《微生物学教程》(第二版)周德庆__课后答案.

1微生物教程课后答案（周德庆）第一章2009-10-2219:45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。特征细菌放线菌蓝细菌支原体立克次氏体衣原体直径（um）0.2-0.50.5-13-100.2-0.250.2-0.50.2-0.3可见性光学显微镜光学显微镜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RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA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。2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：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：图示如下：G-细菌与G+细菌的肽聚糖的差别仅在于：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（直径可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关3在0.1mm左右）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支原体(mycoplasma)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甾醇，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+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-细菌因其细胞壁薄、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，因此细胞退成无色。这时，在经沙黄等红色染料复染，就使G-细菌呈红色，而G+细菌则仍保留最初的紫色。此法证明了G+和G-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(tethered-cellexperiment)是1974年，美国学者西佛（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孢耐热机制的？4答：渗透调节皮层膨胀学说认为：芽孢的耐热性在于芽孢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孢核心的水分，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。关键是芽孢有生命的部位即核心部位的含水量很稀少，为10%～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；有芽孢的细菌往往长出外观粗糙、“干燥”、不透明且表面多褶的菌落等等。10．名词解释：磷壁酸、LPS、假肽聚糖、PHB、伴孢晶体、基内菌丝、孢囊链霉菌、横割分裂、异形胞、原体与始体、类支原体、羧酶体、孢囊、磁小体。磷壁酸是G+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（脂多糖）是位于G-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-特异侧链3部分组成。假肽聚糖是由N-乙酰葡萄胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以β-1，3-糖苷键交替连接而成的，连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala和L、Lys3个L型氨基酸组成，肽桥则由L-Glu1个氨基酸组成。PHB（聚-β-羟丁酸poly-β-hydroxybutyrate)，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。伴孢晶体是少数芽孢杆菌（如苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。基内菌丝是孢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。孢囊链霉菌是由气生菌丝的孢子丝盘卷而成的孢囊，它长在气生菌丝的主丝或侧丝的顶端，内部产生多个孢囊孢子（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孢子；2）细胞壁和膜同时内陷，再逐步向内缢缩，最终将孢子丝缢裂成一串分生孢子。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5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。羧酶体(carboxysome)又称羧化体，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10nm，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。孢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休眠体。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。微生物教程课后答案（周德庆）第二章第二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，霉菌和蕈菌。答：真菌是不含叶绿体，化能有机营养，具有真正的细菌核，含有线粒体以孢子进行繁殖，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。蕈菌又称伞菌，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+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几种细胞器——膜边体几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6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。几丁质酶体又壳体，一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶，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，使该处不断合成几丁质微纤维，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，它们只存在于反刍动物的瘤胃中。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：当其孢子落在固体培养基表面并发芽后