第6章微生物的生长繁殖习题

第六章微生物的生长繁殖及其控制习题填空题：1．一条典型的生长曲线至少可分为迟缓期、对数生长期、稳定生长期和衰亡期4个生长时期。2．测定微生物的生长量常用的方法有单细胞计数、细胞物质的重量和代谢活性。而测定微生物数量变化常用的方法有培养平板计数法、膜过滤法、液体稀释法和显微镜直接计数；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有比浊法、重量法和生理指标法。3．获得细菌同步生长的方法主要有(1)机械法和(2)环境条件控制法，其中(1)中常用的有离心法、过滤分离法和硝酸纤维素滤膜法。4．控制连续培养的方法有恒浊法和恒化法。5．影响微生物生长的主要因素有营养物质、水活性、温度、pH和氧等。6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用高压蒸汽灭菌法或干热灭菌法进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用超高温灭菌灭菌，其温度为135-150~C，时间为2—6s。7．通常，细菌最适pH的范围为6．5—7．5，酵母菌的最适pH范围为4．5～5．5，霉菌的最适pH范围4．5—5．5。8．杀灭或抑制微生物的物理因素有温度、辐射作用、过滤、渗透压、干燥和超声波等。9．抗生素的作用机制有抑制细菌细胞壁合成、破坏细胞质膜、作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化和抑制蛋白质和核酸合成。10．抗代谢药物中磺胺类是由于与对氨基苯甲酸 相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成叶酸选择题：1．以下哪个特征表示二分裂?((3))(1)产生子细胞大小不规则(2)隔膜形成后染色体才复制(3)子细胞含有基本等量的细胞成分(4)新细胞的细胞壁都是新合成的2．代时为0.5h的细菌由103个增加到109个时需要多长时间?((3))(1)40h(2)20h(3)10h(4)3h3．某细菌2h中繁殖了5代，该菌的代时是((2))。(1)15min(2)24min(3)30min(4)45min4．代时是指((4))。(1)培养物从接种到开始生长所需要的时间(2)从对数期结束到稳定期开始的间隔时间(3)培养物生长的时间(4)细胞分裂繁殖一代所需要的时间5．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期?((4))(1)死亡期(2)稳定期(3)延迟期(4)对数期6．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质((2))。(1)1，4(2)2,3(3)2，4(4)l，57．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是((4))。(1)比浊法(2)显微镜直接计数(3)干细胞重量测定(4)平板菌落记数8．用比浊法测定生物量的特点是((4))。(1)只能用于测定活细胞(2)易于操作且能精确测定少量的细胞(3)难于操作但很精确(4)简单快速，但需要大量的细胞9．下列哪种保存方法会降低食物的水活度？((1))(1)腌肉(2)巴斯德消毒法(3)冷藏(4)酸泡菜10．细胞复制时所有的细胞组分都按比例有规律地增加的现象是((4))。(1)对数生长(2)二分裂(3)最大生长(4)平衡生长11．连续培养时培养物的生物量是由((4))来决定的。(1)培养基中限制性底物的浓度(2)培养罐中限制性底物的体积(3)温度(4)稀释率12．最适生长温度低于20℃的微生物被称为((4))。(1)耐冷菌(2)嗜温菌(3)耐热菌(4)嗜冷菌13．过氧化氢酶能解除((4))的毒性。(1)超氧化物自由基(2)过氧化物(3)三线态氧(4)过氧化氢14．能导致微生物死亡的化学试剂是((4))。(1)抑菌剂(2)溶菌剂(3)杀菌剂(4)(2)和(3) 15．微生物数量减少十倍所需的时间是((1))。(1)十倍减少时间(2)十倍减少值(3)热致死时间(4)对数时间16．只能用高压灭菌才能杀死的是((3))(1)结核分枝杆菌(2)病毒(3)细菌的内生孢子(4)霉菌孢子17．常用的高压灭菌的温度是((1))。(1)121℃(2)200℃(3)63℃(4)100℃18．巴斯德消毒法可用于((4))的消毒。(1)啤酒(2)葡萄酒(3)牛奶(4)以上所有19．保存冷冻食品的常用温度是((2))。(1)4℃(2)-20℃(3)-70℃(4)0℃20．((2))能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。(1)青霉素(1)磺胺类药物(3)四环素(4)以上所有是非题：1．细菌分裂繁殖一代所需时间为倍增时间。×2.在群体生长的细菌数量增加一倍所需时间为代时。×3.样品稀释10-3后，从中取出0.1mL涂布在琼脂平板上培养，长出36个菌落，因此样品中的细菌数为36000个／mL。×4．最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。√5．一般而言，对数生长期的细菌细胞最大。×6．一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定出的菌数多。√7．在一密闭容器中接种需氧菌和厌氧菌，需氧菌首先生长。√8．分子氧对专性厌氧微生物的抑制和致死作用，是因为这些微生物内缺乏超氧化物化酶和过氧化氢酶。√9．一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。√10．分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。√11.最低生长温度是指微生物能生长的温度下限。最高生长温度是指微生物能生长的温度上限。√12．特定温度下杀死某一样品中90％微生物或孢子及芽孢所需的时间为热致死时间。×13．可采用高匝灭菌对抗体进行灭菌。×14．巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。√15．对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。×16．腌肉防止肉类腐败的原因是提高了渗透压。×17．酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。√18．四环素能抑制细菌细胞壁的合成，青霉素能抑制细菌蛋白质的合成。√19．1：600稀释时某化学试剂10min内能杀死的金黄色葡萄球菌与1：60稀释的石炭酸相同，该化学试剂的石炭酸系数为10。×问答题：1．试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别。2．用来测定细菌生长量的直接计数法和间接计数法一般采用什么具体的方法?并从实际应用、优点、使用的局限性3个方面加以具体分析。3．封闭系统中微生物的生长经历哪几个生长期?以图表示并指明各期的特点。如何利用微生物的生长规律来指导工业生产?4．大肠杆菌在37℃的牛奶中每12.5min繁殖一代，假设牛奶消毒后，大肠杆菌的含量为1个／100mL，请问按国家标准(30000个／mL)，该消毒牛奶在37℃下最多可存放多少时间?5．与分批发酵相比，连续培养有何优点?6．说明温度对微生物生长的影响，详述温度对微生物生长的影响的具体表现。7，详述嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌和极端嗜热菌的不同。8．哪几种氧形式对细胞有毒性?微生物细胞具有什么酶来解除氧的毒性?9．过滤除菌有些什么方法?哪种方法较为经济实惠?10．近年来是什么原因导致抗生素不敏感的抗性菌株的增多?解答：1．单个细菌细胞的生长，是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大的过程；细菌群体生长，是细胞数量或细胞物质量的增加。细菌的生长与繁殖两个过程很难绝对分开，接种时往往是接种成千上万的群体数量，因此，微生物的生长一般是指群体生长。  2．直接计数法通常是利用细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下直接计算一定容积里样品中的微生物的数量。该方法简便、易行，成本低，且能观察细胞大小及形态特征。该法的缺点是：样品中的细胞数不能太少，否则会影响计数的准确性，而且该法不能区别活细胞和死细胞。间接计数法又称活菌计数法，一般是将适当稀释的样品涂布在琼脂培养基表面，培养后活细胞能   形成清晰的菌落，通过计算菌落数就可以知道样品中的活菌数。平板涂布和倾倒平板均可用于活菌计数。平板计数简单灵敏，广泛应用于食品、水体及土壤样品中活菌的计数。该法的缺点有：可能因为操作不熟练使得细胞未均匀分散或者由于培养基不合适不能满足所有微生物的需要而导致结果偏低，或使用倾倒平板技术时因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结果不稳定等。 3．细菌生长曲线图参见教材第六章。封闭系统中微生物的生长经历迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等4个生长时期。在迟缓期中细胞体积增大，细胞内RNA、蛋白质含量增高，合成代谢活跃，细菌对外界不良条件反应敏感。在迟缓期细胞处于活跃生长中，但分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。对数期中细菌以最快的速度生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，细胞内所有成分以彼此相对稳定的速度合成，细菌为平衡生长。由于营养物质   消耗，代谢产物积累和环境变化等，群体的生长逐渐停止，生长速率降低至零，进入稳定期。稳定期中活细菌数最高并保持稳定，细，菌开始储存糖原等内含物，该期是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。营养物质消耗和有害物的积累引起环境恶化，导致活细胞数量下降，进入衰亡期。衰亡期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，菌体细胞呈现多种形态，细胞大小悬殊。在工业发酵和科学研究中迟缓期会增加生产周期而产生不利影响，因此需采取必要措施来缩短迟缓期。对数期的培养物由于生活力强，因而在生产上普遍用作“种子”，对数期的培养物也常常用来进行生物化学和生理学的研究。稳定期是积累代谢产物的重要阶段，如某些放线菌抗生素的大量形成就在此时期，因此如果及时采取措施，补充营养物或去除代谢物或改善培养条件，可以延长稳定期以获得更多的菌体或代谢产物。 4．答：最多能放4．5h。    5．由于连续培养中微生物的生长一直保持在对数期，生物量浓度在较长时间内保持恒定，因此与单批发酵相比，连续培养：能缩短发酵周期，提高设备利用率；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定。6．微生物的生长具有相当高的温度依赖性，有最低、最适和最高生长温度这几个基本温度。最适温度总是更靠近最高生长温度而不是最低生长温度。温度对微生物生长的影响的具体表现在：①影响酶活性，温度变化会影响酶促反应速率，最终影响细胞物质合成。②影响细胞质膜的流动性，温度高则流动性高，有利于物质的运输；温度低则流动性低，不利于物质的运输。因此，温度变化影响营养物质的吸收和代谢物质的分泌。③影响物质的溶解度，温度上升，物质的溶解度升高，温度降低，物质的溶解度降低，机体对物质的吸收和分泌受影响，最终微生物的生长受影响。温度过高时酶和其他蛋白质变性，细胞质膜熔化崩解，细胞受到损害。温度很低时，细胞质膜冻结，酶也不能迅速工作，因此，在温度高于或低于最适生长温度时生长速度会降低。， 7．嗜冷菌生长的温度范围是0—20~C，最适生长温度为15℃；嗜温菌生长的温度范围是15—45℃，最适生长温度为20～45℃；嗜热菌生长的温度范围是45～80~C以上，最适生长温度为 55—65℃；极端嗜热菌生长的温度范围是80℃以上，最适生长温度为80～113℃，低于55℃通常不会生长。嗜冷菌的运输系统和蛋白质合成系统在低温下能很好地发挥功能，其细胞膜含有大量的不饱和脂肪酸，能在低温下保持半流质状态。当温度高于20cC时，细胞膜被破坏，细胞内组分流出。嗜热菌具有能在高温条件下发挥功能的酶和蛋白质合成系统，细胞膜脂类物质的饱和程度高，因此融点高，能保持高温下的细胞完整。8．氧气受到辐射可被还原为超氧化物自由基、过氧化氢、羟基自由基等，它们是强氧化剂，能迅速破坏细胞组分。专性好氧和兼性厌氧微生物的细胞中含有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，能破坏超氧化物自由基、过氧化氢。另外，细胞中的过氧化物酶也能降解过氧化氢。9．过滤除菌有3种：深层过滤、膜过滤和核孔过滤。深层过滤器是由纤维或颗粒状物质制成的过滤板层；膜过滤器是由醋酸纤维素、硝酸纤维素或其他合成物质制成的具有微孑L的滤膜；核孔过滤器是由核辐射处理后再经化学蚀刻的薄聚碳酸胶片而制成。深层过滤较为经济实惠，多用于工业发酵，后两种方法主要用于科学研究。10．主要有以下5个原因：①细胞质膜透性改变使药物不能进入细胞；②药物进入细胞后又被细胞膜中的移位酶等泵出胞外；③细菌产生了能修饰抗生素的酶使之失去活性；④药物作用靶发生改变从而对药物不再具有敏感性；⑤菌株改变代谢途径以绕过受药物抑制的过程或增加靶代谢物的产物。表6—6 抗菌药物的作用机制 药 物作用机制 抗菌素 青霉素(penicillin)抑制细胞壁合成：青霉素卢—内酰胺环结构与D—丙氨酸末端结构相似，从而能占据D—丙氨酸的位置与转肽酶结合，并将酶灭活，肽链之间无法彼此连接，抑制了细胞壁的合成 链霉素(streptomycin)抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的30S亚基结合，抑制蛋白质合成，引起mRNA错读四环素(tetracycline)抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的30S亚基结合，干扰氨酰tRNA的结合 氯霉素(chloramphenic01)抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的50S亚基结合，通过抑制肽基转移酶阻断肽键形成 红霉素(erythromycin)抑制蛋白质合成：与细菌核糖核蛋白体的50S亚单位相结合，抑制肽酰基转移酶，影响核糖核蛋白体移位过程，妨碍肽链增长，抑制细菌蛋白质的合成利福平(rifampicin)抑制核酸合成：通过结合和抑制DNA依赖的RNA聚合酶阻断RNA合成抗代谢物磺胺类药物(sulfadrug)代谢颉颃作用：由于很多细菌需要自己合成叶酸而生长，磺胺是叶酸组成部分对氨基苯甲酸的结构类似物，因而磺胺能阻止细菌叶酸的合成。磺胺对人体细胞无毒性，因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶——二氢叶酸合成酶，不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶酸，而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长