必修全一册第五章第2节微生物的营养代谢和生长Word下载.docx
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（1）营养要素：
碳源、氮源、生长因子、无机盐、水
（2）碳源：
能为微生物提供所需碳元素的营养物质
无机碳源：
CO2、NaHCO3等
有机碳源：
糖类、脂肪酸等含碳有机物，花生粉饼、石油等成分复杂天然物质
糖类是最常用的碳源，尤其是葡萄糖
功能：
a.构成微生物的细胞物质和一些代谢产物
b.是异养微生物的主要能源物质
特点：
微生物对碳源的需要量最大
能利用无机碳源的微生物是自养生物，只能利用有机碳源的是异养生物
不同的微生物对碳源的需求差异很大
甲基营养细菌：
只能利用甲醇、甲烷作为碳源
假单孢菌：
能利用90多种含碳化合物
（3）氮源：
能为微生物提供所需氮元素的营养物质
无机氮源：
N2、氨、铵盐、硝酸盐等，铵盐、硝酸盐最常用
有机氮源：
尿素、牛肉膏、蛋白胨等
a.主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物
b.异养生物中，含C、H、O、N的化合物既是碳源也是氮源
a.固氮微生物的氮源是分子氮，分子氮不能提供能源，
b.非固氮微生物的氮源是化合态的氮，无机氮中的硝酸盐，可以作为能源（硝化细菌化能自养）
c.用有机氮作为氮源的，可以是氮源、碳源、能源
（4）生长因子：
微生物生长不可缺少的微量的有机物
主要类型：
维生素、氨基酸、碱基等
来源：
一些天然物质如酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液
是酶和核酸的组成成分
a.补充其他营养要素而没有生长因子，微生物无法正常生长
b.补充量很少，每升培养基只需要几微克
c.微生物体内缺乏合成生长因子的所需的酶或合成能力有限
d.不是所有微生物都需要外源生长因子
举例：
乳酸菌需要补充多种维生素、氨基酸
3.培养及配制的原则
（1）目的明确
根据微生物的种类、培养的目的，选择配制培养基
自养微生物培养基由简单无机物组成
（2）营养协调
各营养物质的浓度、比例，其中碳源和氮源的比例最为重要
蔗糖：
多种微生物的主要营养物质，高浓度蔗糖抑制微生物生长（渗透压）
谷氨酸生产：
碳源∶氮源＝4∶1时，菌体大量繁殖而产生谷氨酸少
碳源∶氮源＝3∶1时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大
（3）PH值要适宜
各微生物最适PH值不同，细菌6.5~7.5放线菌7.5~8.5
4.培养基的种类
（1）根据物理性质分
液体培养基：
用于工业生产
固体培养基：
微生物的分离、鉴定
半固体培养基：
观察微生物的运动、菌种保藏
（2）根据化学成分分
合成培养基：
用化学成分已知的化学物质配制，培养基成分明确。
常用于分离、鉴定。
天然培养基：
化学成分不明确的天然物质配成，玉米粉、牛肉膏等。
常用于工业生产。
（3）根据用途分
选择培养基：
在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物生长
青霉素培养基：
抑制细菌、放线菌生长，培养酵母菌、霉菌等真菌
高浓食盐培养基：
抑制多种细菌生长，金黄色葡萄球菌可生长
鉴别培养基：
根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品，鉴别不同种类的微生物
伊红美蓝培养基：
鉴别大肠杆菌等细菌
有大肠杆菌，其代谢有机酸与伊红美蓝结合，呈深紫色，金属光泽的菌落
5.培养基的发明
德国细菌学家科赫发明固体培养基，特别是琼脂培养基的应用，成功地进行了菌种的分离，病原微生物的分离和纯种的培育
（二）微生物的代谢
1.概念
微生物代谢：
微生物细胞内所发生的全部化学反应
微生物表面积与体积比值大，代谢异常旺盛，代谢类型多，生长快
2.微生物的代谢产物
根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系分：
初级代谢产物：
微生物通过代谢活动产生的、自身生长和繁殖所必需的物质
种类：
氨基酸、核昔酸、多糖、脂类、维生素等
a.不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同
b.在微生物生长过程中合成在不停地进行着
c.自身生长和繁殖所必需的物质
次级代谢产物：
指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质
类型：
抗生素、毒素、激素、色素等
a.微生物生长到一定阶段才产生的
b.不同种类的微生物所产生的次级代谢产物不相同
c.可能积累在细胞内，也可能排到外环境中
d.对该微生物无明显生理功能
抗生素：
是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物，常用的有链霉素、青霉素、红霉素和四环素等
微生物在进化过程中形成一套完整的代谢调节系统，保证代谢经济、高效进行
酶合成调节：
组成酶：
微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成只受遗传物质的控制
诱导酶：
是在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶
范例：
大肠杆菌分解葡萄糖的酶是组成酶
分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的诱导酶
意义：
既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力
酶活性调节：
概念：
微生物通过改变已有酶的催化活性来调节代谢的速率
原理：
a.代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构产生变化，活性改变
b.结合是可逆的，当代谢产物与酶脱离时，酶结构便会复原，又恢复原有的活性
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸
谷氨酸的合成过量时，就会抑制谷氨酸脱
氢酶的活性；
谷氨酸因消耗而浓度下降时，抑制作用就会被解除
a.酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式
b.这种调节现象在核苷酸、维生素的合成代谢中十分普遍
相互关系：
调节方式是同时存在，并且密切配合、协调起作用的
人工控制目的：
通过对代谢的调节，微生物细胞内一般不会积累大量的代谢产物
工业生产中，希望微生物能够最大限度地积累对人类有用的代谢产物
赖氨酸生产：
用途：
赖氨酸是人和高等动物的必需氨基酸，在食品、医药和畜牧业上的需要量很大
菌种：
黄色短杆菌能够利用天冬氨酸合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸
a.代谢过程中，当赖氨酸和苏氨酸都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性,赖氨酸单独过量就不出现这种现象
b.高丝氨酸脱氢酶是合成高丝氨酸不可缺少的酶，合成赖氨酸则不需要这种酶
c.诱变处理选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种，大量积累赖氨酸
谷氨酸棒状杆菌
手段：
改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量
发酵：
通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程
a.据培养基的物理状态
固体发酵（酒精发酵）；
液体发酵（谷氨酸发酵）
b.根据所生成的产物
抗生素发酵、维生素发酵、氨基酸发酵等
c.根据发酵过程对氧的需求情况
厌氧发酵（如酒精发酵、乳酸发酵）；
需氧发酵（如抗生素发酵、氨基酸发酵）
六.学习指导：
1.生物代谢营养比较
项目
动物（异养）
植物（自养）
微生物
自养
异养
碳源
糖类、脂肪
CO2、碳酸盐
CO2、碳酸盐等
糖、醇、有机酸等
氮源
蛋白质或其降解物
无机氮化物
无机氮化物、氮
蛋白质或其降解物、有机氮化物，氮
生长因子
维生素
不需要
部分需要生长因子
水
需要
无机盐
2.微生物代谢产物比较
初级代谢产物
次级代谢产物
产生
生长过程中都产生
在一定阶段才产生
分布
存在于细胞内部
积累在细胞内或排到外环境中
功能
自身生长和繁殖所必需的物质
对该微生物无明显生理功能
种类
氨基酸、核昔酸、多糖、脂类、维生素
【模拟试题】
（答题时间：
40分钟）
一.选择题：
1.在谷氨酸发酵的过程中，为了获得更多的发酵产品下列措施不合理的是（）
A.培养基的碳源和氮源的比先控制在3:
1，然后稳定在4:
1
B.培养基的碳源和氮源的比先控制在4:
1，然后稳定在3:
C.发酵过程中因该不断的加入碱
D.发酵过程中必须不断的通入氧气
2.大肠杆菌菌落伊红美蓝培养基中的特点是（）
A.蓝色带有金属光泽
B.红色没有金属光泽
C.深紫色带有金属光泽
D.深紫色没有特殊的光色
3.下列物质中自养生物既可作为碳源也可以作为氮源的是（）
A.氮气B.蛋白胨C.尿素D.碳酸氢铵
4.半固体培养基的用途是（）
A.工业生产
B.菌种的分离
C.菌种的鉴定
D.菌种的保存
5.发明固体培养基的著名科学家是（）
A.巴斯德B.科赫C.米尔斯坦D.柯勒
6.下列生物中可以和青霉菌在同一培养基中共同培养的是（）
A.酵母菌和霉菌
B.大肠杆菌和噬菌体
C.谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌
D.酵母菌和噬菌体
7.下列物质中只限用作氮源不能提供能源的物质是（）
A.氮气B.牛肉膏C.尿素D.氨
8.初级代谢产物和次级代谢产物说法中不正确的是（）
A.两者都是基因的表达产物
B.两者的合成过程都受到调节
C.在细胞中初级代谢产物比次级代谢产物作用重要
D.次级代谢产物是代谢终产物
9.关于诱导酶和组成酶比较中那种说法是正确的（）
A.两者的合成是细胞内基因控制的
B.诱导酶在完成一次催化作用后在细胞内被分解
C.组成酶在细胞内能长期存在起催化作用不被分解
D.诱导酶和合成酶不可能同时存在而控制同一个代谢过程
10.在微生物代谢的人工控制中，赖氨酸的生产调节说法种错误的是（）
A.赖氨酸单独过量时对天冬氨酸激酶不起抑制作用
B.赖氨酸正常情况下会积累在细胞内
C.这是一个负反馈调节方式
D.高丝氨酸脱氢酶缺陷型菌种无法产生苏氨酸，细胞内的甲硫氨酸和赖氨酸积累
11.不能以糖类作为碳源的细菌是（）
A.假单胞菌 B.乳酸菌 C.甲基营养菌 D.固氮菌
12.不能作为异养微生物碳源的是（）
A.牛肉膏 B.含碳有机物 C.石油 D.含碳无机物
13.根瘤菌能利用的营养物质的组别是（）
A.NH3，（CH2O），NaCl B.N2，（CH2O），CaCl2
C.铵盐，CO2，NaCl D.NO2，CO2，CaCl2
14.配制培养基的叙述中正确的是（）
A.制作固体培养基必须加入琼脂 B.加入青霉素可得到放线菌
C.培养自生固氮菌不需要氮源 D.发酵工程一般用半固体培养基
15.下列属于微生物不可缺少的微量有机物的是（）
①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素
A.①②③ B.②③④ C.②③④⑤ D.③④⑤⑥
16.有关自养微生物的叙述中正确的是（）
A.NaHCO3可提供两类营养物质
B.N2在一般条件下可成为氮源
C.含C、H、O、N的物质可提供碳源、氮源和能源
D.自养微生物需五类营养物质
17.在用伊红－美蓝培养基鉴别大肠杆菌时，培养基中可以不含有（）
A.碳源 B.氮源 C.生长因子 D.水和无机盐
18.自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别是（）
A.碳源 B.氮源 C.无机盐 D.生长因子
19.下列各项叙述中正确的是（）
A.微生物的遗传物质都是DNA B.微生物都属于原核生物
C.微生物的遗传物质是核酸 D.微生物的生殖方式是孢子生殖
20.下列关于生长因子的说法中，不正确的一项是（）
A.是微生物生长不可缺少的微量有机物
B.是微生物生长不可缺少的微量矿质元素
C.主要包括维生素、氨基酸和碱基等
D.一般是酶和核酸的组成成分
21.酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而会抑制微生物的生长，原因是（）
A.碳源供应太充足 B.细胞会发生质壁分离
C.改变了酵母菌的pH值 D.葡萄糖不是酵母菌的原料
22.可用于微生物分离鉴定的培养基是（）
A.固体、天然、选择培养基 B.固体、化学、鉴别培养基
C.半固体、天然、鉴别培养基 D.半固体、天然、选择培养基
23.下列营养物质中，不是同时含有碳源、氮源和生长因子的是（）
A.牛肉膏 B.蛋白胨 C.生物素 D.酵母粉
24.鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成，这些物质是（）
A.指示剂或化学药品 B.青霉素或琼脂
C.高浓度食盐 D.维生素或指示剂
二.非选择题
1.表1是某微生物培养基成分，请据此回答：
（1）表中培养基可培养的微生物类型是______。
（2）若不慎将过量NaCl加入培养基中，如不想浪费此培养基，可再加入______，用于培养______。
（3）若除去成分②，加入（CH2O），该培养基可用于培养______。
（4）表中营养成分共有______类。
（5）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是______。
（6）表中各成分质量确定的原则是______。
（7）若表中培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是______。
2.培养蘑菇时常使用的原料为棉花壳、花生粉饼、朽木等，再喷洒适量的水，加入一定量的尿素等。
请回答下列问题。
（1）按化学成分分类，该培养基为培养基；
按物理性质分类，该培养基为______培养基。
（2）培养过程中发现培养基上长出了其他菌，经鉴定为细菌，细菌与蘑菇的关系为______，在培养基上施用适量的______即可抑制细菌生长。
（3）蘑菇的代谢类型为，在生态系统的成分中属于______。
3.据下图回答问题：
（1）图为微生物的______装置。
其目的是延长______，提高产量。
为此需创造微生物生长繁殖的条件，主要做法是：
以一定速度不断添加______。
同时又以______的速度不断放出______。
（2）对加入的［3］要求是______，意义是______。
（3）在横线上填写名称：
［1］______［2］______［3］______
【试题答案】
一.
1.A2.C3.D4.D5.B6.A7.A8.D9.A10.D
11.C12.D13.B14.C15.D16.A17.C 18.A19.C
20.B21.B22.B23.C24.A
二.
1.
（1）自养型微生物
（2）含碳有机物金黄色葡萄球菌
（3）固氮微生物
（4）3
（5）调整pH值
（6）依微生物的生长需要确定
（7）琼脂（或凝固剂）
2.
（1）天然固体
（2）竞争青霉素
（3）异养需氧型分解者
3.
（1）连续培养稳定期代谢产物新的培养基同样老的培养基
（2）无菌增加溶氧
（3）新鲜培养基无菌空气流出物
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