99-07年微生物问答题题目及参考答案

199-07年微生物问答题题目及参考答案1,以Schizosaccharomycesoctosporus,S.ludwigii和S.cerevisiae为例描述酵母菌的三种生活周期及其特点。(02,04,05,07)答:(1)营养体以单倍体形式存在,Schizosaccharomycesoctosporus(八孢裂殖酵母)是这一类型生活史的代表,特点为:○1营养细胞为单倍体;○2无性繁殖为裂殖;○3二倍体细胞不能独立生活,故此期极短.生活史可分为5个阶段:○1单倍体营养细胞借裂殖方式进行无性繁殖;○2两个营养细胞接触后形成接合管,发生质配后即进行核配,于是两个细胞连成一体;○3二陪体的核分裂3次,第一次为减数分裂;○4形成8个单倍体的子囊孢子;○5子囊破裂释放子囊孢子.(2)营养体只能以二倍体形式存在,S.ludwigii(路氏类酵母)是这一类型生活史的代表,特点为:○1营养体为二倍体,不断进行芽殖,此阶段较长;○2单倍体为子囊孢子,在子囊内发生接合;○3单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在,不能进行独立生活.生活史具体过程为:○1单倍体子囊孢子在孢子囊内成对接合,并发生质配和核配;○2接合后的二倍体细胞萌发,穿过子囊壁;○3二倍体的营养细胞少独立生活,通过芽殖方式进行无性繁殖;○4在二倍体营养细胞内的核发生减数分裂,故营养细胞成为子囊,其中形成4个单倍体子囊孢子.(3)营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在,S.cerevisiae(酿酒酵母)是这类生活史的代表,特点为:○1一般情况下都以营养状态进行出芽繁殖;○2营养体即能以单倍体形式存在,也能以二倍体形式存在;○3在特定条件下才进行有性繁殖.生活史为:○1子囊孢子在合适的条件下出芽产生单倍体营养细胞;○2单倍体营养细胞不断进行出芽生殖;○3两个性别不同的营养细胞接合,在质配后发生核配形成二倍体营养细胞;○4二倍体营养细胞不进行核分裂而是不断进行出芽生殖;○5在以碳酸盐为唯一或主要碳源,同时又缺乏氮源支持的条件下,二倍体营养细胞营养细胞最易转变为子囊,此时细胞核才进行减数分裂,并随即形成4个子囊孢子;○6子囊经自然或人为破裂后释放出子囊孢子.2,举例概述微生物在自然界物质循环中的重要作用,展望利用有益微生物开发新生物质能源的应用前景.(99,02,,06,07)答:自然界的物质循环可归结为:A化学元素的有机质花或生物合成作用，B有机物质的无机质或或分解作用两个对立过程。碳循环：绿色植物和无机营养型微生物利用光能和化学能将CO2和水还原为碳水化合物，与此同时，植物和无机营养型微生物也进行着分解作用，使有机物质重新转化为CO2，水和无机物质并释放储存的能量，动物和有机营养型生物以植物和无机营养型微生物为食，同样将合成的有机化合物分解为CO2，水和无机化合物。氮循环：大气中的N2通过某些原核微生物的固氮作用合成为化合态氮；化合氮可进一步被植物和微生物的同化作用转化为有机氮；有机氮经微生物的氨化作用释放出氨；氨在有氧条件经微生物的硝化作用氧化为硝酸；硝酸和亚硝酸又可在无氧条件下经微生物的反硝化作用，最终变成N2和N2O，返回至大气中，如此构成氮素循环。硫循环：○1硫的氧化：还原态的无机硫化物被微生物氧化成硫酸；○2硫酸盐还原：同化硫酸盐还原即硫酸盐被微生物还原成H2S后在胞内被结合到细胞组分中；反硫化作用即硫酸盐作为末端电子被微生物还原成不被同化的H2S；○3硫化氢的释放：生物尸体和残留物中含硫蛋白质经微生物的作用释放出H2S,CH3SH,(CH2)3S等含硫气体。磷循环：○1有机磷转化成溶解性的无机磷（有机磷矿化）；○2不溶性无机磷变成可溶性无机磷（磷的有效化）；○3溶解性无机磷变成有机磷（磷的同化）。有益微生物的应用前景：3，简述并图示遗传工程的主要操作步骤。（02，05，07）答：遗传工程也称基因工程，实质上是一种DNA的人工体外重组技术。即根据人们的目标要求，用人工方法取得供体菌DNA上的目标基因，并加以改造，在体外重组于载体DNA上，再导入宿主细胞内，并使其转录，翻译表达和复制，获得供体基因的原生物学性状，从而获得大量的基因产物或使受体生物表现出新的表型性状。主要操作步骤：○1目标基因的分离或合成；○2通过体外重组将基因插入载体；○3将重组DNA导入受体细胞；○4扩增克隆的基因；○5筛选重组体克隆；○6对克隆的基因进行鉴定或测序；○7控制外源基因的表达；○8得到基因产物或转基因动物，植物。图示如下：2图基因工程基本操作过程示意图4，简述遗传工程在生命科学研究中的应用及其前景。（00）答：○1在生产多肽类药物，疫苗中的应用，如抗肿瘤，抗病毒功能的干扰素，白细胞介素，胰岛素，生长激素，抗凝血因子等；○2基因治疗：向靶细胞中引入具有正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，从而达到治疗的目的；○3在改造传统工业发酵菌种中的应用；○4动植物特性的基因工程改良，如转基因动物，转基因植物；○5培育能分解有毒物质的工程菌；○6推动了微生物学的发展。基因工程在食品，化工，环保，制药，农业，医学，冶炼，采矿，能源等众多领域都有游人的开发前景，但是基因工程带来巨大贡献的同时也存在着隐患，如转基因的生物是否会给人类带来潜在的危害。5，以大肠杆菌为例，简述细菌基因重组的类型和特点。（01，04，05）答：能引起原核微生物基因重组的主要方式有转化，转导，接合和原生质体融合。转化：是指受体菌接受供体菌的DNA片断，经过交换将它组合到自己的基因组中，从而获得了供体菌部分遗传性状的现象，转化后的受体菌，称为转化子。其特点为：○1不需受体菌株和供体菌株的接触；○2供体DNA不需要媒介的介导，处于感受态的受体菌直接吸收供体菌的DNA。转导：是指以噬菌体为媒介，把供体细胞的DNA片断携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象。其特点为：○1不需受体菌株和供体菌株的直接接触；○2供体DNA需要噬菌体的媒介作用。接合：是指通过供体菌和受体菌完整细胞间性菌毛的直接接触而传递大段DNA的过程。其特点为：○1需受体菌株和供体菌株的接触；○2供体DNA通过接合管导入受体细胞。原生质体融合：是指通过人工方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合，并产生重组子的过程。其特点为：○1需受体菌株和供体菌株的直接接触；○2需要通过化学因子诱导或电场诱导进行融合二亲原生质体。6，简述生物固氮作用及其反应所需要的条件（包括固氮酶，电子供体或载体以及能量）（99）答：大气中的分子态氮（N2）在生物体内有固氮酶催化还原为NH3的过程称为生物固氮作用。生物界中只有原核生物才有固氮能力，生物固氮作用是仅次于光合作用的生物化学反应，它为整个生物圈中的一切生物的生存繁殖提供了不可或缺和可持续供应的还原态氮化物的源泉。生物固氮的条件为：○1具有固氮活性的固氮酶：其组成有组分Ⅰ（钼铁蛋白），组分Ⅱ（铁蛋白）和FeMo辅因子；○2必须有电子和质子供体，每还原分子N2需要个电子核个质子，为了传递电子和质子，还需要有相应的电子传递链；○3必须有能量供给，由于N2分子具有键能很高的三价键，打开它需要很大的能量；○4必须有严格的厌氧环境或保护固氮酶的免氧失活机制，因为固氮酶对氧具有高度敏感性，遇氧即失活；○5形成的氨必须及时转运或转化排除，否则会产生氨的反馈阻遏效益。7，简述微生物之间相互作用类型与特点。（01，06）答：○1中性关系：两个微生物种群之间没影响或仅存无关紧要的相互作用,如空气中的微生物，休眠的芽孢等；○2偏3利关系：一个种群因另一个种群的存在或生命活动而得利，而后者冒雨从前者受益或受害，如好氧微生物消耗环境中的分子氧，为厌氧微生物的生存和发展创造厌氧的环境条件；○3协同关系：两个微生物种群之间相互受益并保持它们各自独立性的松散关系，如纤维分解微生物和固氮细菌的饿共栖，纤维分解菌分解纤维产生的糖类可为固氮细菌提供碳源和能源，而固氮细菌固定的氮素可为纤维分解微生物提供氮源，互为有利而促进了纤维分解和氮素固定；○4互惠共生关系：协调作用发展成为专性的结合并具有共生的特殊形态结构和功能，如地衣是真菌和蓝细菌的共生体，蓝细菌固氮为真菌提供有机氮素营养，真菌利用菌丝吸收水分和矿质营养供给蓝细菌生长的需要；○5寄生关系：一种微生物寄生在另一种生物体上从后者取得养料，前者称为寄生物，后者称为寄主，在寄生关系中，寄生物对寄主一般是有害的，往往使寄主发生病害或者死亡，如噬菌体于细菌之间的关系；○6捕食关系：一种微生物种群被另一种微生物种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者种群产生不利影响，如土壤中的原生动物和其他微生物之间的关系；○7竞争关系：两个种群或多个种群共同依赖同一生长基质或者环境因素，结果一方或两方的种群大小或生长率受到限制，竞争结构强者生存，弱者淘汰，如在同一生长环境中如果限制P的数量，两种藻类星杆藻和小环藻在此环境中生活时，则小环藻被星杆藻取代；○8拮抗关系：一种微生物种群产生某种物质使另一个微生物种群的生长受到抑制而本身不受影响，如乳酸菌产酸抑制其它微生物的生长。8，简述微生物细胞的生长周期，并以大肠杆菌为例简述细菌的生长曲线。（99，07）答：○1迟缓期：细菌接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境，因此在一段时间里并不马上分裂，细菌数量维持恒定，或增加很少，群体的生长率近于0。在图上，曲线平缓。特点为：生长速率常数为0；菌体体积增长较快；代谢活跃。○2对数期：以最大的速率生长和分裂，细菌生长旺盛，代谢活力强。分裂速度快，菌数以指数级数增加，代时稳定。细胞在形态、生理等方面较为一致。在图上呈一条斜度很小的直线。○3稳定期：又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度，又逐渐趋向零。稳定期的细胞内开始积累贮藏物，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。稳定生长期的活细菌数最高并维持恒定。开始时曲线上升缓慢，菌数达到最高水平后，曲线开始下降。○4衰亡期：营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目急剧下降，出现了“负生长”。这一阶段的细胞，有的开始自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。菌体细胞也呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有的细胞内多液泡，革兰氏染色反应的阳性菌变成阴性反应等。9,简述显微直接测数和稀释平板测数法的原理及方法。（99，02，07）答：显微直接测数法：原理：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。方法：计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面积为1mm²和高度为0.1mm的计数室，在1mm²的面积里又被刻划成25个（或16个）中格，每个中格进一步划分成16个（或25个）小格，计数室都是由400个小格组成。将稀释的样品滴在计数板上，盖上盖玻片。然后在显微镜下计算4-5个中格中的细菌数，并求处每个小格所含细菌的平均数，再按下面公式求出每毫升样品所含的细菌数。每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数×400×1000×稀释倍数稀释平板测数法：原理：每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可以通过生长形成菌落。方法：将待测样品经一系列10倍稀释，然后选择3个稀释度的菌液，分别去0.2mL放入无菌培养皿，再倒入适量的以溶化并冷至45度左右的培养基，与菌液混匀，冷却，待凝固后，放入适宜温度的培养箱或温室培养，长处菌落后计数，按下面公式计算出原菌液的含菌数：每毫升原菌液活菌数=同一稀释度3个以上重复培养皿菌落平均数×稀释倍数×510，图示并简述烈性噬菌体的生活周期。（99）答：烈性噬菌体具体繁殖过程如下：○1吸附：噬菌体与敏感细菌随机碰撞相遇，噬菌体的尾丝与敏感细菌特定的受体部位相互作用，并可逆性的吸附在细菌表面，基板不可逆的吸附在细菌表面。○2侵入：噬菌体尾部的酶水解宿主细胞壁中的肽聚糖，使细胞壁产生一个小孔，然后尾鞘收缩，将核酸压入细胞内。○3病毒大分子的合成：噬菌体核酸利用宿主的复制系统合成自身所需的核酸和蛋白质。