私人整理的微生物学(用于生物方面的学生全程学习)内附学习+考试+考题+复习(全程总结)

微

生

物

学

（用于生物方面的学生全程学习）

总目录

重点分析

试卷集合

复习回顾重点分析目录

第1章绪论

第2章微生物的纯培养和显微镜技术

第3章微生物细胞的结构与功能

第4章微生物的营养

第5章微生物代谢

第6章微生物的生长繁殖及其控制

第7章病毒

第8章微生物遗传

第9章微生物的生态

第10章微生物的进化、系统发育和分类鉴定

第11章感染与免疫

试卷集合目录

试卷一

试卷一答案

试卷二

试卷二答案

题库一

题库一答案

题库二（内附答案）

水产微生物与免疫学题库（内附答案)

（后附上鱼类免疫系统分析）

水产微生物试卷2010版

水产微生物试卷2010版答案

复习回顾目录

绪论

第一章原核微生物的形态、构造和功能

第二章真核微生物的形态、构造和功能

第三章病毒和亚病毒

第四章微生物的营养和培养基

第五章微生物的新陈代谢

第六章微生物的生长及其控制

第七章微生物的生态

第八章传染与免疫

第1章绪论

1. 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。微生物包括：无细胞结构且不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)；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。大多数微生物肉眼难以看清，但也有少数是肉眼可见的。微生物的主要特征是：个体小、结构简单繁殖快、易培养、易变异和分布广。它一方面具有其他生物不具备的生物学特性，另一方面它也具有其他生物共有的基本生命特征。

2．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。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。微生物学诞生于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。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、基因和基因组以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科3．我国劳动人民很早就已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但作为一门学科发展起始于20世纪初，并且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等方面，做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。微生物基因组学将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，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，将在基因组信息学的基础上获得长足发展，微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视。微生物学与其他学科将实现更广泛的交叉，获得新的发展。微生物的广泛应用和产业发展将呈现全新的局面，为全世界的经济和社会发展做出更大贡献

第2章微生物的纯培养和显微镜技术

1．由于微生物个体微小，在绝大多数情况下对微生物的研究、利用都是使用其群体，称为培养物。由于一般情况下只有纯培养物才能提供可以重复的结果，因此从混杂的天然微生物群中分离获得某特定的微生物纯培养，是研究和利用微生物的最重要的环节之一。采用稀释

涂布或平板划线技术在琼脂平板上得到微生物的单菌落是最常用的纯种分离手段，而在分离、转接及培养微生物纯培养时防止被其他微生物污染的无菌操作技术是进行微生物学研究的基础，并广泛地被其他学科和生产实际所利用。

2．通过分离纯化得到的微生物纯培养物，必须通过各种保藏技术使其在一定时间内不死亡、不会因发生变异而丢失重要的生物学性状、不会被其他微生物污染或因自身泄漏而污染环境，否则就无法真正保证微生物研究和应用工作的顺利进行。传代培养、冷冻真空干燥保藏、低温冰箱保藏及液氮保藏是通常使用的微生物菌种保藏技术。

3．微生物个体微小，通常必须通过显微镜才能观察到其个体形态，而进行显微观察时，分辨率和反差是决定显微观察效果的两个最重要的因素。它们与显微镜的特性有关，也取决于样品的制备与观察技术。无论是光学显微镜还是电子显微镜，其设备和技术发展迅速，应用面越来越广泛和深入。

4．在显微镜下微生物的大小与形态千差万别，丰富多彩，是区分不同微生物和对其进行分类鉴定的重要依据之一。

第3章微生物细胞的结构与功能

在微生物世界中，除病毒外，其他成员都是具有细胞结构的种类。细菌、放线菌、蓝细菌和古生菌等属于原核微生物类，它们的特点是细胞直径很小，细胞核的结构十分原始(无核膜包裹)，细胞壁含独特的肽聚糖(支原体和古生菌例外)，细胞内无细胞器的分化。真菌、显微藻类和原生动物等属于真核微生物类，它们的特点是细胞直径较大，细胞核有核膜包裹，染色质由DNA和组蛋白构成，细胞以有丝分裂或减数分裂方式繁殖，细胞内有多种功能专一的细胞器等。了解微生物细胞的结构和功能，是认识、利用和改造微生物的第一步。本章先把有细胞构造的微生物分成原核微生物和真核微生物两大部分，再从细胞与外界环境分隔的界面——细胞壁开始．由表及里地逐一剖析各主要构造和特殊构造的结构和其相应的生理功能。

1．原核微生物。各种原核微生物细胞所具有的共同构造，包括细胞壁 (支原体例外)、细胞质膜、细胞质、核区和若干种内含物等；只有部分种类才具有的一些构造称作特殊构造，包括糖被(荚

膜，黏液层)、鞭毛、菌毛和性菌毛等构造；少数种类还可形成芽孢、孢囊等具有抵御外界不良环境功能的特殊构造。原核微生物细胞壁的成分、结构和功能是本章最先讨论的重点内容，其中多数原核生物细胞壁所含有的独特成分——肽聚糖，则是本章的重点内容之一。按肽聚糖的有无和含量多少，可把原核微生物分成4类：含量最高者为革兰氏阳性细菌，含

量较低者为革兰氏阴性细菌，因无细胞壁而不含肽聚糖者为支原体，而有细胞壁又不含肽聚糖(只含假肽聚糖等成分)者则为古生菌。革兰氏阳性细菌的细胞壁很厚，主要含肽聚糖和磷壁酸两种成分；革兰氏阴性细菌的细胞壁虽然薄但层次较多、成分复杂，除由肽聚糖组成的一薄层内壁外，还有一层称为外膜的外壁层。外膜的成分为脂多糖、磷脂、脂蛋白和其他蛋白质。细胞壁的主要功能是固定细胞外形和保护细胞不受损伤。肽聚糖是由许多相同结构单体交联而成的多层网状构造。其每一单体由肽(四肽尾和肽桥)和聚糖(N—乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸交替排列)两种成分构成。不同种类的微生物，因其肽聚糖的成分、结构、性质和含量的不同，而引起革兰氏染色反应的不同。在此基础上划分的革兰氏阳性与革兰氏阴性两大类细菌不仅反映在染色反应上的差别，也反映出它们间在系统进化史上以及在细胞结构和功能，生理代谢，遗传、生态和致病性等多方面的差异。这就是为何革兰氏染色在微生物学工作中受到如此关注的原因。

2．真核微生物。真核微生物细胞的共有构造是细胞膜、细胞质和各种细胞器，细胞壁仅为真菌和显微藻类所有，此外，在许多种类的细胞(包括性细胞)外还长有与原核生物鞭毛截然不同的细胞器——“9+2”型结构的鞭毛或纤毛。真菌细胞壁的主要成分是纤维素、葡聚糖或几丁质类多糖，藻类则主要是纤维素类多糖。一切真核微生物都具有外形完整、有核膜包裹、结构复杂的细胞核，它由核被膜、染色质、核仁和核基质构成。由细胞骨架等物质组成的细胞间质支撑着真核微生物的细胞质，其内包含着各种有一定结构、执行重要生理功能的细胞器，包括内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体和叶绿体(仅存在于光合生物中)等。其中的线粒体和叶绿体在结构和功能上有许多相似之处，加上在它们的基质内都含有自身特有的环状DNA和部分蛋白质合成机构，故属于半自主性细胞器，这些特点均为关于真核生物起源于原核生物的内共生假说提供了有力的佐证。

第4章微生物的营养

1．组成微生物细胞的化学元素可分为主要元素和微量元素。

2．微生物细胞生长所需营养物质包括碳源、氮源、无机盐、生长因子和水5大类。

3．碳源为微生物生长提供碳素，通常也是能源物质；氮源为微生物生长提供氮素，一般不作为能源；无机盐(离子)主要作为酶活性中心组分、维持细胞结构及生物大分子稳定、调节渗透压、控制氧化还原电位及作为某些微生物的能源物质；生长因子主要作

为酶的辅基或辅酶，以及用来合成肽、蛋白质、核苷、核苷酸、核酸及细胞壁等；水

可以作为溶剂、热导体，维持生物大分子结构及细胞形态，参与生化反应，控制多亚

基结构的装配与解离。

4．微生物营养类型复杂，划分方式多样。根据碳源、氮源及电子供体的不同，可将微生物分为光能无机自养型、光能有机异养型、化能无机自养型和化能有机异养型4类。5．培养基是满足微生物营养需求的营养基质。配制培养基时要选择适宜营养物质并调整其浓度及配比、调节氧化还原电位和pH、利用廉价且容易获得的原料及灭菌处理。6．培养基主要类型有：根据化学组分是否了解清楚或恒定分为复合(天然)和合成培养基根据物理状态分为固体、半固体和液体培养基；根据用途可分为基础、加富、鉴别、选择、分析、还原和组织培养物培养基等。

7．营养物质可通过扩散、促进扩散、主动运输和膜泡运输等几种方式进入细胞。

第5章微生物代谢

1．代谢(metabolism)是生物体内所进行的全部生化反应的总称。包括分解代谢catabolism)和合成代谢(anabolism)。分解代谢是指大分子物质在细胞内降解成小分子物质，并产生能量的过程，也称为生物氧化，或产能代谢；合成代谢是指利用小分子物质在细胞内合成复杂大分子物质，并消耗能量的过程，也称为生物合成，或耗能代谢，小分子物质来源于分解代谢的中间产物或细胞外的小分子营养物质。代谢途径都是由一系列连续的酶促反应构成的。细胞通过各种方式有效地调节相关的酶促反应，以保证整个代谢途径的协调性与完整性。2．异养微生物利用各类有机化合物进行生物氧化产生能量。糖类是微生物重要的能源和碳源。葡萄糖和果糖通常被异养微生物优先利用。微生物利用葡萄糖产生能量主要经过发酵和呼吸两种代谢过程，两者有相同的初始阶段，即葡萄糖降解成丙酮酸的糖酵解(glycolysis)过程。微生物中主要存在4种糖酵解途径：EMP途径、HMP途径、ED途径和WD途径。呼吸作用主要经过糖酵解三羧酸循环和电子传递链3个阶段产生能量；发酵首先经过糖酵解过程，随后根据微生物的类型经丙酮酸转化成一种或多种不同的产物。与呼吸不同的是发酵过程只在糖酵解时产生能量，相对较少。

3．自养微生物的生物氧化分成两大类：以氧化无机物获得能量固定CO2，而生长的微生物为化能自养微生物，主要有4类：H2、NH4+、H2S和Fe3+的氧化；利用光能固定CO2，而生长的微生物为光能自养微生物，主要分为两类：非放氧型光合作用和放氧型光合作用。4．微生物通过底物水平磷酸化(发酵和呼吸)、氧化磷酸化(呼吸)把化学能转换成ATP；通过光合磷酸化把光能转换成ATP；这些能量用于合成代谢及其他耗能过程，如：运动、营养物质运输及发光等，另有部分能量以热或光的形式释放到环境中去。

5. 合成代谢是利用分解代谢的能量、中间产物以及从外界吸收的小分子，合成复杂大分子，最后产生新的细胞个体。微生物细胞的生物合成除了具有动、植物相同的生物合成途径外

还具有特殊的合成代谢类型，如某些CO2固定途径、肽聚糖生物合成，生物固氮作用等。6．微生物细胞从外界吸收营养物质，通过分解和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。微生物在一定的生长时期(指数生长期后期到稳定期)，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理作用的物质的过程，称为次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等多种类别。

7．微生物代谢的调节主要是通过对酶的调节来实现的，包括酶活性的调节和酵合成的调节。酶活性调节的方式主要有：变构效应、共价修饰、寡聚酶的解聚和聚合、蛋白酵水解激活等。酶合成的调节发生在基因水平上，主要有酶合成阻遏、酶合成诱导、酶的降解物阻遏等方式。现代发酵工业以代谢控制发酵理论为指导，应用基因突变来改造微生物的调节系统，实现代谢调控的人工控制。

第6章微生物的生长繁殖及其控制

1．微生物个体生长是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大的过程；繁殖是生长到一定阶段后，通过特定方式产生新的生命个体，使机体数量增加的生物学过程。微生物特别是细菌的生长与繁殖两个过程很难绝对分开，接种时往往是接种成千上万的群体数量，因此微生物的生长一般是指群体生长。群体生长是细胞数量或细胞物质量的增加。

2．在适宜的液体培养基中，适宜的温度、通气等条件下培养的微生物的群体生长曲线可分为：迟缓期、对数生长期、稳定生长期和衰亡期。生长的数学模型和参数对于微生物的理论研究和实际应用都非常重要。

3．采用机械方法和环境条件控制可以获得同步培养，同步培养能使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞。通过及时补充营养物质和及时取出培养物或降低代谢产物，导致对数生长期或稳定生长期相应延长达到连续培养。在培养过程中通过控制培养基中某种必需营养物质浓度以保持该营养物质浓度恒定，从而使细菌的比生长速率恒定、细菌生长不断进行的培养方式称为恒化连续培养。通过连续培养装置中的光电系统控制培养液中的菌体浓度，以保持菌体浓度恒定、细菌生长连续进行的培养方法称为恒浊连续培养。4．微生物生长分别可以用单细胞计数、细胞物质的重量和代谢活性等3类方法进行测量。以数量变化对微生物生长情况进行测定的方法有：平板计数法、膜过滤法、液体稀释法和显微镜直接计数;以生物量为指标测定微生物的生长的方法有：比浊法、重量法和生理指标法。5．微生物可以通过各种各样的无性或有性的方式进行繁殖。例如：细菌主要是以二分裂，

酵母以出芽或裂殖方式，丝状真菌以无性或有性孢子或以菌丝断裂片段进行繁殖。

6．每种微生物的生长都有各自的最适条件，包括营养物质的种类和浓度、温度、pH、氧及水活性 (或渗透压)等，高于或低于最适要求都会对微生物生长产生影响。

7．控制微生物的物理因素有：温度、辐射作用、过滤作用、高渗作用、干燥和超声波等。控制微生物的化学物质有：消毒剂和防腐剂、抗生素和抗代谢物等。利用各种化学物质和物理因素可以对微生物生长、繁殖进行有效地控制，对微生物的兴利除害有重要作用。

第7章病毒

1．病毒是一类结构极其简单、具有特殊的繁殖方式的绝对细胞内寄生物；是既具有化学大分子属性、又具有生物体基本特征，既具有细胞外的感染性颗粒形式、又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。

2．病毒的宿主范围是病毒能够感染并在其中复制的生物种类和组织细胞种类。根据病毒的宿主范围，可将病毒分为原核生物病毒和真核生物病毒。前者包括噬菌体、噬蓝(绿)藻体和支原体噬菌体等，后者包括植物病毒、真菌病毒、原生动物病毒、无脊椎动物病毒和脊椎动物病毒等。

3．病毒主要依据包括病毒形态、毒粒结构、基因组、复制、化学组成在内的毒粒性质，病毒的抗原性质及生物学性质进行分类；按照ICTV 1998年提出的病毒命名规则命名。

4．病毒的分离与纯化，包括病毒的物理颗粒计数和病毒的感染性测定的定量分析，以及依据病毒感染的宿主范围及表现、病毒的理化性质、病毒的血细胞凝集性质、病毒的免疫学性质以及分子生物学性质进行的病毒鉴定是病毒学研究的基本方法，其对于病毒学的研究与实践具有重要的意义。

5．病毒具有确定的形态结构和化学组成。病毒的基本结构是核壳结构，即包围着病毒基因组核酸(DNA或RNA)的蛋白质壳体。壳体的基本对称形式是螺旋对称和二十面体对称。有的病毒的核壳外还覆盖由细胞膜衍生而来的脂蛋白膜即包膜。毒粒的主要化学组成包括核酸、蛋白质、脂类和糖类等。核酸是病毒的遗传物质，病毒的基因组核酸有dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA 4种基本类型，其中根据基因组核酸是线状还是环状，是单一分子还是分段，以及单链核酸的极性分成不同的种类。构成毒粒的结构蛋白包括壳体蛋白、包膜蛋白和毒粒酶，它们各具有不同的功能。

6．病毒的繁殖是以复制方式进行。病毒的复制周期大致可以分为连续的5个阶段:即吸附、侵入、脱壳、大分子合成和装配释放。病毒表面蛋白特异地与细胞受体相互作用，导致病毒与细胞的结合从而启动病毒的感染。侵入是病毒感染的第二阶段，病毒能以核酸、或核壳、

或毒粒等形式进入细胞，且不同病毒进入细胞的方式不同。病毒侵入细胞后，去除病毒的包膜和壳体，释放病毒核酸的过程称为脱壳。病毒大分子的合成是通过病毒基因组的表达和复制完成的。大分子合成过程发生的事件有很强的时序性。由早期基因表达产生早期蛋白，主要参与病毒核酸的复制，调节病毒基因的转录，以及改变或抑制宿主大分子的合成。晚期基因表达产生晚期蛋白，主要是构成毒粒各种组分的结构蛋白。病毒大分子合成产生的毒粒结构组分，能以一定方式结合，装配成完整的子代病毒颗粒，并以一定方式释放在细胞外。不同病毒的毒粒结构、核酸的类型和结构特征各不相同，因此它们各具不同复制策略。7．病毒的非增殖性感染有流产感染、限制性感染和潜伏感染3种感染类型.流产感染可因细胞的非允许性或缺损病毒引起。引起流产感染的缺损病毒包括干扰缺损颗粒、卫星病毒、条件缺损病毒和整合的病毒基因组，这些缺损病毒的复制需要其他病毒基因组或病毒基因的辅助活性。

8. 病毒通过与宿主的相互作用，一方面得以繁衍、进化，另一方面病毒给宿主细胞机体带来种种不同的影响.这些影响不仅具有重要的生物学意义,而且可能有重要的医学意义和经济意义。引起杀细胞感染的烈性噬菌体可抑制宿主细胞的大分子合成,改变宿主的限制系统,影响细胞表面结构和免疫学性质；温和噬菌体则赋于溶源性细菌免疫性和溶源性转变；动物病毒感染则可能产生致细胞病变效应，影响宿主的大分子合成，改变细胞结构，诱导和或抑制细胞凋亡。

9．卫星RNA是一些必须依赖辅助病毒进行复制的小分子单链RNA，它们被包装在辅助病毒壳体中，但其对辅助病毒的复制不是必需的。类病毒是一类低相对分子质量的侵染性RNA，它们没有蛋白质外壳，亦不具有编码的功能，在感染细胞内利用宿主酶独立复制。朊病毒是一类能引起哺乳动物的亚急性海绵样脑病的病原因子，为不含核酸的蛋白质感染颗粒。这些亚病毒因子结构比病毒更为简单，井具有许多不同于病毒的特征，其研究不仅扩展了病毒学研究的范围，而且可能深化人们对病毒的起源与进化，乃至生命本质的认识。

第8章微生物遗传

1．3个典型的微生物学实验证实了DNA和RNA是遗传物质。虽然由于朊病毒的发现，对“蛋白质不是遗传物质”的定论带来一些疑云，但进一步的研究证实，这种不含核酸的蛋白质传染颗粒并不是遗传信息的载体，而仍然是基因编码产生的一种正常蛋白质的异构体。2．基因组是指细胞中基因以及非基因的DNA序列组成的总称。微生物基因组一般比较小，最小的只含3个基因。真核生物、真细菌和古生菌基因组有明显的不同，但古生菌既具有前两者的某些特征，又具有自己独特的特征。

3．质粒和转座因子都是细胞中除染色体以外的另外两类遗传因子，前者是一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，通常以共价闭合环状(CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中近年来也发现了线型双链DNA质粒和RNA质粒。质粒是进行基因克隆和表达的重要载体。后者是位于染色体和质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，一般不能进行自主复制。转座因子常用来获得插入突变。

4．基因突变分自发突变和诱发突变，后者只提高突变频率，并不改变突变的本质。突变率与修复系统密切相关井有自身的规律性。细菌以接合、转导和转化3种主要的途径进行基因水平方向的转移和重组，并且是基因定位(或作图)的重要手段。近年来实验证明转化可以在自然环境中发生。

5．用“全基因组鸟枪测序方法”获得了第一个独立生活的生命体(流感嗜血杆菌)的全基因组序列，这对进一步认识和揭示生命的本质、相互关系、发现重要的基因并开发其功能等具有重要的划时代意义。

6．酵母菌的单倍体具两种接合型a和α，这是稳定的遗传学特征，但有时会发生互变。现已查明，这是受MAT启动子控制的；酵母菌含有2mm质粒，是其进行基因克隆和分子生物学研究的重要载体酵母菌的mtDNA利用率较低，但密码子的非通用性首先在此发现。丝状真菌的准性生殖是育种和进行遗传分析的重要手段。

7．微生物育种可采用诱变、原生质体融合、杂交(含准性生殖)的体内育种技术，也可采用 DNA 重组体外诱变的体外分子水平育种技术，还可采用DNA shuffling的体内、外相结合等育种技术。

第9章微生物的生态

本章可分为两大部分，其一是微生物的生态分布及其功能(含前3节)及微生物生态功能在环境保护中的应用<第四节)。

(一)微生物在自然生境、动植物及人体中的生态分布、组织结构及功能

1．从宏观上说微生物所具有的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强和迁移能力强的特点，使微生物空间分布具有极其广泛性。

(1)在自然环境水体、土壤、大气中的分布。

(2)在其他生物难于生存的极端环境中(高温、低温、低pH、高PH、高盐、高压及高幅射等的)分布。

(3)在动物体中的分布。 (4)在植物体中的分布。

(5)在工农业产品中的分布。 (6)在人体中的分布。

2．生境中微生物的组织层次结构及相互作用。

(1)生态环境中的微生物存在着与动物、植物相似的从个体、种群、群落和生态系统(以微生物为主体的生态系统)的组织层次。

(2)微生物具有明显的群体性。种群是一种重要的组织层次，种群的相互作用是理解微生物相互作用的基础，其作用包括中立生活、偏利作用、协同作用、互惠共生、寄生、捕食、偏害作用和竞争

(3)群落结构、功能与相互作用。群落是一定区域内或一定生境中各种微生物种群相互松散结合的一种结构和功能单位。在一个生态系统中不同群落也存在着各种不同的相互作用。3．栖居微生物与生境的相互关系。

(1)微生物与其栖居自然环境的相互关系。微生物在自然环境中的存在分布是历史传承、现实选择及微生物适应进化的结果，主要方面是生态位上生物和非生物环境对微生物的选择。

(2)动物体中微生物对动物是益害共存，但更主要的是互惠共生关系，研究其互惠共生关系，有助于对有益微生物的利用。

(3)植物体中微生物对植物也是益害共存，有些成为病原微生物，有些则可以促进植物的生长发育。抑害增益是利用这种相互关系的出发点。

(4)生物性霉腐是造成食品、粮食霉变的重要原因，产生大量生物毒素是重要的食品公共健康问题。

(5)人体正常的微生物区系是个体防御病原微生物的一道屏障，但在特殊条件下也可以成为病原微生物。

4．极端环境微生物研究中最重要的3个方面是生态分布、适应机制及开发应用。

5．聚焦生态系统，剖析微生物在系统中的特殊地位和重要作用。

(1)微生物主要作为分解者在生态系统中捞演重要角色。

①微生物是有机物的主要分解者。②微生物是物质循环的重要成员。

③微生物是生态系统中的初级生产者。④微生物是物质和能量的贮存者。

⑤微生物是地球生物演化中的先锋种类。

(2)微生物在生物地球化学循环中的重要作用。

①生物地球化学循环是生态系统乃至整个生物圈物质循环的一个重要组成部分。生命物质的主要组成元素，少量元素和迹量元素表现出从快到慢，不同的循环速率。

②微生物参与的生物地球化学循环是总生物地球化学循环的一部分，主要是微生物对有机物的矿化作用。

③微生物对有机物的矿化作用推动微生物参与碳循环、氮循环、硫循环、磷循环及铁循环。

④微生物在C、N、S、P循环中具有不同方式与特点。

(二)微生物与环境保护是微生物生物体及其机能在环境保护中的应用

1．微生物对污染物的降解、转化是微生物消除污染、修复污染环境的基础和前提条件。

(1)生物降解是微生物对环境污染物的分解作用，是传统分解作用的拓展和延伸。

(2)质粒在微生物对污染物降解中的重要作用，降解遗传信息主要分布在质粒和染色体上。2．污染介质的微生物处理是通过微生物作用使废水、废气、固体废弃物中的污染物在反应器中得到降解，矿化成H2O、CO2及其他氧化性物质，以达到消除污染，无害化的目的。3．工、农业废弃物的资源化转化，转化成新的化学晶、能源及单细胞蛋白。

4．氮、磷去除技术是利用特定微生物类群在特定条件下去除污水中氮和磷。

5．污染环境的生物修复是利用微生物的降解作用修复较大面积污染环境，特别是修复受难降解污染物污染的环境，如土壤、水体(包括地下水)、海滩等。

6．环境污染的微生物监测是利用在污染压迫下微生物群落结构、生理功能的变化来监测环境污染，微生物的特殊性使微生物在监测中有特殊作用。

第10章微生物的进化、系统发育和分类鉴定

1. 约在36亿年前地球上出现了最原始的生命，从而开始了生物进化历程，产生了今天千姿百态的生物种类。据估计有分类记录的生物约150万种，其中微生物大约15万种，为了认识利用这些生物必须对它们进行分类。研究生物分类的科学称之为分类学。达尔文创立“进化论”不仅提出了研究生物进化的历史使命，也给分类学带来了按亲缘关系进行分类的指导思想。

2．20世纪60-70年代以前，主要是根据表型特征推测微生物的亲缘关系进行分类。此后，随着分子生物学的发展，逐渐以生物大分子的序列特征(亦可称之为遗传学特征)作为判断微生物亲缘关系进行系统分类的主要依据。要准确判断生物进化谱系和系统分类，必须挑选适当的生物大分子。由于rRNA，特别是16SrRNA(或18S rRNA)所具有的优点，因而被选为微生物系统发育研究的主要对象。要比较不同生物的rRNA序列就要进行序列测定，其方法分两类：一是寡核苷酸编目分析法，二是全序列分析法，目前主要用后者。在获得各生物的序列资料后要进行各生物间的序列特征比较，需要计算各生物间的序列相似性系数或者寻找印迹序列。

3．系统学上常用系统树来直观地反映各种(类)生物之间的亲缘关系和进化过程的大致轮廓。书中所引用的全生命系统树就是伍斯等用16S(或18S)rRNA的序列资料构建的分子系统树，

这是一颗有根的树，它企图让人们看到生物由共同祖先沿着3条主干线最后演化成今天的三域生物的大致轮廓.将细胞生物分成细菌、古生菌和真核生物3个域的理论，虽然它最初是根16S rRNA序列分析提出来的，其他遗传学、生理生化学和形态学特征的研究也在一定程度上进一步支持了这一思想。目前已被生物学家特别是微生物学家的广泛认同。

4．微生物分类学包括3个互相依存又有区别的组成部分：分类、命名和鉴定。系统分类所划分的类群称分类单元。分类单元分7个基本的分类等级，由上而下依次是界、门、纲、目、科、属、种在需要时还可增亚等级，在种(亚种)之下还可分为不同的型。近年来在微生物分类中，在界之上用“域”作为分类的最高等级。

5．为了确保分类单元名称的统一性、科学性和实用性，微生物分类单元名称的命名由有关的命名法规来规范。所有学名均用拉丁词(或拉丁化的词)命名。命名时要求指定命名模式，新名称的发表也要符合规定。

6．20世纪70年代后，国际上对细菌(原核生物)进行全面分类的文献主要是《伯杰氏鉴定细菌学手册》，实际上它已成为国际上通用的细菌分类鉴定的工具书。它对细菌进行全面分类，并全面介绍各个分类单元的分类特征。其现行版本是《伯杰氏鉴定细菌学手册》第九版(1994年)和《伯杰氏系统细菌学手册》第一版，共分4卷(1984--1989年)，其第二版将分5卷陆续发行。

7．任何能够稳定区分不同种或类群的特征都可以作为微生物分类或鉴定的特征，为了测定这些特征就需要建立相应的特征测定的技术方法。微生物分类鉴定的特征可人为地分为两类：传统的分类鉴定主要是根据表型特征，而现代系统分类则主要根据遗传型特征。不同的特征其分类学意义不同，表型特征由于易于测定，所以在以实用为目的微生物鉴定中至今仍被广泛应用，但当将其用于系统分类，建立新的分类单元时，则应与遗传型特征结合使用，才能做出正确的分类。60年代后逐渐发展起来的、通过生物大分子的分析比较所获得的遗传型特征，则是研究微生物亲缘关系、建立分类单元的主要依据。但许多遗传型特征的测定往往需要高新技术和耗费较多，所以在微生物鉴定中应用受到一定限制。

8．微生物鉴定不仅是微生物分类学的重要组成部分，也是微生物学实验室常遇到的基础工作，在社会生活的许多方面也发挥着重要作用。除了可用常规的方法进行微生物鉴定外，近20年来发展起来的许多快速鉴定及自动化分析技术也发挥了越来越重要的作用。这些技术包括：微量多项试验鉴定系统，快速自动化微生物检测仪器和设备，现代分子生物学、免疫学及计算机在微生物分类鉴定中的应用。

第11章感染与免疫

1．微生物无处不在，其中大量微生物是无害的，但有时会造成机会性感染；某些寄生于生物(包括人)并引起疾病，称为病原微生物。反之，生物体的免疫系统能识别和排除、杀灭病原微生物，以防御感染，维护机体完整性。

2．宿主免疫防御功能分为非特异性免疫和特异性免疫两大类。非特异性免疫是来自遗传的一般生理防卫功能，无需诱导、无针对性，主要包括生理屏障、细胞因素和体液因素。特异性免疫是机体在生命过程中接受抗原性异物刺激后产生的，具有获得性、多样性、特异性和记忆性。其物质基础为免疫系统。

3．特异性免疫应答可大体分为识别、反应和效应3个阶段。

免疫系统对抗原性异物的特异识别是由抗原提呈细胞和淋巴细胞承担的。抗原提呈细胞将抗原加工为适当片段并与自身MHC分子一起呈递给淋巴细胞，而T、B淋巴细胞各自通过自己的特异性抗原受体与之结合。其中B细胞可以直接识别抗原，而T细胞只能接受由APC 加工的抗原。

反应阶段是抗原提呈细胞、T细胞、B细胞通过直接接触与分泌的细胞因子的相互作用而活化、分化、产生效应细胞与记忆细胞的过程。

在效应阶段免疫系统调动一切手段杀灭、排除病原微生物，最终恢复正常生理平衡。此过程中B细胞分泌大量抗体，可直接与抗原结合使之失活，还可以激活补体，调理吞噬细胞，以及通过ADCC作用杀伤靶细胞。T细胞中的TCL可直接杀伤靶细胞。TD细胞可通过分泌因子引起免疫炎症。由B细胞分泌抗体介导的免疫称为体液免疫。由T细胞介导的免疫称为细胞免疫。与此同时T、B淋巴细胞都分化出记忆细胞，使机体免疫系统长期保持对该抗原的免疫记忆，甚至维持终生。 TH细胞启动、促进B细胞和CTL、TD的活化与分化并发挥效应，在特异性免疫中具有重要作用。

4．一般而言，免疫是机体中的一种保护性反应，但某些情况下也会起疾病。

当由于各种原因引起免疫应答过强或反应异常，造成机体损伤或功能障碍时，称为超敏反应。超敏反应通常分为4类，其中I型超敏反应最为常见，约占正常人群的l／3。当免疫系统的自身耐受被打破而对自身成分产生免疫应答时，会发生自身免疫病。目前一些最顽固而棘手的疾病即属此类，如系统性红斑狼疮和青少年糖尿病。

5．免疫系统发挥正常功能时，将移植的组织器官当作抗原性异物加以排斥，是器官移植的最大难题。目前已有多种转基因动物及克隆器官用于移植的尝试，可望于不久的将来有突破性进展。

6．免疫系统担负机体重要防御功能,一旦发育异常或功能障碍造成免疫缺陷,后果极为严重。遗传性基因异常所致的原发性免疫缺陷患者往往难以活到成年；而各种原因引起的继发性免疫缺陷中，艾滋病已引起全人类的高度重视。

7．理论上，当肿瘤细胞表面出现与正常组织不同的肿瘤抗原时，机体免疫系统将识别并攻击之,从而达到抑制肿瘤生长并最终排除的目的。基于此,抗肿瘤免疫的理论研究十分活跃，并有多种对肿瘤的免疫治疗手段试用于临床。

8．免疫反应具有高度特异性而又极其准确灵敏的特点，因此，经典的凝集，沉淀反应及在此基础上发展的标记技术，包括免疫荧光、放射免疫及免疫酶、免疫电镜等，均在生物医学领域得到广泛应用。其中酶联免疫吸附测定(ELISA)及免疫印迹在快速诊断及微量蛋白质检测方面尤为突出。

9．人工产生抗体的方法很多，除通过传统的免疫动物获得抗血清外，单克隆抗体技术以其能长期大量获得单一特异性抗体而获1975年诺贝尔奖；新型基因工程抗体以及免疫毒素、抗体酶等各种跨领域的人工抗体开发将是今后的发展方向。

10.人工免疫曾在历史上对人类做出过伟大贡献，开发新型疫苗仍是对抗艾滋病、SARS等传染病的最重要手段之一。

试卷集合目录

微生物学试卷一

一、名词解释（英文名词先译成中文再作解释，每个2分，共16分）

1.化能无机自养型微生物

2.微生物群落

3.准性生殖

4.抗原决定基（簇）

5.protoplast

6.endospore

7.plasmid

8.strain

二、填空（每空1分，共24分）

1. 目前医用抗生素大多数是由放线菌中的链霉菌属产生的，其属名拉丁文名称是__________。该属放线菌有

生长发达的菌丝体，其菌丝按功能分化成__________菌丝、__________菌丝和__________菌丝。

2. 匐枝根霉（黑根霉）是一种丝状真菌，其拉丁文名称是__________；该菌主要用菌丝特化成的_________吸

收营养物质，菌丝在__________部位延伸生长；该菌主要以孢子进行繁殖，其无性孢子名称为_________，

其有性孢子名称为__________。

3. 根据与氧的关系硝酸盐还原细菌（反硝化细菌）属于__________，在有氧条件下该类细菌以__________方

式产生ATP，在无氧而有硝酸盐的条件下该类细菌以__________方式产生ATP。

4. 经__________和__________两类细菌协同作用将氨氧化成硝酸，它们的营养类型是__________，在微环境

中这两类细菌的生态关系是__________。

5. 所有化能自养微生物和大部分光养细菌经卡尔文循环同化CO2的途径可分为__________、__________和

__________三个阶段。

6. 许多细菌为在转录水平上进行调控以适应环境变化，可经过最简单的二组分调节系统进行环境信号传导，

该二组分调节系统是由__________和 __________两种蛋白质组成。

7. 在特异性免疫应答中，在B、T淋巴细胞和抗原呈递细胞表面能特异性传递抗原决定基特异性免疫信息的三

类分子是__________、__________和 __________。

三、是非判断题（请在题后括弧中用“√”或“×”表示是或非，每题1.5分,共9分）

1. 微生物的能源物质及产能方式与动、植物相比极具多样性。（）

2. 反转录病毒的遗传物质是＋ssRNA，它可直接作为mRNA。（）

3. DNA的G＋C％含量相似的微生物种类其亲缘性关系一定相近。（）

4．分子氧对专性厌氧菌的抑制或致死作用是因细胞内缺乏超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。（）

5. 蓝细菌和光合细菌（紫色细菌、绿色细菌）皆属原核光氧细菌，其光合营养中皆是放氧型。（）

6．所有极端环境微生物皆属于古生菌。（）

四、简答题（每题5分，共20分）

1、F-因子（致育因子）在E.coli细胞中以何种形式存在？

2、在实验室常采用何种方法对不具有天然感受态的E.coli 细胞实现外源DNA转化？

3、如何制备抗毒素？它在免疫预防中有何作用？

4、为什么把蛋白质、DNA、RNA等生物大分子称为分子计时器或进化钟？

五、问答题（共31分）

请指出：磷壁酸，m-二氨基庚二酸、吡啶二羧酸钙、植烷甘油醚和甘油磷脂等五种化合物分别较大量出现在真细菌和古生菌的什么结构中？（10分）

2. 用Ames（爱姆斯）试验检测致突变、致畸变、致癌“三致”物质所用菌株是鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型，写出该菌种的拉丁文名称及组氨酸营养缺陷型表示式。简述在平板上用何种培养基、何种实验方法筛选出鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型菌株？如何用该菌株经Ames试验检测M物质不是“三致”物质？（14分）

3.为什么用u.v诱导E.coli K12（λ/λdgal＋）双重溶源化细胞所获得的细胞裂解液对E.coli（gal－）可进行高频转导？（7分）

微生物学试卷答案一

一、名词解释（英文名词先译成中文再作解释，每个2分，共16分）

1.化能无机自养型微生物：以还原态无机物作为能源，以无机物作为供氢供电子体，以CO2 为主要或唯一碳

2.微生物群落：微生物群落是在一定区域内或一定生境中，由各种微生物种群相互作用而形成的相互松散结合的一种生态结构单位和功能单位。种群的相互作用是特定群落形成和结构的基础，生态系统的表现出来的生态功能取决于群落的功能。

3.准性生殖：是指某些丝状真菌特别是不产生有性孢子的丝状真菌，其二倍体体细胞在有丝分裂过程中染色体单倍体化或偶尔发生同源染色体交换，即不经减数分裂就导致基因重组的生殖过程。

4.抗原决定基（簇）：在抗原分子表面，能传递抗原特异性信息，并能和特异性抗体V区发生特异性反应的结构或化学基团。

5.protoplast：原生质体，是指G+细菌被溶菌酶或青霉素分子处理后所形成的无壁、只由细胞膜包围，对渗透压敏感的球形细胞。

6.endospore：芽孢或内生孢子，产生芽孢的细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形，壁厚，含水量极低，抗逆性极强的休眠体。

7.plasmid：质粒，存在于某些微生物细胞内的，染色体之外的，可独立复制的小环状DNA 遗传因子，它不携带于宿主细胞生命活动所必须的基因，但携带特殊性状基因，故赋予宿主细胞某些特殊性状。

8.strain：菌株，任何一种微生物的纯培养物皆可称为菌株，是常用的“种”以下分类单位名称。

二、填空（每空1分，共24分）

1. 目前医用抗生素大多数是由放线菌中的链霉菌属产生的，其属名拉丁文名称是Streptomyces 。该属放线菌有生长发达的菌丝体，其菌丝按功能分化成营养菌丝、气生菌丝和分生孢子菌丝。

2. 匐枝根霉（黑根霉）是一种丝状真菌，其拉丁文名称是Rhizopus stolonifer ；该菌主要用菌丝特化成的假根吸收营养物质，菌丝在顶端部位延伸生长；该菌主要以孢子进行繁殖，其无性孢子名称为孢囊孢子，其有性孢子名称为接合孢子。

3. 根据与氧的关系硝酸盐还原细菌（反硝化细菌）属于兼性厌氧微生物，在有氧条件下该类细菌以有氧呼吸方式产生ATP，在无氧而有硝酸盐的条件下该类细菌以无氧呼吸方式产生ATP。

4. 经亚硝化细菌和硝化细菌两类细菌协同作用将氨氧化成硝酸，它们的营养类型是化能无机自养型。在微环境种这两类细菌的生态关系是偏利作用。（答协同作用也可以算对）

5. 所有化能自养微生物和大部分光养细菌经卡尔文循环同化CO2的途径可分为 CO2的固定、所固定CO2的还原和CO2受体再生成三个阶段。

6. 许多细菌为在转录水平上进行调控以适应环境变化，可经过最简单的二组分调节系统进行环境信号传导，该二组分调节系统是由传感蛋白（或传感激酶）和应答调节蛋白两种蛋白质组成。

7. 在特异性免疫应答中，在B、T淋巴细胞和抗原呈递细胞表面能特异性传递抗原决定基特异性免疫信息的三类分子是B细胞表面的mIg 、TCRs和MHC 。

三、是非判断题（请在题后括弧中用“√”或“×”表示是或非，每题1.5分,共9分）

1. 微生物的能源物质及产能方式与动、植物相比极具多样性。（√）

2. 反转录病毒的遗传物质是＋ssRNA，它可直接作为mRNA。（×）

3. DNA的G＋C％含量相似的微生物种类其亲缘性关系一定相近。（×）

4．分子氧对专性厌氧菌的抑制或致死作用是因细胞内缺乏超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。（√）

5. 蓝细菌和光合细菌（紫色细菌、绿色细菌）皆属原核光氧细菌，其光合营养中皆是放氧型。（×）

6、所有极端环境微生物皆属于古生菌。（×）

四、简答题（每题5分，共20分）

1、F-因子（致育因子）在E.coli细胞中以何种形式存在？

答：F因子和F’因子在E.coli细胞中可以游离状态（或形式）存在。

在E.coli Hfr菌株中，F因子可整合进宿主细胞染色体基因组，以附加体形式存在。

2、在实验室常采用何种方法对不具有天然感受态的E.coli 细胞实现外源DNA转化？

答：在低温并用CaCl2诱导E.coli 细胞呈现感受态而实现外源DNA转化，也可用电击转化法使E.coli细胞实现外源DNA转化。

3、如何制备抗毒素？它在免疫预防中有何作用？

答：外毒素经甲醛处理使其失去毒性但又保持其抗原性而获得类毒素。用类毒素免疫动物而获得的抗体称为抗毒素。用抗毒素或抗毒素血清给患者注射，可中和患者体内某些G+致病菌产生的外毒素而进行免疫预防。

4、为什么把蛋白质、DNA、RNA等生物大分子称为分子计时器或进化钟？

答：大量研究表明，蛋白质、DNA、RNA序列进化变化的显著特点是进行速率相对恒定。也就是说，分子序列进化的改变量（氨基酸或者核苷酸替换数或替换百分率）与分子进化的时间成正比。因此，这些生物大分子被看作是分子计时器或者进化钟。

五、问答题（共31分）

1、请指出：磷壁酸，m-二氨基庚二酸、吡啶二羧酸钙、植烷甘油醚和甘油磷脂等五种化合物大量出现在真细菌和古生菌的什么结构中？（10分）

答：磷壁酸存在于G+真细菌细胞中m-二氨基庚二酸存在于G-真细菌细胞壁肽聚糖分子中吡啶二羧酸钙存在于真细菌分化形成的芽孢皮层中甘油磷脂存在于真细菌原生质膜中植烷甘油醚存在于古生菌原生质膜中

2、用Ames（爱姆斯）试验检测致突变、致畸变、致癌“三致”物质用菌株是鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型，写出该菌种的拉丁文名称及组氨酸营养缺陷型表示式。简述在平板上用何种培养基、何种实验方法筛选出鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型菌株？如何用该菌株经Ames试验检测M物质不是“三致”物质？（14分）

答：（1）Ames试验所用菌株为：Salmonella typhimurium his－

（2）在平板上用基本培养基和完全培养基，并用影印接种法可筛选鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷型菌株；用基本培养基平板，涂布鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷型，并点接不同A.a，用生长谱法可分离鉴定出鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型菌株。

或：用基本培养基平板和基本培养基加有his的补充培养基平板，并用影印接种法可直接分离筛选S. typhimurium his－

（3）用S. typhimurium his－涂布基本培养基平板，并用不含任何试样的滤纸片放在平板中央作对照；用S. typhimurium his－涂布基本培养基平板，并用M物质和鼠肝匀浆（含加氧酶），混合保温，用吸入滤纸片，将其放在平板中央。如上两平板37℃培养，对照两平板滤纸片外菌落生长情况，如仅试验平板滤纸片周围和对照相比，并无大量菌落生长，说明M物质不能使S. typhimurium his－回复突变，M物质不是诱变剂，不是三致物质。

3. 为什么用u.v诱导E.coli K12（λ/λdgal＋）双重溶源化细胞所获得的细胞裂解液对

E.coli（gal－）可进行高频转导？（7分）

答：转导以携带供体细胞基因片段的噬菌体为媒介，将供体细胞基因转移到受体细胞，实现基因重组，并表达出供体基因的性状。用u.v诱导E.coli K12（λ/λdgal＋）双重溶源化细胞,λ和λdgal＋会从宿主染色体上游离下来,经互补作用，λ和λdgal＋同时快速复制，细胞裂解液中λ和λdgal＋两种噬菌体的数量水平相等，如此大量λdgal＋噬菌体可对E.coli（gal－）进行高频转导。

微生物学试卷二

一、选择题

A型题

1. 皮肤与粘膜的屏障作用不包括

A.机械性阻挡作用

B.排除作用

C.分泌杀菌物质

D.正常菌群的拮抗作用

E.吞噬作用

2. 天然免疫不包括

A.屏障结构

B.吞噬细胞的吞噬作用

C.体液中的杀菌物质

D.抗体

E.补体

3 中和抗体对病毒的作用机制是

A. 抑制病毒的生物合成

B. 诱导干扰素产生

C. 阻止病毒吸附并侵入易感细胞

D. 中和病毒毒素

E. 杀伤细胞内的病毒

4 干扰素抗病毒作用的特点是

A. 作用于受染细胞后，使细胞产生抗病毒蛋白

B. 直接灭活病毒

C. 阻止病毒体与细胞表面受体特异性结合

D. 抑制病毒体成熟释放

E. 增强体液免疫

5 关于干扰素描述不正确的是

A. 干扰素有广谱抗病毒活性

B. 干扰素抗病毒作用有相对的种属特异性

C. 干扰素有调节免疫功能的作用

D. 干扰素有抑制肿瘤细胞生长的作用

E. 干扰素可直接作用于病毒

6 下列非特异性免疫因素中哪种抗病毒作用最强

A. 胎盘屏障

B. 皮肤粘膜屏障

C. α抑制物

D. α/β干扰素

E. γ干扰素

7. 干扰素的本质是

A.病毒抗原

B.病毒感染机体产生的抗体

C.细胞感染病毒后产生的具有抗病毒活性的糖蛋白

D.病毒复制过程中的产物

E.抗病毒的化学治疗剂

8. 下列哪项抗病毒免疫方式属于获得性非特异性免疫

A.单核吞噬细胞系统

B.补体及病毒抑制物

C.生理年龄状态

D.干扰素

E.屏障作用

9．构成抗病毒的特异性细胞免疫反应的主要效应细胞是

A. Mφ细胞

B. 单核细胞

C. NK 细胞

D. B细胞

E. CD8+T细胞

10.关于抗感染免疫的叙述，下列错误的是

A．完整的皮肤与黏膜屏障是抗感染的第一道防线

B．吞噬细胞和体液中的杀菌物质上抗感染的第二道防线C．体液免疫主要针对胞外寄生菌的感染

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