第四章 微生物的营养和培养基习题参考答案
A部分习题参考答案 一、选择题
1-5. DACCB； 6-10. ABCCD； 11-15. ACCDC
二、是非题
1-5. TFTTT； 6-10. TTTTF
三、填空题
1. CO2，糖类，醇类，有机酸类 2. 氮气，硝态氮，铵态氮，有机氮化物 3. 光，CO2，有机物，CO2 4. 氧化无机物，CO2
5. 光能自养型，光能异养型，化能自养型，化能异养型 6. 基团转位.
7. NH3，CO2，化能自养型
8. 碳素，氮素，矿质元素，生长因素，水. 9. 有机物，无机物，水. 10. 主动输送，基团转位 11. 主动运输，基团移位.
12. 光能，CO2，，有机物，H2O，，有机物 13. 0.63-0.99，5:1
14. 病毒，立克次氏体，人工配制的培养基，活体培养 15. 糖，氨基酸，某些阳离子
四、解释题
1. 微生物营养：指微生物获得与利用营养物质的过程。
2. 光能自养型：以日光为能源，以CO2为碳源合成细胞有机物的营养类型。
3. 化能自养型：通过以氧化无机物释放出的能量还原CO2成为细胞有机物的营养类型。 4. 化能异养型：用有机物分解时释放出的能量将有机物分解的中间产物合成新的有机物的营养类型。
5. 有机营养型微生物：只以适宜的有机化合物作为营养物质的微生物。 6. 无机营养型微生物：以CO2作唯一碳源，不需要有机养料的微生物。
7. 生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物，包括维生素，氨基酸及碱基等。 8. 单纯扩散：营养物质进入微生物细胞时不需要载体参加，也不消耗代谢能量，而是顺营养物的浓度梯度由高浓度向低浓度运输营养物质进入微生物细胞的运输方式。
9. 主动运输：营养物质在运进微生物细胞时，需要载体蛋白参与，需要消耗能量，并可以以逆营养物浓度梯度进行运输的运输方式。这是微生物中存在的一种主要运输方式。 10. 培养基：人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
五、简答题
1. 微生物需要哪些营养物质，它们各有什么主要生理功能？
微生物生长需要碳素，氮素，矿质营养，生长因素等营养物质，其主要生理功能分别叙述如下：
（1）碳素营养物质：主要用来构成细胞物质和（或）为机体提供生命活动所需要的能量，常用糖类物质作C源。
（2）氮素营养物质：用作合成细胞物质中含N物质如蛋白质，核酸等的原料，及少数自养细菌的能源物质，常用铵盐，硝酸盐等无机氮源和牛肉膏，蛋白胨等作有机氮源。 （3）矿质营养物质，提供必要的金属元素。这些金属元素在机体中的生理作用有：参与酶的组成，成酶活性中心，维持细胞结构，调节和维持细胞渗透压。常用无机盐有：SO42-，Cl-，PO43-及含K+，Na+，Mg2+，Fe2+，Fe3+等金属元素的化合物。
（4）生长因素：构成酶的辅酶或辅基，构成酶活性所需成分，构成蛋白质或核酸的组分。常见的有维生素，氨基酸，碱基等。
2. 试述划分微生物营养类型的依据，并各举一例微生物说明之。
根据微生物生长所需要的碳源物质的性质和所需能源的不同，将微生物的营养类型分成如下四种：
（1）光能自养型微生物：它们能以CO2作为唯一碳源或主要C源并利用光能进行生长，并能以H2O、H2S等作供H体，将CO2还原成细胞物质，如蓝细菌属此种类型。
（2）光能异养型微生物：这类微生物亦能利用光能将CO2还原为细胞物质，但它们要以有机物作供氢体。红螺菌属此类。
（3）化能自养型微生物：这类微生物以CO2或CO32-作唯一碳源或主要碳源进行生长时，利用电子供体如H2. H2S等无机物氧化时放出的化学能作能源，如氢细菌，亚硝化细菌等。 （4）化能异养型微生物：大多数微生物属此类型，它们生长的碳源和能源均来自有机物。大肠杆菌即属此类。
3. 试述细菌通过基团转位吸收糖进入细胞内的过程。
基团转位将单糖吸收运输至细胞的过程如下： 热稳定蛋白HPr被PEP活化（磷酸化），由酶1完成。 热稳定蛋白将活化的磷酸基团转移给酶3。
细胞膜上的酶2将葡萄糖由外膜转运至内膜，该糖分子立即被活化的酶3磷酸化。 在这一过程中，糖分子一方面由膜外到达膜内，并同时实现磷酸化。
4. 举例说明微生物在生长过程中培养基pH值可能发生的变化，并提出解决方法。
微生物在生长繁殖和积累代谢产物的过程中，培养基的pH会发生如下变化： （1）如微生物在含糖基质上生长，会产酸而使pH下降。 （2）微生物在分解蛋白质和氨基酸时，会产NH3而使pH上升。 （3）以（NH4）2SO4作N源，会过剩SO42-，而使pH下降。 （4）分解利用阳离子化合物如：NaNO3，会过剩Na+而使pH上升。
为了维持培养基pH值的相对恒定，常常在培养基中加入缓冲物质如磷酸盐，碳酸盐等，以缓和pH的剧烈变化。
5. 有一培养基如下：甘露醇，MgSO4，K2HPO4，H2PO4，CuSO4，NaCl，CaCO3，蒸馏水。试述该培养基的A.碳素来源；B.氮素来源；C.矿质来源，该培养基可用于培养哪类微生物？ （1）该培养基的碳素来源和能量来源均来自甘露醇。
（2）该培养基未提供氮素来源，根据所学知识，只有能固氮的微生物才能在无氮培养基上生长。
（3）该培养基的矿质营养物质包括：Mg2+，K+，Cu2+，Na+，PO43-，SO42-
（4）HPO42-，PO43-，CaCO3主要用来作缓冲物质调节培养基的pH值，以保持pH不变。 据此我们可推知该培养基可用于培养自生固氮菌等微生物。
六、论述题
试设计一种分离纤维素分解菌的培养基，并说明各营养物质的主要功能（只写明成分，不要求定量）。
根据题意要求：我们的设计如下：
土壤中能分解纤维素的微生物，既有细菌，又有真菌，我们以纤维素分解细菌的分离为例说明：
（1）考虑到碳素营养物质要求，我们可以选纤维素作唯一碳源，一是为纤维素分解菌作碳源和能源，二是只能使纤维素分解菌生长而其它细菌不生长，起到选择培养作用。 （2）根据一般微生物要求，除需碳源和能源物质外，还需氮源及其它矿质营养，生长因素。N源可用（NH4）2SO4，生长因素可用酵母膏，矿质用K2HPO4. MgSO4. NaCl等。 （3）为了维持培养基的pH值恒定，可在培养基中加入CaCO3
所以，按以上分析并结合一般培养基的配制经验，我们设计出分离纤维素分解菌培养基配方如下：纤维素，（NH4）2SO4，K2HPO4，MgSO4，NaCl，CaCO3，酵母膏，水，pH中性
B部分习题参考答案 一、选择题
1-5. DDAAA 6-10. BDCBC
二、是非题
1-5. FTFFT 6-10. FTFFF
三、填空题
1. 蛋白胨，牛肉膏，(NH4)2SO4，Na2NO3;，豆饼粉 2. 固体，液体，半固体 3. H2O，O2，CO2 4. 酶1，酶2，酶3，HPr. 5. 协助扩散，主动运输，基团转位 6. 无机物，有机物，CO2，有机物
7. P，S，K，Mg，Ca，Fe；Mn，Mo，Co，Zn 8. 微生物分析法
9. 组成细胞组分；生化反应溶剂；物质的吸收和分泌介质；调节细胞温度；维持细胞的膨压
10. 构成细胞成分，调节渗透压、pH和Eh值，某些物质作自养微生物的能源
四、简答题
1. 简述固体培养基的配制和灭菌方法
实验室配制固体培养基的操作程序是照配方称取药品，将药品溶解在一定量的水中后加热煮沸，将琼脂按量称取后用水浸湿，将浸湿的琼脂加入煮沸的营养液中，待琼脂全部融化后调节pH值，补充损失的水分，分装培养基入不同的容器中。
使用手提式灭菌锅进行灭菌的操作程序是：锅内加水，灭菌物体装锅，对称上紧密封螺帽将锅密封上，加热升温，排尽锅内冷空气，升温至灭菌工艺条件(一般为98kpa)，在工艺条件下保压计时(一般为30分钟)，到时间后切断热源，降温，出锅。
2. 以EMB（伊红美蓝乳糖琼脂培养基）为例，分析鉴别培养基的作用原理。
鉴别性培养基是在培养基中加入能与某菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能将其与其他外形相似的菌落区分。EMB培养基中大肠杆菌，因其强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体带H+,故可染上酸性染料伊红，又因伊红与美蓝结合，使菌落呈深紫色。从菌落表面反光还可看到绿色金属闪光。而产酸弱的菌株的菌落呈棕色。不发酵乳酸的菌落无色透明。
3. 试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的基本特点。
比较项目 是否需代谢能 是否逆浓度运输 是否需载体蛋白 运输是否具选择性
简单扩散 促进扩散 主动运输 基团移位 否 否 否 否
否 否 是 是 否 否
是 是 是 是 否 是
是 是 是 是 是 否
运输前后溶质是否变化 否 是否主要运输方式
否
4、为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子？
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。 5、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株，为什么？
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酶的性质(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。
(生物科技行业)微生物的营养和培养基习题参考答案
