第一章 原核生物的形态、构造和功能
1．试设计一张表格，比较以下6个大类原核生物的主要特性。
特征 细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体 衣原体 直径（um） 0.2-0.5 0.5-1 3-10 0.2-0.25 0.2-0.5 0.2-0.3 可见性 光学显微镜 光学显微镜 光学显微镜 光镜勉强可见 光学显微镜 光镜勉强可见 过滤性 革兰氏染色 不能 阳性或阴性 不能 阳性 不能 阴性 能 阴性 不能 阴性 能 阴性 细胞壁 有坚韧的细胞壁 有坚韧的细胞壁 有坚韧的细胞壁 缺壁 有坚韧的细胞壁 有坚韧的细胞壁 繁殖方式 二均分裂 无性孢子和菌体断裂 二均分裂 二均分裂 二均分裂 二均分裂 培养方法 核酸种类 核糖体 大分子合成 产生ATP系统 增殖过程中结构的完整性 入侵方式 对抗生素 对干扰素 人工培养 DNA和RNA 有 有 有 保持 人工培养 DNA和RNA 有 有 有 保持 人工培养 DNA和RNA 有 有 有 保持 人工培养 DNA和RNA 有 有 有 保持 宿主细胞 DNA和RNA 有 进行 有 保持 宿主细胞 DNA和RNA 有 进行 无 保持 多样 敏感 直接 敏感（青霉素除外） 不敏感 昆虫媒介 敏感 有的敏感 不清楚 敏感 有的敏感 某些菌敏感 2．典型细菌的大小和重量是多少？试设想几种形象化的比喻加以说明。
答： 一个典型的细菌可用E.coli作代表，它的细胞平均长度约为2um，宽度约0.5um，形象地说，若把1500个细菌的长径相连，仅等于一颗芝麻的长度，如果把120个细胞横向紧挨在一起，其总宽度才抵得上一根人发的粗细。它的重量更是微乎其微，若以每个细胞湿重约10-2g计，则大约109个E.coli细胞才达1mg重。
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3．试图示G+和G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同。
答:G+细菌与G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表 成分 肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质 占细胞壁干重的% G+细菌 含量很高（50～90） 含量较高（﹤50） 一般无（﹤2） 无 G-细菌 含量很低（～10） 无 含量较高（～20） 含量较高 4．试图示肽聚糖的模式构造，并指出G+和G-细菌肽聚糖结构的差别。 答：图示如下：
G-细菌与G+细菌的肽聚糖的差别仅在于：1）四肽尾的底3个氨基酸不是L-lys，而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才有的内消二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；2）没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的连接仅通过甲四肽尾的第4个氨基酸——D-Ala的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸——m-DAP的氨基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。
5．什么是缺壁细菌？试列表比较4类缺壁细菌的形成、特点和实际应用。
答：在自然界长期进化中和实验室菌种的自发突变中都会产生少数缺细胞壁的种类，或是用人为的方法通过抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获得人工缺壁的细菌统称为缺壁细菌。比较如下：
类型 L型细菌 形成 实际应用 1．没有完整而坚韧的细胞壁，可能细胞呈多形态 与针对细胞壁的抗2．有些能通过细菌滤器，故又菌治疗有称“滤过型细菌” 关 特点 在某些环境条件下（实验室或宿主体内）（L-form of 通过自发突变而形成的bacteria） 遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型 3．对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右） 原生质体 在人为条件下，用1．对环境条件变化敏感，低渗 溶菌酶处理或在含青霉透压、振荡、离心甚至通气等都易引（protoplast） 素的培养基中培养而抑起其破裂 制新生细胞壁合成而形2．有的原生质体具有鞭毛，但成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透不能运动，也不被相应噬菌体所感压变化敏感的细胞，一染，在适宜条件（如高渗培养基）可般由革兰氏阳性细菌形生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及
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成。 球状体 又称原生质球，是对革兰氏阴性细菌处理(sphaeroplast后而获得的残留部分细) 胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长 支原体 在长期进化过程中形成的、适应自然生活(mycoplasma) 条件的无细胞壁的原核生物 恢复成有细胞壁的正常结构 3．比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料 细胞膜中含有一般原核生物所 没有的甾醇， 所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度 6．试述染色法的机制并说明此法的重要性。
答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之，G-细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此细胞退成无色。这时，在经沙黄等红色染料复染，就使G-细菌呈红色，而G+细菌则仍保留最初的紫色。
此法证明了G+和G-主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反应不同，是一种积极重要的鉴别染色法，不仅可以用与鉴别真细菌，也可鉴别古生菌。
7．何为“拴菌试验”？它何以能说明鞭毛的运动机制？
答： “拴菌”试验(tethered-cell experiment)是1974年，美国学者西佛（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）曾设计的一个实验，做法是：设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴”在载玻片上，然后在光学显微镜下观察细胞的行为。
因实验结果发现，该菌是在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），故肯定了“旋转论”是正确的。 8．渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？
答：渗透调节皮层膨胀学说认为：芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差 ，皮层的离子强度很高，从而使皮层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。而核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。关键是芽孢有生命的部位即核心部位的含水量很稀少，为10%～25%，因而特别有利于抗热。
9．什么上菌落？试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。
答：菌落即单个（或聚集在一起的一团）微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、 有一定形态结构的子细胞生长群体。
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因不同形态、生理类型的细菌，在其菌落形态、构造等特征上也有许多明显的反映，故细菌的细胞形态与菌落形态间存在明显的相关性现象，如，无鞭毛、不能运动的细菌尤其是球菌通常都形成较小、较厚、边缘圆整的半球状菌落；长有鞭毛、运动能力强的细菌一般形成而平坦、边缘多缺刻、不规则的菌落；有糖被的细菌，会长出大型、透明、蛋清状的菌落；有芽孢的细菌往往长出外观粗糙、“干燥”、不透明且表面多褶的菌落等等。
10．名词解释：磷壁酸、LPS、假肽聚糖、PHB、伴孢晶体、基内菌丝、孢囊链霉菌、横割分裂、异形胞、原体与始体、类支原体、羧酶体、孢囊、磁小体。(名词解释)
第二章真核微生物的形态，构造和功能
1 试解释菌物，真菌，酵母菌，霉菌和蕈菌。（名词解释） 2 试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。
答：中心有一对包在中央鞘中的相互平行的中央微管，其外被9个微管二联体围绕一圈，整个微管由细胞质膜包裹。每条微管二联体由A，B两条中空的亚纤维组成，其中A亚纤维是一完全微管，而B亚纤维则有10个亚基围成。
3 试简介真菌所特有的几种细胞器——膜边体、几丁质酶体和氢化酶体。
答：膜边体又称须边体或质膜外泡，为许多真菌所特有。它是一种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间，由单层膜包裹的细胞器。膜边体可由高尔基体或内质网特定部位形成，各个膜边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合，功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。
几丁质酶体又壳体，一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶，其功能是把其中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维，从而保证菌丝不断向前延伸。
氢化酶体一种由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶，氧化还远酶，铁氧化蛋白和丙酮酸。通常存在于鞭毛基体附近，为其运动提供能量。氢化酶体只存在于厌氧性的原生动物和近年来才发现的厌氧性真菌中，它们只存在于反刍动物的瘤胃中。
4 什么是单细胞蛋白？为什么酵母菌是一种优良的单细胞蛋白？
答：单细胞蛋白又叫微生物蛋白、菌体蛋白。按生产原料不同，可以分为石油蛋白、甲醇蛋白、甲烷蛋白等；按产生菌的种类不同，又可以分为细菌蛋白、真菌蛋白等
因为酵母菌的维生素、蛋白质含量高，个体一般以单细胞状态存在，能发酵糖产生能量常生活在含糖较高，酸度较大的水生环境中。
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5 试图示Sacharomyces cerevisiae 的生活史，并说明其各阶段的特点。
答：特点：一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖；营养体既能以单倍体形式存在，也能以二倍体形式存在；在特定的条件下进行有性生殖。
6 试简介菌丝，菌丝体，菌丝球，真酵母，假酵母，芽痕，蒂痕，真菌丝，假菌丝等名词 答：单条管状细丝，为大多数真菌的结构单位。很多菌丝聚集在一起组成真菌的营养体，即菌丝体。酵母菌中尚未发现其有性阶段的被称为假酵母，有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。
7 霉菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点？它们分别可分化出哪些特化构造。 答：当其孢子落在固体培养基表面并发芽后，就不断伸长，分枝并以放射状
向内层扩展，形成大量色浅，较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的基内菌丝又称营养菌丝。同时在其上又不断向空间方向分化出颜色较深，直径较粗的分枝菌丝，叫气生菌丝。气生菌丝分化成孢子丝。
8 试以Neurospora crassa为例，说明菌丝尖端细胞的分化过程及其成分变化。 9试列表比较各种真菌孢子的特点。 孢子名称 量 孢囊孢子 分生孢子 多 芽孢子 多 数生 多 极较内 外 外 外或内其他特点 水生型有鞭毛 少数为多细胞 在酵母细胞上出芽形成 长在各种子囊内 长在特有的担子上 实例 根霉，毛霉 曲霉，青霉 假丝酵母 脉孢菌，红曲 蘑菇，香菇 外形 近圆形 极多样 近圆形 子囊一孢子 般8 但孢子 一般4 内 多样 外 近圆形 10 细菌，放线菌，酵母菌和霉菌四类微生物的菌落有何不同？为什么？
答：酵母菌菌落一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，易被挑起，多为乳白色，少数呈红色。霉菌菌落由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比细菌菌落大
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《微生物学教程》周德庆课后答案
