微生物与细胞互作的研究方法

A. 微生物多样性研究方法有哪些及其各自的优缺点

微生物生态学，是指研究微生物与其他生物（包括微生物）。而微生物多样性，微生物与环境之间的学科，是研究生物与生物，讲的是微生物的物种的多样性，微生物基因的多样性和微生物生存的生态系统的多样性。微生物生态学的重点在于关系的研究，而微生物多样性在于现状的研究生态学， 生物与非生物之间关系的一门学科，也就意味着，是一个多样性的概念

B. 微生物的细胞是怎样进行融合的

微生物的细胞融合，需要先将细胞壁溶解后，由原生质体进行融合。在微生物中，通过原生质体融合技术的处理可以培育出新的菌种。一些具有亲代双重有用特性的优良菌株已经培育成功，如生产药用的链霉素新菌种，发酵和糖化性能齐备的酵母新菌种等。

C. 生物学的主要研究方法都有哪些

生物学的主要研究方法有：观察描述的方法、比较的方法、实验的方法、系统的方法。

1、观察描述法

生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质，再用归纳法，将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪，由于新大陆的开拓和许多探险家的活动，生物学记录的物种几倍、几十倍地增长，于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理，描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名，这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类，并制定规范的术语为器官命名。

2、比较法

运用比较的方法研究生物，是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。19世纪30年代，消色差显微镜问世，使人们得以观察到细胞的内部情况。1838～1839年施莱登和施万的细胞学说提出：细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元，终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果，也是比较方法研究的一个重要成果。

3、实验法

实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象，并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。19世纪80年代，实验方法进一步被应用到了胚胎学，细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代，除了古生物学等少数学科，大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。

4、系统法

系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学，从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论，系统生态学、系统生理学等先后建立与发展，20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论，将生命看作自组织化系统。

(3)微生物与细胞互作的研究方法扩展阅读：

生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学，是自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动，改造自然，为农业、工业和医学等实践服务。几千年来，中国在农、林、牧、副、渔和医药等实践中，积累了有关植物、动物、微生物和人体的丰富知识。1859年，英国博物学家达尔文《物种起源》的发表，确立了唯物主义生物进化观点，推动了生物学的迅速发展。

生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法，对生物的各种类群进行命名和等级划分。瑞典生物学家林奈将生物命名后，而后的生物学家才用域（Domain）、界（Kingdom）、门（ Phylum）、纲（Class）、目（Order）、科（Family）、属（Genus）、种（Species）加以分类。最上层的界，由怀塔克所提出的五界，比较多人接受；分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”，愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类，分别是：界门纲目科属种。

D. 病原微生物中细菌常见检测方法有哪些

1、快速测试片技术法

快速测试片是指以纸片、纸膜、胶片等作为培养基载体，将特定的培养基和显色物质附着在上面，通过微生物在上面的生长、显色来测定食品中微生物的方法。

细菌总数检测纸片的研制始于 20 世纪 80 年代，其主要优点是简便、实用、经济、操作性强。近年来以滤纸和美国某公司的 Petrifilm 为载体的测试片已开始被广泛应用。

2、生物电化学方法

生物电化学方法是指通过电极测定微生物产生或消耗的电荷，从而提供分析信号的方法。微生物在滋生代谢过程中，培养基的电化学性质如电流、电位、电阻和电导等会发生变化，所以可以通过检测分析这些电化学参量的变化来实现对微生物的快速测定。

常见的有：阻抗分析法、电位分析法、电流分析法等。生物电化学方法具有测量快速、直观、操作简单、测量设备成本低和信号的可控性等特点。

3、微菌落技术

微菌落是指细菌生长繁殖早期在固相载体上所形成的只能借助于显微镜观察的微小菌落。微菌落技术具有快速、经济、实用的特点，其研究始于 20 世纪50年代，定量测定技术从 20 世纪 70 年代开始，国外已有报道将该法应用于水、食品中细菌总数的快速检测。

4、气相色谱法

气相色谱应用到微生物的检测中，主要是依据不同微生物的化学组成或其产生的代谢产物各异，利用上述色谱检测可直接分析各种体液中的细菌代谢产物、细胞中的脂肪酸、蛋白质、氨基酸、多肽、多糖等，以确定病原微生物的特异性化学标志成分，协助病原诊断和检测。

5、高效液相色谱法

利用高效液相色谱检测可分析各种体液中的细菌代谢产物、病原微生物等，以确定病原微生物的特异性化学标志成分，协助病原诊断和检测。

E. 将目的基因导入微生物细胞,其转化方法

A、感受态细胞法是将目的基因导入微生物细胞最常用的方法，A正确；
B、显微注射法是将目的基因导入动物细胞最有效的方法，B错误；
C、基因枪法是将目的基因导入植物细胞的一种方法，C错误；
D、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法，D错误．
故选：A．

F. 微生物学的研究方法和技术有哪些

1. 微生物学的研究方法和技术有：

   显微技术，纯种培养技术，无菌技术，纯种分离纯化技术和微生物保藏技术。

2. 显微技术（micros）：显微技术是利用光学系统或电子光学系统设备，观察肉眼所不能分辨的微小物体形态结构及其特性的技术。包括：①各种显微镜的基本原理、操作和应用的技术；②显微镜样品的制备技术；③观察结果的记录、分析和处理的技术。

3. 纯培养：纯培养最重要的是在于微生物的生理研究，方法是依靠灭菌和分离，是由巴斯德（L．Pasteur）和柯赫（R．Koch）建立起来的。在自然界中，有的培养条件很困难，特别是具有密切共生关系的生物及进行寄生性营养的生物；也有一些在理论上不可能进行纯粹培养的生物。纯培养(pure culture)——微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代,称纯培养。

4. 无菌技术：无菌技术是在医疗护理操作过程中，保持无菌物品、无菌区域不被污染、防止病原微生物 侵入人体的一系列操作技术。无菌技术（aseptic technique） 是指在执行医疗、护理技术过程中，防止一切微生物侵入机体和保持无菌物品及无菌区域不被污染的操作技术和管理方法。

5. 纯化：纯化是将多糖混合物分离为单一多糖的过程。在进行菌种鉴定时，所用的微生物一般均要求为纯的培养物。得到纯培养的过程称为分离纯化。

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G. 细胞工程的研究对象及方法有哪些

细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。
细胞工程(Cell engineering)：

是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。

细胞工程与基因工程一起代表着生物技术最新的发展前沿，伴随着试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世，细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。

21世纪合成生物学的发展，采用计算机辅助设计、DNA或基因合成技术，人工设计细胞的信号传导与基因表达调控网络，乃至整个基因组与细胞的人工设计与合成，从而刷新了基因工程与细胞工程技术，并将带来生物计算机、细胞制药厂、生物炼制石油等技术与产业革命。

H. 简述微生物间相互作用的关系有哪几种，并举例

一共七种关系：种间共处、互生、共生、拮抗、竞争、寄生和捕食。
种间共处：两种微生物相互无影响的生活在一起，不表现出明显的有利或有害关系。如乳杆菌和链球菌。
互生：微生物间比较松散的联合，在联合中一方或双方都有利。如氨化菌和硝化菌。
共生：两种微生物紧密结合在一起形成一种特殊的共生体，在组织和形态上产生了新的结构，
在生理上有一定的分工。共生分为互惠共生和偏利共生。如藻类与真菌共生形成的地衣。
拮抗：两种微生物生活在一起时，一种微生物产生某种特殊的代谢产物或改变环境条件，从而抑制甚至杀死另一种微生物的现象。
竞争：生活在一起的微生物，为了生长争夺有限的营养或空间，结果使两种微生物的生长均受到抑制。竞争在自然界普遍存在，是推动微生物发展和进化的动力。
寄生：一种生物生活在另一种生物体表或体内，从后者的细胞、组织或体液中取得营养，前者称为寄生物，后者称为寄主，寄生物一般对寄主是有害的。如噬菌体与细菌。
捕食：一种微生物直接吞食另一种微生物。如原生动物对细菌的捕食，捕食关系在控制种群密度，组成生态系食物链中，具有重要意义。

I. 生物学的主要研究方法都有哪些

生物学家对于生命现象的研究通常采用观察和实验的方法，通常这两种方法是一起使用的。

1、 观察是按生物的物理性状来描述生物的状况。通常是先对其外形及行为进行观察和描述，再把生物体解剖借助光学仪器对其内部结构进行观察。观察是多种多样的，有个体的观察也有群体的观察；有静态的观察也有动态的观察；有相同种类的观察也有不同种类的对比观察。

2、 实验是人为地改变一些条件来观测生物的变化和反应，以探究生命内在的因果关系，是认识生命活动的方法。

实验方法是人为地干预、控制所研究的对象，并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验，如英国生理学家威廉·哈维关于血液循环的实验，扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特关于柳树生长的实验等。

到了19世纪，物理学、化学比较成熟了，生物学实验就有了坚实的基础，因而首先是生理学，然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。19世纪80年代，实验方法进一步被应用到了胚胎学，细胞学和遗传学等学科。

系统的方法：

系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学，从克洛德·贝尔纳与沃尔特·布拉福德·坎农揭示生物的稳态现象、诺伯特·维纳与威廉·罗斯·艾什比的控制论到卡尔·路德维希·冯·贝塔郎非的一般系统论。

最早建立的是系统心理学，系统生态学、系统生理学等先后建立与发展，20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。

从克劳德·香农的信息论到伊利亚·普里高津的耗散结构理论，将生命看作自组织化系统。细胞生物学、生化与分子生物学发展，曼弗雷德·艾根提出细胞、分子水平探讨的超循环(化学)理论。

(9)微生物与细胞互作的研究方法扩展阅读：

研究领域

生物学家从很多面向研究生物，因此产生很多研究领域。例如：

1、 面向原子和分子：分子生物学、生物化学、结构生物学。

2、 面向细胞：细胞生物学、微生物学、病毒学。

3、 面向多细胞：生理学、发育生物学、组织学。

4、 面向宏观：生态学、演化生物学。

生物学本身不断的快速发展，与其他学科的关联整合也越来越多。一大原因是分子生物学在近代突飞猛进，终于导致人类基因序列定序基本完成。

由此，为了解读巨大数量的基因信息，促成了基因组学。为了探究基因和蛋白质的交互作用，开创出蛋白质组学。这些新的研究领域帮助解决疾病、粮食、环境生态等问题。其众多的研究信息和积累海量研究数据则需要新的电脑算法来处理。

J. 微生物细胞的固定方法有哪些常用的是哪种

微生物细胞的固定方法有主要有物理吸附法和包埋法两种。
1．物理吸附法
带电的微生物细胞和载体之间的静电相互作用，使细胞体吸附固定在硅藻土、木材、玻璃、陶瓷和塑料等载体上。如酵母细胞是带负电的，在固定时要选择带正电的载体。在PH4时，热带假丝酵母、酿酒酵母等在陶瓷表面上的吸附程度较大，载体表面的40~70%被细胞牢固吸附，不会被高流培养液冲掉。载体的性质也影响细胞与载体之间的相互作用，主要是载体的成分、表面电荷、表面积和PH的影响。所有的玻璃和陶瓷都是由不同比例的氧化硅、氧化镁等组成，如将玻璃等放在溶液中，在它的表面会发生离子交换，形成不再是铝、硅等的氧化物，而为相应的氢氧化物。载体表面的羟基可被微生物细胞表面的氨基或羧基所取代，在细胞与载体之间形成键。物理吸附法固定化活细胞的酶活性不受影响，但吸附过程相当复杂，吸附过程与微生物的性质、载体的特性及细胞与载体之间发生的相互作用有关，只有这些参数配合恰当时才能形成稳定的微生物细胞-载体复合物。
物理吸附法固定微生物细胞现已广泛用于废水处理工程——生物膜法，中国科学院微生物研究所应用自养菌和异养菌的混合菌，吸附于玻璃钢蜂窝填料繁殖成生物膜，用以处理含硫氰酸钠的腈纶废水。北京工业大学应用驯化的混合菌吸附于活性炭的大孔及其表面，用以处理印染废水等。
2．包埋法
将微生物细胞用物理的方法包埋在琼脂、海藻酸钠、明胶、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇（PVA）等凝胶载体内，使微生物细胞固定化。一般的包埋成形法比较复杂、机械性能差、易磨损、不适于大批量生产。因而近年来一些学者又研究了一种制备珠型固定化细胞技术。
1）琼脂凝胶包埋法，称取4g琼脂或琼脂糖溶于50ml 0.2M pH7.0磷酸缓冲液中，加热溶解后，冷却到55℃左右，将细胞浓度为60%左右细菌悬浮液于40℃下保温，然后与琼脂溶液混合均匀。用注射器针头将热的混合液滴入冷的甲苯溶液，四氯乙烯溶液或液体石腊内，冷却形成2~3mm直径的小球。或将热琼脂-细菌混合液流加到搅拌下的500ml30℃的醋酸丁酯中，加完后继续搅拌3分钟，到混合物分散成小滴，迅速加入300ml冷的醋酸丁酯，再搅拌2~5分钟，倾去醋酸丁酯，抽滤干，用缓冲液洗至无醋丁酯味，即制成珠型固定化细胞，小珠约在1~3mm。使用前将球形固定化细胞放入消毒好营养液中30℃活化24小时后再用。
2）海藻酸钙凝胶包埋法 称取2g海藻酸钠，加30ml生理盐水于高压灭菌锅中加热溶解、冷却到40℃，取20ml与20ml细胞浓度为50%的细菌悬浮混合均匀，然后用注射器针头滴加到0.1M氯化钙或4%的氯化钡溶液中，边滴边摇，使其形成2mm直径球型小珠，然后用生理盐水洗涤。或将混合液流加到搅拌下的200~500ml醋酸丁酯中，当分散成小滴后，迅速加入5ml 0.1M的二氯化钙溶液,继续搅拌5~10分钟,自然沉降,倾去醋酸丁脂,再加入50ml 0.1M的二氯化钙溶液,浸泡1小时,进一步固化,然后用蒸馏水彻底洗涤,即得直径为1~3mm珠型固定化细胞。干后可保存于低温下，使用前需放入消毒好的营养液中30℃活化24小时后再用。由于磷酸盐会破坏凝胶的结构，因而在使用海藻酸钠固定细胞时尽量防止磷酸盐的加入。
3）明胶包埋法 称取6g明胶，加入50ml 0.1M pH7.0的磷酸缓冲液，加热溶解后冷却至40℃，取20ml与20ml细胞浓度为60%的细菌悬液在40℃混合均匀，冷却凝固后切成1~2mm3方块，然后再加2.5%戊二醛，使包埋块悬浮在戊二醛溶液中，室温下轻轻搅拌4小时进行交联，滤去戊醛后，逐次用0.1M氯化钠和去离子水洗涤后即成。或者将明胶-菌体混合液流加到200ml 20℃搅拌下的醋酸丁酯溶液中，当分散成小珠后，迅速加入5ml 5%的戊二醛溶液，继续搅拌5~10分钟，倾去醋酸丁酯，水洗即得到珠型固定化细胞，再放入50ml的pH5.0的戊二醛溶液中浸泡30分钟，然后彻底洗涤，即获得直径1~3mm的球形小珠。使用前将其放入营养液中30℃活化24小时后再用。用戊二醛交联的明胶包埋法，可获得机械强度及工作稳定性较好的固定化细胞。
4）聚丙烯酰胺凝胶包埋法，引此法是较常用的一种包埋法。聚丙烯酰胺凝胶是由丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺在催化剂作用下聚合形成三维网状结构的凝胶。常用的催化剂和加速剂是过硫酸铵和四甲乙二胺或三乙醇胺。
称取17.6g丙烯酰胺和1.2g N—N′—甲叉双丙烯酰胺溶于0.05M pH7.0的Tris-HCl缓冲液中，取20ml与5g的湿菌泥混合均匀，加入50μl的40%过硫酸铵，混合均匀后流加到搅拌的豆油或液体石蜡中，搅拌分散成小滴，迅速加入250μl的四甲基乙二胺，小滴即很快聚合形成小珠，倾去流体，用水或缓冲液充分洗涤即可获得珠型固定化细胞。或将菌泥混合液加入1%过硫酸铵0.25ml和10%三乙醇胺4 ml，将上述混合液搅拌均匀，不要出现气泡，置于40℃恒温浴中30分钟左右，即形成聚内烯酰胺凝胶固定化细胞，在凝胶未干时切成2~3mm3小块，于50~60℃中干燥后保存。使用前将包埋好的固定化细胞放入消毒后的营养液中活化24小时再用。最常用的是包埋法。