第七章 微生物的生长及其控制.doc

第七章 微生物的生长及其控制 习 题一、填空题1、一条典型的生长曲线至少可分为 、 、 和 4个生长时期。2、测定微生物的生长量常用的方法有 、 、和 。而测定微生物数量变化常用的方法有 、 、 和 ；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有 、 和 。3、获得细菌同步生长的方法主要有（1） 和（2） ，其中（1）中常用的有 、 和 。4、控制连续培养的方法有 和 。5、影响微生物生长的主要因素有 、 、 、 和 等。6、对玻璃器皿、金属用具等物品可用 或 进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用 灭菌，其温度为 ，时间为 。7、通常，细菌最适pH的范围为 ，酵母菌的最适pH范围为 ，霉菌的最适pH范围是 。8、杀灭或抑制微生物的物理因素有 、 、 、 、 和 等。9、抗生素的作用机制有 、 、 和 。10、抗代谢药物中的磺胺类是由于与 相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成 。二、选择题1、以下哪个特征表示二分裂？（ ） （1）产生子细胞大小不规则 （2）隔膜形成后染后体才复制 （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？（ ） （1）40h （2）20h （3）10h （4）3h3、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？（ ） （1）死亡期 （2）稳定期（3）延迟期（4）对数期4、细菌细胞进入稳定期是由于：细胞已为快速生长作好了准备；代谢产生的毒性物质发生了积累；能源已耗尽；细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（ ）。 （1）1，4 （2）2，3 （3）2，4 （4）1，55、对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（ ）。 （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6、下列哪种保存方法会降低食物的水活度？（ ） （1）腌肉 （2）巴斯德消毒法 （3）冷藏（4）酸泡菜7、连续培养时培养物的生物量是由（ ）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8、常用的高压灭菌的温度是（ ）。 （1）121 （2）200 （3）63（4）1009、巴斯德消毒法可用于（ ）的消毒。 （1）啤酒 （2）葡萄酒 （3）牛奶（4）以上所有10、（ ）能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。 （1）青霉素 （2）磺胺类药物 （3）四环素（4）以上所有三、是非题1、在群体生长的细菌数量增加一部所需时间为代时。2、最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。3、一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定的菌数多。4、一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。5、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。6、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。7、巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。8、对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。9、酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。10、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。四、名词解释1 微生物连续培养2 抗微生物剂3 抗生素4 抗代谢物5 微生物的抗药性6 灭菌7 消毒8 生长曲线五、简答题1、试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别。2、与分批发酵相比，连续培养有何优点？3、过滤除菌有些什么方法？哪种方法较为经济实惠？4、近年来是什么原因导致抗生素不敏感的抗性菌株的增多？六、论述题1、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。2、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？3、大肠杆菌在37的牛奶中每12.5min繁殖一代，假设牛奶消毒中，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？4、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。5、详述嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌和极端嗜热菌的不同。6、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？习 题 答 案一、填空题1迟缓期 对数生长期 稳定生长期 衰亡期 2单细胞计数 细胞物质的重量 代谢活性 培养平板计数法 膜过滤法 液体稀释法 显微镜直接计数 比浊法 重量法 生理指标法3机械法 环境条件控制法 离心法 过滤分离法 硝酸纤维素滤膜法 4恒浊法 恒化法5营养物质 水活性 温度 pH 氧 6高压蒸汽灭菌法 干热灭菌法 超高温灭菌 135 150 26s 76575 4555 4555 8温度 辐射作用 过滤 渗透压 干燥 超声波 9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 抑制蛋白质和核酸合成 10对氨基苯甲酸 叶酸二、选择题1(3) 2(3) 3 (4) 4(2) 5(4) 6(1) 7(4) 8(1) 9(4) 10(2)三、是非题1 2 3 4 5+ 6 7 89 10 四、名词解释1微生物连续培养：在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并维持生长下去的一种培养方法。2抗微生物剂：是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质。3抗生素：是由某些生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，它们是能抑制其他微生物生长或杀死它们的化合物。4抗代谢物：是指那些在结构上与微生物生长因子相似但又有区别，它们不能够在菌体细胞内起着生长因子的同样作用，但却能够阻止微生物对生长因子的利用，因而可以抑制微生物的生长。5微生物的抗药性：微生物能够抵抗化学药物作用而正常生长的能力。6灭菌：利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施。7消毒：利用某种方法杀毒或灭活物质或物体中所有病原微生物的一种措施。8生长曲线：以培养时间为横坐标，以细菌细胞数目的对数或生长速率为纵坐标绘图所得到的曲线称为生长曲线。五、简答题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；细胞群体的生长，是细胞数量或细胞物质量的增加。细胞的生长和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；降低动力消耗体力劳动强度；产品质量较稳定。3。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孔的滤膜；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。4主要有以下5个原因：细胞质膜透性改变使药物不能进入细胞；药物进入细胞后又被细胞膜中的移位酶等泵出胞外；细菌产生了能修饰抗生素的酶使之失去活性；药物作用靶发生改变从而对药物不再具有敏感性；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。六、论述题1 直接计数法通常是利用细胞计数板，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，而且能够观察细胞大小以及形态特征。该方法的缺点是：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。2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、稳定期和襄习亡期等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，导致细菌数理量呈对数增加，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i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。3代时G=( tt0)n =0.301 ( tt0)(1gNtlgNo)tt0=(1g3000000lgl) 12.50.301 269(min) 4.5(h) 答：最多能放45h。4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：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。影响细胞质的流动性，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。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。5嗜冷菌生长的温度范围是020t，最适生长温度为15吧；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4580以上，最适生长温度5565；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