生物科技行业微生物学复习资料周德庆期末总结Word格式.docx
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第二章真核微生物的形态、构造和功能
1子实体:
是指在其里面或上面可产生无性或有性孢子,有壹定形状和构造的任何菌丝体组织
2菌物界:
指和动物界,植物界相且列的壹大群无叶绿素,依靠细胞表面吸收有机养料,细胞壁壹般含几丁质的真核微生物
3二级菌丝:
又称气生菌丝,由基内营养菌丝长出培养基外伸向空间的菌丝。
它是担子菌中由相应的异性的初生菌丝进行体细胞接合而形成的菌丝。
其具有分枝状者称为次生菌丝体。
4锁状联合:
担子菌亚门中多数担子菌的双核菌丝,在进行细胞分裂时,于菌丝的分隔处形成的壹个侧生的喙状结构称锁状联合。
生理意义:
保证了双核菌丝在进行细胞分裂时,每节(每个细胞)都能含有俩个异质(遗传型不同)的核,为进行有性生殖,通过核配形成担子打下基础。
锁状联合是双核菌丝的鉴定标准,凡是产生锁状联合的菌丝均可断定为双核。
锁状联合也是担子菌亚门的明显特征之壹。
简答题
1、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌四大类微生物的菌落有何不同?
为什么?
菌落细菌酵母菌放线菌霉菌
含水形态很湿或较湿较湿干燥或较干燥干燥
外观形态小而突起或大而平坦大而突起小而紧密大而疏松或大而致密
菌落透明度透明或稍透明稍透明不透明不透明
菌落和培养基结合程度不结合不结合牢固结合较牢固结合
菌落颜色多样单调,壹般呈乳脂或矿烛色,少数红色或黑色十分多样十分多样
菌落正反面颜色的差别相同相同壹般不同壹般不同
菌落边缘壹般见不到细胞可见球状,卵圆状或假丝状细胞有时可见细丝状细胞可见粗丝状细胞
气味壹般有臭味多带酒香味带有泥腥味往往有霉味
原因:
因为细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的形态和生理类型不尽相同,所以在其菌落形态,构造等特征上也有各自的特点。
2、试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同。
细菌分为G+和G-,G+肽聚糖含量高,G-含量低;
G+磷壁酸含量较高,而G-不含磷壁酸;
G+类脂质壹般无,而G-含量较高;
G+不含蛋白质,G-含量较高。
放线菌为G+,其细胞壁具有G+所具有的特点。
酵母菌和霉菌为真菌,酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖,内层为葡聚糖;
而霉菌的细胞壁成分为几丁质、蛋白质、葡聚糖。
3青霉素只对处于生长繁殖旺盛时期的细胞有抑制作用,而对处于休止状态的细胞没有抑制作用,请分析这种说法的正误,且说明你的理由。
青霉素抑制肽聚糖的合成过程,形成破裂的细胞壁,代谢旺盛的细菌才存在肽聚糖的合成,因此此时有青霉素作用时细胞易死亡。
作用机制:
青霉素破坏肽聚糖合成过程中肽尾和肽桥间的转肽作用。
对革兰阳性菌有效,由于革兰阴性菌缺乏五肽交连桥所以青霉素对其作用不大。
补充:
第三章病毒和亚病毒
1温和性噬菌体:
噬菌体侵染宿主后,且不增殖,裂解,而和宿主DNA结合,随宿主DNA复制而复制,此时细胞中找不到形态上可见的噬菌体,这种噬菌体称为温和性噬菌体或溶源噬菌体。
2溶原菌:
含有温和性噬菌体的细菌称为溶源性细菌。
溶源性——噬菌体附着或整合在宿主染色体上,壹道复制。
3包涵体:
4类病毒:
是壹类只含RNA壹种成分,专性寄生在活细胞内的分子病原体。
1、什么叫烈性噬菌体?
简述其裂解性生活史。
烈性噬菌体:
凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟、裂解这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体,称为烈性噬菌体。
①吸附噬菌体尾丝散开,固着于特异性受点上。
②侵入尾鞘收缩,尾管推出且插入到细胞壁和膜中,头部的核酸注入到宿主细胞中,而蛋白质衣壳留在细胞壁外。
③增殖增殖过程包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。
注入细胞的核酸操纵宿主细胞代谢机构,以寄主个体及细胞降解物和培养基介质为原料,大量复制噬菌体核酸,且合成蛋白质外壳。
④成熟(装配)寄主细胞合成噬菌体壳体(T4噬菌体包括头部、尾部),且组装成完整的噬菌体粒子。
⑤裂解(释放)子代噬菌体成熟后,脂肪酶和溶菌酶促进宿主细胞裂解,从而释放出大量子代噬菌体。
第四章微生物的营养和培养基
1生长因子:
壹类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳、氮源自行合成的所需极微量的有机物。
2基团移位:
指壹类既需特异性载体蛋白的参和,又需耗能的壹种物质运送方式。
其机制分俩步:
(1)HPr被PEP激活,
(2)糖经磷酸化而进入细胞内。
3选择性培养基:
选择培养基是壹类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基,具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能,广泛用于菌种筛选等领域。
如酵母富集培养基中的孟加拉红抑制细菌的生长而对酵母菌无影响,偏酸性的环境有利于酵母菌的生长。
4鉴别性培养基:
培养基中加入能于某壹菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂,从而用肉眼就能使该菌菌落和外形相似的它种菌落相区分的培养基就称鉴别性培养基。
1试比较细胞膜运输营养物质的四种方式。
比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基因移位
特异载体蛋白
无
慢
由浓至稀
内外相等
无特异性
不需要
不变
无竞争性
H2O、CO2、O2甘油、乙醇、少数氨基酸、盐类、代谢抑制剂
有
快
特异性
有竞争性
SO42+、PO43+、糖(真核生物)
由稀至浓
内部浓度高得多
需要
改变
运送速度
溶质运送方向
平衡时内外浓度
运送分子
能量消耗
运送前后溶质分子
载体饱和效应
和溶质类似物
运送抑制剂
运送对象举例
氨基酸、乳糖等糖类、Na+、Ca2+等无机离子
葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等
2、什么是鉴别性培养基?
试以EMB培养基为例,分析其鉴别作用的原理。
鉴别性培养基:
EMB作用原理
其中的伊红和美蓝俩种苯胺染料可抑制革兰氏阳性细菌和壹些难培养的革兰氏阴性细菌。
在低酸度时,这俩种染料结合形成沉淀,起着产酸指示剂的作用。
因此试样中的多种肠道细菌会在EMB培养基上产生相互易区分的特征菌落,因而易于辨认。
尤其是大肠杆菌,因其强烈分解乳搪而产生大量的混合酸,菌体带H+故可染上酸性染料伊红,又因伊红和美蓝结合,所以菌落染上深紫色,从菌落表面的反射光中仍可见到绿色金属闪光。
3、简述配制培养基的基本原则:
P91
培养基是人工配制的供不同微生物生长繁殖,或用于积累代谢产物的营养基质。
所以配制培养基时应注意以下原则:
1目的明确2营养协调3理化适宜4经济节约
1.根据微生物的不同选用不同的培养基,2.注意各种营养物质的浓度和配比。
3.注意将培养基的pH值控制在壹定范围内。
6、试述配制培养基的基本过程及应该注意的问题。
配制培养基的基本过程是:
按培养基的配方称取各种药品,用量太少的药品应配制成溶液后再取壹定量加入。
将各种药品加水溶解,通常是加所需水量的壹半。
若配固体培养基,按2%的用量称取琼脂,用水将琼脂浸湿壹下,用手挤去琼脂中过多的水分,加入2的溶液中。
加热至琼脂全部溶解,且补足所需的全部水量。
用1molNaOH和1molHCL调节pH至要求值。
用分装器将培养基分装入试管或三角瓶中,塞上棉塞且包扎,灭菌后备用。
注意事项:
配制过程中,在加热熔化琼脂时,要不断搅拌,以防糊底。
分装时不要让培养基沾染试管口或瓶口,以防培养过程中容易污染杂菌。
同时仍应考虑培养基的氧化仍原电位及原材料的经济、易购和来源广泛的原则。
Ashby无氮培养基:
(富集好氧性自生固氮菌用)甘露醇1%,KH2PO40.25%,MgSO4.7H2O0.02%,NaCL0.02%,CaSO4.2H2O0.01%,CaCO30.05%。
试述其碳源氮源能源物质各是什么?
CaCO3起什么作用?
该培养基的C素来源和能量来源均来自甘露醇。
该培养基未提供氮素来源,根据所学知识,只有能固氮的微生物才能在无氮培养基上生长。
该培养基的矿质营养物质包括:
Mg2+,K+,Cu2+,Na+,PO43-,SO42-
HPO42-,PO43-,CaCO3主要用来作缓冲物质调节培养基的pH值,以保持pH不变。
据此我们可推知该培养基可用于培养自生固氮菌等微生物。
第五章微生物的新陈代谢
1次生代谢产物:
指某些微生物生长到稳定期前后,以结构简单,代谢途径明确,产量较大的初生代谢产物作前体,通过复杂的次生代谢途径所合成的各种结构复杂的化学物。
如抗生素,生物碱,信息素等。
2ED途径:
ED是少数EMP途径不完整的细菌所特有的利用葡萄糖的替代途径,为微生物所特有。
壹分子葡萄糖经ED途径可生成俩个丙酮酸且净生成壹个ATP、壹个NADH+H+和壹个NADPH+H+。
ED途径的特点:
aKDPG裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛b存在壹特征性酶KDPG醛缩酶c其终产物俩分子丙酮酸来历不同,其壹由KDPG直接裂解而成,另壹则有3-磷酸甘油醛经EMP途径转化而来d产能效率低。
TCA循环特点:
a氧虽不直接参和其中反应,但必须在有氧条件下运转b每分子丙酮酸可产生4个NADH+H+,壹个FADH2,壹个GTP,总共相当于15个ATP,因此产能效率极高cTCA位于壹切分解代谢和合成代谢的枢纽地位,不仅能够为微生物的合成代谢提供各种碳架原料,而且仍和人类的发酵生产密切相关。
3发酵:
目前泛指任何好氧型或厌氧型微生物来生产有用代谢产物或食品饮料的壹类生产方式。
(无氧等外源氢受体的条件下,底物脱氢后产生的仍原力不经呼吸链而直接传递给某壹内源性中间代谢物接受,以实现底物水平磷酸化的壹类生物氧化反应。
)
4异型乳酸发酵(HMP):
凡葡萄糖经乳酸发酵后除主要产生乳酸外,仍产生乙醇,乙酸和CO2等多种产物的发酵称异型乳酸发酵。
5生物固氮:
大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化作用而仍原成氨的过程,生物界中只有原核生物才有固氮能力。
生物固氮6要素:
ATP的供应,仍原力及其传递载体,固氮酶,仍原底物N2,镁离子,严格的厌氧环境。
固氮酶除了催化N2生产NH3外,仍具有催化2H++2e----H2反应的氢化酶活性。
肽聚糖分成分3个阶段:
a在细胞质中合成,合成PARK核苷酸,UDP作为糖载体。
B在细胞膜中合成,合成肽聚糖单体,称作细菌萜醇的类脂载体。
C在细胞膜外合成,交联作用形成肽聚糖。
青霉素作用于肽聚糖的合成过程,对肽聚糖已合成好的细菌(处于停滞期)无作用。
转肽作用可被青霉素抑制,其作用机制是:
青霉素是肽聚糖单体五钛尾末端的D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物。
应用营养缺陷型菌株解除正常的反馈调节。
举例:
a赖氨酸发酵b肌氨酸的生产
生物氧化的形式包括某物质和氧结合,脱氢和失去电子3种。
生物氧化的过程可分为脱H,递H,受H3个阶段,生物氧化的功能有产能,产仍原力,和产小分子中间代谢产物3种。
生物氧化的类型包括呼吸,无氧呼吸,发酵3种。
底物脱氢4种途径:
EMP,HMP,ED,TCA循环。
EMP途径的特点和意义:
供应ATP形式的能量和NADH2形式的仍原力,连接其他三个重要途径的桥梁,为微生物合成提供多种重要的中间产物,通过逆向反应可进行多糖合成。
HMP当葡萄糖经壹次磷酸化脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸后,在6-磷酸葡萄糖酸脱酶作用下,再次降解为14分子CO2和1分子磷酸戊糖。
作用:
①供应合成原料;
②产仍原力;
③作为固定CO2的中介;
④扩大碳源的利用范围;
⑤连接EMP途径。
特点:
葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化,且能产生大量NADPH+H+形式的仍原力及多种重要的中间产物。
呼吸,又称好氧呼吸,特点是底物按常规方式脱氢后,脱下的氢经完整的呼吸链又称电子传递链传递,最终被外源分子氧接受,产生水且释放ATP形式的能量。
无氧呼吸:
指壹类呼吸链末端的H受体为外源无机氧化物(少数为有机物)的生物氧化。
底物按常规方式脱氢后,经部分呼吸链递氢,最终由氧化态的无机物或有机物受氢,且完成氧化磷酸化途径产能反应。
碳酸盐呼吸:
是壹类以CO2或碳酸盐作为呼吸链末端氢受体的无氧呼吸。
根据其仍原产物不同分为俩类;
产甲烷菌产生的甲烷的碳酸盐呼吸,其二是产乙酸菌产生乙酸的碳酸盐呼吸。
第六章微生物的生长及其控制。
1恒浊器:
根据培养器内微生物的生长密度,借光电控制系统控制培养液流速,以达到菌体密度高,生长速率恒定的连续培养器。
2恒化器:
通过保持有壹种生长限制因子的培养液的流速不变,可使微生物始终处在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养器。
3同步生长:
通过获得同步培养物的手段,使细胞群体中各个体都处于分裂步调壹致的生长状态
4连续培养:
指微生物接种到培养基里以后的整个生长期间,微生物能持续地以比较恒定的生长速率常数进行生长,从而导致微生物的生长过程能“不断”地进行下去的壹种培养方法。
优点:
高效、低耗、利于自控、产品质量稳定。
缺点①菌种易于退化;
②容易污染;
③营养物的利用率低于分批培养。
因此连续时间是有限的
5石碳酸系数:
在壹定时间内,被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度和达到同效的石碳酸的稀释度之比。
P179
1、什么是典型生长曲线?
它可分几期?
划分的依据是什么?
各期特点如何?
典型生长曲线:
将少量纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中培养。
在适宜条件下,其群体就会有规律地生长,定时取样测定细胞含量,以细胞数目的对数值作纵坐标,以培养时间作横坐标,就能够画出壹条有规律的曲线,这就是微生物的典型生长曲线。
划分的依据:
单细胞微生物。
(1)延滞期(停滞期、调整期)特点:
a.生长速率常数为零;
b.细胞形态变大或增大;
c.细胞内RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性。
d.合成代谢活跃;
e.对外界不良条件的反应敏感。
(2)对数期特点:
此时菌体细胞生长的速率常数R最大,分裂快,代时短,细胞进行平衡生长,菌体内酶系活跃,代谢旺盛,菌体数目以几何级数增加,群体的形态和生理特征最壹致,抗不良环境的能力强。
⑶稳定期特点:
b.菌体产量达到最高;
c.活菌数相对稳定;
d.细胞开始贮存贮藏物;
e.芽孢在这个时期形成;
f.有些微生物在此时形成次生代谢产物。
⑷衰亡期特点:
a.细胞形态多样;
b.出现细胞自溶现象;
c.有次生代谢产物的形成;
d.芽孢在此时释放。
2、延滞期有何特点?
如何缩短延滞期?
影响延滞长短的因素。
消除:
a.以对数期的菌体作种子菌;
b.适当增大接种量:
壹般采用3%~8%的接种量,根据生产上的具体情况而定,最高不超过1/10。
c.培养基的成分:
种子培养基尽量接近发酵培养基。
影响延滞长短的因素:
1接种龄2接种量3培养基成分。
3、微生物培养过程中pH变化的规律如何?
如何调整?
微生物的生命活动过程中会自动地改变外界环境的pH,其中发生pH改变有变酸和变碱俩种过程,在壹般微生物的培养中往往以变酸占优势,因此,随着培养时间延长,培养基的pH会逐渐下降。
PH的变化仍和培养基的组分尤其是碳氮比有很大关系,碳氮比高的培养基经培养后pH会明显下降;
相反,碳氮比低的培养基经培养后,其pH常会明显上升。
措施:
分为“治标”和“治本”俩大类,前者指根据表面现象而进行直接、及时、快速但不持久的表面化调节,后者指根据内在机制而采用的间接、缓效但可发挥持久作用的调节。
治标:
1)过酸时:
加NaOH等碱液中和
2)过碱时:
加H2SO4等酸液中和
治本:
加适当氮源:
加尿素,NaNO3或蛋白质。
提高通气量
加适当碳源:
加糖,乳酸,醋酸,柠檬酸或油脂。
降低通气量
4、试述高温灭菌的方法。
1、干热灭菌法
(1)原理:
干热可使细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥,且可使各种细胞成分发生氧化变质。
(2)应用范围:
1)烘箱内热空气灭菌法(150~170℃,1~2hr):
金属器械、洗净的玻璃器皿。
2)火焰灼烧法:
接种环、接种针等。
2、湿热灭菌:
即以100℃之上的加压蒸气进行灭菌。
(1)相同温度及相同作用时间下,湿热灭菌法比干热灭菌法更有效:
湿热空气穿透力强,能破坏维持蛋白质空间结构和稳定性的氢键,能加速其变性。
(2)种类:
1)常压法a.巴氏消毒法:
用较低的温度处理牛乳或其他液态食品,杀死其中可能存在的无芽孢病原菌而又不损害营养和风味的消毒方法。
a)低温维持法(LTH):
要求62.8℃保持30min;
b)高温瞬时法(HTST):
要求71.7℃维持至少15s;
b.煮沸消毒法:
a)适用范围:
壹般用于饮用水的消毒。
b)条件:
100℃下数分钟。
c.间隙灭菌法:
又称丁达尔灭菌法或分段灭菌法。
适用于不耐热培养基的灭菌。
80壹100℃下蒸煮15—60分钟,三天。
2)加压法:
a.常规加压法a)适用范围:
适合于壹切微生物学实验室、医疗保健机构或发酵工厂中对培养基及多种器材、物料的灭菌。
121℃(压力为lkg/cm2),时间维持15—20分钟,也可采用在较低的温度(115℃,即0.7kg/cm2下维持35分钟的方法。
b.连续加压灭菌法:
在发酵行业里也称“连消法”。
在大规模的发酵工厂中作。
培养基灭菌用。
主要操作是将培养基在发酵罐外连续不断地进行加热、维持和冷却,然后才进入发酵罐。
在135—140℃下处理5壹l5秒钟率的菌体实验室为主
微生物的抗药性:
抗药性主要通过遗传途径产生,如基因突变,遗传重组和质粒转移等。
产生原因:
a产生壹种能使药物失去活性的酶b把药物作用的靶位加以修饰和改变c形成救护途径d使药物不能透过细胞膜e通过主动外排系统把进入细胞内的药物泵出细胞外。
第八章微生物的生态
名词解释
1互生:
指俩种能够单独生活的生物,当其生活在壹起时,通过各自的代谢活动而有利于对方或偏利于壹方的生活方式。
2拮抗:
指由某种生物所产生的某种代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的壹种相互关系。
3大肠菌群:
指任何可发酵乳糖产酸产气的G-,杆状,无芽孢,兼性厌氧的肠道细菌,典型代表是E.coli。
4BOD5:
即五日生化需氧量。
指在20℃下,1L污水中所含的有机物,在进行微生物氧化时,五日内所消耗的分子氧的毫克数。
1简述微生物和生物环境间五种常见的关系,且各举壹例。
互生:
共生:
指俩种生物共居在壹起,相互分工协作、相依为命,甚至达到难分难解、合二为壹的壹种相互关系。
寄生:
指壹种小型生物生活在另壹种较大型生物的体内或体表,从中摄取营养进行生长繁殖,且使后者蒙受损害甚至死亡的现象.
拮抗:
混菌培养:
又称混菌发酵或混合发酵指在发酵工业中采用俩种或俩种之上的具有互补性质的菌种进行混合培养
我国卫生部门对饮用水的卫生标准为:
每ml水细菌总数不超过100个,大肠菌群数每升水不超过3个。
举例1.互生。
金黄色葡萄球菌的生长为本来在平板上不能生长的嗜血流感菌提供生长因子,后者在其菌苔周围形成卫星菌落。
2.共生。
根瘤菌和豆科植物间的共生形成根瘤共生体,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,同时仍为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。
3.寄生。
冬虫夏草是子囊菌寄生于鳞翅目幼虫而形成的。
第九章
1类毒素:
若用0.3%-0.4%的甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理,可获得失去毒性但仍保留其原有免疫原性的生物制品,称为类毒素。
2半抗原:
缺乏免疫原性而有免疫反应性的的抗原。
3干扰素:
是高等动物细胞在病毒或dsRNA等诱生剂的刺激下,所产生的具有高活性的,广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白,相对分子质量很小。
4.抗原:
抗原是指壹类能诱导机体发生免疫应答且能和相应抗体或T淋巴细胞受体发生特异性免疫反应的大分子物质。
抗原壹般应同时具备俩个特征:
a免疫原性b免疫反应性。
外毒素:
指在病原细菌生长过程中不断向外界环境分泌的壹类毒性蛋白,有的属于酶有的属于酶原,有的属于毒蛋白。
内毒素:
G-细胞壁外层的组分之壹,其化学成分是脂多糖。
炎症:
是机体对病原体的侵入或其他损失的壹种保护性反应,它既是壹种病理过程,又是壹种防御病原体入侵的积极的免疫反应。
补体:
实为壹补体系统,是存在于正常人体和高等动物血清中的壹组非特异性血清蛋白。
主要成分是B球蛋白。
抗体:
是高等动物在抗原物质的刺激下,由浆细胞所产生的能和相应抗原在体内外发生特异性结合的免疫球蛋白。
有5个特点:
a仅有鱼类之上的脊椎动物浆细胞所产生b必须有相应抗原刺激免疫细胞后才能产生c能和相应抗原发生特异性,非共价和可逆的结合d其化学本质是壹类具有体液免疫功能的球蛋白e因抗体是蛋白质,故具抗体功能也可作抗原去刺激异种生物产生相应的抗体,即抗抗体。
目前,纯化后的Ig已分五类,其统壹名称为IgM,A,D,G,E.
典型的Ig分子是由壹长壹短俩对多肽链对称排列而成的壹个Y型分子。
近对称轴的壹对较长的肽链称为重链或H链,外侧壹对较短的肽链称为轻链或L链。
8.用什么方法可获得大肠杆菌(E.coli)的组氨酸缺陷型?
筛选营养缺陷型菌株壹般要经过诱变、淘汰野生型,检出和鉴定营养缺陷型4个环节。
将筛选得到的缺陷型菌株分别涂在不加任何氨基酸的基本培养基和加有组氨酸的基本培养基上,若前者不长后者长出菌落,即为组氨酸缺陷型。
第七章
1质粒:
凡游离于原核生物核基因组以外,具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子。
2F因子:
又称F质粒或
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