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周德庆版微生物期末复习最终整理精编版


周德庆版微生物期末复习最终整理精编版
绪论

微生物的五大共性。
(1)体积小,面积大;(由此产生其余 4 个共性) (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。

微生物学发展简史。
(1)微生物的发现:人类对微生物的认识远落后于对动、植物的认识。其原因主要有以下 几点: 1)微生物个体微小,没有合适的观测工具无法看到这些微小的生物。 2)微生物的群体特征其貌不扬。 3)种间杂居混生,自然界存在的微生物均为多种微生物生长在一起,前人还无法将它们分 离、纯化。单一一种微生物的作用也无法了解。 4)假使有纯化的微生物,它的形态与其作用的后果间的因果关系也很难被人们所认识。如, 已有数千年酿造历史的酒类,直到 1860 年左右,由巴斯德首次确定了酒精的产生是酵母菌 发酵的结果。 再比如,曾经 3 次大流行、夺去 2 亿人的生命的鼠疫( “黑死病” ) ,其罪魁祸首竟是一些长 不过几个微米的细菌—鼠疫杆菌(yersinia pestis) 。这对处在微生物学知识相对匮乏时代的 人们来说,确实是一个无法想像和理解的事情。 以上四点,在一定程度上,从技术和方法方面阻碍了人们对微生物的认识。虽然,在几千年 前人们已经开始利用微生物(酿酒、种痘) ,可惜是朦朦胧胧的。 (2)微生物学发展简史: 科学技术的不断进步, 人们逐步克服了在微生物认识上的障碍。 微生物学才得以发展和进步。 纵观微生物学发展的历史,可大致分成五个时期: 1)史前期:约 8000 年前—1676 年,朦胧阶段,凭实践经验利用微生物的有益活动和作用。 此阶段我国古代劳动人民在制曲、酿酒技术上颇有心得,经验丰富。 2)初创期:1676—1861 年,形态描述阶段,个人爱好,进行微生物形态描述。 荷兰业余科学家—微生物学先驱者列文?虎克(Anthony van Leeuwenhoek) 。 a.利用单式显微镜,于 1676 年首次观察到细菌(胞) ; b.一生制作了 419 架显微镜或放大镜; c.发表过约 400 篇论文。 3)奠基期:1861—1897 年,生理水平研究阶段,微生物学开始建立,独特的微生物学基本 研究方法建立。 微生物学奠基人—法国化学家巴斯德(Louis Pasteur) ,主要贡献: a.通过曲颈瓶试验否定了生命的自然发生学说,提出了生命只能来自于生命的胚种学说 b.证实了发酵是由微生物引起的; c.预防接种,免疫学的建立; d.活的微生物是传染病、腐败的真正原因,建立了消毒灭菌等一系列方法,解决了“酒病” 、 “蚕病”等由微生物引起的腐败问题。巴氏消毒法

细菌学的奠基人—德国的科赫(Robert Koch) ,主要贡献: a.建立了研究微生物的一系列重要方法,特别是在微生物的分离、纯化上,琼脂平板培养技 术,细菌鞭毛染色、显微摄影技术等; b.利用平板分离技术寻找分离到多种致病菌 这些致病菌包括:炭疽杆菌、结核杆菌、链球菌、霍乱弧菌等。 c.1884 年提出寻找分离病原微生物的科赫法则(Koch’s postulates) ,要点: c-1.病原微生物总是在患传染病的动物中发现而不存在于健康个体中; c-2.这一病原微生物可以离开动物体,并被分离培养为纯种培养物; c-3.这种纯培养物接种到敏感实验动物体后,应出现特有的病症; c-4.该微生物可以从患病的实验动物体内重新分离出来,并可再次培养为纯培养物,且仍然 应该与原始病原微生物相同。 可见, 微生物学是在人们的实际应用和解决问题的实践过程中不断发展建立起来的。 在此过 程中比较好地运用了“实践-理论-实践”的思想方法。 4)发展期:1897-1953 年,生化水平研究阶段,寻找各种对人有用(益)的微生物的代谢 产物,分支学科不断扩大,普通微生物学开始建立。 1897 年,德国人 E.Buchner 用无细胞酵母菌压榨汁中的“酒化酶”对葡萄糖进行酒精发酵成 功,开创了了微生物生化研究的新时代; 1941 年,Beadie 和 Tatum 用 x 射线和 uv 照射链孢霉,得到了营养缺陷型变异菌株,对基因 的本质有了进一步的了解,为生化遗传学打下了基础。 各相关学科和技术方法相互渗透,相互促进,加速了微生物学的发展 5)成熟期:1953-,分子生物学水平研究阶段, 1953 年 4 月 25 日 J.D.Watson 和 H.C.Crick 发表关于 DNA 结构的双螺旋模型起,整个生命 科学进入了分子生物学研究的新阶段,同时也标志着微生物学发展史上成熟期的到来 a.微生物学从一门较为孤立的以应用为主的学科,迅速成为一门十分热门的前沿基础学科; b.在基础理论研究方面,微生物迅速成为分子生物学研究中最主要的对象; c.在应用研究方面,向着更自觉、更有效和可人为控制的方向发展, 有关发酵工程的研究已与遗传工程、 细胞工程和酶工程等紧密结合, 微生物已成为新兴的生 物工程中的主角。 史前期 初创期 列文虎克 微生物学先驱 ① 自制显微 镜 ② 微生物形 态描述 奠基期 巴斯德 微生物学 奠基人 科赫 细菌学 奠基人 发展期 E.Buchner 生物化学奠基人 成熟期 J.Watson F.Crick 分子生物学奠基 人

为微生物学的创立和发展做出重要贡献的微生物学家及其主要成绩。 微生物学及其分支学科。
是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布

和分类进化等生命活动基本规律,并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护 等实践领域的科学, 自 19 世纪 中、 后期 法国 的巴 斯德 ( Louis Pasteur,1822-1895 )和 德国 的科 赫( Robert Koch,1843-1910)为微生物学奠基的一百多年来,微生物学得到了很大的发展和进步,并分 化出一百多门分支学科。根据各学科的性质可将其简单归纳为以下几类: ( 1 ) 以 研 究 微 生 物 的 基 本 生 命 活 动 规 律 为 目 的 : 总 学 科 : 普 通 微 生 物 学 ( General Microbiology) ,分学科:微生物生理学、微生物遗传学、微生物生态学、分子微生物学等。 (2)以研究微生物的应用为目的:总学科 应用微生物学(Applied Microbiology) ,分学科: 工业微生物学、农业微生物学、食品微生物学、医学微生物学、药用微生物学、诊断微生物 学、抗生素学等。 (3)以研究不同微生物为目的:细菌学、真菌学(菌物学) 、病毒学、原核生物学、自养菌 生物学、厌氧菌生物学等。 (4)以研究微生物所处生态环境为目的:土壤微生物学、海洋微生物学、环境微生物学、 水微生物学、宇宙微生物学、微生态学等。 (5) 以研究各学科间交叉 融合为目的: 化学微生物学、 分析微生物学、 微生物生物工程学、 微生物化学分类学、微生物数值分类学、微生物地球化学、微生物信息学等。 (6)以研究微生物学实验方法、技术为目的:实验微生物学、微生物研究方法等。

第一章
原核生物的“三菌三体”的主要的生物学特点。
细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 立克 次 氏体 衣原体 一类细胞细短, 结构简单, 胞壁坚韧, 多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。 一类主要呈菌丝状生长,以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。 一类进化历史悠久,革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素 a,能进行产氧性光合作用 的大型原核生物。 一类无细胞壁,介于独立生活和细胞内寄生生活的最小型原核生物。 一类专性寄生于真核细胞内的 G-原核生物。 一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型 G-原核生物。

细菌与人类及其经济生活关系密切, 对人类有益的细菌的发掘、 利用给人类带来了巨大的经 济、社会和生态效益。 1.氨基酸、有机酸、抗生素、酶制剂等的发酵生产; 2.杀虫菌剂、菌肥、污染物处理、沼气发酵、饲料的青贮加工等的应用; 3.菌苗、类毒素、微生态制剂等的使用 4.重要的基础理论研究对象,“模式生物” 5.致病菌的有害作用。 支原体的特点有: ①细胞很小,直径一般为 150~300nm,多数为 250nm 左右,所以在光学显微镜下勉强可见; ②细胞膜含甾醇,比其它原核生物的膜更坚韧; ③因无细胞壁,所以当进行革兰氏染色时呈 G-且形态易变,对渗透压较敏感,对抑制细胞 壁合成的抗生素不敏感等; ④菌落小(直径 0.1~1.0mm) ,在固体培养基表面呈特有的“油煎蛋”状;

⑤以二分裂和出芽等方式繁殖; ⑥能在含血清、酵母膏和甾醇等营养丰富的培养基上生长; ⑦多数以糖类作为能源,能在有氧或无氧条件下进行氧化型或发酵型产能代谢; ⑧基因组很小,仅在 0.6~1.1Mb 左右 ⑨对能抑制蛋白质生物合成的抗生素(四环素、红霉素等)和破坏含载体的细胞膜结构的抗 生素(两性霉素、制霉菌素等)都很敏感。 立克次氏体的特点有: ①细胞较大,直径在 0.3~0.6×0.8~2.0 间,光学显微镜下清晰可见; ②细胞形态多样,自球状、双球状、杆状至丝状等都有; ③有细胞壁,G-; ④除少数外,均在真核细胞内营细胞内专性寄生 ⑤以二分裂方式繁殖,每分裂一次约 8 小时; ⑥存在不完整的产能代谢途径, 不能利用葡萄糖或有机酸, 只能利用谷氨酸和谷氨酰胺产能; ⑦对四环素和青霉属等抗生素敏感; ⑧对热敏感,一般在 56℃以上经 30 分钟即被杀死; ⑨一般可培养在鸡胚、敏感动物或 Hela(子宫颈癌细胞)细胞株的组织培养物上; ⑩基因组很小 衣原体的特点: ①有细胞构造; ②细胞内同时含有 RNA 和 DNA 两种核酸; ③有细胞壁,但缺肽聚糖,G-; ④有核糖体; ⑤缺乏产生能量的酶系,须严格细胞内寄生; ⑥以二分裂方式繁殖; ⑦对抑制细菌的抗生素和药物敏感; ⑧只能用鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔或 Hela 细胞组织培养物等活体进行培养。

革兰氏染色法,G+、G-菌细胞壁结构特点。
革兰氏阳性细菌(G+细菌)--紫色:主要组成成分肽聚糖(层数多)和磷壁酸。 细胞壁厚度大,化学组分简单,一般含 90%肽聚糖和 10%磷壁酸。 革兰氏阴性细菌(G-细菌)--红色:主要组成成分肽聚糖(层数少)和脂多糖(外膜) 。 细胞壁厚度较 G+菌薄,层次较多,成分较复杂,肽聚糖层很薄,故机械强度较 G+菌薄。

古生菌细胞壁、细胞膜的特点。
古生菌细胞壁的主要类型: (1)假肽聚糖细胞壁(2)独特多糖细胞壁(3)硫酸化多糖细胞 壁(4)糖蛋白细胞壁(5)蛋白质细胞壁细胞壁:不含真正的肽聚糖,而含假肽聚糖、蛋白 质或蛋白质。 细胞膜: (20 页) (1)磷脂的亲水头仍为甘油,但其疏水尾为长链烃一般为异戊二烯的重复单位,如,四聚体 植烷; (2)亲水头与疏水尾间通过特殊的醚键连接成甘油二醚或甘油四醚; (3)细胞膜中存在着独特的单分子层或单、双分子层混合膜; (4)甘油分子 C3 为上, 可连接许多与真细菌和真核生物细胞膜上不同的集团, 如, 磷酸酯基、 硫酸酯基、多种糖基;

(5)细胞膜上含有多种独特脂类

细菌的繁殖。 原核生物,脂多糖(LPS) ,原生质体、球状体,芽孢及其抗热性, 荚膜,鞭毛和趋性,异染粒,菌落。
43 页第九题、第十题。 第二章 真菌的主要类群及其繁殖方式。 真菌细胞壁的主要构造。 霉菌菌丝体的特化形态。 芽殖,假菌丝, 酿酒酵母的生活史。 真菌的孢子。 66 页第十二题 第三章 病毒的特性。 病毒的形态构造、病毒粒的对称体制。 E.coli 的 T4 噬菌体的形态特点、各结构的功能、增殖方式。 一步生长曲线。 E.coli 的 λ 噬菌体的形态特点、存在形式、增殖方式。 溶源菌。 第四章 微生物的六大营养要素,及其在化能异养微生物的培养基中的含量比。 微生物碳、氮源营养物的类型。 微生物的营养类型。 C/N 比。各类微生物、不同发酵生产对 C/N 比的要求。 培养基的种类,培养基中各成分的作用、功能分析。 选用和设计培养基的原则和方法。 第五章 化能异养微生物生物氧化的类型。 无氧呼吸的类型。 发酵的含义。同型乳酸发酵、异型乳酸发酵途径、菌种的比较。 光能营养微生物光合作用类型及特点。 化能自养微生物能量代谢的特点。 自养微生物固定的四条途径。 生物固氮。 肽聚糖的生物合成。 通过调节初生代谢途径,提高发酵生产效率的实例(解除菌株正常的反馈调节) 。 第六章 纯培养及其意义。

单细胞微生物的典型生长曲线及其分期的依据,各时期的特点。 实现连续培养的原理和控制方式。 影响微生物生长的主要因素。 有害微生物的控制的几个基本概念。 高压蒸汽灭菌法的原理、应用范围、影响高压蒸汽灭菌效果的因素。 表面消毒剂、抗代谢药物、 抗生素的定义, 抗代谢药物、若干重要抗生素的抑菌、杀菌机制。 第七章 证明遗传变异的物质基础是核酸的三个经典实验和基因突变不对应性、 自发性的三个著名实 验。 点突变和染色体畸变的类型及其突变机制。 紫外线对 DNA 的损伤及修复。 诱变育种的基本环节、应掌握的几个原则。 营养缺陷型突变株的筛选的主要步骤。与营养缺陷性及其筛选有关的遗传型、有关培养基、 营养缺陷型的检出方法、营养缺陷型的鉴定方法等。 原核生物的基因重组的主要形式、特点。 第八章 274 页第一题。 (可结合生理生化试验的部分内容,筛选特定菌株) 微生物间的相互关系。 微生物在氮素循环中的重要性。 第九章 外毒素、内毒素、类毒素、抗毒素的意义及区别。 非特异性免疫、特异性免疫。 补体、干扰素的概念。 抗原、抗体。TD 抗原、TI 抗原。 免疫应答的概念、类型和特点。


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