的菌丝。
菌丝片段 包囊孢子 分生孢子 繁殖方式 无性孢子 厚坦孢子 节孢子 孢子
卵孢子 有性孢子 接合孢子 子囊孢子 担孢子
第六章 复习思考题(微生物生长及其控制)
1.微生物的生长与繁殖间的关系如何?研究它们的生长繁殖有何理论与实践意义?
答:生长,繁殖和死亡是微生物最本质的属性之一,其中的规律对科学研究和指导生产实践具有重要的意义。生长是一个逐步发生的量变过程,繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。高等生物里这两个过程可以明显分开,但在低等特别是在单细胞的生物里,这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。单个微生物细胞 →合适的外界条件,吸收营养物质,进行代谢→同化作用的速度超过了异化作用→个体的生长原生质的总量(重量,体积,大小)就不断地增加→如果各细胞组分是按恰当的比例增长时,则达到一定程度后就会发生繁殖,引起个体数的增加→群体内各个个体的进一步生长→群体的生长。
微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下生理,代谢等状态的综合反映,因此,有关生长繁殖的数据就可作为研究多种生理,生化和遗传等问题的重要指标;同时,微生物的生产实践上的各种应用或是人类对致病,霉腐等有害的微生物的防治,也都与它们的生长繁殖或抑制密切相关。这是研究微生物生长繁殖规律的重要指标。
2.平板菌落计数法有何优点?试对浇注平板法和涂布平板法作一比较? 答:平板菌落计数法的优点: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。缺点: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有微生物的需要而导致结果偏低,或使用倾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。
浇注平板法:为最常用的分离培养细菌的方法,通过平板划线后,可使细胞分散生长,形成单个菌落,有利于含有多种细菌的标本中分离出目的菌。其目的都要使细菌呈现单个菌落生长,便于同杂菌鉴别。
涂布平板法:由于将含菌料现加到还较烫培养基中再倒平板易造成某些热敏感菌的死亡,而且采用稀释平台法也会使一些严格好氧菌因被固定在琼脂中间缺乏氧气而影响其生长,因此在微生物学研究中更常用的纯种分离方法是涂布平板法。
3.在微生物的培养过程中,培养基的PH变化有何规律?如何合理调整以利微生物更好地生长和产生大量代谢产物?
答:微生物的生命活动过程中会有自动地改变外界环境的PH,其中发生PH改变有变酸和变碱两种过程,在一般微生物的培养中往往以变酸占优势,因此,随着培养时间延长,培养基的PH会逐渐下降。PH的变化还与培养基的组分尤其是碳氮比有很大关系,碳氮比高的培养基经培养后PH明显下降;相反,碳氮比低的培养基经培养后,其PH常会明显上升。
在微生物培养过程中的变化往往对该微生物本身及发酵生产均不利的影响,因此,如何及时调整PH就成了微生物培养和发酵生产中的一项重要措施。通过总结实践中的经验,这里把人工调节PH的措施分成“治标”和“治本”两大类,前者指根据表面现象而进行直接,及时,快捷但不持久的表面化调节,后者则是指根据内在机制而采用的间接,缓效但可发挥持久作用的调节。这两类措施表解如下:
过酸时:加NaOH,Na2CO3等碱液中和 “治标” 过碱时:加H2SO4,HCl等酸液中和
PH调节
过酸时:加适当氮源:加尿素,NaNO3,NH4OH或蛋白质 “治本” 等提高通气量 过碱时:加适当碳源:加糖,乳酸醋酸,柠檬酸或油脂 等降低通气量。
4.抗生素对微生物的作用机制可分几类?试各举一例。 答: 名称 抑制细胞壁合成 引起细胞壁降解 干扰细胞壁 抑制蛋白质合成 抑制DNA合成 抑制DNA复制 抑制DNA转录 抑制RNA合成 类型 青霉素 溶葡萄球菌素 多粘菌素 红霉素 灰黄霉素 丝裂霉素 放线菌素D 利福霉素 作用机制 抑制肽尾与肽桥间的转化作用 水解肽尾和分解胞壁酸-葡萄球菌 使细胞膜上的蛋白质释放 与50S核糖体结合 不清楚 使DNA的互补链相结合 与DNA中的鸟嘌呤结合 与RNA聚合酶结合
5.抗药性是如何产生的?其作用类型有几种?试各举一例。
答:抗药性是通过遗传途径产生,例如基因突变,遗传重组或质粒转移等。 产生原因:①产生一种能使药物失去活性的酶;例如:抗青霉素的菌株可产生β-内酰胺
酶,从而使这两类抗生素的核心结构中的内酰胺酶链断裂而丧失活性。②把药物作用的靶位加以修饰和改变;抗链霉素的菌株可因而通过突变使30S核糖体亚单位的蛋白质组分改变,从而使链霉素不再与这种变更的30S亚单位结合。③形成“救护途径”既通过被药物阻断的代谢途径发生变异,而变为仍能合成原来产物的新途径。④使药物不能透过细胞膜。⑤通过主动外排系统吧进入细胞内的药物泵出细胞外。
第七章 复习思考题(微生物的遗传变异和育种)【P237】
1.试述用Ames法检测微量致癌,致突变,致畸变物质的理论依据,方法要点和优缺点。
答:Ames实验是一种利用细菌营养缺陷型的恢复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的简便有效方法。理论依据:由于一切生物的遗传物质都是核酸,尤其是DNA,因此凡是能改变核酸结构的生物学功能,某些化学物质会引起核酸结构损伤,并对生物具有致突变,致癌变,致畸变的作用。根据生物化学统一性原理,人们可以选用最简单的低等生物作为模型去了解发生在复杂的高等生物体内的突变事件的原因。鼠伤寒沙门氏的组氨酸营养缺陷型菌株在基本培养基的平板上不能生长,如发生恢复突变成原养型后能生长。方法大致是在含持测可凝“三致”物的试样中,加入鼠肝匀浆液,经一段时间保温后,吸入滤纸片中,然后将滤纸片放置于平板中央,经过培养后出现三种情况:①在平板上无大量菌落产生,说明试样中不含诱变剂。②在纸上周围有一抑制,其外周围出现大量菌落说明试样中有某种高浓度诱变剂存在。③在纸上周围有大量菌落,说明试样中有浓度适当的诱变剂存在。优点:快速,准确,费用省等。
2.试用表解概括一下筛选营养缺陷型菌株的主要步骤和方法。 答: 步骤 第一步 诱变剂处理 过程 一般诱变剂处相同 在诱变后的存活个体中,营养缺陷型的比例一般较低,通常只有百分之几至千分之几,从而达到“浓缩”极少数营养缺陷型的目的 要用连个培养皿才能检测出的,有逐个检出法和影印接种法,可根据实验要求和实验室具体条件加以选用。 生长谱法是指在混有供试菌的基本培养基平板表面点加微量营养物视某营养物的周围有否长菌来确定,该供试菌的营养要求的一种快速,直观的方法。 方法 ①紫外线等物理方法 ②化学诱变剂法 第二步 淘汰野生型 ①抗生素法 ②菌丝过滤法 第三步 检出缺陷型 ①夹层培养法 ②限量补充培养法 ③逐个检出法 ④影印平板法 第四步 鉴定缺陷型 生长谱法
3.试简述转化的基本过程?
答:转化的基本过程:①供体菌dsDNA片段与感受态体菌细胞表面的膜连DNA结合蛋白相结合,其中一条链被核酸酶切开和水解,;另一条进入细胞。②来自供体菌的ssDNA片段被细胞内的感受态特异的ssDNA结合蛋白相结合,并使ssDNA结合蛋白相结合,并且使ssDNA进入细胞,随即在RecA蛋白的介导下与受体菌核染色体上的同源区段配对,重组,形成一小段杂合DNA区段。③受体菌染色体组进行复制,于是杂合区也跟着得到复制。④细胞分裂后,形成一个转化子和一个仍保持受体菌原来基因型的子代。
4.试比较E.coil的FFFˊ和Hfr4菌株的特点。并图示它们间的相互联系。 答:F+ 菌株:既“雄性”菌株,指细胞内存在几个F质粒,并在细胞表面着生一至几条性菌毛的菌株。F-菌株:既“雄性”菌株,指与F+菌株相应的,细胞中无F质粒,细胞表面也无性菌毛的菌株,不含因子。Hfr4菌株:在Hfr菌株细胞中,因F质粒已从游离态转变成在核染色体组特定位点上的整合态。Hfr菌株的染色
+-
体向F-菌株的转移过程与上述的F质粒的F+ 转移至F-基本相同。 F 与F接合 F
-+
+
分离或消除 与 与 分 核 Fˊ 离 染 脱 接 消 色 离
合 除 体 整 合 Fˊ因子与染色体组整合
Fˊ 不正常脱离 Hfr
①Hfr与Fˊ细胞配对②通过性菌毛使两个细胞直接接触,并形成接合管,Hfr的染色体在起始子(i)部开始复制,F质粒插入的部分才告结束,供体DNA的一条单链通过性菌毛进入受体细胞。③发生接合中断, F-成了一个部分双倍体,在那里供体细胞的单链DNA片段合成了另一条互补的DNA链。④外源双链DNA片段与受体菌( F-)的染色体DNA双链间进行双交换,从而产生了稳定的接合