第三章微生物的营养与代谢.docx

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第三章微生物的营养与代谢

章名：

03|微生物的营养与代谢

01|单项选择题（每小题1分）

难度：

1|易

1.下列物质可用作生长因子的是（　　）

A.葡萄糖   B.纤维素  C.NaClD.叶酸

答：

D

2.蓝细菌和藻类属于（　　）型的微生物。

A.光能无机自养B.光能有机异养 C.化能无机自养 D.化能有机异养

答：

A

3.固体培养基中琼脂含量般为（　　）

A.0.5%      B.1.5%      C.2.5%      D.5%

答：

B

4.用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种（　　）

A.基础培养基     B.加富培养基     

C.选择培养基     D.鉴别培养基

答：

C

5.一般酵母菌活宜的生长pH为（　　）

A.5.0-6.0       B.3.0-4.0       C.8.0-9.0       D.7.0-7.5

答：

A

6.一般细菌适宜生长的pH为（　　）

A.5.0-6.0       B.3.0-4.0       C.8.0-9.0       D.7.0-7.5

答：

D

7.放线菌一般适合生长在pH值为（　　）的环境中。

A.7.0-8.0       B.7.5-8.5       C.4.0-6.0       D.6.0-8.0

答：

B

8.葡萄糖和果糖等营养物进入原核生物细胞膜的机制是通过（　　）

A.单纯扩散   B.促进扩散   C.主动运送   D.基团移位

答：

D

9.被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是（　　）

A.主动运输   B.扩散      C.促进扩散   D.基团移位

答：

D

10.对多数微生物来说，最适宜的碳源是（　　）

A.C•H•O•N类      B.C•H•O类 C.C•H类   D.C•D类

答：

B

11.在C•H•O类化合物中，微生物最适宜的碳源是（　　）

A.糖类    B.有机酸类   C.醇类      D.脂类

答：

A

12.对厌氧微生物正常生长关系最大的物理化学条件是（　　）

A.pH值      B.渗透压     C.氧化-还原势   D.水活度

答：

C

13.要对细菌进行动力观察，最好采用（　　）

A.液体培养基     B.固体培养基    C.半固体培养基  D.脱水培养基

答：

C

14.在含有下列物质的培养基中，大肠杆菌首先利用的碳源物质是（　　）

A.蔗糖B.葡萄糖C.半乳糖D.淀粉

答：

B

15.实验室常用的培养细菌的培养基是（　　）

A.牛肉膏蛋白胨培养基B.马铃薯培养基

C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基

答：

A

16.在实验中我们所用到的EMB培养基是一种（　　）培养基

A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基

答：

C

17.培养料进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是（　　）

A.主动运输B.被动运输C.促进扩散D.基团移位

答：

A

18.下列不属于主动运输特点的是（　　）

A.逆浓度B.需载体C.不需能量D.选择性强

答：

C

19.对促进扩散与主动运输的区别描述正确的是（　　）

A.主动运输需要渗透酶参与，促进扩散不需要

B.主动运输是由低浓度向高浓度运输，促进扩散相反

C.主动运输需要能量较多，促进扩散需要能量较少

D.主动运输被转运物质性质发生改变，促进扩散的物质性质不变

答：

B

20.实验室常用的培养放线菌的培养基是（　　）

A.马铃薯培养基B.牛肉膏蛋白胨培养基

C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基

答：

C

21.用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为（　　）

A.天然培养基B.半合成培养基C.合成培养基D.加富培养基

答：

A

22.琼脂在培养基中的作用是（　　）

A.碳源B.氮源C.凝固剂D.生长调节剂

答：

C

23.培养真菌时，培养基常加0.3%乳酸，其目的是（　　）

A.提供能源B.提供碳源C.调节pHD.三者都

答：

D

24.碳源和能源来自同一有机物的是（　　）

A.光能自养型B.化能自养型C.光能异养型D.化能异养型

答：

D

25.以高糖培养酵母菌，其培养基类型为（　　）

A.加富培养基B.选择培养基C.鉴别培养基D.普通培养基

答：

A

A主动运输B促进扩散C基团移位D单纯扩散

26.在鉴别性EMB培养基上，在反射光下大肠杆菌菌落呈现的颜色是（　　）

A.棕色B.无色C.粉红色D.绿色并带有金属光泽

答：

D

27.培养放线菌的高氏一号培养基和培养真菌的察氏培养基属于下列培养基中的（　　）

A.天然培养基B.组合培养基C.半组合培养基D.鉴别培养基

答：

B

28.为避免由于微生物生长繁殖过程中的产物而造成培养基pH值的变化，通常采用的调节方法是（　　）

A.在配制培养基时加入磷酸盐缓冲液或不溶性CaCO3

B.在配制培养基时应高于或低于最适pH值

C.在配制培养基时降低或提高碳、氮源用量；改变碳氮比

D.在培养过程中控制温度和通气量

答：

A

29.发酵是以（　　）作为最终电子受体的生物氧化过程

A.O2B.CO2C.无机物D.有机物

答：

D

30.酵母菌在（　　）条件下进行酒精发酵

A.有氧B.无氧C.有二氧化碳D.有水

答：

B

31.同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是（　　）

A.EMP途径B.HMP途径C.ED途径D.PK途径

答：

A

32.细菌的二次生长现象可以用（　　）调节机制解释。

A.组合激活和抑制B.顺序反馈抑制C.碳代谢阻遏D.酶合成诱导

答：

D

05判断题（每小题1分）

难度：

1|易

1.CO2为自养微生物唯一碳源，异养微生物不能利CO2用作为辅助碳源。

答：

×

2.碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。

答：

×

3.所有的碳源物质既可以为微生物生长提供碳素来源，也可以提供能源。

答：

×

4.氨基酸在碳源缺乏时可被微生物利用作单元物质，但不能提供能源。

答：

√

5.在固体培养基中，琼脂的浓度一般为0.5-1.0%。

答：

×

7.所有的真菌都属于化能异养型微生物。

答：

×

8.EMB培养基中，伊红美蓝的作用是促进E.coli的生长。

答：

×

9.在配制天然培养基时，必须向培养基中定量补加微量元素。

答：

×

10.培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。

答：

×

11.只有自养型微生物能够以CO2为唯一或主要碳源生长。

答：

√

12.培养自养型微生物的培养基完全可以由简单的无机物组成。

答：

×

13.为使微生物生长旺盛，培养基中营养物质的浓度越高越好。

答：

×

14.促进扩散是微生物细胞吸收营养物质的主要方式。

答：

×

15.主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式。

答：

√

16.精确定量某些已知成分而配制的培养基称为天然培养基。

答：

×

17.用于固化培养基时琼脂较之明胶具有更多的优点。

答：

√

18.维生素、AA、嘌呤和嘧啶是微生物生长所需要的生长因子。

（）

19.促进扩散、主动输送和基团转位能将糖运进微生物细胞，在运输过程均要消耗代谢能量。

答：

×

20.牛肉膏培养基中加入溴甲酚紫指示剂（pH从5（黄）～7（紫）变化）后是鉴别培养基。

答：

√

21.主动运输和促进扩散都需要载体的参与。

答：

√

22.在培养基中蛋白胨可以作为天然的缓冲系统。

答：

×

23.半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。

答：

√

24.基础培养基可用来培养所有类型的微生物。

答：

×

25.当葡萄糖胞外浓度高于胞内浓度时，葡萄糖可通过扩散进入细胞。

答：

×

26.在促进扩散过程中，载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性，一种载体蛋白只能运输一种物质。

答：

√

27.在主动运输过程中，细胞可以消耗代谢能对营养物质进行逆浓度运输。

答：

√

28.微生物培养基中的C/N比系指单位体积中碳源的重量与氮源的重量之比。

答：

×

29.发酵作用的最终电子受体是有机化合物，呼吸作用的最终电子受体是无机化合物。

答：

×

30.发酵是厌氧或兼性厌氧微生物在厌氧条件下获得能量的主要方式。

答：

×

31.乙醇是酵母菌的有氧代谢产物。

答：

×

32.微生物代谢的实质是微生物与外界环境进行物质交换和能量交换。

答：

√

33.微生物的代谢具有代谢旺盛和代谢类型多样的特点。

答：

√

34.在酒精的发酵生产中，曲霉等将淀粉分解成葡萄糖，酵母菌再将葡萄糖分解成酒精。

答：

√

35.光合细菌通过环式光合磷酸化将光能转换成化学能。

答：

√

36.硝化细菌将氨氧化成亚硝酸，然后进一步氧化成硝酸，在此过程中获得能量。

答：

×

03|填空题（每小题1分）

难度：

1|易

1.微生物的连续培养装置按其控制方式不同可分__________和__________两类。

答：

恒浊器，恒化器。

1.光能自养菌以__________作能源,以__________作碳源。

答：

光,CO2。

2.化能自养菌以__________取得能量,以__________作碳源合成细胞有机物。

答：

氧化无机物，CO2。

3.化能异养菌以__________获得能量,以__________作为碳源,并将其还原为新的有机物。

答：

氧化有机物,有机物分解的中间产物。

4.在营养物质的四种运输方式中,只有__________运输方式改变了被运输物质的化学组成。

答：

基团转位。

5.在营养物质运输中，能逆浓度梯度方向进行营养物运输的运输方式是__________和__________。

答：

主动输送，基团转位。

6.微生物实验室中配制固体培养基时，最常用的凝固剂为__________和__________。

答：

琼脂，凝胶。

7.酵母菌进行乙醇发酵时，葡萄糖经______途径分解为丙酮酸，再脱羧生成乙醛，乙醛还原生成乙醇。

答：

EMP

8.同型乳酸发酵是葡萄糖经________途径降解生成乳酸，异型乳酸发酵是经________途径降解生成乳酸。

答：

EMP，HMP。

9.呼吸作用与发酵作用的根本区别在于呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给_________系统，逐步释放出能量后交给_________。

答：

呼吸链，O2或无机物。

10.酵母菌生物氧化在________内进行，而细菌生物氧化部位在________。

答：

线粒体，细胞质。

11.电子传递系统的组成酶系存在于原核生物的__________上或是在真核微生物的__________上。

答：

线粒体膜，细胞膜。

12.酶的代谢调节表现在两种方式：

一是__________，是在酶化学水平上发生的；二是__________，是在遗传学水平上发生的。

答：

酶活性的调节，酶合成量的调节。

13.配制培养基时，为了维持其pH的相对恒定，通常在培养基中加入___________，常用的是___________。

答：

缓冲剂，磷酸氢二钾和磷酸二氢钾混合物。

14.液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了________________。

答：

维持pH稳定。

15.一般培养基所采用的灭菌条件是____________________。

答：

121℃，20min。

04|名词解释题（每小题2分）

难度：

1|易

1.培养基

答：

供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。

2.合成培养基

答：

通过顺序加入准确称量的高纯度化学试剂与蒸馏水配制而成的，其所含的成分（包括微量元素在内）以及他们的量都是确切可知的。

3.半合成培养基

答：

采用一部分天然有机物作碳源、氮源和生长因子，然后加入适量的化学药品配制而成的培养基。

4.单纯扩散

答：

小分子由高浓度区向低浓度区的自行穿膜运输，属于最简单的一种物质运输方式，不需要消耗细胞的代谢能量，也不需要专一的载体。

5.促进扩散

答：

指非脂溶性物质或亲水性物质,如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度,不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。

6.主动运送

答：

特异性运输蛋白消耗能量使离子或小分子逆浓度梯度穿膜的运输方式。

7.基团移位

答：

指一类既需特异性载体蛋白的参与,又需耗能的一种物质运送方式。

8.营养缺陷型

答：

对某些必需的营养物质（如氨基酸）或生长因子的合成能力出现缺陷的变异菌株或细胞。

必须在基本培养基（如由葡萄糖和无机盐组成的培养基）中补加相应的营养成分才能正常生长。

9.基础培养基

答：

含有细菌生长繁殖所需的基本营养物质，可供大多数细菌生长。

10.选择培养基

答：

用来促进或抑制一定类型的生物体（如细胞或细菌等）而设计的培养基。

11.加富培养基

答：

即在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。

12.鉴别培养基

答：

在培养基中加入某种试剂或化学药品，使培养后会发生某种变化，从而区别不同类型的微生物。

13.有氧呼吸

答：

生物在有氧条件下进行呼吸，包括底物氧化及能量产生的代谢过程。

14.无氧呼吸

答：

生物在无氧条件下进行呼吸，包括底物氧化及能量产生的代谢过程。

15.发酵

答：

细菌和酵母等微生物在无氧条件下，酶促降解糖分子产生能量的过程。

16.同型乳酸发酵

答：

葡萄糖通过EMP途经，并且只单纯产生两分子乳酸的发酵。

17.异型乳酸发酵

答：

葡萄糖经HMP途径发酵后除主要产生乳酸外还产生乙醇、乙酸、二氧化碳等多种产物的发酵。

18.氧化磷酸化

答：

物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。

主要在线粒体中进行。

19.次生代谢物

答：

生长发育所必需的小分子有机化合物。

其生成与分布通常有中枢、器官组织和生长发育期的特异性。

20.初级代谢产物

答：

指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。

21.组成酶

答：

细胞内以相对恒定量存在的酶，其含量不受组织、介质的组成和生长条件的影响。

22.诱导酶

答：

在正常细胞中没有或只有很少量存在，但在酶诱导的过程中，由于诱导物的作用而被大量合成的酶。

23.巴斯德效应

答：

巴斯德发现的有氧氧化抑制糖的无氧酵解的作用。

是有氧氧化产生了较多的ATP抑制了糖酵解的一些酶所致，有利于能源物质的经济利用。

24.末端产物阻遏

答：

指代谢途径的末端产物（一般指终产物）,能够与调节基因编码产生的阻遏物蛋白相结合,形成阻遏物,进行与操纵基因相结合,阻止mRNA聚合酶在DNA模板上的移动,关闭转录过程,使结构基因不能表达出蛋白质产物的一种现象。

25.分解代谢物阻遏

答：

分解代谢物与特定的调控蛋白结合，而能阻遏某些操纵子的基因表达的现象。

16|综合分析题（每小题10分）

难度：

2|中

1．试列表比较微生物的四类营养类型的差异。

答：

营养类型

能源

氢供体

基本碳源

实例

光能无机营养型

（光能自养型）

光

无机物

CO2

蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类

光能有机营养型

（光能异养型）

光

有机物

CO2及简单有机物

红螺菌科的细菌（即紫色无硫细菌）

化能无机营养型

（化能自养型）

无机物

无机物

CO2

硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫磺细菌等

化能有机营养型

（化能异养型）

无机物

有机物

有机物

绝大多数细菌和全部真核生物

2．试分析麦康开培养基和柠檬酸盐培养基的各组分的主要作用是什么？

该培养基属于什么培养基？

A．麦康开培养液：

蛋白胨20g，乳糖10g，牛胆酸盐5g，NaCl5g，水1000ml，pH7.4加1%中性红5ml分装与有发酵管的试管0.7kg/km2灭菌15min，用于肠道杆菌培养。

B.柠檬酸盐培养基：

NH4H2PO41g，K2HPO41g，NaCl5g，MgSO40.2g,柠檬酸钠2g,琼脂18g，水1000ml，PH6.8加1%溴麝香草酚兰10ml，1.1Kg/cm2灭菌20分钟，制成斜面，用于细菌利用柠檬酸盐试验。

答：

A功能

B功能

蛋白胨

氮院

NH4H2PO4

氮源

乳糖

碳源

K2HPO4

生长因子

NaCl

无机物

NaCl、MgSO4、K2HPO4

无机物

牛胆酸盐

生长因子

柠檬酸钠

碳源

PH7.4

适宜菌生长

琼脂

凝固剂

1%中性红

指示剂

1%溴麝香草酚兰

指示剂，判断能否利用柠檬酸钠

发酵管

判断是否产气

PH6.8

适宜菌生长

属于半组合培养基

属于合成培养基

3．试列表比较有氧呼吸、无氧呼吸和发酵这三种能量代谢形式的异同点。

呼吸类型

氧化机制

最终电子受体

产物

产能

呼吸链

有氧呼吸

有机物

O2

CO2、H2O

多

完整

无氧呼吸

有机物

无机氧化物

延胡索酸

CO2、H2O

NO、N2

次之

不完整

发酵

有机物

氧化型中间代谢产物醛酮

还原型中间代谢产物

少

无，底物水平磷酸化

4．试列表比较单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位四种不同的营养物质运送方式。

比较项目

特意性载体蛋白

运送速度

溶质运送方式

平衡时内外浓度

运送分子

能耗

运送前后溶质分子

单纯扩散

无

慢

由浓至稀

内外相等

无特异性

不需

不变

促进扩散

有

快

由浓至稀

内外相等

特异性

不需

不变

主动运输

有

快

由稀至浓

内外高

特异性

需要

不变

基团移位

有

快

由稀至浓

内外高

特异性

需要

改变

5．是否所有的微生物都需要生长因子？

如何才能满足微生物对生长因子的需要。

答：

生长因子是一类调节微生物正常代谢所必须，但不能用简单的碳源、氮源自行合成的有机物。

但并非任何微生物都需要从外界吸收生长因子。

如：

多数真菌、放线菌和不少细菌。

E.Coli等都是不需要外界提供生长因子的生长因子自养微生物。

生长因子异养微生物，如乳酸菌，各种动物致病菌、原生动物、支原体等。

在配置微生物培养基时，如配置天然培养基，可加入富含生长因子的原料——酵母膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁等；如配置组合培养基，可加入复合维生素溶液。

6.试列表比较有氧呼吸、无氧呼吸与发酵的异同点。

呼吸类型

氧化机制

最终电子受体

产物

产能

呼吸链

有氧呼吸

有机物

O2

CO2、H2O

多

完整

无氧呼吸

有机物

无机氧化物

延胡索酸

CO2、H2O

NO、N2

次之

不完整

发酵

有机物

氧化型中间代谢产物醛酮

还原型中间代谢产物

少

无，底物水平磷酸化

7．大肠杆菌在含有乳糖和葡萄糖的培养基上出现“二次生长”现象，试分析出现这一现象的原因。

答：

当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。

最早发现于大肠杆菌生长在含葡萄糖和乳糖的培养基时,故又称葡萄糖效应。

分解代谢物阻遏导致出现“二次生长。

二次生长现象及其机制：

分解葡萄糖的酶——组成酶（固有酶）；

分解乳糖的酶——诱导酶，受葡萄糖分解代谢产物的调控。

8.微生物培养过程中会引起培养基pH值的改变，试分析原因并提出在实践中保证微生物能处于较稳定和适合的pH环境中的措施。

答：

pH值改变的原因:

培养基中营养物质被利用及微生物自身代谢所产生的代谢物质。

措施：

“治标”的方法

（1）过酸时：

加适当氮源，如尿素、硝酸钠、蛋白质等，提高通气；

（2）过碱时：

加适当碳源，如糖、乳酸、油脂等，降低通气量；“治标”的方法

（1）过酸时：

加适氢氧化钠、碳酸钠等碱中和；

（2）过碱时：

加适硫酸、盐酸等酸中和。

9．试分析比较酵母菌三种发酵类型的区别。

答：

作用下生成乙醛和CO2，最后乙醛被还原成乙醇。

第二型发酵：

在加有NaHSO3时由于与乙醛发生亲核加成反应，同样造成了NADH2的积累，则导致了甘油的生成。

第三型发酵：

处在弱碱性条件（pH7.6）下，条件下产生的乙醛得不到足够的氢而不能作为正常受氢体，结果2分子乙醛间发生歧化反应，生成1分子乙醇和1分子乙酸，导致NADH2积累，不能得到再生。

此时,由途径中的代谢中间物磷酸二羟丙酮接受NADH2，还原生成α-磷酸甘油，后者经α-磷酸甘油酯酶催化脱磷酸，最后生成甘油。

类型

条件

受氢体

ATP

主要产物

Ⅰ

酸性

乙醛

2

乙醇

Ⅱ

亚硫酸氢钠

磷酸二羟丙酮

0

甘油

Ⅲ

碱性

磷酸二羟丙酮

0

甘油、乙醇、乙酸

10.某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么？

答：

不能。

（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酶的性质（如最适温度，对酪素的降解能力等）不同；（3）该学生所利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菌分别进行培养基及培养条件优化，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。

07|论述题（每小题10分）

难度：

3|难

1．试述如何使微生物合成比自身所需更多的产物？

答：

①酶活调节：

②酶合成调节：

③膜通透性调节：

④发酵条件的调节：

C，N，无机盐，通风量，PH值等。

利用微生物代谢调控能力可使微生物合成比自生所需更多的产物。

微生物细胞的代谢调节方式很多，例如可调节营养物质透过细胞膜而进入细胞的能力，通过酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调节代谢流等，其中以调节代谢流的方式最为重要，它包括调节酶的合成和调节现成酶分子的催化能力，两者密切配合，以达最佳效果。

2.论述微生物代谢调节在发酵工业中有何重要性?

试举例加以说明。

答：

微生物代谢调节是指对微生物自身各种代谢途径方向的控制和代谢反应速度的调节。

代谢反应方向的控制是控制代谢走何种途径，即解决代谢何种产物的问题。

代谢反应速度的调节是控制代谢反应快慢，即解决代谢多少产物的问题。

微生物的代谢过程中会产生很多代谢产物。

有些是我们需要的，有些是我们不需要的。

有些需要的多有些需要的少，因此要通过，分子手段能方式通过调