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1、微生物：是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小(0.1mm)、构造简单的低等生物。微生物学：是研究微生物生命活动规律的学科。基本内容：微生物细胞结构与功能：阐明细胞的构建及能量、物质、信息的运转规律；微生物的进化和多样性：认识微生物的种类、它们之间的相似性和区别；生态学规律：了解不同微生物之间以及它们同环境之间的相互作用；微生物同人类的关系：微生物在工农业生产和医药卫生事业以及环境保护中的作用。微生物的共同特点：1、体积小，比表面积大；2、生长旺，繁殖快；3、代谢类型多，活性强；4、易变异；5、分布广，种类多。巴斯德：（1）发现并证实发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否
2、定了“自然发生”学说；著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，引起腐败的细菌是本身繁殖的。(3) 开创免疫学预防接种；钝化的鸡霍乱病原体预防霍乱、首次制成炭疽病、狂犬疫苗。(4) 其他贡献：巴斯德消毒法科赫：在微生物病原学和免疫学的贡献：（1）具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌；（2）发现了肺结核病的病原菌，这是当时死亡率极高的传染性疾病，因此柯赫获得了诺贝尔奖；（3）提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则柯赫原则。在细菌学研究技术学的贡献：（1）固体培养基分离和纯化微生物的技术；（2）培养基配制技术；（3）发明了一系列微生物染色和观察方法，包括显微摄影技术。 简述科赫法则的主要内容：一种
3、病原微生物必然存在患病动物体内，但不应出现在健康动物内；此病原微生物可从患病动物分离得到纯培养物；将分离出的纯培养物人工接种敏感动物时，必定出现该疾病所特有的症状；从人工接种的动物可以再次分离出性状与有病原微生物相同的纯培养物。无菌技术：在分离、转接和培养纯培养时，防止其被其他微生物污染的技术菌落：单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长，繁殖到一定程度形成肉眼可见的、有一定把那个形态结构的子细胞群体。纯培养：从自然状态下混杂的群体中分离特定的某一种微生物进行培养。二元培养物：由两种具有特定关系的微生物组成的混合培养物。固体培养基分离纯培养的方法：1、平板划线法；2、倾注平板法；3、涂布平板
4、法选择培养分离法：1、利用选择平板进行直接分离；2、利用鉴别平板进行直接分离；3、富集培养。获得目的微生物分离纯化的基本流程：采样，预处理，富集，分离，纯化，鉴定，保藏。菌种保藏的意义：1、微生物菌种是一种珍贵的自然资源。2、只有纯培养物才能提供可以重复的有意义的结果，纯培养技术是进行微生物学研究的基础。3、性状稳定的纯培养是微生物学工作最重要的基本要求，否则生产或可研都无法正确进行。常用菌株保藏方法：冰箱保存法（斜面、半固体）、石蜡油封藏法、沙土保存法、冷冻干燥法。影响细菌大小测量的因素：1、个体差异；2、干燥、固定后的菌体一般会由于脱水二而比活细菌缩短；3、染色方法影响：一般用负染色法观察
5、的菌体较大；4、菌龄的影响：幼龄细菌比老龄的大；5、环境条件：培养基中渗透压影响。G+、G-细菌细胞壁的结构特点及其差异：1、G+肽聚糖层次多、后，机械性强，对溶菌酶、青霉素敏感，且不含类脂和脂蛋白，不会形成内毒素；2、G-肽聚糖层次少、薄，机械性差，对溶菌酶、青霉素不敏感，且含类脂和脂蛋白，有内毒素。磷壁酸主要功能：1、形成负电荷效应，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；2、贮藏磷元素3、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；4、革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；5、噬菌体的特异性吸附受体；6、能调节细胞内自溶素的活力，防止细胞因自溶而死亡。脂多糖主要功能：1、类脂
6、A是革兰氏阴性菌致病物质内毒素的物质基础；2、带有负电荷，吸附阳离子，保证细胞膜上合成酶活性；3、结构多变决定了细胞表面抗原决定簇的多样性；4、噬菌体特异性吸附受体；5、具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。革兰氏染色程序：涂片；干燥；固定；染色；水洗；干燥；观察。染色：涂片固定；结晶紫初染；碘液媒染，乙醇脱色；番红复染。革兰氏染色机制：由于不同细菌细胞壁化学成分的不同而引起的物理性状的差别是导致革兰氏染色反应不同的原因。通过结晶紫初染和碘液媒染，在任何细菌的细胞膜内都可形成不溶于水的结晶紫碘复合物。G+细菌因壁厚，肽聚糖网的层次多和结构致密，以及不含类脂等原因，故用脱色剂(乙醇)处理
7、后，可把结晶紫碘复合物仍阻拦在细胞内，故呈现紫色；反之，G-细菌因细胞壁薄，外膜层类脂含量高(脂多糖、脂蛋白)，以及肽聚糖层薄且交联松散，故用脱色剂乙醇处理后，就可把类脂和结晶紫碘复合物溶出细胞，这种无色的细胞再经番红复染，就呈现红色。缺壁细菌的类型及定义：1、L-型细菌：细菌在某些环境条件下通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。2、原生质体：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细胞壁生成的仅有一层细胞膜包裹的圆球、对渗透压变化敏感的细胞，一般为革兰氏阳性细菌。3、球状体：采用上述同样的方法，针对格兰仕阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁的球形体。4、支原体：长
8、期进化中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。芽孢概念：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、折光性极强、抗逆性极强的休眠体。耐热机制：渗透调节皮层膨胀学说。芽孢衣对多价阳离子和水分的渗透压很差，皮层的离子强度很高，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。核心部分的细胞质却变得高度失水，因此具极强的耐热性。半孢晶体：在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体。应用：可以制成有利于环境保护的生物农药细菌杀虫剂。观察和判断细菌鞭毛的方法：1、电子显微镜直接观察；2、光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜；3、根
9、据培养特征判断：办固体刺穿，菌落（菌苔）形态营养要素：碳源：1，构成为生物细胞物质；2，形成代谢产物；3，提供生命活动的能源。氮源：1，构成微生物细胞含氮物质；2，形成代谢产物。无机盐：1，细胞内分子成分；2，生理调节物质；3，化能自养菌能源；4，无氧呼吸时的氢受体。生长因子:1,生物体内各种酶的辅基和辅酶；2，生长必要物质。水：1，良好溶剂和运输介质；2，参与化学反应；3，维持细胞内稳态。微生物四大营养类型及其定义：1、光能无机自养型：以CO2为唯一或主要碳源，进行光合作用获取生长所需要的能量，以无机盐作为供氢体或电子供体，使CO2还原为细胞物质。2、光能有机异养型：不能以CO2为碳源，以有
10、机物为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质，需要外源生长因子。3、化能无机自养性：生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的能量，以二氧化碳或碳酸盐作为唯一碳源进行生长时，利用无机物作为工体使二氧化碳还原为细胞物质。4、化能有机异养性：生长所需的能量均来自有机物氧化过程放出的化学能，碳源主要是有机物，电子供体也是有机物。培养基配制原则：1、根据目的，选择适宜的营养物质；2、营养协调，合适的浓度及配比；3、物理化学条件适宜PH,aw（水活度），氧化还原电位；4、经济节约；5、精心设计，试验比较；6、灭菌处理；营养物质运输方式及特点：1、单纯扩散：细胞膜再无载体的参与下，单纯依靠物理扩散方式让小
11、分子、非电离的亲水性分子被动通过的一种物质运输方式。2、促进扩散：细胞膜在载体的参与下，单纯依靠物理扩散方式让小分子、非电离的亲水性分子被动通过的一种物质运输方式。3、主动运输：在物质运输过程中需要消耗能量，可以进行逆浓度运输。（基因转位：既需要特异载体蛋白参与，有消耗能量，同时被运输的物质在运输前后发生分子结构变化的运输方式，主要用于各种糖类、核苷、碱基等的运输）4、膜泡运输：胞吞，胞饮。葡萄糖到丙酮酸的四个主要途径及其特点1、EMP途径：最常见途径；产生能量ATP,还原力NADH喝多种中间产物；是连接其他代谢途径的桥梁；与多种发酵产物生产密切相关；逆向可生成糖类物质。2、HM途径：产生大量
12、NADPH型还原力，用于生物合成中；供应生物合成原料；连接CO2固定；扩大了微生物的碳源利用范围；该途径的中间体NADPH能转化成NADH产生大量能量。3、ED途径：产生特征性化合物KDPG；有特征酶KDPG醛缩酶。4、HK&PK途径：是许多发酵的基础，特征酶是磷酸解酮酶。发酵：把好养和厌氧微生物在通气或厌气的条件下产生产品的过程。（只释放一小部分能量）。呼吸作用：微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其它还原性产物并释放能量的过程。有氧呼吸：以分子氧作为最终外援电子受体；有氧存在；底物氧化彻底；产能
13、量大。无氧呼吸：以氧化性化合物作为最终外援电子受体；产能少。同型乳酸发酵：发酵产物中仅有乳酸，没有其他有机酸的乳酸发酵。异性乳酸发酵：产物中除乳酸外，还有乙醇，乙酸和CO2等其他产物硝酸盐呼吸：在电子传递过程中以硝酸盐作为最终电子受体，并将NO3-逐步还原成N2的生物学过程。硝酸盐呼吸意义：1，降低土壤肥力；2，加速氮素循环。次生代谢：指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对于该微生物没有明显的生理功能且非其生长和繁殖所必需的物质的过程。产物：抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等。特点：1、次级代谢生理意义不如初级代谢明确，次级代谢途径某个环节发生障碍，致使不能合成某个
14、次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。2、次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。3、次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。4、次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。5、质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。6、次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。7、次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。生物固氮：将分子态的氮还原为氨的过程。六要素：1、能量ATP的供应；2、还原力及其传递载体；3、固氮酶；4、还原底物；5、镁离
15、子；6、严格厌氧环境。嗜盐菌光合作用的方式：1、无叶绿素或菌绿素参与，也不存在电子传递链，是最简单的光合磷酸化反应；2、代表生物：极端嗜盐古菌；3、嗜盐古菌获能的途径，有氧存在：氧化磷酸化途径，有光存在：光合磷酸化途径。4、含有细菌视紫红质（视黄醛），功能与叶绿素相似；5、通过视黄醛吸收光能，并在光量子的驱动下起着质子泵的作用。比较酵母菌和细菌的乙醇发酵：主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌(胃八叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED途径生成丙酮酸。丙酮酸之后的途径完全相同。霉菌菌丝的特化形式及其定义：假根：
16、1、根霉属真菌的匍匐枝与营养基质接触处分化出的根状结构，有固着和吸收养料的功能。2、 从假根向上形成孢子囊梗和孢子囊。附着胞：许多病原真菌和菌根真菌孢子萌发形成的牙管或菌丝顶端的膨大部分，可以牢固地附着在寄主体表面，其下方产生侵入钉，穿透寄主的表层细胞壁进入细胞内吸取营养。吸器：某些寄生性真菌从菌丝上分化出来的旁枝,侵入寄主的细胞内分化成指状、球状或丝状结构，用以吸收寄主细胞内的养料。子座：菌丝或菌丝与寄主组织构成的，具有一定形状的结构。呈垫状、柱状、棍棒状、头状等多种形状，主要是形成产孢结构，也能抵抗不良环境。菌核：大量菌丝聚集成的紧密组织，是一种休眠体，可抵抗不良的环境条件。其外层组织坚硬
17、，颜色较深；内层疏松，大多呈白色。如药用的茯苓、麦角都是菌核。子实体：是由真菌的营养菌丝和生殖菌丝缠结而成的具有一定形状的产孢结构。菌网和菌环：菌丝交织成套状或网状，用以捕捉线虫和微小动物，然后进一步从环上或网上生出菌丝侵入虫体吸收养料。酵母菌、霉菌的繁殖方式：酵母菌：无性繁殖：芽殖、裂殖、无性孢子。有性繁殖：子囊孢子。真菌无性孢子、有性孢子类型：无性孢子：节孢子；游动孢子；厚垣孢子；孢囊孢子；分生孢子。有性孢子：卵孢子；接合孢子；子囊孢子；担孢子。丝状真菌的生长繁殖：1、断裂增殖；2、无性孢子繁殖：节孢子、游动孢子、厚垣孢子、孢囊孢子、分生孢子；3、有性孢子繁殖：卵孢子、接合孢子、子囊孢子、
18、担孢子直接计数法：通常是利用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下直接技术一定容积里样品中的微生物的数量。优点：简便、易行，成本低，且能观察细胞大小及形态特征。缺点：样品中细胞数量不能太少，否则影响计数的准确性，且该方法不能区分活细胞和死细胞。间接计数法又称活菌计数法：一般是将适当稀释的样品涂布在琼脂培养基表面，培养后活细胞能形成清晰的 菌落，通过技术就可知道样品中的活菌数。平板涂布和倾斜平板均可用于活菌计数。优点：简单灵敏，广泛用于食品、水体及土壤样品中活菌的计数。缺点：可能因操作不熟练使得细胞未均匀分散或由于培养基不合适不能满足所有微生物的需求而导致结果偏低，或使用倾倒平板技术时因培养基温度过
19、高损伤细胞等原因造成结果不稳定等。常用的高温灭菌方法有哪些？1、干热灭菌法（火焰灼烧法、烘箱热空气灭菌法）2、湿热灭菌法（巴氏消毒法、煮沸消毒法、间歇灭菌法、高压蒸汽灭菌）分批培养：在三角瓶或者发酵罐中，放入一定量的培养基，接种微生物细胞，至于何时的条件下进行培养。整个培养过程中，既没有新鲜培养基加入，也没有内部培养物的移出，最后一次收获细胞或者代谢产物的培养过程。同步培养：是群体中的细胞处于比较一致的同样的生长发育阶段上，是大多数细胞达到同时进行生长或分裂的培养方式。连续培养：采用不断补充营养物质和以同样速率移出培养物的措施，达到一种动态平衡，是微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去
20、。消毒：杀死或灭活病原微生物。灭菌：杀死包括芽孢在内的所有微生物。病毒：病毒是一种比较原始的、有生命特征的、能自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。病毒的特点：1、形态微小，必须借助电子显微镜观察；2、没有细胞结构，主要成分为核酸蛋白质；3、只含一种核算；4、繁殖方式特殊:在特定的寄生细胞内以复制的方式繁殖；5、不含与能量代谢有关的酶，无核酸和蛋白质合成酶系；6、有侵染能力，离体条件下已无生命的大分子存在，但可长期保持侵染力；7、对抗生素不敏感，但对干扰素敏感。病毒效价：单位体积待测样品中所含病毒的感染单位数目。（1Uml）病毒的繁殖方式：复制。病毒繁殖一般过程：吸附侵入脱壳大分子合成装配释放
21、。病毒一步生长曲线：以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。一步生长曲线各个时期：潜伏期、裂解期、平稳期溶源菌特征：如何检测溶源菌：1、将少量溶源菌与大量敏感指示菌（易受溶源菌释放出的噬菌体感染发生裂解性循环者）相混合；2、然后倒入营养琼脂平板，溶源菌长成菌落；3、当溶源菌中极少数的细胞发生自发裂解释放出病毒粒子时，这些病毒粒子会感染溶源菌落周围的敏感指示菌，并反复侵染形成噬菌斑；4、最后形成中央是溶源菌菌落，四周为透明裂解圈的特殊菌落。毒粒：病毒在细胞外的形态成熟的、具有感染性的颗粒.毒粒的化学成分：核酸、蛋白质、脂质、糖及其他。自外裂解：如果大量噬菌体
22、短时间内吸附于同一细胞上，使细胞壁产生许多小孔，也可引起细胞立即裂解（但未进行噬菌体的增殖），这种现象称为自外裂解。毒性噬菌体：噬菌体的繁殖一般可分五个阶段，即吸附侵入复制成熟(装配) 裂解(释放)。凡在短时间内能连续完成这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性(毒性) 噬菌体(virulent phage) 。温和噬菌体：凡吸附并侵入细胞后，噬菌体的DNA只整合在宿主的核染色体组上并可长期随宿主DNA的复制而进行同步复制，因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体，烈性噬菌体：凡在短时间内能连续完成这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体溶源转变：原噬菌体引起的溶源性细菌除免疫性以外的其他的
23、表型改变。原噬菌体：整合于细菌染色体上或以质粒形成独立存在于宿主细胞中的温和噬菌体基因组称做原噬菌体。溶源转变：原噬菌体引起的溶源性细菌除免疫性外的其他的表形改变，包括溶源菌细胞表面性质的改变和致病性转变被称为溶源转变。核型多角体病毒(NPV) ：在昆虫细胞核内增殖的、具有蛋白质包涵体的杆状病毒，它的数量在昆虫病毒中占首位。质型多角体病毒(CPV) ：在昆虫细胞质内增殖的、具有蛋白质包涵体的一种球状病毒。卫星RNA：是一类基因组缺损、需要依赖辅助病毒基因才能复制和表达，完成其增殖的亚病毒。证明核酸是微生物遗传物质的三个经典实验：肺炎双球菌转化实验；噬菌体感染实验；植物病毒重组实验；营养缺陷性：
24、一种缺乏合成其生存所必需的营养物的突变型，只有从周围环境或培养基中获取这些营养才能生长；用选择培养基筛选（负选择标记）抗药性突变型：菌株对某种或某几种药物产生抗性；用选择培养基分离（正选择标记）条件致死突变型：在某一条件下有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型；负选择标记形态突变型：造成形态改变的突变型；非选择性突变，可从形态特征上进行区分。Ames试验：利用细菌的突变来检验环境中存在的致癌物质，具有快速和灵敏的特点。细菌基因重组的三种经典方式：接合：通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程；方法是由供体（F+、Hfr、F）接触受体(F-)转导:一个细胞的DNA通过病毒
25、载体的感染转移到另一个细胞中，实现遗传物质的转移和重组，使受体获得新的形状。方法：普遍转导（通过完全缺损噬菌体对供体菌任何DNA小片段的“误包”，而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象）；特异转导（指通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中并获得表达的转导现象。）转化：同源或异源的游离DNA分子被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的基因转移过程。古生菌和真细菌的主要区别：1、形态上，有的差别极大，有的古菌细胞呈扁平直角几何形状，而在细胞中从未见过。2、中间代谢上，古菌有独特的辅酶，如产甲烷菌含有F420、F430、COM及B因子。3、许多古菌有内含子，细菌无内含子。4、细
26、胞膜结构和成分上，古菌细胞膜含二醚而不是酯，甘油以醚键连接长链碳氢化合物异戊二烯，而细菌细胞以酯键同脂肪酸相连。5、基因调节机制上，细菌与古菌调节机制不同。6、生境上，许多古菌喜高温，而大多数细菌不是好热型的。7、呼吸类型上，多数古菌是严格厌氧的。8、在分子可塑性上，古菌比细菌有较多的变化。9、在进化速率上，古菌比细菌缓慢，保留了较原始的特性。放线菌菌丝特征：基质菌丝：紧贴固体培养基表面,并向培养基里面生长的菌丝,也称营养菌丝。产生多种颜色色素，或不产色素。色素脂溶性或水溶性。气生菌丝：自培养基表面向空气中生长的菌丝。有波曲、螺旋、轮生等形态。孢子丝：气生菌丝发育到一定阶段, 可分化出形成孢子
27、的菌丝。孢子呈多种形态和多种颜色。菌落特征：1、菌落质地硬而且致密，菌落小而不广泛扩散，常有特征性颜色；2、菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱状；3、接种针不易挑起或挑起后不易破碎。繁殖方式：菌丝断裂、分生孢子或孢囊孢子酵母菌、霉菌的菌落形态特征：酵母菌：颇似细菌的菌落，但不及细菌菌落湿润，黏稠多为乳白色，一般圆形，表面光滑。霉菌：与放线菌比较，表面呈绒毛状或棉絮状，如呈粉末状者则不及放线菌细腻致密。与细菌比较，则差异显著。安斯沃思的分类系统，真菌界分为哪几个门：壶菌门：菌丝无隔，产生游动孢子，有性阶段产生卵孢子。接合菌门：菌丝无隔，无能动细胞，有性阶段产生接合孢子。子囊菌门：菌丝有隔，无能
28、动细胞，有性阶段产生子囊孢子。担子菌门：菌丝有隔，无能动细胞，有性阶段产生担孢子。半知菌门：菌丝有隔，无能动细胞，未发现有性阶段。微生物农药：是把经研究、筛选出来的控制病虫害能力强、效率高、对人畜无害的优良菌种所做成的制剂。细菌性杀虫剂种类：1、苏云金杆芽孢菌应用最为广泛，占到全部生物农药的90，用于防治小菜蛾，菜青虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、茶毛虫、棉铃虫等多种鳞翅目害虫。2、多粘类芽孢杆菌用于防治番茄、烟草、辣椒青枯病。3、放射土壤杆菌用于防治桃树根癌病。4、枯草芽孢杆菌用于防治黄瓜白粉病、草莓白粉病和灰霉病等，还可用于水稻调节生长、增产。5、蜡质芽孢杆菌用于油菜抗病、壮苗、增产，还用于防治水
29、稻纹枯病、稻瘟病、小麦纹枯病等。6、荧光假单胞杆菌用于防治番茄青枯病、烟草青枯病。真菌性杀虫剂种类：1、绿僵茵用于防治一些鳞翅目害虫。2、白僵茵用于防治白粉虱、烟粉虱、金龟子等多种害虫。3、耳霉菌用于防治小麦蚜虫。4、木霉菌用于防治黄瓜灰霉病和霜霉病、大白菜霜霉病和小麦纹枯病等。5、淡紫拟青霉菌用于防治番茄线虫病。微生物肥料：是将某些有益微生物经大量人工培养制成的生物肥料。苏云金芽孢杆菌的杀虫机理：苏云金芽孢杆菌的杀虫机理主要靠其芽孢和毒素。苏云金芽孢杆菌在菌体的一端形成芽孢，另一端形成近菱形的蛋白晶体，即伴孢晶体。当昆虫吞食伴孢晶体后，在肠道的碱性条件下，伴孢晶体被分解，产生毒素的前体，再在
30、肠中特异性的碱性蛋白酶作用下水解成内毒素，在细胞膜上产生病灶,造成钠离子和钾离子的调节泵失去作用，细胞代谢停止，昆虫死亡。 微生物与人类的关系：微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中；微生物在人们的日常生活、工农业生产和医药、环保等方面有重要的应用；微生物也有可能引起毁灭性的灾害。人类很多食品都和微生物有关，如馒头、面包、酸奶、米酒、酸（泡）菜、啤酒、白酒等；还有很多药物，如抗生素是微生物代谢的产物，可帮助人们杀菌消炎；微生物还可以结合基因工程和发酵工程， 快速生产人类需要的产物。也有很多微生物是致病菌，比如痢疾杆菌可以导致痢疾 ，结核杆菌是肺结核的罪魁祸首，一些新发疾病给人类带来
31、威胁；食品的腐败也是微生物大量繁殖的结果。所以，微生物既是人类的敌人,更是人类的朋友。 为什么微生物学比动、植物学起步晚，但却发展非常迅速？答：由于微生物具有其他生物不具备的生物学特性：个体小、结构简单、生长周期短，易大量培养，容易变异，重复性强，容易操作等。动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢。微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代科学、社会和经济发展的需求。简述微生物学在生命科学发展中的地位答：微生物学在整个生命科学带领下飞速发展的同时，也为生命科学的发展做出了巨大的贡献。例如：生命科学许多重大理论问题的突破，微生物学起了重要甚至关键的作用，特别是对分子遗传学和分子生物学
32、的影响最大，如长期争论而不能得到解决的“遗传物质的基础是什么？”的重大理论问题，只有在以微生物为材料进行研究所获得的结果才无可辩驳地证实；所谓“跳跃基因”（可转座因子）的发现，虽然首先来源于对玉米的研究，但最终得到证实是由于对大肠杆菌的研究；基因结构的精细分析、重叠基因的发现，最先完成的基因组测序等都与微生物学发展密不可分；通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出的操纵子学说，证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。由于微生物学的分离、培养、消毒灭菌及无菌操作等技术的渗透和应用的拓宽及发展，动、植物细胞也可以像微生物一样在平板或三角瓶中培养，可以进行分离、培养，也可以像微生物工业
33、那样，在发酵罐中生产所需产品。今天的转基因动物、转基因植物的转化技术也源于微生物转化的理论和技术。微生物学的许多重大发现，包括质粒载体，限制性内切酶、连接酶、反转录酶等，才导致了DNA重组技术和遗传工程的出现，使整个生命科学翻开了新的一页，使人类定向改变生物、根治疾病、美化环境的的梦想将成为现实。试述21世纪微生物学的研究发展前景答：21世纪微生物基因组学将在继续作为人类基因组计划的主要模式生物，在后基因组研究（认识基因与基因组功能）中发挥不可取代的作用外，会进一步扩大到其他微生物，特别是与健康、人口、环境、资源和工农业有关的重要微生物。并且为从本质上认识微生物自身、利用和改造微生物将产生质的
34、飞跃，也将带动分子微生物学等基础研究学科的发展。微生物具备生命现象的特性、共性、广泛的应用性，将是21世纪进一步解决生物学重大理论问题，如生命起源与进化，物质运动的基本规律等，以及实际应用问题，如新的微生物资源的开发利用，能源、粮食等的最理想的材料。微生物学将进一步向地质、海洋、太空渗透，使更多的边缘学科得到发展，如：微生物地球化学、海洋微生物学、大气微生物学、太空（或宇宙）微生物学以及极端环境微生物学等。微生物与能源、信息、材料、计算机的结合也将开辟新的研究和应用领域。微生物学的研究技术和方法也将会在吸收其他学科的先进技术的基础上，向更加准确、敏感、快速、简便和自动化高速发展。此外，微生物产
35、业将生产各种各样的新产品，例如，降解性塑料、DNA芯片、生物能源等，在21世纪将出现一批崭新的微生物工业，为全世界的经济和社会发展做出更大贡献。一般说来，严格的无菌操作是一切微生物学工作的基本要求，但在分离与培养极端嗜盐菌时，常在没有点酒精灯的普通实验台上倾倒培养平板、在日常环境中直接打开皿盖观察和挑取菌落，而其研究结果并没有因此受到影响，你知道这是为什么吗？答：培养极端嗜盐菌的培养平板需要添加很高浓度的氯化钠（25%），实验室环境中的一般微生物都不能在这种选择培养基上生长，因此在实验过程中，即使不采取无菌操作技术，实验结果仍不会受到影响。对细菌的细胞形态进行观察和描述时应注意哪些方面?你是否
36、能很快地在显微镜下区分同为单细胞的细菌、酵母菌和原生动物? 答：(1)首先应使用稀释涂布等方法对待检菌株的纯度、群落形态、生理特性等进行检查、确认。(2)选用正常的新鲜培养基和新鲜培养物进行培养和观察，避免培养过程中一些物理、化学条件的改变或培养时间过长等因素对细胞形态的影响。(3)报告细胞大小时应选用多个细胞检测的平均数，并记录所用的实验方法，包括培养条件、培养时间、样品制备方法和染色方法等。(4)可从大小和形态上对细菌、酵母菌和原生动物进行区分。酵母菌、原生动物个体较大，一般可用低倍镜观察，酵母菌细胞一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形，不具运动性，原生动物细胞形态多变，能够运动。相比较而言
37、，细菌细胞一般较小，需用高倍镜或油镜才能看清。答：（1）根据选择分离的原理设计不含氮的培养基，在这种培养基上生长的细菌，其氮素应来自固氮作用。（2）将环境样品（例如土样）稀释涂布到选择平板上，放置于厌氧罐中。对厌氧罐采用物理、化学方法除去氧气，保留氮气。培养后在平板上生长出来的细菌应是厌氧固氮菌或兼性厌氧固氮菌。（3）挑取一定数量的菌落，对应点种到两块缺氮的选择平板上，分别放置于厌氧罐内、外保温培养。在厌氧罐内外均能生长的为兼性厌氧固氮菌，而在厌氧罐外的平板上不能生长，在厌氧罐内的平板上生长的即为可能的厌氧固氮菌。能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么?答：不能。微生物对微量元素需要量极
38、低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子?维生素、氨基酸或嘌呤(嘧啶)通常作为酶的辅基或辅酶，以及用于合成蛋白质、核酸，是微生物生长所必需且需要量很小，而微生物(如营养缺陷型菌株)自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。而葡萄糖通常作为碳源和能源物质被微生物利用，需要量较大，而且其他一些糖类等碳源物质也可以代替葡萄糖满足微生物生长所需。 以紫色非硫细菌为例，解
39、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。紫色非硫细菌在没有有机物时可同化C02进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物氧化产生的化学能进行化能营养生活。某些微生物对生长因子的需求具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析” (microbiological assay)对样品中维生素或氨基酸进行定量。试设计实验利用某微生物对某一样品维生素B12的含量进行分析。(1)将缺乏维生素B12但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别定量接入用于测定的微生物；(2)在这些试管中分别补加不同量的维
40、生素B12标准样品及待测样品，在适宜条件下培养；(3)以微生物生长量如测定0D值对标准样品的量作图，获得标准曲线； (4)测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中维生素B12的含量。以伊红美蓝(EMB)培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。 EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌菌落带金属光泽的深紫色，而与其他不能发酵乳糖产酸的微生物区分开。 以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸一糖磷酸转移酶系统(PTs)为例解释基团转位 大肠杆菌PTs由5种蛋白质(酶I、酶a、酶b、酶c及热稳定蛋白质Hn)组成，酶
41、a、酶b、酶c 3个亚基构成酶。酶I和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶a也是细胞质蛋白，亲水性酶b与位于细胞膜上的疏水性酶c相结合。酶将一个葡萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)上的磷酸基团逐步通过酶I和HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTs进入细胞后加上了一个磷酸基团。 如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计实验?(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，一种仅以苯作为惟一碳源(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A平板；(4)将平板置
42、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C02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。 某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外
43、蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么?不能。因为，(1)不同微生物的营养需求、最适生长温度等生长条件有差别，在同一平板上相同条件下的生长及生理状况不同；(2)不同微生物所产蛋白酶的性质(如最适催化反应温度、pH、对底物酪素的降解能力等)不同；(3)该学生所采用的是一种定性及初步定量的方法，应进一步针对获得的几株菌分别进行培养基及培养条件优化，并在分析这些菌株所产蛋白酶性质的基础上利用摇瓶发酵实验确定蛋白酶高产菌株。 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?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
44、然界中生长的微生物所处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。比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。 主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌(胃八叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED途径生成丙酮酸。丙酮酸之后的途径完全相同。试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生1、底物水平磷酸化，往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的1，3一二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可直接偶
45、联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。2、氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。 3、光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。当一个叶绿素(或细菌叶绿素)分子吸收光量子时，叶绿素(或细菌叶绿素)即被激活，导致叶绿素(或细菌叶绿素)分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP的合成。主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷
46、酸化作用。什么是无氧呼吸?比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。无氧呼吸：是微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给氧化型化合物，作为其最终电子受体，从而生成还原型产物并释放出能量的过程。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fes(铁硫蛋白)一CoQ(辅酶Q)一cytbCytcCytacyta。无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO3-、N02-、SO42-、S2O3-、CO2等，或延胡索酸等外源受体，氧化还原电位差都小于氧气，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。试述单个细菌细胞
47、的生长与细菌群体生长的区别 单个细菌细胞的生长，是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大的过程；细菌群体生长，是细胞数量或细胞物质量的增加。细菌的生长与繁殖两个过程很难绝对分开，接种时往往是接种成千上万的群体数量，因此，微生物的生长一般是指群体生长。 分批培养微生物的群体生长经历那几个时期，各时期特点及如何利用微生物的生长规律来指导生产：1、迟缓期：培养早期，生长速度接近于零。细胞形态变大或增长；细胞内RNA含量增加，合成代谢活跃易产生诱导酶；对外界不良条件反应敏感。2、指数期：细胞个体形态、化学组成和生理特征等均等一致，代谢旺盛、生长迅速、代谢稳定。3、稳定期：活细胞数最多并维持稳定。4、
48、衰亡期：细胞代谢活性降低，细胞衰老并出现自容，产生或释放出一些产物；细胞呈多样性态，有时产生畸形，大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应。用来测定细菌生长量的直接计数法和间接计数法一般采用什么具体的方法?并从实际应用、优点、使用的局限性3个方面加以具体分析。 1、直接计数法通常是利用细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下直接计算一定容积里样品中的微生物的数量。该方法简便、易行，成本低，且能观察细胞大小及形态特征。该法的缺点是：样品中的细胞数不能太少，否则会影响计数的准确性，而且该法不能区别活细胞和死细胞。2、间接计数法又称活菌计数法，一般是将适当稀释的样品涂布在琼脂培养基表面，培养后活细胞能形成清晰的菌落，通过计算菌落数就可以知道样品中的活菌数。平板涂布和倾倒平板均可用于活菌计数。平板计数简单灵敏，广泛应用于食品、水体及土壤样品中活菌的计数。该法的缺点有：可能因为操作不熟练使得细胞未均匀分散或者由于培养基不合适不能满足所有微生物的需要而导致结果偏低，或使用倾倒平板技术时因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结果不稳定等。 封闭系统中微生