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沈萍《微生物学》（第2版）笔记和课后习题（含考研真题）详解试读：
第1章 绪论
1.1 复习笔记
考点一、微生物和人类的关系
1有利方面（1）微生物为人类提供很多有用产品，例如啤酒、抗生素。（2）微生物参与地球上的物质循环。（3）微生物为以基因工程为代表的生物技术的发展起到了推动作用。
2有害方面
微生物引起的瘟疫会给人类带来毁灭性的灾难。
考点二、微生物学
1研究对象及分类地位（1）定义
微生物学一般定义为研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学。（2）微生物的种类
①无细胞结构类：病毒、亚病毒因子（卫星病毒、卫星RNA和朊病毒）。
②原核细胞：细菌、古生菌。
③真核细胞：真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、原生动物等。（3）微生物的特性和共性
①微生物具有其他生物不具备的生物学特性，具有其他生物不具备的代谢途径和功能。
②微生物具有其他生物共有的基本生物学特性。
③易操作性：微生物具有个体小、结构简单、生长周期短、易大量培养、易变异、重复性强等优势。
2研究内容及分科
微生物学可分为许多不同的分支学科，并且还在不断地形成新的学科和研究领域。其主要的分科见表1-1。表1-1 微生物学的分支学科
考点三、微生物的发现和微生物学的发展
1微生物的发现
荷兰商人安东·列文虎克通过自制的显微镜发现了微生物世界。
2微生物学发展过程中的重大事件
微生物学发展过程中的重大事件如下表所示。表1-2 微生物学发展中的重大事件
3微生物学发展的奠基者
法国的巴斯德和德国的柯赫是微生物学的奠基人。（1）巴斯德的贡献
①彻底否定了“自生说”。曲颈瓶实验彻底否定了“自生说”，建立了病原学说，并推动了微生物学的发展。
②免疫学——预防接种。发现将病原菌减毒诱发的免疫性可以预防鸡霍乱病，为人类防病、治病做出了重大贡献。
③证实发酵是由微生物引起的。
④其他贡献——巴斯德消毒法和家蚕软化病问题。（2）柯赫的贡献
①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。
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。
④用固体培养基分离纯化微生物的技术。
⑤配制培养基。
考点四、20世纪的微生物学
1多学科交叉促进微生物学全面发展（1）微生物遗传学和微生物生理学等新的基础研究的形成，推动了分子遗传学的形成。（2）促进其他分支学科如细菌学、真菌学、病毒学的迅速发展。
2微生物学推动生命科学的发展（1）促进许多重大理论问题的突破
微生物学的发展与基因结构的精细分析、重叠基因的发现密不可分。（2）对生命科学研究技术的贡献
动、植物的转基因技术也源于微生物转化的理论和技术。（3）微生物与“人类基因组计划”
微生物基因组作图和测序方法的不断改进加快了人类基因组计划进展。
3我国微生物学的发展（1）1910～1921年，伍连德利用近代微生物学探索和防治鼠疫和霍乱病原，建立了中国最早的卫生防疫机构。（2）20世纪20至30年代，汤飞凡等在医学细菌学、病毒学和免疫学等领域取得了较大的成就。（3）魏岩寿对工业微生物的发展做出了开创性的贡献，戴芳澜和俞大绂等的研究奠定了我国真菌学和植物病理学的基础。（4）张宪武和陈华癸等对根瘤菌固氮作用的研究开创了我国农业微生物学。（5）高尚荫创办了中国最早的病毒学实验室和病毒学专业，建立了第一个微生物学专业。
考点五、21世纪微生物学发展的趋势
研究向分子水平发展，全面开展微生物基因组学研究。
新技术、新方法在微生物学中的广泛应用。
微生物生命现象的特性和共性更加受到重视。
微生物学与其他学科间的渗透、交叉和融合，形成新的边缘学科。
微生物应用性的高技术产业将呈现全新的局面。
1.2 课后习题详解
一、复习题
1用具体事例说明人类与微生物的关系。
答：说明人类与微生物关系的事例如下：（1）微生物在人类生活环境中无处不在，它们的存在及生命活动与人类和其他高等生物的生存密切相关，在地球上的物质循环中起到重要作用。没有微生物也就没有高等生物的繁衍，但是，如果没有高等生物，大多数微生物可依旧进行繁衍。（2）微生物的存在及生命活动对人类有利也有弊，能够列举。有利的一面包括面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素酶等重要产品的生产；有害的一面包括瘟疫的流行、传染病的蔓延、食品的腐败等等。最后，还可以从人体本身携带的不可缺少的有益微生物进行分析，说明微生物与人类的关系密切和重要性。
2为什么微生物学比动物学、植物学起步晚，但却发展迅速？并成为生命科学研究的“明星”？
答：（1）发展迅速是原因有以下几方面：
①微生物具有其他生物不具备的生物学特性；
②微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；
③微生物具有个体小、结构简单、生长周期短、易大量培养、易变异、重复性强等优势，十分易于操作，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；
④微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。（2）成为明星是因为微生物代谢快，生长周期短，生活条件易控制，生产所需成本低投入少，产量大，数量大，易操作。这些特性使得其在人类的生活中起到各种各样的作用。
3简述微生物学在生命科学发展中的地位，并描绘其前景。
答：（1）微生物学是生命科学的重要学科之一，微生物作为最简单的生命体而成为生命科学研究不可替代的理想材料，它是进行分子生物学、遗传学、基因工程、酶工程和微生物工程研究的模式生物，奠定了微生物学在生命科学中的基础地位，微生物学的发展促进了人类的健康与进步：①建立了外科手术中的消毒技术，防止病源微生物感染；②寻找人畜传染病的病原菌；③接种疫苗对人类进行预防接种，杜绝传染病的传播；④抗生素和化学治疗剂的发现及基因工程药物的生产等。（2）微生物学的发展前景：①微生物基因组学研究将全面展开；②以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为研究内容的微生物生态学、环境微生物、细胞微生物学等，将在基因组信息的基础上获得长足发展，为人类的生存和健康发挥积极的作用；③微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视；④与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展；⑤微生物产业将呈现全新的局面。
4为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人？
答：巴德斯和柯赫的工作为今天的微生物学奠定了科学原理和基本的方法，使微生物学作为一门独立的学科开始形成。（1）巴德斯的贡献：①彻底否定了“自生说”；②首次发现预防接种，利用病原菌减毒诱发的免疫性制成狂犬疫苗；③发现发酵是由酵母菌引起的；④创立巴斯德消毒法等。（2）柯赫在对病原细菌的研究中取得了突出的成就：①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；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；④配制培养基及创建了分离、纯化微生物的技术等。
5简述下列科学家对微生物学发展的主要贡献：Lister，Griffith，Fleming，Avery，Lederberg，Waksman，Jacob&Monod，Ames，Woese，汤飞凡，何大一。
答：下列科学家对微生物学发展的主要贡献分别是：（1）Lister创立了消毒外科。并首次成功的进行了石碳酸消毒试验。（2）Griffith发现细菌转化。（3）Fleming发现青霉素。（4）Avery证实转化过程中DNA是遗传信息载体。（5）Lederberg发现普遍性转导。（6）Waksman发现链霉素。（7）Jacob和Monod提出基因调节的操纵子模型。（8）Ames建立细菌测定法检测致癌物。（9）Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的类群。（10）汤飞凡首次分离出沙眼衣原体。（11）何大一是艾滋病鸡尾酒疗法的发明人。
二、思考题
1许多生物科学研究者喜欢用微生物作为模式系统来揭示生命过程，你认为其原因何在？你能列举几个现代微生物学发展的例子吗？
答：（1）用微生物作为模式系统来揭示生命过程的原因
①微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；
②微生物具有其他生物不具备的生物学特性；
③微生物具有个体小、结构简单、生长周期短、易大量培养、易变异、重复性良好等优势，易于操作，而动、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；
④微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。（2）现代微生物学发展的例子
①利用微生物治理环境；②利用微生物制备抗生素；③利用微生物制备单克隆抗体。
2何谓纯培养？为什么说它对微生物学的发展至关重要？它存在于自然环境中吗？纯培养和当今工业发酵中采用的混合培养（见第十五章）有何关系？
答：（1）纯培养是指对培养基中单一的培养物进行培养。（2）因为纯培养能够得到单一的纯种菌株，从而为微生物的形态结构、分类、遗传变异等问题的研究奠定就基础，所以说纯培养对微生物的发展至关重要。（3）自然界中不存在纯培养。自然界的环境中存在多种微生物，是混合生长的。（4）混合培养是多种微生物混合在一起培养，共用一种发酵培养基。相当于多个纯培养混合在一起。
1.3 名校考研真题详解
一、选择题
牛奶、饮料、啤酒及调味品等一般采用（ ）方法进行消毒。[四川理工大学2019研]
A．巴氏消毒法
B．间隙灭菌法
C．常规加热法
D．煮沸法【答案】A【解析】巴氏消毒法是采用较低温度（一般在60～82℃），在规定的时间内，对食品进行加热处理，达到杀死微生物营养体的目的，是一种既能达到消毒目的又不损害食品品质的方法。BCD三项，温度过高都会影响产品的营养和口感。
二、填空题
1荷兰业余科学家、微生物学先驱者______用自制显微镜观察到了微生物，为微生物的存在提供了有力的证据，为以后微生物的研究生创造了条件。[四川理工大学2019研]【答案】列文虎克
219世纪中期，以法国的______和德国的______为代表的科学家，揭示了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。[南开大学2009研]【答案】巴斯德；柯赫
三、判断题
巴斯德和柯赫被认为是微生物学的奠基人，是因为他们最先发现了微生物。[中科院2004研]【答案】×【解析】最早发现微生物的人是荷兰商人安东·列文虎克，他自制显微镜，从而发现了微生物世界。巴德斯和柯赫为微生物的建立和发展作出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立的学科开始形成。
四、名词解释
1Joshua Lederberg[南京大学2006研]
答：Joshua Lederberg即乔舒亚·莱德伯格，是细菌遗传重组的发现者，在1958年，因为细菌遗传物质重组的现象发现与机制的阐明，获得了诺贝尔生理医学奖。
2Microbial ecology[南开大学2009研]
答：Microbial ecology即微生物生态学，是研究微生物群体与其周围的生物和非生物环境条件间相互作用的规律的学科。
五、简答题
1论述巴斯德和柯赫在微生物领域的贡献。[扬州大学2019研]
答：巴斯德和柯赫都为微生物的建立和发展做出了卓越的贡献，推动了微生物学的发展。（1）巴斯德为微生物学做出的贡献有：
①彻底否定了“自生说”：巴斯德的曲颈瓶实验彻底否定了“自生说”，并从此建立了病原学说，推动了微生物学的发展。
②免疫学-预防接种：巴斯德发现将病原菌减毒可诱发免疫性，以预防霍乱病。并首次制成狂犬疫苗，证实其免疫学说，为人类防病、治病做出了重大贡献。
③证实发酵是由微生物引起的。此外，巴斯德还发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是由不同细菌所引起的，为进一步研究微生物的生理生化奠定了基础。
④提出巴斯德消毒法（60～65℃作短时间加热处理）、解决家蚕软化病问题，推动了微生物病原学说的发展，并深刻影响医学的发展。（2）柯赫是著名的细菌学家，他建立了一系列研究微生物的方法，在病原菌领域也有卓越贡献：
①对病原细菌的研究方面做出的贡献：
a．证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。
b．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。
c．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。
②对微生物基本操作技术方面做出的贡献：
a．用固体培养基分离纯化微生物的技术。
b．改进固体培养基的配制配方。
c．创造了许多显微技术，包括细菌细胞的染色技术、悬滴培养法以及显微摄影技术。
2从有益和有害两个方面各列举两个例子说明微生物和人类的关系。[中科院2004研]
答：（1）微生物对人类的有益方面
①微生物为人类提供很多有用产品，例如：啤酒、抗生素。
②微生物参与地球上的物质循环。
③微生物为以基因工程为代表的生物技术的发展起到了推动作用。（2）微生物对人类的有害方面
①微生物引起的瘟疫会给人类带来毁灭性的灾难。
②微生物的繁殖使食物发霉变质。
32002年底至2003年春，在我国部分地区爆发非典型性肺炎，一开始对引起该病的病原颇有争议，经过科技工作者的努力，最终弄清了引起非典型性肺炎的病原是一种冠状病毒。请你设想科研人员是怎样确定该病是由病毒引起的（说明证据要点）？[中科院2004研]
答：确定该病是病毒引起的，应该采用柯赫法则，如下：（1）从患病的宿主体内能分离到病毒；（2）宿主细胞能够培养该病毒；（3）能够通过滤菌器；（4）培养的病毒能够使相同的或相近的宿主产生类似的症状；（5）能够从实验感染的宿主体内重新分离得到病毒；（6）能检测到针对病毒发生的特异性免疫反应。
第2章 微生物的纯培养和显微技术
2.1 复习笔记
考点一、微生物的分离和纯培养
1无菌技术（aseptic technique）
在分离、转接及培养纯培养物时为了防止其被其他微生物污染，并且保证其自身也不会污染操作环境的技术被称为无菌技术。（1）微生物培养的常用器具及其灭菌
①常用的培养微生物器具在使用前必须先行灭菌，例如试管、玻璃烧瓶、培养皿等；
②培养微生物的营养物质称为培养基，可以加到器皿中后一起灭菌，也可在单独灭菌后加到无菌的器具中；
③培养皿通常是由正反两平面板互扣而成，这种器具是专门为了防止空气中微生物污染而设计的。（2）接种操作
接种环在火焰上灼烧灭菌→烧红的接种环在空气中冷却，同时打开装有培养物的试管→用接种环蘸取一环培养物转移到装有无菌培养基的试管中，并将试管重新盖好→接种环在火焰上灼烧，杀灭残留的培养物
2用固体培养基获得纯培养
固体培养基是指在一般培养温度下呈固体状态的培养基，一般用琼脂或其他凝胶物质固化而成。
菌落是指由微生物个体在适宜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、有一定形态结构的子细胞群体。若固体培养基表面众多菌落连成一片时，此时称为菌苔。不同微生物在培养基上的菌落或菌苔具有一定的特征，这些特征是微生物分类和鉴定的重要依据。
培养平板简称平板（plate），是指冷却凝固后的固体培养基在无菌培养皿中所形成的培养基固体平面，常用于获得微生物的纯培养。表2-1 固体培养基获得微生物纯培养的几种方法
3用液体培养基获得纯培养
稀释法是液体培养基分离纯化通常采用的方法。
接种物在液体培养基中顺序稀释，得到高度稀释的效果，使每支试管中分配不到一个微生物。若稀释后大多数试管中没有微生物生长，则有微生物生长的试管得到的培养物可能就是纯培养物；若稀释后的试管中有微生物生长的比例较高，则得到纯培养物的概率就降低。所以采用稀释法纯化，需在同一稀释度的许多平行试管中，大多数（一般超过95%）表现为不生长。
4单细胞（孢子）分离
单细胞（或单孢子）分离法是指采用显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养。
对于较大的微生物，可采用毛细管提取单个个体；对于个体相对较小的微生物，需采用显微操作仪，在显微镜下进行。
5选择培养
没有一种培养基或一种培养条件能够满足自然界中一切生物生长的要求，在一定程度上所有的培养基都是选择性的。表2-2 选择培养的类型
6微生物的保藏技术
生物的生长一般都需要一定的水分、适宜的温度和合适的营养，微生物也不例外。菌种保藏就是根据菌种特性及保藏目的的不同，给微生物菌株以特定的条件，使其存活而得以延续。表2-3 微生物的保藏技术
除上述方法外，微生物菌种保藏的方法还有很多，如纸片保藏、薄膜保藏、寄主保藏等。
考点二、显微镜和显微技术
1显微镜的种类及原理表2-4 显微镜的种类及其原理
2显微观察样品的制备（1）光学显微镜的制样
光学显微镜是微生物学研究最常用的工具，有活体观察和染色观察两种基本使用方法。表2-5 活体观察和染色观察（2）电子显微镜的制样
①透射电镜的样品制备
a．负染技术；
b．投影技术；
c．超薄切片技术。
②扫描电镜的样品制备
扫描电镜样品制备方法比透射电镜要简单，它主要要求样品干燥，并且表面能够导电。
考点三、显微镜下的微生物
1细菌和古生菌（1）细菌的形态和排列
细菌基本形态可分为球状、杆状与螺旋状3种，许多细菌也常以成对、成链、成簇的形式生长。
①支原体（mycoplasma）由于只有细胞膜，没有细胞壁，故细胞柔软，形态多变，具有高度多形性。
②放线菌、黏细菌具有特定的生活周期，在不同的生长阶段具有不同的形态。（2）古生菌
古生菌与细菌具有类似的个体形态，有些古生菌则具有比较独特的个体形态，如能在饱和盐水中生长的有些极端嗜盐菌细胞呈方型。（3）原核生物的细胞大小
原核生物的细胞大小随种类不同差别很大。有的与最大的病毒粒子大小相近，在光学显微镜下勉强可见，有的与藻类细胞差不多，几乎肉眼就可辨认，但多数居于二者之间。
2真菌（1）霉菌
霉菌是一些丝状真菌的统称。霉菌菌体均由分支或不分支的菌丝构成，许多菌丝交织在一起，称为菌丝体。其生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。（2）酵母菌
酵母菌是单细胞真核微生物，通常以芽殖或裂殖来进行无性繁殖，极少数种可产生子囊孢子有性繁殖。
酵母菌在光学显微镜下一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形，有些酵母菌细胞与其子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。
3藻类
藻类是一大类真核生物，含有叶绿素，可进行光合作用并释放氧。
藻类大多数只能通过显微镜才能观察到，但也有一些个体很大，如大的海藻长达若干米，形态上也有很大差别，许多是单细胞的，也有些是单细胞的群体。
4原生动物
原生动物是一类单细胞真核生物，细胞通常无色，缺少真正细胞壁，具有运动能力，并进行吞噬营养。其个体微小，大多数只能通过显微镜才能看见。
2.2 课后习题详解
一、复习题
1何为无菌技术？试列举属于无菌技术范围的具体实验操作环节及注意事项。
答：（1）无菌技术是指在微生物的研究及应用中，不仅需要通过分离纯化技术从混杂的天然微生物群中分离出特定的微生物，而且还必须随时注意保持微生物纯培养物的“纯洁”，防止其他微生物的混入，所操作的微生物培养物也不应对环境造成污染。在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染，其自身也不污染操作环境。（2）实验操作环节及注意事项
①接种环在火焰上灼烧灭菌；
②烧红的接种环在空气中冷却，同时打开装有培养物的试管；
③用接种环蘸取一环培养物转移到一装有无菌培养基的试管中，并将试管重新盖好；
④接种环在火焰上灼烧，杀灭残留的培养物。
2哪些固体培养基分离技术可以被用来获得目的微生物的纯培养？它们的适用范围及特点如何？
答：（1）可以被用来获得目的微生物的纯培养的固体培养基包括：稀释倒平板法，涂布平板法，平板划线法，稀释摇管法，选择平板法。（2）上述固体培养基适用范围及特点
①稀释倒平板法：细菌分离效果好，但操作相对麻烦，不利于热敏感菌和好氧菌的生长。
②涂布平板法：操作方便，但有时涂布不均匀。
③平板划线法：操作方便，但无法进行计数。
④稀释摇管法：对厌氧菌进行纯培养分离，操作和观察均相对麻烦。
⑤选择平板法：利用选择性培养条件（例如加抗生素或用牛奶平板）较快地分离获得目的菌。
3在何种情况下你会选择使用液体分离法或单孢子（细胞）分离法来获得微生物的纯培养？
答：（1）对于不能或不易在固体培养基上生长的微生物，选择用液体分离法获得纯培养。（2）从样品中直接分离所需要的微生物细胞或孢子时，获得其纯培养物时，采取单细胞分离法。
4为什么说菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重要意义？你认为哪些菌种保藏技术可被用于保藏大肠杆菌及枯草芽孢杆菌菌株？
答：（1）菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重要意义的原因
①菌种的保藏技术能够使分离得到的纯培养物在一定时间内不死亡；
②菌种的保藏技术能够使分离得到的纯培养物不会被其他污染物污染，不会因发生变异丢失重要的生物学性状；
③菌种的保藏技术使微生物研究和应用工作顺利进行。（2）冷冻保藏和干燥保藏可以用于保藏大肠杆菌及枯草芽孢杆菌菌株。
5使用油镜时为何要滴加香柏油？我们是否应该进一步寻找介质折射率更大的其他物质取替香柏油，以进一步提高显微镜的分辨率？
答：（1）使用油镜时要滴加香柏油，理由是：油镜的放大倍数高，而透镜很小，光线通过不同密度的介质时，会发生散射。进入镜筒的光线少，视野暗。加上香柏油后，进入视野的光线多，物象清晰。（2）我们不需要进一步寻找介质折射率更大的其他物质取替香柏油，提高显微镜的分辨率。因为人眼的分辨率是有限的。
6试总结、比较普通光学显微镜、荧光显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜在成像原理方面的异同点。
答：普通光学显微镜、荧光显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜在成像原理方面的异同点如表2-6。表2-6 各种显微镜成像原理异同的比较
7试述电子显微镜在进行生物样品制备与观察时应注意的问题。
答：电子束的穿透能力是十分有限的，超薄切片是基本的透射电镜实验技术。相比之下，扫描电镜对样品的大小和厚度没有严格的要求。制备与观察时应注意以下问题：（1）生物组织的主要成分之一是水，若生物样品不经处理直接放进电镜，镜筒中的高真空必然会使样品发生严重的脱水现象，失去样品原有的空间构型，所以一般不能用电镜进行生物样品的活体观察。而且，由于生物样品很容易遭到破坏，在对样品进行固定、干燥、染色及其他一些处理过程中，也必须随时注意使样品尽量保持生活状态下的精细结构，而不严重失真。另外，在扫描电镜的使用中，除要求样品干燥外，还需要样品具一定的导电能力，以减少样品表面电荷的堆积并得到良好的二次电子信号。而生物样品一般都是不导电的，所以在制备扫描电镜生物样品时，一般需在其表面镀上一层金属薄膜。（2）增加样品的反差显微观察时，只有样品具有一定的反差，才能得到清晰的图像。光学显微镜可以通过各种染色技术来增加样品的反差，并得到彩色的样品图像。而在电镜的使用中，彩色染料是不采用的，因为两种不同的颜色在电镜中是不能区别的。电镜中生物样品不同结构之间反差的取得一般是用重金属盐染色或喷镀，凡是嗜金属的结构，对电子的散射与吸收的能力增强，易于形成明暗清晰的电子图像。而且，由于电子图像是靠不同电子密度形成的亮度差异而构成，所以，电镜得到的电视或照相图像都是黑白的。
8哪些因素会影响显微测定的细菌细胞大小？如果在实验中偶然发现某菌具有特异的细胞形态，你该如何对待？
答：（1）影响显微测定细菌细胞大小的因素有：染色因素和菌的生长时期。比如干燥固定后的菌体比活的菌体的长度要缩短1/3～1/4；幼龄期的细菌比老龄期的细菌要大很多。（2）偶然发现有特异形态的细菌，应该对该菌进行鉴定。首先是平板划线，纯化该细菌；其次是提取基因组，对16S rRNA测序。
二、思考题
1一般说来，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：这种现象是因为培养极端嗜盐菌的培养平板需要添加很高浓度的氯化钠（例如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，实验结果也不会受到影响。
2如果希望从环境中分离得到厌氧固氮菌，你该如何设计实验？
答：从环境中分离得到厌氧固氮菌，实验设计如下：（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生长，在厌氧罐内的平板上生长的即为可能的厌氧固氮菌。（4）对分离得到的厌氧固氮菌菌落样品进行系列稀释，涂布于相应的选择平板，重复上述步骤直到获得厌氧固氮菌的纯培养物。
3为什么光学显微镜的目镜通常都是15×？是否可以采用更大放大倍率的目镜（如30×）来进一步提高显微镜的总放大倍数？
答：（1）光学显微镜的目镜通常都是15×，是因为光学显微镜的分辨率受到光源波长及物镜性能的限制。在使用最短波长的可见光（450nm）作为光源时，在油镜下可以达到的最大分辨率为0.18μm。由于肉眼的正常分辨能力一般为0.25mm左右，因此光学显微镜有效的最高总放大倍数只能达到1000～1500倍。油镜的放大倍数是100×，因此显微镜配置的目镜通常都是15×。（2）不可以采用更大放大倍率的目镜（如30×）来进一步提高显微镜的总放大倍数，选用更大放大倍数的目镜（如30×）进一步提高显微镜的放大能力对观察效果的改善并无帮助。
4为什么透射电镜和扫描电镜对样品厚度与大小的要求有如此大的差异？能否用扫描电镜来观察样品的内部结构，而用透射电镜来观察样品的表面结构？
答：（1）这种差异是因为：透射电子显微镜的成像原理类似于普通光学显微镜，作为光源的电子束在成像时要穿透样品。由于电子束的穿透力有限，因此在进行透射电镜观察时要求样品一定要薄。而扫捕电镜的成像原理类似于电视或电传真照片，图像是通过收集样品表面被激发的二次电子形成的，因此对样品的厚度并无特别的要求。（2）能用扫描电镜来观察样品的内部结构，用透射电镜来观察样品的表面结构。
①扫描电镜一般被用于观察样品的表面结构，但通过样品制备过程中的冰冻蚀刻技术，用扫描电镜也可观察到样品的内部结构，获得立体的图像。
②透射电镜一般通过超薄切片技术观察样品的内部结构，但通过样品制备过程中的复型技术，用透射电镜也可对样品的表面结构进行观察。
5培养条件对微生物个体的大小有哪些影响？你是否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）培养条件对微生物大小的影响
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。（2）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、网柱形或柠檬形，不具运动性。原生动物细胞形态多变，能够运动。相比较而言，细菌细胞一般较小，需用高倍镜或油镜才能看清。
2.3 名校考研真题详解
一、填空题
1纯培养是指______，在微生物实验室可通过______、______、______和______方法获得。[上海交通大学2003研]【答案】来源于同一细胞的后代的培养物；单细胞挑取法；稀释涂布平板法；稀释混合平板法；平板划线法
2在菌种保藏工作中，为使微生物处于休眠状态，人为地造成______、______、______、______的环境，其中______被认为是目前较好的长期保藏方法。[上海交通大学2003研]【答案】干燥；低温；缺氧；避光；冷冻干燥保藏
二、判断题
一般显微计数法比稀释涂布法测得的菌数多。（ ）[四川理工大学2019研]【答案】√【解析】显微计数法所得为所有菌体数，稀释涂布法中，只有活菌才能在平板上长出菌落。
三、名词解释题
1完全培养基与基本培养基[四川理工大学2019研]
答：（1）完全培养基是指在基本培养基中加入一些富含氨基酸、维生素和碱基之类的天然有机物质（如蛋白质，酵母膏），以满足该菌株的各种营养缺陷型都能生长的培养基。（2）基本培养基是指能满足某一菌类的野生型菌株生长最低营养要求的合成培养基。不同微生物的基本培养基是不相同的，基本培养基又称无机盐培养基。
2Colony[南开大学2007研]
答：Colony即菌落，是指一个微生物个体在固体培养基表面经生长繁殖，形成肉眼可见、具有一定形态的子细胞生长群体。
3Aseptic technique[中科院2004研]
答：Aseptic technique即无菌技术，是指一种在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染的技术。
四、问答题
1什么是菌种衰退？试述其原因及预防措施。[四川理工大学2019研]
答：（1）菌种衰退是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。（2）菌种衰退的主要原因是有关基因的负突变。当控制产量的基因发生负突变，就会引起产量下降；当控制孢子生成的基因发生负突变，则使菌种产孢子性能下降。菌种的衰退是一个从量变到质变的逐步演变过程。（3）防止菌种衰退的措施如下：
①合理的育种：选育菌种时应使用单核的处理细胞；合理选择诱变剂的种类和剂量或增加突变位点，以减少分离回复；在诱变处理后进行充分的后培养及分离纯化，以保证保藏菌种纯粹。
②选用合适的培养基：变异多半是通过菌株的生长繁殖而产生的，当培养基营养丰富时，菌株会处于旺盛的生长状态，代谢水平较高，为变异提供了良好的条件，大大提高了菌株的衰退几率。
③创造良好的培养条件：创造和发现一个适合原种生长的条件可以防止菌种衰退，如低温、干燥、缺氧等。
④控制传代次数：菌种传代次数越多，产生突变的几率就越高，因而菌种发生衰退的机会就越多。所以应尽量避免不必要的移种和传代，把必要的传代降低到最低水平，以降低自发突变的几率。
⑤用不同类型的细胞进行移种传代：有些微生物用菌丝接种会出现不纯和衰退，而用孢子接种时不会出现此现象，因此用不同类型的细胞进行移种传代可防止衰退。
⑥采用有效的菌种保藏方法：用于工业生产的一些微生物菌种，其主要性状都属于数量性状，最容易发生衰退。因此，有必要研究和制定出更有效的菌种保藏方法以防止菌种衰退。
2如何从土壤中分离得到一个微生物的纯培养体？[四川大学2007研]
答：从土壤中分离得到一个微生物的纯培养体的基本步骤：（1）采集菌样。选择好适当地点后，用小铲子除去表土，取5～20cm处的土样几十克，放入事先灭过菌的防水纸袋内，并在上记录采土时间、地点和植被等情况。（2）富集培养。利用选择性培养基的原理，在所采集的土壤等含菌样品中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少数能分解利用这类营养物的微生物趁机大量繁殖，从而有利于分离它们。（3）纯种分离。常用的分离纯化的方法很多，大体上可将它们归纳成两类，一类较粗放，一般只能达到“菌落纯”的水平，即从种的水平来说是纯的，例如在琼脂平板上进行划线分离、表面涂布或与尚未凝固的琼脂培养基混匀后再浇注并铺成平板等方法以获得单菌落；另一类是较精细的单细胞或单孢子分离方法，它可以达到细胞纯即“菌株纯”的水平。这类方法的具体操作种类很多，既有简便的利用培养皿或凹玻片等作分离小室的方法，也有利用复杂的显微操纵装置进行分离的方法。如果遇到不长孢子的丝状真菌，则可用无菌小刀切取菌落边缘疏稀的菌丝尖端进行分离移植，也可用无菌毛细管插入菌丝尖端，以截取单细胞而进行纯种分离。（4）性能测定。根据所需要的性状再次验证所筛选的菌株是否符合要求。
第3章 微生物细胞的结构与功能
3.1 复习笔记
考点一、原核微生物
原核微生物是指没有真正细胞核，即核质和细胞质之间没有明显核膜，只有称作核区的裸露DNA的单细胞微生物。
原核微生物与真核微生物的主要区别见表3-1。表3-1 原核微生物与真核微生物的比较
1细胞壁
图3-1 原核生物细胞结构图（1）细胞壁的功能
①提高细胞的机械强度、固定外形，保护细胞免受外力的损伤。
②是细胞生长、分裂和鞭毛运动所必要的结构，失去细胞壁的原生质体不具备这些功能。
③阻拦酶等大分子物质进入细胞，保护细胞免受有害物质的损伤。
④使细菌具有抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。（2）革兰氏阳性菌的细胞壁
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的主要区别见表3-2。
图3-2 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的比较
①肽聚糖
肽聚糖是真细菌类细胞壁中的特有成分，又称为黏肽、胞壁质或黏质复合物。肽与聚糖组成肽聚糖分子，其中的肽有四肽尾和肽桥两种，聚糖是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔形成。
a．双糖单位：由一个N-乙酰葡糖胺和另一个N-乙酰胞壁酸通过β-l,4-糖苷键相连，其中N-乙酰胞壁酸为原核生物特有的己糖。
b．四肽尾或四肽侧链：4个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。
c．肽桥或肽间桥：起连接前后两个四肽尾分子的作用，影响着肽聚糖的多样性。
②磷壁酸
磷壁酸的主要成分是甘油磷酸或核糖醇磷酸，是革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖。其主要生理功能有：2＋
a．提高Mg浓度，增强相关酶活性；
b．储存磷元素；
c．增强某些细菌黏性；
d．使革兰氏阳性菌具有特定抗原；
e．噬菌体吸附受体；
f．调节自溶素活性。（3）革兰氏阴性菌的细胞壁
①肽聚糖
革兰氏阴性菌肽聚糖与革兰氏阳性菌相似，差别仅在于：
a．四肽尾的第3个氨基酸不是L-Lys，而是被原核微生物细胞壁特有的内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；
b．没有特殊的肽桥。
②外膜
外膜位于细胞壁外层，主要成分是脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质，也称为外壁。
脂多糖（LPS）是位于革兰氏阴性菌细胞壁中的类脂多糖类物质，位于细胞壁最外一层，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链部分组成。主要功能：
a．产生内毒素的基础；22＋＋
b．提高Mg，Ca浓度，增强相关酶活性；
c．表明抗原多样性；
d．噬菌体吸附受体；
e．进出选择性功能。
③外膜蛋白
指嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。
④周质空间
周质空间指革兰氏阴性菌的外膜与细胞膜之间的狭窄空间，又称周质或壁膜间隙。周质空间内含有多种周质蛋白，包括：蛋白酶、核酸酶等水解酶类；合成酶；结合蛋白；受体蛋白。
⑤外膜与内膜间的黏合位点
主要功能是促进营养物质进入细胞中。（4）抗酸细菌的细胞壁
抗酸细菌是一类特殊的革兰氏阳性菌，细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质。由于它们被酸性复红染上色后不能被盐酸乙醇脱色，故称抗酸细菌。
抗酸细菌的细胞壁的肽聚糖含量少，脂类占60%，虽然从染色反应上呈现阳性细菌反应，但从细胞壁结构上看又与革兰氏阴性菌相似。（5）古生菌的细胞壁
除了热原体属外其余都有与真细菌有类似功能的细胞壁。
①假肽聚糖细胞壁
革兰氏阳性古生菌甲烷杆菌属的细胞壁是由假肽聚糖组成的。
②独特多糖细胞壁
革兰氏阳性古生菌甲烷八叠球菌的细胞壁含有独特的多糖。
③硫酸化多糖细胞壁
革兰氏阳性盐球菌属是一类极端嗜盐古生菌，其细胞壁是由硫酸化多糖组成的。
④糖蛋白细胞壁
盐杆菌属也属于极端嗜盐的古生菌，细胞壁是由糖蛋白组成的。
⑤蛋白质细胞壁
革兰氏阴性古生菌中少数产甲烷菌的细胞壁是由蛋白质组成的。（6）缺壁细菌
在某些情况下存在细胞壁缺损或无细胞壁的细菌，称为缺壁细菌。
①L型细菌
L型细菌是一种由自发突变而形成的细胞壁缺损细菌，由于其1935年首先在Lister研究所发现而得名。
②原生质体
原生质体一般由革兰氏阳性菌形成，指在人为条件下得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞，一般用溶菌酶降解原有细胞壁，或用青霉素抑制新生细胞壁合成。
③球状体
球状体一般由革兰氏阴性细菌形成，因为其细胞壁成分复杂，较难除尽，还残留着部分细胞壁，又称原生质球。
④支原体
支原体是一类自然条件下形成的的无细胞壁的原核生物，由于其细胞膜中含有甾醇，所以细胞膜具有较高的机械强度。表3-3 四类缺壁细菌的比较（7）革兰氏染色的机制表3-4 革兰氏染色的机制
2细胞壁以内的构造——原生质体
原生质体是指原核细胞除细胞壁以外，由细胞膜包裹的活细胞，主要包括细胞质膜、细胞质和核区3部分。（1）细胞质膜
细胞质膜由磷脂和蛋白质组成，是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层半透性薄膜，又称质膜。
①细菌的细胞质膜
生理功能：
a．选择透过性；
b．维持细胞内正常渗透压；
c．是合成细胞壁和糖被有关成分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要场所；
d．有氧化磷酸化和光合磷酸化的酶系，是细胞产能的场所；
e．是鞭毛基体的着生部位及鞭毛旋转的供能部位；
f．含有某些与趋化性相关的蛋白受体。
间体（中体）多见于革兰氏阳性菌，是一种由细胞质膜内褶形成的囊状构造，中间充满了层状或管状的泡囊。每个细胞含一个或少数几个，可在表层也可在深层。
②古生菌的细胞质膜
古生菌与真细菌细胞质膜的主要区别见表3-5。表3-5 真细菌和古生菌细胞膜的比较（2）细胞质和内含物
细胞质是细胞质膜包围的除核区以外一切物质的总称，又称为细胞质基质。
①贮藏物
贮藏物是不溶性沉淀颗粒，由不同化学成分累积而成，主要功能是贮存营养物。
分类：
a．聚-β-羟丁酸（PHB）属于类脂性质的碳源类贮藏物，功能为贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压。它存在于多种细菌细胞质内，真核细胞中尚未发现。
b．多糖类贮藏物包括糖原和淀粉类，真细菌中多为糖原。
c．异染粒有贮藏磷元素和能量以及降低细胞的渗透压的作用，又称迂回体或捩转菌素。
d．内源氮源储藏物，通常在蓝细菌中。
②磁小体
磁小体的成分为FeO，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹，34在一种折叠螺旋体的趋磁细菌中发现。
③羧酶体
羧酶体是存在于一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物，在自养细菌的CO固定中起着关键作用，又称为羧化体。2
④气泡
气泡是一种充满气体的泡囊状内含物，存在于许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中。（3）核区
核区指原核生物特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核，又称核质体、原核、拟核或原核生物核基因组。（4）特殊的休眠构造——芽孢
芽孢是有些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形，抗逆性极强的休眠体，芽孢的厚壁、含水量极低，无繁殖功能。
①产芽孢细菌的种类
主要是好氧性的芽孢杆菌属、厌氧性的梭菌属，球菌中只有芽孢八叠球菌属产生芽孢。
②芽孢的构造
芽孢包括芽孢衣、皮层、核心和胞外壁。
③芽孢形成
a．DNA浓缩形成束状染色质；
b．细胞膜内陷，细胞发生不对称分裂；
c．前芽孢的双层隔膜形成；
d．上述两层隔膜间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积钙离子，开始形成皮层，再经脱水，使折光率增高；
e．芽孢衣合成结束；
f．皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现；
g．芽孢囊裂解，芽孢游离外出。
④芽孢萌发
芽孢萌发是指芽孢由休眠状态变成营养状态细菌的过程，包括活化、出芽和生长3个阶段。
⑤芽孢的耐热机制
渗透调节皮层膨胀学说认为芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差，而皮层的离子强度很高，使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，结果导致皮层充分膨胀，核心的细胞质高度失水，使核心具极强的耐热性。
⑥研究芽孢的意义
a．是研究生物抗逆性和休眠的生物学机制的良好材料；
b．是细菌分类、鉴定中的重要的指标；
c．有利于提高菌种筛选效率；
d．有利于菌种的长期保藏；
e．为比较各种消毒灭菌方法的可靠性提供优良的模式生物。
⑦伴孢晶体
伴孢晶体是某些细菌产生芽孢时，在细胞内靠近芽孢处形成一个菱形或不规则形的多肽结晶，其中苏云金芽孢杆菌的伴孢晶体最为典型。
⑧细菌的其他休眠构造——孢囊、黏液孢子、蛭孢囊和外生孢子等（3）细胞壁以外的构造
某些原核生物的细胞壁外会着生一些特殊的附属物，如糖被、S层、鞭毛、菌毛和性菌毛等。
①糖被是包被于某些细菌细胞壁外的一层胶状物质，最常见的糖被是荚膜。
荚膜的功能：
a．保护作用，防止干旱损伤，防止白细胞的吞噬等。
b．储存营养。
c．离子交换屏障。
d．细菌间的信息识别。
e．代谢废物堆积。
②S层是某些原核微生物细胞壁外的一种特殊的表层结构，为大量蛋白质或糖蛋白亚基以方块形或六角形方式排列的连续层，类似于建筑物中的地砖。
③鞭毛是生长在某些细菌体表的细长而弯曲的、具有运动功能的蛋白质附属丝状物，其数目为一至数十根。
a．原核生物的典型鞭毛
原核生物（包括古生菌）鞭毛由基体、钩形鞘和鞭毛丝3部分组成。鞭毛的有无和着生方式在细菌的分类和鉴定上是一项重要指标。
b．螺旋体的周质鞭毛
④菌毛
菌毛是一种长在某些细菌体表的比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，具有附着于物体表面的功能。
⑤性毛
性毛构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，又称为性菌毛或接合性毛。性毛一般见于革兰氏阴性菌的雄性菌株（即供体菌）中，具有向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质的功能。表3-6 细菌鞭毛、菌毛和性毛的比较
考点二、真核微生物
真核生物是一类具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物。真核微生物主要包括真菌、显微藻类、原生动物以及地衣。
1细胞壁
具有细胞壁的真核生物主要是真菌（包括酵母菌、丝状真菌和蕈菌）和藻类。（1）真菌的细胞壁
真菌细胞壁的主要成分是多糖，另有少量的蛋白质和脂质。其中酵母菌细胞壁的成分为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、几丁质和少量脂质。不同真菌所含各物质的比例不同。（2）藻类的细胞壁
藻类细胞壁结构骨架多由纤维素组成。
2鞭毛与纤毛
鞭毛与纤毛的结构基本相同，都由鞭杆、基体和过渡区3部分组成。
3细胞质膜
真核细胞与原核细胞的质膜构造和功能十分相似。
4细胞核
细胞核是细胞内遗传信息（DNA）的储存、复制和转录的主要场所，外形为球状或椭圆体状。（1）核被膜
核被膜是包在细胞核外的外被，由核膜和核纤层组成，其上有许多核孔。（2）染色质
染色质是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、其他蛋白和少量RNA组成的线形复合构造，基本单位是核小体。（3）核仁
核仁是细胞核中一个没有膜包裹的圆形或椭圆形小体。（4）核基质
核基质是充满于细胞核空间的网状结构，由蛋白纤维组成，其功能是支撑细胞核和提供染色质附着点。
5细胞质和细胞器
细胞质是指细胞质膜包围的除核区外的一切物质的总称。（1）细胞基质和细胞骨架
①细胞基质是指胞质中除可分辨的细胞器以外的胶体状溶液，是细胞代谢活动的重要场所。
②细胞骨架是指真核生物细胞中特有的蛋白纤维网架体系。（2）内质网和核糖体
①内质网由脂质双分子层形成，是细胞质中与细胞基质相隔离、但彼此相通的膜系统。
②核糖体是细胞质中的无膜包裹的蛋白颗粒，具有蛋白质合成功能，又称核蛋白体。（3）高尔基体
高尔基体是由扁平膜囊和大小不等的囊泡组成的膜聚合体，其上无核糖体颗粒附着。（4）溶酶体
溶酶体是一种单层膜包裹的囊泡状细胞器，其内含多种酸性水解酶，主要功能是分解蛋白质、核酸、多糖等生物大分子。（5）微体
微体是一种有单层膜包裹的的球形细胞器，与溶酶体相似，但所含的酶与溶酶体不同，有过氧化物酶和过氧化氢酶两种酶。（6）线粒体
线粒体是一种双层膜包裹、进行氧化磷酸化反应的细胞器，其功能将有机物中的化学能转化成生命活动所需能量。（7）叶绿体
叶绿体是一种由双层膜包裹的绿色颗粒状细胞器，它是光合作用的场所，把光能转化为化学能，只存在于绿色植物（包括藻类）的细胞中。（8）其他细胞器
①液泡
液泡是一种由单位膜分隔的细胞器，在真菌、藻类和其他植物细胞中广泛存在。
②膜边体
膜边体是一种由单层膜包裹、位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间的细胞器，为许多真菌细胞所特有，又称边缘体、须边体或质膜外泡。
③几丁质酶体
几丁质酶体是一种活跃于各种真菌菌丝顶端细胞中、含几丁质合成酶的微小泡囊，又称壳体。
④氢化酶体
氢化酶体是由单层膜包裹的球状细胞器，内含氢化酶、氧化还原酶、铁氧还蛋白和丙酮酸。
3.2 课后习题详解
一、复习题
1什么是缺壁细菌？试简述4类缺壁细菌的形成、特点和实践意义。
答：（1）缺壁细菌是细胞缺损或无细胞壁的细菌的统称，包括支原体、L型细菌、原生质体和球状体等。一般因自然进化、自发突变或人为去除等方法而形成缺壁细菌。（2）4类缺壁细菌的形成、特点和实践意义列于下表中。表3-7 4类缺壁细菌的比较
2何谓“拴菌”实验？它如何证明原核生物的鞭毛是作旋转运动的？
答：（1）“拴菌”实验是为证明细菌鞭毛运动机制而设计的一个著名实验。（2）证明方法是：取一端长有单根鞭毛的细菌（如一些弧菌），使鞭毛的游离端被相应抗体牢牢“拴”在载玻片上，然后在显微镜下观察细胞在做打转还是伸缩运动。结果发现是在不断打转，从而确认细菌鞭毛的运动机制是旋转式而非挥鞭式。
3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是解释芽孢耐热机制的一个较新的学说。
它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，以及皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽核孢心中的水分，其结果导致皮层的充分膨胀，而作为芽孢的生命部分——芽孢核心的细胞质却发生高度失水，并由此变得高度耐热了。
4试图示真核生物“9＋2型”鞭毛的横切面构造，并简述其运动机制以及进行“拴菌”实验的可能性。
答：（1）见图3-2所示真核生物“9＋2型”鞭毛的横切面构造
图3-2 真核生物“9＋2型”型鞭毛的横切面（2）运动机制
真核生物的鞭毛属于“9＋2型”，构造较复杂，整个鞭毛由鞭杆、过渡区和基体3部分构成。它与原核生物的鞭毛不仅结构不同，而且在运动方式和机制上都有显著的差别。它的运动方式是借鞭杆中微管二联体等的收缩带动鞭毛作挥鞭式运动。（3）可以利用“拴菌”实验验证其运动方式：选用单鞭毛的真核生物，如绿眼虫（Euglena viridis）和相应的抗体，使鞭毛的游离端被抗体牢牢“拴”在载玻片上，然后在显微镜下观察细胞的运动特点，如是在做伸缩运动，则可以证明真核生物鞭毛的挥鞭式运动方式。
5试理顺染色质、DNA、组蛋白、核小体、螺线管、超螺旋环和染色体之间的关系。
答：（1）染色质是细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质，是遗传物质的存在形式。（2）它的主要成分是DNA和组蛋白，两者的质量比例（1:1）固定。（3）组蛋白是存在于真核生物染色质中的一组进化上非常保守的碱性蛋白质，分为H1、H2A、H2B、H3、H45种类型，是构成核小体的核心。（4）核小体是染色质包装的基本单位。核小体是由近乎球状的组蛋白形成的八聚体（histone）（H2A、H2B、H3和H4）和在其外围绕两圈的DNA所构成。螺线管是真核细胞染色质包装的二级结构。有组蛋白HL存在时，直径10 nm的核小体念珠结构螺旋盘绕，形成外径30 nm、内径10 nm、螺距11 nm的一种染色质结构，每一螺旋圈有6个核小体，组蛋白HL对这一结构的稳定起重要作用。（5）超螺旋体是300 A左右的螺线管（体）（二级结构）再进一步螺旋化，形成直径为0.4μm的筒状体，这就是染色体的“三级结构”。到这里，DNA又再被压缩了40倍。（6）超螺旋体进一步折叠盘绕后，形成染色单体-染色体的“四级结构”。两条染色单体组成一条染色体。染色体只是染色质的另外一种形态。在细胞的有丝分裂间期，染色质丝经过螺旋化、折叠、包装成为染色体，为显微镜下可见的具不同形状的小体。
二、思考题
试比较线粒体与叶绿体的结构和功能，并说明两者为真核生物起源的内共生假说提供了哪些重要证据。
答：（1）线粒体和叶绿体的结构和功能如下表所示：表3-8 线粒体和叶绿体的比较表（2）“内共生”假说是关于真核生物细胞，特别是其中的细胞器——线粒体和叶绿体起源的学说。根据这个学说，两者都起源自内共生于真核生物细胞中的原核生物，其中的线粒体起源于原始的好氧性细菌，而叶绿体则起源于原始的光合自养生物蓝细菌。主要证据为：
①线粒体和叶绿体都含有一套半自主复制的双链环状DNA以及70S核糖体；
②线粒体和叶绿体都有自己特有的更类似于原核生物的DNA，包括DNA形态大小、分子构成和变性后复性难易程度等方面。且线粒体具有和真核宿主细胞不同的遗传密码，而它们与细菌和古生菌却很类似；
③叶绿体和线粒体可独立合成自己的DNA和RNA，且其中的RNA聚合酶可被原核生物RNA聚合酶的抑制剂所抑制；
④在形态大小和化学组成方面，线粒体和细菌相似，叶绿体则与蓝细菌相似。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]