讲解周德庆微生物学课后习题答案.docx

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[讲解]周德庆微生物学课后习题答案

周德庆微生物学课后习题答案

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?

原核类的细菌一放线菌一蓝细菌’支原体一立克次氏体和衣原体;?

真

核类的真菌一原生动物一和显微藻类，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年前一1676），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、发面、制酱、娘醋、沤肥、

轮作、治病等）

初创期（1676一1861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（1861一1897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（1897一1953年）,e.btlchner，?

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;

成熟期（1953一至今）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，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，

纷纷选用粗糙脉抱菌，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，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:

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。

特征

细菌

放线菌

蓝细菌

支原体

立克次

氏体

衣原体

直径（um）

0.2一0.5

0.5一1

3一10

0.2一0.25

0.2一0.5

0.2一0.3

可见性

光学显微镜

光镜勉强

可见

光学显微镜

光镜勉强可见

过滤性

不能

育旨

不能

育旨

革兰氏染色

阳性或阴性

阳性

阴性

细胞壁

有坚韧的细胞壁

缺壁

有坚韧的细胞壁

繁殖方式

二均分裂

无性抱子和菌体断裂

二均分裂

培养方法

人工培养

宿主细

胞

宿主细胞

核酸种类

DNA和RNA

核糖体

有

大分子合成

有

进行

产生ATP系

统

有

无

增殖过程中结构的完整性

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

对干扰素

某些菌敏感

不敏感

有的敏

感

有的敏

感

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Zum，宽度

约0.stlili，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10一29计，则大约109个E.

coli细胞才达lmg重。

3（试图示G十和G一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十细菌与G一细菌的细胞壁都含肤聚糖和磷壁酸;不同的是含量的区别:

如

下表

4（试图示肚聚糖的模式构造，并指出G十和G一细菌肚聚糖结构的差别。

答:

图示略

G一细菌与G十细菌的肚聚糖的差别仅在于:

1）四肚尾的底3个氨基酸不是

L一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

一DAP）所代替;2）没有特殊的肚桥，其前后两个单体间的连接仅通过甲四

肚尾的第4个氨基酸―D一Ala的梭基与乙四肚尾的第3个氨基酸一一DAP

的氨基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肚聚糖网套。

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:

成分

占细胞壁干重的,

G十细菌

G一细菌

肚聚糖

含量很高（50一90）

含量很低（一10）

磷壁酸

含量较高（<50）

无

类脂质

一般无（<2）

含量较高（一20）

蛋白质

无

含量较高

类型

形成

特点

实际

应用

L型细菌

（L一

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0.1111111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，形成芽抱。

及恢复成有细

本资球状体

（spllaei、oplast）

药锄蜘蜒集彝又称原生质球，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

祖七净抓

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

（mvcoplasma）

在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物

细胞膜中含有一般原核生物所没有的幽醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有

较高的机械强度

6（试述染色法的机制并说明此法的重要性。

答:

革兰氏染色的机制为:

通过结晶紫初染和碘液媒染后，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。

G十由于其细胞壁较厚、肚聚糖网层次多

和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，

故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其

保持紫色。

反之，G一细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肚聚糖层薄和交

联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肚聚糖

网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此细胞退成无色。

这时，在经沙黄等红

色染料复染，就使G一细菌呈红色，而G十细菌则仍保留最初的紫

色。

此法证

明了G十和G一主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而

使染色反应不同，是一种积极重要的鉴别染色法，不仅可以用与鉴别真细菌，也

可鉴别古生菌。

7（何为“拴菌试验”,它何以能说明鞭毛的运动机制,

答:

“拴菌”试验（tetllered一cellexperime,It）是1974年，美国学者

西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）曾设计的一个实验，做法是:

设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴”在载玻片上，然后在光学显微

镜下观察细胞的行为。

因实验结果发现，该菌是在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），故肯定了“旋

转论”是正确的。

8（渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽抱耐热机制的,

答:

渗透调节皮层膨胀学说认为:

芽抱的耐热性在于芽抱衣对多价阳离子和水分

的透性很差皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压夺取芽抱核心的

水分，结果造成皮层的充分膨胀。

而核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，

具极强的耐热性。

关键是芽抱有生命的部位即核心部位的含水量很稀少，为

10cy0一25%，因而特别有利于抗热。

9（什么上菌落,试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。

答:

菌落即单个（或聚集在一起的一团）微生物在适宜的固体培养基表面或内部

生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。

因不同形态、生理类型的细菌，在其菌落形态、构造等特征上也有许多明显的反

映，故细菌的细胞形态与菌落形态间存在明显的相关性现象，如，无鞭毛、不能

运动的细菌尤其是球菌通常都形成较小、较厚、边缘圆整的半球状菌落;长有鞭

毛、运动能力强的细菌一般形成而平坦、边缘多缺刻、不规则的菌落;有糖被的

细菌，会长出大型、透明、蛋清状的菌落;有芽抱的细菌往往长出外观粗糙、“干

燥’夕、不透明且表面多褶的菌落等等。

10（名词解释:

磷壁酸、LPS、假肚聚糖、PHB、伴抱晶体、基内菌丝、抱囊

链霉菌、横割分裂、异形胞、原体与始体、类支原体、梭酶体、抱囊、磁小体。

磷壁酸是G十细菌细胞壁结合在细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷

酸或核糖醇磷酸。

LPS（月旨多糖）是位于G一细菌细胞壁最外层的一层较厚

的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O一特异

钡l链3部分组成。

假肚聚糖是由N一乙酞葡萄胺和N一乙酞塔罗糖胺糖醛酸以p一1,3一糖昔

键交替连接而成的，连在后一氨基糖上的肚尾由L一Glll、L一Ala和L、

LyS3个L型氨基酸组成，肚桥则由L一Gllll个氨基酸组成。

PHB（聚一p一

轻丁酸poly一p一hydroxybutyra、e），是一种存在于许多细菌细胞质内

属于类脂性质的碳源类贮藏物，不溶于水而溶于氯仿，可用尼罗蓝或苏丹黑染色，

具有贮藏能量，碳源和降低细胞内渗透压等作用。

伴抱晶体是少数芽抱杆菌（如苏云金芽抱杆菌）在形成芽抱的同时，

会在芽抱旁

形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。

基内菌丝是抱子落在固体基质表面并发芽后，不断伸长、分枝并以放射壮向基质

表面和内层扩展，形成大量色浅、较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌

丝。

抱囊链霉菌是由气生菌丝的抱子丝盘卷而成的抱囊，它长在气生菌丝的主丝或侧

丝的顶端，内部产生多个抱囊抱子（无鞭毛）。

横割分裂是放线菌的一种分裂的方式，有两种途径进行:

1）细胞膜内陷，再由

外向内中间收缩，最后形成一完整的横割膜，从而把刨子丝分割成许多分生抱子;

2）细胞壁和膜同时内陷，再逐步向内绩缩，最终将抱子丝绩裂成一串分生抱子。

异形胞是存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞，数目少而

不定，位于细胞链的中间或末端。

原体与始体:

具有感染力的衣原体细胞称为原体，呈小球状，细胞厚壁、致密，

不能运动，不生长，抗干旱，有传染力。

原体经空气传播，一旦遇合适的新宿主，

就可通过吞噬作用进入细胞，在其中生长，转化为无感染力的细胞，称为始体。

类支原体是侵染植物的支原体，也叫植原体。

梭酶体（carboxysome）又称梭化体，是存在也一些自养细胞内的多角形或六角

形内含物其大小与噬菌体相仿，约1011111，内含1,5一二磷酸核酮糖梭化

酶，在自养细菌的c02固定中起着关键作用。

抱囊是一些固氮菌在外界缺乏营养的条件下，由整个营养细胞外壁加厚、细胞失

水而形成的一种抗干旱但不抗热的圆形体眠体。

磁小体（megnetosome趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗

粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。

第二章

第2章真核微生物的形态，构造和功能1试解释菌物，真菌，酵母菌，霉菌和覃菌。

答:

真菌是不含叶绿体，化能有机营养，具有真正的细菌核，含有线粒体以抱子

进行繁殖，不运动的典型的真核微生物。

酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。

霉菌是丝状真菌，通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真

菌。

覃菌又称伞菌，通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌，包括大多数担子菌

类和极少数的子囊菌类。

2试图示并说明真核微生物“9十2”型鞭毛的构造

和生理功能。

答:

中心有一对包在中央鞘中的相互平行的中央微管，其外被9个微管二联体

围绕一圈，整个微管由细胞质膜包裹。

每条微管二联体由A,B两条中空的亚

纤维组成，其中A亚纤维是一完全微管，而B亚纤维则有10个亚基围成。

3试简介真菌所特有的凡种细胞器―膜边体凡丁质酶体和氢化酶体。

答:

膜边体又称须边体或质膜外泡，为许多真菌所特有。

它是一种位于菌丝细胞

四周的质膜与细胞壁间，由单层膜包裹的细胞器。

膜边体可由高尔基

体或内质网

特定部位形成，各个膜边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合，功能可

能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。

凡丁质酶体又壳体，一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊，内含凡丁

质合成酶，其功能是把其中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面，使

该处不断合成凡丁质微纤维，从而保证菌丝不断向前延伸。

氢化酶体一种由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶，氧化还远酶，铁氧化蛋

白和丙酮酸。

通常存在于鞭毛基体附近，为其运动提供能量。

氢化酶

体只存在于

厌氧性的原生动物和近年来才发现的厌氧性真菌中，它们只存在于反当动物的瘤

胃中。

4什么是单细胞蛋白,为什么酵母菌是一种优良的单细胞蛋白,

答:

单细胞蛋白又叫微生物蛋白、菌体蛋白。

按生产原料不同，可以分为石油蛋

白、甲醇蛋白、甲烷蛋白等;按产生菌的种类不同，又可以分为细菌蛋白、真菌

蛋白等

因为酵母菌的维生素、蛋白质含量高，个体一般以单细胞状态存在，能发酵糖产

生能量常生活在含糖较高，酸度较大的水生环境中。

5试图示sacharomyCeSCerevisiae的生活史，并说明其各阶段的特点。

答:

特点:

一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖;营养体既能以单倍体形式存在，

也能以二倍体形式存在;在特定的条件下进行有性生殖。

图示

6试简介菌丝，菌丝体，菌丝球，真酵母，假酵母，芽痕，蒂痕，真菌丝，假菌

丝等名词答:

单条管状细丝，为大多数真菌的结构单位。

很多菌丝聚集在一起组

成真菌的营养体，即菌丝体。

酵母菌中尚未发现其有性阶段的被称为假酵母，有

的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。

7霉菌的营养菌丝和气生

菌丝各有何特点,它们分别可分化出哪些特化构造。

答:

当其抱子落在固体培养基表面并发芽后，就不断伸长，分枝并以放射状

向内层扩展，形成大量色浅，较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的基内菌

丝又称营养菌丝。

同时在其上又不断向空间方向分化出颜色较深，直径较粗的分

枝菌丝，叫气生菌丝。

气生菌丝分化成抱子丝。

8试以

Nellrosporacrassa为

例，说明菌丝尖端细胞的分化过程及其成分变化。

答:

9试列表比较各种真菌抱子的特点。

答:

10细菌，放线菌，酵母菌和霉菌四类微生物的菌落有何不同,为什么,

答:

酵母菌菌落一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，易被挑起，多为乳白

色，少数呈红色。

霉菌菌落由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、

絮状或蜘蛛网状，比细菌菌落大凡倍到凡十倍，有的没有固定大小

放线菌菌落能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）

菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不

抱子名称

数量

外或内生

其他特点

实例

外形

抱囊抱子

多

内

水生型有鞭毛

根霉，毛霉

近圆形

分生抱子

极多

外

少数为多细胞

曲霉，青霉

极多样

芽抱子

较多

外

在酵母细胞上出芽形成

假丝酵母

近圆形

子囊抱子

一般8

内

长在各种子囊内

脉抱菌，红曲

多样

但抱子

一般4

外

长在特有的担子上

蘑菇，香菇

近圆形

蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。

不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）粘着力差，粉质，针挑起易粉碎

细菌的菌落一般呈现湿润，较光滑，较透明，较粘稠，易挑取，质地均匀以及菌

落正反面或边缘与中央部位的颜色一致。

细菌属单细胞生物，一个菌落内无数细胞并没有形态，功能上的分化，细胞间充

满着毛细管状态的水。

多数放线菌有基内和气生菌丝的分化，气生菌丝成熟时又

会进一步分化成抱子丝并产生成串的干粉状抱子，它们伸展在空间，菌丝间没有

毛细管水积存。

酵母菌的细胞比细菌的大，细胞内有许多分化的细胞器，细胞间

隙含水量相对较少，以及不能运动等特点。

霉菌的细胞呈丝状，在固体培养基上

生长时又有营养和气生菌丝的分化，气生菌丝间没毛细管水。

则不同。

11为什么说覃菌也是真核微生物,

答:

从进化历史，细胞结构，早期发育特点，各种生物学特性和研究方法等方面

来考察，都可以证明它们与其他典型的微生物―显微真菌却完全一致。

事实上，

若将其大型子实体理解为一般真菌菌落在陆生条件下的特化与高度发展形式，覃

菌就与其他真菌无异了。

12什么叫锁状联合,其生理意义如何,试图示其过程。

答:

锁状联合即形成状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂，从而使

菌丝尖端向前延伸。

13试比较细菌，放线菌，酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，

并讨论它们的原生质体制备方法。

答:

细菌细胞壁主要成分为肚聚糖，具有固定

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