微生物思考题 (2)

1微生物学思考题生命科学学院杨娇艳2第一章绪论思考题1.微生物包括哪些类群？2.微生物有哪些特殊属性？3.举例说明微生物在生命科学发展中的重大贡献。31、微生物的类群微生物细胞型微生物非细胞型微生物原核微生物真核微生物细菌古菌藻类真菌原生动物其它微生物病毒类病毒朊病毒42、微生物的特点（1）体积小面积大（2）吸收多转化快（3）生长旺繁殖快（4）适应强易变异（5）分布广种类多52、微生物学在生命科学发展中的重要地位（1）微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象，对微生物的研究促进许多重大生物学理论问题的突破阐明基因和酶关系及提出“一个基因一个酶”的假说；阐明遗传的物质基础；基因概念的发展；遗传密码的破译；基因表达调控机制的研究；生物大分子合成的中心法则；1941年Beadle和Tatum用粗糙脉胞霉进行的突变实验使基因和酶的关系得以阐明，并提出了“一个基因一个酶”的假说。Jacob等通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出操纵子学说，阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。“断裂基因”、“跳跃基因”、“重叠基因”的发现，以及基因结构的精细分析、基因组测序等。60年代Nirenberg等人通过研究大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系及多聚尿苷酶，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部密码的破译，为人类从分子水平上研究生命现象开辟了新的途径。DNA→RNA→蛋白质3、举例说明微生物在生命科学发展中的重大贡献6（2）对生命科学研究技术的贡献细胞的人工培养；突变体筛选；DNA重组技术和遗传工程；（3）微生物与“人类基因组计划”作为模式生物；基因与基因组的功能研究的重要工具;7第二章微生物纯培养及显微技术思考题利用选择性培养基如何筛选：（1）抗链霉素细菌？（2）降解利用尿素的细菌？（3）分解利用纤维素的细菌？利用富集培养和选择培养如何分离：（1）如何从土壤中分离筛选高温(70度)解烃细菌？（2）如何从污染废水中分离筛选苯胺降解细菌？原理：什么是富集培养和选择培养具体实验步骤：要点实验结果分析8基本步骤(一)苯胺降解菌的富集培养：以苯胺为唯一碳源的无机盐培养基取5克污水样品加到100ml无机盐培养基同时添加苯胺至200mg/L28ºC,180r/min振荡培养每隔24h镜检观察形态，测定ph,并且定时加入苯胺（思考为什么要定时加入苯胺呢？）以确保污泥有足够的营养源并逐步提高其浓度。9(二)苯胺降解菌的分离将富集培养液梯度稀释至10-4~10-7(根据上一步镜检结果估计)取3个梯度涂布于含200mg/L苯胺的分离培养基平板上，在28℃恒温箱内培养48-96h将分离平板上长出的菌落挑选至传代培养基上保存。(三)苯胺降解菌的纯化用平板划线法在传代培养基平板上进行纯化，将纯化得到的单菌落保存于传代培养基斜面上备用。(四)苯胺降解菌降解活性的测定苯胺含量的测定采用萘乙二胺偶氮分光光度法方法(GB11889-89)进行。10第二章思考题苯胺降解菌的筛选：挑取3.2中单的优势菌落在含有苯胺的培养基中培养，可以生长；另取相同的一部分在不含有苯胺的培养基中表现为不能生长。说明该菌落为苯胺降解菌落。11(1)从苯含量较高的环境中采集土样或水样；(2)配制培养基，制备平板，一种仅以苯作为唯一碳源(A)，另一种不含任何碳源作为对照(B)；(3)将样品适当稀释(十倍稀释法)，涂布入平板；(4)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CO2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。121.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2.试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点（回答不全面）3.能否找到一种培养基，使所有的微生物都能良好地生长？为什么？4.采取什么方法能分离到能分解并利用苯作为碳源和能源物质的细菌纯培养物?5.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?第四章微生物营养思考题13四种运输营养物质方式的比较比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位特异载体蛋白运输速度物质运输方向胞内外浓度运输特异性能量消耗运输后物质的结构无慢由浓至稀相等无特异性不需要不变有快由浓至稀相等特异性不需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要改变14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的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。主动运输可以不受浓度的限制，可进行逆浓度的运输，并且在ATP能量供应的情况下，运输速度也较促进扩散快，具有特异性。151.微生物营养与动植物相比，碳源和氮源谱非常广泛，微生物说微生物的能源谱也非常广泛？2.不同营养类型的微生物在不同条件下产生ATP和还原力的方式与特点。3.与高等动、植物相比，微生物代谢的多样性表现在哪些方面？4.有氧呼吸、无氧呼吸、发酵的区别如何？5.微生物代谢调控方式有哪几种？第五章微生物代谢思考题162.不同营养类型的微生物在不同条件下产生ATP和还原力的方式与特点（1）对于光能自养微生物来说，光合磷酸化产生ATP和还原力，而光合磷酸化又分为循环和非循环两类光合磷酸化；（2）对于光能异养微生物来说，光合磷酸化产生ATP，生物氧化产生还原力；（3）对于化能自养微生物来说，还原力由无机物氧化产生，ATP通过氧化磷酸化产生；（4）对于化能异养微生物来说，ATP和还原力均来自对有机物的生物氧化。173.微生物代谢的多样性表现在哪些方面？（1）营养类型的多样性；（2）代谢产物的多样性。与高等动植物相比，微生物具有次级代谢；（3）代谢调节的多样性。微生物在酶合成的调节和酶活性的调节中有与高等动植物不一样的特点；（4）代谢方式的多样性。微生物可以在不同条件下具有不同的代谢方式。18第六章微生物的生长繁殖思考题1.说明测定微生物生长的意义、微生物生长测定方法的原理及比较各测定方法的优缺点。2.试分析影响微生物生长的主要因素及它们影响微生物生长繁殖的机理。3.控制微生物生长繁殖的主要方法及原理有哪些？4.细菌耐药性机理是哪些?如何避免抗药性的产生?1920第七章病毒思考题1.病毒学研究的基本方法有哪些，这些方法的基本原理分别是什么?2.病毒壳体结构有哪几种对称形式?毒粒的主要结构类型有哪些?3.病毒复制循环可分为哪几个阶段?各个阶段的主要过程如何?4.某发酵工厂生产菌株经常因噬菌体感染而不能正常生产，在排除了外部感染的可能性后有人认为是由于溶源性菌裂解所致，你的看法如何?并请设计一实验证明之。5.亚病毒有哪几类?各自有何特点?21通过涂布平板法将发酵菌体悬液均匀涂布在培养基上进行培养。过一段时间后溶源菌就生长成菌落。（1）如果含有溶源性菌，由于在溶源菌细胞分裂过程中有极少数个体会自发裂解（最好用紫外诱发裂解），其释放的噬菌体可不断入侵溶源菌菌落周围的发酵菌菌苔，于是会形成一个许多噬菌斑。（2）如果没有溶源性菌，那么就不会有噬菌斑的形成。22用紫外线照射该菌株，一段时间后进行镜检，若是由于溶源性菌裂解所致，则平板上出现噬菌斑或液体培养基变澄清；若不是，则无明显现象。231、如果二个不同营养缺陷标记（a－b－c+d+和a+b+c－d－）的菌株经混合后能产生在基本培养基平板上生长的原养型重组菌株，请设计一个实验来决定该遗传转移过程是转化、转导还是接合?2、自然遗传转化与人工转化之间有什么关系?为什么在一般情况下它们转化质粒的成功率有如此大的差别?第九章微生物遗传思考题24设有以下条件和材料可以利用：1、合适的突变株和选择培养基2、DNase3、两种滤板，一种能持留细菌和噬菌体但不能持留游离的DNA分子，另一种滤板只能保留细菌4、一种可以插入滤板使其分隔成两个空间的玻璃容器（如U形管）。25实验步骤：1、将两种合适的多重营养缺陷型突变株在基本培养基中混合培养，若在基本培养基是长出了重组菌落，则发生了遗传转移；在混合培养期间加入适量DNase，如果在基本培养基上无重组菌落出现，则遗传转移过程是转化；若仍然长出重组菌落，则原因可能是接合作用或转导；U形管使用只能持留细菌的滤板，置于培养基适当距离的上方，不与培养基接触，滤板是放置一种突变菌，培养基是接种另一种突变菌，如果无重组菌落出现，则为接合作用；如果出现重组菌落，则原因是转化或转导；U形管使用能够持留细菌和细菌病毒的滤板，若培养基是无重组菌落出现，则是转导或接合；若仍有重组菌落出现，则原因是转化。261、采用U形管中间隔有细菌滤器,左右管加入基础培养基灭菌。2、左管接入A,右管接入B.通气培养24小时后，左右分别在[—]上涂平板观察是否有野生型出现。3、判断：如果2管均无，说明是接合作用。（结合需要接触）如果只有一侧管有野生型，说明为转导，且有野生型的那方为受体菌。每长出来的为供体菌。（噬菌体转导有方向性的）如果2册管子都长出来了说明是转化。近缘物种间均可发生DNA转化。无方向性。27实验一：将该特定细菌的两菌株放入中间烧结并有细菌滤膜的U型管中分别培养，并通过反复加压是两边的培养液反复交换。实验二：将该特定细菌的两菌株先分别加入一定量DNA酶降解胞外游离的DNA，然后再混合培养。结果分析：如果实验一和二均出现了原养型菌株，表明该遗传过程是转导，因为噬菌体可以穿过滤膜，并且不受DNA酶的作用。如果实验一出现原养型菌株，实验二没有出现，则表明该遗传过程是转化，因为胞外游离的DNA分子可通过滤膜（实验一会出现原养型菌株），但会被DNA酶降解（实验二不会出现原养型菌株）。如果实验一没有出现原养型菌株，而实验二出现原养型菌株，表明该遗传过程是接合，因为实验一阻止了细胞间的接触，但噬菌体可通过滤膜，所以会出现原养型菌株，实验二则有细胞间的接触，所以出现原养型菌株。28朊病毒无免疫原性朊毒体没有引起免疫系统察觉的原因是，它们的「安全形式PrPc」从个体出生的一刻起就存在于体内。朊毒体与之的差别只是它们的折叠结构有差别。对中心法则的挑战PrPc如何转变为PrPsc尚未阐明。但从理论上讲，“中心法则”认为DNA复制是“自我复制”，即DNA～DNA，而朊病毒蛋白是PrP→PrP，是为“自他复制”。