菌株分解利用苯的情况。 5．A将缺乏维生素B。：但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别定量接入用于测定的微生物；B在这些试管中分别补加不同量的维生素B，：标准样品及待测样品，在适宜条件下培养；C以微生物生长量(如测定0D㈣。。)值对标准样品的量作图，获得标准曲线； D测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中维生素B．：的含量。

6．EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌菌落带金属光泽的深紫色，而与其他不能发酵乳糖产酸的微生物区分开。

7．不能。因为，（1）不同微生物的营养需求、最适生长温度等生长条件有差别，在同一平板上相同条件下的生长及生理状况不同；（2）不同微生物所产蛋白酶的性质(如最适催化反应温度、pH、对底物酪素的降解能力等)不同；（3）该学生所采用的是一种定性及初步定量的方法，应进一步针对获得的几株菌分别进行培养基及培养条件优化，并在分析这些菌株所产蛋白酶性质的基础上利用摇瓶发酵实验确定蛋白酶高产菌株。

8．主动运输与促进扩散相比的优点在于可以逆浓度运输营养物质。通过促进扩散将营养物质运输进入细胞，需要环境中营养物质浓度高于胞内，而在自然界中生长的微生物所处环境中的营养物质含量往往很低，在这种情况下促进扩散难以发挥作用。主动运输则可以逆浓度运输，将环境中较低浓度营养物质运输进入胞内，保证微生物正常生长繁殖。

9．大肠杆菌PTs由5种蛋白质(酶I、酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc及热稳定蛋白质Hn)组成，酶Ⅱa、酶b、酶Ⅱc 3个亚基构成酶Ⅱ。酶I和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶Ⅱa也是细胞质蛋白，亲水性酶Ⅱb与位于细胞膜上的疏水性酶Ⅱc相结合。酶Ⅱ将一个葡萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)上的磷酸基团逐步通过酶I和HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶Ⅱ的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTs进入细胞后加上了一个磷酸基团。

10．AABC转运蛋白常由两个疏水性跨膜结构域与胞内的两个核苷酸结合结构域形成复合物，跨膜结构域在膜上形成一个孔，核苷酸结合结构则可结合ATP。ABc转运蛋白发挥功能还需要存在于周质空间(G菌)或附着在质膜外表面(G菌)的底物结合蛋白的帮助。底物结合蛋白与被运输物质结合后再与ABC转运蛋白结合，借助于ATP水解释放的能量，ABC转运蛋白将被运输物质转运进入胞内。B膜结合载体蛋白(透过酶)也是跨膜蛋白，被运输物质在膜外表面与透过酶结合，而膜内外质子浓度差在消失过程中，被运输物质与质子一起通过透过酶进入细胞。C被运输物质通过ABC转运蛋白系统和通过透过酶进入细胞的区别在于能量来源不同，前者依靠ATP水解直接偶联物质运输，后者依靠膜内外质子浓度差消失中偶联物质运输。

第五章 微生物代谢

+

一

一、术语或名词

1．分解代谢(catabolism) 也称产能代谢，生物氧化，是指大分子物质在细胞内降解成小分子物质，并产生能量的过程。 2．合成代谢(anabolism) 是指利用小分子物质在细胞内合成复杂大分子物质，并消耗能量的过程。

3．糖酵解(glycolysis) 无氧条件下，异养生物降解葡萄糖生成两个丙酮酸并产生能量的过程。是葡萄糖分解代谢的共同途径。 4．发酵(fermentation) 广义的发酵，泛指一切利用微生物进行生产的过程，多指传统的与实际生产有关的工业化生产，多是好氧过程，如氨基酸发酵、抗生素发酵、单细胞蛋白生产等。微生物生理学上的发酵又称狭义的发酵，是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物的过程。

5．底物水平磷酸化(substrate—level phosphorylation) 发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的甘油酸一1，3一二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。

6．乙醇发酵(alcoholic fermentation) 有两种方式，葡萄糖在酵母和某些细菌(如Sarcina、：Enterobacteriaceae)中经EMP途径，或者某些细菌(如运动发酵假单胞菌)中经ED途径降解成丙酮酸，进一步生成乙醛，乙醛还原生成乙醇。

7．乳酸发酵(1actic acid fermentation) 有两种方式，葡萄糖经EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸，终产物只有一种乳酸，称为同型乳酸发酵(1lomolactic fermentation)；葡萄糖经PK、HK或HMP途径降解为丙酮酸，代谢终产物除乳酸外，还有乙醇或乙酸，故称异型乳酸发酵（heterolactic fermentation）。

8．呼吸(respiration) 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，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。以分子氧作为最终电子受体的称为有氧呼吸(aerobic respiration)，以氧化型化合物作为最终电子受体的称为无氧呼吸(anaerobic respiration)。

9．电子传递系统(electron transport system) 一系列膜相关电子载体，把电子传递给最终的电子受体，除了泛醌之外，电子载体在膜上的排列顺序为还原电位最负到最正。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fes(铁硫蛋白)一CoQ(辅酶Q)一cyt b_Cyt c_Cyt aCyta3。

10．氧化磷酸化(oxidative phosphorylation) 在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH：，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。

11．巴斯德效应(Pasteur effect) 当微生物从厌氧条件转换到有氧条件时，微生物转向有氧呼吸，糖分解代谢速率降低。

12．反硝化作用(denitrification) 又称硝酸盐呼吸(nitrate respiration)，以硝酸或亚硝酸盐为电子受体进行的无氧呼吸，此过程中硝酸盐还原形成气态产物NO、N2。

13．同化型硝酸还原(assimilative nitrate reduction) 在厌氧或好氧条件下，某些兼性厌氧细菌还原硝酸为亚硝酸，进一步转变成铵，作为氮源被细胞利用。

14．异化型硝酸还原(dissimilartive nitrate reduction) 硝酸作为最终电子受体被还原成亚硝酸，分泌到细胞外或形成N：被释放。在这个过程中，硝酸只作为电子受体，用于生物氧化产能，而不作为细胞氮源。

15．Stickland反应(Stickland reaction) 某些微生物利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。以一种氨基酸作为供氢体而氧化，另一种氨基酸作为电子受体被还原的生物氧化产能方式，产能效率低，每分子氨基酸产生1个ATP。

16．化能自养菌(chemoautotrophs) 还原CO2的ATP和还原力[H]是通过还原性无机化合物(NH4、NO2、H2S、S、H2和Fe)的氧化而获得的，产能途径是氧化磷酸化，一般为好氧菌。

17．不产氧光合作用(anoxygenic photosynthesis) 又称环式光合磷酸化，光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。

18．产氧光合作用(oxygenic photosynthesis) 又称非环式光合磷酸化，绿色植物、藻类和蓝细菌所共有。光能驱动下，电子从光反应中心I(Ps I)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PsⅡ)水的光解生成的H’，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PsⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心Ps I，期间生成ATP。

19．紫膜光合磷酸化(photophosphorylation by purple membrane) 紫膜由细菌视紫红质蛋白和类脂组成，细菌视紫红质蛋白功能与叶绿素相似，能吸收光能，并在光量子驱动下起着质子泵的作用，将质子泵出紫膜外，从而形成紫膜内外的质子梯度差(质子动势)，驱使ATP的形成。

20．代谢补偿途径(replenishment pathway) 或代谢物回补顺序(anaplerotic sequence)，是指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢产物的那些反应。如微生物特有的乙醛酸循环。

21．初级代谢(primary metabolism) 微生物细胞从外界吸收营养物质，通过分解和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程。

22．次级代谢(secondary metabolism) 微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。

23．变构效应(allosterism) 别构酶的活性可以被小分子激活剂或者抑制剂改变，激活剂或者抑制剂借助于非共价键，可逆地同酶蛋

+

＿

0

2+

白分子上的调控部位相结合，引起酶的三维结构的改变，导致酶的催化部位的活性发生变化。

24．反馈抑制(feedback inhibition) 每个代谢途径都至少有一个限速酶 (pacemaker enzyme)，催化代谢途径中的限速反应，一般是代谢途径中第一步反应的催化酶。代谢途径的终端产物常常抑制第一步反应的可调控酶的活性，此调控作用称为反馈抑制。

25．酶合成阻遏(repression of enzyme synthesis) DNA分子上每一个操纵元都产生一个阻遏蛋白，在合成过程中，阻遏蛋白不能结合在操纵子部位上。然而，辅阻遏物可以与阻遏蛋白结合，改变阻遏蛋白的构象，因此可以与操纵子部位结合。这样mRNA的合成终止，蛋白质合成不能发生。

26．酶合成诱导(induction of enzyme synthesis) 调节基因产生的阻遏蛋白可以与操纵元上的操纵子部位结合，因此关闭了mRNA的转录，阻止了蛋白质的合成。当培养基中加入诱导物时，诱导物与阻遏蛋白结合，阻止了阻遏蛋白与操纵子部位的结合，操纵子开放，基因转录发生。 二、习 题 填空题

1．代谢是细胞内发生的全部生化反应的总称，主要是由 和 两个过程组成。微生物的分解代谢是指 在细胞内降解成 ，并 能量的过程；合成代谢是指利用 在细胞内合成 ，并 能量的过程。 2．生态系统中， 微生物通过 能直接吸收光能并同化CO2， 微生物分解有机化合物，通过 产生CO2。 3．微生物的4种糖酵解途径中， 是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径 是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有； 是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。 4． 和 的乙醇发酵是指葡萄糖经 途径分解为丙酮酸后，进一步形成乙醛，乙醛还原生成乙醇； 的乙醇发酵是利用ED途径分解葡萄糖为丙酮酸最后生成乙醇。

5．同型乳酸发酵是指葡萄糖经 途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸。异型乳酸发酵经 、 和 途径分解葡萄糖代谢终产物除乳酸外，还有 。

6．微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混合酸发酵、发酵和 发酵等。丁二醇发酵的主要产物是 ， 发酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。

7．产能代谢中，微生物通过 磷酸化和 磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP等高能分子中；光合微生物则通过 磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP中。 磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。 8．呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给 系统，逐步释放出能量后再交给 。

9．巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从 转换到 下，糖代谢速率 ，这是因为 比发酵作用更加有效地获得能量。

10．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像NO3、NO2、SO4、S2O3、CO2：等无机化合物，或 等有机化合物。 11．化能自养微生物氧化 而获得能量和还原力。能量的产生是通过 磷酸化形式，电子受体通常是O2。电子供体是 、 、 和 。还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递， 能量。

12．光合作用是指将光能转变成化学能并固定的CO2过程。光合作用的过程可分成两部分：在 中光能被捕获并被转变成化学能，然后在 中还原或固定CO2合成细胞物质。

13．微生物有两种同化CO2的方式： 和 。自养微生物固定CO2的途径主要有3条：卡尔文循环途径，可分为 、 和 3个阶段；还原性三羧酸途径，通过逆向的三羧酸循环途径进行，多数酶与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的 是个例外；乙酰辅酶A途径，存在于甲烷产生菌、硫酸还原菌和在发酵过程中将CO2转变乙酸的细菌中，非循环式CO2固定的产物是 和 。

14．Straphylococcus aureus肽聚糖合成分为3个阶段：细胞质中合成的 ，在细胞膜中进一步合成 ，然后在细胞膜外壁引物存在下合成肽聚糖。青霉素在细胞膜外抑制 的活性从而抑制肽聚糖的合成。

15．微生物将空气中的N2还原为NH4的过程称为 之间相互的关系。该过程中根据微生物和其他生物固氮体系可以分为 、 和 3种。

16．固氮酶包括两种组分：组分I(P1)是 ，是一种 ，由4个亚基组成；组分Ⅱ(P2)是一种 ，是一种 ，由两个亚基组成。P1、P2单独存在时，都没有活性，只有形成复合体后才有固氮酶活性。

17．次级代谢是微生物生长至 或 ，以 为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的物质化合物如： 、 、 、 、 及 等多种类别。 18．酶的代谢调节表现在两种方式： 是一种非常迅速的机制，发生在酶蛋白分子水平； 是一种比较慢的机制，发生在基因水平上。

19．分支代谢途径中酶活性的反馈抑制可以有不同的方式，常见的方式是 、 、 、 。

20．细菌的二次生长现象是指当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，优先利用 ，当其耗尽后，细菌经过一段停滞期，

--2-

不久在 的诱导下开始合成 ，细菌开始利用 。该碳代谢阻遏机制包括 和 的相互作用。 选择题(4个答案选1)

1．化能自养微生物的能量来源于( )。A有机物 B还原态无机化合物 C氧化态无机化合物 D日光 2．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，( )是最普遍的、存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径。 A EMP途径 B HMP途径 C ED途径 D WD途径

3．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，( )是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，产能效率低，为微生物所特有。A EMP途径 B HMP途径 C ED途径 D WD途径 4．酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是( )。

A糖酵解途径不同 B发酵底物不同 C丙酮酸生成乙醛的机制不同 D乙醛生成乙醇的机制不同 5．同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是( )。AEMP途径 BHMP途径 CED途径 DWD途径 6．由丙酮酸开始的其他发酵过程中，主要产物是丁酸、丁醇、异丙醇的发酵是( )。

A混合酸发酵 B丙酸发酵 C丁二醇发酵 D丁酸发酵

7．ATP或GTP的生成与高能化合物的酶催化转换相偶联的产能方式是( )。A 光合磷酸化B 底物水平磷酸化C氧化磷酸化D化学渗透假说 8．下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是( )。A发酵 B有氧呼吸 C无氧呼吸 D化能自养 9．卡尔文循环途径中CO2固定(羧化反应)的受体是( )。

A 核酮糖一5一磷酸 B 核酮糖一1，5一二磷酸 C 3一磷酸甘油醛 D 3一磷酸甘油酸 10．CO2固定的还原性三羧酸途径中，多数酶与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的( )是个例外。 A柠檬酸合酶 B柠檬酸裂合酶 C异柠檬酸脱氢酶 D琥珀酸脱氢酶 11．青霉素抑制金黄色葡萄球菌肽聚糖合成的( )。

A细胞膜外的转糖基酶 B细胞膜外的转肽酶C细胞质中的“Park”核苷酸合成 D细胞膜中肽聚糖单体分子的合成． 12．不能用于解释好氧性固氮菌其固氮酶的抗氧机制的是( )。

A呼吸保护作用 B构象保护 C膜的分隔作用 D某些固氮酶对氧气不敏感 13．以下哪个描述不符合次级代谢及其产物( )。

A次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确 B次级代谢产物的合成不受细胞的严密控制 C发生在指数生长后期和稳定期 D质粒与次级代谢的关系密切

14．细菌的二次生长现象可以用( )调节机制解释。A组合激活和抑制 B顺序反馈抑制 C碳代谢阻遏 D酶合成诱导 15．下面对于好氧呼吸的描述( )是正确的。A电子供体和电子受体都是无机化合物B电子供体和电子受体都是有机化合物 C电子供体是无机化合物，电子受体是有机化合物 D电子供体是有机化合物，电子受体是无机化合物 16．无氧呼吸中呼吸链末端的氢受体是( )。

A还原型无机化合物 B氧化型无机化合物 C某些有机化合物 D氧化型无机化合物和少数有机化合物 17．厌氧微生物进行呼吸吗?( )A进行呼吸，但是不利用氧气 B不进行呼吸，因为呼吸过程需要氧气

C不进行呼吸，因为它们利用光合成作用生成所需ATP D不进行呼吸，因为它们利用糖酵解作用产生所需ATP 18．碳水化合物是微生物重要的能源和碳源，通常( )被异养微生物优先利用。 A甘露糖和蔗糖 B葡萄糖和果糖 C乳糖 D半乳糖

19．延胡索酸呼吸中，( )是末端氢受体。A琥珀酸 B延胡索酸 C甘氨酸 D苹果酸

20．硝化细菌是( )：A化能自养菌，氧化氨生成亚硝酸获得能量 B化能自养菌，氧化亚硝酸生成硝酸获得能量 C化能异养菌，以硝酸盐为最终的电子受体 D化能异养菌，以亚硝酸盐为最终的电子受体 是非题

1．无氧呼吸和有氧呼吸一样也需要细胞色素等电子传递体，也能产生较多的能量用于生命活动，但由于部分能量随电子转移传给最终电子受体，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。

2．CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物不能利用CO2作为辅助的碳源。

3．由于微生物的固氮酶对氧气敏感，不可逆失活，所以固氮微生物一般都是厌氧或兼性厌氧菌。 4．支持细胞大量生长的碳源，可能会变成次级代谢的阻遏物。 5．光能营养微生物的光合磷酸化没有水的光解，不产生氧气。

6．次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，但是某些次级代谢产物对于该微生物具有特殊的意义，如与孢子的启动形成有关。 7．目前知道的所有固氮微生物都属于原核生物和古生菌类。

8．stickland反应对生长在厌氧和蛋白质丰富环境中的微生物非常重要，使其可以利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。 9．当从厌氧条件转换到有氧条件时，微生物转向有氧呼吸，糖分解代谢速率加快。 10．反硝化作用是化能自养微生物以硝酸或亚硝酸盐为电子受体进行的无氧呼吸。

11．由于蓝细菌的光合作用产生氧气，所以蓝细菌通常都不具有固氮作用。 12．底物水平磷酸化只存在于发酵过程中，不存在于呼吸作用过程中。 13．底物水平磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。

14．发酵作用的最终电子受体是有机化合物，呼吸作用的最终电子受体是无机化合物。 15．氧化磷酸化只存在于有氧呼吸作用中，不存在于发酵作用和无氧呼吸作用中。

16．发酵作用是专性厌氧菌或兼性厌氧菌在无氧条件下的一种有机物生物氧化形式，其产能机制都是底物水平磷酸化反应。 17．延胡索酸呼吸中，琥珀酸是末端氢受体延胡索酸还原后生成的还原产物，不是一般的中间代谢产物。 18．自养微生物同化CO2需要大量能量，能量来自于光能、无机物氧化或简单有机物氧化所得的化学能。

19．CO2固定的途径中，卡尔文循环途径存在于绿色植物、藻类、蓝细菌和几乎所有的自养型微生物包括光能自养和化能自养微生物中，而还原性三羧酸途径和乙酰辅酶A途径只存在于某些细菌中。

20．青霉素抑制肽聚糖分子中肽桥的生物合成，因此对于生长旺盛的细胞具有明显的抑制作用，而对于休止细胞无抑制作用。 问答题

1．比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。

2．试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生。 3．什么是无氧呼吸?比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。 4．比较自生和共生生物固氮体系及其微生物类群。 5．比较光能营养微生物中光合作用的类型。 6．简述化能自养微生物的生物氧化作用。

7．说明革兰氏阳性细菌细胞肽聚糖合成过程以及青霉素的抑制机制。

8．蓝细菌是一类放氧性光合生物，又是一类固氮菌，说明其固氮酶的抗氧保护机制。

9．说明次级代谢及其特点。如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷调节机制来提高抗生素的产量? 10．如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产? 三、习题解答 填空题

1．分解代谢合成代谢大分子物质小分子物质 产生 小分子物质 大分子物质 消耗2．光能自养 光合作用 异养 呼吸作用 3．EMP ED HMP 4．酵母菌 八叠球菌EMP 运动发酵单胞菌 5．EMP PK HK HMP 乙醇或乙酸 6．丙酸发酵 丁酸发酵 2，3一丁二醇混合酸 7．底物水平 氧化 光合 底物水平 8．电子传递 最终电子受体 9．厌氧条件 有氧条件 降低 好氧呼吸 10．延胡索酸 11．无机物 氧化磷酸化 H2 NH4 H2S Fe 消耗 12．光反应 暗反应 13．自养式 异养式 CO2的固定(羧化反应) 被固定CO2的还原(还原反应) CO2受体的再生 柠檬酸裂合酶 乙酸丙酮酸 14．“Park”核苷酸(uDP一N一乙酰胞壁酸五肽) 肽聚糖单体分子转肽酶15．生物固氮共生固氮体系 自生固氮体系 联合固氮体系 16．固氮酶钼铁蛋白(MoFe) 固氮酶还原酶铁蛋白(Fe) 17．指数期后期 稳定期 初级代谢产物 抗生素 激素 生物碱 毒素 色素 维生素 18．酶活性的调节 酶量的调节 19．顺序反馈抑制 协同反馈抑制 同工酶 组合激活和抑制 20．葡萄糖 乳糖届一半乳糖苷酶 乳糖 降解物激活蛋白(cAP)或cAMP受体蛋白(CRP) cAMP 选择题

BACAA DBBBB BDBCD DABBB 是非题

对错错对错 对对对错错 错错对对错 对对错对对 问答题

1．主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌(胃八叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED途径生成丙酮酸。丙酮酸之后的途径完全相同。

2．底物水平磷酸化，发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的1，3一二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。 光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。当一个叶绿素(或细菌叶绿素)分子吸收光量子时，叶绿素(或细菌叶绿素)即被激活，导致叶绿素(或细菌叶绿素)分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP的合成。主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷酸化作用。 3．无氧呼吸是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氧化型化合物，作为其最终电子受体，从而生成还原型产物并释放出能量的过程。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：

NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fe·s(铁硫蛋白)一CoQ(辅酶Q)一cyt b—Cyt c—Cyt a—cyt a，。无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是

+

2+

像NO、N02、SO4、S2O3、CO2等，或延胡索酸(fumarate)等外源受体，氧化还原电位差都小于氧气，所以生成的能量不如有氧呼吸产生

—3

—

2—

一

的多。

4．共生固氮体系：根瘤菌(尺^izobium)与豆科植物共生；弗兰克氏菌(Frank：尬)与非豆科树木共生；蓝细菌(eyanoba(舶ria)与某些植物共生；蓝细菌与某些真菌共生。自生固氮体系：好氧自生固氮菌(Azotobacter，Azotomonas，etc)；厌氧自生固氮菌(Clostridium)；兼性厌氧自生固氮菌(B0cillus，Klebsiella，etc)；大多数光合菌(蓝细菌，光合细菌)。 5．

①光合细菌一环式光合磷酸化； ②绿硫细菌的非环式光合磷酸化；

③嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作 用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差。

非环式光合磷酸化是绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型光合作用。光能驱动下，电子从光反应中心I(Ps I)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PsⅡ)水的光解生成的H，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PsⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心Ps I，期问生成ATP。

环式光合磷酸化为光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。有些光合细菌虽只有一个光合系统，但也以非环式光合磷酸化的方式合成ATP，如绿硫细菌和绿色细菌，从光反应中心释放出的高能电子经铁硫蛋白、铁氧还蛋白、黄素蛋白，最后用于还原NAD生成NADH。反应中心的还原依靠外源电子供体如S、S2O3等。外源电子供体在氧化过程中放出电子，经电子传递系统传给失去了电子的光合色素，使其还原，同时偶联ATP的生成。嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差，再由它来推动ATP酶合成ATP。

6．化能自养微生物氧化无机物而获得能量和还原力。能量的产生是通过电子传递链的氧化磷酸化形式，电子受体通常是O2，因此，化能自养菌一般为好氧菌。电子供体是H2、NH4、H2S和Fe还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，同时需要消耗能量。 A氨的氧化。NH，和亚硝酸(N0f)是作为能源的最普通的无机氮化合物，能被亚硝化细菌和硝化细菌氧化。 B硫的氧化。硫杆菌能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐)作能源。H2S首先被氧化成元素硫，随之被硫氧化酶和细胞色素系统氧化成亚硫酸盐，放出的电子在传递过程中可以偶联产生ATP。C铁的氧化。从亚铁到高铁的生物氧化，对少数细菌来说也是一种产能反应，但这个过程只有少量的能量被利用。亚铁的氧化仅在嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)中 进行了较为详细的研究。在低pH环境中这种细菌能利用亚铁氧化时放出的能量生长，在该菌的呼吸链中发现了一种含铜的铁硫菌蓝蛋白(rusticyanin)，它与几种cyt c和一种cyt a，氧化酶构成电子传递链。D氢的氧化。氢细菌能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2也能利用其他有机物生长。氢细菌的细胞膜上有泛醌、维生素K：及细胞色素等呼吸链组分。在这类细菌中，电子直接从氢传递给电子传递系统，电子在呼吸链传递过程中产生ATP。

7．革兰氏阳性菌肽聚糖合成的3个阶段(图5—10)。

A细胞质中的合成。①葡萄糖 N一乙酰葡糖胺一UDP(G--UDP)一N一乙酰胞壁酸一UDP(M—uDP) ②MUDP一“Park”核苷酸，即UDP一N一乙酰胞壁酸五肽 B细胞膜中的合成。“Park”核苷酸一肽聚糖单体分子。

C细胞膜外的合成。青霉素抑制转肽酶。青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D一丙氨酸一D一丙氨酸的结构类似物，两者竞争转肽酶的活力中心。

8．有两种特殊的保护系统。A分化出异形胞，其中缺乏光反应中心Ⅱ，异形胞的呼吸强度大于正常细胞，其超氧化物歧化酶的活性高。B非异形胞的保护方式：①时间上的分隔保护，白天光合作用，晚上固氮作用；②群体细胞中的某些细胞失去光反应中心Ⅱ，而进行固氮作用；③提高过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性来除去有毒氧化物。

9．相对于初级代谢而言，一般认为，微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程，称为次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等多种类别。 次级代谢特点：

A次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，次级代谢途径某个环节发生障碍，致使不能合成某个次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。

B次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。 C次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。

D次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。 (5)质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。

(6)次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。

+

2+

2-2一

+

+

(7)次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生，可在发酵培养基中加入诱导物来增加产量。易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐，对某些抗生素的产生有抑制作用。在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用。

10．在微生物中，以天冬氨酸为原料，通过分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸(图5—13)。为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。这个菌种由于不能合成高丝氨酸脱氢酶(HSDH)，故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸。添加适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下，在含有较高糖和铵盐的培养基上，能产生大量的赖氨酸。

第六章 微生物的生长繁殖及其控制

一、术语或名词

1．二分裂(binary fission) 细胞核首先进行有丝分裂，然后细胞质通过胞质分裂而分开，从而形成两个相同的个体的分裂方式。 2．分批培养(batch culture) 是指微生物在封闭系统中进行的培养，培养过程中不对培养基进行更换。 3．迟缓期(1agphase) 微生物接种到新鲜培养基时，其数量并不立即增加，这个阶段被称为迟缓期或延滞期。

4．对数生长期(exponentialphase) 微生物经过延滞期后，以最大的速度进行生长和分裂，导致微生物数量呈对数增加的时期。在对数生长期微生物各成分按比例有规律地增加，微生物呈平衡生长。

5．稳定生长期(stationaryphase) 微生物经过对数生长期后，生长速度降低至零(细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量)的时期。稳定期的微生物数量最大并维持稳定。

6．衰亡期(deathphase) 稳定期后，由于营养物质的耗尽和有毒代谢产物的大量积累，使微生物死亡速度逐步增加，活菌减少的时期。

7．二次生长(diauxic growth) 微生物在同时含有速效碳源(或氮源)和迟效碳源(或氮源)的培养基中生长时，微生物会首先利用速效碳源(或氮源)生长直到该速效碳源(或氮源)耗尽，然后经过短暂的停滞后，再利用迟效碳源(或氮源)重新开始生长。这种两相生长或应答称为二次生长。

8．倍增时间(doublingtime) 群体生长中微生物数量增加一倍所需要的时间称为倍增时间。 9．代时(generationtime) 个体生长中，每个微生物分裂繁殖一代所需的时间称为代时。 10．比生长速率(specificgrowth rate) 每单位数量的微生物在单位时间内增加的量。

11．同步培养(synchronousculture) 使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞的培养方法称为同步培养。 12．同步生长(synchronousgrowth) 以同步培养方法使群体细胞处于同一生长阶段，并同时进行分裂的生长方式。

13．连续培养(continuousculture) 连续培养是指通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的培养方法。一般是通过在微生物培养过程中不断地补充营养和以同样的速率移出培养物来实现微生物的连续培养。

14．恒化器(chemostat) 通过保持培养基中某种必需营养物质的浓度基本恒定的方式，使微生物的生长速度恒定的培养系统。 15．平板计数或菌落计数(plate countor colonycount) 将适当稀释的样品涂布到琼脂培养基表面，培养后活细胞能形成菌落，通过计算菌落数能知道样品中的活菌数，该方法称为平板计数或菌落计数。

16．菌落形成单位(colonyforming unit) 采用平板计数或菌落计数法时，由于不能绝对保证一个菌落只是由一个活细胞形成，计算出的活细胞数称为菌落形成单位。

17．显微镜直接计数(directmicroscopic count) 利用微生物计数板或血细胞计数板，在显微镜对样品中的微生物进行计数的方法称为显微镜直接计数法。该方法虽然简便直观，但若无特别技术不能区分死活细胞的数目。

18．最适生长温度(optimum growth temperature) 微生物生长速度最快的温度。

19．超氧化物歧化酶(superoxidedismutase) 催化超氧化物自由基形成氧和过氧化氢的酶。 20．过氧化氢酶(catalase) 分解过氧化氢形成水和氧气的酶。

21．灭菌(sterilization) 灭菌是指物体中包括芽孢在内的所有微生物都被杀死或消除。

22．抑制(inhibition) 抑制是采用某种因子使微生物的生长停止，但移去该因子后微生物的生长仍然可以恢复。 23．消毒(disinfection) 杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物的措施。消毒可起到防止感染或传播的作用。 24．消毒剂(disinfectant) 用于消毒的化学制剂。一般用于对非生物材料的消毒。

25．石炭酸系数或酚系数(phenol coefficient) 在一定温度下将某种消毒剂与试验细菌10rain保温处理后，能杀死试验细菌的消毒剂的最高稀释倍数与能杀死试验细菌的石炭酸(酚)的最高稀释倍数的比值。酚系数可用于判断消毒剂对试验细菌的杀灭效力。酚系数越高，表明消毒剂在该测试条件下的消毒能力越强。

26．防腐(antisepsis) 采用某些化学或物理方法防止和抑制微生物生长的措施。防腐能防止食物腐败或防止其他物质霉变。 27．防腐剂(antiseptic) 用于防腐的化学制剂。防腐剂的毒性一般小于消毒剂，以避免对动物或人体组织产生毒害作用。

28．热致死时间(thermaldeathtime) 在一定温度一定条件下杀死液体中所有微生物的最短时间。

29．十倍减少时间(decimal reduction time，D) 特定温度下杀死某一样品中90％微生物或孢子及芽孢所需的时间。30．高压灭菌(autoclave) 在高压蒸汽的处理下(通常121℃，15rain)杀死包括芽孢在内的所有微生物的灭菌方法。

31．巴斯德消毒法(pasteurization) 在低于沸点的温度下短时间加热处理以杀死牛奶或饮料中的病原微生物的方法称为巴斯德消毒法。较老的做法是63℃处理30rain；现在使用巴氏瞬间消毒法(nashpasteurization) 即72℃处理15s，然后迅速冷却的方法。 32．紫外辐射(UVradiation) 波长为10—400 nm(通常采用260nm)的高能辐射。紫外辐射有较强的致死效应，通常用于对物体表面和空气的灭菌。 [

33．选择毒性(selectivetoxicity) 化疗试剂杀死或抑制病原微生物而对宿主尽可能不产生伤害的性质。

34．化疗(chemotherapy) 利用具有选择毒性的化学物质杀死生物体内的病原微生物或病变细胞，治疗被微生物感染的病变细胞或组织，但对机体本身无毒害作用的治疗措施。

35．抗生素(antibiotic) 抗生素是由某些生物合成或半合成的次级代谢产物或衍生物，能抑制其他微生物生长或杀死其他微生物。 36．抗代谢物(antimetabolite) 能对代谢的某个关键酶产生竞争抑制而阻断代谢途径的化合物。抗代谢物通常与酶的正常底物或中间产物很类似，它与酶的正常底物或中间产物竞争酶的活性部位使反应停止，从而阻断代谢途径。

37．抗药性(drug resistance) 微生物通过改变本身生理生化特性而变得对化学药物不敏感，即微生物的抗药性。

38．相容溶质(compatiblesolute) 适合细胞进行新陈代谢和生长的细胞内高浓度物质，它可使细胞原生质渗透浓度高于周围环境，从而使其质膜紧压在细胞壁上。 二、习 题 填空题

1．一条典型的生长曲线至少可分为 、 、 和 4个生长时期。

2．测定微生物的生长量常用的方法有 、 和 。而测定微生物数量变化常用的方法有 、 、和 ；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有 、 和 。 3．获得细菌同步生长的方法主要有A 和B ，其中A中常用的有 、 和 。 4．控制连续培养的方法有 和 。

5．影响微生物生长的主要因素有 、 、 、 和 等。

6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用 或 进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用 灭菌，其温度为 ，时间为 。

7．通常，细菌最适pH的范围为 ，酵母菌的最适pH范围为 ，霉菌的最适pH范围是 。

8．杀灭或抑制微生物的物理因素有 、 、 、 、 和 等。 9．抗生素的作用机制有 、 、 和 。

10．抗代谢药物中的磺胺类是由于与 相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其 不能合成。 选择题

1．以下哪个特征表示二分裂?( ) A产生子细胞大小不规则 B隔膜形成后染色体才复制 C子细胞含有基本等量的细胞成分 D新细胞的细胞壁都是新合成的

2．代时为0．5h的细菌由10’个增加到10”个时需要多长时间?( ) A 40h B 20h C lOh D 3h 3．某细菌2h中繁殖了5代，该菌的代时是( )。 A 15min B 24rain C 30min D 45 min 4．代时是指( )。A培养物从接种到开始生长所需要的时间 B从对数期结束到稳定期开始的间隔时间 C培养物生长的时间 D细胞分裂繁殖一代所需要的时间

5．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期? ( ) A死亡期 B稳定期 C延迟期 D对数期

6．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质( )。A 1，4 B 2，3 C 2，4 D 1，5

7．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是( )。A比浊法 B显微镜直接计数 C干细胞重量测定 D平板菌落记数 8．用比浊法测定生物量的特点是( )。 A只能用于测定活细胞 B易于操作且能精确测定少量的细胞

C难于操作但很精确 D简单快速，但需要大量的细胞

9．下列哪种保存方法会降低食物的水活度?( ) A腌肉 B巴斯德消毒法 C冷藏 D酸泡菜

10．细胞复制时所有的细胞组分都按比例有规律地增加的现象是( )。 A对数生长 B二分裂 C最大生长 D平衡生长 11．连续培养时培养物的生物量是由( )来决定的。

A 培养基中限制性底物的浓度 B培养罐中限制性底物的体积 C温度 D稀释率

12．最适生长温度低于20℃的微生物被称为( )。 A 耐冷菌 B 嗜温菌 C耐热菌 D嗜冷菌

13．过氧化氢酶能解除( )的毒性。 A超氧化物自由基 B过氧化物 C三线态氧 D过氧化氢 14．能导致微生物死亡的化学试剂是( )。 A抑菌剂 B溶菌剂 C 杀菌剂 D B和C 15．微生物数量减少十倍所需的时间是( )。A十倍减少时间 B十倍减少值 C热致死时间 D对数时间 16．只能用高压灭菌才能杀死的是( )。 A结核分枝杆菌 B病毒 C细菌的内生孢子 D霉菌孢子 17．常用的高压灭菌的温度是( )。 A121~C B200~C C63~C D100~C 18．巴斯德消毒法可用于( )的消毒。 A啤酒 B葡萄酒 C牛奶 D以上所有 19．保存冷冻食品的常用温度是( )。 A4~C B _20~C C -70~C D0℃

20．( )能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。 A青霉素 B磺胺类药物 C四环素 D以上所有 是非题

1．细菌分裂繁殖一代所需时间为倍增时间。 2．在群体生长的细菌数量增加一倍所需时间为代时。

3．样品稀释10，后，从中取出0．1 mL涂布在琼脂平板上培养，长出36个菌落，因此样品中的细菌数为36000个／mL。 4．最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。 5．一般而言，对数生长期的细菌细胞最大。

6．一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定出的菌数多。 7．在一密闭容器中接种需氧菌和厌氧菌，需氧菌首先生长。

8．分子氧对专性厌氧微生物的抑制和致死作用，是因为这些微生物内缺乏超氧化物化酶和过氧化氢酶。 9．一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。

10．分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。

11．最低生长温度是指微生物能生长的温度下限。最高生长温度是指微生物能生长的温度上限。 12．特定温度下杀死某一样品中90％微生物或孢子及芽孢所需的时间为热致死时间。 13．可采用高压灭菌对抗体进行灭菌。 14．巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。 15．对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。 16．腌肉防止肉类腐败的原因是提高了渗透压。 17．酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。

18．四环素能抑制细菌细胞壁的合成，青霉素能抑制细菌蛋白质的合成。

19．1：600稀释时某化学试剂10min内能杀死的金黄色葡萄球菌与1：60稀释的石炭酸相同，该化学试剂的石炭酸系数为10。 问答题

1．试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别。2．用来测定细菌生长量的直接计数法和间接计数法一般采用什么具体的方法?并从实际应用、优点、使用的局限性3个方面加以具体分析。

3．封闭系统中微生物的生长经历哪几个生长期?以图表示并指明各期的特点。如何利用微生物的生长规律来指导工业生产?

4．大肠杆菌在37℃的牛奶中每12．5 min繁殖一代，假设牛奶消毒后，大肠杆菌的含量为1个／100mL，请问按国家标准(30000个／mL)，该消毒牛奶在37℃下最多可存放多少时间? 5．与分批发酵相比，连续培养有何优点?

6．说明温度对微生物生长的影响，详述温度对微生物生长的影响的具体表现。 7．详述嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌和极端嗜热菌的不同。

8．哪几种氧形式对细胞有毒性?微生物细胞具有什么酶来解除氧的毒性? 9．过滤除菌有些什么方法?哪种方法较为经济实惠? 。 10．近年来是什么原因导致抗生素不敏感的抗性菌株的增多? 三、习题解答 填空题

1．迟缓期 对数生长期 稳定生长期 衰亡期 2．单细胞计数 细胞物质的重量 代谢活性 培养平板计数法 膜过滤法 液体稀释法 显微镜直接计数 比浊法 重量法 生理指标法 3．机械法 环境条件控制法 离心法 过滤分离法 硝酸纤维素滤膜法 4．恒浊法 恒化法 5．营养物质 水活性 温度 pH 氧 6．高压蒸汽灭菌法 干热灭菌法 超高温灭菌 135 -150~C 2—6s 7．6．5—7．5 4．5～5．5 4．5—5．5 8．温度 辐射作用 过滤 渗透压 干燥 超声波 9．抑制细菌细胞壁合成 破坏细胞质膜 作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化 抑制蛋白质和核酸合成 10．对氨基苯甲酸 叶酸

—3

么利用价值?

4．根据你所学的关于诱发突变的知识，你认为能否找到一种仅对某一基因具有特异性诱变作用的化学诱变剂?为什么?

5．根据突变的光复活修复作用、原理，你认为在进行紫外线诱变处理时，应注意什么?为了使被诱变的细胞能均匀地受到紫外线照射，你将如何做?

6．请设计实验来决定在一种特定的细菌中发生的遗传转移过程是转化、转导还是接合?说明每一种的预期结果。设想有下列条件和材料可以利用：A合适的突变株和选择培养基。B DNase(一种降解裸露DNA分子的酶)。C两种滤板：一种能够持留细菌和细菌病毒，但不能持留游离的DNA分子；另一种滤板只能持留细菌。D一种可以插入滤板使其分隔成两个空 间的玻璃容器(如U型管)。 7．在第(6)题的实验中，为什么用双重或三重营养缺陷型?

8．Hfr~F—和F’xF—杂交得到的接合子都有性菌毛产生吗?它们是否都能被M13噬菌体感染呢?

9．为什么导致蛋白质表面氨基酸变化的突变一般不会引起表型的变化?而蛋白质内部氨基酸的替换则会引起表型变化? 10．DNA链上发生的损伤是否一定发生表型的改变?尽你所能说出理由。 三、习题解答 填空题

1．Griffith 转化因子 2．无毒的R型细胞 3．全部遗传信息 4．RNA 5．单倍体 二倍体 6．生殖道支原体 7．双链环状 拟核 8．连续性 操纵子结构 9．高度重复 遗传丰余 10．Woese 三域学说 11．真细菌 真核生物 12．CCC OC L 13．Col Col 14．消除质粒 15．插入顺序 转座子 某些特殊病毒 16．修复系统 17．选择培养基(或基本培养基) 影印平板 18．交换 重组 19．普遍性 局限性20．自然遗传 人22 21．2μm 22．内共生细菌 23．准性生殖 准性生殖 24．交替 使用 25．制备 融合 再生 选择题

CBBDA DDACB ADCBB DBCAB B

是非题 对错对错对 错错错对对 错对错错对 对错对对 问答题

1．朊病毒(或朊粒)是不含核酸的蛋白质传染颗粒，但它不是传递遗传信息的载体，也不能自我复制而仍然是由基因编码的一种正常蛋白质(PrP)的两种异构体PrP(存在正常组织中)和 PrP‘‘(存在于病变组织中)，其氨基酸和线性排列顺序相同但是三维构象不同，因此，由PrP引起的疾病又称之为构象病。

2．因为微生物基因组小，便于测定和分析，可从中获取经验改进技术方法，从而大大加快了人类基因组计划的进展。此外，微生物基因组包含着原核生物和真核生物，具有一定的代表性。第一个测序的自由生活的生物是流感嗜血杆菌，第一个测序的真核生物是酿酒酵母，第一个测序的自养生活的生物是詹氏甲烷球菌。

3．由于染色体DNA分子比质粒DNA分子大得多，在提取过程中易于断裂成大小不同的分子片段，但一般情况下仍然比质粒大，因此在琼脂糖凝胶电泳过程中随机断裂的染色体DNA片段，泳动速度较慢且带型不整齐，而质粒DNA由于相对分子质量小，在提取过程中一般不会断裂成小片段，相对分子质量一致，因此，泳动速度较快，且带型整齐，与染色体DNA分开，从而有利于质粒DNA的检测和分离。 4．理化诱变剂的作用主要是随机引起DNA链上碱基发生置换、颠换或其他损伤，虽然有突变热点，但并非针对某一基因，诱变剂无基因特异性，诱变作用主要是提高突变率。因此，要获得某基因的突变不是靠选用何种诱变剂，而是靠合适的筛选方法。

5．在进行紫外线诱变处理时应注意避光，以防光复活修复作用。一般在红光下操作，在黑暗中培养。在紫外线照射时，盛菌液的培养皿应置于磁力搅拌器上，边照射边搅拌使细胞能均匀受到紫外线照射。

6．A将两种不同的二重或三重营养缺陷型菌株混合培养，在基本培养基上长出的菌落为重组菌株(发生了遗传交换)。B如果在混合培养期间加入DNase，在基本培养基上无重组菌落出现，这说明上述重组是因细胞间的接触转化所致；如果仍有重组菌落产生，说明可能是由于接合和转导所致。C利用只能持留细菌的滤板相隔的U型管进行试验，如果在基本培养基上不产生重组菌落，则判断为接合作用，如果产生重组菌落，则又有两种可能，即转化或转导。D利用能持留细菌和细菌病毒而不能持留DNA的滤板相隔的U型管试验，如果不产生重组菌落则为转导，如果仍产生重组菌落则为转化。

7．为了排除在基本培养基上长出的原养型菌落是由于回复突变这一可能性。因为同时发生2个基因或3个基因的基因突变是不可能的。在大肠杆菌中，单营养缺陷型的回复突变率大约是10。

8．HfrXF中，由于Hfr菌株的染色体在向F的转移过程中，整合在染色体上的F因子除先导区外，绝大部分处于转移染色体的末端，由于转移过程中常被中断，因此F因子不易转移到受体细胞中，所以HfrxF—得到的接合子仍然是F，无性菌毛产生；FxF得到的接合子有性菌毛产生，能被M13噬菌体感染，因为M13的侵染途径是性菌毛。

9．蛋白质表面氨基酸的变化一般不影响蛋白质的功能，因此一般不会引起表型的变化，但如果突变引起蛋白质内部的氨基酸发生变化(包括酶的活性位点)，就可能剧烈地改变蛋白质的三维结构，从而改变其功能，破坏酶的活性。

10．不一定，如下列情况：①同义突变或沉默突变；②发生了基因内另一位点或是另一基因的抑制突变(一般指tRNA基因的突变)使突变得到校正；③即使是错义突变，但是否改变表型还视置换的氨基酸是否影响蛋白质的功能；④各种修复机制可清除DNA的各种损伤，使其

—

+

—

—

—

—8

sc

c

表型不发生改变。

第九章 基因表达调控

一、术语或名词

1．螺旋—转角—螺旋(helix—turn—helix)结构(简称HTH) DNA结合蛋白的一种结构形式，HTH的一端是由氨基酸形成的。螺旋次级结构，又称为识别螺旋，它与一个由3个氨基酸组成的“转角”相连接，“转角”的另一端与第二个螺旋相接，第二个螺旋通过疏水相互作用稳定第一螺旋。

2．锌指(Zincfinger) DNA结合蛋白的另一种结构形式，它是一种含锌离子的蛋白亚结构。其特点是通过锌离子把4个氨基酸连在一起，利用锌离子相连的由氨基酸以。螺旋形式形成的“指”在大沟中与DNA相互作用，在蛋白质与DNA的结合作用中蛋白质上至少存在两种这样的“指”。

3．亮氨酸拉扣(1eucinezipper) DNA结合蛋白中常见的另一种亚结构形式，这一亚结构由每隔7个氨基酸就有1个亮氨酸残基的侧链形成，这个结构有点像拉链，不同于螺旋—转角—螺旋和锌指，“亮氨酸拉扣”本身不与DNA作用，而是保持另外两个。螺旋在正确的位置与DNA结合。

4．操纵子(operon) 原核生物细胞中，功能相关的基因组成操纵子结构，由操纵区同一个或几个结构基因联合起来，形成一个在结构上、功能上协同作用的整体，作为表达的协同单位，受同一调节基因和启动子的调控。

5．负转录调控(negativetranscriptioncontr01) 调节基因的产物是阻遏蛋白(repressor)，起谢产物，抑制物)的存在使激活蛋白处于不活动状态。

7．启动子(promoter) 基因起始区的DNA区段，RNA聚合酶结合到这一区段后才开始转录。

8．弱化作用(attenuation) 弱化作用是细菌辅助阻遏作用的一种精细调控。这一调控作用通过操纵子的前导区内类似于终止子结构的一段DNA序列而实现，它编码一条末端含有多个色氨酸的多肽链——先导肽，被称为弱化子。当细胞内某种氨酰tRNA缺乏时，该弱化子不表现终止子功能；当细胞内某种氨酰tRNA足够时该弱化子表现终止功能，从而达到基因表达调控的目的，不过这种终止作用并不使正在转录中的mRNA全部都中途终止，而是仅有部分中途停止转录，所以称为弱化。

9．分解代谢物阻遏(catabolite repression) 当培养基含有多种能源物质时，微生物首先利用更易于分解利用的能源物质，而首先被利用的这种物质的分解对利用其他能源性物质的酶的产生阻遏作用。由于葡萄糖是首先被发现具有这种阻遏效应的物质，因此又被称为葡萄糖效应(glucose effect)。

10．鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp) 当细菌处于氨基酸饥饿的紧急状态时，导致出现空载tRNA，这种空载tRNA会激活焦磷酸转移酶，使ppGpp和pppGpp大量合成，从而会关闭许多基因，也会打开一些合成氨基酸的基因，以应付这种紧急情况。ppGpp和pppGpp不是只影响一个或几个操纵子，而是影响一大批，也不只是调控转录，而也是调控翻译，所以它们可称为超级调控因子。

11．\σ因子(sigmafactor) 帮助RNA聚合酶核心酶识别基因起始区启动子的蛋白质，起始转录作用。σ因子自身并无催化活性，在转录之前与核心酶结合。

12．热激应答(heatshockresponse) 生物体受热激诱导所进行的一种转录和翻译的调控。如大肠杆菌生长在较高的温度下(如42-50℃)，某些基因则迅速表达，诱导产生热激蛋白，这种现象称为大肠杆菌的热激应答。

13．信号传导(signaltransductio n) 通过信号途径在细胞内或细胞间传递信息的过程。例如：细菌生活在不断变化的环境中，必须随时作出相应的反应和调节以求生存，外部信号并不是直接传递给调节蛋白，而是首先通过传感器(senor)检测到信号，然后以变化的形式传到调节部位，这一过程称为细菌的信号传导。

14．二组分调节系统(two—componentregulatorysystems) 原核生物的信号传导系统，由能检测环境信号的位于细胞质膜上的传感激酶蛋白质和位于细胞质中的应答调节蛋白组成。

15．趋化性(chemotaxis) 细菌对某些特殊的化学药物具有“趋向”或“逃离”的行为，它是生物的一种趋(向)性。

16．接受甲基趋化性蛋白(methylaccepting chemotaxisproteins，简称MCPs) 又被称为受体—转导蛋白，它是一些细菌的感受蛋白，也是跨膜蛋白质之一，负责传递化学感受信号穿过细胞膜，并在趋化反应中被甲基化。

17．核糖体结合位点(ribosomebindingsite，RBS) 起始密码子AUG上游30～40核苷酸的一段非译区，它是遗传信息翻译成多肽链起始于mRNA上的核糖体结合序列。

18．SD(Shine—Dalgarno)序列 原核mRNA先导序列中的一段，长度一般为5个核苷酸，富含C、A，在RBS中。功能是与核糖体16SrRNA的3，端互补配对，使核糖体结合到mRNA上，以利翻译的起始。根据首次识别其功能意义的科学家而命名。

19．稀有密码子(rarecodons) 在不同种类的生物中，各种tRNA的含量上的差异很大，产生了对密码子的偏爱性，对应的tRNA丰富或稀少的密码子，分别称为偏爱密码子(biased codons)或稀有密码子。含稀有密码子多的基因必然表达效率低。微生物利用稀有密码子进行转录后调控主要反映在对同一操纵子中不同基因表达量的控制。

20．重叠基因(overlappinggenes) 具有一些共用核苷酸序列的基因。重叠的序列可涉及到调控基因或结构基因。最早是在大肠杆菌噬菌体~X174中发现的，其许多不同蛋白质就是由重叠基因合成的。

21．反义RNA(antisense RNA) 具有调节基因表达功能的RNA。它具有与另一“靶”RNA或DNA互补结合的碱基序列，能特异性地与

“靶”结合而抑制其活性。它参与许多调节系统，调节基因的表达，调节作用主要在翻译水平，也包括少数在转录或DNA复制前引物加工水平。

22．信号肽(signalpeptide) 分泌蛋白质N末端一段由15—30个疏水氨基酸残基组成的肽。分泌蛋白质的分泌的信号肽假说认为：疏水性信号肽对于新生肽链跨越膜及把它固定在膜上起了一种拐棍作用，对分泌蛋白能及时完成转运和分泌十分重要。

23．信号识别颗粒(signal recognation particle，简称SRP) 由6种信号识别蛋白质与单个RNA分子形成的核糖核蛋白颗粒，其作用是能与核糖体结合，并停止蛋白质合成，对翻译起负调节作用，与分泌的启动和抑制调控密切有关。

二、习 题

填空题

1．乳糖操纵子操纵区的核苷酸序列的反向重复结构是阻遏蛋白 的结合部位。

2．无论在原核生物还是真核生物中，DNA结合蛋白有几种共同的结构形式： 、 和 ，这些形式对于蛋白质准确地与DNA相结合是非常关键的。

3．原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，根据调控机制的不同又可分为 和 。 4．分解代谢物阻遏又被称为 ，这是因为 是首先被发现具有这种阻遏效应的物质。 5．分解代谢物阻遏实际上是 缺少的结果。如果在培养基中补充 ，阻遏现象可以被抵消。

6．当细菌处于一种氨基酸全面匮乏的“氨基酸饥饿”状态时，细菌会采取一种应急反应以求生存， 实施这一应急反应的信号，大量合成两种物质，它们是： 和 。

7．如果让大肠杆菌生长在较高的温度下(如42—50~C)，某些基因则迅速表达，诱导产生热激蛋白，这种现象称为 。

8．传感激酶在与膜外环境的信号反应过程中，本身 ，磷酰基团然后被转移到应答调节蛋白上， 的应答调节蛋白即成为阻遏蛋白。 9．入噬菌体感染宿主后最先转录，并合成一些调节蛋白，通过调节蛋白的作用，其他基因的转录或被激活或被阻遏，从而使它进入 或 途径。

10．遗传信息翻译成多肽链起始于mRNA上的 ，它是指起始密码子AUG上游30—40核苷酸的一段非译区。 11．微生物的某些胞外酶的mRNA半衰期比较 ，可在转录终止后仍然能够继续翻译，从而增加基因的 。 12．微生物利用稀有密码子进行转录后调控，主要反映在对同一操纵子中不同基因 的控制。

13．大肠杆菌含有两种受渗透压调节的膜蛋白OmpC和OmpF，在高渗透压时，OmpC合成增多，OmpF的合成受到抑制；在低渗透压时则相反，但两种蛋白质的总量保持不变，其中起调节作用的就是 。

14．微生物转录水平的调控一般都是蛋白质或某些小分子物质对基因转录的阻遏或激活，而在翻译水平上也发现了类似的 作用。 15．某些核糖体蛋白mRNA的部分二级结构和rRNA的部分二级结构相似，当rRNA短缺时，多余的核糖体蛋白质与本身的mRNA结合，从而阻断本身的翻译，同时也阻断同一多顺反子的 mRNA下游其他核糖体蛋白质编码区的翻译，使 的合成和 的合成几乎同时停止。

16．疏水性信号肽对于新生肽链跨越膜及把它固定在膜上起了一个拐棍作用，信号肽在完成功能后，随即被一种特异的 水解。 选择题 (4个答案选1)

1．无论在原核生物还是真核生物的DNA结合蛋白的结构形式中，不同于螺旋—转角—螺旋和锌指，“亮氨酸拉扣”本身( )DNA作用，而是保持另外两个。螺旋在正确的位置与DNA结合。 A与 B不与 C可能与 D都与

2．原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，在负转录调控系统中，调节基因的产物是 ( )，起着阻止结构基因转录的作用。 A效应物 B代谢产物 C辅阻遏物 D阻遏蛋白

3．实验证实：降解物敏感型操纵子都是由( )调节的。 A cAMP—CAP B代谢产物 C ATP D阻遏物

4．当细菌处于氨基酸缺乏时，导致出现空载tRNA，这种空载tRNA会激活焦磷酸转移酶，使 ( )大量合成，其浓度可增加10倍以上。 A ATP B应急蛋白质 CcAMP DppGpp和pppGpp

5．枯草杆菌通过有序的( )更换，使RNA聚合酶识别不同基因的启动子，使与孢子形成有关的基因有序地表达。 A基因 B信号肽 C口因子 D调节蛋白

6．接受甲基趋化性蛋白(MCPs)是一些细菌的感受蛋白，也是( )之一，负责传递化学感受信号穿过细胞膜。 A阻遏蛋白 B激活蛋白 C跨膜蛋白质 D酶蛋白

7．A噬菌体的c／基因是一种自我调节基因。当细胞内CI蛋白含量过高时，可阻止c／基因表达， 所以溶源性状态下的入噬菌体在不经诱导的情况下，也会以极低的频率进入( )。 A细菌染色体上 B裂解循环 C突变循环 D溶源化状态

8. 遗传信息翻译成多肽链起始于mRNA上的RBS，在RBS中有SD序列，其功能是与核糖体16SrRNA的3，端互补配对，使核糖体结合到( )上，以利翻译的起始。 A mRNA B 多肽链 C 氨基酸 D RNA

9．在许多放线菌抗生素合成基因与该抗生素的抗性基因之间存在( )现象，有的可以采用抗性基因作为探针从基因文库中去分离到抗生素合成基因。 A基因不重叠 B基因重组 C基因突变 D基因重叠

10．革兰氏阴性细菌的大多数分泌蛋白中，包括质膜多肽、周质多肽和外膜多肽都有( )。

A短杆菌肽 B信号肽 C肽聚糖 D谷胱甘肽

是非题

1. 许多来自噬菌体、细菌的不同的DNA结合蛋白显示出螺旋—转角—螺旋结构，例如，噬菌体λ阻遏蛋白、大肠杆菌Lac和Trp阻遏蛋白等。

2. 大肠杆菌的lac i基因与乳糖操纵子的作用是典型的负控阻遏系统，因为在这个系统中，i基因是调节基因，当它的产物——阻遏蛋白与操纵区结合时，RNA聚合酶便不能转录结构基因，即在环境中缺乏诱导物时，乳糖操纵子是受阻的。

3. 大肠杆菌色氨酸操纵子转录是通过操纵区和阻遏蛋白控制的，当色氨酸供应不足时，阻遏物失了所结合的色氨酸，从操纵区上解离下来，trp操纵子的转录就此开始。这个系统是典型的负控诱导系统。

4. 大肠杆菌麦芽糖操纵子的调控是典型的正控阻遏系统，这里麦芽糖是诱导物，激活蛋白只有与麦芽糖结合时才能与DNA的特殊结合位点结合，促使RNA聚合酶开始转录。

5．分解代谢物阻遏中，葡萄糖进入细胞后，胞内的cAMP水平下降，RNA聚合酶不能与启动子结合，操纵子就不表达。

6．大肠杆菌的rRNA的操纵子上有两个启动子P1和P2，细菌在对数生长期时，P1起始的转录产物比P2大3—5倍，所以n是强启动子。但是当细菌处于氨基酸饥饿的紧急状态时，细胞内ppGpp浓度增加，这时P1的作用被抑制，由P2启动少量的rRNA的合成，以维持生命的最低需要。 7．σ

70

基因作为σ操纵子的一部分而转录多基因的mRNA，但σ

70

70

基因本身还有一个热激应答启动子，σ

70

基因在热激应答反应中大量表达，

这一情况与细菌的热激应答反应需要σ密切相关。

8．当MCP未与引诱物结合时，该复合物刺激CheA自身磷酸化，进而再使CheY和CheB两个细胞质蛋白也磷酸化，CheY—P与鞭毛传动器结合，启动鞭毛／顷时针旋转，细菌作翻筋斗运动。如果引诱物结合到MCP上，则CheA的自身磷酸化被抑制，CheY不能与鞭毛传动器结合，此时鞭毛逆时针旋转，细菌则进行直线运动。

9．当溶源菌受到紫外线等因素作用时，由于DNA上造成损伤，RecA蛋白具有切割阻遏蛋白的活性，使CI蛋白被切割，亚基被破坏，CI蛋白从DNA上脱落，于是RNA聚合酶便有机会与cro基因的启动子结合，表达Cro蛋白，使转录向裂解方向进行，即Cro蛋白阻止cI基因的表达，起负调控作用。

10．同一种微生物细胞中不同蛋白质的mRNA的稳定性相差很大，mRNA的稳定性是影响翻译效率的一个很重要的因素，基因的表达量与mRNA的半衰期成反比例关系。

11．大肠杆菌质粒ColEI的复制是受反义RNA调节的例证之一，因为RNAI能够与质粒DNA复制时的引物RNA结合，所以DNA聚合酶不能与引物RNA结合，致使质粒复制受阻，这样，RNAⅠ 通过调节RNA引物数目来对DNA的复制实行控制。

12.分泌的启动和抑制调控与SRP有关，由于$RP暂时中止这些分泌蛋白的转录，能确保这些蛋白质未达到细胞膜或内膜之前不能完成转录，这样，在信号肽和SBP的共同作用下，使得这些分泌蛋白能及时完成转运和分泌。 问答题

I．简述负控诱导和正控诱导两种操纵子转录调控的差异。

2．为什么说乳糖操纵子的功能实际上是在正、负两个相互独立的调控体系作用下实现的? 3．在负控系统中，如果操纵区缺失，将会发生什么情况，在正控系统中又将怎样呢?

4．为什么弱化作用只影响合成代谢，而阻遏作用既影响合成代谢途径也能影响分解代谢途径’ 5．原核生物只有一种RNA聚合酶，通过什么途径识别不同的启动子并进行不同基因的转录?举例说明。 6，解释为什么无义密码的功能在蛋白质的合成中为终止位点，而在mRNA的合成中就不能作为终止位点 三、习题解答 填空题

1。二聚体 2．螺旋—转角—螺旋结构 锌指结构 亮氨酸拉扣结构 3。负转录调控 正转录调控 4。葡萄糖效应 葡萄糖 5．cAMP cAMP 6．鸟苷四磷酸(ppGpp) 鸟苷五磷酸(pppGpp) 7 热激应答反应 e．磷酸化 磷酸化 9．裂解 溶源 10．核糖体结合； 序列{RBS) 11．长 表达量 12．表达量 ]3 反义RNA 14．蛋白质阻遏 15．核糖体蛋白质 rRNA 16 信号肽醇 选择题

1．A 2，D 3．A 4．D 5．C 6．C 7． B 8． A 9 D 10 B 是非题

1． 十 2. 一 3. 一 4。 一 5． 十 6． 十 7． 一 8. 十 9． 十 10 一 11． 十 12． 一 问答题

1．两者的主要差别在于：①调节基因的产物在负控中是阻遏蛋白，在正控中是激活蛋白。②阻遇蛋白的结合位点是操纵区，激活蛋白的结合位点是激活蛋白结合位点。

2．虽然乳糖操纵于是典型的负控诱导系统．在环境中如果有乳糖或类似物，就可诱导转录，但是如果没有CAP-cAMP 调控因子与操纵子

相应部位的结合，乳糖操纵子即使在有诱导物的存在下，也不能转录，所以它是受双重控制的。

3．在负控诱导系统中，如果操纵区缺失，将发生组成型的合成利用乳糖的酶。在负控阻遏系统中，则实际上是形成了抗阻遏突变，无论阻遏物是否存在，细胞均能不断合成终产物(如色氨酸在正控诱导系统中，激活蛋白的作用部位不是操纵区，故不受影响。

4．因为弱化作用是受氨酰—tRNA的控制，是氨基酸合成代谢途径中的一种调控作用；而阻遏作用中，操纵子是受阻遏蛋白的控制，是调节基因的产物，在分解代谢(乳糖的分解)和合成代谢(色氨酸的合成)中均存在。

5．原核生物的RNA聚合酶通过与不同的σO因子结合组成全酶后才进行工作的。不同的口因子协助RNA聚合酶识别不同的启动子，并启动转录。例如：大肠杆菌在正常的条件下，σ．TM因子指导RNA聚合酶的活成，如果大肠杆菌生长在较高的温度下，便产生σ，由σ菌中通过利用大量不同的σ因子识别不同的启动子，从而控制芽孢的形成过程也是研究得比较详细的例子。 ·

6．这里涉及两个基本概念：转录和翻译。蛋白质的合成(即翻译)是以mRNA为模板，通过氨酰—tRNA将其遗传密码翻译成为多肽顺序的复杂过程，当核糖体到达3种无义密码子(UAA、UAG和UGA)中的任何一个时，由于没有任何氨酰—tRNA与这些终子密码结合，所以不能将这些密码翻译成氨基酸，肽链的合成便被终止。在mRNA的合成(转录)中，是以DNA为模板，通过RNA聚合酶催化合成RNA的过程。即以一条DNA链为模板，按照碱基互补的原则进行转录，不涉及终止密码。转录的终止是通过终止子(terminator)而实现的。

第十章 微生物与基因工程

一、术语或名词

1、基因工程(gene engineering) 或重组DNA技术(recombinantDNAtechnology)是指对遗传信息的分子操作和施工，即把分离到的或合成的基因经过改造，插入载体中，导人宿主细胞内，使其扩增和表达，从而获得大量基因产物，或者令生物表现出新的性状。

2．基因文库(genomiclibrary) 是指生物染色体基因组各DNA片段的克隆总体。文库中的每二个克隆只含基因组中某一特定的DNA片段。一个理想的基因文库应包括该生物染色体基因组全部遗传信息(即全部DNA序列)。一般适用于原核微生物基因的分离。

3。cDNA文库(cDNA library) 是指生物体全部mRNA的cDNA克隆总体。cDNA文库中的每一个克隆只含一种mRNA信息。一般适用于真核微生物基因的分离。

4．多克隆位点(multiplecloningsite) 是克隆载体上一个带有不同限制酶单一识别位点的短66DNA片段，外源基因可随意插人任何一个切点。多克隆位点常位丰一个基因的编码区之中，因此，基因的插入失活极易被检测到。

5．穿梭质粒载体(shuttleplasmid vector) 是一类同时含有两种细胞的复制起点(特别是同时含有原核生物与真核生物的复制起点)，能在两种生物细胞中进行复制的质粒载体。

6．附加体质粒(episomal plasmid) 酵母穿梭质粒载体的一种，载体含有来自细菌质粒pBR322的复制起点并携带作为大肠杆菌选择标记的氨苄青霉素抗性基因(Amp’)。此外还有来自酵母21xm质粒的复制起点以及一个作为酵母选择标记的URA3基因(尿嘧啶核苷酸合成酶基因)，这种质粒既可在大肠杆菌中也可在酵母细胞中复制，重组质粒导人酵母细胞中可进行自主复制，且具有较高拷贝数。

7．复制质粒(replicating plasmid) 酵母穿梭质粒载体的一种，质粒含有来自细菌质粒pBR322的复制起点和作为大肠杆菌选择标记的氨苄青霉素抗性基因(Amp’)和四环素抗性基因(Tet’)。还有来自酵母染色体的自主复制序列(ARS)，以及作为酵母选择标记的URA3基因和TRPl基因(色氨酸合成酶基因1)，能在大肠杆菌或酵母细胞中复制，重组质粒导入酵母细胞中可获得中等拷贝数的质粒。

8．整合质粒(integratingplasmid) 酵母穿梭质粒载体的一种，质粒含有来自大肠杆菌质粒pBR322的复制起点和作为大肠杆菌选择标记的氨苄青霉素抗性基因(Amp’)、四环素抗性基因(Tet，)。以及来自酵母的URA3基因，它既可以作为酵母细胞的选择标记，也可与酵母染色体DNA进行同源重组。这种质粒可在大肠杆菌中复制，但不能在酵母细胞中进行自主复制。一旦导人酵母细胞，可整合到酵母染色体上，成为染色体DNA的一个片段。

9．人工染色体(artificialchromosome) 是利用已知染色体结构和功能的必须组分，人工构建的小于天然染色体但能在宿主细胞中像正常染色体一样复制、分离和传递的DNA结构。酵母人工染色体(yeastartificialchromosome，YAC)，是由酵母染色体端粒、着丝粒、自主复制序列以及选择标记基因(如TRPl和URA3等)构成的线状DNA。是一类目前能容纳最大外源DNA片段人工构建的载体。细菌人工染色体(bacteriaartificialchromosome，BAC)，是以F因子为基础的载体，容纳的插入片段可达300kb。由于是低拷贝质粒，克隆DNA较稳定，没有酵母人工染色体的嵌合现象。易通过电击转移到大肠杆菌中。

10．限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease) 或简称为限制性酶(restrition enzyme)，是指能识别双链DNA分子的特定序列，并在识别位点或其附近切割DNA的一类内切酶。 二、习 题 填空题

1．基因工程的基本过程是 ， 阳性重组子的筛选基因的测序和鉴定+基因的控制表达。目的基因的获得可以通过构建基因文库或cDNA文库来筛选目的基因片段， 文库一般适用于原核微生物基因筛选， 文库一般适用于真核生物基因筛选。 2．原核生物大肠杆菌的克隆载体中，能够容纳最大的外源DNA片段的载体是 ，可容纳DNA片段大小为 ；酵母质粒载体都是利用 质粒与细菌质粒pBR322构建而成的，主要有 、 和 3种。目前能容纳最大外源DNA片段的

70

32

32

参

人构成的RNA聚合酶全酶能够识别热激应答基因的启动子，刺激产生大量的热休克蛋白质，保证细胞不受高温的伤害。此外，枯草芽孢杆

4．根据你所掌握的知识，你认为形态学特征在以下几类微生物中的哪一类分类鉴定中显得更加重要?( ) A病毒 B细菌 C酵母菌 D霉菌

5．在下列4种细菌中，哪一种最有可能属于 C自动微生物检测仪 D激光拉曼光谱仪 8．目前微生物的快速检测和自动化分析中，广泛地采用的免疫学技术是( )。 A DNA探针 B聚合酶链反应技术 C DNA芯片 D酶联免疫吸附测定法

9．第一个古生菌的全基因组序列测定结果初步证实了它是独立于其他两域生物的第三生命形式。该古生菌是( )。 A螺旋体 B淋病奈瑟氏菌 C变形杆菌 D詹氏甲烷球菌

10．细菌的种名也用双名法命名，即种的学名由属名和种名加词两部分组合而成。第一个词的首字母要大写，该词是( )。 A种名 B属名 C人名 D科名 是非题

1．“大肠埃希氏菌”才是俗称“大肠杆菌”的学名。

2．所谓“模式菌株”通常是指一个细菌的种内最具代表性的菌株。

3．两种细菌的C+C含量相近，说明它们亲缘关系近，反之，C+C含量差别大说明它们亲缘关系远。

4．DNA—DNA杂交主要用于种、属水平上的分类研究，而进行亲缘关系更远(属以上等级)分类单元的比较，则需进行DNA—rRNA杂交。 5．数值分类由于采用了先进的计算机技术，减少了大量的特征测定的实验操作，所以它是比较科学的现代微生物系统分类方法。 6．物理、化学、材料、电子信息等科学和技术领域通常使用的分析、测量物质成分、结构、性能和各种信息的自动化的精密仪器和设备，几乎都能用于微生物的快速鉴定和自动化分析。

7．“吹口气查胃病”的原理是：幽门螺杆菌具有人体不具有的尿素酶，受检者口服C标记的尿素，如有该菌感染，则尿素被尿素酶分解生成NH3和CO2，用质谱仪能快速灵敏地测出受检者呼气中CO：的量，准确地鉴定是否被幽门螺杆菌感染。 8．亚种名为三元式组合，即由科名、属名加词和亚种名加词构成。

9．现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料，都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。

10．对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较，加上测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多，因此生理生化特征对于微生物的系统分类仍然是有意义的。 问答题

1．蛋白质和核酸分子被用作微生物进化谱系分析所依据的原理是什么? 2．为什么16S(18S)rRNA目前被挑选作为研究微生物进化的主要对象? 3．试述古生菌和细菌的主要区别。

4．为什么在从事微生物的工作中不仅要注意种名还要注意菌株名称?

5．外单位送来一个细菌培养物要求鉴定，你如何将其鉴定到种?(说明工作步骤)

6．现代微生物分类主要根据基因型特征来建立分类单元，基因型特征的测定通常都需要高新的复杂技术，而以实用为目的菌种鉴定却希望采用更易于测定的表型特征，你认为如何解决这一矛盾? 三、习题解答 填空题

1．系统学 2．速率低 3．生理生化 4．4 33 5．属名 种名加词 6．分类 鉴定 7．相同 很远 8．鉴定系统 细菌 9．野外 家庭 10．古细菌 真细菌 真核生物 11．细菌 古生菌 真核生物

选择题 1． D 2． B 3． A 4． D 5． C 6． A 7． C 8．D 9． D 10． B

是非题 1． - 2． - 3． — 4． + 5． — 6． + 7． + 8． - 9． + 10． + 问答题

1．蛋白质、核酸分子序列进化变化的显著特点是进化速率相对恒定，也就是说分子序列进化的改变量(氨基酸或核苷酸替换数)与分子进化的时间成正比。因此，可以通过比较不同类群的生物分子序列的改变量来确定它们之间的进化关系和推测它们的分歧时间。 2．主要是因为：①16(18)SrRNA普遍存在于各类原核和真核生物中，在进化历程中功能重要而稳定，而且分子中存在高度保守、中度保守和高变化的序列区域，因此适用于对亲缘关系远近不同的各类生物的比较；②相对分子质量大小适中，既含有适当的信息量，在技术上又便于序列测定和序列资料的分析比较。

3．主要区别是：古生菌的16S rRNA缺乏作为细菌特征的印迹序列；细胞壁无胞壁酸；有醚键分支链的膜脂；tRNA的T或T少C臂没有胸腺嘧啶；特殊的RNA聚合酶；核糖体的组成和形状也不同等。

4．同种不同菌株虽然它们主要的鉴别特征相同，但其他非鉴别特征，如某些生化性状(产生某些酶、抗生素、有机酸的种类和产量等)不同，是否具有某种质粒等，而这些性状或许正是我们所需要的。

5．大致步骤是：①检查是否是纯培养，若不纯则需纯化；②测定一些最基本的形态和生理生化特征，确定菌株属于哪一大类；③查阅有关类群的分类检索表或相关资料，根据资料提示的鉴别特征进行特征测定；④根据特征测定结果，逐步缩小菌株归属范围，确定其所

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13

13

属的科属；⑤根据有关属的分种检索表或相关资料进一步进行特征测定，初步确定其所归属的种。 6．①研究建立简便快捷的基因型特征测定方法；②更广泛地研究各分类单元之间表型特征的区别。

第十三章 微生物物种的多样性

一、名词及术语

1. 假菌丝(pseudohypha) 酵母菌在玉米粉培养基上出芽生殖后的细胞连成丝状群体，有别于真菌的菌丝体。 2. 蕈菌(mushrooms) 大型真菌，俗称蘑菇，很多种味美可食。

3. 子实体(fruitingbodies) 在真菌学中称为担子果，是高等担子菌子实层的一种高度组织化结构，具有多种多样的形状。 4．黏菌(slimemolds) 非光合作用、无细胞壁、产子实体结构(细胞黏菌)或者为原质团(非细胞黏菌)的真核生物。 5．原质团(plasmadia) 亦称变形体，是非细胞黏菌大小和形状不固定的营养体。 6．假原质团(pseudoplasmodium) 由饥饿状态的细胞黏菌聚集后所形成的结构。

7．变形虫方式运动(ameboidmovement) 原生动物以细胞质流动进行移动的一种运动方式。 二、习 题 填空题

1． 菌属是具附属物、芽殖的细菌， 菌属是具附属物、非芽殖的细菌。 2． 杆菌属是无附属物、非芽殖的细菌， 菌属是无附属物、芽殖的细菌。 3．球衣菌属外观上呈丝状，其多个细菌个体呈 状排列于管状的 内。

4．黏细菌产生黏液，将 包裹，形成颜色鲜艳、形态各异的 。可产生多种胞外酶，能溶解 生物和 生物。

5．放线菌是革兰氏染色 性的原核微生物，其中 属是产生抗生素最多的一属。 6．超嗜热古生菌中的 菌，其最高生长温度可达 ℃。

7．产甲烷古生菌在将 和 还原成甲烷的过程中， 是重要的产甲烷辅酶。 8．藻类是含有 并能 的光合类型生物，藻类细胞中可贮藏 碳源物质。 9．真菌被划分为 纲、 纲、 纲、 纲和 菌纲。 10．真菌是不含有 素、 营养，以 进行繁殖的真核微生物。 11．原生动物是 色、无 ，能 运动的单细胞真核生物。 12．原生动物具有 方式运动、 运动、 运动等运动方式。 问答题

1．目前采用何种分子生物学技术对细菌的系统发育和进化途径进行判断，结果如何? 2．简述假单胞菌属的生理特性及经济意义。 3．简述黄单胞菌的形态、生理特性及经济意义。 4．简述醋杆菌的生理特性及经济意义。 5．简述大肠杆菌的生物学特性。

6．作为条件致病菌的葡萄球菌可引发哪些疾病? 7．试述芽孢杆菌属中有代表性种的经济意义。

8．乳酸杆菌、棒杆菌、丙酸杆菌、双歧杆菌及分枝杆菌有何经济意义? 9．试写出有代表性的光合细菌并简述其生理特性。 10．何谓亚硝化细菌、硝化细菌?何谓氢细菌?

11．根据16S rRNA寡核苷酸序列分析，可将古生菌分为几个类群?写出各类群的名称。 12．极端嗜盐古生菌为何需要高钠环境?

13．试述极端嗜盐古生菌光介导ATP合成的机制。

14．产甲烷古生菌属于何种呼吸类型，如何获取能量?哪种辅酶参与甲烷形成? 15．试述超嗜热古生菌抗热的物质基础及对热稳定性的机制。 16．根据哪些特性可以推测古生菌是地球早期的生命形式? 17．简述酵母菌的形态、生理特性及经济意义。 18．微生物资源有哪些突出的特点? 19．举例阐述哪些是微生物可利用的资源? 三、习题答案

填空题

1．生丝微 柄杆 2．着色铁柄 浮霉状 3．直线 鞘 4．菌体 子实体 真核 原核 5．阳 链霉菌 6．热叶 113 7．CO： H： F430 8．叶绿素 放氧 淀粉类 9．子囊菌 接合菌 卵菌 半知菌 担子 10．叶绿(或光合色) 化能有机 孢子 11．无 细胞壁 自由 12．变形虫 鞭毛 纤毛 问答题

1．用16S rRNA寡核苷酸序列分析进行细菌系统发育的识别，计算出不同细菌间的进化距离，判断进化途径。目前已将细菌的系统发育归纳成12个独特的类群。

2．A营养要求简单，多数种可利用100多种，少数种可利用20多种不同的化合作为生长的碳源和能源。B是土壤和水体中重要的细菌，有氧时分解动、植物体。C少数种是人、动、植物的病原菌。铜绿假单胞菌感染泌尿生殖道和呼吸道及烧伤、创伤面，严重时全身感染，导致败血症。该菌的反硝化作用参与自然界中的氮素循环。D鼻疽、类鼻疽假单胞菌引起人或动物的鼻疽病；假单胞菌属中的许多种是植物病原菌，引起植物斑点病和条纹病；嗜冷的种可造成冷藏食品、冷藏血浆污染。(5)多数种在工农业、污水处理、净化环境中起作用。 3．直杆状、极生鞭毛、专性好氧，产溴芳基多烯黄色色素。水稻黄单胞菌引起水稻白叶枯病，野油菜黄单胞菌导致甘蓝黑腐病，其荚膜多糖，即黄原胶，在纺织、造纸、搪瓷、采油及食品等工业有广泛用途。

4．A乙醇、甘油和乳酸是醋杆菌的最佳碳源。B有的菌株生长时可合成纤维素物质，用于制作食用纤维素。C制醋工业的菌种。D有的菌种可引起菠萝的粉红病和苹果、梨的腐烂病。

5．A大肠杆菌是埃希氏菌属的模式种。B化能有机营养，兼顾呼吸和发酵两种产能系统。C肠道内正常菌群，合成维生素B、维生素K供人体利用，产大肠杆菌素，可抑制肠道内痢疾杆菌等致病菌和腐生菌的孳生。大肠杆菌是条件致病菌，可引起肾、膀胱等泌尿系统的肠外感染。D卫生细菌学以“大肠菌群”和“细菌总数”作为饮用水、牛奶、食品、饮料等卫生学检测指标。(5)大肠杆菌是进行微生物学、分子生物学、遗传学和基因工程研究的材料。

6．A葡萄球菌主要存在于温血动物和人体的皮肤、皮肤腺体和黏膜部位。B引起化脓性感 染，如丘疹、肺炎、骨髓炎、心肌炎、脑膜炎及关节炎等。C产肠毒素，造成食物中毒。

7．A枯草芽孢杆菌：芽孢杆菌属的模式种，工业用蛋白酶、淀粉酶的生产菌株，微生物学、基因程研究的材料。B地衣芽孢杆菌：产碱性蛋白酶、甘露聚糖酶和杆菌肽(畜用抗生素，杀灭肠道内G致病菌)发酵用菌种。C炭疽芽孢杆菌：人和动物的致病菌，可引起皮肤炭疽、肺炭疽、肠炭疽等炭疽病。D苏云金芽孢杆菌：产伴胞晶体，作为生物农药可杀灭玉米螟虫、菜青虫、棉铃虫等农业害虫。(5)幼虫芽孢杆菌、日本甲虫芽孢杆菌、球形芽孢杆菌：昆虫致病菌。(6)蜡状芽孢杆菌：工业发酵中常见的污染菌，产肠毒素，引起人的肠胃炎。 8．A乳酸杆菌：人体口腔、胃肠、阴道的正常菌群；工业生产乳酸的菌种。B棒杆菌：生产谷氨酸和多种氨基酸的菌种；致病性菌株引起人、动、植物病害，如：白喉、马铃薯环腐病等。C丙酸杆菌：产丙酸、乙酸，是工业上用于生产丙酸和VBl：的菌种。D双歧杆菌：产乙酸，降低肠道pH，抑制腐败菌孳生；分解致癌前体物，抑制肿瘤细胞生长，提高机体免疫力。(5)分枝杆菌：有细胞内寄生、腐生和兼性之分。结核分枝杆菌是人类结核病如肺结核、肠结核、骨结核、肾结核的病原菌，分为人型、牛型、鸟型、鼠型、冷血动物型及非洲型。麻风分枝杆菌是人类麻风病的病原菌。

9。A放氧型光合细菌：蓝细菌：含叶绿素、藻蓝素，光能自养，以H：O为供氢体，将CO：还原成葡萄糖，有单细胞和丝状之分，有的可固氮。B非放氧型光合细菌：含菌绿素和类胡萝卜素，光能自养或光能异养，以H：S或硫酸盐为电子供体和氢供体，还原CO：构成细胞物质，沉积硫。如红螺菌、红微菌、红假单胞菌等。

10．亚硝化细菌：将氨氧化成亚硝酸盐的细菌称为亚硝化细菌，在此过程中获能供生长所需；硝化细菌：将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的细菌称为硝化细菌，在此过程中获能供生长所需；氢细菌：以H2为电子供体，在H2的氧化过程中获能，同化CO：的化能自养细菌。 11．5个类群。类群1，甲烷嗜热菌和极端嗜热的S‘代谢菌；类群2，产甲烷古生菌；类群3，极端嗜盐的古生菌；类群4，嗜热、嗜酸的热原体；类群5，还原硫酸盐的古生菌。

12．A极端嗜盐古生菌的细胞具有吸钾排钠功能；B细胞壁由含高量酸性氨基酸的糖蛋白构成，其中由天冬氨酸和谷氨酸形成的负电荷区域，吸引正电荷的Na’，形成钠束，维持细胞壁的稳定性；C将极端嗜盐古生菌从高钠环境转至低钠溶液中，Na’浓度降低，细胞壁将受到破坏，脱落，细胞死亡。

13．极端嗜盐古生菌细胞内细菌视紫红质的视觉色基，通常以一种全—反式结构存在于细胞内侧，受光激发可转换成顺式状态，转型可使胞内H’转移至膜外，随着菌视紫素分子松弛，无光时吸收细胞质中的H，顺式又转换成稳定的全—反式，经全—反式与顺式的反复循环，造成膜上H的梯度差，产生电化势，在ATP酶的催化下，进行ATP的合成，为菌体储备能量。

14．严格厌氧菌，通过H：和CO：生成甲烷的过程或乙酸盐呼吸获取能量。F43。(镍四吡咯)是甲烷形成重要的辅酶。

15．抗热物质基础：A环式2，3—二磷酸甘油酸。B分子伴侣。抗热机制：①嗜热菌菌体内蛋白质的氨基酸序列、肽链折叠及耐热蛋白的酶活性可以保证蛋白质的热稳定性；②环式2，3—二磷酸甘油酸和与真核生物组蛋白相似的结合蛋白，可以防止、保护高热条件下蛋白质、核酸的变性及核酸的解链；③通过分子伴侣的重折叠，保护菌体内蛋白质分子对高热的热稳定性。

16．A嗜热：最适生长温度在80℃以上，热网菌能在110~C生长，热叶菌的最高生长温度为113℃。B嗜酸：热原体在pH 2条件下生长。C还原硫酸盐、硫代硫酸盐生成硫化物，如硫化氢。D嗜盐：环境中盐浓度大于1．5mol／，极端嗜盐菌才能生长。(5)H：代谢：古生菌 以

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H：为电子供体，还原硫酸盐成H：S；嗜热甲烷菌利用H：，还原CO2生成甲烷。(6)厌氧：产甲烷菌为严格厌氧古生菌；热原体兼性厌氧；超嗜热古生菌多数厌氧。(7)高硫环境：超嗜热代谢S的古生菌分布在高硫环境。

17．A单细胞真菌，圆形、卵圆形或圆柱形。B细胞个体比细菌大1～5 x5—30，lm。C多数以出芽、少数以裂殖进行无性繁殖；有的种可进行有性繁殖，产子囊和子囊孢子。D行芽殖的酵母菌可以形成由单个细胞排列而成的群体，称为假菌丝。(5)腐生型的酵母菌分布在自然界含糖的环境，如水果、花、树皮上。(6)是酿造工业：如制酒、制醋，食品工业：如面包制作，酶制剂：如脂肪酶、石油脱蜡、长链脂肪酸制取的菌种。(7)分子生物学研究的实验材料。

18．A代谢类型多样、遗传资源丰富，具有潜在用途和价值；B微生物分布广、种类多，繁殖快、代谢强，易变异、利生产，是进行大规模工业化生产，获取高收率产物的理想资源；C对微生物可利用资源的探索尚存在很大空间，具有开发、挖掘新资源的巨大潜力。 19．A微生物菌体：如活性酵母、单细胞蛋白、微生物杀虫剂、细菌肥料、食用菌等；B微生物的代谢产物：氨基酸、有机酸、醇、酮、多糖、核酸、维生素、酶制剂等；C微生物的代谢活动：甾体转化、湿法冶金、石油勘探等；D微生物基因：以苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因构建抗虫转基因植物，聚犀—羟基丁酸基因转入拟南芥，产生可降解生物塑料PHB等。

第十四章 感染与免疫

一、术语或名词

1．病原微生物(pathogenicmicroorganism) 寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物，又称病原体(pathogen)。

2．条件致病菌(opportunistic pathogen) 在一般情况下不致病，但在某些条件改变的特殊情况下亦可致病的细菌，又称机会致病菌。 3．免疫(immunity) 生物体能够辨认自我与非自我，对非我做出反应以保持自身稳定的功能，称为免疫。

4．非特异性免疫(non—specificimmunity) 机体在种系发育过程中由遗传得来的一般生理防卫功能，可抵御任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导。又称天然免疫(innate immunity)。

5．补体(complementsystem) 存在于机体正常血清中的一组多分子蛋白系统，通常处于不活化或微量活化状态，一旦活化后具有溶解靶细胞等重要的免疫生理学作用。

6．经典途径(classicalpathway，CP) 由抗原抗体复合物结合于补体成分C1上，自C1到C9依次活化的补体激活途径称经典途径。 7．替代途径(alternativepathway，AP) 由酵母多糖、LPS等多种微生物及其产物从C3和B因子开始激活的途径称补体激活的替代途径，又称旁路途径。

8．凝集素途径(1ectinpathway) 由急性期蛋白与病原体结合从C2和C4开始的补体激活途径称凝集素途径。

9．干扰素(interferon，IFN) 宿主细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一组低分子糖蛋白，具有抗病毒及免疫调节作用。

10．吞噬细胞(phagocyte) 具有吞噬病原微生物、衰老细胞等各种异物颗粒并能将其消化降解的细胞称为吞噬细胞，又分为大、小吞噬细胞两类。大吞噬细胞指巨噬细胞(microphage)，小吞噬细胞指中性粒细胞(neutrophilic granulocyte)，又称多形核白细胞(polymorphonuclearleucocyte，PMN)。

11．自然杀伤细胞(naturalkillercell，NK) 一类不须事先致敏也不须其他辅助细胞或分子参与而能直接杀伤靶细胞的非T非B淋巴细胞。

12．炎症(infiammatory) 机体受到有害刺激时所表现的全身性防御应答，其作用为清除有害异物，修复受伤组织、保持自身稳定性。 13。免疫应答(immuneresponse，IR) 免疫细胞对抗原分子的识别、活化、分化和效应过程。

14．特异性免疫(spesific immunity) 机体在生命过程中接受抗原性异物刺激后产生的针对性排除、摧毁、灭活相关抗原的防御能力，又称获得性免疫(acquired immunity)。

15．免疫系统(immunesystem) 由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成，是获得性免疫的物质基础。 16．中枢免疫器官(centralimmuneorgan) 是免疫细胞发生和分化的场所，包括骨髓、胸腺和鸟类的法氏囊。

17．周围免疫器官(peripheralimmune organ) 是免疫细胞居住和发生免疫应答的场所，包括淋巴结、脾脏和黏膜相关淋巴组织。 18．免疫细胞(immunocye) 参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞，主要包括淋巴细胞、粒细胞和肥大细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞，广义地还包括红细胞和血小板及上述各类细胞的祖细胞。

19．淋巴细胞(Umphocyte) 广泛存在于免疫组织，淋巴液和血液的一类免疫细胞，按照表面分子标志及功能分为T细胞、B细胞和第三类(非T非B)淋巴细胞。

20．抗原(antigen，Ag) 能诱导机体产生体液抗体和细胞免疫应答，并能与抗体和致敏淋巴细胞在体内外发生特异结合反应的物质。 21．免疫原性(immunogenicity) 抗原在体内激活免疫系统，使其产生抗体和特异效应细胞的特性。

22．免疫反应性(immunoreactivity) 抗原能与相对应的免疫应答产物(抗体及致敏淋巴细胞)发生特异结合反应的能力，又称反应原性(reactinogenicity)。

23。免疫原(imunogen) 具有免疫原性和反应原性的抗原，又称完全抗原(complete antigen)。 24．半抗原(hapten) 只有反应原性而没有免疫原性的抗原，又称不完全抗原(incomplete antigen)。

25．抗原决定簇(antigendeterminant) 抗原物质上能够刺激淋巴细胞产生应答并与其产物特异反应的化学基因，又称表位epitope。

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26．主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC) 一组极其多态的基因，编码MHCI类抗原和MHCⅡ类抗原以及一些其他分子。MHC抗原是机体的自身标志性分子，参与T细胞对抗原的识别及免疫应答中各类免疫细胞间的相互作用，也限制NK细胞不会误伤自身组织，是机体免疫系统区分自己与非己的主要分子基础。

27．白细胞分化抗原(clusterofdifferentiation，CD) 是各类白细胞在发育分化过程中表达的表面分子，有的在不同阶段出现或消失，有的持续终生。CDs具有各自不同的多种功能。

28．抗体(antibody，Ab) 机体在抗原物质刺激下所形成的一类能与抗原特异结合的血清活性成分，又称免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)。

29．B淋巴细胞(Blymphocyte) 在骨髓中发育成熟的淋巴细胞，当受抗原刺激时产生抗体。简称B细胞。 30．体液免疫(humoralimmunity，H1) 由B淋巴细胞分泌抗体介导的免疫称体液免疫。

31．胸腺依赖性抗原(thymusdependentantigen，TDAg) 当刺激机体B细胞产生抗体时需要T细胞辅助的抗原。绝大多数天然抗原属于TD抗原。

32．胸腺非依赖性抗原(thymusindependentantigen，TIAg) 当刺激机体B细胞产生抗体时不需要T细胞辅助的抗原。通常是有多个重复相同的抗原决定簇。

33．调理作用(opsonization) 病原微生物等颗粒抗原与抗体(1gG)或补体片段(C3b)结合后易被吞噬细胞吞噬的现象称为抗体或补体的调理作用。

34．抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibody dependent cell—mediated cytotoxicity，ADCC) 抗体分子Fc片段与巨噬细胞、NK细胞表面相应受体结合后介导此细胞对该抗体分子包被靶细胞的杀伤，称抗体的ADCC作用。

35．B细胞抗原受体复合体(B—cellantigen receptor complex) BCRC由B细胞膜表面IgM和IgD与CD79异源二聚体组成，其中mlg是特异性抗原受体，CD79是向胞内传递活化信号的信号传递单位。

36．T淋巴细胞(T lymphocyte) 经过胸腺发育成熟的淋巴细胞，经抗原刺激后介导细胞免疫。简称T细胞。

37．T细胞抗原受体复合体(T—cell antigen receptor complex，TCRC) 由T细胞膜表面特异性抗原受体TCR与CD3分子组成，其中TCR是特异性抗原受体，CD3是向胞内传递激活信号的信号传递单位。

38．细胞免疫(cellmediatedimmunity，CMl) 由活化T细胞产生的特异杀伤或免疫炎症。

39．抗原提呈细胞(Agpresenting cell，APC) 具有摄取、加工、提呈抗原给T细胞的能力的细胞称为抗原提呈细胞，又称辅助细胞(accessory cell)，主要包括树突状细胞、单核巨噬细胞和B细胞。

40．超抗原(superantigen，SAg) 不需经过加工提呈即可被T细胞识别的抗原。

41．MHC限制性(MHC restriction) T细胞通过其抗原受体TCR识别抗原的同时也识别与其结合的MHC分子，称为免疫应答的MHC限制性。 42。辅助性T细胞(helperTlymphocyte，T11) 表面标志为CD4’的T淋巴细胞亚群，在抗原刺激下分泌多种细胞因子促进免疫应答，对B细胞产生抗体及细胞毒T细胞的杀伤起辅助作用。

43．细胞毒性T细胞(cytotoxicTlymphocyte，CTL) 表面标志为CD8’的T淋巴细胞亚群，具有杀伤靶细胞的功能。 44．超敏反应(hypersensitivity) 免疫应答反应过强或反应异常造成机体损伤或功能障碍。

45．自身免疫(autoimmunity) 当某些情况下机体免疫系统对自身成分产生免疫应答如产生自身抗体时，称为自身免疫。 46．自身免疫病(autoimmunedisease) 当自身免疫达到一定强度而造成病理性损害时称自身免疫病。

47．宿主抗移植物反应(hostversusgraft reaction，HVGR) 在无关个体间进行器官移植时，受者将移植器官当作异物产生免疫应答而进行杀伤清除，称宿主抗移植物反应，是当前器官移植的主要问题。

48．移植物抗宿主反应(graft versus host reaction，GVHR) 当用含有免疫活性细胞的组织(骨髓、胸腺、胚肝等)植入有免疫缺陷的受体时，移植物不遭排斥但对宿主产生免疫损伤，称移植物抗宿主反应，往往是严重而致命的。

49．免疫缺陷(immunodeficiency，m) 机体免疫系统发育异常或功能障碍，造成免疫功能不全或缺失，称为免疫缺陷。依照其病原又分为原发性和继发性两大类。

50．获得性免疫缺陷综合征(acquired deficiency syndrome，AIDS) 由人类免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus，HIV)感染引起的继发性免疫缺陷，是一种机体免疫系统功能全面下降的严重疾病。

51．肿瘤特异性抗原(tumorspecificantigen，TSA) 指仅存在于某类肿瘤细胞而不存在于正常细胞或其他肿瘤细胞的抗原。

52．肿瘤相关抗原(tumor—associatedantigen，TAA) 指肿瘤细胞表面含量明显高于正常细胞的抗原，只有相对特异性。如胚胎性抗原，病毒相关抗原等。

53．淋巴因子活化的杀伤细胞(1ymphokineactivatedkillercell，LAK) 一些原来不表现杀伤功能的淋巴细胞与白细胞介素2(1L—2)共同培养时，可诱导出杀细胞活性，称为淋巴因子活化的杀伤细胞。

54．抗血清(antiserum) 经人工接种抗原或疾病后含有大量特异性抗体的动物或人血清，称抗血清，又称免疫血清。

55．单克隆抗体(monoclonalantibody) 由单个B细胞增殖所产生的抗体，其遗传背景完全一致，因此，抗体分子的氨基酸序列、类型、抗原特异性等生物学性状均相同。

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