第一篇：微生物習(xí)題 緒 論

緒 論

一、選擇題

1.適合所有微生物的特殊特征是（c）。

A.它們是多細(xì)胞的 B.細(xì)胞有明顯的核 C.只有用顯微鏡才能觀察到 D.可進(jìn)行光合作用 2.第一位觀察到微生物的科學(xué)家是（列文虎克）。

A.Robert Hooke

B.Louis Pasteur

C.Joseph Lister

D.James T.Watson 3.細(xì)菌學(xué)的奠基人是（b）。

A.Louis Pasteur

B.Robert Koch

C.van Dyck

D.van Leeuwenhoek 4.路易.巴斯德對微生物學(xué)的貢獻(xiàn)在于他（d）。

A.發(fā)現(xiàn)了病毒 B.提出了自然發(fā)生說理論 C.抨擊了進(jìn)化論 D.號召人們關(guān)注微生物在日常生活中的重要性 5.巴斯德采用曲頸瓶試驗來（a）。

A.駁斥自然發(fā)生說 B.證明微生物致病

C.認(rèn)識到微生物的化學(xué)結(jié)構(gòu) D.提出細(xì)菌和原生動物分類系統(tǒng) 6.微生物學(xué)中銘記柯赫是由于（a）。

A.證實病原菌學(xué)說 B.在實驗室中成功地培養(yǎng)了病毒 C.發(fā)展了廣泛采納的分類系統(tǒng) D.提出了原核生物術(shù)語 7.微生物學(xué)的奠基人是（a）。

A.Louis Pasteur

B.Robert Koch

C.van Dyck

D.van Leeuwenhoek

二、是非題

1．路易·巴斯德年輕時完成的實驗證實了肉變酸的緣由。（t）2．病原菌學(xué)說最初是由科學(xué)家柯赫提出來的。（t）

3．病原菌學(xué)說建立之后，阻斷流行病的發(fā)生成為可能。（t）4．微生物和其他各界生物中共有的特征是都有細(xì)胞器。（f）5．真菌、原生動物和單細(xì)胞藻類都屬于原核生物界。（f）

6．虎克（Hooke）用微動體這個術(shù)語，特指他所觀察到的微生物。（t）7．蘑菇、霉菌和酵母菌都屬于原生動物界。（f）8．細(xì)菌是缺少真正細(xì)胞核的原核生物。（t）9．藻類是一群有點類似動物的微生物。（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、填空題

1.微生物學(xué)的先驅(qū)者是，微生物學(xué)的奠基人是，細(xì)菌學(xué)的奠基人是。2.微生物都是些個體微小、構(gòu)造簡單的低等生物，包括屬于原核類的細(xì)菌（和古生菌）、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、、立克次氏體、；屬于真核類的真菌（、和蕈菌）、原生藻類和顯微藻類；以及屬于非細(xì)胞類的病毒和（、擬病毒和）。

3.微生物由于其體形都極其微小，因而導(dǎo)致了一系列與之密切相關(guān)的五個重要共性，即體積小，；，；生長旺，繁殖快；，。4.微生物的種類多主要體現(xiàn)在、生理代謝類型的多樣性、代謝產(chǎn)物的多樣性、、等五個方面。

5.微生物學(xué)是一門在細(xì)胞、分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、、和分類進(jìn)化等生命活動基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等實踐領(lǐng)域的科學(xué)。

四、名詞解釋 1.微生物：

五、簡答題

1.什么是微生物？它包括那些類群? 2.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一個？為什么？

六、論述題

1.試討論五大共性對人類的利弊。

第二篇：微生物工程 第一章 緒論

微生物工程：

發(fā)酵工程、生物冶金、環(huán)境保護(hù)、微生物勘探、能源開發(fā)等。概念：

利用微生物生長代謝活動產(chǎn)生的各種生理活性物質(zhì)來生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品。6 狹義 “發(fā)酵”的定義：在生物化學(xué)或生理學(xué)上發(fā)酵是指微生物在無氧條件下，分解各種有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種方式，或者更嚴(yán)格地說，發(fā)酵是以有機(jī)物作為電子受體的氧化還原產(chǎn)能反應(yīng)。如葡萄糖在無氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出二氧化碳。同時獲得能量，丙酮酸被還原為乳酸而獲得能量等等。廣義 “發(fā)酵”的定義：工業(yè)上所稱的發(fā)酵是泛指利用生物細(xì)胞制造某些產(chǎn)品或凈化環(huán)境的過程，它包括厭氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通氣（有氧）培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，如抗生素、氨基酸、酶制劑等的生產(chǎn)。產(chǎn)品即有細(xì)胞代謝產(chǎn)物，也包括菌體細(xì)胞、酶等?！鞍l(fā)酵工程”的定義：應(yīng)用微生物學(xué)等相關(guān)的自然科學(xué)以及工程學(xué)原理，利用微生物等生物細(xì)胞進(jìn)行酶促轉(zhuǎn)化，將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品或提供社會性服務(wù)的一門科學(xué)。

基本概念 8 發(fā)酵工程的特點

發(fā)酵和其他化學(xué)工業(yè)的最大區(qū)別在于它是生物體所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。其主要特點如下： 1·發(fā)酵過程一般來說都是在常溫常壓下進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)安全，要求條件也比較簡單。

2·發(fā)酵所用的原料簡單粗放。通常以淀粉、糖蜜或其他農(nóng)副產(chǎn)品為主，只要加入少量的有機(jī)和無機(jī)氮源就可進(jìn)行反應(yīng)。微生物因不同的類別可以有選擇地去利用它所需要的營養(yǎng)。基于這一特性，可以利用廢水和廢物等作為發(fā)酵的原料進(jìn)行生物資源的改造和更新。

3·發(fā)酵過程是通過生物體的自動調(diào)節(jié)方式來完成的，反應(yīng)的專一性強(qiáng)，因而可以得到較為單一的代謝產(chǎn)物。

4·發(fā)酵過程中對雜菌污染的防治至關(guān)重要。除了必須對設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格消毒處理和空氣過濾外，反應(yīng)必須在無菌條件下進(jìn)行。如果污染了雜菌，生產(chǎn)上就要遭到巨大的經(jīng)濟(jì)損失，要是感染了噬菌體，對發(fā)酵就會造成更大的危害。因而維持無菌條件是發(fā)酵成敗的關(guān)鍵。

5·由于生物體本身所具有的反應(yīng)機(jī)制，能夠?qū)Ｒ恍缘睾透叨冗x擇性地對某些較為復(fù)雜的化合物進(jìn)行特定部位地氧化、還原等化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，也可以產(chǎn)生比較復(fù)雜的高分子化合物。

6·微生物菌種是進(jìn)行發(fā)酵的根本因素，通過變異和菌種篩選，可以獲得高產(chǎn)的優(yōu)良良菌株并使生產(chǎn)設(shè)備得到充分利用，也可以因此獲得按常規(guī)方法難以生產(chǎn)的產(chǎn)品。

7·工業(yè)發(fā)酵與其他工業(yè)相比，投資少，見效快，并可以取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。12 發(fā)酵的類型按發(fā)酵原料來區(qū)分 糖類物質(zhì)發(fā)酵

石油發(fā)酵

廢水發(fā)酵 13 按發(fā)酵形式來區(qū)分

固態(tài)發(fā)酵 深層液體發(fā)酵 14 按發(fā)酵產(chǎn)物區(qū)分

氨基酸發(fā)酵 有機(jī)酸發(fā)酵 抗生素發(fā)酵 酒精發(fā)酵 維生素發(fā)酵 酶制劑發(fā)酵按發(fā)酵工藝流程區(qū)分

分批發(fā)酵 分批補(bǔ)料發(fā)酵 連續(xù)發(fā)酵 發(fā)酵的類型 16 按發(fā)酵過程中對氧的不同需求來分

好氧發(fā)酵

厭氧發(fā)酵發(fā)酵過程的組成

繁殖種子和發(fā)酵生產(chǎn)所用的培養(yǎng)基組份確定； 培養(yǎng)基、發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備的滅菌；

培養(yǎng)出有活性、適量的純種，接種入生產(chǎn)容器中；

微生物在最適合于產(chǎn)物生長的條件下，在發(fā)酵罐中生長； 產(chǎn)物提取和精制；

過程中排出的廢棄物的處理。19 發(fā)酵生產(chǎn)的條件 某種適宜的微生物

保證或控制微生物進(jìn)行代謝的各種條件（培養(yǎng)基組成，溫度，溶氧，pH等）進(jìn)行微生物發(fā)酵的設(shè)備

提取菌體或代謝產(chǎn)物，精制成產(chǎn)品的方法和設(shè)備 23 菌體

工業(yè)生產(chǎn)的微生物體，可分為二種： 供制備面包用的酵母；

作為人類或動物的食物的微生物細(xì)胞（單細(xì)胞蛋白質(zhì)）。24 微生物的酶

工業(yè)上，曾由植物、動物和微生物生產(chǎn)酶。微生物的酶可以用發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)，是其最大的優(yōu)點。而且與植物或動物相比，改進(jìn)微生物的生產(chǎn)能力也方便得多。酶的生產(chǎn)是受到微生物本身嚴(yán)格控制。為改進(jìn)酶的生產(chǎn)能力可以改變這些控制，如在培養(yǎng)基中加入誘導(dǎo)物和采用菌株的誘變和篩選技術(shù)，以消除反饋阻遏作用。25 微生物代謝產(chǎn)物---代謝產(chǎn)物的類別

初級代謝產(chǎn)物：氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、核酸、脂類和碳水化合物等。

次級代謝產(chǎn)物：有些微生物的穩(wěn)定期培養(yǎng)物中所含有的化合物，并不在營養(yǎng)期時出現(xiàn)，而且未見到對細(xì)胞代謝功能有明顯的影響。例如，抗生素。微生物代謝產(chǎn)物---初級代謝產(chǎn)物及其在工業(yè)上的用途舉例 生物轉(zhuǎn)化過程---定義

生物細(xì)胞或其產(chǎn)生的酶能將一種化合物轉(zhuǎn)化成化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，但在經(jīng)濟(jì)上更有價值的化合物。

轉(zhuǎn)化反應(yīng)是催化脫氫、氧化、羥化、縮合、脫羧、氨化、脫氨化或同分異構(gòu)作用。29 生物轉(zhuǎn)化過程---特點

反應(yīng)條件溫和(30-40℃，常壓，水相反應(yīng))反應(yīng)選擇性高

反應(yīng)產(chǎn)物純度高（包括光學(xué)純）

反應(yīng)底物簡單便宜（一般無毒、不易燃）反應(yīng)收率主要取決于菌種的性能 設(shè)備簡單 31 生物工程重要的組成部分 發(fā)酵工程(Fermentation)酶工程(蛋白質(zhì)工程)(Enzyme engineering & Protein

engineering)

基因工程(Genetic engineering)

細(xì)胞工程(Cell engineering)

發(fā)酵工程的過去－－發(fā)酵工業(yè)發(fā)展年鑒 由食品工業(yè)向非食品工業(yè)發(fā)展 抗菌素發(fā)酵工業(yè) 38 異位生物修復(fù) 原位生物修復(fù) ◆土著原位 ◆工程原位

廢水生物處理工程 生物修復(fù)

發(fā)酵工程的現(xiàn)在－－解決的問題 42 1 微生物菌株選育→ →微生物菌株選育、改造與功能優(yōu)化技術(shù)

工業(yè)環(huán)境與自然環(huán)境的巨大差異 微生物長期進(jìn)化的經(jīng)濟(jì)型生存本能 發(fā)酵工程的障礙

微生物及其分子的適應(yīng)能力 微生物效率與產(chǎn)率 技術(shù)手段： 代謝組學(xué) 流量組學(xué) 代謝工程 生物信息學(xué) 高通量篩選 43 2 發(fā)酵工藝→ →發(fā)酵過程優(yōu)化、控制與反應(yīng)器技術(shù)

優(yōu)化的目標(biāo)是創(chuàng)造最適合微生物或酶工作的環(huán)境

需要發(fā)展過程環(huán)境參數(shù)和微生物生理參數(shù)的在線監(jiān)測技術(shù)

基于工業(yè)微生物生理的發(fā)酵過程模型化、預(yù)測和控制技術(shù)

基于人工智能的生物轉(zhuǎn)化過程精細(xì)控制技術(shù) 發(fā)酵工程的現(xiàn)在－－研究的內(nèi)容 44 3 單元操作→ →發(fā)酵工程過程工程技術(shù) 細(xì)胞群體效應(yīng)及過程放大原理 大規(guī)模細(xì)胞群體行為及過程放大原理

多相復(fù)雜體系物質(zhì)和能量傳遞與生物轉(zhuǎn)化規(guī)律生化反應(yīng)過程放大原理與方法 多相生化特性分析及生物過程模型化生物/化學(xué)方法耦聯(lián)設(shè)計與調(diào)控 生物過程單元耦合與過程優(yōu)化原理工業(yè)生物過程單元耦合與集成工業(yè)生物過程的系統(tǒng)控制與優(yōu)化

4 發(fā)酵產(chǎn)品分離提取工藝→→發(fā)酵產(chǎn)品高效提取技術(shù)與裝備 發(fā)酵罐

1、提高產(chǎn)品收率

2、降低生產(chǎn)成本 目標(biāo)

生物反應(yīng)與產(chǎn)物分離的耦合技術(shù) 新型分離介質(zhì)和新型分離方法 46 5 廢物處理→→綠色制造工藝的開發(fā)

1·利用微生物細(xì)胞或酶的生物催化功能，進(jìn)行大規(guī)模的物質(zhì)加工與轉(zhuǎn)化的先進(jìn)生產(chǎn)方式

2·針對高污染、高能耗的化學(xué)工業(yè)過程，以生物加工取代化學(xué)加工 3·采用酶技術(shù)等方法，改造造紙、皮革、紡織、醫(yī)藥、食品等行業(yè) 節(jié)約能耗、降低水資源消耗、降低污染物排放、實現(xiàn)環(huán)境友好過程 47 發(fā)酵工程的現(xiàn)在－－關(guān)鍵技術(shù)問題 微生物能夠積累最大目的產(chǎn)物(產(chǎn)量)的條件是什么？

高產(chǎn)量 便于產(chǎn)品分離提取 底物最多被微生物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(轉(zhuǎn)化率)的條件是什么？ 糧食原料為底物 高轉(zhuǎn)化率 降低原料成本 微生物最快速度發(fā)酵生產(chǎn)目的產(chǎn)物的條件是什么？ 分批操作為主 高生產(chǎn)強(qiáng)度 縮短生產(chǎn)周期 高產(chǎn)量

高底物轉(zhuǎn)化率 高生產(chǎn)強(qiáng)度 優(yōu)化策略

在理論和技術(shù)上有突破,在工業(yè)生產(chǎn)中能廣泛應(yīng)用 顯著提高發(fā)酵過程的經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性 52 發(fā)酵工程的現(xiàn)在 發(fā)酵工程是工業(yè)生物技術(shù)的主要部分，由于國家需求和社會發(fā)展，主要目標(biāo)已從生活資料的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向解決資源、能源和環(huán)境問題 發(fā)酵工程的技術(shù)內(nèi)涵，已經(jīng)從主要是工業(yè)應(yīng)用技術(shù)，發(fā)展為緊密依靠生物學(xué)、工程學(xué)基礎(chǔ)研究的工程技術(shù) 發(fā)酵工業(yè)與其它學(xué)科的交叉，已經(jīng)從產(chǎn)品生產(chǎn)過程拓展到關(guān)鍵技術(shù)、方法學(xué) 53 發(fā)酵工業(yè)的現(xiàn)在 4 生產(chǎn)規(guī)模大

醋、醬油、啤酒等產(chǎn)量世界第一 抗生素，如青霉素等產(chǎn)量世界第一

維生素C、氨基酸(味精)、有機(jī)酸(如檸檬酸）等產(chǎn)量世界第一 5 產(chǎn)品種類多

5000多家, 相關(guān)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過2萬億元，占國民經(jīng)濟(jì)的20% 54 6 工藝技術(shù)落后 環(huán)境污染嚴(yán)重

每年廢水達(dá)80億m3(工業(yè)排放總量10%)，COD排放500萬噸(20％)生產(chǎn)水平低25%-45%、能耗高40%、水耗高55% 8 創(chuàng)新品種較少 部分產(chǎn)品長期依賴進(jìn)口 中國不是發(fā)酵工業(yè)強(qiáng)國 58 1 基于組學(xué)技術(shù)的高通量菌

種改造和篩選平臺 基于組學(xué)和生物信息學(xué)的 代謝途徑分析與優(yōu)化 3 基于實時代謝流分 析、代謝途徑模型和智控工

程的集約型發(fā)酵過程控

制與優(yōu)化技術(shù) 基于發(fā)酵液及產(chǎn)品特性的高收率、低成本、高

質(zhì)量和環(huán)境友好的集成 型提取精制技術(shù) 基于源頭防治與過程監(jiān)

控的資源節(jié)約與廢物資

源化清潔生產(chǎn)技術(shù)

第三篇：一.微生物緒論課外參考

一個難以認(rèn)識的微生物世界

人類對動植物的認(rèn)識，可以追溯到人類的出現(xiàn)?？墒?，對數(shù)量龐大、分布廣泛并始終包圍在人體內(nèi)外的微生物卻長期缺乏認(rèn)識，原因主要有以下四個方面。

（1）個體微小 一般地說，人眼對小于1mm的物體就看不清楚了，而微生物的大小多數(shù)是在幾μm至幾十μm范圍內(nèi)，因此就無法發(fā)現(xiàn)或辨認(rèn)它們。

（2）外貌不顯 微生物的個體（細(xì)胞）雖看不見，但是由無數(shù)個體組成的群體（菌落或菌苔）卻是可見的。然而，各種微生物群體的外形往往平淡無奇、不甚顯目，因此，對其作用就極易忽略。

（3）雜居混生 微生物在自然條件下都是雜居混生在一起的，因此，在發(fā)明對其中各純種微生物可進(jìn)行分離、培養(yǎng)的技術(shù)前，是無法知道各種微生物對自然界和人類的真正作用的。

（4）因果難聯(lián) 由于微生物具有生長繁殖速度快和代謝活力強(qiáng)等特點，因此，當(dāng)人體或動植物體處在病原微生物感染的早期時，一般并不會引起人們的警覺。一旦事態(tài)突然嚴(yán)重時，對于一些沒有較深刻的微生物學(xué)知識的人來說，也不會真正理解這竟然是微生物生命活動的結(jié)果，因此容易遭到損失。在非病原微生物引起的各種生物化學(xué)變化（如發(fā)酵、腐敗等）中，也有同樣的情況。

微生物學(xué)歷史發(fā)展的早期，就是圍繞著如何克服這四大障礙而開展各種研究工作的。

當(dāng)人們還處于對微生物世界的無知狀態(tài)時，對待眼前的微生物往往表現(xiàn)出“視而不見、嗅而不聞、觸而不覺、食而不察、得其益而不感其好、受其害而不知其惡”的愚昧狀態(tài)。這從人類歷史上曾遭受多次嚴(yán)重的瘟疫流行的事實而得到充分的證明。如鼠疫（黑死?。?、天花、麻風(fēng)、梅毒和肺結(jié)核（白疫）的大流行等，直至今天，也還有愛滋病等新的嚴(yán)重的傳染病在出現(xiàn)和流行。其中的鼠疫更是猖獗。當(dāng)公元6世紀(jì)鼠疫在地球上第一次大流行時，曾危及埃及、土耳其、意大利和阿富汗等國家和地區(qū)，死亡人數(shù)約1億人；第二次（14世紀(jì)）流行時，歐洲約死2500萬人口，亞洲約死4000萬（其中中國約1300萬）；上世紀(jì)末至本世紀(jì)初的第三次流行，發(fā)生在香港和印度北部地區(qū)，死亡人數(shù)約100萬。這三次全球性殺人不見血的流行病共殃及近2億人口，比死亡最慘重的第二次世界大戰(zhàn)（約死亡1.1億）還多！植物病原微生物對農(nóng)作物的危害也有類似的情況。例如，19世紀(jì)中葉，由于第一次“綠色革命”的結(jié)果，在歐洲普遍只種植單一的高產(chǎn)糧食作物馬鈴薯。在1843～1847年間由于氣候異常，致使歐洲發(fā)生馬鈴薯晚疫病的大流行，毀滅了5／6的馬鈴薯，個別地方甚至顆粒無收。當(dāng)時愛爾蘭的800萬人口中，有近100萬人直接餓死或間接病死，并有164萬人逃往北美謀生。

人類揭開微生物世界奧秘的歷史

微生物學(xué)的發(fā)展歷史可分為五個時期，現(xiàn)簡述如下。

1．史前期 史前期是指人類還未見到微生物個體尤其是細(xì)菌細(xì)胞前的一段漫長的歷史時期，大約在距今8000年前一直至公元1676年間。當(dāng)時的人類雖未見到微生物的個體，卻自發(fā)地與微生物頻繁地打交道，并憑自己的經(jīng)驗在實踐中開展利用有益微生物和防治有害微生物的活動。但由于在思想方法上長期停留在“實踐—實踐—實踐”的基礎(chǔ)上，因此只能長期處于低水平的應(yīng)用階段。

在史前期，世界各國人民在自己的生產(chǎn)實踐中都累積了許多利用有益微生物和防治有害微生物的經(jīng)驗，例如發(fā)面，天然果酒和啤酒的釀造，牛乳和乳制品的發(fā)酵以及利用霉菌來治療一些疾病等。但是，在當(dāng)時應(yīng)用水平最高并獨樹一幟的應(yīng)首推我國人民在制曲、釀酒方面的偉大創(chuàng)造。

我國人民在距今約8000年至4500年間，已發(fā)明了制曲釀酒工藝，在2500年前的春秋戰(zhàn)國時期，已知制醬和醋。在宋代，已采用老的曲子——“曲母”來進(jìn)行接種，還根據(jù)紅曲菌有喜酸和喜溫的生長習(xí)性，利用酸大米和明礬水在較高溫度下培養(yǎng)，以制造優(yōu)良的紅曲。在900年前，利用自養(yǎng)細(xì)菌生命活動的膽水浸銅法（類似于今日的細(xì)菌瀝濾，見第九章）已正式用于生產(chǎn)銅。在2000年前，已發(fā)現(xiàn)豆科植物的根瘤有增產(chǎn)作用，并采用積肥、漚糞、壓青和輪作等農(nóng)業(yè)措施，來利用和控制有益微生物的生命活動，從而提高作物產(chǎn)量。在醫(yī)藥方面，我們的祖先早在2500年前就知道利用麥曲治療腹病。另外，在對傳染病及其流行規(guī)律的認(rèn)識，對消毒、滅菌措施的利用等方面都有過一定的貢獻(xiàn)。此外，在宋代還創(chuàng)造過“以毒攻毒”的免疫方法，發(fā)明用種人痘來預(yù)防天花，這要比英國人E．Kenner在1796年發(fā)明種牛痘預(yù)防天花早半個多世紀(jì)。

我國人民所創(chuàng)造的制曲釀酒工藝有四大特點，即歷史悠久、工藝獨特、經(jīng)驗豐富、品種多樣，這是值得后人發(fā)揚光大的?，F(xiàn)分別介紹如下：

（1）歷史悠久 酵母菌是人類最古老的家養(yǎng)生物之一。關(guān)于酒在我國起源的確切時間問題，還有待考證和討論。一般認(rèn)為，酒是人類進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會后的自然產(chǎn)物，是在一段歷史時期中的群眾性創(chuàng)造，并非個別人物的發(fā)明?！痘茨献印罚ü?世紀(jì)）中有“清之美，始于耒”之說；晉代的《酒誥》（3世紀(jì)）中有一段樸素而充滿唯物主義觀點的關(guān)于酒的起源的敘述：“酒之所興，肇自上皇，或云儀狄，一曰杜康。有飯不盡，委余空桑，郁積成味，久蓄氣芳。本出于此，不由奇方。”那么，我國何時進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會的呢？1977年，河南新鄭縣發(fā)掘到的裴李崗遺址是距今近8000年（7885年±480年）的一處較早的新石器時代遺址。在當(dāng)時的墓葬中，已可找到谷物的收割和加工工具——石鐮、石磨盤、石磨棒等，說明當(dāng)時已進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會并可能已開始釀酒了。至4000～5000年前新石器時代晚期的“龍山文化”時期，從發(fā)掘到的大量尊、盉、斝等陶制酒器來看，說明當(dāng)時釀酒工藝已大有發(fā)展，谷物酒已成為較普遍的酒精飲料了。

（2）工藝獨特 至今存在的各種酒按其釀制原理大體可分成果酒類、啤酒類、曲酒類和蒸餾酒類四個類型，其中我國人民所發(fā)明的曲酒類是最為獨特的，其釀制工藝中，先利用霉菌淀粉酶（曲）對谷物淀粉進(jìn)行糖化，然后利用酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵。這簡直就是今日的序列發(fā)酵和混合發(fā)酵（見第九章第二節(jié)）的一種雛型，在微生物發(fā)酵工藝史上有著重要的地位。

（3）經(jīng)驗豐富 在制曲與釀酒技術(shù)上早有豐富的經(jīng)驗，這在《齊民要術(shù)》（公元6世紀(jì)）和《天工開物》（1637年）等典籍中都有詳盡的記載。

（4）品種多樣 在曲、酒和菌種的種類上十分多樣。在曲種上有散曲、小曲、餅曲、草藥曲、紅曲和干酵等多種；在酒的品種上，僅《齊民要術(shù)》中即記載著39種之多；至于菌種，當(dāng)時雖沒有純種微生物，但是，經(jīng)過精心選擇和獨特培養(yǎng)后，已選育出以根霉、米曲霉、酵母菌、紅曲霉或毛霉為主體的各種曲種。這些都是我們的祖先為后人留下的豐富的菌種庫。1892年，法國人A．Calmat曾從中國小曲中分離到一株糖化力很強(qiáng)的毛霉——Mucorrouxianus（魯氏毛霉），并利用它所產(chǎn)生的糖化酶對淀粉質(zhì)原料進(jìn)行糖化以生產(chǎn)酒精，這就是酒精發(fā)酵技術(shù)中著名的“阿米露法”（amyloprocess）。

2.初創(chuàng)期 從1676年列文虎克用自制的單式顯微鏡觀察到細(xì)菌的個體起，直至1861年近200年的時間。在這一時期中，人們對微生物的研究僅停留在形態(tài)描述的低級水平上，而對它們的生理活動及其與人類實踐活動的關(guān)系卻未加研究，因此，微生物學(xué)作為一門學(xué)科在當(dāng)時還未形成。

這一時期的代表人物是荷蘭的業(yè)余科學(xué)家——微生物學(xué)先驅(qū)者列文虎克（AnthonyvanLeeuwenhoek，1632～1723）。他的貢獻(xiàn)主要有三方面：①利用單式顯微鏡（透鏡直徑約3mm）觀察了許多微小物體和生物，并于1676年首次觀察到形態(tài)微小、作用巨大的細(xì)菌，從而解決了認(rèn)識微生物世界的第一個障礙；②一生制作了419架顯微鏡或放大鏡，放大率一般為50～200倍，最高者達(dá)266倍；③發(fā)表過約400篇論文，其中絕大部分（375篇）寄往英國皇家學(xué)會發(fā)表。

3.奠基期 從1861年巴斯德根據(jù)曲頸瓶試驗徹底推翻生命的自然發(fā)生說并建立胚種學(xué)說（germtheory）起，直至1897年的一段時間。其特點為：①建立了一系列研究微生物所必要的獨特方法和技術(shù)，從而解決了認(rèn)識微生物的第二、三、四個障礙；②借助于良好的研究方法，開創(chuàng)了尋找病原微生物的“黃金時期”；③把微生物學(xué)的研究從形態(tài)描述推進(jìn)到生理學(xué)研究的新水平；④開始客觀上以辯證唯物主義的“實踐—理論—實踐”的思想方法指導(dǎo)科學(xué)實驗；⑤微生物學(xué)以獨立的學(xué)科形式開始形成，但當(dāng)時主要還是以其各應(yīng)用性分支學(xué)科的形式存在。

本時期的代表人物主要是法國的巴斯德（L.Pasteur，1822～1895）和德國的科赫（R.Koch，1843～1910），他們可分別稱為微生物學(xué)的奠基人和細(xì)菌學(xué)的奠基人。

巴斯德學(xué)派的主要貢獻(xiàn)是提出了生命只能來自生命的胚種學(xué)說，并認(rèn)為只有活的微生物才是傳染病、發(fā)酵和腐敗的真正原因，再加上消毒滅菌等一系列方法的建立，就為微生物學(xué)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。他在自己的工作中，自發(fā)地遵循著一條唯物主義的認(rèn)識論——從實踐出發(fā)，通過研究總結(jié)概括出一般規(guī)律，并進(jìn)一步以它來指導(dǎo)實踐，從而使他的研究工作取得了前所未有的巨大成就。他從“酒病”（1857年）的實際出發(fā)，研究了一系列的實際問題，即“腐敗病”（指曲頸瓶實驗中的肉湯變質(zhì)，1861）、蠶病（蠶微粒子病，1865）、禽?。u霍亂，1879）、獸病（牛、羊的炭疽病，1881）和人?。袢。?885）。在其研究工作中，發(fā)現(xiàn)各種傳染病都有其共同原因——活的小生物，從而使人類對傳染病本質(zhì)的認(rèn)識提高到一個嶄新的水平上。在這種理論指導(dǎo)下，他提出了一系列行之有效的解決問題的方法。例如，發(fā)明了巴斯德消毒法來防治“酒病”，用消毒滅菌法來防止“腐敗病”，用檢出并淘汰病蛾的方法來防治蠶病，發(fā)明用接種減毒菌苗的辦法來預(yù)防雞霍亂和牛、羊的炭疽病，以及用狂犬兔化疫苗來防治人類的狂犬病，等等。

科赫學(xué)派的重要業(yè)績主要有三個方面：①建立了研究微生物的一系列重要方法，尤其在分離微生物純種方面，他們把早年在馬鈴薯塊上的固體培養(yǎng)技術(shù)改進(jìn)為明膠平板培養(yǎng)技術(shù)（1881），并進(jìn)而提高到瓊脂平板培養(yǎng)技術(shù)（1882）。在1881年前后，科赫及其助手們還創(chuàng)立了許多顯微鏡技術(shù)，包括細(xì)菌鞭毛染色在內(nèi)的許多染色方法、懸滴培養(yǎng)法以及顯微攝影技術(shù)。②利用平板分離方法尋找并分離到多種傳染病的病原菌，例如炭疽病菌（1877）、結(jié)核桿菌（1882）、鏈球菌（1882）和霍亂弧菌（1883）等。③在理論上，科赫于1884年提出了科赫法則（Koch’spostulates），其主要內(nèi)容為：病原微生物總是在患傳染病的動物中發(fā)現(xiàn)而不存在于健康個體中；這一微生物可以離開動物體，并被培養(yǎng)為純種培養(yǎng)物；這種純培養(yǎng)物接種到敏感動物體后，應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)特有的病癥；該微生物可以從患病的實驗動物中重新分離出來，并可在實驗室中再次培養(yǎng)，此后它仍然應(yīng)該與原始病原微生物相同。

繼巴斯德與科赫的研究工作后，就出現(xiàn)了其成果的橫向擴(kuò)散，結(jié)果，一系列微生物學(xué)的分支學(xué)科就相繼創(chuàng)立了。例如細(xì)菌學(xué)（巴斯德，科赫等），消毒外科術(shù)（J．Lister），免疫學(xué)〔巴斯德，И.И.MeЧмиков（梅契尼科夫），vonBehring，P.Ehrlich等〕，土壤微生物學(xué)〔C.H.Виноград ский（維諾格拉德斯基），M．W．Beijerinck等〕，病毒學(xué)〔Д.И.Иваиовский（伊凡諾夫斯基），M．W．Beijerinck等〕，植物病理學(xué)和真菌學(xué)（DeBary，M．J．Berkeley等），釀造學(xué)（E．C．Hensen，A．Jorgensen等），以及化學(xué)治療法（P．Ehrlich等），等等。

4.發(fā)展期 1897年德國人E．Buchner用無細(xì)胞酵母菌壓榨汁中的“酒化酶”（zymase）對葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵成功，從而開創(chuàng)了微生物生化研究的新時代。此后，微生物生理、代謝研究就蓬勃開展了起來。

在發(fā)展期中，微生物學(xué)研究有以下幾個特點：

（1）進(jìn)入了微生物生化水平的研究。如果說上一時期的一些微生物學(xué)家主要是以尋找人和動物的致病菌為目標(biāo)的“微生物獵人”的話，則這一時期就以研究微生物對維生素需要、酶的特性、尋找和研究抗生素以及逐步深入到以研究它們的遺傳變異和基因為主的新階段。因此，微生物學(xué)家就從“微生物獵人”而發(fā)展為“維生素獵人”、“酶獵人”、“抗生素獵人”和“基因獵人”了。

（2）應(yīng)用微生物的分支學(xué)科更為擴(kuò)大，出現(xiàn)了抗生素等新學(xué)科。

（3）開始出現(xiàn)微生物學(xué)史上的第二個“淘金熱”——尋找各種有益微生物代謝產(chǎn)物的熱潮。

（4）在各微生物應(yīng)用學(xué)科較深入發(fā)展的基礎(chǔ)上，一門以研究微生物基本生物學(xué)規(guī)律的綜合學(xué)科——普通微生物學(xué)開始形成，代表人物是美國加里福尼亞大學(xué)伯克利分校的M．Doudo-roff。

（5）各相關(guān)學(xué)科和技術(shù)方法相互滲透，相互促進(jìn)，加速了微生物學(xué)的發(fā)展。

5．成熟期 從1953年4月25日J(rèn)．D．Watson和H．F．C．Crick在英國的《自然》雜志上發(fā)表關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型起，整個生命科學(xué)就進(jìn)入了分子生物學(xué)研究的新階段，同樣也是微生物學(xué)發(fā)展史上成熟期到來的標(biāo)志。

本時期的特點為：①微生物學(xué)從一門在生命科學(xué)中較為孤立的以應(yīng)用為主的學(xué)科，迅速成長為一門十分熱門的前沿基礎(chǔ)學(xué)科；②在基礎(chǔ)理論的研究方面，逐步進(jìn)入到分子水平的研究，微生物迅速成為分子生物學(xué)研究中的最主要的對象；③在應(yīng)用研究方面，向著更自覺、更有效和可人為控制的方向發(fā)展，至70年代初，有關(guān)發(fā)酵工程的研究已與遺傳工程、細(xì)胞工程和酶工程等緊密結(jié)合，微生物已成為新興的生物工程中的主角。

縱觀微生物學(xué)發(fā)展史，可以看到，我國人民在世界微生物學(xué)史上的地位在各個歷史階段是不平衡的。從70年代開始，在國際上興起的生物工程，不但是世界范圍內(nèi)第四次工業(yè)革命的重要內(nèi)容，而且正因為微生物在生物工程中處于主角地位，故也是微生物學(xué)發(fā)展史上第三次“淘金熱”的目標(biāo)。錯過前兩次“淘金”機(jī)會的中國人民，應(yīng)該也一定能在這次大好機(jī)會中取得一個個勝利。微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步

日本學(xué)者尾形學(xué)在其《家畜微生物學(xué)》（1977）一書中，第一句話就是“在近代科學(xué)中，對人類福利最大的一門科學(xué)，要算是微生物學(xué)了?！边@是很有道理的。因為在人類的幸福中，健康應(yīng)該居一切之首，而微生物學(xué)的發(fā)展，為人類的健康長壽作出了極其重大的貢獻(xiàn)。

（一）在醫(yī)療保健戰(zhàn)線上的六大“戰(zhàn)役”

1．外科消毒術(shù)的建立 巴斯德的“胚種學(xué)說”的建立，為外科消毒術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。英國愛丁堡醫(yī)院的外科醫(yī)生J．Lister（1827～1912）根據(jù)巴斯德提出的細(xì)菌是腐敗的真正原因的分析，在1865年8月12日試驗了用石炭酸消毒的新型外科手術(shù)。結(jié)果取得了奇跡般的成功。據(jù)統(tǒng)計，1864年時在法國巴黎的醫(yī)院中，外科手術(shù)的死亡率高達(dá)53.6％，英國的一般醫(yī)院為80％，其中最好的愛丁堡醫(yī)院，外科手術(shù)的死亡率亦高達(dá)45％。因此，當(dāng)時的外科醫(yī)生常被稱為“劊子手”。當(dāng)J．Lister發(fā)明外科消毒術(shù)后，1868年，愛丁堡醫(yī)院的外科手術(shù)死亡率已降低到15％左右。

2.尋找人畜病原菌 在19世紀(jì)70年代至本世紀(jì)初的30年間，由于研究微生物的許多獨特方法的相繼建立，大量危害人畜的烈性傳染病的病原菌終于被一一分離出來了，例如Bacillusanthracis（炭疽芽孢桿菌，1877），Mycobacteriumlaprae（麻風(fēng)分枝桿菌，1874），Streptococcuspneumoniae（肺炎鏈球菌，過去稱肺炎雙球菌，1880，Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌，1880），My-cobacteriumtuberculosis（結(jié)核分枝桿菌，1882），Vibriocomma（逗號弧菌，1883），Clostridiumtetani（破傷風(fēng)梭菌，1884），Pasteurellapestis（鼠疫巴斯德氏菌，1894；目前已改稱Yersiniapestis鼠疫耶爾森氏菌），以及Shigelladysenteriae（痢疾志賀氏菌，1898）等。

3.免疫防治法的應(yīng)用 種痘最早起源自我國宋朝真宗（998～1022）年代的人痘。1796年，英國醫(yī)生E．Jenner首次為一男孩接種牛痘苗并取得很大的成功，從此，種牛痘就成為預(yù)防天花最有效的措施了。19世紀(jì)末，L．Pasteur、P．Ehrlich和vonBehring等陸續(xù)發(fā)明了預(yù)防或治療各種細(xì)菌性傳染病的菌苗、疫苗、類毒素及抗血清等。1923年法國的A．Calmette和C．Guerin通過了13年的不懈努力，終于發(fā)明了減毒牛型結(jié)核桿菌制成的卡介苗（BCG）。此后，生物制品的研究獲得了蓬勃的發(fā)展，目前，正在積極開展各種高效化學(xué)組分疫苗、單克隆抗體、嵌合抗體和雙功能抗體等的研究。

4.化學(xué)治療劑的發(fā)明 為了抑制或殺死潛伏于人或動物體內(nèi)部的病原菌，就必須尋找一類對病原菌有強(qiáng)大毒力而對其宿主基本無毒的藥物，這就是化學(xué)治療劑。

1909年，德國醫(yī)生和化學(xué)家P．Ehrlich（1854～1915）經(jīng)過艱苦的努力，終于合成了能消滅人體血液中梅毒螺旋體的化學(xué)治療劑“606”（砷凡納明），這是人類在合成化學(xué)治療劑戰(zhàn)斗中的第一次勝利，它打開了化學(xué)治療領(lǐng)域的大門，鼓舞著無數(shù)科學(xué)家去尋找更多、更有效的化學(xué)治療劑。又經(jīng)過20多年的艱苦奮斗，至1935年，另一個德國醫(yī)生G．Domagk及其同事終于傳出了又一個振奮人心的喜訊，一個能治療鏈球菌感染的新的化學(xué)治療劑——一種紅色染料“百浪多息”發(fā)明了。同年稍后，法國Tr′efouel證明了它的抑菌機(jī)制是在體內(nèi)可釋放出有效的抑菌成分磺胺。此后適用于治療各種感染的磺胺類化合物就生產(chǎn)出來，對許多病原菌有很高的療效。例如，在19世紀(jì)中葉，進(jìn)巴黎產(chǎn)科醫(yī)院分娩的婦女，因患產(chǎn)褥熱而致死的人數(shù)就達(dá)到1／19，1935年還未使用磺胺藥時，產(chǎn)褥熱的死亡率為105／10萬人，而至1941年時，則減少至20／10萬人了。此后，化學(xué)治療劑的研究獲得了很大的發(fā)展。

5.抗生素治療的興起 1929年英國細(xì)菌學(xué)家A．Fleming發(fā)現(xiàn)第一個有實用意義的抗生素——青霉素。從1943年起，青霉素已得到日益廣泛的應(yīng)用。在青霉素的巨大醫(yī)療效益的促進(jìn)下，各國微生物學(xué)家就掀起了一個廣泛尋找土壤中拮抗性微生物的熱潮。1944年，美國微生物學(xué)家S．Waksman從近1萬株土壤放線菌中，找到了療效顯著的鏈霉素，接著氯霉素、金霉素、土霉素、紅霉素、新霉素、萬古霉素、卡那霉素和慶大霉素等相繼發(fā)現(xiàn)。1978年時已找到過5128種抗生素，而據(jù)1984年的統(tǒng)計則達(dá)到了9000多種！至今，抗生素已成為各國藥物生產(chǎn)中最重要的產(chǎn)品。

6．用遺傳工程和生物工程技術(shù)使微生物生產(chǎn)生化藥物 主要特點是利用微生物作為各種不同生物有關(guān)目的基因的受體，由微生物來生產(chǎn)各種生化藥物，其中除抗微生物藥物外，還包括治療各類其他疾病的藥物，例如疫苗（病毒衣殼蛋白、細(xì)胞組分疫苗等）、抗體、干擾素、胰島素、激素以及其他各種多肽類藥物等。

通過上述的六大“戰(zhàn)役”，人類在與病原微生物的斗爭中已取得了極其輝煌的戰(zhàn)果。首先，細(xì)菌性傳染病已從人類死亡率的首位退居到四五位以后（不同國家、不同地區(qū)有所不同）；其次，人類平均壽命大大提高；第三，曾經(jīng)猖獗一時的天花已在1979年10月26日由WHO（世界衛(wèi)生組織）宣布在地球上絕跡；最后，生活在文明社會的每一個人，幾乎毫無例外地都或多或少獲得過抗生素的治療。

（二）微生物在工業(yè)發(fā)展過程中的六個里程碑

1．自然發(fā)酵與食品、飲料的釀造 世界各國勞動人民在其各自的生產(chǎn)實踐中，逐步學(xué)會了利用有益微生物在自然接種和混菌發(fā)酵的條件下來釀造自己喜愛的風(fēng)味食品和飲料，例如酒、醬、醋、泡菜、豆豉、酸牛奶、干酪和面包等。

2.罐頭保藏 1804年，法國廚師N．Appert經(jīng)過10年試驗后，發(fā)明了食品的玻璃瓶罐藏技術(shù)，從而為食物的消毒滅菌和長期保藏找到了一種較為有效的方法。

3.厭氧純種發(fā)酵技術(shù) 本世紀(jì)初，在工業(yè)發(fā)酵的早期，人們首先發(fā)展了不需通氣攪拌等復(fù)雜裝置的厭氧純種發(fā)酵技術(shù)，利用它來進(jìn)行乙醇、丙酮、丁醇、乳酸或甘油生產(chǎn)。

4.深層液體通氣攪拌培養(yǎng) 40年代初，由于青霉素發(fā)酵的推動，促進(jìn)了大規(guī)模液體深層通氣攪拌培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，從此，在工業(yè)發(fā)酵中占據(jù)主要地位的好氧發(fā)酵獲得了飛速的發(fā)展，于是，抗生素、有機(jī)酸和酶制劑等發(fā)酵工業(yè)終于在世界各地蓬勃地建立起來了。

5.代謝調(diào)控理論在發(fā)酵工業(yè)上的應(yīng)用 從50年代中期起，由于對微生物代謝途徑和調(diào)控研究的逐步深入，在發(fā)酵工業(yè)上找到了能突破微生物代謝調(diào)控以累積有用代謝產(chǎn)物的手段，并很快用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)上，例如谷氨酸（1956）和核苷酸類物質(zhì)——肌苷酸（1966）的發(fā)酵生產(chǎn)等。

6.生物工程的興起 從70年代初開始，由于生物學(xué)基礎(chǔ)理論和實驗技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合多種現(xiàn)代工程技術(shù)，終于發(fā)展出一門新興的綜合性的應(yīng)用學(xué)科——生物工程學(xué)（biotechnolo-gy，又譯生物技術(shù)）。所謂生物工程學(xué)，一般認(rèn)為是以生物學(xué)（特別是其中的微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué)）的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、機(jī)械、電子計算機(jī)等現(xiàn)代工程技術(shù)，充分運用分子生物學(xué)的最新成就，自覺地操縱遺傳物質(zhì)，定向地改造生物或其功能，短期內(nèi)創(chuàng)造出具有超遠(yuǎn)緣性狀的新物種，再通過合適的生物反應(yīng)器對這類“工程菌”或“工程細(xì)胞株”進(jìn)行大規(guī)模的培養(yǎng)，以生產(chǎn)大量有用代謝產(chǎn)物或發(fā)揮它們獨特生理功能的一門新興技術(shù)。生物工程學(xué)一般可包括五大工程，即遺傳工程、細(xì)胞工程、微生物工程（發(fā)酵工程）、酶工程（生化工程）和生物反應(yīng)器工程。這五大領(lǐng)域中，前兩者的作用是將常規(guī)菌（或動植物細(xì)胞株）作為特定遺傳物質(zhì)的受體，使它們獲得外來基因，成為能表達(dá)超遠(yuǎn)緣性狀的新物種——“工程菌”或“工程細(xì)胞株”，后三者的作用則是為這一有巨大潛在價值的新物種創(chuàng)造良好的生長、繁殖條件，進(jìn)行大規(guī)模的培養(yǎng)，以充分發(fā)揮其內(nèi)在潛力，為人們提供巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，遺傳工程是生物工程的主導(dǎo)，而微生物工程則是生物工程的基礎(chǔ)。微生物工程具有比化工生產(chǎn)優(yōu)越得多的優(yōu)點，例如一步生產(chǎn)，條件溫和，原料便宜，設(shè)備通用和污染較少等，可以預(yù)期在本世紀(jì)末和下一世紀(jì)，在人類從利用有限的礦物資源的時代過渡到利用無限的可再生的生物資源的時代中，生物工程學(xué)將對人類社會的發(fā)展作出越來越大的貢獻(xiàn)。

現(xiàn)把生物工程學(xué)所包括的主要領(lǐng)域及其作用簡括如下：

（三）微生物學(xué)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的進(jìn)步

微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有多方面的應(yīng)用，從而促進(jìn)了大農(nóng)業(yè)（農(nóng)、林、牧、副、漁）的發(fā)展，如以菌治蟲，以菌治病，以菌治草（微生物治草劑）；以菌增肥，以菌促長（如赤霉素等促進(jìn)植物生長）；以菌當(dāng)飼料（包括餌料）；以菌當(dāng)藥物（藥用真菌）；以菌當(dāng)蔬菜（食用菌）；以及以菌產(chǎn)沼氣等。

（四）微生物與生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

從微生物是食物鏈中的主要環(huán)節(jié)、污水處理中的中心角色、生態(tài)農(nóng)業(yè)中的重要措施以及自然界物質(zhì)循環(huán)中的關(guān)鍵作用等多方面，都可看到微生物在生態(tài)和環(huán)境保護(hù)中所起的重要作用。

（五）微生物學(xué)對生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的貢獻(xiàn)

1.以微生物作為研究對象解決了生物學(xué)上的許多重大爭論問題 例如生命自然發(fā)生說的否定，突變本質(zhì)的證明，核酸是一切生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)等的闡明等等，都是以微生物作為材料才得以肯定的。從獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的近一半工作都與微生物有關(guān)，更可充分證明這一點。

2．是分子生物學(xué)的三大來源和三大支柱之一 前美國科學(xué)院院長P．Handler在其主編的《生物學(xué)與人類未來》（1970）中曾指出：“約在25年前，隨著生物化學(xué)、微生物學(xué)和遺傳學(xué)的融合，分子生物學(xué)開始出現(xiàn)。這三門學(xué)科的各種方法與具體知識的結(jié)合，創(chuàng)造了卓有成效的實驗和概念工具?！边@句話所表達(dá)的含義是十分確切的，說明微生物學(xué)是分子生物學(xué)的三大來源或三大支柱之一。

3.遺傳學(xué)研究對象的微生物化促使經(jīng)典遺傳學(xué)發(fā)展為分子遺傳學(xué) 由于遺傳學(xué)主要是研究親代與子代間遺傳變異規(guī)律的科學(xué)，因此，代期短、培養(yǎng)條件簡便、遺傳性狀豐富、多數(shù)為單倍體和具備多種原始遺傳重組方式等優(yōu)點的微生物，自然就成為最適宜的遺傳學(xué)研究對象了（表0-1）。

4.微生物與基因工程 基因工程即遺傳工程 在其操作中有基因供體、基因載體、工具酶和基因受體等四個主要方面。其中除基因供體原則上可以是任何生物的任何基因外，至今基因載體都只能是微生物或其某一組分（如細(xì)菌的質(zhì)粒、病毒粒子或噬菌體），各種工具酶（核酸內(nèi)切酶、連接酶等）幾乎都來自多種不同的微生物，而作為基因的受體，在現(xiàn)階段也幾乎都選擇了微生物，例如Escherichiacoli（大腸桿菌）、Bacillussubtilis（枯草桿菌）和Saccharomycescerevisiae（釀酒酵母）等。由此可以看出微生物在當(dāng)代基因工程中的突出地位了。

5．高等生物研究和利用中的微生物化趨向方興未艾 由于微生物的個體一般都是一個能迅速自我增殖的、多功能的和小體積大面積的單細(xì)胞系統(tǒng)，故具有一系列為多細(xì)胞的高等動植物個體所無法比擬的優(yōu)良屬性，特別是在第一章中將要提到的“吸收多、轉(zhuǎn)化快”，“生長旺、繁殖快”和“適應(yīng)強(qiáng)、易變異”等的優(yōu)點更為動、植物研究者提供了有益的啟示，即設(shè)法讓動、植物體內(nèi)原來聯(lián)系緊密的細(xì)胞群在人為條件下各自分離，使之單細(xì)胞化，這種意外獲得小體積、大面積新特性的“單細(xì)胞高等生物”也理應(yīng)出現(xiàn)微生物所具有的種種優(yōu)良性狀。事實基本如此。例如，目前煙草單細(xì)胞已達(dá)到了在20噸發(fā)酵罐中進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)的水平，小鼠腫瘤細(xì)胞、人參細(xì)胞或毛地黃細(xì)胞都已可像微生物那樣進(jìn)行深層液體培養(yǎng)；又如HeLa細(xì)胞、白血病細(xì)胞或淋巴細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞等都可在人工培養(yǎng)基平板上，像微生物的菌落那樣進(jìn)行集落化生長；再如，在高等生物育種新技術(shù)中，所采用的植物花粉培養(yǎng)（單倍體育種）或魚類的細(xì)胞核移植和單細(xì)胞育種等都是成功地實現(xiàn)了“微生物化”的實例。

6.微生物學(xué)中的一套獨特實驗技術(shù)迅速擴(kuò)散到生命科學(xué)的各研究領(lǐng)域 微生物學(xué)是整個生物學(xué)中第一門具有一套自己獨特操作技術(shù)的學(xué)科，因而需要特殊的實驗室裝備和獨立的訓(xùn)練。例如顯微鏡術(shù)和制片染色技術(shù)，無菌操作技術(shù)，消毒滅菌技術(shù)，純種分離和克隆化技術(shù)，合成培養(yǎng)基技術(shù)，選擇性和鑒別性培養(yǎng)技術(shù)，突變型標(biāo)記和篩選技術(shù)，深層液體培養(yǎng)技術(shù)，菌種保藏技術(shù)，原生質(zhì)體制備和融合技術(shù)，以及各種DNA重組技術(shù)等。這些技術(shù)已迅速擴(kuò)散到生命科學(xué)各領(lǐng)域的研究中，并幾乎已成為研究一切生命科學(xué)的必要手段，從而為整個生命科學(xué)的發(fā)展，作出了方法學(xué)上的貢獻(xiàn)。

微生物學(xué)（microbiology）生物學(xué)的分支學(xué)科之一。它是研究各類微小生物（細(xì)菌、放線菌、真菌、病毒、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體原生動物以及單細(xì)胞藻類）的形態(tài)、生理、生物化學(xué)、分類和生態(tài)的科學(xué)。

第四篇：微生物歷年習(xí)題

2006——2010年微生物試題整理（微生物實驗切片，圖文皆有，大家寫實驗報告可以參照）

【試題】2010-6-20/山東大學(xué)/口腔醫(yī)學(xué)院{五年制）、公衛(wèi)、臨五/2008級/微生物

名詞解釋：3分×10個

1，非細(xì)胞型微生物

2，溶原性轉(zhuǎn)換

3，敗血癥

4，BCG

5，衣原體

6，刺突

7，IFN

8，潛伏感染

9，HBeAg

10，HIVgp120

簡答題：共50分

1，比較革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的不同

2，簡述外毒素的特征

3，簡述霍亂腸毒素的致病機(jī)制

4，簡述病毒感染的致病機(jī)制

5，簡述流感病毒分型依據(jù)及抗原變異的形成6，簡述HIV的復(fù)制過程

【試題】2009-12-26/山東大學(xué)/藥學(xué)院/2007級/微生物

一、名詞解釋九個每個三分

細(xì)菌L型、熱原質(zhì)、消毒、SPA、Cholera Toxin、感染性核酸、IFN、gp120、prion

三、簡答

1.外毒素與內(nèi)毒素區(qū)別

2.病毒對宿主細(xì)胞致病作用

3.乙肝傳染源、傳染途徑、致病機(jī)制

4.結(jié)核菌素試驗原理 結(jié)果判斷 意義

【試題】2009-12-26/山東大學(xué)/醫(yī)學(xué)院/臨床七年制/07級/醫(yī)學(xué)微生物學(xué)/A卷

名解

adsorption

antigenic drift

BCG

Mycoplasma

bacteria L form

normal flora

slow virus infection

HBeAg

大題（36分）

1.virulence factors of G+bacteria(10)

2.What is IFN refer to ? mechanism? properties of anti-virus effect?(8)

3.pathogenicity of Staphylococci aureus?（8）

4.what is gp120?co-receptor of HIV?HIV infective sources and transmission route?(10)

【試題】2009-01-04 /山東大學(xué)/藥學(xué)院/2006級/ 藥學(xué)/微生物試題

名解9個

LPS肥達(dá)實驗 病毒體 垂直傳播 轉(zhuǎn)化潛伏感染 BCG消毒 HBsAg

問答4個

細(xì)菌的致病機(jī)制

葡萄球菌的致病物質(zhì)和所致疾病

IFN是什么？其抗病毒的特點？

腸道病毒的共同特征

【試題】2009-01-04/山東大學(xué)/醫(yī)學(xué)院/2006級/臨床口腔藥學(xué)七年制/醫(yī)學(xué)微生物學(xué)/微生物 名解8*3‘

pyrogen

transformation

defective virus

CPE

SPA

chlamydia

prion

HBsAg

簡答

1，細(xì)菌特殊結(jié)構(gòu)的作用

2，什么是重配，以流感為例說明其可能出現(xiàn)的結(jié)果及臨床價值

3，描述A群鏈球菌的致病因素及可導(dǎo)致的疾病

4，HIV的致病機(jī)制

對這次考試的總結(jié)：細(xì)菌對氧的情況一道沒考很詭異啊

總論細(xì)菌病毒真菌的選擇題比例是10：13：16：1

細(xì)菌病毒部分致病考的比較多

選擇題都是那本書上的沒講的菌或毒基本不考，貌似有一兩個選擇吧

病毒注意大重點還是肝炎和HIV，小重點容易忽略的是蟲媒和腸道的共

同特點，注意先天和性傳播

【試題】2008—01—07/山東大學(xué)/醫(yī)學(xué)院/05級/七年制/醫(yī)學(xué)微生物（英文原版）

名詞解釋

1．bacterial L form

2．Sterilization

3．slow virus infection

4．virion

5．Mycoplasm

6．SPA

7．a(chǎn)ntigenic shift

8．HIV gp120

簡答題：

1.Please compare the characteristic of bacterial exotoxins with endotoxins.9/

2.What kind of viral vaccine are in common used at present ? Please try to give an example for each kind and explain their characteristics.9/

3.How dose IFN exert its antivirus function? What characteristics dose this function have ? 8/

【試題】2008-01-07/山東大學(xué)/藥學(xué)院/05級/藥學(xué)/微生物

一、名詞解釋 細(xì)菌L型 CPE抗原性轉(zhuǎn)變 支原體 朊粒 毒性噬菌體 BCG頓挫感染

二、簡答

1、細(xì)菌的致病機(jī)制

2、細(xì)菌耐藥性的遺傳機(jī)制

3、IFN的定義？生物學(xué)活性。

4、血清中能檢出與HBV相關(guān)成分有哪些？其意義何在？

5、霍亂弧菌的致病機(jī)制。

【試題】2007-01/山東大學(xué)/藥學(xué)專業(yè)/微生物試題

名解：

菌群失調(diào)癥

類毒素

AVP

SPA

外斐反應(yīng)

抗原性轉(zhuǎn)變

Dane顆粒

簡答：

什么是正常菌群？簡述正常菌群對機(jī)體的生理作用

簡述病毒感染的致病機(jī)制（包括細(xì)胞水平的感染、機(jī)體水平的感染）

簡述A群鏈球菌的致病物質(zhì)和所致疾病

試述結(jié)核菌素試驗原理、結(jié)果判斷及意義

何謂人畜共患?。磕男┰思?xì)胞型微生物可引起人畜共患?。?/p>

試述乙肝病毒的抗原組成及意義

試述HIV的傳播途徑及致病機(jī)制

何謂Prion？可導(dǎo)致人和動物哪些疾??？

何謂質(zhì)粒？簡述其特征

【試題】2007-01-16/山東大學(xué)/醫(yī)學(xué)院/2004級/七年制/微生物

一.名解：1.pyrogen;2.defective virus:3.prion:4.lysogenic phage:5.transformation:

6.DPT:7.HBsAg:8.chlamydia:9.opportunistic pathogen:

二，大題：

1。鏈球菌的致病物質(zhì)和疾病。

2。BCG的定義、應(yīng)用、檢測。

3。IFN的定義、特點。

4。重配定義，以流感病毒說明。

5。HBcAg,gp120,HA的功能或臨床意義。

【試題】2006-06-21/山東大學(xué)/醫(yī)學(xué)院/2003級/六年制/微生物

名詞3*10：LPS，SPA，滅菌，基因工程疫苗，朊粒，AVP，前噬菌體，基因重配，選擇都是白皮書上的，比較簡單，問答7*5：

1.質(zhì)粒是什么，有何特點

2.潛伏感染，并以HSV-1為例，描述其特點

3.正常菌落的作用和解剖位置

4.結(jié)核分枝桿菌的傳播途徑和致病因子

5.HBV基因組及其編碼的蛋白

第五篇：操作系統(tǒng)緒論習(xí)題及答案

操作系統(tǒng)緒論習(xí)題答案

一．選擇題

1．操作系統(tǒng)是一種。A．通用軟件 B．系統(tǒng)軟件 C．應(yīng)用軟件 D．軟件包 答：B 2．操作系統(tǒng)的 管理部分負(fù)責(zé)對進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度。A．主存儲器 B．控制器 C．運算器 D．處理機(jī) 答：D 3．操作系統(tǒng)是對 進(jìn)行管理的軟件。A．軟件 B．硬件 C．計算機(jī)資源 D．應(yīng)用程序 答：C 4．從用戶的觀點看，操作系統(tǒng)是。A．用戶與計算機(jī)之間的接口 B．控制和管理計算機(jī)資源的軟件 C．合理地組織計算機(jī)工作流程的軟件 D．由若干層次的程序按一定的結(jié)構(gòu)組成 答：A 5．操作系統(tǒng)的功能是進(jìn)行處理機(jī)管理、管理、設(shè)備管理及信息管理。A．進(jìn)程 B.存儲器 C．硬件 D.軟件 答：B 6．操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計技術(shù)提高CPU和外部設(shè)備的。A．利用率 B．可靠性 C．穩(wěn)定性 D．兼容性 答：A 7．操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是為了提高計算機(jī)的 和方便用戶使用計算機(jī)而配備的一種系統(tǒng)軟件。A．速度 B．利用率 C.靈活性 D．兼容性 答：B 8．操作系統(tǒng)的基本類型主要有。A．批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)及多任務(wù)系統(tǒng)

B．實時操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)及分時操作系統(tǒng) C．單用戶系統(tǒng)、多用戶系統(tǒng)及批處理系統(tǒng) D．實時系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和多用戶系統(tǒng) 答：B 9．所謂 是指將一個以上的作業(yè)放入主存，并且同時處于運行狀態(tài)，這些作業(yè)共享處理機(jī)的時間和外圍設(shè)備等其他資源。A.多重處理 B．多道程序設(shè)計 C.實時處理 D.共行執(zhí)行 答：B 10.下面關(guān)于操作系統(tǒng)的敘述中正確的是。A．批處理作業(yè)必須具有作業(yè)控制信息。B．分時系統(tǒng)不一定都具有人機(jī)交互功能。

C．從響應(yīng)時間的角度看，實時系統(tǒng)與分時系統(tǒng)差不多。D．由于采用了分時技術(shù)，用戶可以獨占計算機(jī)的資源． 答：A 11.如果分時操作系統(tǒng)的時間片一定，那么，則響應(yīng)時間越長。A．用戶數(shù)少 B．用戶數(shù)越多 C．內(nèi)存越少 D．內(nèi)存越多 答：B 12．實時操作系統(tǒng)必須在 內(nèi)完成來自外部的事件。A.響應(yīng)時間 B．周轉(zhuǎn)時間 C．規(guī)定時間 D．調(diào)度時間 答：C 13．分時系統(tǒng)中為了使多個用戶能夠同時與系統(tǒng)交互，最關(guān)鍵的問題是。A.計算機(jī)具有足夠快的運算速度 B．能快速進(jìn)行內(nèi)外存之間的信息交換 C.系統(tǒng)能夠及時接收多個用戶的輸入 D．短時間內(nèi)所有用戶程序都能運行 答：C 14．分時操作系統(tǒng)通常采用 策略為用戶服務(wù)。A．可靠性和靈活性 B．時間片輪轉(zhuǎn) C．時間片加權(quán)分配 D．短作業(yè)優(yōu)先 答：B 15.在 操作系統(tǒng)控制下計算機(jī)系統(tǒng)能及時處理由過程控制反饋的數(shù)據(jù)并作出響應(yīng)。

A．實時 B．分時 C．分布式 D．單用戶 答：A 16.下面6個系統(tǒng)中，必須是實時操作系統(tǒng)的有 個。計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng) 航空訂票系統(tǒng) 過程控制系統(tǒng) 機(jī)器翻譯系統(tǒng) 辦公自動化系統(tǒng) 計算機(jī)激光照排系統(tǒng)

A．1 B．2 C．3 D．4 答：C 17.若把操作系統(tǒng)看作計算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者，下列的 不屬于操作系統(tǒng)所管理的資源。

A.程序 B．內(nèi)存 C．CPU D．中斷 答：D 18.在下列操作系統(tǒng)的各個功能組成部分中，不需要硬件的支持。A.進(jìn)程調(diào)度 B.時鐘管理 C.地址映射 D．中斷系統(tǒng) 答：A 19.設(shè)計實時操作系統(tǒng)時，首先應(yīng)考慮系統(tǒng)的。A．可靠性和靈活性 B．實時性和可靠性 C.多路性和可靠性 D．優(yōu)良性和分配性 答：B 20．分時系統(tǒng)需要使用下面哪些成分?(1)多道程序設(shè)計技術(shù)(2)作業(yè)說明書(3)終端命令解釋程序(4)中斷處理(5)優(yōu)先級調(diào)度(6)系統(tǒng)調(diào)用 答：(1)、(3)、(4)、(6)21．時間片概念一般用于。

A.批處理操作系統(tǒng) B．分時操作系統(tǒng) C.實時操作系統(tǒng) D.都不是 答：B 22．批處理系統(tǒng)的主要缺點是。A.CPU使用效率低 B.無并行性 C.無交互性 D．都不是 答：C 23.下面 不屬于操作系統(tǒng)功能。A．用戶管理 B．CPU和存儲管理 C．設(shè)備管理 D.文件和作業(yè)管理 答：A 24．當(dāng)CPU執(zhí)行系統(tǒng)程序時，CPU處于。A．管態(tài) B．目態(tài) C．系統(tǒng)態(tài) D．A和C 答：D 25．能直接對系統(tǒng)中各類資源進(jìn)行動態(tài)分配和管理，控制、協(xié)調(diào)各任務(wù)的并行執(zhí)行且系統(tǒng)中主機(jī)無主次之分，并向用戶提供統(tǒng)一的、有效的軟件接口的系統(tǒng)是。

A．分布式操作系統(tǒng) B．實時操作系統(tǒng) C．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) D．批處理操作系統(tǒng) 答：A 26.下列選擇中，不是操作系統(tǒng)關(guān)心的主要問題。

A.管理計算機(jī)裸機(jī) B.設(shè)計、提供用戶程序與計算機(jī)硬件系統(tǒng)的界面 C.管理計算機(jī)系統(tǒng)資源 D．高級程序設(shè)計語言的編譯器 答：D 27.實時操作系統(tǒng)對可靠件和安全性的要求極高，它。A.十分注意系統(tǒng)資源的利用率 B.不強(qiáng)調(diào)響應(yīng)速度 C.不強(qiáng)求系統(tǒng)資源的利用率 D．不必向用戶反饋信息 答：C 28．火車站的售票系統(tǒng)屬于 系統(tǒng)。A．單道批處理 B．多道批處理 C．實時 D．分時 答：C 29．在分時系統(tǒng)中，通常的時間片是。A．幾分鐘 B．幾十秒 C．幾十毫秒 D．幾十微秒 答：C 30．用于控制生產(chǎn)流水線、進(jìn)行工業(yè)處理控制的操作系統(tǒng)是。A．分時系統(tǒng) B．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) C．實時系統(tǒng) D．批處理系統(tǒng) 答：C 31.分時操作系統(tǒng)適用于。A．控制生產(chǎn)流水線 B．調(diào)試運行程序 C.大量的數(shù)據(jù)處理 D．多個計算機(jī)資源共享 答：B 32.下列系統(tǒng)中，屬于實時系統(tǒng)的是。A．辦公自動化系統(tǒng) B.計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng) C.飛機(jī)訂票系統(tǒng) D．計算機(jī)激光照排系統(tǒng) 答：C 33．目前個人計算機(jī)中的操作系統(tǒng)主要是。A.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) B．批處理操作系統(tǒng) C.單用戶操作系統(tǒng) D．單道單用戶操作系統(tǒng)

答：C 二．填空題

1．操作系統(tǒng)的基本功能包括 ① 管理、② 管理、③ 管理、④ 管理。除此之外還為用戶使用操作系統(tǒng)提供了用戶接口。答：①處理機(jī) ②存儲器 ③ 設(shè)備 ④信息(或文件)2．如果一個操作系統(tǒng)兼有批處理、分時處理和實時處理操作系統(tǒng)三者或其中兩者的功能，這樣的操作系統(tǒng)稱為。答：通用操作系統(tǒng)

3．在分時和批處理系統(tǒng)結(jié)合的操作系統(tǒng)中引入了“前臺”和“后臺”作業(yè)的概念，其目的是。答：為了提高CPU的利用率

4．實時操作系統(tǒng)與分時操作系統(tǒng)的主要區(qū)別是。答：及時性和高可靠性

5．在主機(jī)控制下進(jìn)行的輸入／輸出操作稱為 操作。答：聯(lián)機(jī)輸入輸出

6．按內(nèi)存中同時運行程序的數(shù)目可以將批處理系統(tǒng)分為兩類：① 和 ②。答：①單道批處理系統(tǒng) ②多道批處理系統(tǒng)

7． 系統(tǒng)不允許用戶隨時干預(yù)自己程序的運行。答：批處理

8．多道程序設(shè)計的特點是多道、和。答：宏觀上的并行、微觀上的串行

9．單道批處理系統(tǒng)是在解決 和 的矛盾中發(fā)展起來的。答：人機(jī)矛盾、CPU和I/O設(shè)備之間速度不匹配

10．對操作系統(tǒng)的總體設(shè)計目標(biāo)來說，批處理操作系統(tǒng)應(yīng)注重提高計算機(jī)的效率，盡量增加系統(tǒng)的，分時操作系統(tǒng)應(yīng)保證用戶 ；而實時操作系統(tǒng)則應(yīng)在保證及時響應(yīng)和處理有關(guān)事件的前提下，再考慮。答：平均吞吐量、所能忍受的響應(yīng)時間、系統(tǒng)資源的利用率 11．分時系統(tǒng)中的 是衡量一個分時系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。答：響應(yīng)時間

12．導(dǎo)彈飛行控制系統(tǒng)屬于 系統(tǒng)。答：實時

13．在操作系統(tǒng)的發(fā)展過程中，多道程序設(shè)計和 的出現(xiàn)，標(biāo)志了操作系統(tǒng)的正式形成。答：分時系統(tǒng)

14．實時系統(tǒng)按應(yīng)用的不同分為 和 兩種。答：過程控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

15．分時操作系統(tǒng)的用戶通過與計算機(jī)相連的 來使用計算機(jī)系統(tǒng)，允許多個用戶同時上機(jī)。答：終端

16．個人計算機(jī)操作系統(tǒng)每次只允許一個用戶使用計算機(jī)，稱為。答：單用戶操作系統(tǒng)

17．為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置的操作系統(tǒng)稱。答：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

18．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn) 以及。答：各臺計算機(jī)之間的通信、網(wǎng)絡(luò)中各種資源的共享

19．近年來，適合開放系統(tǒng)的操作系統(tǒng)成為一個重要的研究課題，IEEE把它命名為，即計算機(jī)環(huán)境可移植操作系統(tǒng)。答：POSIX 20．在 控制下，用戶在終端設(shè)備上可以直接輸入、調(diào)試和運行自己的程序，能直接修改程序中的錯誤，并直接獲得結(jié)果。答：分時系統(tǒng) 三．簡答題

1．?dāng)⑹霾僮飨到y(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)中的位置。

答：操作系統(tǒng)是運行在計算機(jī)硬件系統(tǒng)上的最基本的系統(tǒng)軟件。它控制和管理著所有的系統(tǒng)硬件(CPU、主存、各種硬件部件和外部設(shè)備等)，也控制和管理著所有的系統(tǒng)軟件(系統(tǒng)程序和用戶進(jìn)程等)，操作系統(tǒng)對計算機(jī)使用者提供了一種良好的操作環(huán)境，也為其他各種應(yīng)用系統(tǒng)提供了最基本的支撐環(huán)境。

現(xiàn)代操作系統(tǒng)是一個復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，它與計算機(jī)硬件系統(tǒng)有著千絲萬縷的聯(lián)系，也與用戶有著密不可分的關(guān)系，它在計算機(jī)系統(tǒng)中位于計算機(jī)裸機(jī)和計算機(jī)用戶之間，如下圖所示（圖1.1），緊挨著硬件的就是操作系統(tǒng)，它通過系統(tǒng)核心程序?qū)τ嬎銠C(jī)系統(tǒng)中的幾類資源進(jìn)行管理，如處理機(jī)、存儲器、輸入輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)與文檔資源、用戶作業(yè)等，并向用戶提供若干服務(wù)，通過這些服務(wù)將所有對硬件的復(fù)雜操作隱藏起來，為用戶提供一個透明的操作環(huán)境。

在操作系統(tǒng)的外層是其他系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件。用戶可以直接通過系統(tǒng)軟件層與計算機(jī)打交道，也可以建立各類應(yīng)用軟件和應(yīng)用系統(tǒng)，通過它們來解決用戶的問題。

由此可見，操作系統(tǒng)是介于計算機(jī)硬件和用戶之間的一個接口。

2．怎樣理解“由于計算機(jī)上裝有操作系統(tǒng)，從而擴(kuò)展了原計算機(jī)的功能”？

答：計算機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和機(jī)器一級的操作包含了諸如指令集、存儲器組織、總線結(jié)構(gòu)和輸入輸出部件等的操作與控制，這些最基本的操作恰恰又是最復(fù)雜和最難以由用戶直接進(jìn)行的操作。例如：用戶要進(jìn)行文件讀寫，而文件是以二進(jìn)制代碼的方式存放在磁盤、磁帶等存儲裝置中，需要有一種途徑把用戶的要求轉(zhuǎn)換成對具體的硬件部件、電路信號、選擇開關(guān)等的細(xì)微操作，用戶自己不可能完成這些操作，但操作系統(tǒng)把用戶的高級操作轉(zhuǎn)換成一系列的低級操作，最終完成文件的讀寫。所有的低級操作對用戶來講都是透明的，即無需用戶關(guān)心的、看不見的，操作系統(tǒng)把硬件全部隱藏起來，給用戶提供了—個友好的、易于操作的界面。此外，操作系統(tǒng)還要進(jìn)行大量的系統(tǒng)事務(wù)處理。如響應(yīng)中斷的發(fā)生、處理定時操作、管理存儲器及其他低級操作。所以，可以說操作系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的擴(kuò)展，從而擴(kuò)展了原計算機(jī)的功能，它比直接對計算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行操作要容易得多。

3．試對分時操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)進(jìn)行比較。

答：我們可以從以下幾個方面對這兩種操作系統(tǒng)進(jìn)行比較：

（1）實時信息處理系統(tǒng)與分時操作系統(tǒng)一樣都能為多個用戶服務(wù)，系統(tǒng)按分時原則為多個終端用戶服務(wù)；而對實時控制系統(tǒng)，則表現(xiàn)為經(jīng)常對多路現(xiàn)場信息進(jìn)行采集以及對多個對象或多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。

（2）實時信息處理系統(tǒng)與分時操作系統(tǒng)一樣，每個用戶各占一個終端，彼此獨立操作，互不干擾。因此用戶感覺就像他一人獨占計算機(jī)；而在實時控制系統(tǒng)中信息的采集和對對象的控制也都是彼此互不干擾的。

（3）實時信息系統(tǒng)對響應(yīng)時間的要求與分時操作系統(tǒng)類似，都是以人所能接受的等待時間來確定的；而實時控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間則是以控制對象所能接受的延時來確定的。

（4）分時操作系統(tǒng)是一種通用系統(tǒng)，主要用于運行終端用戶程序，因此它具有較強(qiáng)的交互能力。而實時操作系統(tǒng)雖然也有交互能力，但其交互能力不及前者。（5）分時操作系統(tǒng)要求系統(tǒng)可靠，相比之下，實時操作系統(tǒng)則要求系統(tǒng)高度可靠。

4．設(shè)計實時操作系統(tǒng)的主要困難是什么？ 答：設(shè)計適用于實時環(huán)境的操作系統(tǒng)的主要困難是：在實時環(huán)境規(guī)定的時間限額內(nèi)對用戶作出相應(yīng)的反應(yīng)。如果系統(tǒng)不能在規(guī)定的時間限額內(nèi)完成指定的任務(wù)，那么就可能導(dǎo)致整個實時系統(tǒng)的崩潰。因此，在設(shè)計這類操作系統(tǒng)時，設(shè)計者必須保證所采用的調(diào)度策略及相關(guān)技術(shù)不會使響應(yīng)時間超過實時環(huán)境所規(guī)定的時間限額。

5．采用多道程序設(shè)計的主要優(yōu)點是什么? 答：多道程序設(shè)計考慮到作業(yè)的運行規(guī)律是交替使用CPU和I／O，故將多道程序同時保存于系統(tǒng)中，使各作業(yè)對CPU與I／O的使用在時間上重疊，提高了CPU和I／O設(shè)備的利用率。

6．一個分層結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)由裸機(jī)，用戶，CPU管理，文件管理，作業(yè)管理，內(nèi)存管理，設(shè)備管理，命令管理等部分組成。試按層次結(jié)構(gòu)的原則從內(nèi)到外將各部分重新排列。

答：按層次結(jié)構(gòu)原則從內(nèi)到外依次為：裸機(jī)，CPU管理，內(nèi)存管理，文件管理，設(shè)備管理，作業(yè)管理，命令管理，用戶。7．什么是操作系統(tǒng)？它有什么基本特征？

答：操作系統(tǒng)是指控制和管理計算機(jī)的軟、硬件資源，合理組織計算機(jī)的工作流程、方便用戶使用的程序集合。操作系統(tǒng)具有4個基本特征：

(1)并發(fā)性：宏觀上在一段時間內(nèi)有多道程序在同時運行，而微觀上這些程序是在交替執(zhí)行。

(2)共享性：因程序的并發(fā)執(zhí)行而使系統(tǒng)中的軟、硬件資源不再為某個程序獨占，而是由多個程序共同使用。

(3)虛擬性：多道程序設(shè)計技術(shù)把一臺物理計算機(jī)虛擬為多臺邏輯上的計算機(jī)，使得每個用戶都感覺自己是“獨占”計算機(jī)。

(4)異步性(不確定性)：多道程序系統(tǒng)中，各程序之間存在著直接或間接的聯(lián)系，程序的推進(jìn)速度受到其他程序的影響，這樣，程序運行的順序、程序完成的時間以及程序運行的結(jié)果都是不確定的。

8．操作系統(tǒng)是隨著多道程序設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)逐步發(fā)展起來的，要保證多道程序的正常運行,在技術(shù)上需要解決哪些基本問題? 答：(1)在多道程序之間應(yīng)如何分配被它們共享的處理機(jī)，使得CPU既能滿足各程序運行的需要．又有較高的利用率；此外，一旦將CPU分配給某程序后，應(yīng)何時收回。

(2)如何為每道程序分配必要的內(nèi)存空間，使它們各得其所但又不會因相互重疊而丟失信息；此外，應(yīng)如何防止因某道程序出現(xiàn)異常情況而破壞其他程序。

(3)系統(tǒng)中可能有多種類型的I/O設(shè)備供多道程序共享，應(yīng)如何分配這些I/O設(shè)備，如何做到既方便用戶的使用，又能提高設(shè)備的利用率。

(4)在現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)中通常都存在著大量的程序和數(shù)據(jù)，應(yīng)如何組織它們才便于用戶使用；此外，還有信息保存的安全性和一致性問題。(5)對于系統(tǒng)中的各種應(yīng)用程序，它們有的屬于計算型，有的屬于I/O型，有些既重要又緊迫，有些又要求系統(tǒng)能及時響應(yīng)，這時系統(tǒng)應(yīng)如何組織和安排這些作業(yè)(程序)的工作流程。實際上，這些問題的全體就是操作系統(tǒng)的核心內(nèi)容。9．如何理解操作系統(tǒng)的不確定性？

答：在單道程序環(huán)境下，由于程序獨占全機(jī)軟、硬件資源且完全是在一個封閉環(huán)境下運行，所以，如果使用相同的輸入，則多次運行的結(jié)果必然相同。

引入多道程序技術(shù)后，由于多道程序共享全機(jī)軟、硬件資源，即各程序之間存在著直接或間接的聯(lián)系。此時程序的運行就不是在一個封閉的環(huán)境下，程序的運行要受到其他程序和系統(tǒng)資源的影響，這會引起程序運行的結(jié)果、程序運行的順序和完成的時間不確定。此外，在多道程序環(huán)境下，外部設(shè)備的中斷、輸入輸出的請求等出現(xiàn)的時間都是不確定的。這些不確定因素給操作系統(tǒng)設(shè)計帶來了很大的復(fù)雜性。對于程序執(zhí)行結(jié)果的不確定是絕不允許的，這是操作系統(tǒng)必須解決的主要問題；而程序運行順序及完成時間的不確定是多道程序環(huán)境所決定的，因此，操作系統(tǒng)應(yīng)能對運行順序進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理。至于外部設(shè)備的中斷、輸入輸出請求甚至程序運行故障等不確定性，操作系統(tǒng)應(yīng)在出現(xiàn)的時刻及時響應(yīng)并予以解決，如果操作系統(tǒng)的設(shè)計考慮不周，也可能造成系統(tǒng)的混亂和崩潰。