微生物习题 绪 论

微生物习题 绪 论（9篇）

1.微生物习题 绪 论 篇一

1、什么是微生物？它包括哪些类群？

答：微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它包括属于原核类的细菌（真菌和古生菌）、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体；属于真核类的真菌（酵母菌、霉菌、覃菌）、原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）。

2、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？

答：四个重大障碍分别是：个体过于微小、群体外貌不显、中间杂居混生、形态与其作用后果之间很难被人认识。

克服四个障碍的方法：显微镜的发明、灭菌技术的运用、纯种分离和培养技术的建立等。

3、简述微生物学发展史上5个时期的特点和代表人物。

答：（1）史前期——朦胧阶段

特点：人们虽然没有看到微生物，但已经不自觉利用有益微生物，防止有害微生物。

（2）初创期——形态描述阶段

特点：这一时期微生物学的研究工作主要是对一些微生物进行形态描述。

代表人物：列文虎克

（3）奠基期——生理水平研究阶段

特点：这一时期的主要工作是查找各种病原微生物，把微生物学的研究水平从形态描述推进到生理学研究水平，建立了系列微生物学的分支学科。

代表人物：巴斯德、科赫

（4）发展期——生化水平研究阶段

特点：微生物学的研究进入分子水平，微生物学家的研究工作从上一时期的查找病原微生物转移到寻找各种有益微生物的代谢产物。

代表人物：E·Buchner（5）成熟期——分子生物学水平研究阶段

特点：微生物学从一门应用学科发展为前沿基础学科，其研究工作进入分子水平，而微生物因其不同于高等动植物的生物学特性而成为分子生物学研究的主要对象，在应用研究方面，向着更自觉，更有效和可认控的方向发展，与遗传工程、细胞工程和酶工程紧密结合，成为新兴生物工程的主角。

4、试述微生物与当代人类实践的重要关系。

答：（1）在微生物与工业发展的关系上，通过食品罐藏防腐，酿造技术的改造，纯种厌氧发酵的建立，液体深层通气搅拌大规模培养技术的创建以及代谢调控发酵技术的发明，使得古老的酿造技术迅速发展成工业发酵新技术；

（2）微生物在当代农业生产中具有十分显著的作用，例如，以菌治害虫和以菌治植病的生物防治技术，以菌增肥效和以菌促生长的微生物增产技术，以菌做饲料和以菌当蔬菜的单细胞蛋白和食用菌生产技术以及以菌产沼气等生物能源技术。

（3）微生物与环境保护的关系越来越受到当代全人类广泛的重视。微生物是占地球面积70%以上的海洋和其他水体中光合生产力的基础；是一切食物链的重要环节；是污水处理中的关键角色；是生态农业中最重要的一环；是自然界重要元素循环的首要推动者；以及是环境污染和监测的重要指示生物；等等。

（4）微生物与在食品上的应用，调味品，发酵食品，酸乳，蔬菜加工。（5）微生物在医药方面的应用。抗菌素，维生素。（6）微生物在能源生产方面也有重要的作用。

5、微生物对生命科学基础理论的研究有何重大贡献？为什么能发挥这种作用？

答：1）微生物是生命科学研究的理想材料；

2）利用酵母菌细胞制剂进行酒精发酵研究，不但阐明了生物体内糖的复杂转化过程，且为近代生物化学领域的酶学奠定了基础；

3）比德尔（Beadle）用脉胞菌进行突变试验，阐明了基因和酶的关系，提出了“一个基因一个酶”的假说，开创了生化遗传学新学科；

4）遗传的物质基础是用微生物证实的；

5）遗传密码的被揭露、中心法则的确定、基因对酶的调节控制在分子生物学的基本原理都与微生物学有密切关系；

6）遗传工程的主角：①作为遗传工程中表达DNA所携带的遗传性状的载体，今天依然以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌等微生物为主，基因工程药物的生产几乎都是微生物；②在基因工程的操作中用于切割DNA取得所需基因的“手术刀”的限制性内切酶都来自微生物； ③基因的载体是病毒、噬菌体、质粒； ④动植物细胞培养和发酵技术；

7）微生物技术向微生物科学的整个领域扩散。

6、微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？

答：①.体积小，面积大；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。

其中，体积小面积大最基本，因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，并由此而产生其余4 个共性。

7、试讨论五大共性对人类的利弊。

答：①体积小，面积大是微生物最基本的性质。因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，并由此产生其余四个共性。

②吸收多，转化快这个特性为微生物的高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础，从而使微生物在自然界和人类实践中更好的发挥其超小型“活的化工厂”的作用。

③微生物的生长旺，繁殖快的特性对生物学基本理论的研究带来极大的优越性，它使科学研究周期大为缩短、空间减少、经费降低、效率提高。当然，若是些危害人畜和农作物的病原微生物或会使物品霉腐变质的有害微生物，他们的这一特性会给人类带来极大的损失或祸害。

④微生物的适应强，易变异性质表明微生物的有益变异可为人类创造巨大的经济和社会效益，有害变异则是则是人类各项事业中的大敌。

⑤微生物的分布广，种类多性质表明微生物永远是生物圈上下限的开拓者和各项生存纪录的保持者。这一特点为人类在新世纪中进一步开发利用微生物资源提供了无限广阔的前景。

8、试述微生物的多样性。

答：（1）物种多样性（2）生理代谢类型的多样性（3）代谢产物的多样性

（4）遗传基因的多样性（5）生态类型的多样性

9、什么是微生物学？学习微生物学的任务是什么？

答：微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及应用的一门学科。

学习微生物学的任务是：发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。

2.微生物习题 绪 论 篇二

一明确绪论教学的重要性

目前, 有些教师觉得绪论与教材内容关系不大, 往往对绪论的讲解是一带而过, 甚至有教师干脆不讲, 这是不对的。好的开始是成功的一半, 绪论是对生物化学课程的高度概括, 是全书的学习指南, 对整个教学过程起着至关重要的作用。教师在教学时就应让学生知道生化要学什么、怎么学, 使学生的学习变得更加从容自如。上好绪论课是今后正常教学的基础。如果绪论课没讲好, 学生一开始对这门学科的性质、作用认识不清楚, 心中自然就会产生“为什么要学这门课、学好了也没用”的思想, 并产生种种疑虑, 影响听课效果和学习的积极性。

二精心设计绪论教学内容

在绪论的教学过程中, 许多教师拘泥于教科书, 生搬硬照地把书本的知识平铺直叙地讲解完, 对一个刚刚开始接触生化的学生来说, 这无疑是枯燥乏味的。绪论课最基本的目的就是要使学生形成对该门课程的学习意愿, 激发学生的学习动机。我们可以引入与生化相关的诺贝尔奖获得者的故事, 如美国的三位科学家发现端粒和端粒酶保护染色体的机理等。在讲生化发展简史时, 如果照本宣科地把三个时期讲给学生听, 很难使学生对生化有概括性的认识。因此, 教师在讲每一个时期时, 都可以举出一个具有代表性的科学事件, 比如教学分子生物学阶段, 我们可以1953年DNA双螺旋结构模型的提出、克隆多莉羊的诞生为例。这不仅活跃了课堂气氛, 而且对提高学生的学习兴趣起到了事半功倍的效果。

医学院校的学生能学到更多的医学知识并应用于实际生活是大家的愿望。如讲生化研究内容时, 第一篇主要研究生物大分子的结构与功能, 可用镰型红细胞贫血症的发生机制, 来阐述结构是功能的基础、功能是结构的体现;第二篇主要研究物质代谢及其调节, 可以讲解白化病的发病机制是由于体内缺乏酪氨酸酶而不能合成黑色素, 让学生明白物质代谢紊乱可引发疾病;第三篇是基因信息传递及调控, 可以介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例等。通过例举这些常见疾病的生物化学基础知识, 让学生感觉到生物化学并不是抽象的学科, 而是和自己的生活健康密切相关的一门学科, 从而充分调动学生学习的主观能动性。

三介绍课程学习方法

最有价值的知识是关于方法的知识, 对绪论课而言, 教会学生怎样学习正是其教学要求之所在。事实上, 给学生传授学习方法也恰恰是绪论课教学的精髓。因此, 教师首先应明确指出生化本身是一门记忆与理解并重的学科, 相关物质的结构、化学反应、代谢途径等必须记忆, 在记忆的基础上融会贯通才能变成理解式的牢固记忆。如我们可以利用“麻油花生”记住“亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸”三种必须脂肪酸, 另外归纳法、对比法、联系法等都可以运用到生化的学习中。此外, 理解是记忆的基础, 记忆必须以理解为前提, 在理解的基础上记忆才能牢固。学生只有对生化学习有方法和目标, 才能熟练运用所学知识分析、解决问题。

总之, 教师需要端正对绪论课的教学态度, 充分认识绪论教学的重要性。只有通过对生物化学绪论内容的讲解和精辟的分析, 才能让学生明确学习目的并了解学习内容, 激发学习兴趣, 发挥学习主动性, 达到最好的教学效果。

参考文献

[1]查锡良.生物化学 (第7版) [M].北京:人民卫生出版社, 2008

[2]袁丽丽、赵霞、孙革新.绪论在生物化学中的重要性及其教学方法探索[J].卫生职业教育, 2012 (7) :55～56

[3]田智、郭小芳等.医学生物化学学习兴趣的培养与提高[J].山西医科大学学报 (基础医学教育版) , 2010 (1) :137～138

3.微生物习题 绪 论 篇三

关键词　生物化学　绪论　教学　兴趣

生物化学是运用化学原理和方法，从分子水平研究生物体的化学组成、化学反应及其生物学功能的一门基础生命科学。①生物化学理论内容抽象，代谢反应复杂，历来被学生认为是一门最难学的医学基础课之一。笔者认为要克服畏难情绪，首先要给学生上好第一堂课——绪论。怎样才能讲好绪论课？笔者经过多年生物化学教学实践，认为应从以下几个方面来加强绪论课教学。

1　高度重视绪论教学，充分准备教学内容

近几十年来，随着生物化学的迅速发展，教学普遍存在内容多、学时少等问题，导致部分教师认为绪论课很容易讲，学生自学也能看得懂，为了节省时间，往往一带而过。有相当一部分教师把绪论当作可有可无的内容，只是照本宣科，轻描淡写地介绍一番；还有部分教师认为绪论课涉及的内容太多、太泛，需要查阅大量的资料，花费大量的时间来准备，　干脆“直奔主题”，直接进入具体章节的学习。这些易导致教师从教学上对绪论不够重视，其结果是学生学完了整门课程还不知道生物化学究竟是干什么的，以至于多年以后对生物化学的印象只剩下三羧酸循环了。

绪论对整门课程起着“统领全局，提纲挈领”的重要作用，集科学性、知识性、趣味性和教书育人于一体。想要把绪论讲好并不容易，需要教师对整本教材、对整个知识结构体系的整体把握；需要教师经过多年的专业积累，具备丰富的教学经验；需要教师在授课之前，必须要统观教材，仔细钻研，查阅相关的文献资料，做好充分的准备，把整本教材吃透。只有这样，绪论的讲解才能丰富、生动起来，才能帮助学生揭开生物化学神秘的面纱，使学生克服畏惧心理，激发学习兴趣，使学生愿意，并且有信心把这门课程学好。

2　层层推进，由浅入深，讲透生物化学概念

对生物化学来讲，概念的讲解是非常重要的，很多学生学完了生物化学课还不能理解生物化学到底是讲什么的。只有讲好“生物化学”的概念，才能让学生很清楚地知道这门学科是怎样一门科学。讲清概念的标准，最主要是讲清概念的来龙去脉，讲清概念的内涵和外延及与其他相关学科概念的联系。笔者讲解时先提出生物化学概念：生物化学是运用化学的原理和方法，研究生物体内化学分子与化学反应的科学，是从分子水平来探讨生命现象本质的一门学科，又称生命的化学。再以概念为出发点，先提出问题，如生物化学运用什么原理和方法研究生命现象的？生物化学研究对象是什么？医学生物化学的研究对象又是什么？生物化学是从什么水平研究生命现象的？生物化学和我们已经学过解剖学和生物学及生理学研究的角度有什么不同？何为生命？为什么生物化学又称为生命的化学？再由学生讨论、回答，教师解答，从多角度，多层次，由浅入深，层层推进，剖析生物化学概念，这样学生就很容易明白生物化学是研究什么的一门科学。

3　结合生物化学发展史，讲解生物化学的学习内容

生物化学经过二百多年的发展，已经成为一门独立的学科。按其发展过程可划分为三个历史阶段，第一是叙述生物化学阶段，主要是研究生物大分子的结构功能；第二阶段是动态生物化学阶段，主要是研究各种化学物质的代谢途径及其调控；第三阶段是分子生物学时期，主要是研究基因遗传信息传递及其调控。生物化学的学习内容：一是生物大分子的结构与功能；二是关于物质代谢与调控；三是基因遗传信息传递及其调控。从生物化学的发展史和学习内容来看，讲解生物化学的发展史就是学习生物化学发展的不同历史阶段取得的研究成果，其实就是生物化学的学习内容。在讲解生物化学发展史的同时紧紧围绕生物化学的学习内容，尽可能地加入相关科学家的事迹介绍，以及对取得科学成就的趣闻、经过等，将知识性和趣味性融为一体，避免了两部分内容分开重复介绍，比起蜻蜓点水式的面面俱到，枯燥地叙述课本内容，更能激发学生的学习兴趣，更能达到较好的教学效果。

4　阐明学习生物化学的重要性，明确学习明的

在教学过程中我们发现很多学生对学习生物化学的重要性认识程度不够，认为生物化学是一门边缘性学科，难学又难懂，自己以后从事的是基层医疗工作，对以后用处不大，久而久之产生了消极思想。针对这种情况，很有必要介绍生物化学的重要性。一般从以下两个方面介绍：第一，生物化学与其他基础医学的关系。生物化学是从分子水平着手来研究生命现象本质的一门新兴边缘性基础医学课程，　现代医学的很多科学研究都必须从分子水平着手，在此基础上逐渐了出现了分子免疫学、分子病理学、分子药理学、免疫化学、生物工程学等交叉学科，已经成了他们的“共同语言”。从20世纪50年代以来，诺贝尔奖获得者中，65%的生理学或医学奖和40%的化学奖属于生物化学领域。②第二，生物化学与临床医学的关系。生物化学几乎与所有疾病的发生有关，生物化学为临床医学各学科从分子水平探讨疾病的发生发展机制、进行疾病的预防、诊断和治疗提供了科学的理论和技术。如常见的糖尿病、高血压、高血脂等一大类代谢疾病就是物质代谢障碍为主因引起的。镰刀状红细胞性贫血以及很多酶缺乏而引起的先天性遗传性疾病等都是由于分子结构异常而引起的“分子病”。生化药物主要成分是氨基酸、肽、蛋白质、酶与辅酶、多糖、脂质、核酸及其降解产物，不良反应极小，广泛应用于疾病预防、诊断和治疗。生化检验是生物化学的一个分支，是临床诊断疾病的重要手段，学过生物化学就会理解各项检验项目的原理，主要临床意义，对临床疾病的诊断、治疗及愈后判定具有十分重要的意义。通过以上两方面的介绍和一些实例，能够激发学生的学习兴趣，明确学习目标，让学生们懂得将来要做一名合格的临床医生，学好生物化学这门基础课是必须的。

5　介绍学习方法，有利于学生更好地学好生物化学

生物化学和其它基础课程相比，内容繁多，理论微观抽象、代谢途径错综复杂，知识点难于理解，是老师感觉难教，学生感到难学的一门课程。为了让学生学好生化，介绍些学习方法是很必要的。生物化学学习方法很多，象目录法、列表法、图示法、纠错法和比喻法等。③如糖的主要代谢途径，可以通过图示法，记忆其代谢过程，通过列表法比较三条途径的代谢定位、起始物、重要的中间产物、终产物、关键反应、关键酶、能量变化、分支点以及调节因素。可以通过编顺口溜“亮借来一本淡色书”，记忆人体8种必需氨基酸：亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸和苏氨酸。通过学生入校军训时经常喊的口号“一、二、三、四”，记忆三羧酸循环的反应特点，即“一次底物水平磷酸化，二次脱羧，三个不可逆反应及其对应的三个关键酶，四次脱氢”。在教学过程中通过教师的启发、点拔，学生结合自身的实际情况，进行归纳、总结，会发现一些好的学习方法，避免学习过程中走弯路，可以收到事半功倍的效果。

4.微生物习题 绪 论 篇四

一、填空题

1.普通逻辑是研究的科学。它具有 工具性和全人类 性。

2.思维有三个基本特征：一是，二是 间接性，三是。思维的基本形式包括概念、命题和推理。

3.思维的逻辑形式由两部分组成，其中是区别不同种类逻辑形式的唯一依据。

二、分析题，请指出下面各句中“逻辑”一词的含义

1.我们应当研究市场经济的逻辑。（客观事物发展的规律、规律性）

2.说“知识越多越反动”，这是多么荒谬的逻辑！（某种特别的理论、观点（贬义））

3.逻辑和语法都是研究抽象结构的。（逻辑学）

4.出现重复，部分是由于术语上的缺点，部分是由于缺乏逻辑修养。（思维的规律规则）5虚构、夸张是文学创作的必要手段，但它不曾离开现实生活的逻辑。（客观事物发展的规律、规律性）

第二章 概念

一、填空题

1.概念是__思维形式。

2..概念的两个重要的逻辑特征是内涵和 外延。

3.概念的概括与限制是在概念之间进行的两种逻辑方法。

4.从集合与非集合的角度看，“中国人是不怕死的，奈何以死惧之”，其中“中国人”属于概念。从单独概念与普遍概念的角度看，语句“北京大学是一所重点大学”中，“重点大学”属于普遍概念。

5.“不动产”这一负概念的论域是。

6.“四川人”这个概念的矛盾概念是，它的属概念是中国人，种概念是（例）成都人。

7.从概念间的外延关系看，“中国共产党”与“中国共产党党员”具有“精神文明”与“物质文明”具有 矛盾（全异）关系；“教师”与“劳动模范”具有 交叉 关系；“陈述句”与“感叹句”具有 反对（全异）关系；

8.划分是揭示概念___的逻辑方法。

9.定义是揭示概念__的逻辑方法。

10.作为定义，“宪法是国家的法律”的逻辑错误是_________。

11.作为划分，“法律分为宪法、刑法、民法、经济法、婚姻法。”的逻辑错误是___。

二、单项选择题

1.“思维形式“这一概念属于（D）

A．单独概念、正概念、集合概念B．单独概念、正概念、非集合概念

C．普遍概念、正概念、集合概念D．普遍概念、正概念、非集合概念

2.若A的部分外延与B的全部外延相重合，则A与B的关系可能是（A）

A．A真包含BB．A真包含于BC．A与B交叉D．A与B全同

3.概念“自杀”与“他杀”属于（B）

A．矛盾关系B．反对关系C．交叉关系D．属种关系

4.概念与语词的关系是（C）。

A.所有语词都表达概念 B.所有语词都不表达概念

C.所有概念都是通过语词来表达 D.有的概念不通过语词来表达

5.如果C概念是A与B两个的属概念，并且所有A不是B，A 与B的外延之和等于C的外延，则A与B 之间的关系是（C）。

A.交叉关系 B.反对关系 C.矛盾关系 D.真包含于关系

6.把“企业管理就是对企业进行管理”这句话作为“企业管理”的定义，所犯的逻辑错误是

（D）。

A.定义过宽 B.定义过窄 C.循环定义 D.同语反复

7．“省人民法院--市人民法院--区人民法院”作为连续（C）。

A.概括，不正确 B.概括，正确C.限制，不正确D.限制，正确

三、双项选择题

1.下列概念中，属于单独概念的有（AC）

A．北京市B．北京人C．北京市人民政府D．北京市全日制高等学校 E．北京市全日制高等学校的学生

2.下列概念中，属于负概念的有（CD）

A．未成年人保护法B．巨额财产来历不明罪C．非师范类院校D．无条件反射

3.下列概念间为全异关系的有（BD）

A．“机器”与“车床”B．“战士”与“战场”

C．“数学家”和“哲学家”D．“律师”与“律师协会”

E．“青藏高原”与“世界屋脊”

4.“全同关系”与“真包含关系”这两个概念的外延关系是（CD）

A．交叉关系B．相容关系C．不相容关系D．反对关系E．矛盾关系

5.下列概念中，属于负概念的是（C）（D）。

A.虚伪 B.无价之宝 C.无条件反射 D.非城市户口

6.“国家就是资产阶级统治无产阶级的工具，国家可分为资本主义国家和社会主义国家”这段话所包含的逻辑错误是（B）（D）。

A.定义过宽 B.定义过窄 C.多出子项 D.划分不全

四、多项选择题

1.“中国知识分子一定能完成历史赋予的使命”，其中“中国知识分子”属于（BDE）

A．单独概念B．普遍概念C．集合概念D．非集合概念E．正概念

2.若有A是B，则A、B外延间的关系可能是（ACDE）

A．全同关系B．全异关系C．真包含关系D．真包含于关系E．交叉关系

3.A和B交叉关系，B和C也是交叉关系，则A和C之间（BCDE）

A．必然是交叉关系B．可能是全异关系C．可能是全同关系

D．可能是真包含关系E．可能是真包含于关系

4.设A为单独概念，B为普遍概念，则A与B的外延不可能是（ACD）

A．全同关系B．全异关系C．交叉关系D．A真包含BE．A真包含于B

五、图解题，用欧拉图表示下列各组概念间的关系(略)

⑴A．数学家B．化学家C．物理学家D．科学家

⑵A．文学作品B．散文C．诗歌D．文学期刊

⑶A．逻辑学B．逻辑形式C．逻辑常项D．逻辑变项

5.微生物学教案 第一章 绪论 篇五

一、微生物和你

当你清晨起床后，深深吸一口清新的空气，喝一杯可口的酸奶，品尝着美味的面包或馒头的时候，你就已经开始享受到了微生物给你带来的恩惠；当你因患感冒或其他某些疾病而躺在医院的病床上，经受病痛的折磨时，那便是有害的微生物侵蚀了你的身体；但当白衣护士给你服用(或注射)抗生素类药物，使你很快恢复了健康时，你得感谢微生物给你带来的福音，因为抗生素是微生物的“奉献”。然而，如果高剂量的某种抗生素注入到你的体内后，效果甚微或者甚至毫无效果，你可曾想到这也是微生物的恶作剧--病原微生物对药物产生了抗性。这时医生只好尝试用其他药物，这些药物又有待于微生物学家和其它科学家去研究、开发……。

可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。在这本书中你们将读到微生物在许多重要产品中所起的不可替代的作用，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产(见第十五章)，同时也是人类生存环境中必不可少的成员，有了它们才使得地球上的物质进行循环(见第十一章)，否则地球上的所有生命将无法繁衍下去。此外，你在第十章还将会看到以基因工程为代表的现代生物技术的发展及其美妙的前景也是微生物对人类作出的又一重大贡献。

然而，这把双刃剑的另一面--微生物的“残忍”性给人类带来的灾难有时甚至是毁灭性的。1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3 的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率极高。今天，一种新的瘟疫--艾滋病(AIDS)也正在全球蔓延；癌症也正威胁着着人类的健康和生命；许多已被征服的传染病(如肺结核、虐疾、霍乱等)也有“卷土重来 ”之势。据1999年8月世界卫生组织的统计，目前全世界有18.6亿人(相当于全球人口的32 %)患结核病。随着环境的污染日趋严重，一些以前从未见过的新的疾病(如军团病、埃博拉病毒病、霍乱0139新菌型、0157以及疯牛病等)又给人类带来了新的威胁。因此，你--未来的微生物学家或其他科学家任重道远。正确地使用微生物这把双刃剑，造福于人类是我们学习和应用微生物学的目的，也是每一个微生物学工作者义不容辞的责任。

二、微生物科学

1.研究对象及分类地位

微生物研究作为一门科学--微生物学，比动物学、植物学要晚得多，至今不过100多年的 历史。因为微生物太小，需借助显微镜才能看清他们，因此微生物学(Microbiology)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。这些微小生物包括：无细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、肮病毒)；具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。但其中也有少数成员是肉眼可见的，例如近年来发现有的细菌是肉眼可见的：1993年正式确定为细菌的Epulopiscium fishelsoni以及1998年报道的Thiomargarita namibiensis(见第二章)，均为肉眼可见的细菌。所以上述微生物学的定义是指一般的概念，是历史的沿革，也仍为今天所适用。

但也有的微生物学家提出不同的看法，例如著名的微生物学家Roger Stanier提出，确定微生物学领域不应只是根据其大小，而且也应该根据有别于动、植物的研究技术。微生物学家通常要首先从群体中分离出特殊的微生物纯种，然后还要进行培养，因此研究微生物要使用特殊的技术，例如消毒灭菌和培养基的应用等，这对成功地分离和生长微生物是必须的，也是有别于动、植物的。由于微生物的极其多样性以及独特的生物学特性(个体小、繁殖快、分布广等)使其在整个生命科学中占据着举足轻重的地位。无论是1969年Whittaker提出的五界系统，还是1977年Woese提出的三域(domain)系统(见第12章)，微生物都占据了绝大多数的“席位”，分别为3/5 和2/3强。这是微生物在整个生物界的分类地位。在本章的后部分我们还将讨论微生物及微生物学对整个生命科学作出的巨大贡献及其生物学地位。

2.研究内容及分科

那么微生物学具体的研究内容是什么呢? 总的来说，微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科。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。其主要的分科见图1-1。

在分子水平上研究微生物生命活动规律的“分子微生物学”；重点研究微生物与寄主细胞相互关系的新型学科领域--细胞微生物学(Cellular microbiology)以及伴随人类基因组计划兴起的微生物基因组学等分支学科和新型领域的兴起标志着微生物学的发展又迈上了一个新的台阶，正以新的姿态迈入21世纪。

三、微生物的发现和微生物学的发展 1.微生物的发现

在人们真正看到微生物之前，实际上已经猜想或感觉到它们的存在，甚至人们已经在不知不觉中应用它们。我国劳动人民已很早就认识到微生物的存在和作用，也是最早应用微生物的少数国家之一。据考古学推测，我国在8000年以前已经出现了曲蘖酿酒了，4000多年前我国酿酒已十分普遍，而且当时的埃及人也已学会烘制面包和酿制果酒，2500年前我国人民已发明酿酱、醋，知道用曲治消化道疾病。公元六世纪(北魏时期)，我国贾思勰的巨著“齐民要术”详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。公元九世纪到十世纪我国已发明用鼻苗法种痘，用细菌浸出法开采铜。到了16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro才明确提出疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起的。我国明末(1641年)医生吴又可也提出“戾气”学说，认为传染病的病因是一种看不见的“戾气”，其传播途径以口、鼻为主。

但是真正看见并描述微生物的第一个人是荷兰商人安东·列文虎克(Antony Van Leeuwenhoe k, 1632～1723)(图1-2)，但他的最大贡献不是在商界而是他利用自制的显微镜发现了微生物世界(当时被称之为微小动物)，他的显微镜放大倍数为50～300倍，构造很简单，仅有一个透镜安装在两片金属薄片的中间，在透镜前面有一根金属短棒，在棒的尖端搁上需要观察的样品，通过调焦螺旋调节焦距。利用这种显微镜，列文虎克清楚地看见了细菌和原生动 物。首次揭示了一个崭新的生物世界--微生物界。由于他的划时代贡献，1680年被选为英国皇家学会会员。

图1-2 列文虎克(1632～1723)2.微生物学发展过程中的重大事件

由列文虎克揭示的多姿多彩的微生物世界吸引着各国学者去研究、探索，推动着微生物学的 建立和发展，表1-1列出了发展过程中的重大事件。

表1-1

微生物学发展中的重要事件 时 间

重 大 事 件

1857

巴斯德证明乳酸发酵是由微生物引起的

1861

巴斯德用曲颈瓶实验证明微生物非自然发生，推翻了争论已久的“自生说” 1864

巴斯德建立巴氏消毒法

1867

Lister创立了消毒外科，并首次成功地进行了石炭酸消毒试验 1867～1877 柯赫证明炭疽病由类疽杆菌引起

1881

柯赫等首创用明胶固体培养基分离细菌，巴斯德制备了炭疽菌苗 1882

柯赫*发现结核杆菌 1884

Koch*氏法则首次发表；Metchnikoff*阐述吞噬作用；建立高压蒸气灭菌和革兰氏染色法

1885

巴斯德研究狂犬疫苗成功，开创了免疫学 1887

Pichard Petri发明了双层培养皿 1888

BeiJerinck首次分离根瘤菌

1890

Von Behring*制备抗毒素治疗白喉和破伤风 1891

Sternberg与巴斯德同时发现了肺炎球菌

1892

IVanowsky提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；Winogradsky发现硫循环 1897

Buchner用无细胞存在的酵母菌抽提液对葡萄糖进行酒精发酵成功 1899

Ross*证实疟疾病原菌由蚊子传播

1909～1910 Ricketts发现立克次氏体；Ehrlich*首次合成了治疗梅毒的化学治疗剂 1928

Griffith发现细菌转化 1929

Fleming*发现青霉素

1935

Stanley*首次提纯了烟草花叶病毒，并获得了它的“蛋白质结晶” 1943

Luria*和Delbrück*用波动试验证明细菌噬菌体的抗性是基因自发突变所致Chain*和Florey*形成青霉素工业化生产的工艺

1944

Avery*等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体；Waksman发现链霉素 1946～1947 Lederberg*和Tatum发现细菌的接合现象、基因连锁现象

1949

Enders*、Robbins和Weller在非神经的组织培养中，培养脊髓灰质炎病毒成功

1952

Hershey*和Chase发现噬菌体将DNA注入宿主细胞Lederberg*发明了影印培养法Zinder和Lederberg发现普遍性转导

1953

Watson*和Crick*提出DNA双螺旋结构 1956

Umbarger发现反馈阻遏现象

1961

Jacob和Monod提出基因调节的操纵子模型

1961～1966 Holley*、Nirenberg*、Khorana*等阐明遗传密码 1969

Edelman*测定了抗体蛋白分子的一级结构

1970～1972 Arber*、Smith*和Nathans*发现并提纯了限制性内切酶Temin和Baltimore发现反转录酶

1973

Ames建立细菌测定法检测致癌物Cohen等首次将重组质粒转入大肠杆菌成功

1975

Kohler和Milstein建立生产单克隆抗体技术

1977

Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群Sanger*首次对×174噬菌体DNA进行了全序列分析

1982～1983 Cech*和Altman*发现具催化活性的RNA(ribozyme)McClintock*发现的转座因子获得公认Prusiner*发现朊病毒(prion)1983～1984 Gallo和Montagnier分离和鉴定人免疫缺陷病毒Mullis*建立PCR技术 1988

Deisenhofer等发现并研究细菌的光合色素 1989

Bishop*和Varmus*发现癌基因

1995

第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成 1996

第一个自养生活的古生菌基因组测定完成 1997

第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成 *为诺贝尔奖获得者

从表1-1列出的重大事件中，其发现或发明人就有30位获得诺贝尔奖，据有关统计表明，20世纪诺贝尔奖(生理和医学)获得者中，从事微生物问题研究的就占了1/3，这从另一个侧面看到了微生物学举足轻重的地位。也可见微生物学的发展对整个科学技术和社会经济的重大作用和贡献。

3.微生物学发展的奠基者

继列文虎克发现微生物世界以后的200年间，微生物学的研究基本上停留在形态描述和分门别类的阶段。直到19世纪中期，以法国的巴斯德(Louis Pasteur, 1822～1895)和德国的柯赫(Robert Koch, 1843～1910)为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段，揭露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等分支学科。巴期德和柯赫是微生物学的奠基人。

1)巴斯德

巴斯德(图1-3)原是化学家，曾在化学上作出过重要的贡献，后来转向微生物学研究领域，为微生物学的建立和发展作出了卓越的贡献。主要集中在下列三方面。

图1-3 巴斯德(1822-1895)

(1)彻底否定了“自然发生”学说

“自生说”是一个古老的学说，认为一切生物是自然发生的。到了17世纪，虽然由于研究植物和动物的生长发育和生活循环，使“自生说”逐渐软弱，但是由于技术问题，如何证实微生物不是自然发生的仍然是一个难题，这不仅是“自生说”的一个顽固阵地，同时也是人们正确认识微生物生命活动的一大屏障。巴斯德在前人工作的基础上，进行了许多试验，其中著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，它们引起有机质的腐败。巴斯德自制了一个具有细长而弯曲的颈的玻瓶，其中盛有有机物水浸液(图1-4)，经加热灭菌后，瓶内可一直保持无菌状态，有机物不发生腐败，因为弯曲的瓶颈阻挡了外面空气中微生物直达有机物浸液内，一旦将瓶颈打断，瓶内浸液中才有了微生物，有机质发生腐败。巴斯德的实验彻底否定了“自生说”，并从此建立了病原学说，推动了微生物学的发展。

图1-4 曲颈瓶试验装置

(2)免疫学--预防接种

Jenner虽然早在1798年发明了种痘法可预防天花，但却不了解这个免疫过程的基本机制，因此，这个发现没能获得继续发展。1877年，巴斯德研究了鸡霍乱，发现将病原菌减毒可诱发免疫性，以预防鸡霍乱病。其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病，并首次制成狂犬疫苗，证实其免疫学说，为人类防病、治病作出了重大贡献。

(3)证实发酵是由微生物引起的

酒精发酵是一个由微生物引起的生物过程还是一个纯粹的化学反应过程，曾是化学家和微生物学家激烈争论的问题。巴斯德在否定“自生说”的基础上，认为一切发酵作用都可能和微生物的生长繁殖有关。经不断地努力，巴斯德终于分离到了许多引起发酵的微生物，并证实酒精发酵是由酵母菌引起的。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)其他贡献

一直沿用至今天的巴斯德消毒法(60～65℃)作短时间加热处理，杀死有害微生物的一种消毒法)和家蚕软化病问题的解决也是巴斯德的重要贡献，他不仅在实践上解决了当时法国酒变质和家蚕软化病的实际问题，而且也推动了微生物病原学说发展，并深刻影响医学的发展。

2).柯赫

柯赫(图1-5)是著名的细菌学家，由于他曾经是一名医生，因此对病原细菌的研究作出了突出的贡献。

(1)具体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，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。

(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。由于柯赫在病原菌研究方面的开创性工作，自19世纪70年代至20世纪20年代成了发现病原菌的黄金时代，所发现的各种病原微生物不下百余种，其中还包括植物病原细菌。

图1-5 柯赫(1843-1910)

柯赫除了在病原菌研究方面的伟大成就外，在微生物基本操作技术方面的贡献更是为微生物学的发展奠定了技术基础，这些技术包括：

(1)用固体培养基分离纯化微生物的技术，这是进行微生物学研究的基本前体，这项技术一直沿用至今。

(2)配制培养基(见第四章)。也是当今微生物学研究的基本技术之一。这二项技术不仅是具有微生物学研究特色的重要技术，而且也为当今动植物细胞的培养作出了十分重要的贡献。

巴斯德和柯赫的杰出工作，使微生物学作为一门独立的学科开始形成，并出现以他们为代表而建立的各分枝学科，例如细菌学(巴斯德、柯赫等)、消毒外科技术(J.Lister)，免疫学(巴斯德、Metchnikoff, Behring, Ehrlich等)、土壤微生物学(Beijernck Winogradsky等)、病毒学(IVanowsky、Beijerinck等)、植物病理学和真菌学(Bary, Berkeley等)、酿造学(Hensen, Jorgensen等)以及化学治疗法(Ehrlish等)等。微生物学的研究内容日趋丰富，使微生物学发展更加迅速。

四、20世纪的微生物学

19世纪中期到20世纪初，微生物研究作为一门独立的学科已经形成，并进行着自身的发展。但在20世纪早期还未与生物学的主流相汇合。当时大多数生物学家的研究兴趣是有关高等动植物细胞的结构和功能、生态学、繁殖和发育、遗传以及进化等；而微生物学家更关心的是感染 疾病的因子、免疫、寻找新的化学治疗药物以及微生物代谢等。到了20世纪40年代，随着生物学的发展，许多生物学难以解决的理论和技术问题十分突出，特别是遗传学上的争论问题，使得微生物这样一种简单而又具完整生命活动的小生物成了生物学研究的“明星”，微生物学很快与生物学主流汇合，并被推到了整个生命科学发展的前沿，获得了迅速的发展，在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。

1.多学科交叉促进微生物学全面发展

微生物学走出了独自发展，以应用为主的狭窄研究范围，与生物学发展的主流汇合、交叉，获得全面、深入的发展。而首先与之汇合的是遗传学、生物化学。1941年Beadle和Tatum用 粗糙脉胞菌(Neurospora crasa)分离出一系列生化突变株，将遗传学和生物化学紧密结合起来，不仅促进微生物学本身向纵深发展，形成了新的基础研究学科--微生物遗 传学和微生物生理学，而且也推动了分子遗传学的形成。与此同时，微生物的其他分支学科也得到迅速发展，如细菌学、真菌学、病毒学、微生物分类学、工业微生物学、土壤微生物学、植物病理学、医学微生物学及免疫学等。还有60年代发展起来的微生物生态学、环境微生物学等。这些都是原来独立的学科相互交叉、渗透而形成的。微生物的一系列生命活动规律，包括遗传变异、细胞结构和功能，微生物的酶及生理生化等的研究逐渐发展起来，到了20世纪50年代微生物学全面进入分子研究水平，并进一步与迅速发展起来的分子生物学理论和技术以及其他学科汇合，使微生物学发展成为生命科学领域内一门发展最快，影响最大、体现生命科学发展主流的前沿科学。

微生物学应用性广泛，进入20世纪，特别是40年代后，微生物的应用也获得重大进展。抗生素的生产已成为现代化的大企业；微生物酶制剂已广泛用于农、工、医各方面；微生物的其它产物，如有机酸、氨基酸、维生素、核苷酸等，都利用微生物进行大量生产。微生物的利用已组成一项新兴的发酵工业，并逐步朝着人为有效控制的方面发展。80年代初，在基因工程的带动下，传统的微生物发酵工业已从多方面发生了质的变化，成为现代生物技术的重要组成部分。

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

生命科学由整体或细胞研究水平进入分子水平，取决于许多重大理论问题的突破，其中微生物学起了重要甚至关键的作用，特别是对分子遗传学和分子生物学的影响最大。我们知道“突变”是遗传学研究的重要手段，但是只有在1941年Beadle和Tatum用粗糙脉胞霉进行的突变实验，才使基因和酶的关系得以阐明，提出了“一个基因一个酶”的假说。有关突变的性质和来源(自发突变)也是由于S.Luria和M.Delbruck(1943)利用细菌进行的突变所证实。长期争论而不能得到解决的“遗传物 质的基础是什么?”的重大理论问题，只有在以微生物为材料进行研究所获得的结果才无可辩驳地证实：核酸是遗传信息的携带者，是遗传物质的基础(见第八章)。这一重大突破也为 1953年WotsonCrick DNA双螺旋结构的提出起了战略性的决定作用，从而奠定了分子遗传 学的基础。此外，基因的概念--遗传学发展的核心，也与微生物学的研究息息相关，例如，著名的“断裂基因”的发现来源于对病毒的研究(第七章)；所谓“跳跃基因”(可转座因子)的发现虽然首先来源于McClintock对玉米的研究，但最终得到证实和公认是由于对大肠杆菌的研究。基因结构的精细分析、重叠基因的发现，最先完成的基因组测序等都与微生物学发展密不可分。

以研究生命物质的物理、化学结构及其功能为己任的分子生物学，如果没有遗传密码的阐明，不知道基因表达调控的机制，那将是“无源之水，无本之本”。正是微生物学的研究和发展为之奠定了基础。60年代Nirenberg等人通过研究大肠杆菌无细胞蛋白质合成体系及多聚尿苷酶，发现了苯丙氨酸的遗传密码，继而完成了全部密码的破译，为人类从分子水平上研究生命现象开辟了新的途径。Jacob等人通过研究大肠杆菌诱导酶的形成机制而提出的操纵子学说，阐明了基因表达调控的机制，为分子生物学的形成奠定了基础。此外，DNA、RNA、蛋白质的合成机制以及遗传信息传递的“中心法则”的提出等都涉及到微生物学家所作出的卓越贡献。

(2)对生命科学研究技术的贡献

微生物学的建立虽然比高等动、植物学晚，但发展却十分迅速。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，特别是人类遗传学的限制更大。20世纪中后期由于微生物学的消毒灭菌，分离培养等技术的渗透和应用的拓宽及发展，动、植物细胞也可以像微生物一样在平板或三角瓶中培养，可以在显微镜下进行分离，甚至可以像微生物的工业发酵一样，在发酵罐中进行生产。今天的转基因动物、转基团植物的转化技术也源于微生物转化的理论和技术。70年代，由于微生物学的许多重大发现，包括质粒载体，限制性内切酶，连接酶，反转录酶等，才导致了DNA重组技术和遗传工程的出现(见第十章)，使整个生命科学翻开了新的一页，使人类定向改变生物、根治疾病、美化环境的的梦想将成为现实。

(3)微生物与“人类基因组计划” “人类基因组计划”的全称为“人类基因组作图和测序计划”。这是一项当今世界耗资巨大(30亿美元)，其深远意义堪与阿波罗登月计划媲美的最大的科学工程。要完成如此浩大的工程，除了需要多学科(数、理、化、信息、计算机等)的交叉外，模式生物的先行至关重要，因为模式生物一般背景清楚，基因组小，便于测定和分析，可从中获取经验改进技术方法。而这些模式生物除极少数(例如果蝇、线虫、拟南芥等)为非微生物外，绝大部分为细菌和酵母，目前已完成了近20多种独立生活的微生物基因组的序列测定，在此过程中由于基因组作图和测序方法的不断改进，大大加快了基因组计划进展，预计“人类基因组计划”有可能提前2-3年完成(2003年左右)。

测序工作只是“计划”的一部分，紧接着是更巨大的工程--后基因组研究，其主要任务是认识基因与基因组的功能。目前微生物基因组序列分析表明，在某些微生物中存在一些与人类某些遗传疾病相类似的基因，因此可以利用这些细菌的模型来研究这些基因的功能，为认识庞大的人类基因组及其功能提供简便的模式。

总之，20世纪的微生物学一方面在与其它学科的交叉和相互促进中，获得令人瞩目的发展。另一方面也为整个生命科学的发展作出了巨大的贡献，并在生命科学的发展中占有重要的地位。

(4)我国微生物学的发展

我国是具有五千年文明史的古国，我国劳动人民对微生物的认识和利用是最早的几个国家之一。特别是在制酒、酱油、醋等微生物产品以及用种痘、麦曲等进行防病治疗等方面具有卓越的贡献。但微生物作为一门科学进行研究，我国起步较晚。中国学者开始从事微生物学研究在 20世纪之初，那时一批到西方留学的中国科学家开始较系统地介绍微生物学知识，从事微生物学研究。1910～1921年间伍连德用近代微生物学知识对鼠疫和霍乱病原的探索和防治，在中国最早建立起卫生防疫机构，培养了第一支预防鼠疫的专业队伍，在当时这项工作居于国际先进地位。20～30年代，我国学者开始对医学微生物学有了较多的实验研究，其中汤飞凡等在医学细菌学、病毒学和免疫学等方面的某些领域做出过较高水平的成绩，例如沙眼病原体的分离和确证是具有国际领先水平的开创性工作。30年代开始在高等学校设立酿造科目和农产制造系，以酿 造为主要课程，创建了一批与应用微生物学有关的研究机构，魏岩寿等在工业微生物方面做出了开拓性工作，戴芳澜和俞大绂等是我国真菌学和植物病理学的奠基人；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；高尚荫创建了我国病毒学的基础理论研究和第一个微生物学专业。但总的说来，在新中国成立之前，我国微生物学的力量较弱且分散，未形成我国自己的队伍和研究体系，也没有我国自己的现代微生物工业。

新中国成立以后，微生物学在我国有了划时代的发展，一批主要进行微生物学研究的单位建立起来了，一些重点大学创设了微生物学专业。现代化的发酵工业、抗生素工业、生物农药和菌肥工作已经形成一定规模，特别是改革开放以来，我国微生物学无论在应用和基础理论研究方面都取得了重要的成果，例如我国抗生素的总产量已耀居世界首位，我国的两步法生产维生素C的技术居世界先进水平。培养了一大批微生物学人才。近年来，我国学者瞄准世界微生物学科发展前沿，进行微生物基因组学的研究，现已完成痘苗病毒天坛株的全基因组测序，最近又对我国的辛德毕斯毒株(变异株)进行了全基因组测序。1999年又启动了从我国云南省腾冲地区热海沸泉中分离得到的泉生热袍菌全基因组测序，目前取得可喜进展。我国微生物进入了一个全面发展的新时期。但从总体来说，我国的微生物学发展水平除个别领域 或研究课题达到国际先进水平，为国外同行承认外，绝大多数领域与国外先进水平相比，尚有相当大的差距。因此如何发挥我国传统应用微生物技术的优势，紧跟国际发展前沿，赶超世界先进水平，还需作出艰苦的努力。

五、21世纪微生物学展望

20世纪的微生物学走过了辉煌的历程，面对新的21世纪展望她的未来，将是一幅更加绚丽多彩的立体画卷，在这画卷上也可能会出现我们目前预想不到的闪光点。因此，我们在这里只能勾勒一下21世纪微生物学发展的趋势。

1.微生物基因组学研究将全面展开 所谓“基因组学”是1986年由Thomas Roderick首创，至今已发展为一专门的学科领域，包括全基因组的序列分析、功能分析和比较分析，是结构、功能和进化基因组学交织的学科。

如果说20世纪刚刚兴起的微生物基因组研究是给“长跑”中的“人类基因组计划”助一臂之力的话，那么21世纪微生物基因组学将在继续作为人类基因组计划“的主要模式生物，在后基因组研究(认识基因与基因组功能)中发挥不可取代的作用外，会进一步扩大到其他微生物，特别是与工农业及与环境、资源有关的重要微生物。目前已经完成基因组测序的微生物主要是模式微生物、特殊微生物及医用微生物。而随着基因组作图测序方法的不断进步与完善，基因组研究将成为一种常规的研究方法，为从本质上认识微生物自身以及利用和改造微生物将产生质的飞跃。并将带动分子微生物学等基础研究学科的发展。

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。微生物生命现象的特性和共性可概括为：(1)微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如可在其他生物无法生存的极端环境下生存和繁殖，具有其他生物不具备的代谢途径和功能，如化能营养、厌氧生活、生物固氮和不释放氧的光合作用等，反映了微生物极其丰富的多样性。

(2)微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：生长、繁殖、代谢、共用一套遗传密码等，甚至其基因组上含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的统一性。

(3)易操作性：微生物个体小、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。

微生物具备生命现象的特性和共性，将是21世纪进一步解决生物学重大理论问题，如生命起源与进化，物质运动的基本规律等，和实际应用问题，如新的微生物资源的开发利用，能源、粮食等的最理想的材料。

4.与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展。

20世纪微生物学、生物化学和遗传学的交叉形成了分子生物学；而迈向21世纪的微生物基因组学则是数、理、化、信息、计算机等多种学科交叉的结果；随着各学科的迅速发展和人类社会的实际需要，各学科之间的交叉和渗透将是必然的发展趋势。21世纪的微生物学将进一步向地质、海洋、大气、太空渗透，使更多的边缘学科得到发展，如：微生物地球化学、海洋微生物学、大气微生物学、太空(或宇 宙)微生物学以及极端环境微生物学等。微生物与能源、信息、材料、计算机的结合也将开辟新的研究和应用领域。此外，微生物学的研究技术和方法也将会在吸收其它学科的先进技术的基础上，向自动化、定向化和定量化发展。

5.微生物产业将呈现全新的局面

微生物从发现到现在的短短的300年间，特别是20世纪中期以后，已在人类的生活和生产实践中得到广泛的应用，并形成了继动、植物二大生物产业后的第三大产业。这是以微生物的代谢产物和菌体本身为生产对象的生物产业，所用的微生物主要是从自然界筛选或选育的自然菌种。21世纪，微生物产业除了更广泛地利用和挖掘不同生境(包括极端环境)的自然资源微生物外，基因工程菌将形成一批强大的工业生产菌，生产外源基因表达的产物，特别是药物的生产将出现前所未有的新局面，结合基因组学在药物设计上的新策略将出现以核酸(DNA或RNA)10 为靶标的新药物(如反义寡核苷酸、肽核酸、DNA疫苗等)的大量生产，人类将完全征服癌症、艾滋病以及其他疾病。

此外，微生物工业将生产各种各样的新产品，例如，降解性塑料、DNA芯片、生物能源等，在21世纪将出现一批崭新的微生物工业，为全世界的经济和社会发展作出更大贡献。

小结

1.微生物是由荷兰商人列文虎克首先发现的，至今有300多年的历史。微生物的主要特征是：个体小、结构简单、繁殖快、易培养、易变异、分布广。它一方面具有其它生物不具备的生物学特性，另一方面它也具有其它生物共有的基本生命特征。

2.微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科。诞生于19世纪中期，其奠基人是法国的巴斯德和德国的柯赫。20世纪获得全面发展，形成了许多分支学科。特别是40年代以后微生物学促进了整个生命科学的发展，跃居中心地位。

3.我国是最早知道利用微生物的少数国家之一。但作为一门学科发展起始于20世纪初，曾在某些病原菌的研究和防治以及微生物在工、农业上的应用和研究等方面，作出具国际先进水平的工作。近年来，在微生物基因组的研究工作方面与国际发展前沿接轨，在微生物应用方面已取得可喜成绩。

4.21世纪的微生物学将更加绚丽多彩。多学科的交叉、基因组研究的深入和扩展将使微生物学的基础研究及其应用出现前所未有的局面。

思 考 题

1.用具体事例说明人类与微生物的关系。

6.微生物习题 绪 论 篇六

一、选择题

1.适合所有微生物的特殊特征是（c）。

A.它们是多细胞的 B.细胞有明显的核 C.只有用显微镜才能观察到 D.可进行光合作用 2.第一位观察到微生物的科学家是（列文虎克）。

A.Robert Hooke

B.Louis Pasteur

C.Joseph Lister

D.James T.Watson 3.细菌学的奠基人是（b）。

A.Louis Pasteur

B.Robert Koch

C.van Dyck

D.van Leeuwenhoek 4.路易.巴斯德对微生物学的贡献在于他（d）。

A.发现了病毒 B.提出了自然发生说理论 C.抨击了进化论 D.号召人们关注微生物在日常生活中的重要性 5.巴斯德采用曲颈瓶试验来（a）。

A.驳斥自然发生说 B.证明微生物致病

C.认识到微生物的化学结构 D.提出细菌和原生动物分类系统 6.微生物学中铭记柯赫是由于（a）。

A.证实病原菌学说 B.在实验室中成功地培养了病毒 C.发展了广泛采纳的分类系统 D.提出了原核生物术语 7.微生物学的奠基人是（a）。

A.Louis Pasteur

B.Robert Koch

C.van Dyck

D.van Leeuwenhoek

二、是非题

1．路易·巴斯德年轻时完成的实验证实了肉变酸的缘由。（t）2．病原菌学说最初是由科学家柯赫提出来的。（t）

3．病原菌学说建立之后，阻断流行病的发生成为可能。（t）4．微生物和其他各界生物中共有的特征是都有细胞器。（f）5．真菌、原生动物和单细胞藻类都属于原核生物界。（f）

6．虎克（Hooke）用微动体这个术语，特指他所观察到的微生物。（t）7．蘑菇、霉菌和酵母菌都属于原生动物界。（f）8．细菌是缺少真正细胞核的原核生物。（t）9．藻类是一群有点类似动物的微生物。（f）

10．麻疹、流行性腮腺炎和鼠疫都是由病毒造成的疾病。（t）

三、填空题

1.微生物学的先驱者是，微生物学的奠基人是，细菌学的奠基人是。2.微生物都是些个体微小、构造简单的低等生物，包括属于原核类的细菌（和古生菌）、放线菌、蓝细菌、、立克次氏体、；属于真核类的真菌（、和蕈菌）、原生藻类和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和（、拟病毒和）。

3.微生物由于其体形都极其微小，因而导致了一系列与之密切相关的五个重要共性，即体积小，；，；生长旺，繁殖快；，。4.微生物的种类多主要体现在、生理代谢类型的多样性、代谢产物的多样性、、等五个方面。

5.微生物学是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、、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。

四、名词解释 1.微生物：

五、简答题

1.什么是微生物？它包括那些类群? 2.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？

六、论述题

7.生物进化的历程习题 篇七

第二章第一节生物进化的历程习题精选

题1 原始生命的摇篮是( )。

A．原始陆地 B．原始海洋 C．原始大气 D．土壤

解 原始的生命起源于原始海洋，因此，原始海洋被称为生命的摇篮。选项B正确。

题2 地球上最早出现的脊椎动物是( )。

A．古代鱼类 B．古代两栖类 C．文昌鱼 D．古代爬行类

解 脊椎动物中，鱼类是最低等的，它的出现比两栖类、爬行类都要早。文昌鱼并不是真正的鱼，不属于脊椎动物，在它的体内只有比脊椎原始得多的脊索，属于一种原始的头索动物。选项A正确。

题3 原始生命分化为原始藻类和原始单细胞动物的根本原因是( )。

A．运动方式不同 B．细胞结构不同

C．营养方式不同 D．对外界刺激的`反应不同

解 原始生命最初的形式是异养厌氧的，它出现分化的根本原因是营养方式不同，一部分进化成有叶绿体的、自养的原始藻类，另一部分则进化为无叶绿体的、异养的单细胞动物。选项C正确。

题4 地球上最先从水中登陆的动物类群是( )。

A．节肢动物 B．爬行类 C.两栖类 D. 鸟类

解 动物的进化历程大致是：生活在海洋中的原始单细胞动物，经过极其漫长的年代，逐渐进化成为种类繁多的原始无脊椎动物，包括腔肠动物、扁形动物、线形动物、软体动物和环节动物等，这几类动物的结构越来越复杂，但它们都不能脱离水环境。后来发展成了原始的节肢动物，它们有了外骨骼和分节的足，脱离了水生环境，成为最先登陆的动物。选项A正确。

题5 与人类亲缘关系最近的动物是( )。

A．黑猩猩 B．长臂猿 C．猕猴 D．大猩猩

解 人类学家研究表明，人类和类人猿有着共同的祖先，他们是近亲。类人猿中的黑猩猩，无论在血型、骨骼、内脏器官的结构和功能上，还是在面部表情和行为上，都与人类很相似。因此，四个供选项中，与人类亲缘关系最近的应是黑猩猩。选项A正确。

题6 人类起源于( )。

A．类人猿 B．黑猩猩 C. 森林古猿 D．长臂猿

解 森林古猿最初在茂密的森林里过着树上生活，后来，一些地区气候干燥、森琳减少，这些地区的森林古猿被迫到地面上寻食，经过漫长的年代进化成人类。而其他地区的森林古猿则进化成类人猿。可见，人类和类人猿的共同祖先是森林古猿，而人类并不是起源于类人猿。选项C正确。

题7 脊椎动物的进化路线是( )。

A．鱼类→两栖类→爬行类→鸟类→哺乳类

B．鱼类→爬行类→两栖类→鸟类→哺乳类

解 地球上最早出现的脊椎动物是古代的鱼类。经过极其漫长的年代，某些鱼类进化成原始的两栖类，某些两栖类进化成原始的爬行类，某些爬行类又进化成原始的鸟类和哺乳类。选项C 正确。

题8 下列动物类群中，在地球上先出现的是( )。

A．原始无脊椎动物 B．水生脊椎动物

C．原始脊椎动物 D．陆生脊椎动物

8.微生物习题 绪 论 篇八

材料一：下图中的两只狐，一只是生活在北极的北极狐，一只是生活在非洲沙漠中的沙漠狐。

材料二：科学工作者发现，过去里，北极冰盖面积减少了40%，平均厚度从3米减至1.5米;北极冰盖面积为530万平方千米，9月为413万平方千米，创历史最低点。这些都说明了一个现象：地球在变暖。

(1)图 所示为北极狐。其推测理由是

(2)由两种狐的头部某些特征也可以说明，生物的形态结构往往与

相适应。

(3)如果地球变暖进一步加剧，请你预测北极狐的命运将会怎样?

(4)为了不让地球继续变暖，你认为应该采取的措施是

总结：生物只有适应环境，才能生存下去。生物对环境的适应，既有普遍性又有相对性。生物在适应环境的同时，也能够影响环境

初一生物上册知识点之昆虫繁殖

日比幼虫的孵出通过不同途径。如蛾、蝶类动物咬破卵壳而出;蚤有孵化刺，用刺在壳上切一缝;有的推掉卵壳上的卵盖而出卵。幼虫孵化时能吞入空气，以便用力挣出卵壳;在孵出后到表皮硬化前，继续吞气，扩张自身。表皮一旦硬化，便不能再长，只有通过一系列蜕皮，在蜕去旧皮，长出较大的新皮之际才能长大。蜕皮时，体形可能骤变。多数原始的无翅昆虫，如衣鱼，在长大为成虫的过程中身体结构几乎没有变化，称为无变态昆虫。而蚱蜢(直翅目Orthoptera)、蝽(异翅目Heteroptera)和蚜虫(同翅目Homoptera)，起初体形不变，直到最后才变成有翅的成虫，生殖器也发育成熟，称不完全变态。高等的鳞翅目、鞘翅目、膜翅目和双翅目属于全变态，幼虫完全不像成虫;幼虫经一系列蜕皮，变化较小，然后变蛹，再变为成虫。幼虫的形状多种多样，可分为5型：(蛾、蝶类动物)、蛴螬型、衣鱼型、叩头虫幼虫型和蛆型。蛹分为被蛹(附肢不同程度地紧贴在体上)、离蛹(附肢不紧贴在体上)和围蛹(本质上是离蛹，但被幼虫皮所形成的囊包围)。蜕皮和变态都受激素的控制。蜕皮是由脑中的神经分泌细胞产生的激素发动的。这种激素作用于前胸的一个内分泌腺---前胸腺，前胸腺产生蜕皮激素，作用于真皮层，刺激生长和形成表皮。变态同样受激素控制：在整个幼虫阶段，脑后有一个小腺体叫咽侧体，分泌保幼激素。只要血液中有保幼激素，正在蜕皮的真皮细胞产生幼虫表皮。至最后一龄幼虫时不再产生保幼激素，于是昆虫变态成为成虫。在全变态昆虫中，蛹在有极少量保幼激素的情况下发育。总结：滞育虽然在任何虫期都能发生，但在蛹期最为常见。在温带，许多昆虫以蛹期越冬。

初中生物：生物圈中有哪些绿色植物 达标训练

一、选择题

1.一九四五年夏，一架横渡太平洋的客机不幸中途失事，乘客纷纷跳伞降落在一荒芜人迹的孤岛上，从浅海中捞取藻类植物充饥而得以生还，想想他们在岛上时吃的应该是

A.小球藻和发菜 B.小球藻和金鱼藻

C.海带和发菜 D.海带和紫菜

2.下列不属于苔藓植物的特征是()

A.受精离不开水 B.一般具有茎、叶

C.生活在阴湿环境中 D.可开花产生种子

3.在公园或花卉市场，常见的蕨类植物是()

A.水仙 B.苏铁 C.卷柏 D.君子兰

4.下列植物中能作为监测空气污染程度的一类指示植物是()

A.藻类植物 B.苔藓植物

C.蕨类植物 D.藻类植物和蕨类植物

5.柏树、银杏属于裸子植物的主要原因是( )

A.茎高大，根系发达 B.有种子形成

C.都形成球状果实 D.种子外面无果皮包被

6.下列植物中，属于裸子植物的是()

A.水杉 B.卷柏 C.金鱼藻 D.地钱

7.一粒种子能够萌发长成一棵参天大树在于种子的()

A.胚根 B.胚芽 C.胚轴 D.胚

8.大豆种子的结构包括( )

A.胚芽、胚根、胚轴、子叶 B.胚和种皮

C.胚、胚乳、种皮 D.胚根、胚轴、胚芽和胚乳

9.种子的胚包括( )

A.胚根、胚轴和胚芽 B.胚根、胚芽和子叶

C.胚根、胚轴、胚芽和子叶 D.胚根、胚轴、胚芽和胚乳

10.小麦、玉米的营养物质主要贮存在( )

A.胚 B.子叶 C.胚乳 D.种皮

11.蚕豆的种子中，贮藏营养物质的结构是( )

A.胚 B.胚芽 C.子叶 D.种皮

12.在玉米种子纵切面上，滴加碘酒后，切面上遇碘酒变蓝的`物质及结构是( )

①淀粉②蛋白质③脂肪④子叶⑤胚乳⑥胚芽

A.②④ B.①⑤ C.①④ D.③⑥

13.麻屋子，红帐子，里头住着白胖子。这句谜语依次描述的是花生的( )

A.果皮、种皮、胚 B.果皮、种皮、子叶

C.果皮、种皮、种子 D.种皮、果皮、胚乳

二、综合题

14.古诗苔痕上阶绿，草色入帘青的诗句，苔是指植物，由此可以判断，这段台阶一定处于环境中。

15.藻类植物多数生活在中。全身都能从环境中吸收 初中历史，通过作用制造有机物，没有、、等器官的分化。

16.自然界中的植物，根据，可以分为和两类。

17.被子植物比裸子植物更能适应环境，从结构上说，主要原因是。

18.松树的种子长有一个很薄的翅，其意义是。

19.将下面相对应的内容用线连接起来。

①藻类植物 A.具有根、茎、叶，靠孢子繁殖

②苔藓植物 B.没有根，茎、叶的分化

③蕨类植物 C.具有茎、叶，但茎中无输导组织

④裸子植物 D.种子有果皮包被

⑤被子植物 E.种子裸露

20.根据下图回答问题：

(1)甲乙结构主要区别是：甲有()，乙有()。

(2)甲的结构包括()和()两部分。乙的结构包括()、()和()三部分。

(3)图是菜豆种子，图是玉米种子。

(4)图中的⑥指的是，它包括()、()、()和()。

初一生物试题之番茄结构

1.用热水烫番茄，很容易从番茄表面撕下一层皮，这层皮属于：

A.营养组织; B.输导组织; C.保护组织; D.分生组织。

答〔 〕

2.下列植物器官中，属于营养器官的是：

A.花; B.果实; C.种子; D.茎。

答〔 〕

3.根尖中细胞具有很强的分裂能力的区域是：

A.成熟区 ;B.伸长区; C.分生区; D.根冠。

答〔 〕

4.下列结构属于器官的是：

A.番茄果肉; B.一只香蕉; C.洋葱表皮; D.苹果果皮。

答〔 〕

总结：从结构看，任何一个植物体都是由细胞构成的。细胞构成组织，组织构成器官，器官进一步构成植物体

八年级生物复习资料之光合作用

光合作用：

①条件：光能、叶绿体 原料：二氧化碳、水 产物：有机物、氧气

光能

②公式：二氧化碳 + 水 有机物 + 氧气

叶绿体 初中地理 (储存能量)

③光合作用原理在生产上的应用：合理密植、增加光照、提高二氧化碳浓度等

④绿叶在光下制造有机物的实验步骤是：暗处理(耗尽叶中有机物);部分遮光;光照数小时后隔水加热(用酒精脱去叶绿素);清水漂洗，滴加碘液，结果：遮光部分不变蓝，见光部分变蓝 证明：绿叶在光下制造淀粉

初中生物创新实验之探究植物细胞的呼吸作用

1.材料用具

植物体新鲜的根，茎，叶，花，果实等;澄清的石灰水，试管，黑色塑料袋，温度计，蜡匙，其他：-----------。

2.知识准备

(1)绿色植物吸收--------，将有机物分解成-------和--------，同时释放-----的过程，叫呼吸作用。其反应式是：--------。

(2)二氧化碳气体能使澄清的--------变浑浊。

方法与过程：

1.提出问题：种子萌发时要进行呼吸作用，构成其他器官的细胞是否也进行呼吸作用?

2.作出假设：萌发种子能进行呼吸作用，煮熟种子则不能进行呼吸作用。你对问题作出的假设是：-------------------------。

3.设计实验方案：

提示：(1)植物的根，茎，叶，花，果实都可作为实验材料。

(2)实验装置可参照萌发种子进行呼吸作用的演示实验。

(3)实验步骤要便于操作，实验想象要便于观察和记录。

4.实验结论：---------------------------------------------。

讨论与交流

本实验设计方案中，在材料选择上应注意什么?

反思与评价

反思：在方案设计中，是否必须考虑对照实验?

总结：生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用。

初中生物创新实验之探究葫芦藓

培养原丝体

1.1制种指导学生采集成熟健壮的葫芦藓孢蒴，收集孢子。先配制10%的酒精浸泡灭菌，再用凉开水冲洗几次，然后浸入20℃左右的温开水中，将孢蒴打开放出孢子，制成悬浮液。

1.2选土选取腐殖土适量，风干后去除杂物并压碎，用家用蒸笼蒸煮灭菌后分别装入几个花盆中，用凉开水浸透，使上呈潮湿状。

1.3接种将孢子悬浮喷洒在花盆土壤表面，盖上玻璃，放入室内向阳处培养观察，保持土壤经常处于潮湿状态，温度控制在20℃左右。一般情况下，一周内孢子萌发，两周内可见绿色的原丝体，并逐渐形成群体覆盖在土壤表面。不久，原丝体向下长出假根，向上分化出芽体。

1.4观察取少许带上原丝体置于清水中，淘洗干净，选取典型个体制成装片，对比观察，假根、原丝体清晰可见。

9.生物信息学期末复习题 篇九

名词解释

1、生物信息学 : 广义指生命科学与数学、计算机科学和信息科学等交汇融合所形成的一门交叉学科。它应用先进的数据管理技术、数学分析模型和计算软件对各种生物信息（特别是分子生物学信息）进行提取、储存、处理和分析，旨在掌握复杂生命现象的形成于演化规律。狭义专指应用信息技术储存和分析分子生物学数据，尤其是基因组序列产生的分子序列机器相关数据，也被称为分子生物信息学。

2、人类基因组计划 ：是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。

3、基因芯片： 又叫DNA芯片，是一种高密度的寡聚核苷酸阵列。它采用原位组合合成化学和微电子芯片的光蚀刻技术等方法，将大量特定序列的ＤＮＡ片段直接固定在玻璃或硅衬底上，从而构成存储有大量信息的ＤＮＡ芯片。

4、中心法则 ：是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。

5、一级数据库 ：记录实验结果和做一些初步解释的数据库。

名词辨析

1)信息技术与生物信息学 ：信息技术（information science）是研究信息的获取、传输和处理的技术，由计算机技术、通信技术、微电子技术结合而成，即是利用计算机进行信息处理，利用现代电子通信技术从事信息采集、存储、加工、利用以及相关产品制造、技术开发、信息服务的新学科。生物信息学是研究生物信息的采集，处理，存储，传播，分析和解释等各方面的一门学科，它通过综合利用生物学，计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。信息技术和生物信息学都是高新技术，二者在新经济中并非此消彼长的关系，而是相辅相成，共同推进21世纪经济的快速发展。

2)基因与基因组 ：基因是指具有遗传效应的DNA片段。而基因组指的是单倍体细胞中的全套染色体，或是单倍体细胞中的全部基因。

3)相似性与同源性 ：相似性是指不同染色体之间基因序列的相似或相异程度。同源性是指两个核酸分子的核苷酸序列或两个蛋白质分子的氨基酸序列间的相似程度。

4)Blastn与Tblastn ：blastn方法是用检测序列核酸搜索核酸序列数据库，它适合寻找分值较高的匹配，不适合远源关系。而tblastn是用检测序列蛋白质搜索由核酸序列数据库按6条链翻译成的蛋白质序列数据库。它适合寻找数据库中尚未标注的编码区。

5)CDS与cDNA ：CDS是内容分发服务的缩写，内容分发服务是互联网的一项

新技术。与RNA链互补的单链DNA，以其RNA为模板，在适当引物的存在下，由RNA与DNA进行一定条件下合成的，就是cDNA。

6)直系同源与旁系同源 ：直系同源指的是不同物种之间的同源性，例如蛋

白质的同源性，DNA序列的同源性。旁系同源是那些在一定物种中的来

源于基因复制的蛋白，可能会进化出新的与原来有关的功能。用来描述

在同一物种内由于基因复制而分离的同源基因。

7)敏感性与特异性 ：昆虫对某些低剂量的化学物质或其他物理因子能迅速地

引起反应的特性。特异性是指成对、成组对象相互之间的必然对应选择关

系。

8)序列相似性比较与序列同源性分析 ：

9)数据库搜索和数据库查询 ：数据库搜索在生物信息学中有特定的含义，它

是指通过特定的序列相似性比对算法，找出核酸或蛋白质序列数据库中与检

测序列具有一定程度相似性的序列。而所谓数据库查询，是指对序列、结构

以及各种二次数据库中的注释信息进行关键词匹配查找。数据库查询有时也

称为数据库检索，它和互联网上通过搜索引擎查找需要的信息是一个概念。

简答题

1)生物信息学数据库的组成包括哪些部分？数据库有哪些类型？答案：生

物信息学数据库的组成包括一级数据库和二级数据库。数据库的类型包括核

算和蛋白质一级结构序列数据库、基因组数据库、生物大分子三维空间结构

数据库、以上述3类数据库和文献资料为基础构建的二次数据库。

2)简要介绍 GenBank中的DNA序列格式。答案：GenBank中的DNA序列格式

可以分成三个部分，第一部分为描述符，从第一行LOCUS行到ORIGIN行，包含了关于整个记录的信息；第二部分为特性表，从FEATURES行开始，包

含了注释这一纪录的特性，是条目的核心，中间使用一批关键字；第三部分

是核苷酸序列的本身。

3)简要介绍FASTA序列格式答案：FASTA格式，又叫Pearson格式，是最

简单的，使用最多的格式。它的基本形式分为三个部分：⑴第一行：大于号

（﹥）表示一个新的序列文件的开始，为标记符。后面可以加上文字说明，gi号，GenBank检索号，LOCUS名称等信息。⑵第二行：序列本身，为DNA的标准符号，通常大小写均可。⑶结束：无特殊标志，但建议多留一个空行，以便将序列和其他内容区分开。

4)生物信息学数据库的要求和基本特征是什么？答案：

5)生物信息学的基本方法有哪些？答案略

6)生物信息学的目标和任务？答案：收集和管理生物分子数据；数据分析和挖

掘；开发分析工具和实用软件：生物分子序列比较工具、基因识别工具、生

物分子结构预测工具、基因表达数据分析工具。

7)生物信息学主要研究内容。答案（1）生物分子数据的收集与管理；（2）数

据库搜索及序列比较 ；（3）基因组序列分析；（4）基因表达数据的分析与

处理 ；（5）蛋白质结构预测。

8)为什么要构建生物分子数据库。答案：（1）生物分子数据高速增长（2）分

子生物学及相关领域研究人员迅速获得最新实验数据。

9)预测基因的一般步骤是什么？答案：⑴获取DNA目标序列⑵查找ORF

并将目标序列翻译成蛋白质序列，利用相应工具查找ORF并将DNA序列翻

译成蛋白质序列⑶在数据库中进行序列搜索，利用BLAST进行ORF核苷酸序

列和ORF翻译的蛋白质序列搜索⑷进行目标序列与搜索得到的相似序列的全局对比⑸查找基因家族进行多序列比对，获得比对区段的基因家族信息⑹

查找目标序列中的特定模序，分别在Prosite、BLOCK、Motif数据库中进行

profile、模块（block）、模序（motif）检索⑺预测目标序列蛋白质结构，利

用PredictProtein（EMBL）、NNPREDICT等预测目标序列的蛋白质二级结构。

10)生物信息学所用的方法和技术。答案（1）数学统计方法；（2）动态规划方

法 ；（3）机器学习与模式识别技术 ；（4）数据库技术及数据挖掘 ；（5）

人工神经网络技术；（6）专家系统 ；（7）分子模型化技术；（8）量子力学

和分子力学计算 ；（9）生物分子的计算机模拟；（10）因特网（Internet）技

术。

11)国际上权威的核酸序列数据库有那些？答案（1）欧洲分子生物学实验室的EMBL。（2）美国生物技术信息中心的GenBank。（3）日本遗传研究所的DDBJ。

12)生物信息学在基因芯片中的应用有哪些？答案：（1）确定芯片检测目标。（2）

芯片设计。（3）实验数据管理与分析。

13)生物信息学分析的数据对象主要有哪几种？这些数据之间存在着什么关系？

答案：其研究重点主要落实在核酸和蛋白质两个方面，包括它们的序列、结

构和功能。生物信息学以基因组DNA序列信息分析作为出发点，破译遗传语

言，认识遗传信息的组织规律，辨别隐藏在DNA序列中的基因，掌握基因调

控信息，对蛋白质空间结构进行模拟和预测，依据蛋白质结构和功能的关系

进行药物分子设计。

14)基因芯片对于生物分子信息检测的作用和意义？答案：在生命科学领域中，基因芯片为分子生物学、生物医学等研究提供了强有力的手段。利用基因芯

片技术，可研究生命体系中不同部位、不同生长发育阶段的基因表达，比较

不同个体或物种之间的基因表达，比较正常和疾病状态下基因及其表达的差

异。基因芯片技术也有助于研究不同层次的多基因协同作用的生命过程，发

现新的基因功能，研究生物体在进化、发育、遗传过程中的规律。

15)在基因组序列分析方面，科学家关注哪些信息？答案：就人类基因组而言，编码区域在人类基因组所占的比例不超过3%。其余97%是非编码序列。对

于非编码序列，人们了解得比较少，尚不清楚其含义或功能。然而，非编码

区域对于生命活动具有重要的意义。这部分序列主要包括内含子、简单重复

序列、移动元件（mobile element）及其遗留物、伪基因（pseudo gene）等。

16)为什么要进行序列片段组装？在进行序列片段组装时会遇到哪些问题？答

案：大规模基因组测序得到待测序列的一系列序列片段，这些序列片段覆盖

待测序列，序列片段之间也存在着相互覆盖或者重叠。遇到的问题：碱基标

识错误；不知道片段的方向；存在重复区域；缺少覆盖。

17)序列分析的任务和目的分别是什么？答案：任务（1）发现序列之间的相似

性；（2）辨别序列之间的差异。目的：（1）相似序列：相似的结构，相似的功能（2）判别序列之间的同源性（3）推测序列之间的进化关系

18)PCR引物设计有哪些原则？答案：⑴产物不能形成二级结构；⑵引物长度一

般在15~30个碱基之间；⑶G+C含量在40％~60％之间；⑷碱基要随机分布；

⑸引物自身不能有连续4个碱基互补；⑹引物之间不能有连续4个碱基的互

补；⑺引物5‘端可以修饰；⑻引物3’不可修饰；⑼引物3’端要避开密码子的第三位。

19)生物分子数据类型有哪些？答案：DNA序列数据、蛋白质序列数据、生物分

子结构数据、生物分子功能数据、20)基因识别：答案：基因识别，是生物信息学的一个重要分支，使用生物

学实验或计算机等手段识别DNA序列上的具有生物学特征的片段。基

因识别的对象主要是蛋白质编码基因，也包括其他具有一定生物学功能的因子，如RNA基因和调控因子。

1)生物信息学研究意义？

答案：

（1）认识生物本质

了解生物分子信息的组织和结构，破译基因组信息，阐明生物信息之间的关系。

（2）改变生物学的研究方式

改变传统研究方式，引进现代信息学方法

（3）在医学上的重要意义

为疾病的诊断和治疗提供依据，为设计新药提供依据

2)DNA双螺旋结构模型的意义

（1)为合理解释遗传物质的各种功能、解释生物的遗传和变异、揭示自然界色彩

纷纭的生命现象奠定了理论基础；

（2)揭示了生命世界多样性和生命本质的一致性的辨正统一；

（3)现代生命科学的里程碑。

3)什么是序列比对？及其基本分类？

答案：序列比对(Sequence Alignment)是通过在序列中搜索一系列单个性状或性状

模式来比较2个（双序列比对）或更多（多重序列比对）序列的方法。

序列比对的分类：A、双序列比对：两条序列的比对。B、多序列比对：三条或

以上序列的比对

论述题

1)简述人类基因组计划与生物信息学之间的相互促进关系。

答案：

人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)是美国在1990年提出实施的一项

伟大的科学计划，与阿波罗登月计划、曼哈顿原子弹计划同称为人类自然科学史

上的三大计划。自实施以来，该计划在世界各国引起了很大反响。在人类基因组

计划中，人们准备用15年时间，投入30亿美元，完成人类全部24条染色体中

3×109个碱基对(bp，base pair)的序列测定，其主要任务包括作图(遗传图谱、物

理图谱的建立及转录图谱的绘制)、测序和基因识别，还包括模式生物(如大肠杆

菌、酵母、线虫、小鼠等)基因组的作图和测序，以及信息系统的建立。

随着人类基因组计划的提出和实施，实验数据和可利用信息急剧增加，人类基因

组计划提供了以往不可想象的巨量的生物学信息资源。基因组信息的收集、储存、分发、分析显得越来越紧迫和重要，信息的管理和分析成为人类基因组计划实施

过程中的一项重要工作，人类基因组计划向信息学提出了巨大的挑战。值得庆幸的是，人类基因组计划一开始就与计算机技术、信息高速公路同步发展，信息技

术为生物信息学的发展提供了非常好的条件，为生物信息学的研究和应用提供了

非常好的支撑。生物信息学与人类基因组计划紧密结合，互相渗透，生物信息学

成为基因组计划不可分割的一部分。事实证明，人类基因组计划在生物信息学的支持下，前进步伐大大加快，已经提前完成计划，功能基因组研究也已经全面展

开。而人类基因组计划反过来又大大促进了生物信息学的发展，HGP丰富了生物

信息学的研究内容，促进生物信息学新思想、新方法的产生，生物信息学在最近

10年迅速发展的历程证明了这一点。

2)生物序列相似性搜索的blast程序包括那些版本？各自有何区别？介绍各自的分析过程。

答：

程序数据库查询简述方法

Blastp蛋白质蛋白质可能找到具有远源进化关系的用检测序列蛋白质搜索蛋白质序列数据库的匹配序列

Blastn核酸核苷酸适合寻找分值较高的匹配，用检测序列核酸搜索核酸序列数据库不适合远源关系

Blastx蛋白质核酸（翻译）适合新DNA序列和ＥＳＴ序列将核酸序列按６条链翻译成蛋白质序列后搜索蛋白的分析质序列数据库

Tblastn核苷酸（翻译）蛋白质适合寻找数据库中尚未标注用检测序列蛋白质搜索由核酸序列数据库按６条的编码区链翻译成的蛋白质序列数据库

Tblastx核 酸（翻译）核酸（翻译）适合分析ＥＳＴ序列将核酸序列按６条链翻译成蛋白质序列后搜索由核

酸序列数据库按６条链翻译成的蛋白质序列数据

库

3)掌握蛋白质结构有什么意义？为什么要进行蛋白质结构预测？

答案（1）研究蛋白质的结构意义重大，分析蛋白质结构、功能及其关系是蛋白

质组计划中的一个重要组成部分。研究蛋白质结构，有助于了解蛋白质的作用，了解蛋白质如何行使其生物功能，认识蛋白质与蛋白质（或其它分子）之间的相

互作用，这无论是对于生物学还是对于医学和药学，都是非常重要的。（2）对于

未知功能或者新发现的蛋白质分子，通过结构分析，可以进行功能注释，指导设

计进行功能确认的生物学实验。通过分析蛋白质的结构，确认功能单位或者结构