06. 按照微生物对氧气的需要情况，可将它们分为哪些个类型？并说明其生理特
点。
答：（1）好氧微生物：需要氧气供呼吸之用，没有氧气，便不能生长。该类微生
物有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含SOD和过氧化氢酶。绝大多数真菌和许多细菌都是专性好氧菌，如米曲霉、醋酸杆菌、枯草芽孢杆菌等。（2）兼性需氧微生物：这类微生物在有氧气存在或无氧气存在情况下，都能生长，只不过所进行的代谢途径不同。在有氧的条件下，进行呼吸作用；在无氧条件下，进行发酵作用或无氧呼吸产能；细胞含SOD和过氧化氢酶。许多酵母菌和许多细菌属于兼性厌氧菌，如酿酒酵母、大肠杆菌、普通变形杆菌等。（3）微量需氧微生物：需要氧气，但只在较低的氧分压下生长最好。这可能是由于它们含有在强氧化条件下失活的酶，因而只有在低压下生长。也通过呼吸链并以氧为最终受体而产能。如霍乱弧菌、一些氢单孢菌、拟杆菌属等。（4）耐氧微生物：这类微生物在生长过程中，不需要氧气，但能耐受氧气。不具有呼吸链，仅依靠专性发酵获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。一般的乳酸菌多数是耐氧菌。（5）厌氧微生物：这类微生物在生长过程中，不需要分子氧。分子氧存在对它们的生长产生毒害，不是被抑制，就是被杀死。生命活动所需能量通过发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵等提供。细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。常见的肉毒梭状芽孢杆菌、嗜热梭状芽孢杆菌、双歧杆菌属以及各种光合细菌和产甲烷菌等。 07. 厌氧菌的氧毒害机制是什么？
答：氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧离子。过氧化物自由基
和过氧离子都是很强的氧化剂，对微生物有毒，能氧化微生物过程中所必需的酶。好氧菌、兼性需氧菌以及微量需氧菌体内含有超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由基和过氧离子还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧气所杀死。耐氧菌没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶，因此能耐受氧的伤害。厌氧菌体内都没有这些酶，易被过氧化物阴离子自由基毒害而致死，所以不能忍受氧气的存在。 08. 微生物的生长对培养基的PH的影响如何？如何控制？
答：（1）微生物在生长过程中，由于代谢作用，会产生酸性或碱性的代谢物，从
而改变培养基或周围环境的pH值。如糖类和脂类代谢产酸；蛋白质代谢产碱等。为了避免pH值大幅度改变，而影响微生物生命活动的正常进行，通常采用添加缓冲剂或加入不溶解的碳酸盐的方法。在中性培养基内常加入磷酸盐缓冲剂；当培养物中产生大量酸时，可在配制培养基时加入不溶性的碳酸盐。（2）在微生物培养和发酵生产中，要及时地调整pH值，其措施分为“治标”和“治本”两大类。“治标”：过酸时，加NaOH、Na2CO3等碱液中和；过碱时，加入H2SO4、HCl等酸液中和。“治本”：过酸时，加适当的氮源（如尿素、NaNO3、NH4OH或蛋白质等），提高通气量；过碱时，加适当的碳源（如糖、乳酸、醋酸、柠檬酸或油脂等），降低通气量。 09. 说明高温灭菌的原理及其常用方法。
答：高温之所以引起微生物死亡，主要是由于高温使微生物细胞内的蛋白质和酶
类变性而失活，代谢发生故障而死亡。
（1）干热灭菌方法：①火焰灭菌法：利用火焰把微生物直接烧死。②干热灭菌
法：烘箱中150~160 ℃维持1~2小时。
（2） 湿热灭菌法：①煮沸消毒法：沸水中煮沸15~20min，要杀死芽孢可煮沸
1~2h或于水中添加0.5%石炭酸或碳酸钠。②巴氏消毒法：一般在60~85℃，处理15s~30min。可用61~65 ℃加热30min或71~72℃保持15s，分别称为低温维持法和高温瞬时法。③超高温瞬时法：135~150℃，处理2~6s，可杀死微生物的营养细胞和耐热性强的芽孢细菌。④高压蒸汽灭菌法：在高压蒸汽灭菌锅中进行的，一般采用121℃，表压1kg/cm2，维持15~30min。⑤高温瞬时连续灭菌（即连消法），该法提高灭菌温度，但灭菌时间缩短。⑥间歇灭菌法：间歇灭菌法是利用流动蒸汽进行灭菌，将待灭菌的物品加热至100℃，处理15~30min，杀死营养体，冷却后放入37℃恒温箱中过夜，让残留的芽孢萌发成营养体。第2天重复上述步骤，三次左右，可达到彻底灭菌的目的。
10. 利用高压蒸汽灭菌方法对培养基灭菌时会有什么负面影响，如何消除？ 答：（1）有害影响：①形成沉淀物，有机物有多肽类沉淀，无机物有磷酸盐、碳
酸盐等沉淀。②破坏营养，提高色泽，如褐变、产生氨基糖、焦糖或黑色素等。③改变培养基的pH，一般为降低。④降低培养基浓度，气温低时会增加冷凝水。
（2）消除防止方法：①采用特殊加热灭菌：a）对易破坏的含糖培养基，应将糖
液与其他成分作分别灭菌，灭菌后再分开；b）含Ca2+或Fe3+的培养基应与磷酸盐成分作分别灭菌，后再混合；c）对含有易被高温破坏的成分的培养基，应进行低压灭菌（112℃，即0.57Kg/cm2下15min）或间歇灭菌；d）在大规模发酵罐中，对培养基灭菌可采用连续加压蒸汽灭菌法。②过滤除菌法：对培养液中某些不耐热的成分，可采用过滤除菌法，可利用各种滤器，如滤
膜、石棉板、硅藻土等过滤装置。③其他方法：在配制培养基时，按配方中的成分逐步顺序加入，使之溶解，还可加入0.01％EDTA或0.01NTA（氮川三乙酸）等鳌合剂，以防止金属离子发生沉淀。 11. 解释说明细菌对数生长期的数学模型。
答：μ＝(lgNt-lgNo)×2.303 ÷ (t-to) μ为比生长速率，即每单位数量的细菌或物质
在单位时间作为增加的量，Nt与No分别代表t和to时的细胞数量。繁殖代数：n=(lgNt-lgNo)÷lg2＝3.322((lgNt-lgNo)代时＝(t-to)÷n＝(t-to)÷[3.322×(lgNt-lgNo)]。
12. 解释说明微生物生长过程重三个主要参数及其在生产实践中的意义。 答：（1）迟缓时间（T）：微生物在生长过程中，在实际条件下，达到对数生长
期所需时间之差。T长短客观反映了细菌生长条件适合程度。在生产实践中，这个时间越短越好。
（2）比生长速率（μ）：即每单位数量的细菌或物质在单位时间内增加量，与微
生物的生长基质浓度有密切关系，莫诺（Monod）公式：μ＝μm×[S/(Ks+S)]，μm为最大生长速率；S为生长的基质浓度；Ks为比生长速率的半时的基质浓度。当S很大时，μ＝μm，当S很小时，μ＝μm×S/Ks。
（3）总生长量：总生长量代表在某一时间里，通过培养所获得的微生物总量与
原来接种的微生物量之差值，其大小反映了培养基与生长条件是否适合于菌的生长。与之有关的还有一个参数，即产量常数（K），K＝总生长量/所消耗基质的总量。K值大小代表微生物对基质同化的效率，反映了微生物利用某种基质生长的效果，在实践中提高K值以创造更大的经济效益。 13. 根据最适生长温度不同，可将微生物分为哪几类？并说明其生长最适温度范
围。
答：嗜冷微生物（psychrophiles）15℃；兼性嗜冷微生物（psychrophiles）20~30℃；
嗜温微生物（mesophiles）20~45℃；嗜热微生物（thermohpiles）55~65℃；超嗜热（嗜高温）微生物（hyperthermophiles）80~90℃。 14. 温度对微生物生长的影响具体表现在哪些方面？
答：（1）影响酶活性，而最终影响细胞物质的合成。（2）影响细胞质膜的流动性，
从而影响营养物质的运输。（3）影响物质溶解度，从而最终影响微生物的生长。
15. 根据氧与微生物生长的关系把微生物分为哪些类型？并说明最适生长的O2
体积分数。
答：（1）好氧微生物，等于或大于2％；（2）微好氧微生物，2％～1％；（3）兼
性厌氧微生物，有氧或无氧；（4）耐氧厌氧微生物，2％以下；（5）专性厌氧微生物，不需氧，有氧时死亡。
16. 以磺胺及磺胺增效剂（TMP）为例，说明化学治疗剂的作用。
答：抗代谢物的化学结构与生物体内的某个必需代谢化学物的解构相似，能与代
谢化合物的酶互相结合，从而使正常的代谢受阻。磺胺类药物是细菌的生长因子对氨基苯甲酸（PABA）的结构类似物，菌体中的叶酸的合成是由PABA和二氢蝶啶在二氢叶酸合成酶和而氢叶酸还原酶的催化下合成的。四氢叶酸是叶酸的衍生物，与氨基酸及核酸的合成有关。磺胺类药物被微生物吸收后，与PABA争夺叶酸合成的第一个酶，而阻挠叶酸的合成，从而抑制生长。 TMP（三甲基苄二氨嘧啶）能抑制二氢叶酸还原酶，使二氢叶酸无法还原成四氢
叶酸，这样TMP就增强了磺胺的抑制效果。所以磺胺与TMP的双重阻断
第六章 微生物的生长 一、名词解释 01. 细菌生长曲线(growth curve
