微生物與細胞互作的研究方法

A. 微生物多樣性研究方法有哪些及其各自的優缺點

微生物生態學，是指研究微生物與其他生物（包括微生物）。而微生物多樣性，微生物與環境之間的學科，是研究生物與生物，講的是微生物的物種的多樣性，微生物基因的多樣性和微生物生存的生態系統的多樣性。微生物生態學的重點在於關系的研究，而微生物多樣性在於現狀的研究生態學， 生物與非生物之間關系的一門學科，也就意味著，是一個多樣性的概念

B. 微生物的細胞是怎樣進行融合的

微生物的細胞融合，需要先將細胞壁溶解後，由原生質體進行融合。在微生物中，通過原生質體融合技術的處理可以培育出新的菌種。一些具有親代雙重有用特性的優良菌株已經培育成功，如生產葯用的鏈黴素新菌種，發酵和糖化性能齊備的酵母新菌種等。

C. 生物學的主要研究方法都有哪些

生物學的主要研究方法有：觀察描述的方法、比較的方法、實驗的方法、系統的方法。

1、觀察描述法

生物學的研究則是考察那些將不同生物區別開來的、往往是不可測量的性質。生物學用描述的方法來記錄這些性質，再用歸納法，將這些不同性質的生物歸並成不同的類群。18世紀，由於新大陸的開拓和許多探險家的活動，生物學記錄的物種幾倍、幾十倍地增長，於是生物分類學首先發展起來。生物分類學者搜集物種進行鑒別、整理，描述的方法獲得巨大發展。要明確地鑒別不同物種就必須用統一的、規范的術語為物種命名，這又需要對各種各樣形態的器官作細致的分類，並制定規范的術語為器官命名。

2、比較法

運用比較的方法研究生物，是力求從物種之間的類似性找到生物的結構模式、原型甚至某種共同的結構單元。19世紀30年代，消色差顯微鏡問世，使人們得以觀察到細胞的內部情況。1838～1839年施萊登和施萬的細胞學說提出：細胞是一切動植物結構的基本單位。比較形態學者和比較解剖學者多年來苦心探求生物的基本結構單元，終於有了結果。細胞的發現和細胞學說的建立是觀察和描述深入到顯微領域所獲得的成果，也是比較方法研究的一個重要成果。

3、實驗法

實驗方法則是人為地干預、控制所研究的對象，並通過這種干預和控制所造成的效應來研究對象的某種屬性。實驗的方法是自然科學研究中最重要的方法之一。19世紀80年代，實驗方法進一步被應用到了胚胎學，細胞學和遺傳學等學科。到了20世紀30年代，除了古生物學等少數學科，大多數的生物學領域都因為應用了實驗方法而取得新進展。

4、系統法

系統科學源自對還原論、機械論反省提出的有機體、綜合哲學，從C.貝爾納與W.B.坎農揭示生物的穩態現象、維納與艾什比的控制論到貝塔郎菲的一般系統論，系統生態學、系統生理學等先後建立與發展，20世紀70-80年代系統論與生物學、系統生物學等概念發表。從香農資訊理論到I.普里戈津的耗散結構理論，將生命看作自組織化系統。

(3)微生物與細胞互作的研究方法擴展閱讀：

生物學是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學，是自然科學的一個部分。目的在於闡明和控制生命活動，改造自然，為農業、工業和醫學等實踐服務。幾千年來，中國在農、林、牧、副、漁和醫葯等實踐中，積累了有關植物、動物、微生物和人體的豐富知識。1859年，英國博物學家達爾文《物種起源》的發表，確立了唯物主義生物進化觀點，推動了生物學的迅速發展。

生物分類學是研究生物分類的方法和原理的生物學分支。分類就是遵循分類學原理和方法，對生物的各種類群進行命名和等級劃分。瑞典生物學家林奈將生物命名後，而後的生物學家才用域（Domain）、界（Kingdom）、門（ Phylum）、綱（Class）、目（Order）、科（Family）、屬（Genus）、種（Species）加以分類。最上層的界，由懷塔克所提出的五界，比較多人接受；分別為原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及動物界。 從最上層的「界」開始到「種」，愈往下層則被歸屬的生物之間特徵愈相近。共有七大類，分別是：界門綱目科屬種。

D. 病原微生物中細菌常見檢測方法有哪些

1、快速測試片技術法

快速測試片是指以紙片、紙膜、膠片等作為培養基載體，將特定的培養基和顯色物質附著在上面，通過微生物在上面的生長、顯色來測定食品中微生物的方法。

細菌總數檢測紙片的研製始於 20 世紀 80 年代，其主要優點是簡便、實用、經濟、操作性強。近年來以濾紙和美國某公司的 Petrifilm 為載體的測試片已開始被廣泛應用。

2、生物電化學方法

生物電化學方法是指通過電極測定微生物產生或消耗的電荷，從而提供分析信號的方法。微生物在滋生代謝過程中，培養基的電化學性質如電流、電位、電阻和電導等會發生變化，所以可以通過檢測分析這些電化學參量的變化來實現對微生物的快速測定。

常見的有：阻抗分析法、電位分析法、電流分析法等。生物電化學方法具有測量快速、直觀、操作簡單、測量設備成本低和信號的可控性等特點。

3、微菌落技術

微菌落是指細菌生長繁殖早期在固相載體上所形成的只能藉助於顯微鏡觀察的微小菌落。微菌落技術具有快速、經濟、實用的特點，其研究始於 20 世紀50年代，定量測定技術從 20 世紀 70 年代開始，國外已有報道將該法應用於水、食品中細菌總數的快速檢測。

4、氣相色譜法

氣相色譜應用到微生物的檢測中，主要是依據不同微生物的化學組成或其產生的代謝產物各異，利用上述色譜檢測可直接分析各種體液中的細菌代謝產物、細胞中的脂肪酸、蛋白質、氨基酸、多肽、多糖等，以確定病原微生物的特異性化學標志成分，協助病原診斷和檢測。

5、高效液相色譜法

利用高效液相色譜檢測可分析各種體液中的細菌代謝產物、病原微生物等，以確定病原微生物的特異性化學標志成分，協助病原診斷和檢測。

E. 將目的基因導入微生物細胞,其轉化方法

A、感受態細胞法是將目的基因導入微生物細胞最常用的方法，A正確；
B、顯微注射法是將目的基因導入動物細胞最有效的方法，B錯誤；
C、基因槍法是將目的基因導入植物細胞的一種方法，C錯誤；
D、農桿菌轉化法是將目的基因導入植物細胞最常用的方法，D錯誤．
故選：A．

F. 微生物學的研究方法和技術有哪些

1. 微生物學的研究方法和技術有：

   顯微技術，純種培養技術，無菌技術，純種分離純化技術和微生物保藏技術。

2. 顯微技術（micros）：顯微技術是利用光學系統或電子光學系統設備，觀察肉眼所不能分辨的微小物體形態結構及其特性的技術。包括：①各種顯微鏡的基本原理、操作和應用的技術；②顯微鏡樣品的制備技術；③觀察結果的記錄、分析和處理的技術。

3. 純培養：純培養最重要的是在於微生物的生理研究，方法是依靠滅菌和分離，是由巴斯德（L．Pasteur）和柯赫（R．Koch）建立起來的。在自然界中，有的培養條件很困難，特別是具有密切共生關系的生物及進行寄生性營養的生物；也有一些在理論上不可能進行純粹培養的生物。純培養(pure culture)——微生物學中把從一個細胞或一群相同的細胞經過培養繁殖而得到的後代,稱純培養。

4. 無菌技術：無菌技術是在醫療護理操作過程中，保持無菌物品、無菌區域不被污染、防止病原微生物 侵入人體的一系列操作技術。無菌技術（aseptic technique） 是指在執行醫療、護理技術過程中，防止一切微生物侵入機體和保持無菌物品及無菌區域不被污染的操作技術和管理方法。

5. 純化：純化是將多糖混合物分離為單一多糖的過程。在進行菌種鑒定時，所用的微生物一般均要求為純的培養物。得到純培養的過程稱為分離純化。

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G. 細胞工程的研究對象及方法有哪些

細胞工程是生物工程的一個重要方面。總的來說，它是應用細胞生物學和分子生物學的理論和方法，按照人們的設計藍圖，進行在細胞水平上的遺傳操作及進行大規模的細胞和組織培養。當前細胞工程所涉及的主要技術領域有細胞培養、細胞融合、細胞拆合、染色體操作及基因轉移等方面。通過細胞工程可以生產有用的生物產品或培養有價值的植株，並可以產生新的物種或品系。
細胞工程(Cell engineering)：

是指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法，按照人們的需要和設計，在細胞水平上的遺傳操作，重組細胞結構和內含物，以改變生物的結構和功能，即通過細胞融合、核質移植、染色體或基因移植以及組織和細胞培養等方法，快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。

細胞工程與基因工程一起代表著生物技術最新的發展前沿，伴隨著試管植物、試管動物、轉基因生物反應器等相繼問世，細胞工程在生命科學、農業、醫葯、食品、環境保護等領域發揮著越來越重要的作用。

21世紀合成生物學的發展，採用計算機輔助設計、DNA或基因合成技術，人工設計細胞的信號傳導與基因表達調控網路，乃至整個基因組與細胞的人工設計與合成，從而刷新了基因工程與細胞工程技術，並將帶來生物計算機、細胞制葯廠、生物煉制石油等技術與產業革命。

H. 簡述微生物間相互作用的關系有哪幾種，並舉例

一共七種關系：種間共處、互生、共生、拮抗、競爭、寄生和捕食。
種間共處：兩種微生物相互無影響的生活在一起，不表現出明顯的有利或有害關系。如乳桿菌和鏈球菌。
互生：微生物間比較鬆散的聯合，在聯合中一方或雙方都有利。如氨化菌和硝化菌。
共生：兩種微生物緊密結合在一起形成一種特殊的共生體，在組織和形態上產生了新的結構，
在生理上有一定的分工。共生分為互惠共生和偏利共生。如藻類與真菌共生形成的地衣。
拮抗：兩種微生物生活在一起時，一種微生物產生某種特殊的代謝產物或改變環境條件，從而抑制甚至殺死另一種微生物的現象。
競爭：生活在一起的微生物，為了生長爭奪有限的營養或空間，結果使兩種微生物的生長均受到抑制。競爭在自然界普遍存在，是推動微生物發展和進化的動力。
寄生：一種生物生活在另一種生物體表或體內，從後者的細胞、組織或體液中取得營養，前者稱為寄生物，後者稱為寄主，寄生物一般對寄主是有害的。如噬菌體與細菌。
捕食：一種微生物直接吞食另一種微生物。如原生動物對細菌的捕食，捕食關系在控制種群密度，組成生態系食物鏈中，具有重要意義。

I. 生物學的主要研究方法都有哪些

生物學家對於生命現象的研究通常採用觀察和實驗的方法，通常這兩種方法是一起使用的。

1、 觀察是按生物的物理性狀來描述生物的狀況。通常是先對其外形及行為進行觀察和描述，再把生物體解剖藉助光學儀器對其內部結構進行觀察。觀察是多種多樣的，有個體的觀察也有群體的觀察；有靜態的觀察也有動態的觀察；有相同種類的觀察也有不同種類的對比觀察。

2、 實驗是人為地改變一些條件來觀測生物的變化和反應，以探究生命內在的因果關系，是認識生命活動的方法。

實驗方法是人為地干預、控制所研究的對象，並通過這種干預和控制所造成的效應來研究對象的某種屬性。17世紀前後生物學中出現了最早的一批生物學實驗，如英國生理學家威廉·哈維關於血液循環的實驗，揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特關於柳樹生長的實驗等。

到了19世紀，物理學、化學比較成熟了，生物學實驗就有了堅實的基礎，因而首先是生理學，然後是細菌學和生物化學相繼成為明確的實驗性的學科。19世紀80年代，實驗方法進一步被應用到了胚胎學，細胞學和遺傳學等學科。

系統的方法：

系統科學源自對還原論、機械論反省提出的有機體、綜合哲學，從克洛德·貝爾納與沃爾特·布拉福德·坎農揭示生物的穩態現象、諾伯特·維納與威廉·羅斯·艾什比的控制論到卡爾·路德維希·馮·貝塔郎非的一般系統論。

最早建立的是系統心理學，系統生態學、系統生理學等先後建立與發展，20世紀70-80年代系統論與生物學、系統生物學等概念發表。

從克勞德·香農的資訊理論到伊利亞·普里高津的耗散結構理論，將生命看作自組織化系統。細胞生物學、生化與分子生物學發展，曼弗雷德·艾根提出細胞、分子水平探討的超循環(化學)理論。

(9)微生物與細胞互作的研究方法擴展閱讀：

研究領域

生物學家從很多面向研究生物，因此產生很多研究領域。例如：

1、 面向原子和分子：分子生物學、生物化學、結構生物學。

2、 面向細胞：細胞生物學、微生物學、病毒學。

3、 面向多細胞：生理學、發育生物學、組織學。

4、 面向宏觀：生態學、演化生物學。

生物學本身不斷的快速發展，與其他學科的關聯整合也越來越多。一大原因是分子生物學在近代突飛猛進，終於導致人類基因序列定序基本完成。

由此，為了解讀巨大數量的基因信息，促成了基因組學。為了探究基因和蛋白質的交互作用，開創出蛋白質組學。這些新的研究領域幫助解決疾病、糧食、環境生態等問題。其眾多的研究信息和積累海量研究數據則需要新的電腦演算法來處理。

J. 微生物細胞的固定方法有哪些常用的是哪種

微生物細胞的固定方法有主要有物理吸附法和包埋法兩種。
1．物理吸附法
帶電的微生物細胞和載體之間的靜電相互作用，使細胞體吸附固定在硅藻土、木材、玻璃、陶瓷和塑料等載體上。如酵母細胞是帶負電的，在固定時要選擇帶正電的載體。在PH4時，熱帶假絲酵母、釀酒酵母等在陶瓷表面上的吸附程度較大，載體表面的40~70%被細胞牢固吸附，不會被高流培養液沖掉。載體的性質也影響細胞與載體之間的相互作用，主要是載體的成分、表面電荷、表面積和PH的影響。所有的玻璃和陶瓷都是由不同比例的氧化硅、氧化鎂等組成，如將玻璃等放在溶液中，在它的表面會發生離子交換，形成不再是鋁、硅等的氧化物，而為相應的氫氧化物。載體表面的羥基可被微生物細胞表面的氨基或羧基所取代，在細胞與載體之間形成鍵。物理吸附法固定化活細胞的酶活性不受影響，但吸附過程相當復雜，吸附過程與微生物的性質、載體的特性及細胞與載體之間發生的相互作用有關，只有這些參數配合恰當時才能形成穩定的微生物細胞-載體復合物。
物理吸附法固定微生物細胞現已廣泛用於廢水處理工程——生物膜法，中國科學院微生物研究所應用自養菌和異養菌的混合菌，吸附於玻璃鋼蜂窩填料繁殖成生物膜，用以處理含硫氰酸鈉的腈綸廢水。北京工業大學應用馴化的混合菌吸附於活性炭的大孔及其表面，用以處理印染廢水等。
2．包埋法
將微生物細胞用物理的方法包埋在瓊脂、海藻酸鈉、明膠、聚丙烯醯胺和聚乙烯醇（PVA）等凝膠載體內，使微生物細胞固定化。一般的包埋成形法比較復雜、機械性能差、易磨損、不適於大批量生產。因而近年來一些學者又研究了一種制備珠型固定化細胞技術。
1）瓊脂凝膠包埋法，稱取4g瓊脂或瓊脂糖溶於50ml 0.2M pH7.0磷酸緩沖液中，加熱溶解後，冷卻到55℃左右，將細胞濃度為60%左右細菌懸浮液於40℃下保溫，然後與瓊脂溶液混合均勻。用注射器針頭將熱的混合液滴入冷的甲苯溶液，四氯乙烯溶液或液體石臘內，冷卻形成2~3mm直徑的小球。或將熱瓊脂-細菌混合液流加到攪拌下的500ml30℃的醋酸丁酯中，加完後繼續攪拌3分鍾，到混合物分散成小滴，迅速加入300ml冷的醋酸丁酯，再攪拌2~5分鍾，傾去醋酸丁酯，抽濾干，用緩沖液洗至無醋丁酯味，即製成珠型固定化細胞，小珠約在1~3mm。使用前將球形固定化細胞放入消毒好營養液中30℃活化24小時後再用。
2）海藻酸鈣凝膠包埋法 稱取2g海藻酸鈉，加30ml生理鹽水於高壓滅菌鍋中加熱溶解、冷卻到40℃，取20ml與20ml細胞濃度為50%的細菌懸浮混合均勻，然後用注射器針頭滴加到0.1M氯化鈣或4%的氯化鋇溶液中，邊滴邊搖，使其形成2mm直徑球型小珠，然後用生理鹽水洗滌。或將混合液流加到攪拌下的200~500ml醋酸丁酯中，當分散成小滴後，迅速加入5ml 0.1M的二氯化鈣溶液,繼續攪拌5~10分鍾,自然沉降,傾去醋酸丁脂,再加入50ml 0.1M的二氯化鈣溶液,浸泡1小時,進一步固化,然後用蒸餾水徹底洗滌,即得直徑為1~3mm珠型固定化細胞。干後可保存於低溫下，使用前需放入消毒好的營養液中30℃活化24小時後再用。由於磷酸鹽會破壞凝膠的結構，因而在使用海藻酸鈉固定細胞時盡量防止磷酸鹽的加入。
3）明膠包埋法 稱取6g明膠，加入50ml 0.1M pH7.0的磷酸緩沖液，加熱溶解後冷卻至40℃，取20ml與20ml細胞濃度為60%的細菌懸液在40℃混合均勻，冷卻凝固後切成1~2mm3方塊，然後再加2.5%戊二醛，使包埋塊懸浮在戊二醛溶液中，室溫下輕輕攪拌4小時進行交聯，濾去戊醛後，逐次用0.1M氯化鈉和去離子水洗滌後即成。或者將明膠-菌體混合液流加到200ml 20℃攪拌下的醋酸丁酯溶液中，當分散成小珠後，迅速加入5ml 5%的戊二醛溶液，繼續攪拌5~10分鍾，傾去醋酸丁酯，水洗即得到珠型固定化細胞，再放入50ml的pH5.0的戊二醛溶液中浸泡30分鍾，然後徹底洗滌，即獲得直徑1~3mm的球形小珠。使用前將其放入營養液中30℃活化24小時後再用。用戊二醛交聯的明膠包埋法，可獲得機械強度及工作穩定性較好的固定化細胞。
4）聚丙烯醯胺凝膠包埋法，引此法是較常用的一種包埋法。聚丙烯醯胺凝膠是由丙烯醯胺單體和交聯劑甲叉雙丙烯醯胺在催化劑作用下聚合形成三維網狀結構的凝膠。常用的催化劑和加速劑是過硫酸銨和四甲乙二胺或三乙醇胺。
稱取17.6g丙烯醯胺和1.2g N—N′—甲叉雙丙烯醯胺溶於0.05M pH7.0的Tris-HCl緩沖液中，取20ml與5g的濕菌泥混合均勻，加入50μl的40%過硫酸銨，混合均勻後流加到攪拌的豆油或液體石蠟中，攪拌分散成小滴，迅速加入250μl的四甲基乙二胺，小滴即很快聚合形成小珠，傾去流體，用水或緩沖液充分洗滌即可獲得珠型固定化細胞。或將菌泥混合液加入1%過硫酸銨0.25ml和10%三乙醇胺4 ml，將上述混合液攪拌均勻，不要出現氣泡，置於40℃恆溫浴中30分鍾左右，即形成聚內烯醯胺凝膠固定化細胞，在凝膠未乾時切成2~3mm3小塊，於50~60℃中乾燥後保存。使用前將包埋好的固定化細胞放入消毒後的營養液中活化24小時再用。最常用的是包埋法。