第4章微生物的营养习题

第四章微生物的营养习题填空题：1．组成微生物细胞的主要元素包括C、H、0、N、P和S等。2．微生物生长繁殖所需六大营养要素是碳源、氮源、无机盐、生长因子、水和能源。3．碳源物质为傲生物提供碳素来源和能源，碳源物质主要有糖、有机酸、醇、脂、烃等。4.氮源物质主要有蛋白质(肽、氨基酸)、氨及铵盐、硝酸盐、分子氮等，常用的速效氮源如玉米浆、(NH4)2SO4，有利于菌体生长；迟效氮源如黄豆饼粉、玉米饼粉它有利于代谢产物积累。5．无机盐的生理作用包括酶活性中心组分、维持细胞结构和生物大分子稳定、调节渗透压、控制氧化还原电位和作为能源物质。6．生长因子主要包括维生素、氨基酸和嘌呤和嘧啶，其主要作用是作为酶的辅基或辅酶、合成细胞结构及组分的前体。7．水的生理作用主要包括溶剂、参与化学反应、维持生物大分子构象、热导体、维持细胞形态和控制多亚基结构的装配与解离。8．根据碳源性质，微生物可分为自养型和异养型。9．根据能源，微生物可分为光能营养型和化能营养型。10.根据电子供体，微生物可分为无机营养型和有机营养型。11.根据碳源、能源和电子供体性质的不同，微生物的营养类型可分为光能无机自养、光能有机异养、化能无机自养和化能有机异养。12．设计、配制培养基所要遵循的原则包括选择适宜营养物质、营养物质浓度及配比合适、控制pH、控制氧化、还原电位和原料来源灭菌处理。13．按所含成分划分，培养基可分为复合(天然)培养基和合成培养基。14．按物理状态划分，培养基可分为固体、牛固体和液体。15．按用途划分，培养基可分为基础、加富、鉴别和选择等4种类型。16．常用的培养基凝固剂有琼脂、明胶和硅胶。17，营养物质进入细胞的主要影响因素是营养物质性质、微生物所处环境和微生物细胞透过屏障。18．营养物质进入细胞的方式有扩散、促进扩散、主动运输和膜泡运输。选择题（4个答案选1）：1．在含有下列物质的培养基中，大肠杆菌首先利用的碳物质是((2))。(1)蔗糖(2)葡萄糖(3)半乳糖(4)淀粉2．在工业生产中为提高土霉素产量，培养基中可采用的混合氮源是((3))。(1)蛋白胨／酵母浸膏(2)黄豆饼粉／花生饼粉(3)玉米浆／黄豆饼粉(4)玉米浆／(NH4)2SO43．下列物质可用作生长因子的是((4))。(1)葡萄糖(2)纤维素(3)NaCl(4)叶酸4．一般酵母苗生长最适水活度值为((4))。(1)0．95(2)0．76(3)0．60(4)0．885．大肠杆菌属于((4))型的微生物。(1)光能无机自养(2)光能有机异养(3)化能无机自养(4)化能有机异养6蓝细菌和藻类属于((1))型的微生物。(1)光能无机自养(2)光能有机异养(3)化能无机自养(4)化能有机异养7．硝化细菌属于((3))型的微生物。(1)光能无机自养(2)光能有机异养(3)化能无机自养(4)化能有机异养8．某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源，属于((1))型的微生物。(1)兼养型(2)异养型(3)自养型(4)原养型9．化能无机自养微生物可利用((2))为电子供体。 (1)CO2(2)H2(3)O2(4)H2O10．实验室培养细菌常用的的培养基是((1))。(1)牛肉膏蛋白胨培养基(2)马铃薯培养基(3)高氏一号培养基(4)查氏培养基11用来分离产胞外蛋白酵菌株的酪素培养基是一种((4))。(1)基础培养基(2)加富培养基(3)选择培养基(4)鉴别培养基12．固体培养基中琼脂含量一般为((2))。(1)0．5％(2)1．5％(3)2．5％(4)5％13．下列培养基中((4))是合成培养基。(1)LB培养基(2)牛肉膏蛋白胨培养基(3)麦芽汁培养基(4)查氏培养基14．培养百日咳博德氏苗的培养基中含有血液，这种培养基是((2))。(1)基础培养基(2)加富培养基(3)选择培养基(4)鉴别培养基15．用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种((3))。(1)基础培养基(2)加富培养基(3)选择培养基(4)鉴别培养基16．一般酵母菌适宜的生长pH为((1))。(1)5．0-6．0(2)3．0-4．0(3)8．0-9．0(4)7．0-7．517．一般细菌适宜的生长pH为((4))。(1)5．0-6．0(2)3．0-4．0(3)8．0-9．0(4)7．0-7．518．水分子可通过((2))进入细胞。(1)主动运输(2)扩散(3)促进扩散(4)基团转位19．需要载体但不能进行逆浓度运输的是((3))。(1)主动运输(2)扩散(3)促进扩散(4)基团转位20．被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是((4))。(1)主动运输(2)扩散(3)促进扩散(4)基团转位是非题：1．所有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。×2．某些假单胞苗可以利用多达90种以上的碳源物质。√3．碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。×4．氨基酸在碳源缺乏时可被微生物用作碳源物质，但不能提供能源。×5．以(NH4)2SO4为氮源培养微生物时，会导致培养基pH升高。×6．KNO3，作为氮源培养微生物被称为生理碱性盐。√7．在配制复合培养基时，必须向培养基中定量补加微量元素。×8．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。×9．目前已知的致病微生物都是化能有机异养型生物。√10．只有自养型微生物能够以CO2为惟一或主要碳源进行生长。√11．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。√12．为使微生物生长旺盛，培养基中营养物质的浓度越高越好。×13．在培养基中蛋白胨可以作为天然的缓冲系统。√14．对含葡萄糖的培养基进行高压蒸汽灭菌时可在121.3°C加热20min即可。×15．半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。√16．基础培养基可用来培养所有类型的微生物。×17．一些化能有机异养微生物可以在以葡萄糖为碳源、铵盐为氮源的合成培养基上生长。√18．伊红美蓝(EMB)培养基中．伊红美蓝的作用是促进大肠杆菌的生长。×19．在用于分离G+细菌的选择培养基中可加入结晶紫抑制G-细菌的生长。×20.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。×2l.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。×22．被动运输是微生物细胞吸收营养物质的主要方式。×23．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，当被运输物质胞外浓度高于胞内浓度时，主动运输就不需要消耗代谢能。×24．Na+，K+-ATP酶利用ATP的能量将胞内K+“泵”出胞外，而将胞外Na+“泵”入胞内。×25．微生物细胞向跑外分泌铁载体，通过ABC转运蛋白将Fe2+运输进入细胞。× 问答题：1．能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么?2．为什么生长因于通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子?3．以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵活性。4．如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计实验?5．某些微生物对生长因子的需求具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析”(microbiologicalassay)对样品中维生素或氨基酸进行定量。试设计实验利用某微生物对某一样品维生索B的含量进行分析。6．以伊红美蓝(EMB)培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。7．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苗的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与苗落直径比大，就断定该菌株产胞外蛋白酵的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么?8．与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么?9．以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸—糖磷酸转移酶系统(PTS)为例解释基团转位。10．试分析在主动运输中，ATP结合盒式转运蛋白(ABC转运蛋白)系统和膜结合载体蛋白(透过酵)系统的运行机制及相互区别。解答：1．不能。微生物对微量元素需要量极低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。2．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。3．紫色非硫细菌在没有有机物时可同化c0：进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物氧化产生的化学能进行化能营养生活。4．A从苯含量较高的环境中采集土样或水样；B配制培养基，制备平板，一种仅以苯作为惟一碳源(A)，另一种不含任何碳源作为对照(B)；C将样品适当稀释(十倍稀释法)，涂布A平板；D将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生；(5)将A平板上的菌落编号并分别转接至B平板，置于相同温度条件下培养(在B平板上生长的菌落是可利用空气中C02的自养型微生物)；(6)挑取在A平板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新的A平板上划线、培养，获得单菌落，初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物；(7)将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实验，利用相应化学分析方法定量分析该菌株分解利用苯的情况。5．A将缺乏维生素B。：但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别定量接入用于测定的微生物；B在这些试管中分别补加不同量的维生素B，：标准样品及待测样品，在适宜条件下培养；C以微生物生长量(如测定0D㈣。。)值对标准样品的量作图，获得标准曲线；D测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中维生素B．：的含量。6．EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌菌落带金属光泽的深紫色，而与其他不能发酵乳糖产酸的微生物区分开。7．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。8． 主动运输与促进扩散相比的优点在于可以逆浓度运输营养物质。通过促进扩散将营养物质运输进入细胞，需要环境中营养物质浓度高于胞内，而在自然界中生长的微生物所处环境中的营养物质含量往往很低，在这种情况下促进扩散难以发挥作用。主动运输则可以逆浓度运输，将环境中较低浓度营养物质运输进入胞内，保证微生物正常生长繁殖。9．大肠杆菌PTs由5种蛋白质(酶I、酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc及热稳定蛋白质Hn)组成，酶Ⅱa、酶b、酶Ⅱc3个亚基构成酶Ⅱ。酶I和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶Ⅱa也是细胞质蛋白，亲水性酶Ⅱb与位于细胞膜上的疏水性酶Ⅱc相结合。酶Ⅱ将一个葡萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)上的磷酸基团逐步通过酶I和HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶Ⅱ的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTs进入细胞后加上了一个磷酸基团。10．AABC转运蛋白常由两个疏水性跨膜结构域与胞内的两个核苷酸结合结构域形成复合物，跨膜结构域在膜上形成一个孔，核苷酸结合结构则可结合ATP。ABc转运蛋白发挥功能还需要存在于周质空间(G+菌)或附着在质膜外表面(G一菌)的底物结合蛋白的帮助。底物结合蛋白与被运输物质结合后再与ABC转运蛋白结合，借助于ATP水解释放的能量，ABC转运蛋白将被运输物质转运进入胞内。B膜结合载体蛋白(透过酶)也是跨膜蛋白，被运输物质在膜外表面与透过酶结合，而膜内外质子浓度差在消失过程中，被运输物质与质子一起通过透过酶进入细胞。C被运输物质通过ABC转运蛋白系统和通过透过酶进入细胞的区别在于能量来源不同，前者依靠ATP水解直接偶联物质运输，后者依靠膜内外质子浓度差消失中偶联物质运输。