微生物学考试知识点剖析

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1 什么是宇宙生物进化三域说?提出三域说的依据是什么?

宇宙生物进化三域说是由Woese等根据研究16S rRNA分子核酸序列而提出,指生物界的系统发育明显存在着三个发育不同的基因系统,它们是细菌域、古生菌域和真核生物域。

2 什么是原核生物?原核生物与真核生物的主要区别是什么?

原核生物是一类无真正细胞核的单细胞,或类似于细胞的简单组合结构的微生物。

3 什么是化学分类?简述化学分类的主要分析技术及意义。

化学分类指研究微生物细胞不同化学特性,并利用这些特性对生物个体进行分类和鉴定。由于细胞特定化学组分及分子结构的稳定性好,因此化学分类是原核生物系统分类学的主要方法之一。

主要分析技术:

细胞(壁)化学组分分析:主要根据G+细胞壁肽聚糖分子中肽链第3位氨基酸的种类,中间肽桥和邻近的四肽交联位置。在放线菌分类中的应用不仅澄清了原来一些分类单位的错误,而且导致了一系列新的分类单位的发现。

枝菌酸分析:枝菌酸及其他极性脂是细胞膜的重要组分。枝菌酸属于α-烷基-β-羟基高分子脂肪酸,其分子中含碳数目是重要的分类依据。枝菌酸有无和分子特性是诺卡氏菌形放线菌分类必不可少的化学特征。

磷酸类脂分析:具有分类学意义的磷酸类脂有PE、PC、PME、PG、GluNus 这5种。Lechevalier夫妇分析了放线菌48个属的磷酸类脂组成,将好氧放线菌分为5种磷酸类脂类型。

脂肪酸组分分析:脂肪酸链长,双键位置,数量及取代基团在标准化条件下具有分类意义,脂肪酸甲基脂是稳定特征。脂肪酸定性分析结果限于属和属以上的分类,脂肪酸定量分析结果可为种和亚种分类提供有用的基本资料。

醌组分分析:细菌细胞膜上的醌有泛醌(辅酶Q)和甲基萘醌(MK)。常用来分析醌的方法有薄板层析法(TLC)和高压液相法等。研究表明,甲基萘醌分子中的多烯侧链长度和3位碳原子上多烯侧链的氢饱和度对于放线菌具有分类学意义。此外,Yamada等建立了醌在不同菌分类鉴定中的指标,并划分了放线菌的甲基萘醌类型。

全细胞蛋白SDS-PAGE分析:全细胞SDS降解蛋白质片段的聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种通过分析蛋白图谱来获取化学分类信息的快速技术,在高效标准化的培养条件下是一种分群和大量比较相近菌株的较好方法,其优点是它与DNA-DNA杂交有很好的相关性,及鉴定在种的水平上的分类区别。

4 什么是分子分类?简述分子分类的主要应用技术及意义。

分子分类是在分子水平上,对生物个体的DNA、RNA和蛋白质进行研究,并根据获得的基因型信息对生物个体进行分类。

目前经常使用的应用技术:

DNA碱基组成[(G+C)mol%]分析:一般生物个体的DNA分子中(G+C)/(A+T)两对碱基

间的比例是非常稳定的,反映着碱基序列及变化:(G+C)mol%=(G+C/G+C+A+T)*100.因此测定(G+C)mol%常用于验证已建立的分类关系是否正确,它已成为细菌分类鉴定的基本方法,并作为描述细菌分类单位的特征之一。不同生物类群的(G+C)mol%不一样,一个特定种的不同菌株(G+C)mol%是一样的,通常认为种内株间相差不超过4%,属内株间不超过10%,相差低于2%没有分类学意义。

DNA-DNA分子杂交:DNA同源性分析是确定正确的分类地位、建立自然分类系统的最直接的方法,而DNA-DNA杂交是分析DNA同源性的一种有效手段。利用DNA-DNA杂交可以在总体水平上研究微生物间的关系,用于种水平上的分类学研究。DNA同源性≥70%或杂交分子接连温度差≤2℃为细菌中的界限,在细菌分类中,DNA-DNA杂交已被确定为建立新种的必要标准之一。常用的方法有液相复性速率法、固相膜杂交、羟基磷灰石吸附法、S1磷酸酶法。

DNA指纹技术:通常是指那些以DNA为基础的分型方法,对微生物的种进行鉴别的技术。该技术简便易行,分辨率高且重复性好,已成为多相分类研究的常规方法。其中低频限制性酶切片段分析(LFRFA)被认为是目前分辨率最高的DNA分型法之一。包括限制性酶切片段长度多态性RFLP,随机引物PCRAP-PCR,随机扩增多态性DNARAPD,DNA扩增指纹DAF,扩增rDNA限制性酶切片段分析ARDRA,扩增长度多态性AFLP。

RNA同源性分析:rRNA核苷酸序列分析是研究rRNA同源性分析最直接可靠的方法。现在一般认为rRNA是研究系统进化关系的最好材料,它广泛存在于真核和原核生物,其功能稳定,有高度的保守区和可变区组成。RNA序列分析已广泛应用于微生物的分类研究。

16sRNA序列分析:原核微生物共有,16SRNA在各生物中均存在,功能稳定,序列保守性较好,信息量适中,是研究系统分类和进化的理想材料

构建进化树:进化树是由相互关联的分支线条做成的图形,进化树通过比较分子序列的同源性而构建。进化树具有时空概念、时间尺度。常用的方法有距离法、最大简约法、最大似然法等。

rDNA转录间隔区序列分析(ITS):不同间隔区所含tRNA数目和类型不同,具有长度和序列上的多态性,而且较16SrDNA具有更强的变异性,因而可以作为菌种鉴定的一种分子指征。适用于属及以下水平的分类研究。ITS指rRNA操纵子中位于16S与23S以及23S 与5SRNA之间的序列。不同菌株16~23SrDNA间隔区两端均具有极端保守的碱基序列,不同间隔区所含tRNA数目和类型不同,具有长度和序列上的多态性。适于属以下水平研究。

5 什么是多相分类?简述多相分类使用的主要信息来源及相关技术。

多相分类指利用微生物多种不同的信息,包括表型的、基因型的和系统发育的信息,综合起来研究微生物分类和系统进化的过程。

主要信息来源及相关技术:

DNA:总DNA((G+C)mol%、限制性分析、基因组大小、DNA:DNA杂

交)、DNA片段(基于PCR技术的DNA指纹图谱)、DNA探针、基因型信息

DNA测序

RNA:碱基序列测定、低分子质量RNA作图

蛋白质:全细胞或全细胞被膜蛋白电泳、酶谱分析

化学分类信息:脂肪酸分析、枝菌酸分析、磷酸类脂分析、醌组分分析、多肽分析、细胞壁化学类型分析、胞外多糖分析

表型分类信息:形态特征、生理特征、酶学特征、血清学特征(单克隆抗体、多克隆抗体)

6 什么是宏基因组(metagenome)?说出宏基因组的研究步骤。

宏基因组是指生境中全部微小生物遗传物质的总和。它包含了可培养的和未可培养的微生物的基因,目前主要指环境样品中的细菌和真菌的基因组总和。

宏基因组的研究步骤:从环境样品中提取基因组DNA,进行高通量测序分析,或克隆DNA到合适的载体,导入宿主菌体,筛选目的转化子等工作。

7 什么是基因芯片(Biochips)?

又称生物芯片,是将大量生物识别分子按预先设置的排列固定于一种载体(如硅片、玻片及高聚物载体等)表面,利用生物分子的特异性亲和反应,如核酸杂交反应、抗原抗体反应等来分析各种生物分子存在的量的一种技术。最大优点在于其高通量。目前该技术应用于基因表达的检测、基因检测等方面。

8 什么是基因组系统发育学(Phylogenomics)?

指利用大量的基因组数据进行系统发育分析的方法学。目前,基因组系统发育学研究所用的分析方法主要分为两类:序列分析法(sequence-based methods) 和全基因组特征(whole-genome features, WGFs)分析法。

9 简述生物合成学(Synthetc biology)目前的概念。

生物合成学是一门致力于建构自然界中不存在的或者重新设计已有的生物系统并应用于人类实践的全新的学科。生物合成学作为一门建立在基因组方法上的学科,用来构建生命系统新结构、产生新功能所使用的组建单元既可以是基因、核酸等生物组件,也可以是化学的、机械的和物理的元件。

10 《伯杰氏系统细菌学手册》第二版共有几卷?放线菌门(phylum Actinobacteria)在第几卷中描述?

共有5卷,放线菌门在第5卷

11 举例说明放线菌(Actinobacteria)、革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性变形菌(Proteobacteria)中一些与人类生活相关的主要种群。

答:(1)放线菌:①链霉菌属放线菌产生各类抗生素,用于治疗细菌感染;②双歧杆菌是人体的正常菌群,具有维持肠道菌群平衡,增强免疫,抗肿瘤等作用。③棒状杆菌亚目中的结核杆菌和麻风杆菌可引起人结核病和麻风病;

(2)革兰氏阳性菌:①炭疽芽孢杆菌引起烈性炭疽;②厌氧芽孢杆菌中的肉毒梭菌能够产生毒性很大的肉毒素,破伤风梭菌产生的破伤风毒素都容易致人死亡;③金黄色葡萄球菌和链球菌,引起人畜的化脓性炎症、心肌炎、关节炎等。④乳酸杆菌属:发酵代谢葡萄糖主要产生乳酸。酸奶的制作就是通过乳酸菌将牛奶中的乳糖发较为乳酸,奶酪是牛奶经乳酸菌发酵、并在凝乳酶的作用下的发酵乳固体产品。泡菜的制作是靠蔬菜本身带的乳杆菌在人为制造的厌氧条件下自然发酵而成,也有人工制作泡菜的。

(3)革兰氏阴性变形菌:①α亚纲根瘤菌属中的根瘤菌可以和豆科植物共生固定N2,使其进入生物圈,土壤农杆菌属多数细菌是植物病原真菌,可引起植物冠瘿病,当然其T-DNA也可被人类改造成基因载体;根瘤菌以高效的共生机制侵染植物根部并诱导形成根瘤的特殊结构,固氮所需的能量由植物通过光合作用提供,而固氮所产生的NH4+可作为植物的氮源。整个根瘤形成过程:根瘤菌识别豆科植物;根瘤菌附着于根毛上;使根毛卷曲;根瘤菌侵染根毛;形成一个侵染线;结瘤开始;在根瘤中细菌的营养细胞转化为叫作类细菌的增大的多型形态,能够固氮。②红螺菌属可以用于处理垃圾、蛋白质的生产和分子氢的制备;③β亚纲的奈瑟氏菌属中的淋病奈瑟氏菌可引起淋病,自养氨氧化菌是环境中除氮的一个重要过程,也是废水处理中一种特殊的硝化过程;④γ亚纲的假单胞菌参与各种有机物的碳循环,主要用于解决环境问题,降解天然或人工合成的化合物,⑤肠杆菌科中的埃希氏菌是一种肠道条件致病菌,也是分子生物学上的模式菌株,⑥志贺氏菌引起人和灵长类细菌性痢疾,沙门氏菌引起伤寒,巴氏杆菌引起霍乱。⑦土壤杆菌属:革兰氏阴性杆菌,无芽孢,所有的菌株都能氧化代谢葡萄糖,有些菌株可以进行厌氧硝酸盐呼吸。多数菌株是病原菌,如能引起冠瘿病。⑧假单胞菌科:不产芽孢,革兰氏阴性,细胞无鞘和突柄,化能有机营养,呼吸代谢从不发酵,无光合作用,有的属可固氮。

12 什么是极端环境微生物?说明其主要类群。

高温、低温、高盐、高酸、高碱、高压及高辐射等恶劣环境,都对生物生长产生限制因子的极端环境,而在这种极端环境下生长、繁衍的微生物称为极端环境微生物或极端微生物。

嗜热和超嗜热微生物:最适生长温度在45℃以上的微生物称为嗜热微生物,最适生长温度在80℃以上的微生物称为超嗜热微生物。嗜热菌的膜脂具有高饱和度的脂肪酸,由于饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸能形成更强的疏水键,因而细胞膜可在高温下保持稳定性和功能性。嗜热和超嗜热菌具有广泛的工业生产和生物工程方面的应用价值。来自嗜热菌和超嗜热菌的嗜热酶能够催化许多高温下的生化反应,通常比相应的中温酶更稳定。例如从嗜热菌(如水生栖热菌)和超嗜热菌(如激烈热球菌)分离的DNA聚合酶、Taq DNA聚合酶和Pfu DNA 聚合酶。由于新型代谢产物可以产生新的药物;古菌细胞壁的S层蛋白晶格是一种优质的分子筛;降解石油的超嗜热菌产生一些表面活性剂,可用于改善石油回收;超嗜热菌还可直接用于工业生产,用于硫化矿的生物沥滤和煤炭脱硫;亚硫酸盐还原菌可用于工业废气脱硫等生物除污过程。

嗜碱菌:最适生长在pH9.0以上的微生物,分为专性嗜碱菌和兼性嗜碱菌。嗜碱菌的碱性酶不仅具有在高pH下稳定的特点(如淀粉酶、蛋白酶、环化糊精酶、纤维素酶、木聚

糖酶),而且其结构与功能的研究对于中性酶的改造也具有重要意义。

噬盐微生物:海水大约含有3%的氯化钠及多种少量的其他矿物盐,高盐环境通常是指那些含有高于海水盐浓度(一般大于 3.5%w/V)的特殊环境。划分为三类耐盐菌、广域嗜盐菌、嗜盐菌。嗜盐菌的主要优势为

13 什么是古菌?举例说明古菌研究的科学意义和应用价值。

又叫古细菌或古生菌,是一类多生活在极端的生态环境中的特殊细菌,具有原核生物的某些特征,由于多栖息生境类似于早期的地球环境,所以这些生物统称为古菌。

意义:古菌是目前生物地球化学研究的热点之一,不仅能在高温、强酸/碱性条件、高盐度、缺氧等极端条件下存在,而且能在普通海洋环境中存活。其含量巨大,在全球的生物地球化学作用中正扮演重要角色。该领域研究对阐明生命运动的基本规律,揭示生命起源和物种进化,生物圈与地圈环境的相互作用具有重要意义,并可为外太空生命问题的探讨和推测提供依据。

应用价值:比如超嗜热菌,其中最著名的是1960年代末从美国怀俄明州黄石国家公园的温泉中分离到的水生栖热菌“Taq”,能在80℃下生长。从Taq中提取的DNA聚合酶广泛应用于DNA分子体外扩增的PCR技术。

14 什么是病毒?简述病毒的基本特点和结构。病毒的形状对称性。

(1)病毒(virus):是由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的非细胞形态的营寄生生活的生命体。

(2)主要特点是:①形体极其微小,一般都能通过细菌滤器,因此病毒原叫“过滤性病毒”,必须在电子显微镜下才能观察:②没有细胞构造,其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,故又称“分子生物”:③每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA;④既无产能酶系,也无蛋白质和核酸合成酶系,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分;⑤以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖;⑥在离体条件下,能以无生命的生物大分子状态存在,并长期保持其侵染活力;⑦对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感;

⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染。

(3)结构:病毒主要由核酸和蛋白质外壳组成。核酸位于它的中心,称为核心(core)或基因组(genome),蛋白质包围在核心周围,形成了衣壳(capsid)。衣壳是病毒粒的主要支架结构和抗原成分,有保护核酸等作用。衣壳是由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位(subunit)——衣壳粒(capsomere)所构成。核心和衣壳合称核心壳(nucleocapsid)。有些较复杂的病毒,(一般为动物病毒,如流感病毒),其核心壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白(glycoprotein)的类脂双层膜覆盖着,这层膜称为包膜(envelope)。包膜中的类脂来自宿主细胞膜。有的包膜上还长有刺突(spike)等附属物。包膜的有无及其性质与该病毒的宿主专一性和侵入等功能有关。昆虫病毒中有1类多角体病毒,其核壳被蛋白晶体所包被,形成多角形包涵体。(4)形态:球形,丝形,弹形,砖形,蝌蚪形。

(5)二十面体对称;螺旋对称;复合对称

15 简述病毒复制的五个环节。

1)吸附:分为两阶段,第一阶段是由于分子运动和细胞相互碰撞而与敏感细胞的接触,这个阶段是可逆的;第二个阶段是病毒通过表面的反受体与细胞表面的受体相互作用而成,有时还需要配体协同作用,这个阶段不可逆。

2)穿入:穿入的方式根据病毒有无薄膜共分为四种,无包膜的病毒可以直接穿过细胞膜,进入细胞质,或通过吞噬作用进入细胞;有包膜的病毒也可以通过吞噬作用进入细胞质,或

者病毒颗粒的包膜直接与细胞膜融合,这与病毒包膜的细胞膜中的蛋白质作用有关。

3)脱壳:病毒脱去包裹其核糖核酸或核蛋白外面的外壳蛋白,以使病毒的遗传物质在细胞中裸露并进行复制。比较公认的说法是寄住细胞的蛋白水解酶分解外壳蛋白,以使病毒的核酸裸露。

4)病毒的转录和翻译:

5)组装、成熟和释放

16 什么是反转录病毒?其特点是什么?

以RNA作为遗传物质,利用逆转录酶将RNA反转录为DNA后再入侵宿主的一类病毒,如HIV。

特点:①病毒为球形,20面体立体对称,有包膜;②基因组为两个相同+ssRNA;③含有逆转录酶和整合酶;④复制通过DNA中间体,并与宿主细胞的染色体整合,整合体可长期存在并遗传给子代,并不断合成病毒蛋白;⑤具有gag、pol、env编码基因和多个调节基因;

⑥成熟病毒以芽生方式释放

17 什么是噬菌体、温和噬菌体、溶原性噬菌体、溶原化和溶原菌?

(1)噬菌体:是感染细菌、真菌或螺旋体等微生物的细菌病毒的总称。

(2)温和噬菌体:一类感染宿主细菌后不引起细菌裂解而与宿主细胞建立共生关系并随细菌繁殖传给细菌后代的噬菌体。

(3)溶源菌:有些噬菌体侵入寄生细胞后,将其基因整合与细菌的基因组中,与细菌一道复制,并随细菌的分裂传给后代,不形成病毒粒子,不裂解细菌,带有温和噬菌体的细菌称“溶源菌(lysogen)”。

(4)溶源化:用温和的噬菌体感染细菌培养物,使寄主细菌转变为溶源性细菌的过程,叫做溶源化。

(4)溶源性噬菌体:即温和噬菌体。

18 病毒感染因子有几种?

(1)卫星病毒(satellitevirus):卫星病毒是一类基因组缺损、需要依赖辅助病毒,基因才能复制和表达,才能完成增殖的亚病毒,不单独存在,常伴随着其他病毒一起出现。

(2)类病毒:是目前已知最小的可传染的致病因子,比普通病毒简单。类病毒是无蛋白质外壳保护的游离的共价闭合环状单链RNA分子,侵入宿主细胞后自我复制,并使宿主致病或死亡。

(3)朊病毒:一种蛋白质病毒,只有蛋白质而没有核酸的病毒。朊病毒与常规病毒一样,有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性,但它比已知的最小的常规病毒还小得多(约30~50nm)。电镜下观察不到病毒粒子的结构,且不呈现免疫效应,不诱发干扰素产生,也不受干扰作用。朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变,最终不治而亡。因此世界卫生组织将朊病毒病和爱滋病并立为世纪之交危害人体健康的顽疾。

1 什么是真菌?

真菌被描述为真核的能产生孢子的、无叶绿体的有机体,它们以吸收的方式进行营养,普遍以有性和无性两种方式进行繁殖,菌体通常由丝状,分枝的菌丝构成,典型的细胞壁。

2 什么是内共生假说?导致其提出的依据是什么?

真核生物细胞中的细胞器(线粒体和叶绿体)起源于内共生于真核生物细胞中的原核生物。这种理论认为线粒体起源于好氧性细菌(很可能是接近于立克次体的变形菌门细菌),而叶绿体源于内共生的光合自营原核生物蓝细菌。

(1)线粒体和叶绿体都含有DNA,这些DNA与细胞核中的很不同,却类似细菌的DNA(环状及其大小)。

(2)线粒体具有和真核宿主细胞不同的遗传密码,这些密码与细菌和古菌中的很类似。

(3)它们被两层或更多的膜所包被,其中最里面一层的成分与细胞中其它膜的都不同,而更接近于原核生物的细胞膜。

(4)新的线粒体和叶绿体只能通过类似二分分裂的过程形成。在一些藻类以及眼虫(Euglena)中,可以用药物或长时间缺乏光照来破坏叶绿体而同时不影响细胞。这种情况下,叶绿体不能够再生。

(5)叶绿体的很多内部结构和生物化学特征,如类囊体的存在和某些叶绿素和蓝藻很接近。对细菌、叶绿体和真核生物基因组构件的系统发生树同样支持了叶绿体与蓝藻更接近。

(6)DNA序列分析和系统发生学表明了核DNA包含了一些可能来源于叶绿体的基因。

(7)一些核中编码的蛋白被转运到细胞器中,而线粒体和叶绿体的基因组相对于其它生物来说都小得多。这和内共生物形成后越来越依赖真核生物宿主相一致。

(8)叶绿体存在于很多完全不同的原生生物中,这些生物普遍和不包含叶绿体的原生生物更接近。这表明了,如果叶绿体起源于细胞的一个部分,很难解释他们多次起源而互相又非常接近。

(9)细胞器的大小与细菌相当。细胞器的核糖体和细菌相似,细菌的核糖体是70S,线粒体的核糖体是55S。

3 什么是地衣?

地衣(lichen)是真菌和藻类形成的互利联合体,真菌是主要成员。

4 举例说明形成外生菌根和内生菌根的真菌分别属于哪类真菌?

(1)菌根是指土壤中某些真菌与植物根的共生体。

(2)真菌菌丝体紧密地包围植物幼嫩的吸收根形成致密的鞘套,有些鞘套还长出菌丝,取代了植物的根毛,部分菌丝只侵入根的外皮层细胞间隙而形成特殊的网状结构,称为哈氏网,菌丝不进入皮层细胞之中。外生菌根的真菌多属于担子菌中的牛肝菌属、鹅膏属和蘑属,也有少数种类属于子囊菌的块菌目。

(3)内生菌根是真菌的菌丝体,主要存在于根的皮层薄壁细胞之间,并且进入细胞内部,不形成菌套。因此,具有内生菌根的植物,一般都保留着根毛。内生菌根的真菌都属于内囊霉科,主要有内囊霉属、无柄孢属、巨孢霉属和实果内囊属等9个属。

5 广泛用于真菌分子分类和分子系统学研究的基因是什么?用这个基因的依据是什么?

核糖体RNA基因(rRNA),比较常用的18SrRNA和ITS基因。

依据:(1)核糖体存在于所有细胞生物中并具有相同的起源和功能,因而可以反映所有物种间具有可比性的进化史;

(2)在真核生物细胞中,rRNA基因通常以串联重复的多拷贝方式存在,便于从微量DNA样品中的扩增;

(3)在rRNA基因中,有些序列具有高度的保守性或同源性,适合高等级分类单元研究,还有利于设计扩增引物,而有的片段具有较大的变异性,适用于低等级分类单元研究。

6 真菌界下的4个门是什么?各自的有性生殖结构是什么?

(1)壶菌门:胚子囊。

(2)接合菌门:形成接合孢子。

(3)子囊菌门:有雄器和产囊体。

(4)担子菌门:

(5)卵菌门:

7 卵菌和壶菌的相同特征和主要区别是什么?

(1)壶菌是在后端生有一根尾形鞭毛及产生游走子和配子的一种菌类。属单毛菌类。缺乏或有少量菌丝。有全实性的,也有分实性的。菌丝体一般为无隔膜的多核菌丝体,无性生殖产生游走子(多具有明显的油滴)。有性生殖为同型配子接合、配子雌雄分化的异型接合,以及发展到精子和卵子分化的卵型接合。

(2)卵菌纲因本纲真菌有性生殖产生卵孢子得名。营养体多为发达的菌丝体,少数菌丝体不发达或缺如。无性繁殖多由孢子囊或游动孢子囊产生游动孢子,游动孢子具等长的双鞭毛,游动时茸鞭向前,尾鞭向后。有的孢子囊萌发以芽管代替游动孢子,然后由芽管发育成菌丝体。有性生殖时产生高度分化的异形配子囊:雌配子囊分化为球形或近球形的藏卵器,内含一至多个卵球;雄配子囊分化为棍棒形、亚球形或短柱形的雄器,与藏卵器接触交配后,受精的卵球发育成卵孢子。性器官的形态建成非常复杂,可能受多种基因或分泌物控制。

8 根霉是如何进行无性繁殖的?图示其无性繁殖结构,注明各部分名称。

无性繁殖方式之一为菌丝局部膨大形成厚膜孢子,另一种方式为产生孢囊孢子。

9 什么是菌根?W AM真菌是如何跟植物共生形成内生菌根的?

菌根是指土壤中某些真菌与植物根的共生体。菌根真菌与植物之间建立相互有利、互为条件的生理整体,并各有形态特征,这是真核生物之间实现共生关系的典型代表。菌根的作用主要是扩大根系吸收面,增加对原根毛吸收范围外的元素(特别是磷)的吸收能力。菌根真菌菌丝体既向根周土壤扩展,又与寄主植物组织相通,一方面从寄主植物中吸收糖类等有机物质作为自己的营养,另一方面又从土壤中吸收养分、水分供给植物。

内生菌根endotrophic mycorrhiza 指菌根中菌丝侵入高等植物根部皮层组织的细胞内,进行共生性或寄生性的生活者。丛枝菌根又称泡囊-丛枝菌根(Vesicalar-Arbuscular)即V A 菌根,是内囊霉科(Endogonaceae)的部分真菌与植物根形成的共生体系。内生菌根(V A

菌根)的特点是真菌的菌丝体主要存在于根的皮层细胞间和细胞内,共生的植物仍保留有根毛。

10 酿酒酵母是如何进行无性繁殖和有性繁殖的?

(1)无性生殖:主要是出芽繁殖。在细胞的一侧,细胞壁和细胞质向外突,形成小芽体,同时核分裂一次,其中一个子核进入小芽体。小芽体长大,基部细胞壁内陷,最后脱离母体,发育成新个体。

(2) 有性生殖:①质配:两个单倍体的细胞结合,通过细胞质的融合使两个细胞核处于同一个细胞中;②核配:两个细胞核融合在一起形成一个双倍体核;③减数分裂:产生遗传物质经过重组的单倍体细胞核。

11 分生孢子器和子囊壳有何不同?分生孢子盘和子囊盘有何不同?

(1)子囊壳:一种在成熟后顶端有空口的封闭子囊果。

分生孢子器:由拟薄壁组织形成的球性或烧瓶状的结构,内部着生分生孢子梗。

从外表看,两者很相似,若要判定究两者区别,则需要将其压破,在显微镜下观察,如果是小的分生孢子则为分生孢子器,如果是子囊或子囊孢子,则为子囊壳。

(2)分生孢子盘,在自然界中,生于植物表皮下或角质层下组织,最终突破植物表面二外露。

两者区别:分生孢子盘的子实体扁平或成浅碟状,而分生孢子座则呈垫状。

12 图示分生孢子梗上帚状枝三轮生的青霉形态,并注明各部分名称。

13 图示顶囊上产孢结构双层的曲霉形态,并注明各部分名称。

曲霉为多细胞霉菌,菌丝有隔膜。在幼小而活力旺盛时,菌丝产生大量的分生孢子梗。分生孢子梗顶端膨大成为顶囊,一般呈球形。顶囊表面长满一层或两层辐射状小梗。最上层小梗瓶状,顶端着生成串的球形分生孢子。这几部分结构合称为“孢子穗”。分生孢子梗生于足细胞上,并通过足细胞跟营养菌丝相连。

14 什么是锁状联合?图示隔膜和相邻的双核体细胞。

担子菌的次生菌丝每一个细胞都有二个核,其中一个核来自母本,一个来自父本,首先,在细胞的两核之间生出一个喙状突起,双核中的一个移入喙状突起,另一个仍留在细胞下部。两异质核同时分裂,成为4个子核。分裂完成后,原位于喙基部的一子核与原位于细胞中的一子核移至细胞上部配对;另外两子核,一个进入喙突中,一个留在细胞下部。此时细胞中部和喙基部均生出横隔,将原细胞分成三部分。上部是双核细胞,下部和喙突部暂为两单核细胞。此后,喙突尖端继续下延与细胞下部接触并融通。同时喙突中的核进入下部细胞内,使细胞下部也成为双核。经如上变化后,4个子核分成2对,一个双核细胞分裂为两个。此过程结束后,在两细胞分融处残留一个喙状结构,即锁状联合。

15 图示一伞菌担子果,标出鳞片、菌盖、菌褶、菌环、菌柄和菌托。

16 什么是腹菌?举出1-2例。

马勃,地星等

17 什么是多孔菌?举出1-2例。

多孔菌又称多变拟多孔菌。子实体中等至稍大,菌盖肾形或近扇形,稍平展且靠近基部下凹,直径5-12×3-8cm,厚0.3-1cm,浅褐黄色至粟褐色,表面近平滑,边缘薄,呈波浪状或瓣状裂形。菌肉白色或污白色,稍厚。菌柄侧生或偏生,0.7-4cm,粗0.3-1cm,黑色,有微细绒毛,后变光滑。菌管长2-3mm,与管面同色,后期呈浅粉灰色。管口圆形至多角形,每毫米3-5个。

茯苓、猪苓、云芝等是常用的中草药(见药用真菌);灰树花、硫黄菌等可供食用(见食用菌)。

18 锈菌生活史的5个阶段是什么?

阶段0:性孢子器产生性孢子;

阶段Ⅰ:锈孢子器产生锈孢子;

阶段Ⅱ:夏孢子堆产生夏孢子;

阶段Ⅲ:冬孢子堆产生冬孢子;

阶段Ⅳ:担子产生担孢子。

1 微生物的二次生长现象是什么?简述原因。

将两种代谢底物投与微生物进行培养时(例如葡萄糖和半乳糖培养大肠杆菌时),在利用易被代谢的底物时,另一种底物代谢所需的酶不被诱导,在前一种底物消耗尽时,才开始发生该种酶的诱导现象,则该种微生物的生长过程分为两个阶段,简称二级生长。

微生物在含有两种糖类的培养液中生长,形成双相生长曲线。即在生长过程中呈现的一度生长停顿的现象。这是由于两种糖中第1种糖是结构酶催化利用的,第2种糖是由诱导酶催化利用的。微生物生长时先利用结构酶催化的糖类,并抑制利用第2种糖的诱导酶产生。只有当第1种糖用完后,第2种糖才能诱导产生诱导酶而利用第2种糖。

2 光能自养微生物和化能异养微生物分别以什么能源和碳源?各举例说明。

(1)光能自养微生物(光能无机营养型)。可在完全无机的环境中生长,以CO2为碳源,光做能源,无机物为供H体还原CO2合成细胞有机物质的微生物叫光能自养微生物。蓝细菌,绿硫菌和紫硫细菌即属这种类型,如蓝细菌含叶绿素,以光为能源以水为供H体,还原CO2合成有机物放出氧。

(2)光能异养微生物。这类微生物具有光合色素。能利用光做能源,以有机化合物为供H 体,还原CO2,合成细胞物质的微生物,称光能异养微生物。光能异养微生物能利用CO2,但必须在有机物存在的条件下,才能生长,人工培养还需供给生长因素。目前已用这类微生物,如红螺菌来净化高浓度有机废水,这对处理污水、净化环境,很有发展前途。

(3)化能自养微生物。在完全无机的环境中生长发育,以无机化合物氧化时释放的能量为能源,以CO2或碳盐为碳源,合成细胞物质的微生物叫化能自养微生物。这类细菌包括硫细菌、硝化细菌、H细菌、铁细菌等,硫细菌和硝化细菌与生产密切相关。

(4)化能异养微生物(化能有机营养型)。这类微生物以有机化合物为碳源,利用有机化合物氧化过程中产生的能量为能源,以有机或无机含氮化合物为氮源,合成细胞物质。这类微生物称为化能异养微生物。多数细菌、放线菌和真菌为这一类型。

3 细菌群体生长分为哪几个时期?各时期的特点是什么?

(1)适应期——细菌数目不增加,体积增长快,后:个别菌体繁殖,个数少许增加。曲线平缓,大量诱导酶的合成,缩短此期,提高设备利用率,用处于对数期的活性污泥接种;(2)对数期——分裂快,数目增多,活菌数≈总菌数曲线直线上升此时细胞的大小、组成、生理特征等均趋于一致,代谢活跃,生长速率高,代时稳定,接种用的好种子,代谢、生理研究的好材料;

(3)稳定期——储存物积累,养料消耗多。芽孢形成,抗生素产生,繁殖速率下降,死亡速率上升,新增菌≈死亡菌,曲线平坦,发酵产物形成的重要时期(抗生素、氨基酸等),生产上应尽量延长此期,提高产量;

(4)衰亡期——菌体死亡速度大于繁殖速度,死亡菌>活菌数,自溶,内源呼吸,曲线下降,一般不作应用。

4 什么是冷休克蛋白?什么是热激蛋白?各自在细菌对温度的适应中起什么作用?

(1)冷休克蛋白(coldshockprotein,CSP)是微生物的生长温度突然降低时,在适应低温生长条件下,细胞诱导合成的一系列的蛋白质。

目前普遍认为,能结合冷诱导基因和DNA螺旋酶A亚基基因的启动子上,可以结合在它本身基因的启动子上,所以它作为转录因子对冷诱导基因的表达起到调控作用。

(2)热激蛋白:在高于正常生长温度刺激下,诱导合成的新蛋白。

功能:在热应激条件下的基本功能是帮助蛋白质进行正确的折叠、组装、转运和降解。

5 氧对厌氧菌的毒害机理是什么?

厌氧菌缺少超氧化物歧化酶(SOD),在有氧的情况下,细胞内极易产生超氧阴离子,在细胞内可破坏各种生物大分子和膜,故对细胞极为有害。但是绝大多数耐氧菌含有SOD 和过氧化物酶,能将超氧阴离子转化为过氧化氢进而转化为分子氧而戒毒,此外许多厌氧菌能够快速降低培养基的氧化还原电位,使培养基处于还原状态。