[正版]考研名师点拨之微生物学/闵航/科学出版社考研辅导

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考研名师点拨之微生物学
	曾用价	59.00
	出版社	科学出版社
	版次	1
	出版时间	2017年12月
	开本	16
	著译编者	闵航   闵航
	装帧	平装
	页数	284
	字数	450
	ISBN编码	9787030545220

本书以目前国内主流的微生物学教材为基础，提炼了各章的知识要点，精选了不同形式的试题，并附有参考答案，以提升考研复习效率、快速提高成绩。同时，本书根据微生物学实验在整个微生物学教学体系中的重要性和比例，特选了较大量的微生物学实验试题并附有答案，作为对微生物学实验方面的回顾与复习。在书末尾还列出了23套全真试题以供读者参考。本次修订后体系完整，内容丰富，条理清晰，详略得当，实用可靠。本书共14章，内容包括原核微生物，真核微生物，病毒和亚病毒，微生物的营养与代谢多样性，微生物的生长与环境，微生物的遗传变异与育种，微生物工程，抗原抗体及其反应，微生物生态，微生物在地球化学物质循环中的地位与作用，微生物与环境，微生物与食品，微生物与人类生存和可持续发展，原核微生物的分类、鉴定和菌种保藏。

目录
编者的话
绪论 1
【知识要点】 1
【试题精选】 7
【参考答案】 9
**章 原核微生物 12
【知识要点】 12
【试题精选】 18
【参考答案】 23
第二章 真核微生物 30
【知识要点】 30
【试题精选】 36
【参考答案】 39
第三章 病毒和亚病毒 42
【知识要点】 42
【试题精选】 46
【参考答案】 49
第四章 微生物的营养与代谢多样性 52
【知识要点】 52
【试题精选】 65
【参考答案】 69
第五章 微生物的生长与环境 76
【知识要点】76
【试题精选】86
【参考答案】91
第六章 微生物的遗传变异与育种 95
【知识要点】95
【试题精选】 104
【参考答案】 108
第七章 微生物工程 113
【知识要点】 113
【试题精选】 116
【参考答案】 120
第八章 抗原抗体及其反应 124
【知识要点】 124
【试题精选】 129
【参考答案】 130
第九章 微生物生态 132
【知识要点】 132
【试题精选】 136
【参考答案】 140
第十章 微生物在地球化学物质循环中的地位与作用 144
【知识要点】 144
【试题精选】 151
【参考答案】 153
第十一章 微生物与环境 155
【知识要点】 155
【试题精选】 159
【参考答案】 161
第十二章 微生物与食品 164
【知识要点】 164
【试题精选】 167
【参考答案】 170
第十三章 微生物与人类生存和可持续发展 172
【知识要点】 172
【试题精选】 177
【参考答案】 179
第十四章 原核微生物的分类、鉴定和菌种保藏 182
【知识要点】 182
【试题精选】 185
【参考答案】 187
微生物学实验试题精选 189
微生物学实验试题答案 203
参考文献 215
全真试卷 216
《微生物学》试卷1 216
《微生物学》试卷2 218
《微生物学》试卷3 220
《微生物学》试卷4 222
《微生物学》试卷5 224
《微生物学》试卷6 226
《微生物学》试卷7 228
《微生物学》试卷8 230
《微生物学》试卷9 231
《微生物学》试卷10 232
《微生物学》试卷11 234
《微生物学》试卷12 243
《微生物学》试卷13 250
《微生物学》试卷14 252
《微生物学》试卷15 255
《微生物学》试卷16 257
《微生物学》试卷17 259
《微生物学》试卷18 262
《微生物学》试卷19 264
《微生物学》试卷20 267
《微生物学》试卷21 269
《微生物学》试卷22 271
《微生物学》试卷23 273

绪论
　　重点提示：微生物的概念（了解），微生物的类群（了解），微生物与其他生物之间的异同（掌握），微生物在形态与结构、代谢、遗传与变异、抗性、种类和生态分布方面的多样性（掌握），微生物与生命三域的关系（掌握），微生物学的概念（了解），微生物学的发展简史（了解），微生物学各个发展阶段代表性科学家和代表性事件（了解），当今的微生物学分支学科（了解），微生物与微生物学对人类文明进步的贡献（掌握），对人类社会和环境的可持续发展起到的重要作用（了解）。
　　【知识要点】
　　微生物
　　人们常说的微生物（microorganism，microbe）一词，是对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构低等生物的总称，或简单地说是对人们肉眼看不见的细小生物的总称。
　　微生物的类群
　　以有无细胞结构来分，微生物可分为无细胞结构微生物和细胞微生物两大类群（group）。无细胞结构微生物包括病毒和亚病毒，亚病毒又包括拟病毒、类病毒和朊病毒。细胞微生物可分为原核微生物和真核微生物。原核微生物包括古菌、细菌、放线菌和蓝细菌等，真核微生物包括酵母菌、霉菌、藻类和原生动物等。
　　微生物与其他生物的共同特点
　　微生物作为生物，具有一切生物的共同点：①细胞物质组成基本相同；②除RNA病毒、朊病毒外，遗传信息都是由DNA链上的基因携带，除少数特例外，其复制、表达与调控都遵循中心法则；③微生物的初级代谢途径如蛋白质、核酸、多糖、脂肪酸等大分子的合成途径基本相同；④微生物的能量代谢都以ATP作为能量载体。
　　微生物的形态与结构多样性（shape and structure diversity）
　　微生物个体极其微小，必须借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到。测量和表示单位，细菌等需用微米（μm）作单位，病毒等需用纳米（nm）作单位。每克细菌可达1010个。微生物本身就具有极巨大的比表面积，如大肠杆菌（Escherichia coli）比表面积可达30万，极有助于微生物与环境进行物质、能量和信息的交换。
　　微生物不仅有球状、杆状、螺旋状或分枝丝状等形态，细菌和古菌还有许多如方形、阿拉伯数字形、英文字母形等特殊形状。放线菌和霉菌的形态有多种多样的分枝丝状。
　　微生物的结构十分简单，大多是由单细胞或简单的多细胞构成，有的甚至无细胞结构，仅有DNA或RNA。但细胞的显微结构具有明显的多样性，如细菌经革兰氏染色后可分为革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌，其原因在于细胞壁的化学组成和结构不同。古菌的细胞壁组成更是与细菌有明显的区别，没有肽聚糖而由蛋白质等组成，真菌细胞壁结构又与古菌、细菌有很大的差异。
　　微生物的代谢多样性（metabolism diversity）
　　微生物能利用的基质极为广泛，是任何其他生物所望尘莫及的。从无机的CO2到有机的酸、醇、糖类、蛋白质、脂类等，从短链烷烃、长链烷烃到芳香烃类，以及各种多糖大分子聚合物（果胶质、纤维素等）和许多动植物不能利用，甚至对其他生物有毒的物质，都可以成为微生物的碳源和能源。
　　微生物的代谢方式多样，既可以CO2为碳源进行自养型生长，也可以有机物为碳源进行异养型生长；既可以光能为能源，也可以化学能为能源；既可在有O2条件下生长，也可在无O2条件下生长。
　　微生物代谢的中间体和产物更是多种多样，有各种各样的酸、醇、氨基酸、蛋白质、脂类、糖类等初级代谢产物，也有抗生素、激素、毒素、色素等次级代谢产物。CO2、H2O、H2S、NO－2、NO－3、SO2－4 等都可以是微生物的代谢产物。
　　代谢速率也是任何其他生物所不能比拟的。例如，在适宜环境下，大肠杆菌每小时可消耗的糖类相当于其自身质量的2000倍。以同等体积计，一个细菌在1h所消耗的糖相当于人在500年所消耗的粮食。
　　微生物的遗传与变异多样性（reproduction and variation diversity）
　　相对于动植物，微生物的繁殖方式也具有多样性。细菌以二分裂为主，个别可由性接合的方式繁殖；放线菌可以菌丝和分生孢子繁殖；霉菌可由菌丝、无性孢子和有性孢子繁殖，无性孢子和有性孢子又各有不同的形态；酵母菌可由出芽方式和形成子囊孢子方式繁殖。
　　微生物尤其是以二分裂繁殖的细菌具有惊人的繁殖速率。例如，在适宜条件下，大肠杆菌在37℃时世代时间为18min，每24h可分裂80次，每24h的增殖数为1.2×1024个。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）在30℃时的世代时间为31min，每24h可分裂46次，增殖数为7.0×1013个。
　　微生物很容易发生变异，一般自然变异的频率可达10－10～10－5，而且在很短时间内出现大量的变异后代。变异具有多样性，其表现可涉及任何性状，如形态构造、代谢途径、抗性、抗原性的形成与消失、代谢产物的种类和数量等。例如，常见的人体病原菌抗药性的提高，常需要提高用药剂量，则是病原菌变异的结果。抗生素生产和其他发酵性生产中利用微生物变异，提高发酵产物产量。
　　微生物的抗性多样性
　　微生物具有极强的抗热、抗寒、抗盐、抗干燥、抗酸、抗碱、抗压、抗缺氧、抗辐射和抗毒物等能力，显示出抗性多样性（resistance diversity）。
　　现已从近100℃的温泉中分离到了高温芽孢杆菌，并观察到其在105℃时还能生长。甚至有报道，有人从太平洋25 000m 深处分离到的高温菌，在265atm①和250℃条件下，经过40min 的培养，细菌数量增加了1倍，几小时后增加了100倍，甚至升温到300℃时仍能生长。细菌芽孢具有高度抗热性，这常给科研和发酵工业生产带来危害。许多细菌也耐冷或嗜冷，有些在－12℃条件下仍可生活，造成冷藏的肉类、鱼类和蔬菜水果的腐败。人们常用冰箱（4℃）、低温冰箱（－20℃）、干冰（－70℃）、液氮（－196℃）来保藏菌种，都具有良好的效果。
　　嗜酸菌可以在pH0.5的强酸环境中生存，而硝化细菌可在pH9.4的环境中活动。在含盐高达23%～25%的“死海”中仍有相当多的嗜盐菌生存。在糖渍蜜饯、蜂蜜等高渗物中同样有高渗酵母等微生物活动，从而引起这些物品的变质。
　　微生物在不良条件下很容易进入休眠状态，某些种类甚至会形成特殊的休眠构造，如芽孢、分生孢子、孢囊等。有些芽孢在休眠了几百年，甚至上千年后仍有活力。
　　微生物的种类多样性（species diversity）
　　目前已确定的微生物有10万种左右，但仍以每年发现几百至上千个新种的趋势在增加。目前，人们所了解的微生物种类不超过生活在自然界中微生物总数的 10%，微生物生态学家一致认为，目前已分离培养的微生物种类可能还不足自然界存在的微生物总数的1%。在自然界中存在着极为丰富的微生物资源。
　　自然界中微生物存在的数量往往超出人们的预料。每克土壤中细菌可达几亿个，放线菌孢子可达几千万个。人体肠道中菌体总数可达100万亿个。每克新鲜叶子表面可附生100多万个微生物。全世界海洋中微生物的总质量估计达280亿t。从这些数据资料可见微生物在自然界中的数量之巨。人们实际上生活在一个充满微生物的环境中。
　　微生物横跨了无细胞结构生物，细胞结构生物中的原核生物、真核生物各界，实际上除了动物界、植物界外，其余各界都是为微生物而设立的，范围极为宽广。
　　常见的六界生物分类系统
　　微生物的生态分布多样性
　　微生物在自然界中，除了“明火”、火山喷发中心区和人为的无菌环境外，到处都有分布，上至几万米外的高空，下至地表下几百米的深处、海洋上万米的水底层，土壤，水域，空气，动植物和人体内外都分布有各种不同的微生物。即使是同一地点同一环境，在不同的季节，如夏季和冬季，微生物的数量、种类、活性、生物链成员的组成等也会有明显不同，这些都显示了微生物生态分布的多样性（eco-distribution diversity）。
　　微生物与生命三域
　　1977 年，C. Woese 及其同事对代表性细菌类群的16S rRNA 和18S rRNA 碱基序列进行广泛比较后提出了古菌（archaea）、细菌（bacteria）和真核生物（eucarya）三域（three urkingdoms，threedomains）的概念，认为生物界的系统发育并不是一个由简单的原核生物发育到较完全、较复杂的真核生物的过程，而是明显存在着3 个发育不同的基因系统，即古菌、细菌和真核生物，并认为这3 个基因系统几乎是同时从某一起点各自发育而来，这一起点即至今仍不明确的一个原始祖先。生物界三域观念已被广泛接受。
　　古菌
　　古菌染色体中DNA结构组成与存在方式表明，古菌与细菌在细胞形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传物质存在方式等方面相似。但在分子生物学水平上，古菌与细菌之间有明显差别，古菌是一群具有独特基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞生物。其是一类在细胞化学组成、分子生物学水平和系统发育上均不同于同属原核生物的细菌和真核生物的特殊生物类群。
　　古菌的主要特点
　　（1）古菌具有独特的细胞或亚细胞结构，如无细胞壁，仅有细胞膜，从而使细胞具有多形态。即使有细胞壁的其他古菌，其细胞壁组分也独特，有的具蛋白质，有的具杂多糖，也有的类似于肽聚糖的假肽聚糖，但都无胞壁酸、D-型氨基酸和二氨基庚二酸。
　　（2）古菌细胞膜的化学组分含有异戊烯醚而不含脂肪酸酯，脂肪酸是有分支的直链而不是无分支的直链。细胞膜中的类脂不可皂化，中性类脂为类异戊二烯（isoprenoid），极性脂为植烷甘油醚（phytanyl glycerol ether）。
　　（3）细胞内16S rRNA的核苷酸序列独特，不同于细菌和真核生物。16S rRNA的碱基序列、tRNA特殊碱基的修饰、5S rRNA的二级结构等均不同于细菌和真核微生物。
　　（4）古菌具有类似于真核生物的基因转录和翻译系统。
　　（5）古菌对于各种抗生素的敏感性也与细菌有很大差异，如对氯霉素、青霉素、利福平等抗生素不敏感，但细菌对此敏感；相反，对环己胺、茴香霉素等敏感而细菌却对其不敏感。
　　（6）古菌大多生活在地球上超高温、高酸碱度、高盐浓度、严格无氧状态等极端环境或生命出现初期的自然环境中。例如，产甲烷古菌可在严格厌氧环境下利用简单二碳和一碳化合物生存并产甲烷；还原硫酸盐古菌可在极端高温、酸性条件下还原硫酸盐；极端嗜盐古菌可在极高盐浓度下生存等。
　　微生物与人类社会文明进步
　　微生物与人类社会文明的发展有极为密切的关系。当今人类社会生活已难以离开微生物的直接或间接贡献。各种微生物类保健品、环境的微生物污染和污染环境的微生物治理与修复、动植物生产过程中使用微生物类促生剂、微生物病原菌引起的各种人类疾病等，都与微生物的作用或其代谢产物有关。微生物是人类生存环境的“清道夫”和物质转化必不可少的重要成员，推动着物质的地球生物化学循环，使地球上的物质循环得以正常进行。
　　微生物学
　　微生物学（microbiology）是研究微生物及其生命活动规律的科学。其研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异和微生物的进化、分类、生态等生命活动规律，以及其与其他微生物之间、与动植物之间的相互关系，与外界环境理化因素之间的相互关系，微生物在自然界各种元素的生物地球化学循环中的作用，微生物在工业、农业、医疗卫生、环境保护、食品生产等各个领域中的应用等。
　　微生物学的分支学科（branch subject of microbiology）
　　随着微生物学的不断发展，已形成了基础微生物学和应用微生物学，又可根据研究的侧重面不同而分为许多不同的分支学科，并还在不断地形成新的学科和研究领域。按研究对象分，其可分为细菌学、放线菌学、真菌学、病毒学、原生动物学、藻类学等；按过程与功能分，其可分为微生物生理学、微生物分类学、微生物遗传学、微生物生态学、微生物分子生物学、微生物基因组学、细胞微生物学等；按生态环境分，其可分为土壤微生物学、环境微生物学、水域微生物学、海洋微生物学、空气微生物学、宇宙微生物学等；按技术与工艺分，其可分为发酵微生物学、分析微生物学、遗传工程学、微生物技术学等；按应用范围分，其可分为工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、预防微生物学等；按与人类疾病的关系分，其可分为流行病学、医学微生物学、免疫学等。随着现代理论和技术的发展，新的微生物学分支学科正在不断形成和建立。细胞微生物学、分子微生物学和微生物基因组学等在分子水平、基因水平和后基因组水平上研究微生物生命活动规律及其生命本质的分支学科和新型研究领域的学科也正在出现并不断完善。
　　微生物的发现
　　在17世纪80年代，荷兰学者列文虎克（A. van Leeuwenhoek）用自制的简易显微镜亲眼观察到细菌个体，此时尚未形成一门学科，可称为微生物学史前时期。但在这个时期，人们在实际生产与日常生活中积累了不少关于微生物作用的经验规律，并且应用这些规律创造财富、减少和消灭病害。例如，无论是古籍记载还是考古发掘，都表明在几千年前人们已经掌握了发达的酿酒技术。
　　微生物学发展简史
　　微生物形态学发展阶段：17世纪80年代，列文虎克用自制的、可放大270倍的显微镜观察牙垢、雨水、井水及各种有机质的浸出液，观察到了许多可以活动的“微小动物”，并首次发表了这一对微生物个体形态的观察和记载的“自然界的秘密”。随后，其他研究者对于其他微生物类群进行的观察和记载，拓宽了人类对微生物类群形态的认识。但是在其后相当长的时间内，对于微生物作用的规律仍一无所知。这个时期即微生物学的创始时期。
　　微生物生理学发展阶段：在19世纪60年代初，法国的巴斯德（L. Pasteur）和德国的科赫（R.Koch）等一批杰出科学家建立了一系列独特的研究方法，对微生物的生命活动及其对人类实践和自然界的作用做了初步研究，同时还建立起许多微生物学的分支学科，尤其是解决当时实际问题的几门重要的应用微生物学科，建立了巴氏消毒法等一系列微生物学实验技术。科赫继巴斯德之后，改进了固体培养基的配方，发明了倾皿法进行纯种分离，建立了细菌细胞染色技术、显微摄影技术和悬滴培养法，寻找并确证了炭疽病、结核病和霍乱病等一系列严重传染疾病的病原体。这些成就奠定了微生物学成为一门学科的基础，他们是微生物学的奠基人。在这一时期，英国学者布赫纳（E.Buchner）在1897 年研究了酵母菌压榨液的发酵作用，把酵母菌的生命活动和酶化学联系起来，推动了微生物生理学的发展。
　　微生物分子生物学发展阶段：在微生物生理学发展的基础上，20世纪初至40年代末微生物学开始进入了酶学和生物化学研究时期，许多酶、辅酶、抗生素及生物化学和生物遗传学都是在这一时期发现和创立的，并在40年代末形成了一门研究微生物基本生命活动规律的综合学科——普通微生物学。
　　20世纪50年代初，随着电镜技术和其他现代技术的出现，对微生物的研究进入了分子生物学水平。1953年，沃森（J. D. Watson）和克里克（F. H. Crick）发现了细菌染色体脱氧核糖核酸长链的双螺旋结构。1961年，雅各布（F. Jacob）和莫纳德（J. Monod）提出了操纵子学说，指出了基因表达的调节机制和其局部变化与基因突变之间的关系，即阐明了遗传信息的传递与表达的关系。这些使微生物学进入成熟时期，开始深入到分子水平来研究微生物的生命活动规律。
　　微生物学发展史上的杰出人物
　　A. van Leeuwenhoek（1632～1723年）：原是荷兰商人，他利用自制的能放大270 倍的显微镜观察到了“微小动物”（animalcules）。这是人类历史上**次发现微生物，具有划时代意义。
　　L. Pasteur（1822～1895年）：法国科学家，原是化学家，后转向微生物学研究。其*大贡献在于彻底否定了当时盛行的“一切生物都是自然发生的”自生说，证明了葡萄酒变酸、有机物腐败是由于微生物作用而发生的；研究和阐明了免疫过程机制，并制成了狂犬疫苗等多种疫苗，为人类防病治病做出了重大贡献；提出了一切发酵作用都可能和微生物的生长繁殖有关，并证实乙醇发酵是由微生物引起的，分离到了相应的菌种，还发现乳酸发酵、乙酸发酵和丁酸发酵都是由不同细菌所引起的；创造了较低的高温杀灭病原微生物的巴氏消毒法。这些为进一步研究微生物的生理生化奠定了基础，推动了微生物学的发展。
　　R. Koch（1843～1910年）：著名细菌学家，曾是一名医生。他证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；发现了当时死亡率极高的传染性疾病——肺结核病的病原菌；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——科赫法则，对病原细菌的研究做出了突出贡献。他同时发展了微生物基本操作技术，如用固体培养基分离纯化微生物的技术、配制培养基的技术等，为微生物学的发展奠定了技术基础。
　　J. D. Watson和F. H. Crick：1953年发现了细菌染色体脱氧核糖核酸长链的双螺旋结构。
　　F. Jacob和J. Monod：1961年提出了操纵子学说，指出了基因表达的调节机制和其局部变化与基因突变之间的关系，即阐明了遗传信息的传递与表达的关系。
　　微生物学与生态环境
　　保护环境、维护生态平衡以提高土壤、水域和大气的环境质量，创造一个适宜人类生存繁衍、能生产安全食品的良好环境，是人类生存所面临的重大任务。随着工农业生产的发展和人民对生活环境质量要求的提高，进入环境的日益增多的有机废水废物和人工合成的有毒化合物等所引起的污染问题越来越受到关注。而微生物是这些有机废水废物和有毒合成化合物强有力的分解者和转化者，起着环境“清道夫”的作用。由于微生物本身具有繁衍迅速、代谢基质范围宽、分布广泛等特点，它们对清除环境污染物的作用和优势是其他任何理化方法所不能比拟的。
　　微生物学与农业
　　农业是人类赖以生存的*重要的客观基础。微生物学不仅与农业生产密切相关，还与食品安全和品质改善密切相关。土壤的形成及其肥力的提高有赖于微生物的作用。土壤中含氮物质的*初来源是微生物的固氮作用。土壤中含氮物质的积累、转化和损失，土壤中有机质尤其是腐殖质的形成和转化，土壤团聚结构的形成，土壤中岩石矿物变为可溶性的植物可吸收态无机化合物等过程都与微生物的生命活动相关。微生物的活动使土壤具有生物活性性能，推动着自然界中*重要的物质循环，并改善着土壤的持水、透气、供肥、保肥和冷热的调节

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