1、第五章 微生物營養習題及參考答案一、名詞解釋1生長因子：2選擇培養基(seclected media)3基礎培養基4合成培養基5化能異養微生物6化能自養微生物7光能自養微生物8光能異養微生物9. 單純擴散10. 促進擴散11. 主動運輸12. 基團移位13. pH 的內源調節14. 滲透壓15. 水活度 二、填空題1微生物生長繁殖所需六大營養要素是、和等。2 碳 源 物 質 為 微 生 物 提 供和， 碳 源 物 質 主 要、等。3 生 長 因 子 主 要 包 括、和， 其 主 要 作 用、。4根據，微生物可分為自養型和異養型。5根據，微生物可分為光能營養型和化能營養型。6根據，微生物可分為無

2、機營養型和有機營養型。7 根據碳源、能源和電子供體性質的不同，微生物的營養類型可分為、和。8按用途劃分，培養基可分為、和等 4 種類型。9常用的培養基凝固劑有、和。三、選擇題（4 個答案選1）1下列物質可用作生長因子的是（） 。A. 葡萄糖B. 纖維素C.NaGl D. 葉酸2大腸桿菌屬于（）型的微生物。A. 光能無機自養B. 光能有機異養C. 化能無機自養D. 化能有機異養3硝化細菌屬于（）型的微生物。A. 光能無機自養B. 光能有機異養C. 化能無機自養D. 化能有機異養4某種細菌可利用無機物為電子供體而有賈稀為碳源，屬于（）型的微生物。A. 兼養型B. 異養型C. 自養型D. 原養型5、

3、化能無機自養微生物可利用（）為電子供體。A.CO2B.H 2 C.O 2 D.H2O6用來分離產胞外蛋白酶菌株的酪素培養基是一種（） 。A. 基礎培養基B. 加富培養基C. 選擇培養基D. 鑒別培養基7、固體培養基中瓊脂含量一般為（） 。8用來分離固氮菌的培養基中缺乏氮源，這種培養基是一種（養基是一）。A. 基礎培養基B. 加富培養基C. 選擇培養基D. 鑒別培養基9水分子可通過（）進入細胞。A. 主動運輸B. 擴散 C. 促進擴散D. 基團轉位10被運輸物質進入細胞前后物質結構發生變化的是（oA.主動運輸 B. 擴散 C.促進擴散D. 基團轉位四、是非題1某些假單胞菌可以利用多達90 多種以

4、上的碳源物質。2碳源對配制任何微生物的培養基都是必不可少的。3氨基酸在碳源缺乏時可被微生物用作碳源物質，但不能提供能源。4培養營養缺陷型微生物的培養基必須同時加入維生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。5為使微生物生長旺盛，培養基中營養物質的濃度越高越好。6對含葡萄糖的培養基進行高壓蒸汽滅菌時可以121.3 加熱20min 即可。7半固體培養基常用來觀察微生物的運動特征。8基礎培養基可用來培養所有類型的微生物。9.伊紅美藍（EMB培養基中，伊紅美藍的作用是促進大腸桿菌的生長。10在促進擴散過程中，載體蛋白對被運輸物質具有較高的專一性，一種載體蛋白只能運輸一種物質。五、簡答題1能否精確地確定微生物對微量元素

5、的需求，為什么？2 為什么生長因子通常是維生素、氨基酸、 嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生長因子？3 .以伊紅美藍（EMB培養基為例，分析鑒別培養基的作用原理。4與促進擴散相比，微生物通過主動運輸吸收營養物質的優點是什么？5 .舉例說明微生物在生長過程中培養基pH值可能發生的變化，并提出解決方法。6 .有一培養基如下：甘露醇， MgSO aHPQ HPO, CuSO, NaCl, CaCO 蒸儲水。試 述該培養基的A.碳素來源；B.氮素來源；C.礦質來源，該培養基可用于培養哪類微生物？7列表比較微生物的四大營養類型。8分析下述培養基各組分的作用，依據其功能推測其所屬培養基的類型：A.麥康開培養液

6、：蛋白陳 20g,乳糖10g,牛膽酸鹽5g,NaCl 5g,水1000ml,pH7.4加 1%中性紅5ml分裝與有發酵管的試管0.7kg/km2滅菌15min,用于腸道桿菌培養。B.檸檬酸鹽培養基：NH4H2PO 1g, &HPO1g, NaCl 5g, MgSO0.2g,檸檬酸鈉2g,瓊脂 18g,水1000ml, pH6.8?力口 1%g麝香草酚蘭10ml, 1.1Kg/cm2滅菌20分鐘，制成斜面，用 于細菌利用檸檬酸鹽試驗。9 簡述什么是主動運輸和基團轉位？二者有什么區別和聯系？六、論述題1以紫色非硫細菌為例，解釋微生物的營養類型可變性及對環境條件變化適應能力的 靈活性。2如果

7、要從環境中分離得到能利用苯作為碳源和能源的微生物純培養物，你該如何設 計實驗？3某些微生物對生長因子的需求是具有較高的專一性，可利用它們通過“微生物分析”（microbiologicalassay）對樣品中維生素或氨基酸進行定量。試設計實驗利用微生物對某一樣品維生素B2的含量進行分析。4某學生利用酪素培養基平板篩選產胞外蛋白酶細菌，在酪素培養基平板上發現有幾株菌的菌落周圍有蛋白水解圈，是否能僅憑蛋白水解圈與菌落直徑比大，就斷定該菌株產胞外蛋白酶的能力就大，而將其選擇為高產蛋白酶的菌種，為什么？5 .以大腸桿菌磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸轉移酶系統（PTS為例解釋基團轉位。6 .試分析在主動運輸中，

8、AT圖合盒式轉運蛋白（ABC專運蛋白）系統和膜結合載體蛋白（透過酶）系統的運行機機及相互區別。7試設計一種分離纖維素分解菌的培養基，并說明各營養物質的主要功能（只寫明成分，不要求定量）。8試從能源、碳源的角度來比較Anabaena、 Rhodospirillum 、 Nitrobacter 、 E.col i四種微生物的營養類型。微生物營養習題參考答案一、名詞解釋1 生長因子：微生物生長不可缺少的微量有機物，包括維生素，氨基酸及堿基等2 選擇培養基：是用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養基。3 基礎培養基：是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養物質的培養基。4 合成培養基：

9、是由化學成分完全了解的物質配制而成的培養基，也稱化學限定培養基。5 化能異養微生物：以有機碳化合物為能源，碳源和供氫體也是有機碳化合物的微生物。6 .化能自養微生物：利用無機化合物氧化過程中釋放的能量和以CO為碳源生長的微生物。7 .光能自養微生物：利用光作為能源，以CO為基本碳源，供氫體是還原在無機化合 物的微生物。8光能異養微生物：以光為能源，以有機碳化合物作為碳源和供氫體營光合生長的微生物。9. 單純擴散又稱被動運輸，只疏水型雙分子層細胞膜（包括孔蛋白在內）在無載體蛋白的參與下，單純依靠物理擴散的方式讓許多小分子，非電離分子尤其是親水性小分子被動通過的一種物質運送方式。通過這種方式運送的

10、物質主要是O2,CO2, 乙醇和某些氨基酸分子。10. 促進擴散指溶質在運送過程中，必須借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白的協助，但步消耗能量的一類擴散性運送方式。載體蛋白有時稱作滲透酶，移位酶或移位蛋白，一般通過誘導產生，它借助自身構象的變化，在不耗能的條件下可加速把膜外高濃度的溶質擴散到膜內，直至膜內外該溶質的濃度相等為止。11. 主動運輸 指一類須提供能量（包括ATP質子動勢或離子泵等）并通過細胞膜上特 異性載體蛋白構想的變化，而使膜外環境中低濃度的溶質運入膜內的一種運送方式。12. 基團移位指一類既需要特異性載體蛋白的參與，又需耗能的一種物質運送方式。其特點是溶質在運送前后還會發生分

11、子結構的變化。主要用于運送各種糖類，核苷酸，丁酸和腺嘌呤等物質。靠磷酸轉移酶系統即磷酸烯醇式丙酮酸- 己糖磷酸轉移酶系統進行。13. pH的內源調節 由于微生物的生長，代謝過程中會產生引起培養基的 pH改變的代謝 產物，如步及時調節，就會抑制甚至殺死自身，因而在設計此類培養基時，就要考慮培養基成分對pH的調節能力，這種通過培養基內內在成分所起的調節作用，稱pH的內源調節。14. 滲透壓 是某水溶液中一個可用壓力來量度的物化指標。它表示兩種不同濃度的溶液間若被一個半透性薄膜隔開時，稀溶液中的水分子會因水勢的推動而透過薄膜流向濃溶液，直至濃溶液所產生的機械壓力足以使兩邊水分子的進出達到平衡為止，這

12、時由濃溶液中的溶質所產生的機械壓力，既為它的滲透壓值。15. 水活度 表示在天然或人為環境中，微生物可實際利用的自由水或游離水的含量。其定量含義為：在同溫同壓下，某溶液的蒸汽壓與純水蒸汽壓之比。二、填空題1碳源，氮源，無機鹽，生長因子，水，能源2碳素來源，能源，糖，有機酸，醇，脂，烴3維生素，氨基酸，嘌呤和嘧啶，作為酶的輔基或輔酶，合成細胞結構及組分的前體4碳源性質5能源6電子供體7光能無機自養光能有機異養化能無機自養化能有機異養8基礎，加富，鑒別，選擇9瓊脂，明膠，硅膠10擴散，促進擴散，主動運輸，膜泡運輸三、選擇題1 D；2D；3 C；4 A； 5 B；6 D；7B； 8C；9B；10 D

13、四、是非題12 3 4 5 6 7 8 9 10 五、簡答題1能否精確地確定微生物對微量元素的需求，為什么？答 : 不能。微生物對微量元素需要量極低；微量元素常混雜在天然有機化合物、無機化學試劑、自來水、蒸餾水、普通玻璃器皿中；細胞中微量元素含量因培養基組分含量不恒定、藥品生產廠家及批次、水質、容器等條件不同而變化，難以定量分析檢測。2 . 為什么生長因子通常是維生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生長因子？答：維生素、氨基酸或嘌呤（ 嘧啶） 通常作為酶的輔基或輔酶，以及用于合成蛋白質、核酸，是微生物生長所必需且需要量很小，而微生物（ 如營養缺陷型菌株） 自身不能合成或合成量不足以滿足機

14、體生長需要的有機化合物。而葡萄糖通常作為碳源和能源物質被微生物利用， 需要量較大，而且其他一些糖類等碳源物質也可以代替葡萄糖滿足微生物生長所需。3 .以伊紅美藍（EMB培養基為例，分析鑒別培養基的作用原理。答：EMBS養基含有伊紅和美藍兩種染料作為指示劑，大腸桿菌可發酵乳糖產酸造成酸 性環境時，這兩種染料結合形成復合物，使大腸桿菌菌落帶金屬光澤的深紫色，而與其他不能發酵乳糖產酸的微生物區分開。4與促進擴散相比，微生物通過主動運輸吸收營養物質的優點是什么？答： 主動運輸與促進擴散相比的優點在于可以逆濃度運輸營養物質。通過促進擴散將營養物質運輸進入細胞，需要環境中營養物質濃度高于胞內，而在自然界中

15、生長的微生物所處環境中的營養物質含量往往很低，在這種情況下促進擴散難以發揮作用。主動運輸則可以逆濃度運輸，將環境中較低濃度什養物質運輸進入胞內，保證微生物正常生長繁殖。5.舉例說明微生物在生長過程中培養基 pH值可能發生的變化，并提出解決方法。答：微生物在生長繁殖和積累代謝產物的過程中，培養基的pH會發生如下變化：(1)如微生物在含糖基質上生長，會產酸而使 pH下降。(2)微生物在分解蛋白質和氨基酸時，會產 NH而使pH上升。(3)以(NH) 2SO作N源，會過剩SG2-,而使pH下降。(4)分解利用陽離子化合物如：NaNQ會過剩NS而使pH上升。為了維持培養基pH值的相對恒定，常常在培養基中

16、加入緩沖物質如磷酸鹽， 碳酸鹽等, 以緩和pH的劇烈變化。6.有一培養基如下：甘露醇， MgSO &HPQ HPO, CuSO, NaCl, CaCO 蒸儲水。試 述該培養基的A.碳素來源；B.氮素來源；C.礦質來源，該培養基可用于培養哪類微生物？答： ( 1)該培養基的碳素來源和能量來源均來自甘露醇。(2)該培養基未提供氮素來源，根據所學知識，只有能固氮的微生物才能在無氮培養基上生長。(3)該培養基的礦質營養物質包括：Mg+, K+, Cif+, NS, PO3-, SO2-4 4) HPO-, PO3-, CaCO主要用來作緩沖物質調節培養基的 pH值，以保持pH不變。據此我們可推

17、知該培養基可用于培養自生固氮菌等微生物。7 .列表比較微生物的四大營養類型“養那能源氫供體基本碳源實例光能無機營養(光能自養型)光無機物CO2藍細菌、紫硫細菌、綠硫細菌、藻類光能有機營養(光能異喬型)光有機物CO2及簡單有機物紅螺菌科的細菌(即紫色無硫細菌)化能無機營養無機物無機物CO2硝化細菌、硫化細菌、鐵細菌、（化能自養型）氫細菌、硫磺細菌等化能有機營養（化能異喬型）無機物有機物有機物絕大多數細菌和全部真核生物8 .分析下述培養基各組分的作用，依據其功能推測其所屬培養基的類型：A.麥康開培養液：蛋白陳 20g,乳糖10g,牛膽酸鹽5g,NaCl 5g,水1000ml,pH7.4加 1%中性

18、紅5ml分裝與有發酵管的試管0.7kg/km2滅菌15min,用于腸道桿菌培養。B.檸檬酸鹽培養基：NHHPO 1g, K2HPO1g, NaCl 5g, MgSO0.2g,檸檬酸鈉2g,瓊脂 18g,水1000ml, pH6.8?力口 1%g麝香草酚蘭10ml, 1.1Kg/cm2滅菌20分鐘,制成斜面，用 于細菌利用檸檬酸鹽試驗。A 功能B功能蛋白陳氮院NHHPO氮源乳糖碳源KJHPO生長因子NaCl無機物NaCl、MgSO K2HPO疣機物牛膽酸鹽生長因子檸檬酸鈉碳源PH值 7.4適宜菌生長瓊脂凝固劑1%H生紅指小劑1%1麝香草酚蘭指示劑，判斷能否利用檸檬酸鈉發酵管判斷是否產氣PH值 6

19、.8適宜菌生長屬于半組合培養基屬于合成培養基9 .簡述什么是主動運輸和基團轉位？二者有什么區別和聯系？答：主動運輸是物質進入細胞的一種方式，即細胞會針對某些特定物質通過消耗能量, 借助載體進行逆濃度的輸送。基團轉位是一種特殊的主動運輸，其基本特征與后者一樣， 區別在于被轉運的物質一旦進入細胞后，分子結構發生改變，通常是接上某種基團（通常 為磷酸基團），使之不能穿過細胞膜重新回到細胞外。六、論述題1.以紫色非硫細菌為例，解釋微生物的營養類型可變性及對環境條件變化適應能力的 靈活性。答：紫色非硫細菌在沒有有機物時可同化 CO進行自養生活，有有機物時利用有機物進行異養生活，在光照及厭氧條件下利用光能

20、進行光能營養生活，在黑暗及好氧條件下利用 有機物氧化產生的化學能進行化能營養生活。2如果要從環境中分離得到能利用苯作為碳源和能源的微生物純培養物，你該如何設計實驗？答： （ 1） 從苯含量較高環境中采集土樣或水樣；（2） 配制培養基，制備平板，種僅以苯作為唯一碳源（A） ， 另種不含任何碳源作為對照（B） ； （3） 將樣品適當適稀釋（ 十倍稀釋法） ，涂布A平飯；（4）將平板置于適當溫度條件下培養，觀察是否有菌落產生；（5）將A平板上的菌落編號并分別轉接至B平板，置于相同溫度條件下培養（在B平板上生長的菌落是可利 用空氣CO勺自養型微生物）；（6）挑取在A平板上生長而不在B平板上生長的菌落，

21、在一個 新的A平板上劃線、培養，獲得單菌落，初步確定為可利用苯作為碳源和能源的微生物純 培養物； （7） 將初步確定的目標菌株轉接至以苯作為惟一碳源的液體培養基中進行搖瓶發酵實驗，利用相應化學分析方法定量分析該菌株分解利用苯的情況。3某些微生物對生長因子的需求是具有較高的專一性，可利用它們通過“微生物分析”（microbiological assay）對樣品中維生素或氨基酸進行定量。試設計實驗利用微生物對 某一樣品維生素B2的含量進行分析。答:（1）將缺乏維生素B2但含有過量其他營養物質的培養基分裝于一系列試管，分別定 量接人用于測定的微生物；（2）在這些試管中分別補加不同量的維生素B2標準樣

22、品及待測樣品，在適宜條件下培養；（3）以微生物生長量（如測定OD600nm®對標準樣品的量作圖， 獲得標準曲線；（4） 測定含待測樣品試管中微生物生長量，對照標準曲線，計算待測樣品中維生素B2的含量。4某學生利用酪素培養基平板篩選產胞外蛋白酶細菌，在酪素培養基平板上發現有幾株菌的菌落周圍有蛋白水解圈，是否能僅憑蛋白水解圈與菌落直徑比大，就斷定該菌株產胞外蛋白酶的能力就大，而將其選擇為高產蛋白酶的菌種，為什么？答 : 不能。因為，（1） 不同微生物的營養需求、最適生長溫度等生長條件有差別，在同一平板上相同條件下的生長及生理狀況不同；（2） 不同微生物所產蛋白酶的性質（ 如最適催化反應溫

23、度、PH對底物酪素的降解能力等）不同；（3）該學生所采用的是一種定性及初步定 量的方法，應進一步針對獲得的幾株菌分別進行培養基及培養條件優化，并在分析這些菌 株所產蛋白酶性質的基礎上利用搖瓶發酵實驗確定蛋白酶高產菌株。5 .以大腸桿菌磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸轉移酶系統（PTS為例解釋基團轉位。答：大腸桿菌PTS由5種蛋白質（酶I、酶H a、酶H b、酶H c及熱穩定蛋白質HPr） 組成，酶H a、酶Hb、酶Hc 3個亞基構成酶H。酶I和 HPr為非特異性細胞質蛋白，酶 n a也是細胞質蛋白，親水性酶n b與位于細胞膜上的疏水性酶n c相結合。酶n將一個葡 萄糖運輸進入胞內，磷酸烯醇式丙酮酸上的

24、磷酸基團逐步通過酶I和 HPr的磷酸化和去磷 酸化作用，最終在酶R的作用下轉移到葡萄糖，這樣葡萄糖在通過 PTS進入細胞后加上了 個個磷酸基團。6 .試分析在主動運輸中，AT圖合盒式轉運蛋白（ABC專運蛋白）系統和膜結合載體蛋 白（透過酶）系統的運行機機及相互區別。答：（1） ABC轉運蛋白常由兩個疏水性跨膜結構域與胞內的兩個核甘酸結合結構域形成 復合物，跨膜結構域在膜上形成一個孔，核甘酸結合結構則可結合ATR ABC專運蛋白發揮功能還需要存在于周質空間（菌）或附著在質膜外表面（）的底物結合蛋白的幫助。底 物結合蛋白與被動運輸物質結合后再與 ABC專運蛋白結合，借助于ATP水解釋放的能量， ABC轉運蛋白將被運輸物質轉運進入胞內。（2）膜結合載體蛋白也是跨膜蛋白，被運輸物 質在膜外表面與透過酶結合，而膜內外