0 绪论

0.1 什么是微生物？它包括哪些类群？

微生物是一切肉眼看不 见或看不清的微小生物的总称。类群包括所有无细胞结构的病毒、所有原核生物和真核生物中的真菌 、单细胞藻类和原生动物等。

0.2 微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？

1. 体积小，比面值大（是其他四大共性的基础）
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

0.3 简述微生物学发展史上5个时期的特点和代表人物。

1. 史前期（朦胧）：未见微生物个体；凭实践经验利用微生物进行有益活动；
2. 初创期（形态）：自制单式显微镜观察微生物个体；出于爱好对微生物进行形态描述；代表：列文虎克——微生物学的先驱者；
3. 奠基期（生理）：建立微生物学；创立微生物学基本研究方法；运用“实践－理论－实践”的思想开展研究；建立应用性分之学科；进入寻找病原菌的黄金时期；代表：巴斯德——微生物学奠基人，科赫——细菌学奠基人；
4. 发展期（生化）：酵母的生化研究；发现微生物的代谢统一性；形成普通微生物学；开始寻找微生物的有益代谢产物；青霉素的发现推动微生物的工业化培养；代表：E. Buchner——生物化学奠基人；
5. 成熟期（分子）：1⃣️运用分子生物学理论和现代研究方法；2⃣️基因工程与发酵工程；3⃣️理论性、交叉性、应用性和实验性分支学科的发展；4⃣️微生物学的基础理论和实验技术推动生命科学各领域发展；5⃣️微生物基因组研究测进生物信息学和合成生物学的到来。

0.4 人类迟至19世纪才真正认识微生物，其中主要克服了哪些重大障碍？

1. 个体微小：列文虎克第一个制造显微镜让肉眼可观察到微生物细胞；
2. 杂居混生：科赫发明固体培养基对微生物进行纯种分离；
3. 因果难联：巴斯德运用灭菌技术，发现了腐败的来源，推翻自然发生学说而确立了胚种学说。

1 原核生物

1.1 细菌的基本形态有哪几类？还有哪些特殊形态？

球菌、杆菌和螺旋菌；螺旋菌中，螺旋不足一环称为弧菌，2 至 6 环、小而坚硬的称螺菌，超过 6 环、长而柔软的称螺旋体。

除此以外，还有芽生和有附属物的细菌，以及丝状细菌。

1.2 试图示 G+ 和 G- 细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同。

G＋细胞的细胞壁，主要是极厚的肽聚糖，其中嵌有磷壁酸，脂磷壁酸跨越肽聚糖层，与细胞膜间存在周质空间。G－细胞的细胞膜与外膜间有周质空间，包括一层薄的肽聚糖，和脂蛋白，脂蛋白再连接由磷脂层和脂多糖层构成的外膜，其中嵌入外膜蛋白和孔蛋白。

1）在厚度上，G＋细胞的细胞壁远大于 G－ 细胞的；2）在组成上，G＋的较简单，主要含肽聚糖和磷壁酸，G－则成分复杂；3）在层次上，G＋ 细胞的较简单，而 G－细胞的层次较多；4）另外，G＋的周质空间在质膜与细胞壁间，而G－细胞的则在质膜与外膜间。

1.3 试图示肽聚糖的模式构造

结构单位有：乙酰葡糖胺、N－乙酰胞壁酸、四肽尾、肽桥。它们构成一个肽聚糖的单体。

1.4 试比较鞭毛，菌毛与性菌毛的异同。

鞭毛是生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，具有运动功能，由基体、鞭毛钩和鞭毛丝构成；菌毛是纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，有调节细菌吸附性的功能；性菌毛的构造和成分与菌毛相同，但较长、较粗，数量少，其传递遗传物质的功能。

1.5 试述芽孢的构造及研究芽孢的理论及实际意义。

芽孢是在细胞内形成的厚壁构造，其核心为芽孢壁和芽孢质膜包裹的芽胞质和芽孢核区，其外依次是皮层、芽孢衣和孢外壁。

对于理论意义，芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要形态学指标；对于实际意义，芽孢的存在可提高菌种的筛选效率、有利于菌种长期保藏、方便判断各种消毒杀菌措施的优劣。

1.6 试比较古生菌、细菌和真核生物间的主要差别。

1. 古生菌含有聚多糖，糖蛋白或脂蛋白质，无肽聚糖；
2. 古生菌的醇与甘油通过醚键相连；细菌的脂肪酸与甘油通过酯键相连；
3. 真核生物和细菌中由典型的磷脂；古生菌的细胞质膜为单层，或双层多分支的脂肪链。
4. 古生菌细胞含一个染色体，是闭合环状双链 DNA，比细菌染色体小，核小体与 DNA 复制蛋白类似真核生物。
5. 古生菌 mRNA 可能为多基因，无 RNA 拼接；
6. 古生菌启动子类似细菌启动子；
7. 古生菌具有细菌和真核生物tRNA所没有的修饰碱基；
8. 古生菌核糖体为 70S，形状多变，与细菌和真核生物都不同；
9. 延伸因子 EF-2 与真核生物相似；

1.7 试设计一张表格，比较一下 6 大类原核生物的主要特性。

6 大类原核生物分别为：细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体和衣原体。

特征比较：略，见周德庆 P42 小结。

2 真核微生物

2.0 试简介菌丝、菌丝体、子实体、酵母菌、霉菌、蕈菌、芽痕、 真菌丝、假菌丝等名词。（一星）

• 菌丝：霉菌营养体的基本单位。有无隔菌丝（长管状单细胞，多核）和有隔菌丝（成串多细胞，一个或多个细胞核）两种。
• 菌丝体：许多菌丝交织而成的一个菌丝集团。密布在固体营养基质内部、吸取营养物的称为营养菌丝体；伸展到空间的称为气生菌丝体。两种菌丝体还在进化中发展出各种特化构造。
• 子实体：特化的气生菌丝，交织成垫状、壳状等。是繁殖器官，在其里面或上面可形成有性孢子或无性孢子。
• 酵母菌：泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌，不是分类学上的名词。
• 霉菌：是一些引起物质霉变的 “丝状真菌” 的统称，不是分类学上的名词。
• 蕈菌：又称伞菌，是一些 “能形成大型肉质子实体的真菌” 的统称，不是分类学上的名词。包括大多数担子菌类和少数子囊菌类。
• 芽痕：芽殖（一种无性繁殖）中，芽体脱离母体后在母体上留下芽痕（bud scar）。
• 假菌丝：酵母进行一连串芽殖后，子细胞与母细胞不立即分离、以狭小的面积相连而成藕节状的细胞串，称为假菌丝。
• 真菌丝：细胞串成竹节状，细胞相连且横隔面积与细胞直径一致，称为真菌丝。

2.1 试列表比较真菌孢子的类型、主要特点和代表种属。

• 无性孢子：
  1. 游动孢子：有鞭毛，能游泳。代表：壶菌。
  2. 孢囊孢子：水生型有鞭毛。代表：根霉、毛霉。
  3. 分生孢子：外形极多样，数量极多，少数为多细胞。代表：曲霉、青霉。
  4. 节孢子：柱形，各孢子同时形成。代表：白地霉。
  5. 厚垣孢子：在菌丝顶端或中间形成。代表：总状毛霉。
  6. 芽孢子：在酵母上出芽形成。代表：假丝酵母。
  7. 掷孢子：镰、豆、肾形，成熟时从母细胞射出。代表：掷孢酵母属。
• 有性孢子：
  1. 卵孢子：厚壁，休眠。代表：德氏腐霉。
  2. 接合孢子：厚壁，休眠，大，深色。代表：根霉、毛霉。
  3. 子囊孢子：长在各种子囊内。代表：脉孢菌、红曲。
  4. 担孢子：长在特有的担子上。代表：蘑菇、香菇。

3 病毒

3.0 名词解释：核衣壳、温和噬菌体、溶源性。（一星）

• 核衣壳：包括衣壳和核心，是任何真病毒都具有的基本结构。
• 温和噬菌体：侵入细胞后，基因组整合到宿主基因组、与宿主细胞 DNA 同步复制，并随着宿主细胞的生长繁殖而传下去,一般情况下不引起宿主细胞裂解的噬菌体。
• 溶源性：侵入宿主细胞后，噬菌体基因组整合到宿主的基因组上、并随宿主基因组的复制而进行同步复制，而并不引起宿主细胞裂解，这种现象成为溶源性。

3.1 什么是烈性噬菌体？以 T 偶数噬菌体为例，简述其生活周期。

烈性噬菌体是侵入细胞后在其中完成复制和完成其生活周期、并最后摧毁和裂解细菌细胞的噬菌体。

以 T 偶数噬菌体为例，烈性噬菌体的生活周期——裂解性周期可分为 5 部分。

1. 吸附：噬菌体在随机碰撞中。尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受体接触、结合；
2. 侵入：吸附、固着后，尾鞘把尾管推出，水解并侵入细胞壁，插入细胞膜后注射核酸；
3. 增殖：噬菌体以核酸利用宿主细胞的代谢系统，产生大量的病毒蛋白质和核酸；
4. 装配：新合成的病毒 DNA 与衣壳蛋白质进行自组装，成为成熟的噬菌体；
5. 裂解：大量子代噬菌体成熟后，通过脂肪酶和溶菌酶促进细胞裂解，从而完成子代噬菌体的释放。

4 营养与培养基

复习要点：

4.1 营养与营养物质

微生物为了生存就必须从环境中吸取各种物质以合成细胞物质、提供能量以及在新陈代谢中起调节作用；其中具有营养功能的物质，称为营养物质。

营养则是有机体吸取和利用营养物质的过程。

4.2 自养与异养微生物

必须利用有机碳源的微生物就是异养微生物；以无机碳源作唯一或主要碳源的微生物就是自养微生物。

4.3 微生物的营养类型并举例说明

营养类型是根据微生物生长所需要的主要营养要素即能源和碳源的不同而划分的微生物类型。按对能源、氢供体和基本碳源的需要可以分为 4 种类型：

1. 光能自养型：能源是光，氢供体和基本碳源（CO2）都是无机物，实例有蓝细菌、紫硫细菌、藻类等；
2. 光能异养型：能源是光，氢供体是有机物，基本碳源是简单有机物和 CO2，实例有红螺菌科的细菌。
3. 化能自养型：能源、氢供体和基本碳源（CO2）都是无机物，实例有硝化细菌、硫化细菌等；
4. 化能异养型：能源、氢供体和基本碳源都是有机物，实例包括绝大多数原核生物、全部真菌和原生动物。

4.4 营养物质进入胞内的方式及异同点

方式包括单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团移位。它们的异同点概括如下：

• 运送方式：
  • 不通过膜蛋白：单纯扩散
  • 通过膜蛋白：
    • 不耗能：促进扩散
    • 耗能：
      • 分子不变：主动运输
      • 分子改变：集团移位

4.5 鉴别培养基的定义，以 EMB 为例说明其具有鉴定功能的原因。

鉴别培养基（differential medium）是用于鉴别不同类型微生物的培养基，在培养基中加入能与某种代谢产物发生显色反应的指示剂，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物。

例如伊红美兰乳糖培养基（Eosin Methylene Blue，EMB）：

1. 其中的伊红和美蓝染料可抑制 G+ 细菌，因而筛选出容易培养的 G- 细菌；
   1. 能分解乳糖的细菌会产酸，
      1. 若产酸能力强，会染上酸性染料伊红，并与美蓝结合使菌落染上深紫色和绿色金属光泽；
      2. 若产酸能力弱，则菌落会染上棕色;
   2. 不发酵乳糖的细菌，则不能产酸，即不结合伊红，菌落无色透明。

由此，根据菌落的颜色即可在 EMB 培养基上鉴别出 3 种类群的微生物。

5 新陈代谢

 复习重点：

9.1 从递氢体、受氢体、终产物、产能机制、产能效率方面比较有氧呼吸、厌氧呼吸及发酵

比较氧化磷酸化、底物水平磷酸化、光能磷酸化

化能自养微生物的特点及生长缓慢的原因？

两用代谢途径及代谢回补顺序的定义与意义

9.2 生物固氮反应的六要素及不同固氮菌的避氧机制

• 固氮反应 6 要素有：

  1. 能量ATP的供体（N2:ATP=1:18-24）
  • 还原力[H]及其传递载体：
    • 还原力由NAD(P)H2提供;
    • 传递载体：铁氧还蛋白( Fd )，黄素氧还蛋白( Fld )
  • 固氮酶（固二氮酶和固二氮还原酶）
  • 底物N2
  • Mg2+
  • 严格的厌氧微环境

• 避氧机制：

  1. 好氧性自生固氮菌的抗氧保护机制
     • 呼吸保护：极强的呼吸作用迅速消耗氧
     • 构象保护：固氮酶形成一个无固氮活性但能防止氧害的特殊构象
  2. 放氧性光合生物（蓝细菌）固氮酶的抗氧保护机制
     • 分化出特殊的还原性异形胞
     • 非异形胞蓝细菌：白天与晚上分开进行
  3. 豆科植物根瘤菌固氮酶的抗氧保护机制
     － 豆血红蛋白：通过氧化态（Fe3+）和还原态（ Fe2+ ）间的变化起缓冲作用，控制游离氧水平

9.3 微生物代谢调节的特点及在发酵工业的意义

6 生长与控制

 无重点

微生物的生长与繁殖之间的关系如何? 研究它们的生长繁殖有何理论与实践意义?

单细胞微生物的典型生长曲线包括哪几个时期? 影响延滞期长短的因素主要有哪些? 延滞期有何特点? 实践上如何缩短它? 指数期有何特点? 处于此期的微生物有何应用? 稳定期有何特点? 稳定期到来的原因有哪些?

典型生长曲线包括：延滞期、指数期、稳定期、衰亡期。

延滞期。主要特点有：1）生长速率常数为 0，2）细胞形态变大或增长，3）细胞内 RNA 尤其是 rRNA 含量增高，4）合成代谢活跃，5）对外界不良条件敏感。影响延滞期长短的因素包括：接种龄、接种量、培养基成分；实践中通过增大接种量、用营养丰富的天然培养基来缩短延滞期。

指数期。主要特点有：1）生长速率常数 R 最大，2）平衡生长，3）酶系统活跃、代谢旺盛。应用：由于整个群体的生理特性较一致、细胞各成分平衡增长和生长速率恒定的优点，指数期群体可 1）用作代谢、生理和酶学等研究的良好材料，2）增殖噬菌体的最适宿主，3）发酵工业中用作种子的最佳材料。

稳定期。主要特点有：1）新增细胞数与衰亡细胞数相等，2）菌体产量达到最大值。进入稳定期的原因有：1）营养物质耗尽，2）营养物的比例失调，3）有害代谢产物的积累，4）理化条件越来越不适宜。

什么是同步生长? 试以 Helmstetter-Cummings 法来说明获得微生物同步生长的方法.

同步生长指通过同步培养技术使微生物群体中的各个个体处于分裂步调一致的生长状态。方法包括 1）环境条件诱导法（氯霉素抑制蛋白质合成、细菌芽孢诱导发芽、藻类细胞的光照和黑暗控制）；机械筛选法（体积、大小相似性），包括Helmstetter-Cummings 膜洗脱法。

Helmstetter-Cummings 膜洗脱法把细胞用滤膜吸附带相反电荷的细胞，随后用新鲜培养液洗脱。最先洗脱的是未吸附细胞；而后，由于吸附的细胞发生分裂，其子细胞被培养液洗脱，收集刚滴下的培养液可获得同不生长的细胞。

什么是连续培养? 试比较两类连续培养器(恒浊器和恒化器)的特点和应用范围。

连续培养向培养容器中连续流加新鲜培养液，使微生物的液体培养物长期维持稳定、高速生长状态的一种溢流培养技术。

比较：略。

试列表比较灭菌、消毒、防腐和化疗的特点（原理、对象等），并各举实例加以说明。

7 遗传与育种

请你设计筛选营养缺陷型突变体的方案

在培养基中以该营养物作为唯一的碳源、氮源或其他必要营养，然后对样本进行培养；形成的菌落即为筛选所得

何谓菌种退化？

衰退（degeneration，退化？）： 菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象，称为菌种的衰退。

常见的衰退的原因有基因突变和分离现象。常见的衰退现象有：1）菌落和细胞形态的改变；2）生长速度缓慢，产孢子越来越少；3）抵抗力、抗不良环境能力减弱等；4）代谢产物生产能力或其对宿主寄生能力下降

8 生态

无思考题、重点

9 传染与免疫

复习思考题

9.0 致病性，毒力，外毒素，内毒素，类毒素，抗原，抗体， 单克隆抗体，变态反应，免疫佐剂，抗原决定簇，抗原结 合价

9.1 病原微生物具有的与致病有关的特征有哪些？

一方面是侵袭力，包括吸附和侵入能力、繁殖与扩散能力、对宿主防御机能的抵抗能力；另一方面是破坏能力，包括对宿主细胞的直接破坏作用、产生毒素（外毒素、内毒素）。

9.2 说明抗体在保护宿主健康中的作用。

有难度。

_9.3 常用的免疫学技术有哪些？主要原理是什么？

1. 血清学反应
   • 凝集反应：用颗粒性抗原与抗体在电解质参与下结合形成肉眼可见的凝集块
   • 沉淀反应：可溶性或胶体抗原与相应的抗体结合后，在适量电解质存在下形成肉眼可见沉淀物
     1. 经典：环状沉淀法、絮状沉淀法
     2. 现代：单向免疫扩散法、双向免疫扩散法、对流免疫电泳法、火箭电泳法、双向免疫电泳法
2. 免疫荧光抗体技术：用已知的荧光抗体浸染待检的含有抗原的细胞或组织切片，发生特异性结合，形成复合物而粘着在细胞上，不易洗脱，在荧光显微镜下成为发出荧光的可见物
   • 酶联免疫吸附法：先用酶标记抗原或抗体，并以酶对底物的反应来指示抗体 或抗原反应特异性
3. 单克隆抗体技术：
   • 单克隆抗体：由单一克隆B细胞杂交瘤产生的、只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的、具有高度特异性的抗体
   • 基因工程抗体：通过 PCR 技术获得抗体基因或抗体基因片段，再与适当载体重组后引入不同表达系统所产生的抗体

10 分类

何谓五界系统？是谁提出来的？它有何优缺点？

Whittaker 提出的五界系统包括动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界。

它的优点有：1）反映了从原核生物，到真核生物单细胞生物，再到真核多细胞生物的三个进化阶段；2）显示了光合式营养、吸收式营养、摄食式营养三大进化方向。其缺点是原生生物界内的生物庞杂、混乱、亲缘关系较远，并不一定有共同的原核生物祖先，似乎不能作为一个自然的分类群。

给你一个细菌培养物，如何将其鉴定到种？

得到微生物的纯培养物后，先测定一系列经典的、必要的鉴定指标，如个体群体形态、生理生化反应特征、生态特征、生活史等等；然后根据这些指标，查找权威性的菌种鉴定手册。

若查阅鉴定手册过程中遇到困难，则按需要测定其他相关的指标。