工业微生物学第二版课后习题参考答案

1第一章绪论3．将下列人物与他们对微生物学的贡献进行划线配对。爱尔利希（Ehrlich）(f)a第一个观察细菌的人弗莱明(Fleming)(e)b第一个观察植物细胞并取名的人胡克(Hooke)(b)c彻底否定自生论科赫(Koch)(d)d证明微生物引起疾病李斯特(Lister)(g)e第一个发现青霉素巴斯德(Pasteur)(c)f首先使用人工合成化学治疗剂列文虎克(VanLeeuwenhoek)(a)g第一个在外科手术中使用消毒剂4．什么是微生物？它主要包括哪些类群？答：微生物并不是生物分类学上的名词，他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。它包括属于原核类的细菌（真细菌和古生菌），放线菌，蓝细菌，支原体，立克次氏体和衣原体，属于真核类的真菌（酵母菌，霉菌），原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒，拟病毒和阮病毒）。13．微生物有哪五大共性？其中最基本共性的是哪个？为什么？答：微生物五大共性分别是：(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。其中最基本的特性是体积小，面积大。微生物是一个突出的小体积大面积系统，从而赋予它们具有不同于一切大生物的五大共性，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，故而产生了其余四个共性。巨大的营养物质吸收面和代谢废物的排泄面使微生物具有了吸收多，转化快，生长旺，繁殖快的特点。环境信息的交换面使微生物具有适应强，易变异的特点。而正是因为微生物具有适应强，易变异的特点，才能使其分布广，种类多。第二章微生物的结构与分类8．微生物学名的命名原则有哪些？“Bacillussubtilis(Ehrenberg)Cohn”的含义是什么？答：命名原则在书本32页最后1行到33页倒数第3行或课件第二章（1）的37-41张（二、微生物的命名）。含义是：芽孢杆菌属的一种9.试绘出细菌的结构简图，注明其一般结构和特殊结构，以及它们的主要生理功能。答：细菌的结构简图（见图2.3.9）一般构造：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都有的构造。特殊构造：鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造。细胞壁的功能：1、决定了革兰氏染色的性质；2、决定细菌的基本形态；3、决定细胞的抗膨压（保护细胞免受渗透压变化的破坏）4、决定对溶菌酶的敏感性；5、决定了对青霉素的抗性；6、为鞭毛运动提供支点；7、决定细胞的抗原性；8、决定细菌的毒性（致病性）细胞膜的功能：a控制细胞内外物质(营养物质和代谢废物)的运送、交换；b维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用；c细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜物质等大分子的合成2场所；d参与能量代谢，在细菌中，电子传递链和ATP合成酶均位于细胞膜；e提供鞭毛的着生点并提供鞭毛运动所需能量。f细胞膜中含有丰富的酶，又是细菌参与细胞呼吸的部位。细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。核糖体功能：是细胞合成蛋白质的机构。异染粒功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。荚膜的生理功能：1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；5、是某些病原菌必须的粘附因子；6、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质。鞭毛的功能：鞭毛是运动器官。有鞭毛的细菌能主动运动，可通过动力试验进行细菌鉴定；鞭毛有抗原性。鞭毛的成分为鞭毛蛋白，并且具有高度的特异性，称为鞭毛抗原（H抗原），可作为细菌分类、分型的依据；有的细菌其鞭毛与致病性有关。间体的功能：(1)类似线粒体功能；(2)类似内质网功能；(3)与细胞壁合成有关；(4)可能与核分裂有关。磷壁酸的功能：①协助肽聚糖加固细胞壁；②增强细胞膜的稳定性；③提高膜结合酶的能力(使细胞壁形成负电荷环境,以利于吸附镁离子,维持酶活)；④构成噬菌体的吸附位点;⑤形成表面抗原决定簇的主要成分；⑥保证某些革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连,如双歧杆菌可通过磷壁酸与肠上皮细胞表面受体结合等。芽孢的功能：具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物和抗静水压能力；具有惊人的休眠能力，在普通保藏条件下，它能存活几年至几十年；在特定的自然条件中它能存活几百年至几千年，甚至更长。含水量低、壁厚而致密，通透性差，不易着色，折光性强；一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。13.了解细菌细胞壁的结构对于研究细菌分类、噬菌体感染、抗生素和溶菌酶等对细菌的作用原理有何意义？答：了解细菌细胞壁的结构，通过革兰氏染色可以将几乎所有细菌分为革兰氏阳性菌和阴性菌。可以更好地解释细菌为什么具有特定的抗原性、致病性和对抗生素和噬菌体的敏感性。可以更好的揭示细菌的致病性原理，如革兰氏阴性菌细胞壁外膜中的类脂A是内毒素的物质基础。17.什么是芽孢（内生孢子）？芽孢有何特性?芽孢在微生物的理论研究与实践中有何意义?答：（1）某些细菌在生长的一定阶段，细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形，对不良环境条件有较强抗性的休眠体，称为芽胞（内生孢子）。（2）芽孢的特性：①对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力；②含水量低、壁厚而致密，通透性差，不易着色，折光性强；③芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力（2分）；④一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。（3）芽孢在微生物的理论研究与实践中的意义：①分类鉴定：芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义；②有利于菌种的长期保存；③有利于提高菌种的筛选效率；④有利于各种消毒、杀菌措施优劣的判断；⑤增加了医疗器材使用上以及食品生产、传染病防治和发酵生产中的各种困难。21．何谓伴孢晶体（Parasporalbodies）?它会在哪些细菌中产生？其化学本质和特性？研究伴孢晶体有何实践意义？答：有一些芽孢杆菌在形成芽孢的同时，在细胞内产生晶体状内含物称为伴胞晶体。能形成芽孢的细菌种类：在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。产生芽孢的几个属：①(Bacillus)芽孢杆菌属②(Clostridium)梭状芽孢杆菌属③(Sporosarcina)芽孢八叠球菌属。化学本质是：一种毒蛋白。特性：对胰蛋白酶、糜蛋白酶等蛋白酶不敏感。在水、稀硝酸、稀盐酸中均不溶，但能溶于碳酸钠，氢氧化钠等碱性溶液。实践意义：书本59页最后一段。322.什么是菌落(colony)、克隆(clone)和克隆化(cloning)?菌落，克隆在书本60页下方，克隆化：经过人为选择，获得在遗传上纯一的后代的技术或过程。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：一方面，放线菌菌呈纤细的丝状，且分枝，又以外生孢子的形式繁殖，这些特征与霉菌相似。另一方面，放线菌又有如下接近细菌的特征：（1）同为单细胞，菌丝比真菌细，其直径与细菌接近；（2）同属原核生物，无核膜、核仁和线粒体等，核糖体70S等；（3）胞壁含磷壁酸，二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素；G+；（4）对环境的要求与细菌相近；（5）对溶菌酶敏感；（6）对抗生素的反应象细菌。总之，放线菌是一类介于细菌和真菌之间，而更接近于细菌的原核生物。29.试从个体形态、细胞结构、菌落特征、繁殖方式及对抗生素敏感性等方面比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。在83页表2.4.1，95页表2.4.4，96页表2.4.5。32．什么是菌丝、菌丝体、真菌丝和假菌丝？答：菌丝是霉菌营养体的基本单位，直径3-10μm。有隔膜菌丝：多细胞，高等真菌。无隔膜菌丝：多核单细胞，低等真菌。菌丝体是许多菌丝交织形成的菌丝集团。营养菌丝体：伸入培养基吸收营养；气生菌丝体：向空中生成，形成繁殖器官。真菌丝：相连细胞间的横隔面积与细胞直径一致，呈竹节状的细胞串，称为真菌丝。假菌丝：有的酵母菌进行芽殖后，长大的子细胞不与母细胞立即分离，并继续出芽，细胞成串排列，这种菌丝状的细胞串就称为假菌丝。33.病毒与其它生物有何显著的不同？病毒粒子的共同结构形式有哪两类？答：（1）病毒与其它生物有显著的不同：形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般可通过细菌滤器；无细胞构造，其主要成分仅是核酸和蛋白质两种；每一种病毒只含有一种核酸；既无产能酶系也无蛋白质合成系统，需借助宿主细胞的合成酶进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式；在宿主的活细胞内专性寄生；在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。（2）病毒粒子的共同结构形式有：核酸（位于中心，称为核髓）和蛋白质（包围在核髓周围，形成衣壳）。35.以大肠杆菌T系噬菌体为例说明病毒的繁殖过程。答：T-系噬菌体增殖周期可分为五个阶段：①吸附噬菌体对宿主细胞的吸附具高度的特异性：当噬菌体与其相应的特异宿主在水中发生偶然相碰后，若尾丝尖端与宿主细胞表面的特异受体接触，则尾丝被刺激散开而附着在受体上；随之把刺突、基板固定；②侵入吸附后基板获得一个构象刺激，尾端的容菌酶水解细胞壁的肽聚糖使细菌头部的核酸注入宿主细胞；③增殖细菌将其核酸注入宿主细胞后，利用宿主细胞的物质作为自己合成的物质来源进行大量的繁殖；④装配即成熟噬菌体将自己在宿主细胞体内合成的各种部件进行有序的装配，形成完整的子代噬菌体；⑤裂解即释放当宿主细胞内的大量子代噬菌体成熟后，由于水解细胞膜的脂肪酶和水解细胞壁的溶菌酶的作用，促使细胞裂解从而完成了子代噬菌体的释放。37．发酵过程如果被噬菌体污染可能会出现哪些异常现象？.答：①碳源和氮源的消耗减慢；②发酵周期延长；③pH值异常变化；④泡沫骤增；⑤发酵液色泽和稠度改变；⑥出现异常臭味；⑦菌体裂解和减少，引起光密度降低和产物锐减等。38.生产上可采取哪些措施来预防及弥补噬菌体感染对发酵生产造成的影响？答：杜绝噬菌体的各种来源；控制活菌排放；选育抗性生产菌株，生产中轮换使用菌种；噬菌体污染后的防治措施。（详见书110页）40.将以下微生物与对它们的描述进行划线配对：4藻类(Algae)da非细胞结构细菌(Bacteria)cb细胞壁由几丁质组成真菌(Fungi)bc细胞壁由肽聚糖组成原生动物(Protozoan)ed细胞壁由纤维素组成,进行光合作用病毒（Viruses）ae细胞结构复杂，但缺细胞壁41.请比较下列概念的区别：（1）真核细胞与原核细胞真核细胞：有细胞核。其染色体数在一个以上，能进行有丝分裂。有叶绿体和线粒体进行。除细菌和蓝藻植物的细胞以外，所有的动物细胞以及植物细胞都属于真核细胞。细胞直径较大。原核细胞：没有细胞核，有拟核。进行无丝分裂，无线立体和叶绿体。细胞直径较小。（2）子囊孢子与孢子囊孢子；子囊孢子：指产生在子囊内的有型孢子。孢子囊孢子：指繁殖菌丝顶端膨大形成孢子囊，孢子囊内有许多核，每个核外包围原生质，逐渐围绕着核形成壁，于是产生了孢子囊孢子。（3）腐生与寄生；腐生：腐生是生物体获得营养的一种方式。凡从动植物尸体或腐烂组织获取营养维持自身生活的方式叫“腐生”。寄生：即两种生物在一起生活，一方受益，另一方受害，后者给前者提供营养物质和居住场所，这种生物的关系称为寄生。（4）正染与负染；正染：利用染料与细胞组分结合而进行的染色过程称为正染。负染：与正染结果相反，细胞不染色而史背景染色，以便看清细胞的轮廓。（6）菌种(species)与菌株(strain)；菌种：一大群表形特征高度相似，亲缘关系极其接近，与同属内其他菌种有着明显差异的菌株的总称。菌株：表示由任何一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其一切后代，即同种微生物的每个不同来源的纯培养物。（8）质粒DNA与细菌染色体DNA；质粒DNA：构成质粒的共价闭合环状双螺旋分子遗传物质。细菌染色体DNA：细菌拟核中的遗传物质。（11）内生孢子与外生孢子；内生孢子：指营养细胞膨大后，壁加厚，胞内拟核、细胞质