微生物的营养.docx
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微生物的营养
第五章微生物的营养、代谢和生长
一微生物的营养
一、知识目标
基本概念（背记）碳源、氮源、生长因子选择培养基、鉴别培养基
基本知识点（背记）微生物需要的营养物质的种类，自养和异养微生物的碳源来源、碳源在微生物培养中的作用和特点，作为氮源的常用物质和功能、生长因子的种类和功能，碳源、氮源和生长因子的联系，培养基的种类和不同培养基的功能。
基本原理（理解）培养基的配制原则
重要事例（背记）：
甲烷细菌和洋葱假单胞菌的碳源、谷氨酸生长中培养基的配制原则，选择真菌和金黄色葡萄球菌的培养基、鉴别大肠杆菌的培养基、细菌、酵母菌和放线菌的最适pH值。
需要复习的高二内容新陈代谢的类型、组成生物体的化合物。
提醒：
区分选择培养基和鉴别培养基的功能不同
二、例题
［例1］自养型微生物所需的碳源和能源为不同的物质，而异养型微生物作为碳源和能源的是
A．CO2B．NaHCO3C．碳酸盐D．含碳有机物
［例2］下表是某微生物培养基成分，请根据表回答：
编号
成分
含量
①
粉状硫
10g
②
（NH4）2SO4
0.4g
③
K2HPO4
4g
④
MgSO4
9.25g
⑤
FeSO4
0.5g
⑥
CaCl2
0.5g
⑦
H2O
100mL
（1）此表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）表中成分重量确定原则是_________。
（7）若表中培养基用于菌种鉴定，应增加成分是_________。
三、基础训练
1、下列关于微生物营养的叙述不正确的是（）
A．微生物最常用的氮源是铵盐和硝酸盐B．NH3既是硝化细菌的氮源，又是其能源
C．蛋白质可为异养微生物提供碳源、氮源、生长因子
D．五种营养要素中微生物需求量最大的是碳源
1,3,5
2、下列不属于选择培养基的是（）
A．能抑制骨髓瘤细胞和B细胞增殖而不抑制杂交瘤细胞增殖的培养基
B．分离自生固氮菌所用的无氮培养基
C．加入伊红——美蓝用于检测大肠杆菌的培养基
D．培养金黄色葡萄菌所用的加高浓度食盐的培养基
3、有关微生物营养物质的叙述中，正确的是（）
A．做氮源的物质不可能做碳源B．碳源都能为微生物提供能量
C．无机氮源也能为某些微生物提供能量D．除水以外的无机物只提供无机盐
4、产生标准菌落的细菌的最初数目和培养基分别是
A．一个细菌，液体培养基B．许多细菌，液体培养基
C．一个细菌，固体培养基D．许多细菌，固体培养基
5、有关微生物营养物质的叙述中，正确的是
A．是碳源的物质不可能同时是氮源B．凡碳源都提供能量
C．除水以外的无机物只提供无机盐D．无机氮源也能提供能量
6、可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是
A．含碳有机物，氨，光B．含碳无机物，氨，氮
C．含碳无机物，氨，氨D．含碳有机物，氨，氨
6、测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。
据此判断：
只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是
A．ⅢⅠⅡB．ⅢⅡⅠ
C．ⅠⅡⅢD．ⅠⅢⅡ
7．圆褐固氮菌、硝化细菌、超级细菌、酵母菌、乳酸菌的代谢类型依次是
①需氧自养型②需氧异养型③厌氧自养型④厌氧异养型⑤兼性厌氧型⑥既可自养又可异养
A．①②③④⑤B．⑥①②⑤④
C．②①④④②D．①②④④⑥
8、为研究微生物群体生物规律常将少量的某种细菌接种到培养基中，定时取样测定培养基里的细菌数目，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标，得到生长曲线图，对培养基的要求是
A．恒定容积的液体培养基B．任意容积的液体培养基
C．恒定容积的半固体培养基D．任意容积的半固体培养基
9、下列属于微生物不可缺少的微量有机物是
①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素
A．①②③B．②③④C．②③④⑤D．③④⑤⑥
10、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
11、含C、H、O、N的某大分子化合物可以作为
A．异养微生物的氮源、能源B．异养微生物的碳源、能源
C．自养微生物的碳源、氮源、能源D．异常微生物的碳源、氮源、能源
12．某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当泡菜腐烂。
下列原因中正确的是
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖
A．①③B．②④
C．②③D．①④
13．若将某种细菌置于有营养的物体上，它会繁殖并形成细菌群，（第十五章）有什么适当的实验可以用来检验两种抗生素的杀菌效用
四．知识延伸
培养基的配制要求及几种培养基的应用
（1）培养基配制的基本要求：
培养基是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料。
①任何培养基都应具备微生物生长所需要的五大营养要素物质，且其间的比例是合适的。
②任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌，否则很快会引起杂菌丛生，并破坏其固有成分和性质。
（2）固体培养基、半固体培养基与液体培养基的配制与应用
①（a）固体培养基凝固培养基是在液体培养基中加入1%～2%琼脂（凝固剂），制成遇热可融化、冷却后则凝固的固体培养基。
常用于分离、鉴定、保藏、计数及菌落特征的观察。
（b）天然固体培养基：
由天然固体状基质直接制成的培养基。
例如培养蘑菇等食用菌用的由麸皮、米糠、木屑、纤维、稻草粉等配制成的固体培养基，应用于酒精厂、酿造厂。
②半固体培养基：
在凝固性固体培养基中，如凝固剂低于正常量，培养基呈现出在容器倒放时不致流下，但在剧烈振荡后则能破散的状态。
用于观察微生物的运动，观察判断某细菌是否有鞭毛存在及保藏菌种。
③液体培养基：
呈液体状态的培养基，通常叫做培养液。
液体培养基中的营养物质分布均匀，与菌种充分接触，能大量溶解微生物的代谢产物。
应用于大规模工业生产，也常用于微生物生理、代谢的研究。
（3）鉴别培养基的应用
培养基中加有能与某种菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能区分该菌菌落与外形相似的它种细菌。
常用的伊红美蓝乳糖培养基，可用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌。
如果有大肠杆菌，因其强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体带H+，故菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可以看到金属光泽。
我国规定饮用水标准：
自来水中细菌总数不可超过100个/mL（37℃，培养24h），大肠杆菌数不能超过3个/L（37℃，培养24h）。
根据病原菌与最常见的数量很大的大肠杆菌同样来自动物粪便污染的原理，只要通过检查水样中的大肠杆菌数即可知道该水源被粪便污染程度，从而间接推测其他病原菌存在的概率。
检测大肠杆菌，可用伊红美蓝鉴别培养基。
二、例题
［例1］自养型微生物所需的碳源和能源为不同的物质，而异养型微生物作为碳源和能源的是
A．CO2B．NaHCO3
C．碳酸盐D．含碳有机物
【解析】碳源主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些碳源还是异养微生物的主要能源物质，而异养微生物不能自己制造有机物，通常只能够利用现成的含碳有机物作碳源。
［例2］下表是某微生物培养基成分，请根据表回答：
编号
成分
含量
①
粉状硫
10g
②
（NH4）2SO4
0.4g
③
K2HPO4
4g
④
MgSO4
9.25g
⑤
FeSO4
0.5g
⑥
CaCl2
0.5g
⑦
H2O
100mL
（1）此表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）表中成分重量确定原则是_________。
（7）若表中培养基用于菌种鉴定，应增加成分是_________。
【解析】对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。
当然这只适应于合成培养基。
如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分出它是培养何种微生物的。
分析化学成分要从营养物质的类型出发。
表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和生长因子。
对于生长因子，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。
该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，既可说明培养的微生物就是自养型微生物了。
该培养基中加入了过量NaCl，就可以成为金黄色葡萄球菌的鉴别培养基，但金黄色葡萄球菌是异养微生物，这个培养基就还需要加入有机碳源。
该培养基若加入（CH2O），培养基中就有了碳源，但除去成分②，却使培养基中没有氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。
对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂——琼脂。
【答案】
（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（6）依微生物的生长需要确定（7）琼脂（或凝固剂）
酶。
三、基础训练
1、下列关于微生物营养的叙述不正确的是（）
A．微生物最常用的氮源是铵盐和硝酸盐
B．NH3既是硝化细菌的氮源，又是其能源
C．蛋白质可为异养微生物提供碳源、氮源、生长因子
D．五种营养要素中微生物需求量最大的是碳源
1,3,5
2、下列不属于选择培养基的是（）
A．能抑制骨髓瘤细胞和B细胞增殖而不抑制杂交瘤细胞增殖的培养基
B．分离自生固氮菌所用的无氮培养基
C．加入伊红——美蓝用于检测大肠杆菌的培养基
D．培养金黄色葡萄菌所用的加高浓度食盐的培养基
3、有关微生物营养物质的叙述中，正确的是（）
A．做氮源的物质不可能做碳源
B．碳源都能为微生物提供能量
C．无机氮源也能为某些微生物提供能量
D．除水以外的无机物只提供无机盐
4、产生标准菌落的细菌的最初数目和培养基分别是
A．一个细菌，液体培养基
B．许多细菌，液体培养基
C．一个细菌，固体培养基
D．许多细菌，固体培养基
【解析】菌落是一个或几个细菌的子细胞群体，在固体培养基上，有一定的形态结构，肉眼可见（液体培养基中肉眼不可见），菌落可作为菌种鉴别的重要依据，而多种细菌形成的菌落，就不可能有比较标准的形态。
【答案】C
5、有关微生物营养物质的叙述中，正确的是
A．是碳源的物质不可能同时是氮源
B．凡碳源都提供能量
C．除水以外的无机物只提供无机盐
D．无机氮源也能提供能量
【解析】不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况具体分析。
对于A、B选项，它的表达是不完整的。
有的碳源只能是碳源，如CO2；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，还是能源，如蛋白胨。
对于C选项，除水以外的无机物种类繁多、功能也多样。
如CO2，可作自养型微生物的碳源；NH4HCO3可作自养型生物的碳源和无机盐；而NaCl则只能提供无机盐。
对于D选项，无机氮提供能量的情况还是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。
【答案】D
4、可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是
A．含碳有机物，氨，光
B．含碳无机物，氨，氮
C．含碳无机物，氨，氨
D．含碳有机物，氨，氨
【解析】硝化细菌是化能自养型生物，自养型生物的碳源是CO2，碳酸盐等含碳无机化合物。
所需氮源是无机氮化物，能作化能自养的微生物能源的物质都是一些还原态无机物质，如氨既是硝化细菌能源，又是其氮源。
【答案】C
5、测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。
据此判断：
只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是
A．ⅢⅠⅡB．ⅢⅡⅠ
C．ⅠⅡⅢD．ⅠⅢⅡ
【解析】试管培养基的表面是有氧环境，内部是缺氧环境，故厌氧型细菌在试管底部大量繁殖，而需氧型细菌在试管培养基表面大量繁殖，兼性厌氧细菌在有氧或厌氧条件下均能生长，所以在整个试管培养基中都能繁殖。
【答案】A
6．圆褐固氮菌、硝化细菌、超级细菌、酵母菌、乳酸菌的代谢类型依次是
①需氧自养型②需氧异养型③厌氧自养型④厌氧异养型⑤兼性厌氧型⑥既可自养又可异养
A．①②③④⑤B．⑥①②⑤④
C．②①④④②D．①②④④⑥
【答案】B
7、为研究微生物群体生物规律常将少量的某种细菌接种到培养基中，定时取样测定培养基里的细菌数目，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标，得到生长曲线图，对培养基的要求是
A．恒定容积的液体培养基
B．任意容积的液体培养基
C．恒定容积的半固体培养基
D．任意容积的半固体培养基
【解析】半固体培养基常用于观察细菌运动、厌氧细菌分离菌种鉴定等，液体培养基广泛用于微生物生长、代谢等的研究以及大规模的工业化生产。
研究微生物群体生长规律时，液体培养基必须恒定。
【答案】A
8、下列属于微生物不可缺少的微量有机物是
①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素
A．①②③B．②③④
C．②③④⑤D．③④⑤⑥
【解析】微生物生长不可缺少的微量有机物叫做生长因子，主要包括维生素、氨基酸、碱基和生物素等，它们一般是酶和核酸的组成成分。
【答案】D
9、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
【答案】A
10、含C、H、O、N的某大分子化合物可以作为
A．异养微生物的氮源、能源
B．异养微生物的碳源、能源
C．自养微生物的碳源、氮源、能源
D．异常微生物的碳源、氮源、能源
【解析】这道题首先要考虑含C、H、O、N的化合物可以提供的营养物质类型，然后再确定可以供给何类型的微生物。
含C、H、O、N的化合物，能够提供碳源、氮源。
这样的物质，可以是有机物的蛋白质等。
也可以是无机物的NH4HCO3，题干中指出该物质是大分子化合物，就不可能是无机物的NH4HCO3，只能是蛋白胨等。
这种化合物是可以培养异样型微生物的，是异养微生物的碳源、氮源、能源。
【答案】D
11．某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当泡菜腐烂。
下列原因中正确的是
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖
A．①③B．②④
C．②③D．①④
【解析】乳酸菌是厌氧型生物，在缺氧条件下，进行发酵产生乳酸，同时产生的乳酸抑制了其他微生物的生长繁殖，制成泡菜。
如果菜罐密封不严，有氧条件下乳酸菌的发酵作用受到抑制，同时好氧型腐生菌大量繁殖使泡菜腐烂变质。
【答案】B
12．若将某种细菌置于有营养的物体上，它会繁殖并形成细菌群，（第十五章）有什么适当的实验可以用来检验两种抗生素的杀菌效用
【解析】①要证明某抗生素有无杀菌作用，必须让抗生素与细菌一起培养。
若抗生素确有杀菌作用，则细菌不能形成菌落。
②利用对比性原则，才能检验有抗生素和无抗生素的情况下细菌的生长状况。
【答案】C
3．微生物与动、植物的营养比较
不论从元素水平还是从营养要素的水平来看，微生物的营养与摄食型的动物（包括人类）和光合自养型的植物非常相似，它们之间存在着“营养上的统一性”（见下表）。
具体地说，微生物有五大营养要素物质，即碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
实际上微生物有六大营养要素：
除了碳源、氮源、生长因子、无机盐和水五大营养要素物质外，还有能源。
所谓能源是指为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质或辐射能。
代谢类型不同的微生物能源不同：
（1）各种异养微生物的能源就是其碳源。
（2）自养微生物的能源：
化能自养微生物的能源是一些还原态无机物；光能自养微生物的能源是光能、辐射能。
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