江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案

江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 1 页 共 47 页 1、试讨论干热灭菌试讨论干热灭菌、巴氏消毒巴氏消毒、高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌、过滤除菌过滤除菌、放射线灭菌等方法的作用放射线灭菌等方法的作用 原理和适用对象原理和适用对象。（2008） 答答：（1）干热灭菌法： 灼烧灭菌法： 原理：灼烧的高温能使各种细胞成分和各种有机物发生燃烧氧化，是一种最彻底的干 热灭菌法。 适用对象：接种工具，污染物品，实验动物尸体等。 干热空气灭菌法： 原理：干热可使细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥，并可使各种细胞成分发生氧 化变质。 适用对象：玻璃、陶瓷器皿，金属用具等耐高温的物品。 （2） 巴氏消毒法 原理：湿热蒸汽投射力强，能破坏维持蛋白质空间结构和稳定性的氢键。此法可杀灭 物料中的无芽孢病原菌，又不影响其风味。 适用对象：牛奶、啤酒、果酒或酱油等不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料。 （3） 高压蒸汽灭菌法（常规加压蒸汽灭菌法）： 原理：在加压条件下，水的沸点超过 100，由此可提供高于 100的水蒸气。为达到 良好的灭菌效果，一般要求温度 121，1520min。有时为了防止培养基内葡萄糖等成分 的破坏，也可采用较低温度（115）下维持 35 min 的方法。 适用对象：耐高温物，一般培养基，生理盐水，缓冲溶液，玻璃、陶瓷器皿等。 （4） 过滤除菌法： 原理：将微生物过滤去除。 适用对象：空气，热敏物质，蛋白质，酶，血清，纤维素，氨基酸等。 （5） 放射线灭菌法 原理：-射线，X-射线的杀菌作用，其中 -射线的穿透力非常强，可对密封包装后的 物品进行灭菌。 适用对象：不耐热或受热易变质、变味的物品。 2、 何谓微生物的营养物质何谓微生物的营养物质？微生物的营养物质有哪几类微生物的营养物质有哪几类？试讨论微生物的六类营养物试讨论微生物的六类营养物 质质。试比较微生物吸收营养物质的各种方式试比较微生物吸收营养物质的各种方式。 （08、07、2010） 答答：营养物质：微生物在生命活动中从环境中吸取的用以提供能量、调节新陈代谢以 及合成细胞物质的物质。 营养物质分为六大类：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水 （1） 碳源：凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物。除水外， 碳源是需要量最大的营养物。 碳源谱可分为有机碳与无机碳两个大类。 必须利用有机碳源的 微生物是异养微生物，其碳源同时兼作能源，凡以无机碳源（CO2、碳酸盐等）作主要碳源 的微生物，则是自养微生物。糖类是最广泛利用的碳源，其次是有机酸类、醇类和脂类等。 在糖类中，单糖优先于双糖，双糖优于多糖，己糖优先于戌糖，葡萄糖、果糖优于甘露糖、 半乳糖；在多糖中，淀粉优于纯多糖，纯多糖则优于杂多糖。 理功能：提供 C 元素；提供能量 （2）氮源：凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质。氮源分为无 机氮与有机氮，速效性氮源与迟效性氮源，生理酸性盐和生理碱性盐，是微生物的主要营养 物。 异养微生物对氮源的利用顺序是： “NCHO”或“NCHOX”类优于“NH 类， 更优于 NO” 类，而最不易利用的则是“N”类。 生理功能：提供 N 元素；氮源一般不提供能量，只有少数细菌能通过氧化 NH4 或 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 2 页 共 47 页 NO3 中的 N 获取能量 （3）能源： 能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能，包括化学能源和光能。 （4）生长因子：是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单碳源、氮源自身合 成的有机物。 生长因子自养型不需要，生长因子异养型微生物的生长因子包括：广义的有维生素、 嘌呤、嘧啶、氨基酸、卟啉及其衍生物、甾醇等。狭义的一般仅指维生素。 生理功能：作为辅酶或辅基；细胞的化学组成；参与合成代谢物 （5）无机盐：为微生物提供除碳源、氮源以外各种重要元素的来源。可分为大量元素 与微量元素。 生理功能：参与细胞结构物质的组成，如 P，S；参与酶的组成与调节酶的活性， 如酶的活性基成分（Fe，Cu，Zn，Co）及酶的激活剂（Mn，Mg） ；参与能量转移，如 P； 调节并维持细胞渗透压的平衡，如 K，Na；作为某些微生物的能源物质。 （6）水：包括结合水和自由水两类。 生理功能：优良溶剂与运输介质；参与某些生化反应；维持生物大分子结构； 热导体，调节细胞温度；维持细胞形态；控制多亚基的装配与解离。 运送营养物质的各种方式： 简单扩散：无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式输送营养物质。 促进扩散：是一种有特异性载体蛋白参与的不消耗代谢能量的输送机制。 主动输送：在消耗代谢能量的同时，实现溶质在细胞内的浓缩而没有任何化学变化发 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 3 页 共 47 页 生的输送机制。 基团转位：被输送的基质分子在膜内经受了共价的改变，以被修饰的形式（被磷酸化） 进入细胞质的输送机制。基团转位实际上是一种特殊的主动输送方式。 3、试举例根据突变体的表型特征讨论微生物的突变类型试举例根据突变体的表型特征讨论微生物的突变类型。（2008） 答答： 形态突变型：细胞个体形态或菌落形态发生改变的突变型。 营养缺陷型：野生型菌株由于基因突变而丧失合成一种或几种生长因子的能力。如 氨基酸缺陷型。 抗性突变型：由于基因突变而产生对某种化学药物致死物理因子或噬菌体具有抗性 的变异菌种。如：抗药性突变菌株 致死突变型：由于基因突变而导致个体死亡的突变型。 条件致死突变型：在某种条件下正常生长繁殖并呈现固有的表形，而在另一条件下 致死的突变型。例如：E.coli 的一种温度敏感突变型在 37下正常生长，在 42下却不能 生长。 产量突变型：所产生的代谢产物的产量明显有别于原始菌株的突变株。 4、举例讨论微生物之间的互生举例讨论微生物之间的互生、共生共生、竞争竞争、寄生寄生、拮抗拮抗和捕食和捕食关系关系。 （08、07） 答答： （1）互生关系：两种可单独生活的微生物共同生活在一起时，通过各自的代谢活 动而有利于对方， 或偏利于一方的生活方式。 是一种“可分可合， 合比分好”的松散相互关系。 互生关系可分为偏利共栖关系和互利共栖关系。 例如好氧微生物与厌氧微生物共栖时， 好氧 微生物消耗环境中的分子氧， 为厌氧微生物的生存和发展创造厌氧的环境条件； 纤维分解微 生物和固氮细菌的共栖， 纤维分解菌分解纤维产生的糖类可为固氮细菌提供碳源和能源， 而 固氮细菌固定的氮素可为纤维分解微生物提供氮源， 互为有利而促进了纤维分解菌和氮素固 定。 （2）共生关系：两种微生物共同生活在一起时，相依为命，彼此有利，甚至形成特殊 的共生体，它们在生理上表现出一定的分工，在组织和形态上产生了新的结构。 例如某些藻类或蓝细菌与真菌组成的地衣，地衣中的藻类或蓝细菌进行光合作用，可 为真菌提供有机化合物、 碳源和能源以及分子氧， 而真菌菌丝则为藻类或蓝细菌不仅提供栖 息之处，而且提供矿质元素和水分，甚至生长物质。 （3）寄生关系：一种微生物生活在另一种微生物的体内或体表，依靠摄取后者细胞的 营养进行生长繁殖同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。其表现为“损人利己” 的特点。例如噬菌体与细菌，蛭弧菌与大肠杆菌之间的关系。 （4）拮抗现象：一种微生物所产生的特定代谢产物可抑制他种微生物的生长发育甚至 杀死它们的一种相互关系，其特点表现为“排除异己”。例如人们在腌制酸菜或泡菜时，乳酸 菌生长，进行乳酸发酵，产生乳酸降低环境 pH 值，使其他不耐酸的微生物不能生存，而乳 酸细菌却不受影响。 （5）竞争关系：生活在同一环境中的两种微生物，对营养物质、溶解氧、生活空间等 共同要求的有限环境因子的争夺关系， 其中最能适应特殊环境的种类将占优势。 其特点表现 为“你争我抢”。例如厌氧生境中，硫酸盐还原细菌和产甲烷细菌都能利用 H2/CO2或乙酸， 但是硫酸盐还原细菌对于 H2或乙酸亲和力较产甲烷细菌高。 （6）捕食关系：一种微生物种群被另一种微生物种群完全吞食，捕食者种群从被食者 种群得到营养，而被食者种群产生不利影响。例如少孢节丛孢菌（捕食性真菌）捕食土壤线 虫。 5、试述试述获得一株液化型淀粉酶高产突变株的方法与理由获得一株液化型淀粉酶高产突变株的方法与理由。 （2008） 答：方案一方案一：（1）出发菌株选择 方法： 以从自然界分离的产液化型淀粉酶（-淀粉酶）的野生型枯草芽孢杆菌为出 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 4 页 共 47 页 发菌株。查阅文献，了解该菌种的生长培养特性，确定试验方案。 理由：野生型枯草芽孢杆菌对诱变剂敏感，容易发生变异，且易产生正突变；枯草芽 孢杆菌为单倍体的单核细胞。 （2）制备含菌平板 从已活化的野生型枯草芽孢杆菌斜面上挑一环菌于装有 5ml 牛肉膏蛋白胨培养液的试 管中，在 30条件下培养过夜。次日，按 5%接种量取上述菌液于牛肉膏蛋白胨培养液中， 放 30培养 67h。取 0.2ml 菌液涂布接种于牛肉膏蛋白胨平板上，倒置于 30恒温箱中培 养 2h。 理由：处于对数生长期的细胞形态、化学组成和生理特性等均较一致，酶系活跃，代 谢旺盛，对理化因素较敏感。 （3）NTG 诱变处理 在上述含菌平板的中央和其它部位放少许 NTG 结晶， 然后将培养皿倒置于 30恒温箱 中培养 24h。 理由：NTG 被称为“超诱变剂”，它的杀菌作用虽很低，但在存活菌种突变率却很高。 （4）后培养 方法：放有 NTG 药物的周围有一透明的抑菌圈，紧靠抑菌圈有一个生长较密集的生长 圈，用接种环挑取该处菌苔于装有 20ml 富含酵母膏的完全培养液的三角瓶中，37振荡培 养过夜。 理由：诱变后的一个小时内必须进行新的蛋白质合成变异才有效，而后培养能为诱变 后细胞提供足量的氨基酸和嘌呤嘧啶碱基；可以消除表型延迟。 （6）高产突变株的分离、筛选与保藏 方法：取经后培养后的原液和 10-1、10-2的稀释液各 0.1ml，分别涂布于可溶性淀粉鉴 别培养基上，倒置于 30恒温箱中培养 24h，在平板上喷洒碘液后，挑选单菌落透明圈直径 与菌落直径比值明显提高的突变株， 继续接种到可溶性淀粉鉴别培养基上分离纯化， 然后进 行摇瓶初筛 （1 瓶/株） ， 采用 DNS 法测定各菌株的产 -淀粉酶能力， 再摇瓶复筛 （3 瓶/株） ， 筛选出产 -淀粉酶活力最高的枯草芽孢杆菌突变株，转接至新鲜斜面上，放入冰箱中保藏。 理由：理由：可溶性淀粉遇碘呈紫色到紫红色，-1，4-糖苷键被 -淀粉酶水解后产物 与碘呈无色， 从而在菌落周围形成明显的透明圈。 因此可根据单菌落透明圈直径与菌落直径 比值大小初筛菌株。 方案二方案二：（1）出发菌株选择 方法： 以从自然界分离的产液化型淀粉酶（-淀粉酶）的野生型枯草芽孢杆菌为出 发菌株。查阅文献，了解该菌种的生长培养特性，确定试验方案。 理由：野生型枯草芽孢杆菌对诱变剂敏感，容易发生变异，且易产生正突变；枯草芽 孢杆菌为单倍体的单核细胞。 （2）诱变菌株的培养 方法：将枯草芽孢杆菌置 461h，低温诱导同步生长，将经低温诱导的细胞转接到牛 肉膏蛋白胨培养基，于 30振荡培养 3050min，使细胞处于同步生长状态，立即置冰浴中 保藏 10min，离心收获细胞。 理由：单细胞微生物一般采用营养细胞进行诱变处理。前培养使诱变细胞的生理状态 处于同步生长状态的对数生长期。在存活率相同时，前培养在含碱基成分丰富的培养基中， 为细胞在诱变后复制变异了的遗传物质提供了条件，可提高变异率。 （3）诱变菌悬液的制备 方法：将前培养离心收获的枯草芽孢杆菌细胞，用无菌生理盐水洗涤后，充分悬于 5ml 无菌生理盐水中，用玻璃珠振荡分散，调整细胞浓度为 108个/ml。 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 5 页 共 47 页 理由：用单细胞菌悬液诱变处理是为了诱变时受的剂量均匀，几个细胞变异情况一致， 长出的菌落是处于同一状态的细胞。 （4）紫外诱变处理 方法：紫外灯功率为 15W，照射距离 30cm。照射前先开灯预热 20min。分别取两套内 装有一磁力搅拌棒的无菌培养皿，注明“1min”、“2min”。并在每皿中加入 3ml 菌悬液。将上 述两套培养皿先后置于磁力搅拌器上，先照射 1min 后再打开皿盖，并计时，分别照射 1min 和 3min，立即盖上皿盖，关闭紫外灯。将照射 1min、3min 和未照射的菌悬液十倍系列稀释 后涂布于可溶性淀粉鉴别平板（富含酪素水解物）上，30培养 24h。菌落计数及计算存活 率和致死率。 理由：紫外线诱变目前仍普遍使用，育种效果比较好，操作也方便。微生物所受紫外 线照射的剂量主要取决于紫外灯的功率、灯与微生物的距离和照射时间。一般用 15W 低功 率的紫外灯。 诱变后的一个小时内必须进行新的蛋白质合成变异才有效， 酪素水解物能为诱 变后细胞提供足量的营养，可以消除表型延迟。 （6）高产突变株的分离、筛选与保藏 方法：在上述鉴别平板上喷洒碘液后，挑选单菌落透明圈直径与菌落直径比值明显提 高的突变株， 继续接种到可溶性淀粉鉴别培养基上分离纯化， 然后进行摇瓶初筛 （1 瓶/株） ， 采用 DNS 法测定各菌株的产 -淀粉酶能力，再摇瓶复筛（3 瓶/株），筛选出产 -淀粉酶活 力最高的枯草芽孢杆菌突变株，转接至新鲜 PDA 斜面上，放入冰箱中保藏。 理由：可溶性淀粉遇碘呈紫色到紫红色，-1，4-糖苷键被 -淀粉酶水解后产物与碘呈 无色， 从而在菌落周围形成明显的透明圈。 因此可根据单菌落透明圈直径与菌落直径比值大 小初筛菌株。 6、某同学在采用细菌质粒小量提取试剂盒抽提某同学在采用细菌质粒小量提取试剂盒抽提 E.coli 的的 pUC19 质粒后直接进行琼脂质粒后直接进行琼脂 糖凝胶电泳糖凝胶电泳，得到下图所示结果得到下图所示结果（电泳方向由左至右电泳方向由左至右），），试解释形成三条带的原因试解释形成三条带的原因，若他若他 要检验所抽提质粒是否纯要检验所抽提质粒是否纯，应该如何操作应该如何操作？ 答答：电泳方向由左至右三条带依次是 E.coli 的 DNA、pUC19 质粒、E.coli 的 RNA，形 成三条带是因为， 抽提的 E.coli pUC19 质粒中含有染色体 DNA 与 RNA， 没有进一步进行质 粒分离所致。 验纯就是对抽提的 E.coli pUC19 质粒进行琼脂糖凝胶电泳，如果质粒 DNA 纯的话， 琼脂糖凝胶电泳图谱中只会出现一条带 （超螺环） 或距离很短的两条带 （超螺环和半开环） ， 而上述琼脂糖凝胶电泳图谱中出现三条带，且每条带之间的距离较远，因此，所抽提质粒不 纯。 该题主要是考查质粒的 3 种构象，因此，形成原因主要是构象造成，也可能是混有其 他质粒或其他核酸；验证方法是选择特定限制性酶（只有 1 个切点）酶切，进行线性化，然 后电泳，只有 1 条带说明质粒是纯的。 7、讨论高压蒸汽灭菌的原理讨论高压蒸汽灭菌的原理、适用对象和影响灭菌效果的因素适用对象和影响灭菌效果的因素。 （2007） 答答：将待灭菌的物品放在一个密闭的加压灭菌锅内，通过加热，使灭菌锅夹套间的水 沸腾而产生蒸汽。待蒸汽急剧的将锅内的冷空气从排气阀中排尽，然后关闭排气阀，继续加 热， 此时， 由于蒸汽不能溢出， 而增加了灭菌锅内的压力， 从而使沸点增高， 获得高于 100 的温度，此时，蒸汽的穿透力强，蒸汽在被灭菌物体表面凝结，释放出大量的汽化潜热，能 迅速提高灭菌物体表面的温度，导致菌体蛋白质凝固变性、膜脂溶解、核酸破坏而达到灭菌 的目的。 适用对象：金属、纤维、玻璃和陶瓷等制品以及生理盐水、培养基、耐高温的药品及 带带格式格式的的: : 字体颜色: 蓝色 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 6 页 共 47 页 其他。 影响因素： 灭菌物体含菌量。含菌量越高，所需的灭菌时间越长 灭菌锅内的空气排除程度。使用前应彻底排除锅内空气 灭菌对象的 PH。灭菌对象 PH6.0 时微生物易死亡，PH 在 6.0-8.0 时微生物不易 死亡 灭菌对象的体积。体积大小影响热传导和热容量，会明显影响灭菌的效果，一般体 积越大，应相应延长灭菌时间。 还应增加：灭菌温度和时间。 8、试叙述单细胞微生物在液体培养时的生长规律试叙述单细胞微生物在液体培养时的生长规律（生长曲线的定义生长曲线的定义、各时期的特点各时期的特点、 原因原因、影响及其缩短措施影响及其缩短措施） 。） 。找出如何增加次级产物的措施找出如何增加次级产物的措施。发酵工业上如何根据微生物的发酵工业上如何根据微生物的 生长规律指导生产降低生长规律指导生产降低成本成本。并举一例说明在发酵工厂中如何根据生长曲线指导发酵生产并举一例说明在发酵工厂中如何根据生长曲线指导发酵生产 （以谷氨酸发酵为例以谷氨酸发酵为例） 。） 。 （2007） 答答：生长曲线生长曲线：在微生物的分批培养过程中定时取样，测定单位体积里的细胞数或重 量，以培养时间为横坐标，以单位体积里的细胞数或重量的对数为纵坐标作图，可得到一条 由延滞期、对数期、稳定期、衰亡期 4 个阶段组成的曲线，称之为生长曲线。 延滞期延滞期：微生物刚接入新鲜培养基之后开始的一段适应期。 （1）延滞期的特点（细胞生理特性）：菌体内物质量显著增长，菌体体积增大或伸 长； 代谢机能活跃， 为适应环境， 可能产生特异的酶； 对外界理化因子的抵抗能力减弱； 细胞内 RNA，尤其是 rRNA 含量增高；生长速率常数为零。 （2）延迟期出现的原因：微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物 的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适 应期。 （3）影响延迟期长短的因素很多，除菌种外，主要有 3 种： 接种龄 如果以对数期接种的种子接种，则延滞期就短；反之，如以延滞期的种子 接种，则子代培养物的延滞期就长。接种量 接种量的大小明显影响延滞期的长短。一般 说来，接种量大，则延滞期短，反之则长。培养基成分 接种到营养丰富的天然培养基中 的微生物，要比接种到营养单调的组合培养基中的延滞期短。 （4）缩短延迟期的措施：通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；利用 对数生长期的细胞作为种子； 尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大； 适当 扩大接种量。 对数期对数期：经过一段适应期后，细胞数以几何级数增长的时期。 （1）对数期的特点（细胞生理特性）：生长速率常数 R 最大，因而细胞每分裂一次 所需的代时或原生质增加一倍所需的倍增时间最短；细菌个体形态、化学组成 和生理特 性等均较一致； 酶系活跃， 代谢旺盛， 代时稳定， 所以是研究微生物基本代谢的良好材料； 在分批培养中，生长速度常受碳源或能源等限制性营养物质的影响。 （2）对数期出现的原因：养分、空间充裕，排出的代谢物浓度还不足以影响生长，所 以表现为高速生长。若培养基及培养条件适当，生长速度会更快。 （3）影响微生物增代时间（代时）的因素： 菌种：不同菌种其代时差别极大； 营养成分：在营养丰富的培养基中生长代时短；营养物浓度：在一定范围内，生长速率与 营养物浓度呈正比；培养温度。在一定范围,生长速率与培养温度呈正相关。 （4）应用：用作代谢、生理等研究的良好材料，是增值噬菌体的最适宿主，也是发酵 工业中用作种子的最佳材料。 稳定期稳定期：微生物生长速率降低，繁殖率和死亡率趋于平衡，活菌数基本保持稳定，从 而进入稳定期。 带带格式格式的的: : 字体颜色: 蓝色 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 7 页 共 47 页 （1）稳定期的特点（细胞生理特性）：细胞分裂速度降低，死亡率等于繁殖率，储 存糖原等细胞质内含物； 大多数产芽孢细菌在此时期产生芽孢或建立自然感受态等； 不 少代谢产物特别是次级代谢产物大量合成， 该阶段对工业发酵很重要； 代谢活动继续进行， 并保持相当水平。 （2） 稳定期到来的原因是： 营养物尤其是生长限制因子耗尽； 营养物的比例失调； 酸、醇、毒素或 H2O2等有害代谢产物的积累；pH、氧化还原势等物理化学条件越来越 不适宜。 （3）该时期的长短因菌种和培养条件而异，可设法延长。 （4）应用：代谢产物最佳收获期，最佳测定时期，促进了连续培养原理的提出和工艺、 技术的创建。 （5）延长稳定期的方法：补料分批培养；连续培养 衰亡期衰亡期：微生物死亡率逐渐增长以致明显超过新生率的时期。 （1）衰亡期的特点（细胞生理特性）：细胞内颗粒更明显，出现液泡，细胞常出现 多种形态 （畸形、 衰颓形） ； 因细胞本身所产生的酶和代谢产物的作用而使菌体分解死亡。 （2） 衰亡期到来的原因是： 营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累,细菌死亡速率超 过新生速率，整个群体呈现出负增长。 应用：代谢产物最佳收获期最佳测定期，促进连续培养原理的提出和工艺、技术的创 建。 （3）该时期的长短取决于菌种本身遗传性能以及环境条件。 （二）增加次级代谢产物的措施：补料：及时补充新鲜培养基；及时移走代谢产 物；调节适宜的培养温度；对好氧微生物增大通气量或增加搅拌、振荡的速率。 减低生产成本的措施：连续培养。 应用：要结合例子具体讲，比如，在谷氨酸发酵中，加大接种量以及尽量降低种子培 养基和发酵培养基的差异来缩短延迟期等。 9、在选育氨基酸或核苷酸生产菌株时在选育氨基酸或核苷酸生产菌株时，经常通过筛选结构类似物抗性突变株以解除目经常通过筛选结构类似物抗性突变株以解除目 的产物对其合成途径中关键酶的反馈抑制的产物对其合成途径中关键酶的反馈抑制（反馈阻遏反馈阻遏）作用作用。试举例说明并讨论其机理试举例说明并讨论其机理。 答答：高产苏氨酸的黄色短杆菌 AHVr+ Met-突变株的选育。 （1）黄色短杆菌 AHVr突变株高产 Thr 的机理：Thr 的结构类似物 AHV（-氨基- 羟基戊酸） ， 空间结构上与 Thr 相似， 能对天冬氨酸激酶和高丝氨酸脱氢酶起反馈抑制作用， 但不能代替 Thr 参与蛋白质的合成。 在含有 AHV 的基本培养基中：正常的细胞由于 AHV 对天冬氨酸激酶和高丝氨酸脱氢 酶的反馈抑制作用而不能合成 Thr，所以不能生长；而对于 AHVr突变株，天冬氨酸激酶和 高丝氨酸脱氢酶的结构基因发生突变， 从而不能与 AHV 结合， 不能与 Thr 结合， 细胞内 Thr 的合成不再受 Thr 累积的抑制，反馈抑制解除。天冬氨酸激酶和高丝氨酸脱氢酶不再受 Thr 的反馈抑制，发酵液中可积累高浓度的 Thr。 （2）黄色短杆菌 Met-突变株的选育机理： 编码阻遏蛋白的调节基因或操纵基因突变阻遏蛋白不能与 Met 或操纵基因丧失了与 阻遏蛋白结合的能力细胞内高丝氨酸脱氢酶的合成不再受 Met 的阻遏反馈阻遏解除。 在限量补充 Met 仅供菌体生长的情况下，可解除 Met 对高丝氨酸脱氢酶的反馈阻遏， 增强了天冬氨酸半醛生成高丝氨酸的代谢途径，即使 Thr 过剩，也不会对该途径产生阻遏， 从而提高了黄色短杆菌合成 Thr 的能力。（2007） 最好举例能分别就反馈抑制和反馈最好举例能分别就反馈抑制和反馈阻遏进行说明阻遏进行说明。 10、欲以野生型大肠杆菌为出发菌株通过诱变筛选一株氨基酸营养缺陷型突变株欲以野生型大肠杆菌为出发菌株通过诱变筛选一株氨基酸营养缺陷型突变株，请请 设计实验方案并简要陈述理由设计实验方案并简要陈述理由。（2007） 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 8 页 共 47 页 答答： 首先查阅文献， 了解大肠杆菌的生长培养特性， 以紫外线为诱变剂， 确定试验方案。 （1）紫外诱变处理与后培养：从已活化的大肠杆菌斜面上挑一环接种到 LB 培养液中。 37培养至对数期，低温诱导同步生长，转接至新鲜 LB 培养基，培养 3050min，离心收 集菌体； 用无菌生理盐水洗涤后， 充分悬于 5ml 无菌生理盐水中， 调整细胞浓度为 108个/ml。 将菌悬液放于培养皿中，先用紫外线照射 1min，再打开皿盖照射 4min；在暗室红灯下，吸 取上述经紫外线诱变后的菌液 0.5ml，加到含 20ml 完全培养基的 150ml 灭菌三角瓶中，在 37下振荡培养过夜。 试验原理：单细胞微生物一般采用营养细胞进行诱变处理。前培养使诱变细胞处于同 步生长状态的对数期。单细胞菌悬液会使诱变时各细胞受的剂量均匀，细胞变异情况一致， 长出的菌落为同一状态的细胞。紫外线诱变育种已沿用多年，目前仍普遍使用，操作方便。 （2）淘汰野生型： 将经后培养的细胞先用 MM 洗涤，接着再用无氮 MM 培养 4-6h。然后将细胞转至正常 浓度氮源的 MM 中，并加入 500-1000ug/ml 的青霉素和 20%蔗糖（渗透压稳定剂） ，培养不 同时间（12-24h） ，取样分别涂布于 MM 和 CM 平板，菌落数差异大的浓缩效果好。 试验原理：经后培养的细胞中除有营养缺陷型菌株外，也含有大量野生型菌株，为了 以后检出的简便，需要把野生型细胞大量淘汰，起到“浓缩”缺陷型的作用。青霉素能抑制 细菌细胞壁肽聚糖链之间的交联，阻止合成完整细胞壁。 （3）检出缺陷型（逐个检出法） 将上述处理液在 CM 平板上进行分离，然后将平板上长出的菌落用无菌牙签逐个按一 定次序点种到 MM、CM 平板相应的位置，经过培养后，逐个对照，如发现某一位置上在 CM 上长出菌落，而在 MM 上不长，就可初步认定这是一个营养缺陷型菌株。 试验原理： MM 仅能满足微生物野生型菌株生长； CM 能满足微生物所有营养缺陷型菌 株生长。 （4）缺陷型的鉴定：生长谱法 将上一步检出的大肠杆菌营养缺陷型突变株从生长斜面上用无菌生理盐水洗下，制成 浓度为 106-108个细胞/ml 的悬浮液，取 0.1ml 涂布于 MM 上。用直径 0.5cm 的滤纸蘸取不 同种类的氨基酸溶液，用镊子放到平板的四个相应位置，观察其生长情况。若在蘸有某氨基 酸的滤纸片周围出现生长圈，则表明为该氨基酸营养缺陷型菌株。 试验原理：不同营养缺陷型所缺陷的营养物质不同，生长谱法可定性测定缺陷型菌株 所缺陷的营养因子种类。 （5）菌种保藏 将最终筛选出的大肠杆菌氨基酸营养缺陷型突变株转接至新鲜斜面上，放入冰箱中保 藏。 11、试以细菌和酵母菌为例论证原核细胞与真核细胞在细胞构造试以细菌和酵母菌为例论证原核细胞与真核细胞在细胞构造、细胞壁化学组成与细胞壁化学组成与 结构上结构上的异同点的异同点。（2006） 答答：（1）共同细胞构造：细胞壁（但组成不同）、细胞膜（功能不同）、核糖体（沉 降系数不同）、遗传物质、内含物（种类不同）。 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 9 页 共 47 页 G-：内消旋二氨基庚二酸取代 L- Lys，没有肽桥 甲 D-Ala 的羧基与乙 L-Lys 的氨基直 接相连。少肽聚糖，主要由脂多糖和蛋白质组成。 酵母菌细胞壁：由三层组成，即碱非溶性的 -葡聚糖内层、碱可溶性的 -葡聚糖中间 层和糖蛋白的外层。 酵母菌细胞壁化学组成：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、几丁质、脂类、无机物（磷酸盐等）。 12、试试讨论微生物与氧之间的关系及讨论微生物与氧之间的关系及厌厌氧菌的氧毒害机制氧菌的氧毒害机制。（2006） 答答： 分子氧是微生物进行有氧呼吸中的最终电子受体，但另一方面氧对一切微生物会使其 产生有毒害作用的代谢产物，如超氧基化合物与 H2O2，这两种代谢产物相互作用还会产生 毒性很强的自由基 OH-和 O2- 自由基是一种强氧化剂，它与微生物大分子相互作用，从而对机体产生损伤或突变作 用，直至死亡。 氧对厌氧菌的毒害是因为氧变成超氧阴离子自由基后，其体内没有分解超氧阴离子自 由基的 SOD，所以根本就无法使超氧阴离子自由基歧化成过氧化氢。因此，有氧时，细胞 内形成的超氧阴离子自由基就使其自身受到毒害。 13、叙述噬菌体的可能生活史叙述噬菌体的可能生活史。（2006） 答答： （1） 、烈性噬菌体的生活周期：短时间内能连续完成 吸附侵入增殖成熟 释放 而实现繁殖的过程。 吸附：吸附器官（尾丝、基板和刺突）与宿主细胞特殊位点的接触。先接触后固定。 侵入：尾丝收缩，感染过程开始，尾髓插入细胞壁，将 DNA 打入细胞内。 增殖：核酸的复制和蛋白质的合成。 成熟：DNA 凝集组装头部尾丝组装完整噬菌体。 释放：裂解释放出子代噬菌体。释放的子代噬菌体又可继续感染其它宿主。 （2） 、温和性噬菌体的生活周期：温和噬菌体感染一个细菌菌株时，根据各种遗传和生 活条件，有两种可能的行为，即一些细胞被噬菌体增殖裂解，另一些被溶源化。 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 10 页 共 47 页 温和噬菌体的生活史温和噬菌体的生活史 14、培养大肠杆菌等细菌常用的培养基之一是培养大肠杆菌等细菌常用的培养基之一是 LB 培养基培养基，其组成为其组成为 Tryptone 1%， Yeast Extract 0.5%，NaCl 1%，试从微生物对营养需求的角度分析该培养基如何为细菌提试从微生物对营养需求的角度分析该培养基如何为细菌提 供生长所需要的营养物质供生长所需要的营养物质。（2006） 答答：微生物的生长繁殖需碳源、氮源、无机盐、生长因子、水和能源六大类营养物质。 胰蛋白胨主要供给有机氮化合物， 同时也提供一些维生素和糖类。 能为细菌生长繁殖 提供氮源、碳源、能源和生长因子；酵母膏提供大量的 B 族维生素，大量氨基酸、嘌呤 等营养物质。能为细菌生长繁殖提供氮源和生长因子；NaCl 主要调节渗透压，提供无机 盐。LB 培养基中含有足量满足细菌生长繁殖的水，LB 培养基属于天然培养基，因此，LB 培养基能为细菌生长繁殖提供六大类营养物质，可用于培养细菌。 15、何谓微生物的同步生长何谓微生物的同步生长？试叙述至少试叙述至少 3 种获得细菌同步培养物的方法种获得细菌同步培养物的方法。（2006） 答答：微生物的同步生长是指以同步培养方法使群体细胞能处于同一生长阶段，并同时 进行分裂的生长。通过同步培养方法获得的细胞被称为同步细胞或同步培养物。 获得同步培养物的方法：（任选三种） （1）机械法 基础：处于不同生长阶段的细胞的大小不同 密度梯度梯度离心法 过滤法 膜洗脱法收集同步生长的细胞：此法是根据某些滤膜可吸附与该滤膜（如硝酸纤维 素）相反电荷细胞的原理，让非同步细胞的悬液流经此膜，于是一大群细胞被牢牢吸附。然 后将滤膜翻转并置于滤器中， 其上慢速流下新鲜培养液， 最初流出的是未吸附的细胞， 不久， 吸附的细胞开始分裂，在分裂后的两个子细胞中，一个仍吸附在滤膜上，另一个则被培养液 洗脱。 （2）调整生理条件的同步法-诱导法 温度调整法：亚适温度，代谢但不分裂；最适温度，同时分裂。 将产芽孢微生物放入 80恒温水浴箱中，水浴 1520min。目的是：杀死营养体，促使 芽孢从细胞体中释放，促使产生的芽孢处于同一生长期。 营养条件调整法：营养丰富培养基/无 N 培养基 用最高稳定期细胞接种 诱导芽孢萌发 抑制 DNA 合成：10-6mol/L 的 5-氟脱氧尿苷处理 16 小时，抑制胸腺核苷酸的合成， 抑制 DNA 的合成；410-6mol/L 的胸腺苷，解除抑制，诱发同步生长。 抑制蛋白质合成：氯霉素抑制细菌蛋白质合成。 16、多种碳源存在的培养多种碳源存在的培养基的微生物生长碳源利用情况如何基的微生物生长碳源利用情况如何？请绘出其生长曲线请绘出其生长曲线。 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 11 页 共 47 页 答答： a以微生物的培养时间为横坐标，活细胞数为纵坐标绘出微生物多碳源存在培养基的 生长曲线（上图） 。 b该生长曲线是由一系列的指数曲线所组成，其斜率不断随时间的增长而减小。 （1） 在多种碳源存在的培养基，微生物对不同的碳源优先利用情况不同，对于大多 数异养微生物而言，其碳源的大致优先利用规律如下： 优先利用糖类，其次利用有机酸、酸类、脂类 单糖优先于双糖，双糖优于多糖 单糖中己糖优先于戌糖，葡萄糖、果糖优于甘露糖、半乳糖 多糖中淀粉优先于纤维素、几丁质，纯多糖优先于杂多糖。 （2）一些微生物在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长，会产生“二次生长” 。葡萄糖 首先被利用，用完才使分解乳糖的酶的基因解阻遏，从而开始利用乳糖，其具体机制如下： 当葡萄糖大量存在时，葡萄糖以某种形式抑制了腺苷酸环化酶的活性，从而 ATP 不能在腺苷酸环化酶的作用下生成 cAMP，AMP 不能与 CRP 结合形成 cAMP-CRP 复合物， 不能激活启动子。 当葡萄糖消耗完之后， 腺苷酸环化酶恢复活性， 这时 ATP 在腺苷酸环化酶的作用下 生成 cAMP，进而 cAMP 与 CRP 结合，激活启动子，RNA 聚合酶结合上来，开始转录乳糖 操纵子，分解乳糖的酶开始合成，从而开始分解乳糖。 （3） 由于微生物优先利用某一种碳源，当该种碳源用完之后才开始利用另外一种碳 源，故在不同的对数生长期之间有延滞期，对数生长期的过渡开始不断下降，表现在图中即 为斜率不断随时间的增长而减小。 （2005） 17、在谷氨酸发酵时有杂菌现象发生在谷氨酸发酵时有杂菌现象发生，此时有人说是枯草芽孢杆菌此时有人说是枯草芽孢杆菌，有的说是大肠杆有的说是大肠杆 菌菌，请你设计一说服力最强的系列实验来确证感染的是什么菌请你设计一说服力最强的系列实验来确证感染的是什么菌。（2005） 答答：运用科赫法则。 （有人说运用科赫法则这一原理不对，请问段老师该题应采用什么 原理进行分析，另外结论是不是写的太罗嗦了） 此题的主要考核目的应该是此题的主要考核目的应该是如何通过一系列实验区分两种细菌如何通过一系列实验区分两种细菌，而不在于证明它们是而不在于证明它们是 不是污染原因不是污染原因。 （1） 取发酵异常的发酵液，分离纯化。 取谷氨酸发酵液，用肉汁胨平皿划线，在 30培养 24；若平板上长出的菌落形 态不一致，则分别将形态不一致的菌落移种斜面，编号，再分别划线，直到菌落形态一致时 为止。若菌落形态一致，应将平皿在室温下放置 24 天，再仔细观察比较菌落形态，如菌 落形态仍一致，可挑起一单菌落移种斜面，作为鉴定用菌株。 （2）将分离出的菌株接种至正常发酵液，若出现同一现象，且能从出现相同现象的发 酵液中重新分离出该菌株，则其为感染菌，再进行形态特征、生理生化试验，设计试验方案 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 12 页 共 47 页 如下： A.镜检和革兰氏染色 将上述鉴定菌株培养 1824h 后涂片，进行革兰氏染色。 染色后，镜检观察。若染成紫色，且有芽孢，则为革兰氏阳性芽孢菌，编号为 1 号 菌；若染成红色，则为革兰氏阴性菌，编号为 2 号菌。 （3）芽孢和染色观察 1 号菌经芽孢和染色后，若观察到菌体较细，美蓝染色均一，无苏丹黑染色的颗粒， 则可确定 1 号菌为枯草芽孢杆菌群的菌。 B.进行部分生理试验 将 1 号菌在 pH5.7 培养基中培养，产乙酰甲基甲醇试验，在 7%氯化钠中培养，若三 项性质均为阳性，进一步进行淀粉水解试验、需氧试验和硝酸盐还原试验，若检测结果为能 水解淀粉；好氧生长，且在厌氧条件下不生长；硝酸盐还原试验为阳性，则可确定 1 号菌为 枯草芽孢杆菌。 将 2 号菌进行乳糖发酵试验，若试验结果为能发酵乳糖产酸，且产酸能力强，则将 2 号菌接种 EMB 平板上培养，若平板上菌落在透射光下呈紫色，反射光下呈绿色金属闪光， 则可确定 2 号菌为大肠埃希氏菌属中的大肠杆菌。 （4） 结论：综上所述，若谷氨酸发酵液中仅分离出一种菌株，且鉴定结果都符合大 肠杆菌各项性质，则染的是大肠杆菌；若谷氨酸发酵液中仅分离出一种菌株，且鉴定结果都 符合枯草芽孢杆菌各项性质， 则染的是枯草芽孢杆菌； 若谷氨酸发酵液中仅分离出两种菌株， 且鉴定结果一株菌都符合大肠杆菌各项性质， 另一株都符合枯草芽孢杆菌各项性质， 则说明 染了大肠杆菌和枯草芽孢杆菌两种杂菌； 若谷氨酸发酵液中分离出的菌株， 鉴定结果既不符 合大肠杆菌各项性质，也不符合枯草芽孢杆菌各项性质，则说明染的是其它杂菌。 18、为了选择为了选择 leu、gal两两种标记的突变型种标记的突变型，应对只含有葡萄糖应对只含有葡萄糖、硫酸铵以及无机离子硫酸铵以及无机离子 的基本培养基作何调整的基本培养基作何调整？如何用实验验证如何用实验验证。（2004） 答答：对于筛选 leu突变型的培养基， 应该在基本培养基中添加 leu； 同样， 对于筛选 gal 突变型的培养基，应该在基本培养基中添加 gal；而对于筛选 leu、gal突变型的培养基，应 该在基本培养集中添加 leu、gal。（注意 gal是一种发酵代谢缺陷型，不是营养缺陷型，所 以，不是添加 gal，而是以乳糖或半乳糖代替原培养基的碳源） 验证方法： 首先，将菌接在同时含有 leu、gal 的基本培养基平板上。 长出菌落后，采用影印法，分别接到基本培养基、含 leu 的基本培养基、含有 gal 的基 本培养基平板上。 培养后，在基本培养基上不长，而在含 leu 的基本培养基长出的菌落为 leu突变型；在 基本培养上不长，而在含 gal 的基本培养基长出的菌落为 gal突变型；在三个培养基中都未 长出的菌落为 leu、gal双突变型。 19、简述微生物对温度的适应能力简述微生物对温度的适应能力，为什么为什么? （2004、2003） 答答：根据微生物的最适生长温度不同，可将微生物分为四类：嗜冷微生物（最适生长 温度15）、嗜温微生物（最适生长温度在 2540）、嗜热微生物（最适生长温度在 5060）和极端嗜热微生物（80最适生长温度）。 （1）嗜冷微生物能在低温下生长良好的原因： 嗜冷微生物产生的酶在低温下功能 佳，而在非常温和的温度下很快变性失活。低温活性酶分子中，极性氨基酸含量高疏水性氨 基酸含量低，-螺旋结构多 -折叠结构少； 嗜冷微生物细胞膜组分中不饱和脂肪酸含量 高，使膜在低温下也能保持半流动状态进行主动运输。 （2）同嗜温微生物相比，嗜热微生物中的酶和其他蛋白质中的更具有耐热性；核酸中 带带格式格式的的: : 字体: 非倾斜 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 13 页 共 47 页 含有较多的 GC 对，对热更加稳定；细胞膜中的饱和脂肪酸含有高，使膜具有热稳定性； 此外嗜热微生物生长速率快，能迅速合成生物大分子，以弥补由于高温造成的破坏。 （3）极端嗜热微生物：极端嗜热微生物的蛋白质热稳定性与蛋白质上存在的盐桥数目 增加（氨基酸带上 Na+或其他阳离子生成电荷桥）及蛋白质高度密集的疏水内部区域；极端 嗜热微生物细胞膜中根本不含脂肪酸， 而是由植烷 （不同长度碳氢组成的五碳重复单位化合 物）以醚键连接到磷酸甘油上。从而增加了膜的热稳定性。 （4）细胞膜的磷脂双分子层的非极性尾由长链脂肪酸通过酯健连接在甘油分子的 C1 和 C2 位上组成， 其链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异， 通常生长温度要求较高的种， 其饱和度就越高，反之则低。 27、通过诱变育种已获得一株酿酒酵母的酒通过诱变育种已获得一株酿酒酵母的酒精产生菌精产生菌，又想通过原生质体技术获得新又想通过原生质体技术获得新 性状性状，请设计一原生质体制备合理方案请设计一原生质体制备合理方案。（2003） 答答： （1）原生质体的制备：幼龄的菌体经洗涤后转入高渗溶液中，加入 -疏基乙醇进 行预处理，抑制细胞壁成分合成，再加蜗牛酶，在一定温度，pH 值等条件下酶解细胞壁， 直至原生质体释放，通过培养方法测定原生质体形成率。 （2）原生质体的再生： 因为原生质体对机械损伤无抵抗能力，涂布会使原生质体破裂，一般是将原生质体悬 浮液与 310mL 软琼脂再生培养基混合，迅速倾倒至含 2%琼脂的再生培养基表面，形成双 层平板。原生质体埋在软琼脂培养基内部，有利于再生。计算再生率。 （3）原生质体再生育种：从再生酿酒酵母中分离筛选高产正突变菌株。 28、原核微生物与真核微生物细胞有哪些共有结构原核微生物与真核微生物细胞有哪些共有结构？有哪些特有结构有哪些特有结构？这二类细胞的这二类细胞的 基本化学成分和化学反应是否类似基本化学成分和化学反应是否类似？（2003、2002） 答答： （1）共有结构： 细胞壁（但组成不同） ； 细胞膜（但功能不同） ； 核糖体 （但沉降系数不同） ； 遗传物质； 内含物（种类不同） 。 （2） 特有结构： 原核细胞特有结构：间体（部分有） 、质粒、鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢、核质体（主 要区别之一） ； 真核细胞特有结构：细胞核、高尔基体、线粒体、溶酶体、微管系统、真 液泡（部分有） 、叶绿体（光和自养生物中） 。 （3） 基本化学成分： 都相似，都有生物大分子。由核苷酸、氨基酸、脂肪酸、单 糖构成核酸、蛋白质、脂质和多糖类重要大分子； 基本元素都为 C、H、O、N、P、S、 K、Ca、Na、Mg、Fe 等。 （4） 化学反应： 代谢机制相同（如 EMP、TCA） ； 具有相同的化学储能机制， 如 ATP 合成酶（原核生物：细胞质膜；真核生物：线粒体内膜） ； 光合作用机制相同； 都是通蛋白质酶体降解蛋白质（古细菌与真细菌的比较） 。 和前面某一题类似，应该强调它们的主要区别：有无真正细胞核，以及染色体结构上的 差异。 29、如果代谢途径中如果代谢途径中 AcetylCoA（乙酰乙酰 CoA）向向 TCA 循环的途径被阻断循环的途径被阻断，以糖类和脂以糖类和脂 肪为主要培养营养肪为主要培养营养，请思考通过微生物分解代谢和合成代谢产生的代谢产物请思考通过微生物分解代谢和合成代谢产生的代谢产物，请以简图示请以简图示 之之。（2003） 答答：当向 TCA 循环的途径被阻断后，糖酵解和 TCA 的结合点改为以氨基酸。 江南大学微生物综合历年真题问答题与名词解释答案 第 14 页 共 47 页 微生物分解代谢和合成代谢产生的代谢产物微生物分解代谢和合成代谢产生的代谢产物 30、某工厂委托要求将该厂获得的产微量赖氨酸野生型菌通过诱变育种使之成为可能某工厂委托要求将该厂获