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第5章 第二节 微生物的营养、代谢和生长
（三）微生物的生长
学习目标：1、掌握微生物群体生长曲线及各时期的生长特点
2、理解微生物生长的环境因素
重点和难点：
微生物群体生长的规律及在生产实践中的应用
学习过程：
知识点 观察与思考 归纳与结论
微生物群体生长的规律 请画出微生物生长规律的曲线图(注意标出横纵坐标表示的意义) 1、微生物群体生长的测定方法： ； 。2、分别叙述各时期的主要特征及在实践中的应用调整期： ② 对数期： ③ 稳定期： ④ 衰亡期： 。3、举例说明认识微生物生长曲线的实际意义
影响微生物生长的环境因素 环境因素 影响原因 最适条件 不适宜因素的结果
温度
PH值
氧气
反馈训练
1、 选择题
1、对细菌群体生长规律测定的正确的表述是（ A ）
A、在液体培养基上进行
B、至少接种一种细菌
C、接种一个细菌
D、及时补充消耗的营养物质
2、在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是（ C ）
A、调整期 B、对数期 C、稳定期 D、衰亡期
3、在微生物群体生长规律的测定中，增长率最高和最低的时期分别是（ C ）
A、对数期和调整期 B、稳定期和调整期
C、对数期和衰亡期 D、稳定期和衰亡期
4、若要鉴定菌种及其生理特征，菌体的选择时期是（ B ）
A、调整期 B、对数期 C、稳定期 D、衰亡期
5、微生物群体生长状况的测定方法可以是（ B ）
①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量 ③测定培养基中细菌的体积
④、测定样品中细胞重量 ⑤测定初级代谢产物的总产量
A、②④ B、①④ C、①③⑤ D、②③④
6、以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是（ C ）
A、产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存
B、链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气
C、黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸
D、谷氨酸棒状杆菌是厌氧呼吸
7、可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境因素是（ A ）
A、高温 B、营养成分的变化 C、氧含量 D、温度、PH、氧的共同作用
8、抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物，这产生于微生物生长的（ C ）
A、调整期 B、对数期 C、稳定期 D、衰亡期
9、细菌培养中，细胞形态最多的时期和开始出现不止一种形态的时期分别是（ D ）
A、调整期、对数期 B、衰亡期、对数期 C、对数期、稳定期 D、衰亡期、稳定期
10、芽孢出现的时期和原因是（ B ）
A、对数期，营养物质消耗
B、稳定期，代谢产物的积累
C、衰亡期，PH的变化
D、稳定期，温度的升高
11、大量生产酵母菌时，正确的措施是（ D ）
A、密闭隔绝空气 B、在调整期获得菌种
C、用萃取、离子交换获得产品 D、使菌体生长长期处于稳定期
12、下图中的曲线1——4是在W、X、Y、Z四种情况下细菌种群的生长曲线，这四种条件是：
W——不断提供食物、水、氧气，除去代谢废物；X——随时间延续，食物耗尽，有害代谢产物的积累；Y——随时间延续，食物耗尽，无害代谢产物积累；Z——随时间延续，食物耗尽，由于突变出现新菌种，它能分解原有菌种产生的有害代谢产物
以下哪项的生长条件和生长曲线的配对是正确的？( B )
A、1 2 3 4 B、1 2 3 4 C、1 2 3 4 D、 1 2 3 4
W X Y Z W X Y Z W X Y Z W X Y Z
13、影响微生物生长的主要环境因素是（ D ）
A、阳光、温度、水分 B、温度、水分、PH C、水分、PH、氧 D、温度、PH、氧
14、酵母菌培养液常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是（ C ）
A、碳源供应太充足 B、细胞会发生质比分离复原
C、改变了酵母菌的PH值 D、葡萄糖不是酵母菌的原料
15、发酵过程中，不会直接引起PH变化的是（ C ）
A、营养物质的消耗 B、微生物呼出的CO2
C、微生物细胞数目的增加 C、次级代谢产物的积累
2、 简答题
1、.下图是细菌的生长曲线。请据此回答：
(1)上图曲线形成条件是_______________________________。
(2)生长曲线是在_________培养基上培养的结果。之所以用这样的培养基，原因是_______________________________。
(3)若想缩短a所示的时间，在生产上采用的措施是______________________________。
(4)b所表示的时间的长短，决定于_______________________________。
(5)在小容积培养和大容积培养中，c期较长的是_________，原因是_______________________________。
(6)在生产上，要注意缩短_________期，延长_________期，延长的方法是_______________________________。
(7)从生产角度考虑，限制c期细菌数目进一步发展的生态因素是_________________，而造成d期细菌数目减少的主要生态因素是_______________________________。
(8)从生存斗争角度考虑，斗争最激烈的是_________期，主要斗争因素是_________，种内斗争最显著最激烈的时期是_________，几乎不存在种内斗争是_________期。
(9)在培养过程中，若在c期调整pH，使之适于细菌的生长需求，则可能出现的情况是____________________________。
答案： (1)少数某种细菌接种到固定容积的液体培养基中培养 (2)液体 可以测出细菌总数目或总重量 (3)加大接种量或利用对数期的菌种等 (4)培养基多少 (5)大容积 营养物质多，代谢产物积累到一定程度需时间较长 (6)a c 添加新培养基，控制培养的其他条件 (7)非生物因素的pH、代谢产物、营养物质和生物因素的种内斗争 非生物因素的pH,营养物质、代谢产物 (8)d 非生物因素 c ab (9)细菌数目的增加
2、下表是从一酵母菌产生酒精的发酵罐中五次取样分析的结果，请分析该表，回答下列问题。
样品 酵母菌数量（个/mm3） PH
1 563 3.4
2 681 5.4
3 1331 3.7
4 10240 5.2
5 11498 5.1
（1）从表中数据分析，编号 的样品取于酵母菌生长的调整期，这时酵母菌体内的
产物增加，为细胞增殖准备条件。
（2）编号 的样品取决于酵母菌生长的衰亡期，若要连续生产，应
。
（3）倘若要扩大生产，需要从发酵罐中取出样品编号 菌种，这段时期属于酵母菌生长的
期。
答案:(1)2 初级代谢 (2)1、3 一方面添加新的培养基，流出旧的培养基；另一方面及时调节PH值。 （3）4 对数期第五章 第一节 微生物的类群
学习目标：1、知道细菌、病毒的结构和繁殖
2、理解微生物类群的意义。
重点和难点：
细菌的结构和繁殖是本节的教学的重点和难点
学习过程：
知识点 观察与思考 归纳与讨论
细菌的结构和繁殖 认识书中图5－1、图5－2并画出一个典型细菌的结构图示认识书中图5－3细菌菌落的特点： 。 1、典型的细菌结构主要包括 。遗传物质的分布： 。3、细菌的繁殖： 。
病毒的结构和繁殖微生物的概念 1、认识书中图5－6画出病毒结构示意图2、观察图5－8病毒的繁殖过程分为： 、 、 、 、。微生物是不是都属于原核生物 1、病毒的主要由 构成。2、衣壳的功能有：① ；② 。3、遗传物质的特点： 。4、繁殖的场所 繁殖病毒在普通培养基上可以吗？微生物包括
思考题：微生物类群中病毒、细菌、真菌、原生生物的主要区别
分类 形态 结构 繁殖方式 举例
病毒
原核生物界
真菌界
原生生物界
反馈训练：
1、 选择题
1、细菌细胞内没有的结构或物质是（ B ）
A、细胞膜 B、内质网 C、DNA D、核糖体
2、噬菌体、细菌、酵母菌都具有的物质或结构（ D ）
A、细胞壁 B、细胞膜 C、线粒体 D、核酸
3、细菌核区的DNA是（ A ）
A、一个，大型环状 B、一个，线状环绕
C、多个，小的环状 D、多个，线状环绕
4、下列关于微生物的叙述中，正确的是（ B ）
A、所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的
B、微生物包含了处动物界、植物界以外的一切生物
C、所有微生物分属于原核生物、真菌界、原生生物
D、细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物
5、关于病毒增殖的叙述不正确的是（ D ）
A、合成病毒蛋白的场所是核糖体
B、病毒的繁殖只在宿主的活细胞中进行
C、病毒繁殖时以核衣壳为单位进行
D、在普通培养基上能培养病毒
6、下列有关细菌代谢的叙述中，正确的是（ B ）
A、细菌没有细胞器，只能进行无氧呼吸
B、细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行
C、细菌的代谢产物也是CO2和H2O
D、细菌的储藏颗粒是蛋白质，淀粉，脂肪等
7、细菌的质粒的功能是（ D ）
A、储藏淀粉粒、硫粒 B、含有影响细菌代谢的酶
C、控制细菌的主要性状 D、控制抗药性、抗生素的合成
8、质粒之所以能作为成为运载体，其原因是（ C ）
A、有抗生素基因 B、有固氮基因 C、有标记基因 D、有荚膜基因
9、通常用来作为菌种鉴定的重要依据是（ A ）
A、菌落 B、细菌形态 C、细菌体积 D、细菌结构
10、关于细菌的叙述正确的是（ B ）
A、细菌只进行分裂生殖
B、分裂生殖时大型的环状DNA平均分配
C、分裂生殖时细胞质平均分配
D、分裂生殖时DNA平均分配
11、控制细菌合成抗生素性状的基因，控制放线菌主要遗传性状的基因，控制病毒抗原特异性的基因依次位于 D
①核区大型环状DNA上 ②质粒上 ③细胞核染色体上 ④衣壳内核酸上
A.①③④ B.①②④ C.②①③ D.②①④
12、质粒是细菌中的一种特殊结构，它属于细菌的
A.染色体　　　　　　　　　B.细胞器
C.主要遗传物质载体　　　　D.某些基因的载体
答案： D
二、简答题
1、右图为细菌结构示意图。据此回答：
（1）控制细菌主要遗传性状的是〖 〗 ，
它是由 螺旋盘绕而成。
抗生素性状的控制者是〖 〗 。
（2）若要观察它的子细胞群体的特征，
应该用 培养基。
此菌的子细胞群体的特征是 。
（3）此细菌的〖 〗 ，常用作基因工程的
，是因为它有多个 ，还具有
基因，且能够在受体细胞 中 。
（4）此菌若为大肠杆菌，其在每升水中的数量标志着水的污染情况。若要检测这种情况应该用的培养基是 ，除正常成分外，培养基中应加入 。
（5）此菌若作为基因工程的受体细胞，为增加目的基因导入的可能性，常常用
处理它的〖 〗 。若用病毒导入目的基因，则利用其
的特性。
（6）此菌含有的细胞器是〖 〗 。此菌的繁殖方式是 。
2、如图所示是某种病毒的结构示意图。据图回答：
（1）组成3的单位是 ，其化学成分是 。
（2）决定病毒特异性的是〖 〗 。
（3）若将4用32P标记，从病毒的增殖过程及结果看不仅证明
________________而且还能证明 。
知识链接：
1、细菌与自然间与人类的关系：
（1）细菌在自然界物质循环中起重要作用
细菌是生态系统中最主要的分解者。生物圈中每天都有大量的动植物死亡，每天都会产生残枝败叶和粪便等。腐生细菌分解有机物，在物质循环中起重要作用。
（2）细菌对人类的益处和害处
细菌广泛存在与空气、水、土壤中。城市街道的空气中，每立方米空气约存在5000个细菌。城市自来水规定1毫升水中细菌总数不得超过100个，也就是一杯茶（约200毫升）符合卫生标准的自来水中，可能有2万个细菌，土壤中腐生细菌为主，据统计每亩半尺深耕作层的土壤重15 万千克，其中细菌的活重为90～230千克。细菌在工业、农业、医药卫生等方面利大于害。
①细菌对人类的益处
工业上利用细菌生产的工业品很多。例如枯草杆菌用于皮革脱毛、丝绸脱胶、棉布脱浆以及生产蛋白酶和淀粉酶。谷氨酸短杆菌产生谷氨酸和肌苷酸。乳酸杆菌、醋酸杆菌分别产生乳酸、醋酸等。
农业上腐生细菌把有机农肥分解，提高土壤肥力。根瘤菌等固氮菌为植物提供氮。有些菌可防治害虫如青虫菌和杀螟杆菌，寄生于昆虫体内使其致死，可用于生物防治虫害。
医药卫生上，人们将降低毒性的病原菌制成菌苗和抗血清，用于防治和治疗疾病。如卡介疫苗预防结核病，白喉抗血清治疗白喉等。
②细菌对人类的害处
细菌中的某些病原菌可使人患病，如肺炎双球菌、痢疾杆菌是人患肺炎、痢疾。
发酵工业会因细菌污染而遭受减产。农业上许多植物病虫害由细菌所致。如蔬菜的软腐病、水稻的白叶村枯病、黄瓜和玉米的萎蔫病。细菌在自然界及国民经济中作用巨大，我们应努力开发利用细菌资源，控制有害的一面。第五章 第二节微生物的营养、代谢和生长
（二）微生物的代谢
学习目标：1、微生物细胞内产生的代谢产物的种类和主要功能。
2、微生物代谢的调节方式，以及在生产实践中能够如何人工控制微生物的代谢。
3、发酵的概念和种类
重点和难点：（1）微生物代谢的调节
（2）微生物代谢的人工控制
学习过程：
知识点 观察与思考 归纳及结论
微生物的代谢产物 微生物的代谢产物与高等生物的代谢产物有什么区别？ 初级代谢产物的含义： ， 举例说明： ；2、次级代谢产物的含义： ， 举例说明： 。思考：为什么微生物的代谢异常旺盛？
微生物代谢的调节 1、简述大肠杆菌乳糖酶合成的调节过程 组成酶的概念 诱导酶的概念 酶合成的调节的意义
2、请写出谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径 酶活性发生改变的主要原因是 ，这种变化是 ，原因 。以谷氨酸棒状杆菌为例理解酶活性调节是一种快速、精细的调节。3、小结微生物代谢的调节方式及意义。
人工控制微生物的代谢 请写出黄色短杆菌合成赖氨酸的途径 在利用黄色短杆菌生产赖氨酸时应怎样进行人工调节？
发酵的概念及种类 发酵的概念：发酵的种类：
反馈训练：
一、选择题
1、下列产物中，一般不因微生物的种类不同而有明显差异的是（ C ）
①氨基酸 ②核苷酸 ③多糖 ④激素 ⑤维生素
⑥抗生素 ⑦色素
A、①②③④ B、④⑤⑥⑦ C、①②③⑤ D、①②⑥⑦
2、初级代谢产物和次级代谢产物的比较中正确的是（ A ）
A、初级代谢产物与次级代谢产物合成的其时时间不同
B、初级代谢产物具有菌种的特异性
C、次级代谢产物对微生物的生命活动有重要作用
D、初级代谢产物与次级代谢产物不能同时合成
3、以下说法正确的是（ C ）
A、酶合成的调节和酶活性的调节不能同时存在
B、诱导酶一旦产生，其活性将一直保持下去
C、与酶合成的调节相比，酶活性的调节是一种快速精细的调节方式
D、次级代谢产物是微生物生长繁殖所必需的。
4、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（ B ）
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和繁殖 ④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长和繁殖
A、①③ B、②④ C、②③ D、①④
5、微生物的次级代谢产物是（ D ）
A、氨基酸 、多糖、抗生素、脂类
B、脂类、维生素、色素、毒素
C、核苷酸、多糖、脂类、激素
D、抗生素、毒素、激素、色素、
6、微生物代谢的人工控制是指（ D ）
A、改变微生物的遗传特性
B、控制发酵时的温度
C、调节发酵过程中的PH，氧气通入量
D、包括A、B、C三项
7、关于微生物代谢的调节，正确的是（ D ）
A、环境中存在某种物质时，微生物才能合成分解此物质的酶，该酶一定是组成酶
B、某种代谢产物在细胞内积累，将直接导致形成此物质的酶的活性下降
C、只有改变微生物的遗传特性，才能实现对微生物代谢的人工控制
D、一般情况下，增大细胞膜的通透性，可解除代谢产物对酶活性的抑制
8、以下不属于发酵的是（ B ）
A、利用需氧型青霉菌生产青霉素
B、缺氧时人的组织细胞产生乳酸
C、利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精
D、利用乳酸菌制作泡菜
9、微生物的代谢速度与高等动植物相比快的多，下列那一项不是这一生命现象的原因( D )
A、个体表面积与体积的比很大
B、与外界环境物质交换迅速
C、适宜条件下微生物的繁殖速度非常快
D、微生物体内酶的种类比其他生物多
10.关于酶活性调节的正确说法是( C )
A.只要一种代谢产物积累,酶活性就下降
B.代谢产物将使直接形成此化合物的酶活性下降
C.细胞膜透性的改变,可解除代谢产物对酶活性的抑制
D.控制生产条件是人们对酶活性调节的唯一手段
二、简答题
1.突变型面包霉常需要在基本培养基上添加适当的氨基酸才能生长。现用两个氨基酸依赖型红色面包霉突变株a和b，进行如下实验：
(1)实验一：将上述两个突变株分别接种于下面6种培养基上，培养基的成分如下表所示。则突变株a和b需要表内A~J中的_________氨基酸才能生长。1号培养基在此实验中的作用是_________，根据化学成分进行推断，1号培养基最可能属于_________________培养基。
培养基号 基本成份 增加的氨基酸各类 生长情况
123456 基本培养基 无A、B、C、D、B、E、F、G、C、F、H、I、D、G、I、J、A~J都有 不生长生长不生长生长不生长生长
注：基本培养基是满足野生型菌株正常生长的培养基。
(2)实验二：突变株a和b必需的氨基酸(假定为X)，在野生型体内，按下列途径合成X(反应①、②、③分别由不同的酶所催化)。用瓜氨酸代替氨基酸X时，突变株a生长，但用鸟氨酸代替就不能生长。无论用瓜氨酸还是鸟氨酸代替氨基酸X，突变株b都不能生长。问：突变株a不能生长的原因是____________________________过程受阻，突变株b则是_________过程受阻，反应受阻的根本原因是_____________________。在野生型菌株代谢过程中，当氨基酸X合成过量时，就会导致途径中断，这种代谢调节方式属于_________的调节。
氨基酸X
(3)实验三：氨基酸Y是人体需要量较多的氨基酸，为使面包酶在代谢过程中产生更多的氨基酸Y，根据下列途径，应该对面包酶中控制_________合成的基因进行诱变，诱变之前，遗传信息的表达途径是_________。这种根据人们的需要有计划改变微生物代谢的过程，叫_________。
【答案】 (1)C 对照 合成 (2)反应② 反应③ 基因发生突变，不能合成相应的酶 酶活性 (3)酶③ DNA→RNA→蛋白质(或酶③的基因→mRNA→酶③) 微生物代谢的人工控制
知识链接：
微生物细胞内的酶
根据酶合成的方式，微生物细胞内的酶可以分为诱导酶和组成酶两类。
诱导酶是在环境中有诱导物存在的情况下，由诱导物诱导而产生的酶。例如，大肠杆菌分解乳糖的半乳糖苷酶就属于诱导酶。又如，催化淀粉分解为糊精、麦芽糖等的а－淀粉酶液是一种诱导酶，多种微生物都能产生这种酶。如果将能合成а－淀粉酶的菌种培养在不含淀粉的葡萄糖溶液中，它就直接利用葡萄糖而不产生а－淀粉酶；如果将它培养在含淀粉的培养基中，它就会产生活性很高的а－淀粉酶。诱导酶的合成处取决于诱导物以外，还取决于细胞内所含的基因，即便有诱导物存在也不能合成这种酶。因此诱导酶的合成取决于内因和外因两个方面。诱导酶在微生物需要时合成，不需要时就停止合成。这样，既保证了代谢的需要，又避免了不必要的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。
组成酶是微生物细胞中经常存在的一类酶。组成酶的合成只受细胞内遗传物质的控制，与环境中的营养物质无关。例如，大肠杆菌分解葡萄糖的酶就是组成酶，不管培养基内有没有葡萄糖存在，大肠杆菌细胞中都有这种酶。第五章 第三节 发酵工程的简介
学习目标：1、知道发酵工程的概念和内容。
2、了解发酵工程在医药工业和食品工业中的应用。
重难点：1、重点是发酵工程的概念和内容。
2、难点是发酵过程中如何保证菌种生长和代谢的正常进行。
学习过程：
知识点 观察与思考 归纳与结论
应用发酵工程的事例 了解谷氨酸发酵的过程 1、谷氨酸发酵的分析：菌种： 培养基： 培养方式： 条件控制： 提取：
发酵工程的概念
发酵工程的一般过程分析 菌种的选育 选育优良菌种的方法：
培养基的配置
灭菌 灭菌的目的
扩大培养和接种 目的
发酵过程 注意问题：
分离提纯 提纯的方法与产品
发酵工程的应用 医药工业上的应用 抗生素类：2、基因工程药品
食品工业的应用 1、2、3
反馈训练：
1、 选择题
1、下列有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是（ B ）
A、发酵中要不断通入空气 B、培养条件不当将不能得到产品
C、搅拌的唯一目的是使空气成为小泡D、冷却水可使酶活性下降
2、谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，培养基应该是（ A ）
A、C：N为4：1 B、C：N为3：1 C、隔绝空气 D、加大氮源、碳源的比例
3、一般情况下，利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在产生酒精的阶段需要的必要条件是（ C ）
A、玉米粉和有氧 B、大豆粉和有氧 C、玉米粉和无氧 D、大豆粉和无氧
4、下列营养成分中谷氨酸发酵要添加的是（ C ）
A、腺嘌呤 B、丙氨酸 C、生物素 D、核苷酸
5、下列对微生物的连续培养优点的叙述，不正确的是（ B ）
A、 能及时连续地补充微生物所需要的营养物质，提高产量
B、 有利于微生物尽快地将代谢产物释放到培养基中
C、 提高了设备利用率便于自动化管理与控制
D、 能及时排除部分有害代谢产物
6、用发酵工程生产单细胞蛋白，可用来制成“人造肉”供人食用，这种蛋白是（ A ）
A、微生物菌体 B、微生物代谢产物
C、微生物合成物质 D、发酵液
7、扩大培养的目的是（ C ）
A、提供优良菌种 B、生产代谢产物
C、提供足够菌种 D、接种的必经程序
8、培养基在计量、溶化后，首先要做的是（ A ）
A、调整PH值 B、分装 C、灭菌 D、搁置斜面
9、灭菌的标准是( C )
A、杀死所有的病原微生物 B、杀死所有的微生物
C、杀死所有的微生物细胞、芽孢、孢子
D、使病原菌不生长
10、下列不属于发酵工程应用的是（ C ）
A、 生产抗生素、维生素、药用氨基酸
B、 生产啤酒、果酒、和食醋
C、 用于化学检测和水质监测
D、生产各种各样的食品和添加剂
11、谷氨酸除用于制造味精外还可用于治疗神经衰弱及配制营养注射液，应用前景广泛。光明制醋厂转产用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸和琥珀酸，其原因是（ D ）
A、温度控制不适 B、通气量过多
C、PH呈酸性 D、溶氧不足
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（ B）
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.①③ B.②④ C.②③ D.①④
二、简答题
23.人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白的制造过程如下图所示。请根据图解回答下列问题：
(1)往发酵罐注入少量氨水的目的是______________________________________。
(2)制造真菌蛋白时，要向发酵罐内注入空气，由此可以推知发酵罐中真菌的异化作用类型是_________型。
(3)往发酵罐内添加一些物品都要经过消毒，从生态学的角度分析，其原因是____________________________。
(4)添加的糖被真菌利用，转化成真菌蛋白，必须经过的生理过程是_________________。
(5)从自然界分离出的真菌菌种，用于制造真菌蛋白时，真菌蛋白的产量较低。要获得较多的真菌蛋白，培育优质的真菌菌种可采用_________________方法。
(6)利用微生物工程方法制造出的真菌蛋白，常作为家畜(如猪)的饲料添加剂。猪食用这些添加剂后，可加速育肥的原因是_____________________________，这些添加剂在猪体内的代谢产物有_________________。
【答案】 (1)满足真菌所需氮源 (2)需氧或兼性厌氧 (3)防止杂菌与真菌之间的竞争 (4)氨基转换作用脱水缩合等 (5)诱变育种(或基因工程育种均可) (6)真菌蛋白被分解成的氨基酸，经脱氨基作用形成的不含氮部分可转变成脂肪 CO2、H2O、尿素
知识链接：
1、菌种的选育
根据微生物遗传变异的特点，人们在生产实践已经实验出一套行之有效的微生物育种方法。主要包括自然育种、诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程等。
自然选育 在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，从而选育出优良品种的过程，叫做自然选育．菌种的自发突变往往存在两种可能性：一种是菌种衰退生产性能下降；另一种是代谢更加旺盛，生产性能提高．例如谷氨酸发酵过程中，人们从噬菌体污染的发酵液中分离出抗噬菌体的菌种．但自发突变的频率极低，出现有良性状的几率性较小，须坚持相当长的时间才能收到效果．
诱变育种是用人工的方法处理微生物，使它们发生突变，再从中筛选出符合要求突变植株，供生产和科学试验用．诱变育种与其他育种方法相比，具有操作简便、速度快和收效大的优点，至今仍是一种重要的广泛应用的微生物育种的方法。
２、单细胞蛋白
单细胞蛋白又叫微生物蛋白、菌体蛋白。按生产原料不同，可以分为石油蛋白、甲醇蛋白、甲烷蛋白等；按生产菌的种类不同，又可以分为细菌蛋白、真菌蛋白等。１９６７年在第一次全世界单细胞蛋白会议上，将微生物菌体蛋白统称为单细胞蛋白。
单细胞蛋白所含的营养物质极为丰富。其中，蛋白质含量高达４０％——８０％，氨基酸的组成较为齐全，含有人体所必须的８种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。一般成年人每天食用１０——１５克干酵母，就能满足对氨基酸的需要量。单细胞蛋白中含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质，以及丰富的酶类和生物活性物质。
单细胞蛋白具有以下优点：第一，生产效率高，第二，生产原料来源广，而且经济。第三，可以工业化生产。
但是任何一种新型食品原料的问世，都会产生可接受性，安全性等问题。单细胞蛋白也不例外。例如单细胞蛋白的核酸含量在４％——１８％，食用过多的核酸可能会引起痛风等疾病。此外，单细胞作为一种食物，人们习惯上一时难以接受。但经过微生物学家的努力，这些问题会得到圆满解第五章 第二节 微生物的营养、代谢和生长
（一）微生物的营养
学习目标：1、微生物所需的碳源、氮源、生长因子等营养物质的主要来源和功能
2、培养基的种类和培养基配制的原则
重点和难点：
1、教学重点
（1）微生物所需要的碳源、氮源、和生长因子的来源和功能
（2）培养基配制的原则
2、教学难点：
培养基配制的原则
知识点 观察与思考 归纳与结论
微生物需要的营养物质及功能 分析微生物的化学组成，理解微生物的营养需要。 碳源的含义： _______________ 。碳源的分类： _____________________________________________ 。碳源的作用： 。2、氮源的含义： 。 氮源的分类： 。 氮源的功能： 。思考：举例说明是不是所有的微生物都需要氮源？氮源能否为微生物提供能量？ 3、生长因子的含义及主要包： 。生长因子的作用是： 。小结：微生物需要的营养物质有 、 、 、 、 。
培养基的配制原则 培养基对于微生物的生长有什么意义？ 举例说明配制培养基的原则？ ① ，举例： ② ，举例： ③ 举例：
培养基的种类 为什么不同的微生物要选择不同的培养基？
反馈训练：
一、选择题
1、不能作为异养微生物碳源的是（ C ）
A、牛肉膏 B、含碳有机物 C、含碳无机物 D、石油
2、配制培养基的叙述中正确的是（ C ）
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氮源 D、发酵工程一般用半固体培养基
3、微生物常用的碳源（ B ）
A、CO2 B、葡萄糖 C、石油 D、脂肪酸
4、可以作为自养微生物氮源的是（ D ）
A、N2，尿素 B、牛肉膏，蛋白胨
C、尿素，酵母粉 D、铵盐，硝酸盐
5、要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他细菌分离开，应将它们接种在（ D ）
A、含五大类营养要素的培养基上
B、加入某种指示剂的鉴别培养基
C、含蛋白胨等营养物质的培养基
D、无氮的选择培养基上
6、可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是（ C ）
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
7、自养型微生物所需要的碳源（ A ）
A、CO2 、NaHCO3等 B、尿素和蛋白胨
C、糖类和脂肪酸 D、花生粉饼和石油等
8、不能以糖类作为碳源的细菌是（ C ）
A、假单胞杆菌 B、乳酸菌 C、甲基营养菌 D、固氮菌
9、有关微生物营养物质的叙述中，正确的是（ D ）
A、是碳源的物质不可能同时是氮源
B、凡碳源都是能提供能量的
C、除水以外的无机物质只提供无机盐
D、无机氮源有时也能提供能量
10、蓝藻常利用的碳源、氮源依次是（ C ）
A、二氧化碳，氨基酸 B、氨基酸，葡萄糖
C、二氧化碳，硝酸盐 D、葡萄糖，蛋白胨
11、使用选择培养基的目的是（ D ）
A、培养细菌 B、培养真菌
C、使需要的微生物大量繁殖 D、表现某种微生物的特殊性状与其它微生物加以区别
二、简答题、
1、 右表为一种培养液的配方，试根据表中内容作答：
（1）若用于植物培养，培养初期，植物出现萎蔫现象，最可能的原因是 可采用的最简单的有效措施是 。
（2）若除去培养液中的硫酸镁，对植物颜色的影响是 。若除去硝酸钙，对植物体的影响是① ②
(3)要使植物正常生活，培养液中至少还应加入 种必需元素。
（4）培养一段时间后，检测到培养液中留存NO4—的较少而Ca2+教多，这一现象与细胞膜的 有关。
成分 含量
Ca(NO3)2KH2PO4KClMgSO4Fe(NO3)2Mo等蒸馏水 1g0.25g0.12g0.25g 0.25g 及少1000ml
（5）培养基若用于培养微生物，则可以培养的微生物代谢类型是 。培养基中含有的营养物质有 类。
（6）此培养基若用于鉴定饮水中的大肠杆菌是否超标，还应加入 、 、
、 。
答案(1)培养液的浓度过高 加水稀释
(2)颜色变淡 缺氮,蛋白质的合成受阻 缺钙嫩叶出现不良症状
(3)4 (4)选择透过性
(5)自养型 3
(6)碳源 琼脂 伊红美蓝
2、根据各类微生物的形态结构特点和新陈代谢类型，利用选择性培养基和鉴别培养基，结合显微镜镜检，以及菌落特征，可以把混杂在一起的大肠杆菌、硝化细菌、乳酸菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、圆褐固氮菌分离开来。下面是分离筛选的方法步骤，请根据各个步骤的条件，填写空格中的内容：首先配置一系列不同性质的固体培养基，然后进行高温灭菌。再将上述微生物的混合液分别接种到各种培养基上培养。
（1）用无氮培养基可筛选出
（2）用不含有机碳源的选择培养基可筛选出 。
（3）酵母菌的筛选需要在常规培养基中另加入 。
（4）用加了较高浓度的NaCl的培养基可选择出 ，或者菌落的颜色呈现 色，将其挑取单独培养。
（5）利用伊红美蓝培养基培养混合菌，菌落呈 色并带有金属光泽的是
挑取该菌落单独培养。结合显微镜镜检和进一步用伊红美蓝培养基鉴别培养。
（6）在无氮环境下培养混合菌， 可以生长，加入一定浓度的乳酸，使培养基PH充分降低，可抑制 微生物的生长，利用菌落特征，结合显微镜镜检，选取生长优势菌落，即可分离出 。
答案(1)圆褐固氮菌 (2)硝化细菌 (3)青霉素 (4)金黄色葡萄球菌 金黄色
(5)紫色 大肠杆菌 (6)大肠杆菌、乳酸菌、酵母菌 大肠杆菌、酵母菌
乳酸菌
知识链接：
1. 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。
动物(异养) 微生物 绿色植物(自养)
异养 自养
碳源 糖类、脂肪 糖、醇、有机酸 CO2碳酸盐 CO2碳酸盐
氮源 蛋白质或其代谢产物 蛋白质或其代谢产物、有机氮化物 无机氮化物、氮 无机氮化物
生长因子 维生素 一部分需维生素等生长因子 不需要 不需要
无机盐 无机盐 无机盐 无机盐 无机盐
水 水 水 水 水
2.比较几种微生物的营养
生物种类 碳源 氮源 生长因子 能源
甲基营养菌 甲醇、甲烷 铵盐、硝酸盐等 有机物
乳酸菌 糖类等 铵盐、硝酸盐等 多种维生素 有机物
根瘤菌 糖类等 N2 有机物
硝化细菌 CO2 NH3 NH3
谷氨酸棒状杆菌 糖类等 铵盐、硝酸盐等 维生素 有机物
青霉菌 糖类等 蛋白质或降解物 与碳源相同
光合细菌(红螺菌) CO2、有机醇 无机氮化物 利用日光能
生
物
类
型
营
养
要
素

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