微生物学章末习题与解析

微生物学章末习题与解析第一章微生物的形态与结构习题1（选择题）下列关于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁差异的描述，错误的是（）A.革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖层数多，交联度高B.革兰氏阴性菌细胞壁含脂多糖（LPS）C.革兰氏阳性菌细胞壁厚度通常小于革兰氏阴性菌D.革兰氏阴性菌细胞壁外膜具有屏障作用解析：革兰氏阳性菌细胞壁以肽聚糖为核心，层数可达数十层，交联度高，整体厚度约20~80nm；革兰氏阴性菌细胞壁肽聚糖层数少（1~2层），但外层有脂多糖（LPS）构成的外膜，外膜兼具屏障与抗原性，其细胞壁总厚度约10~15nm。因此，革兰氏阳性菌细胞壁厚度大于阴性菌，选项C错误。习题2（简答题）简述病毒的增殖过程（复制周期）。解析：病毒的增殖（复制）周期分为5个阶段：1.吸附：病毒表面蛋白与宿主细胞受体特异性结合（如噬菌体吸附细菌细胞壁受体）。2.侵入：无包膜病毒通过胞吞进入细胞；包膜病毒通过包膜与细胞膜融合，释放核衣壳。3.脱壳：病毒去除蛋白衣壳，释放核酸（DNA/RNA），启动生物合成。4.生物合成：利用宿主的酶、原料，合成子代病毒的核酸和衣壳蛋白（DNA病毒多在细胞核复制，RNA病毒多在细胞质复制）。5.装配与释放：核酸与衣壳装配成完整病毒，无包膜病毒通过细胞裂解释放，包膜病毒通过出芽（从宿主膜获得包膜）释放。第二章微生物的营养与培养基习题1（选择题）下列物质中，不能作为微生物氮源的是（）A.尿素B.葡萄糖C.铵盐D.硝酸盐解析：氮源为微生物提供氮元素（用于合成蛋白质、核酸等）。尿素（含氮）、铵盐（NH₄⁺）、硝酸盐（NO₃⁻）均可作为氮源；葡萄糖（C₆H₁₂O₆）仅含C、H、O，是碳源和能源，无法提供氮元素。答案为B。习题2（分析题）某培养基配方为：蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化钠5g、琼脂20g、水1000mL。请分析该培养基的类型（从营养来源、物理状态、用途角度）。解析：营养来源：蛋白胨（含碳、氮、维生素）和牛肉膏（含碳、氮、生长因子）为天然提取物，因此属于天然培养基（成分复杂，适合多数异养菌生长）。物理状态：含琼脂（凝固剂），属于固体培养基。用途：作为基础培养基，可用于细菌的分离、纯化、菌落观察（如大肠杆菌的菌落形态分析）。第三章微生物的代谢与发酵习题1（简答题）比较有氧呼吸、无氧呼吸与发酵的能量产生效率及最终电子受体的差异。解析：三者核心差异在于电子传递链与最终电子受体：有氧呼吸：以O₂为最终电子受体，电子传递链完整，葡萄糖彻底氧化为CO₂和H₂O，能量效率高（1mol葡萄糖产30~32molATP）。无氧呼吸：以无机氧化物（如NO₃⁻、SO₄²⁻）为最终电子受体，电子传递链不依赖O₂，葡萄糖氧化不彻底，能量效率中等（1mol葡萄糖产2~36molATP，因受体而异）。发酵：无电子传递链，以有机物（如丙酮酸、乙醛）为最终电子受体，葡萄糖仅部分氧化（如产乙醇、乳酸），能量效率低（1mol葡萄糖仅产2molATP）。习题2（分析题）工业发酵中，为何乳酸菌发酵生产乳酸时需严格控制氧气？解析：乳酸菌为专性厌氧菌（或兼性厌氧），发酵产乳酸依赖糖酵解（EMP途径），丙酮酸作为电子受体被还原为乳酸。若存在氧气：1.氧气会抑制乳酸脱氢酶等发酵酶系活性，降低乳酸合成速率；2.氧气易导致好氧杂菌污染，消耗营养并产生副产物（如乙酸），影响乳酸纯度；3.部分乳酸菌在有氧条件下可能启动低效的有氧代谢，改变代谢方向（如产乙酸），降低乳酸得率。因此需严格厌氧，保证发酵效率与产物纯度。第四章微生物的生长及其控制习题1（选择题）微生物生长曲线中，“二次生长现象”通常出现在（）A.延滞期B.对数期C.稳定期D.衰亡期解析：二次生长现象指微生物在含两种碳源（如葡萄糖+乳糖）的培养基中，先利用易代谢的碳源（葡萄糖）生长（对数期），耗尽后经短暂延滞（诱导第二种碳源的代谢酶），再利用第二种碳源（乳糖）生长（再次进入对数期）。因此，二次生长的“生长阶段”属于对数期的两次增长，答案为B。习题2（简答题）简述高压蒸汽灭菌的原理及操作注意事项。解析：原理：利用高温高压的饱和水蒸气，使微生物蛋白质、核酸变性，蒸汽潜热可穿透菌体，破坏其结构与酶活性。通常条件为121℃、100kPa（表压），维持15~20分钟，可杀灭芽孢。操作注意：1.灭菌前排尽冷空气（否则温度达不到设定值）；2.物品疏松摆放，保证蒸汽流通；3.液体培养基灭菌后缓慢降压，防止爆沸；4.定期检查压力表、安全阀，确保压力温度准确。第五章微生物的遗传与变异习题1（选择题）下列属于原核微生物基因水平转移方式的是（）A.接合B.有丝分裂C.减数分裂D.孢子生殖解析：原核微生物（细菌、古菌）的基因水平转移方式包括接合（性菌毛传递质粒/染色体片段）、转化（吸收外源DNA）、转导（噬菌体介导）。有丝分裂、减数分裂、孢子生殖为真核生物的分裂/生殖方式。答案为A。习题2（分析题）如何利用“营养缺陷型筛选”技术获得赖氨酸缺陷型菌株？解析：需经诱变、淘汰野生型、缺陷型鉴定三步：1.诱变：用紫外线/亚硝酸处理野生型菌株，诱导DNA突变，产生赖氨酸合成受阻的突变株。2.淘汰野生型：采用“青霉素法”：将诱变菌液接种于基本培养基（MM，无赖氨酸），野生型可生长，缺陷型无法生长；加入青霉素（抑制生长细胞的细胞壁合成），野生型被杀死，缺陷型存活。3.缺陷型鉴定：将存活菌液涂布于补充培养基（SM，含赖氨酸）和基本培养基，若菌株在SM上生长、MM上不生长，再在限定培养基（含除赖氨酸外的所有氨基酸）验证，仍不生长则确认为赖氨酸营养缺陷型（自身无法合成赖氨酸）。第六章微生物的生态与环境习题1（简答题）简述微生物在碳循环中的作用。解析：微生物参与碳循环的分解与合成：分解作用：异养微生物（细菌、真菌）分解有机物（动植物残体），将有机碳转化为CO₂（矿化）；甲烷菌可将有机物分解为CH₄，参与碳的还原循环。合成作用：自养微生物（蓝细菌、硝化细菌）通过光合/化能合成作用，利用CO₂合成有机碳（如葡萄糖），进入食物链。此外，微生物参与甲烷循环（产甲烷菌产CH₄，甲烷氧化菌氧化CH₄为CO₂），调节温室气体平衡。习题2（分析题）为何富营养化水体中易爆发蓝细菌水华？解析：富营养化水体（N、P过量）为蓝细菌提供了生长优势：1.营养充足：高浓度的NH₄⁺、NO₃⁻（氮源）和PO₄³⁻（磷源）满足其生长需求（磷是核酸、ATP的关键组分）。2.竞争优势：蓝细菌具气泡结构（调节浮力，表层聚光）、肽聚糖细胞壁（耐环境压力），部分可固氮（氮限制时仍生长），比绿藻、硅藻更具竞争力。3.环境适应：高温、强光照下光合效率优，分泌胞外多糖抵御浮游动物摄食，进一步促进爆发。第七章微生物的应用习题1（选择题）下列属于微生物发酵产物的是（）A.青霉素B.胰岛素C.干扰素D.以上都是解析：青霉素由青霉菌发酵产生（次级代谢产物）；胰岛素、干扰素可通过基因工程菌（大肠杆菌、酵母菌）发酵生产（重组蛋白）。三者均为微生物发酵（或基因工程发酵）产物，答案为D。习题2（简答题）简述益生菌（如双歧杆菌）对人体健康的作用机制。解析：益生菌通过调节微生态、增强免疫、代谢调控发挥作用：1.改善肠道菌群：竞争营养、黏附位点，抑制有害菌（如大肠杆菌）定植。2.增强肠道屏障：促进黏蛋白分泌、调节紧密连接蛋白，减少肠漏。3.调节免疫：刺激黏膜免疫细胞，促进抗炎因子（如IL-1