工业微生物学1-2章习题

1第一章1、列文虎克·巴斯德和科赫等在微生物学的建立和发展中有哪些重要的贡献。(1)列文虎克：①利用单式显微镜观察了许多微小物体和生物，并于1676年首次观察到形态微小、作用巨大的细菌，从而解决了认识微生物世界的第一个障碍；②一生制作了419架显微镜或放大镜，最大放大率达266倍；③发表过约400篇论文，其中375篇寄往英国皇家学会发表。(2)巴斯德：①提出了生命只能来自生命的胚种学说，并认为只有活的微生物才是传染病，发酵和腐败的真正原因；②发展了有效的加热灭菌技术，发明了巴斯德消毒法；③研究了蚕病、炭疽病、狂犬病等传染病，发明了用接种减毒菌苗的办法进行防治。(3)科赫：①建立了研究微生物的一系列重要方法，如平板培养技术，细菌染色法、悬滴培养法以及显微摄影技术；②利用平板分离方法寻找并分离到多种传染病的病原菌；③于1884年提出了科赫法则，指导特定微生物与特定疾病相关性研究。4、什么是微生物？它主要包括哪些类群？解：微生物是包括所有形体微小的单细胞，或个体结构简单的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。它主要包括三大类：①原核微生物：如细菌，放线菌、蓝细菌、立克次氏体、衣原体和支原体；②真核微生物：如酵母菌、霉菌、担子菌等真菌及单细胞藻类和一些原生动物。③无细胞结构的病毒等。6、将下列科学家所从事的工作与其属于微生物学的研究领域划线配对。(a)研究有毒废物的生物降解免疫学（d）(b)研究爱滋病病因微生物生态学（a）(c)研究利用细菌生产人体蛋白微生物遗传学（f）(d)研究爱滋病症状微生物生理学（e）(e)研究细菌毒素产生分子生物学（c）(f)研究微生物生活史病毒学（b）10、试举例说明微生物在其他生物难以生存的条件下正常活动。解：微生物对环境尤其是极端恶劣的环境具有很强的适应能力。如：在海洋深处某些硫细菌可在250℃甚至300℃的高温条件下正常生长；大多数细菌能耐0~-196℃的任何低温，甚至在-253℃液体氢下仍能保持生命；某些产芽孢细菌可在干燥环境中保存几十年、几百年甚至上千年；此外还有一些耐酸菌、耐碱菌、耐辐射菌等均能在其他生物难以生存的条件下正常活动。12、工业微生物学的研究和应用对工农业生产和环境保护有何重要的意义？解：工业微生物学是微生物学在工业生产中的应用学，它在医药、食品、轻工及农业生产、环境保护等等诸多领域得到广泛应用和发展。微生物的工业发酵已成为现代发酵工业的核心和灵魂，利用它在医药、食品、工农业生产等方面已经为人类提供了丰富多彩的产品，如各种抗生素、食品和饲料添加剂、有机酸、维生素等。微生物发酵工业已成为不少国家的支柱产业。同时在生态系统中，微生物还默默地承担着在各种环境条件下降解有机物和参与元素循环的任务，为保持生态平衡做出了贡献。微生物法已经成为污水、废气和固体废弃物处理的主要方法。3、爱尔利希（Ehrlich）：首先使用人工合成化学治疗剂弗莱明（Fleming）：第一个发现青霉素虎克（Hooke）：第一个观察植物细胞并取名的人科赫（Koch）：证明微生物引起疾病李斯特（Lister）：第一个在外科手术中使用消毒剂巴斯德（Pasteur）：彻底否定自生论列文虎克（VanLeeuwenhoek）：第一个观察细菌的人5、为什么人类直到19世纪中叶才真正开始研究认识微生物世界？微生物学的建立必需要有哪些前提条件？答：因为十九世纪中叶有两个焦点问题的争论促使了微生物研究技术的诞生，一是微生物能不能自发产生，二是传染病的性质是什么。微生物学的建立必要的前提条件有：显微镜的发明和使用；灭菌技术的发展；微生物纯培养的方法。9、微生物的哪些特点可以称得上是生物界之最？答：体积小，面积大；吸收最快，转化最快；生长旺，繁殖最快，种类最多，分布最广。11、微生物对分子生物学的建立和发展有何贡献？答：1928年格里菲斯发现了细菌的转化现象。1944年加拿大细菌学家艾费里等人通过对转化现象化学本质的研究，证实了核酸是真正的生物遗传物质。1953年，沃森和克里克通过DNAX射线衍射图片的分析，提出了DNA双螺旋结构模型，从此微生物学研究进入了分子时态。在此后的二十多年内，科学家们都是通过对微生物的研究发展了DNA理论，20世纪70年代以来，基因工程发展，能按人们需要去定向地改造和创建新的微生物类型，获得新型微生物。13、试分析微生物的五大共性以人类的利与弊。答：①体积小，面积大：体积小,使其不易发现，不易研究，比表面积大使其增大吸收面积，有助于其降解有机物。②吸收快，转化快：结果使微生物能迅速地生长繁殖，同时能为人类生产大量的发酵产品，不利是使食物很快变质。③生长旺，繁殖快，其高速繁殖特性，为工业发酵生产等实际应用提供了产量高，周转快等有利条件，如为生物学基本理论研究带来极大便利——使科研周期大大缩短，效率提高。但对于危害人、动植物的病原微生物或使物品霉2变微生物，其这个特性给人类带来了极大的麻烦和祸害。④易变异，适应性强。变异性使其具有极强的适应能力，其不利是常见致病菌对抗生素产生抗药性变异，但利用其变异性使产量大幅度提高，这在动植物育种工作中有利其适应性强使其能耐高温，抗高压，给灭菌带来不便。⑤种类多，分布广：种类多，分布广,使微生物的分类和鉴定变得困难，但经过开发和利用如此多种类的生物，在某些方面如医药、食品等会有很大作用。2、对微生物分类的目的是什么？为什么说微生物的分类工作比动植物分类困难的多？答：目的有两个：（1）按其亲缘关系分，了解其系统发生；（2）按照分类系统编制检索表（根据一种或一套特征作为识别鉴定某种微生物的标准），在实际工作中，检索表是鉴别具体某一菌种的依据。复杂原因：（1）微生物微小，构造简单，很难从形态结构上判断它们之间的亲缘关系。（2）微生物个体发育过程较简单，很难反映其种群演化的过程；（3）微生物缺乏化石资料很难探讨其起源；（4）微生物微小的个体易随风、水传播，所以从地理分布上也不能推论其系统发生。（5）另外人们对微生物的认识还有分歧，提出了不同的分类系统，使同一微生物可能有不同的命名。6、微生物的哪些特征可作为分类的依据？答：（1）形态特征：包括个体特征：即细胞大小，形状、排列方式，能否运动，鞭毛着生部位和权有无芽胞，及着生部位和形状等，及群体特征：指菌落的形状，大小，光泽，粘稠度等特征。（2）生理和生化特征：包括a：营养来源：即微生物对营养的不同利用能力等。b：代谢产物这是因为不同的生理特性其代谢产物不同，如看其是否产生气体，有机酸，色素及抗生素等。c：与温度和氧的关系：不同微生物需不同的生长温度，如嗜冷菌,嗜热菌等，对氧气的要求有：好氧菌、厌氧菌等。（3）血清学反应：就是将已知菌种制成抗血清，根据其是否与鉴定对象发生特异性血清反应鉴别未知菌。尤其应用于噬菌体的分类。（4）生态特征：微生物与其他生物的寄生或共生关系往往有专一性，因此可作为分类依据。（5）生活史：（6）对噬菌体的敏感性：这是由于各噬菌体有严格的寄生范围。8、微生物学名的命名原则有哪些？“BacillusSubtilisEhrenbergCohn”的含义是什么？答：微生物学名的命名采用林奈在1735年建立的双名法，一个种的学名通常由一个属名加一个种名构成。①第一个字为属名，字首大写，用来描述微生物的特征，如形态、生理等。②第二个字为种名字首小写，用来描述微生物的次要特征，如颜色、形状、用途等。③根据双命名法则，出现在分类学文献中的学名，后面还加上首次定名人（用括号注），现名定名人和现名定名身份。因此学名的完整表示方法为“学名=属名+种的加词+（首次定名人）+现名定名人+定名年份BacillusSubtilis(Ehrenberg)Cohn的含义为：首次被Ehrenberg命名，后又由Cohn定名的枯草芽孢杆菌。12、单细胞与多细胞的区别有哪些？链球菌，葡萄球菌是否属于多细胞生物？答：单细胞生物细胞之间无隔膜。多细胞生物细胞之间有隔膜，不随生长而消失。链球菌与葡萄球菌不属于多细胞生物。13、了解细菌细胞的结构对于研究细菌分类，菌体感染，抗生素和溶菌酶等对细菌的作用原理有何意义？答：了解细菌的细胞壁结构有重要意义（1）对于用革兰氏染色法染色将细菌分为两大类，革兰氏阳性和阴性菌，细胞壁由胎聚糖层及垣酸组成后，通过用溶菌酶等方法处理革兰氏阳性菌，除去细胞壁，剩下的截留结晶紫-碘复合物的作用。（2）又因为老龄菌与死菌的细胞壁通透性大，会呈现草兰氏阴性反应，因此细胞壁的结构与革兰氏反应密切相关，从而影响到利用革兰氏法对细菌的分类（3）另外细胞壁的化学组成由肽聚糖及脂多糖组成，它们与细菌的抗原性，致病性及对噬菌体的敏感性有关。15、当给一株未知菌进行革兰氏染色时，怎样才能确证你的操作过程正确，结果可靠？17、芽孢是怎样形成的？为什么芽孢对外界不良环境的抵抗力很强？这一特性对工业微生物学的研究和应用有何重要意义？答：A（1）形成过程“首先在细胞的一端出现核物质凝聚，DPA浓缩（2）质膜藉中体内陷，形成双层膜，构成芽胞的横隔壁（3）芽胞隔壁环绕，形成前芽孢（4）前芽胞周围形成新的壁（5）皮层加厚，形成芽胞外壳（6）内、外层发育，芽孢成熟（7）母细胞裂解，芽孢囊游离，游离出芽胞。B这要与芽孢的化学结构组成及休眠有关：（1）含有酶的相对分子质量比营养细胞的正常酶要小，相对分子质量低的蛋白质由于其分子中键的作用较强而更加稳定，耐热，因此芽细胞具有较强的抗强的抗热性（2）芽胞衣的厚度约3mm，层次较多（3-15层）主要含水性的角蛋白及少量磷脂蛋白，对溶菌酶，蛋白质及表面活性具有很强的抗性。（3）另外芽孢可保持体眠状态，存活数年主数十年，并在几分钟内苏醒，共本身具有维持生命活动的所有功能，因此可抵抗外界是不良环境C利用这一特性，可以将菌种以芽孢的形式长期保藏，有利于工业微生物的研究及应用19、细菌的鞭毛和线毛在结构和功能上的保区别？如何证实某菌体存在鞭毛？答（1）鞭毛是在细菌表面着生从胞内伸出的细长，波浪形变曲的线状物，而线毛是长在细菌体表的一种纤细中空，短直，又多的蛋白质附属物（2）线毛比鞭毛细，短，直、硬、数量很多。而鞭毛不足的，而是螺旋形的，平展时呈波曲状，（3）鞭毛是运动日窄，而线长不具有运动功能，但它可作为遗传物质转移的通道；作为噬菌体的吸附近位点，作为附着到哺乳动物细胞或其它物体上的工具。有几种方法证实：（1）用悬滴法或暗视野显微镜观察，或用半固体琼脂培养其穿刺培养并观察浑浊的扩散区及从细菌生长扩散的情况，间接判断是否存在鞭毛（2）可以菌落形态来判断，若某菌的菌落形状大，薄且不规则，边缘不平整，说明有鞭毛，反之，若菌落十分光滑，边缘平整且相对较厚，说明没有鞭毛。321、何谓伴孢晶体？它会在哪些细菌中产生？其化学本质和特征？研究伴孢晶体有何实践意？答：伴孢晶体是一些芽孢杆菌在形成芽孢的同时，在细胞内形成的晶状内含物；此物质一般在苏云金杆菌中产生；其化学本质是一种毒蛋白，对胰蛋白酶等蛋白酶不敏感。研究伴孢晶体的毒性可以用工业化方式大量生产苏云金杆菌，作为农药；而且国内外正在将苏云金杆菌的毒素蛋白质而且对人畜无害，也不会污染环境，因此有重大的实践意义。24、为什么说放线菌是一类介于细菌和霉菌之间，又更接近于细菌的一类原核微生物？答：因为放线菌一方面共细胞构造与细胞壁化学组成与细菌相似，因此与细菌同属原核微生物；另一方面，放线菌体呈纤细的菌丝，且分枝，又以外生孢子的形式繁殖，这些特征又与霉菌相似，与细菌比（1）都为单细胞（2）都为原核生物（3）细胞壁化学组成相同（4）对环境的PH要求相近，不同于霉菌（5）对抗生素的反应类似（6）对溶菌酶敏感，因此它是介于细菌和霉菌之间的更接近于细菌的一类原核微生物。28、为什么霉菌落的中央与边缘，正反面，在外形，颜色，构造方面常有明显的区别？答：这是因为越接近中心的气生菌丝的生理年龄越大，发育分化成熟早，颜色一般也越深，气生菌丝尤其是由它分化出来的子实体的颜色往往比分散在固体基质内的营养菌丝的颜色深，有的孢子的水溶性色素也会使周围的菌丝染色，因此中央与边缘，正反面的外形颜色构造有明显区别。30、试比较淀