沈萍微生物考研练习题答案.docx

1、沈萍微生物考研练习题答案1C H O N P S 2碳源 氮源 无机盐 生长因子 水 能源 3碳素来源 能源 糖 有机酸 醇 脂 烃 4蛋白质(肽、氨基酸) 氨及铵盐 硝酸盐 分子氮(N2) 玉米浆 (NH4)2SO4 菌体生长 黄豆饼粉 玉米饼粉 代谢产物积累 5酶活性中心组分维持细胞结构和生物大分子稳定 调节渗透压 控制氧化还原电位 作为能源物质 6维生素 氨基酸 嘌呤和嘧啶 作为酶的辅基或辅酶 合成细胞结构及组分的前体 7溶剂参与化学反应 维持生物大分子构象 热导体 维持细胞形态 控制多亚基结构的 装配与解离 8碳源性质 9能源 10电子供体 11光能无机自养 光能有机异养 化能无机自养

2、 化能有机异养 12选择适宜营养物质 营养物质浓度及配比合适 控制pH 控制氧化还原电位 原料来源 灭菌处理 13复合(天然)培养基 合成培养基 14固体 半固体 液体 15基础 加富 鉴别 选择 16琼脂 明胶 硅胶 17营养物质性质 微生物所处环境 微生物细胞透过屏障 18扩散 促进扩散 主动运输 膜泡运输 选择题1. (2) 2 (3) 3(4) 4(4) 5(4) 6(1) 7(3)8 (1) 9 (2) 10 (1) 11 (4) 12 (2) 13 (4) 14 (2)15 (3) 16 (1) 17 (4) 18 (2) 19 (3) 20. (4)是非题1一 2+ 3一 4一

3、1一 6+ 7一 8一 9+ 10+ 11+ 12一 13+ 14. 一 15+ 16一 17+ 18一 19 一 20一 21，一 22一 23 一 24 一 25 一问答题1不能。微生物对微量元素需要量极低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。2维生素、氨基酸或嘌呤(嘧啶)通常作为酶的辅基或辅酶，以及用于合成蛋白质、核酸，是微生物生长所必需且需要量很小，而微生物(如营养缺陷型菌株)自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。而葡萄

4、糖通常作为碳源和能源物质被微生物利用，需要量较大，而且其他一些糖类等碳源物质也可以代替葡萄糖满足微生物生长所需。3紫色非硫细菌在没有有机物时可同化CO2进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物氧化产生的化学能进行化能营养生活。4(1)从苯含量较高的环境中采集土样或水样；(1)配制培养基，制备平板，一种仅以苯作为唯一碳源(A)，另一种不含任何碳源作为对照(B)；(3)将样品适当稀释(十倍稀释法)，涂布入平板；(4)将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生；(5)将A平板上的菌落编号并分别转接至B平板，置于相同

5、温度条件下培养(在B平板上生长的菌落是可利用空气中CO2的自养型微生物)；(6)挑取在A乎板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新的A平板上划线、培养获得单菌落，初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物；(7)将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实验，利用相应化学分析方法定量分析该菌株分解利用苯的情况。5(1)将缺乏维生素B12。但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别定量接入用于测定 的微生物； (2)在这些试管中分别补加不同量的维生素B12标准样品及待测样品，在适宜条件下培养； (3)以微生物生长量(如测定OD600nm)值对标准样品的

6、量作图，获得标准曲线； (4)测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中维生素B12的含量。 6EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌苗落带金属光泽的深紫色，而与其他不能发酵乳糖产酸的微生物区分开。7不能。因为，(1)不同微生物的营养需求、最适生长温度等生长条件有差别，在同一平板上相同条件下的生长及生理状况不同；(2)不同微生物所产蛋白酵的性质(如最适催化反应温度、pH、对底物酪素的降解能力等)不同；(3)该学生所采用的是一种定性及初步定量的方法，应进一步针对获得的几株苗分别进行培养基及培养条

7、件优化，并在分析这些菌株所产蛋白酶性质的基础上利用摇瓶发酵实验确定蛋白酶高产菌株。8主动运输与促进扩散相比的优点在于可以逆浓度运输营养物质。通过促进扩散将营养物质运输进入细胞，需要环境中营养物质浓度高于胞内，而在自然界中生长的微生物所处环境中的营养物质含量往往很低，在这种情况下促进扩散难以发挥作用。主动运输则可以逆浓度运辅，将环境中较低浓度营养物质运输进入胞内，保证微生物正常生长繁殖。9大肠杆菌PTS由5种蛋白质(酶I、酶a、酶b、酶c及热稳定蛋白质HPr)组成，酶a、酶b、酶 c 3个亚基构成酶。酶I和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶a也是细胞质蛋白，亲水性酶b与位于细胞膜上的疏水性酶c相结合

8、。酶将一个葡萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)上的磷酸基团逐步通过酶I和HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTS进入细胞后加上了一个磷酸基团。10(1)ABC转运蛋白常由两个疏水性跨膜结构域与胞内的两个核苷酸结合结构域形成复合物，跨膜结构墙在膜上形成一个孔，核苷酸结合结构则可结合ATP。ABC转运蛋白发挥功能还需要存在于周空间(G+菌)或附着在质膜外表面(G-菌)的底物结合蛋白的帮助。底物结合蛋白与被运输物质结合后再与ABC转运蛋白结合，借助于ATP水解释放的能量，ABC转运蛋白将被运输物质转运进入胞内 (2)膜结合载体蛋白(透过酶)也是跨膜

9、蛋白，被运输物质在膜外表面与透过酶结合，而膜内外质子浓度差在消失过程中，被运输物质与质子一起通过透过酶进入细胞。(3)被运输物质通过ABC转运蛋白系统和通过透过酶进入细胞的区别在于能量来源不同，前者依靠ATP水解直接偶联物质运输，后者依靠膜内外质子浓度差消失中偶联物质运输。第5章微生物代谢返回习题习题解答填空题 分解代谢 合成代谢 大分子物质 小分子物质 产生 小分子物质 大分子物质 消耗2光能自养 光合作用 异养 呼吸作用 3EMP ED HMP 4酵母菌 八叠球菌EMP 运动发酵单胞菌 5EMP PK HK HMP 乙醇或乙酸 6丙酸发酵 丁酸发酵 2，3丁二醇 混合酸 7底物水平 氧化

10、光合 底物水平 8电子传递 最终电子受体 9厌氧条件 有氧条件 降低 好氧呼吸 10延胡索酸 11无机物 氧化磷酸化 H2 NH4+ H2S Fe2+ 消耗 12光反应 暗反应 13自养式 异养式 CO2的固定(羧化反应) 被固定CO2的还原(还原反应) CO2受体的再生 柠檬酸裂合酶 乙酸丙酮酸 14“Park”核苷酸(UDP-N-乙酰胞壁酸五肽) 肽聚糖单体分子 转肽酶15生物固氮 共生固氮体系 自生固氮体系 联合固氮体系 16固氮酶 钼铁蛋白(MoFe) 固氮酶还原酶 铁蛋白(Fe) 17指数期后期 稳定期 初级代谢产物 抗生素 激素生物碱 毒素 色素 维生素 18酶活性的调节 酶量的调

11、节 19顺序反馈抑制 协同反馈抑制 同工酶 组合激活和抑制 20葡萄糖 乳糖 半乳糖苷酶 乳糖 降解物激活蛋白(CAP)或cAMP受体蛋白(CRP) cAMP 选择题1 (2) 2 (1) 3 (3) 4 (1) 5 (1) 6 (4) 7. (2)8 (2) 9 (2) 10 (2) 11 (2) 12 (4) 13 (2) 14 (3)15 (4) 16 (4) 17 (1) 18 (2) 19 (2) 20 (2)是非题1 2 3 4 5 6 7 8 9 l0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 问答题1主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌(胃八

12、叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED途径生成丙酮酸。丙酮酸之后的途径完全相同。2底物水平磷酸化，发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的1，3二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P)H和FADH2，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。当一个叶

13、绿素(或细菌叶绿素)分子吸收光量子时，叶绿素(或细菌叶绿素)即被激活，导致叶绿素(或细菌叶绿素)分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP的合成。主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷酸化作用。3无氧呼吸是微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给氧化型化合物，作为其最终电子受体，从而生成还原型产物并释放出能量的过程。一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：NAD(P)FP(黄素蛋白)FeS(铁硫蛋白)CoQ(辅酶Q)CytbCytcCy

14、taCyta3。 无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等，或延胡索酸(fumarate)等外源受体，氧化还原电位差都小于氧气，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。4共生固氮体系： 根瘤菌(Rhizobium)与豆科植物共生； 弗兰克氏菌(Frankia)与非豆科树木共生； 蓝细菌(cyanobacteria)与某些植物共生； 蓝细菌与某些真菌共生。 自生固氮体系： 好氧自生固氮菌(Azotobacter，Azotomonas，etc)； 厌氧自生固氮菌(Clostridium)； 兼性厌氧自生固氮菌(Bacillus，Klebsiella，e

15、tc)； 大多数光合菌(蓝细菌，光合细菌)。5 光合细菌一环式光合磷酸化； 绿硫细菌的非环式光合磷酸化； 嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差。非环式光合磷酸化是绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型光合作用。光能驱动下，电子从反应中心I(Ps)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心(Ps)水的光解生成的H+，生成还原力；光反应中心(PS)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心PS I，期间生成ATP。环式光合磷酸化为光合细

16、菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。有些光合细菌虽只有一个光合系统，但也以非环式光合磷酸化的方式合成ATP，如绿硫细菌和绿色细菌，从光反应中心释放出的高能电子经铁硫蛋白、铁氧还蛋白、黄紊蛋白，最后用于还原NAD+生成NADH。反应中心的还原依靠外源电子供体如S2-、S2O32-等。外源电子供体在氧化过程中放出电子，经电子传递系统传给失去了电子的光合色素，使其还原，同时偶联ATP的生成。嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的

17、光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差，再由它来推动ATP酶合成ATP。 6化能自养微生物氧化无机物而获得能量和还原力。能量的产生是通过电子传递链的氧化磷酸化形式，电子受体通常是O2，因此，化能自养菌一般为好氧菌。电子供体是H2、NH4+、H2S和Fe2+，还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，同时需要消耗能量。 (1)氨的氧化。NH3和亚硝酸(NO2-)是作为能源的最普通的无机氮化合物，能被亚硝化细菌和硝化细菌氧化。 (2)硫的氧化。硫杆菌能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐)作能源。H2S首先

18、被氧化成元素硫，随之被硫氧化酶和细胞色素系统氧化成亚硫酸盐，放出的电子在传递过程中可以偶联产生ATP。 (3)铁的氧化。从亚铁到高铁的生物氧化，对少数细菌来说也是一种产能反应，但这个过程只有少量的能量被利用。亚铁的氧化仅在嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus fer rooxidans)中进行了较为详细的研究。在低pH环境中这种细菌能利用亚铁氧化时放出的能量生长，在该菌的呼吸链中发现了一种含铜的铁硫菌蓝蛋白(rusticyanin)，它与几种Cyt c和一种Cyt a1氧化酶构成电子传递链。 (4)氢的氧化。氢细菌能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2，也能利用其他有机物生长。氢细菌

19、的细胞膜上有泛醌、维生素K2及细胞色素等呼吸链组分。在这类细菌中，电子直接从氢传递给电子传递系统，电子在呼吸链传递过程中产生ATP。7革兰氏阳性菌肽聚糖合成的3个阶段(图5-10)。 (1)细胞质中的合成。 葡萄糖N-乙酰葡糖胺-UDP(G-UDP)N-乙酰胞壁酸-UDP(M-UDP) MUDP“Park”核苷酸，即UDPN乙酰胞壁酸五肽(2)细胞膜中的合成。“Park核苷酸肽聚糖单体分子(3)细胞膜外的合成。青霉素抑制转肽酶。青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D丙氨酸D丙氨酸的结构类似物，两者竞争转肽酶的活力中心。8有两种特殊的保护系统。(1)分化出异形胞，其中缺乏光反应中心，异形胞的呼吸强度大

20、于正常细胞，其超氧化物歧化酶的活性高。(2)非异形胞的保护方式：时间上的分隔保护，白天光合作用，晚上固氮作用；群体细胞中的某些细胞失去光反应中心，而进行固氮作用；提高过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性来除去有毒氧化物。9相对于初级代谢而言，一般认为，微生物在一定的生长时期，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功能的物质的过程，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。 次级代谢特点：(1)次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，次级代谢途径某个环

21、节发生障碍，致使不能合成某 个次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。(2)次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。(3)次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。(4)次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。(5)质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。(6)次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。(7)次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。 某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生，可在发酵培养基中加入诱导物

22、 来增加产量。易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐，对某些抗生素的产生有抑制作用。在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用。10在微生物中，以天冬氨酸为原料，通过分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸(图513)。为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。这个菌种由于不能合成高丝氨酸脱氢酶(HSDH)，故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸。在添加适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下，在含有较高糖和铵盐的培养基上，能产生大

23、量的赖氨酸。第6章 微生物的生长繁殖及其控制返回习题习题解答 填空题1迟缓期 对数生长期 稳定生长期 衰亡期 2单细胞计数 细胞物质的重量 代谢活性 培养平板计数法 膜过滤法 液体稀释法 显微镜直接计数 比浊法 重量法 生理指标法 3机械法 环境条件控制法 离心法 过滤分离法 硝酸纤维素滤膜法 4恒浊法 恒化法 5营养物质 水活性 温度 pH 氧 6高压蒸汽灭菌法 干热灭菌法 超高温灭菌 135 150 2-6s 76.57.5 4.55.5 4.55.5 8温度 辐射作用 过滤 渗透压 干燥 超声波 9抑制细菌细胞壁合成 破坏细胞质膜 作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化 抑制蛋白质和核酸合成 10

24、对氨基苯甲酸 叶酸 选择题1 (3) 2 (3) 3 (2) 4 (4) 5 (4) 6 (2) 7 (4)8 (4) 9 (1) 10 (4) 11 (4) 12(4) 13 (4) 14 (4)15 (1) 16 (3) 17 (1) 18 (4) 19(2) 20 (2) 是非题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 问答题1单个细菌细胞的生长，是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大的过程；细菌群体生长，是细 胞数量或细胞物质量的增加。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

25、般是指群体生长。2直接计数法通常是利用细菌计数板或血细 胞计数板，在显微镜下直接计算一定容积里样品中的微生物的数量。该方法简便、易行，成本低，且 能观察细胞大小及形态特征。该法的缺点是：样品中的细胞数不能太少，否则会影响计数的准确性， 而且该法不能区别活细胞和死细胞。间接计数法又称活菌计数法，一般是将适当稀释的样品涂布在琼 脂培养基表面，培养后或细胞形成清晰的菌落，通过计算菌落数就可以知道样品中的活菌数。 平板涂布和倾倒平板均可用于活菌计数。平板计数简单灵敏，广泛应用于食品、水体及土壤样品中活 菌的计数。该法的缺点有：可能因为操作不熟练使得细胞未均匀分散或者由于培养基不合适不能满足 所有微生物

26、的需要而导致结果偏低，或使用倾倒平板技术时因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结 果不稳定等。 3细菌生长曲线图参见教材第六章。封闭系统中微生物的生长经历迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等4个生长时期。在迟缓期中细胞体积增大，细胞内RNA、蛋白质含量增高，合成代谢活跃，细菌对外界不良条件反应敏感。在迟缓期细胞处于活跃生长中，但分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。对数期中细菌以最快的速度生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，细胞内所有成分以彼此相对稳定的速度合成，细菌为平衡生长。由于营养物质消耗，代谢产物积累和环境变化等，群体的生长逐渐停止，生长速率降低至零，进入稳定期。稳定期中活

27、细菌数最高并保持稳定，细菌开始储存糖原等内含物，该期是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。营养物质消耗和有害物的积累引起环境恶化，导致活细胞数量下降，进入衰亡期。衰亡期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，菌体细胞呈现多种形态，细胞大小悬殊。在工业发酵和科学研究中迟缓期会增加生产周期而产生不利影响，因此需采取必要措施来缩短迟缓朔。对数期的培养物由于生活力强，因而在生产上普遍用作“种子”，对数期的培养物也常常用来进行生物化学和生理学的研究。稳定期是积累代谢产物的重要阶段，如某些放线菌抗生素的大量形成就在此时期，因此如果及时采取措施，补充营养物或去除代谢物或改善培养条件，可以延长

28、稳定期以获得更多的菌体或代谢产物。 4 代时G = (tt0)n =0.301(tt0)(1gNtlgN0) Tt0 = (1g 3 000000(1g l)12.50.301 269 (min) 4.5(h) 答：最多能放4.5h。5由于连续培养中微生物的生长一直保持在对数期，生物量浓度在较长时间内保持恒定，因此与单批发酵相比，连续培养：能缩短发酵周期，提高设备利用率；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定。6微生物的生长具有相当高的温度依赖性，有最低、最适和最高生长温度这几个基本温度。最适温度总是更靠近最高生长温度而不是最低生长温度。温度对微生物生长的影响的具体表现在：影

29、响酶活性，温度变化会影响酶促反应速率，最终影响细胞物质合成。影响细胞质膜的流动性，温度高则流动性高，有利于物质的运输；温度低则流动性低，不利于物质的运输。因此，温度变化影响营养物质的吸收和代谢物质的分泌。影响物质的溶解度，温度上升，物质的溶解度升高，温度降低，物质的溶解度降低，机体对物质的吸收和分泌受影响，最终微生物的生长受影响。温度过高时酶和其他蛋白质变性，细胞质膜熔化崩解，细胞受到损害。温度很低时，细胞质膜冻结，酶也不能迅速工作，因此，在温度高于或低于最适生长温度时生长速度会降低。7嗜冷菌生长的温度范围是020，最适生长温度为15；嗜温菌生长的温度范围是1545，最适生长温度为2045；嗜热菌生长的温度范围是4580以上，最适生长温度5565，极端嗜热菌生长的温度范围是80以上，最适生长温度为80113 ，低于55通常不会生长。嗜冷菌的运输系统和蛋白质合成系统在低温下能很好地发挥功能，其细胞膜含有大量的不饱和脂