复习思考题及答案
第一章微生物与工业微生物学
1.什么是微生物？广义的微生物和工业微生物主要包括哪几大类？
答：
微生物是指所有形体微小，单细胞或结构简单的多细胞，或没有细胞结构的一群最低等的生物。
整个微生物家族的成员包括三大类：(1) 非细胞类微生物(真病毒、亚病毒)；(2) 原核细胞类微生物(细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体)；(3) 真核细胞类微生物(酵母菌、霉菌、蕈菌、藻类、原生动物)。
以上三大类微生物中, 原核生物中的细菌、放线菌，真核生物中的酵母菌、霉菌和蕈菌, 以及非细胞生物中的噬菌体, 是在工业上有重要用途或关系密切的微生物。
2.微生物具有哪些主要特性？试简要说明之。
答：
微生物, 除了具有一般大型生物的共性外, 还带来了以下这些任何其它生物所不能比拟的特性：
(1)种类多到目前为止, 人们已经发现并已认识的微生物种类大约有20万种, 其中绝大多数为较容易观察和培养的真菌、藻类和原生动物等大型微生物。据粗略估计, 微生物的种类约为几百万种。人类已经开发利用的微生物则仅占已发现微生物种的约1%, 都是与人类的生活、生产关系最密切的那些种类。此外，在现有环境中还存在着极其大量的“不可培养的”（unculturable）微生物。微生物种类多, 一方面还表现在微生物的生理代谢类型多, 另一方面还表现在微生物能产生和积累的代谢产物种类繁多。
(2)分布广微生物因其形体微小、重量轻, 故可以随着风和水流到处传播。在空气、水、土壤和动植物体表体内, 到处都充满了大量的各种微生物。可以说微生物是无处不有, 无孔不入, 几乎到处都是微生物活动的场所。只要环境条件合适, 它们就可以在那里大量地繁殖起来。凡是有动植物生存的地方都有微生物存在, 而没有动植物生存的地方也有微生物存在。因为一部分微生物具有特殊的抗逆性, 它们可以在某些恶劣的极端环境条件下生活, 被人们认为是生物圈上下限的开拓者和各种世界记录的保持者。
(3)繁殖快微生物惊人的生长繁殖速度是其它任何生物都望尘莫及的。在最适宜的培养条件下, 人们最熟悉的大肠杆菌每13～20分钟就可分裂出新的一代。微生物繁殖速度快这一特性, 在发酵工业上有着重要的实践意义。
(4)代谢强微生物的代谢强度比起高等生物要高出几百至几万倍。微生物代谢能力强主要表现在吸收多，转化快。吸收多即“胃口大”。微生物代谢能力强这个特性, 为它们的高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充足的物质基础。其代谢能力强的主要原因是由于个体小，比表面积大，因此它们能够在细胞与环境之间迅速交换营养物质和代谢产物。同时，它们在细胞内也会不断合成具有高活性的代谢酶类以适应自身迅速生长繁殖的需要。
(5)易变异微生物容易发生变异的主要原因, 是个体多为单细胞或结构简单的多细胞，甚至非细胞结构。因而在受到外界物理或化学因素影响后，很容易引起细胞内的遗传物质发生突变，结果导致遗传性状，包括形态或生理表型上的变异。微生物易变异的另一个原因是细胞增殖速度快，细胞数量多，因而尽管其自发突变率很低，也会造成在短时间内产生较多的变异后代。很显然，微生物容易变异的特性对人类而言既有益又有害。
3.何谓微生物的分类、鉴定和命名？微生物的主要分类单位有哪些？其命名法则怎样？
答：微生物分类学的内容包括分类、鉴定和命名三个部分。分类是根据微生物表型特征的相似性或系统发育的相关性进行分群归类, 编排成系统；鉴定是依据现有的微生物分类系统, 通过各种特征描述和测试, 确定一个
未知名微生物所应归属分类群的过程；命名则是根据国际统一命名法则, 给予每个新发现的微生物一个特有的专用名称, 即学名。
微生物种以上的分类单位自上而下依次分为域、界、门、纲、目、科、属、种共8级，这是主要的分类单位。此外，在两个主要分类单位之间，还可添加亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种等次要分类单位。
微生物与其他生物一样，按国际命名法规命名，即采用双名法或三名法，给每一种微生物取一个国际学术界都公认的科学名称，即学名(scientific name)。每一个微生物的学名均由拉丁词、希腊词或拉丁化的外来词组成，在出版物中应排成斜体字。
4.若按六界系统分类，生物可分为哪六界？工业微生物在该分类系统中的位置怎样？
答：若按1977年我国学者王大耜等在魏塔克（R. H. Whittaker）主张五界系统的基础上再增加一个病毒界而形成的六界系统，那么微生物在该分类系统中应分别属于病毒界、原核生物界、真核原生生物界和真菌界。工业微生物在该分类系统中的位于：
动物界
植物界
蕈菌
真菌门霉菌
真菌界酵母菌
粘菌门—粘菌
原生动物
生物分类系统真核原生生物界微生物
单细胞藻类
蓝色光合菌门—蓝细菌
原核生物界放线菌
细菌门
细菌
病毒界—病毒（噬菌体）
5.微生物分类鉴定的主要依据是什么？微生物的分类鉴定方法和技术可归纳为哪几种？
答：微生物的分类是以它们的形态结构、生理生化反应和遗传性等特征的异同为依据，根据生物进化的规律，将微生物进行分门别类，并根据相似性或相关性水平编排成系统。微生物分类鉴定的主要依据包括：
(1)经典的分类鉴定依据微生物的形态特征、微生物的生理生化特性、微生物的生态特性、血清学反应；
(2)现代的分类鉴定依据细胞壁的化学成分、细胞的其他化学成分、DNA碱基比例(GC比)、DNA杂交率、rRNA寡核昔酸序列同源性、微生物全基因组序列。
6.现代工业微生物学的新发展主要表现在哪几方面？展望新世纪的工业微生物学, 有哪些发展趋势？
答：现代工业微生物学的新发展主要表现在：
(1) 20世纪50、60年代, 受抗生素工业迅猛发展的影响, 工业微生物学史上开始出现寻找各种有益微生物代谢产物的热潮，而且工业微生物产品逐步向生产少量而贵重的生物药物新产品的方向发展。在此期间，工业微生物学在应用研究方面，则向着更自觉更有效和可人为控制的方向发展。人们开始采用新的育种方法定向选育优良菌种，以达到提高产品产量的目的。
(2) 从70年代初开始，固定化酶和固定化菌体技术已逐步发展起来并应用于工业化生产，它的优越性在于
可连续、稳定、长时间地反复进行生物催化反应，生产效率高，易于控制、节省原料和能源，它使传统的微生物发酵工艺产生革命性的变化。
(3) 从80年代初开始，各种微生物细胞的原生质体和原生质体之间的融合再生技术得到迅猛发展，并已成为微生物发酵工业中的另一种重要而有效的育种手段。微生物种内、异种间或异属间的细胞融合的结果形成了各种类型的重组融合体，赋予了微生物新的遗传性状，从而能产生新的组分，新的代谢产物或提高某种产物的产量等。
(4) 随着分子生物学和分子遗传学的发展，一门新兴的综合性的应用学科—生物工程学（又称生物技术）在世界范围内迅速地发展起来。生物工程技术体系主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程（微生物工程）和生化工程。现代工业微生物学已经与基因工程、细胞工程和酶工程等紧密结合起来，在生物工程这个高科技前沿带中充分发挥其主角的作用并得到新的发展。
新世纪的工业微生物学发展趋势：
(1) 新世纪微生物基因组学研究, 将进一步扩大到与工业、农业、环境、资源等密切相关的重要微生物，将为进一步利用和改造微生物菌种产生质的飞跃, 将为不断地提高目标产物的生产水平或生产新的产物提供了可能性。微生物将是新世纪进一步解决资源和能源等实际应用问题的最理想材料。
(2) 新世纪的工业微生物学将更广泛地与能源、信息、材料、计算机等多种学科交叉、渗透和结合。因此加强学科间的交流和合作具有特别重要的意义, 它将开辟新的研究和应用领域, 并获得新的发展。微生物学的研究技术和方法, 将会在吸收其他学科的先进技术的基础上, 向自动化、定向化和定量化发展。
(3) 21世纪, 微生物产业将呈现全新的局面, 除了更广泛地利用和挖掘不同生境(包括极端环境)的自然资源微生物外, 基因工程菌将形成一批强大的工业生产菌, 生产外源基因表达的产物, 特别是药物的生产将出现前所未有的新局面。结合基因组学在药物设计上的新策略, 将出现以核酸为靶标的新药物的大量生产, 微生物制药工业的生产水平将进一步提高。在新世纪人类将完全征服癌症、艾滋病以及其他特殊的疾病。
(4) 在21世纪, 随着工业生物技术高潮的到来，将出现一批崭新的微生物工业, 将生产出各种各样的新产品, 例如降解性塑料、DNA芯片、生物能源、精细化学品等, 为全世界的经济和社会发展作出更大贡献。
第二章重要的工业微生物
1. 细菌有哪几种基本形态？其大小及繁殖方式如何？
答：细菌按其个体形态，基本上可分为球状、杆状、螺旋状三种，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。
球菌大小以其直径表示, 大多数球菌的直径为0.5~1μm；杆菌大小以其宽度和长度表示, 多数杆菌的宽度与球菌直径相近，其长度则为宽度的1倍至几倍(约0.5~5μm)；螺旋菌大小也以其宽度和长度表示, 但长度一般是指菌体两端点间的距离, 并非真正的长度。多数螺旋菌大小为0.3 ~ 1 ? 1 ~ 50μm。
细菌一般进行无性繁殖, 最主要的无性繁殖方式是裂殖，即一个细胞通过分裂(二分分裂或折断分裂)，结果由一个母细胞形成大小基本相等的两个子细胞。有少数芽生细菌能象酵母菌一样进行芽殖, 即在母细胞一端先形成一个小突起, 待其长大后再与母细胞分离的一种繁殖方式。此外，还有极少数细菌种类（主要是大肠杆菌），在实验室条件下能通过性菌毛进行有性接合。
2. 试述细菌细胞的一般结构、化学组成及其主要生理功能。
答：一般结构是指一般细菌细胞共同具有的结构，包括细胞壁、细胞质膜、核质体和细胞质等。
(1) 细胞壁革兰氏阳性细菌细胞壁较厚(20 ~ 80 nm), 机械强度较高, 化学组成较简单, 主要含肽聚糖和磷壁酸；革兰氏阴性细菌细胞壁较薄, 机械强度较低, 但层次较多, 成分较复杂, 主要成分除蛋白质、肽聚糖和脂多糖外, 还有磷脂质、脂蛋白等。细胞壁的主要功能是：①维持细胞外形，保护细胞免受外力（机械性或渗透压）的损伤；②作为鞭毛运动的支点；③为细胞的正常分裂增殖所必需；④具有一定屏障作用，对大分子或有害
物质起阻拦作用；⑤与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性密切相关。
(2) 细胞质膜细胞质膜的结构可表述为液态镶嵌模型(fluid mosaic model)，即由具有高度定向性的磷脂双分子层中镶嵌着可移动的膜蛋白构成。其化学组成主要是蛋白质（占50%~70%）和脂类（占20%~30%），还有少量的核酸和糖类。脂类主要是磷脂，每一个磷脂分子由一个带正电荷的亲水极性头（含氮碱、磷酸、甘油）和两条不带电荷的疏水非极性尾（长链饱和与不饱和脂肪酸）组成。非极性尾的长度和饱和度因细菌种类和生长温度而异。
细胞质膜的生理功能主要是：①具有高度的选择透性，控制营养物质的吸收及代谢产物的排除, 是维持细胞内正常渗透压的结构屏障; ②含有各种呼吸酶系，是氧化磷酸化或光合磷酸化产生ATP的部位；③是细胞壁和糖被的各种组分生物合成的场所；④质膜上的间体与DNA复制分离及细胞间隔形成密切相关；⑤是鞭毛的着生点并为其运动提供能量。
(3) 核质体核质体实际上是一条很长的环状双链DNA 与少量类组蛋白及RNA结合, 经有组织地高度压缩缠绕而成的一团丝状结构，通常称之为细菌染色体（图2 –12）。细菌染色体中心有膜蛋白核心构架，构架上结合着几十个超螺旋结构的DNA环，而类核小体环不规则分布在DNA链上。其功能是起贮存遗传信息和传递遗传性状的重要作用。
(4) 细胞质主要化学成分是水(约占80%)、蛋白质、核酸、脂类，少量糖类及无机盐类。一般细菌细胞质中主要含有核糖体、贮藏物、酶类、中间代谢物、质粒、各种营养物质和大分子的单体等。少数细菌还含有磁小体、羧酶体、气泡等组分。
其中，核糖体是由核糖核酸和蛋白质组成的微粒，由50S大亚基和30S小亚基组成, 每个细菌细胞约含1万个，是合成蛋白质（酶）的场所。贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性颗粒, 主要功能是贮存营养物和提供碳源、能源、氮源和磷源等, 其种类主要有：糖原颗粒、聚 -羟基丁酸颗粒、硫颗粒、藻青蛋白、异染粒等。
3. 细菌细胞的特殊结构包括哪些部分？各有哪些生理功能？
答：特殊结构是指仅在某些细菌细胞才具有的或仅在特殊条件下才能形成的结构，包括糖被、鞭毛、菌毛和芽孢等。
(1) 糖被糖被的生理功能主要是：①起保护作用，使细菌能抗干燥、抗噬菌体吸附、抗白细胞吞噬；②是菌体外的贮存物质，营养缺乏时可作为碳源和能源利用；③可使菌体附着于某些物体表面; ④作为透性屏障, 使细菌免受重金属离子毒害。
(2) 鞭毛鞭毛的生理功能是运动, 鞭毛的运动引起菌体的运动，以实现其趋性(包括趋化性、趋氧性、趋光性等),其运动方式有泳动、滑动、滚动或旋转。
(3) 菌毛普通菌毛的主要功能是使细菌较牢固地粘附在动植物细胞或组织的表面，即作为细菌感染动植物组织（如呼吸道、消化道和泌尿生殖道等的粘膜）的粘附器官。性菌毛是雄性菌株(供体菌)在有性接合过程中，向雌性菌株(受体菌)传递遗传物质的通道。此外，某些RNA噬菌体（如M13）以性菌毛作为特异性吸附受体。
(4) 芽孢一个细菌只形成一个芽孢，一个芽孢萌发为一个营养细胞，故细菌产芽孢并无繁殖功能，而是产芽孢细菌生存的一种形式。与营养细胞相比，休眠状态的生芽孢细胞对热、辐射、干燥和化学药品等恶劣环境具有极强的抵抗能力。
4. 简单表述肽聚糖的组成和结构。革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁结构和组成有何不同？
答：每一肽聚糖单体由3部分组成: ①双糖: 由N—乙酰葡萄糖胺（NAG）与N—乙酰胞壁酸（NAM）通过β-1,4-糖昔键相连形成双糖单位(易被溶菌酶水解)；（图2 – 7）②短肽(四肽尾): 由4个氨基酸分子按L型与D 型交替方式连接而成, 短肽接在N—乙酰胞壁酸（NAM）上；③肽桥(肽间桥): 起着连接前后2个短肽分子的
作用, 其组成分具有多样性, 如金黄色葡萄球菌的肽桥为－(Gly)5－, 而大肠杆菌的肽桥为－CO·NH－。
肽聚糖的结构可简单表述为：由N—乙酰葡萄糖胺（NAG）与N—乙酰胞壁酸（NAM）重复交替连接构成骨架，接在N—乙酰胞壁酸上的相邻短肽由肽桥再交叉相联, 形成致密的多层网状结构。短肽和肽桥的组成分及联接方式依不同种类细菌而异。
革兰氏阳性细菌细胞壁较厚(20 ~ 80 nm), 机械强度较高, 化学组成较简单, 主要含肽聚糖和磷壁酸；革兰氏阴性细菌细胞壁较薄, 机械强度较低, 但层次较多, 成分较复杂, 主要成分除蛋白质、肽聚糖和脂多糖外, 还有磷脂质、脂蛋白等。
5. 什么是革兰氏染色法？其基本原理及操作步骤怎样？
答：1884年，丹麦医生革兰氏（Gram）发明了一种重要的细菌鉴别染色法称革兰氏染色法(Gram stain)。该染色法的步骤是：（1）先用结晶紫液初染；（2）再用碘液媒染（与结晶紫形成不溶于水的复合物）；（3）接着用95%乙醇进行脱色；（4）最后再用番红（沙黄）液复染。经过这种染色方法可以将所有细菌基本上区分为两大类：
革兰氏阳性细菌(Gram positive bacteria)：原经（1）（2）步已染上的紫色复合物不被乙醇洗脱仍保持紫色，称革兰氏阳性（G +）。
革兰氏阴性细菌(Gram negative bacteria)：原已染上的紫色复合物易被乙醇洗脱，又变成无色菌体最后则被番红复染而呈红色，称革兰氏阴性（G—）。
革兰氏染色反应机理：一般认为，革兰氏阳性细菌细胞壁较厚而紧密，肽聚糖网层次多、交联致密，不含类脂质。当用乙醇脱色时, 因失水而引起肽聚糖层网格结构的孔径缩小乃至关闭，阻止了结晶紫—碘复合物的洗脱，故菌体最后仍呈紫色或紫红色；相反, 革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄, 外膜层的类脂含量高, 而肽聚糖层薄和交联度差, 当乙醇脱色时，外膜层的物质迅速被溶解，通透性增大，结晶紫—碘复合物被抽提洗脱，细胞褪成无色, 再经沙黄等红色染料复染, 结果阴性菌呈现红色。
6. 什么是原核生物？哪些微生物属于原核生物？
答：原核微生物—这类微生物细胞中的核比较原始简单，没有核膜包围，不具核仁和典型的染色体，也没有固定形态。主要包括：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等，在工业上有重要作用的原核微生物主要是细菌、放线菌和蓝细菌。
7. 请解释下列名词：菌落、菌苔，单菌落、菌膜、菌落特征。
菌落细菌接种在固体培养基后，在适宜的条件下以母细胞为中心迅速生长繁殖所形成的肉眼可见的子细胞堆团，称为菌落（colony）。
菌苔将某一纯种细菌的大量细胞密集地划线（直线或之字线）接种到琼脂斜面上，培养2 ~ 4天后，每个细胞长成的菌落相互联接成一片，称为菌苔（lawn）。
单菌落由一个单细胞繁殖而成的菌落则称之为单菌落，可认为是细菌的纯培养物即纯种。
菌膜好氧细菌在试管的液体培养基中静置培养后，在液体表面的生长状态。
菌落特征在一定的培养条件下，各种细菌在固体培养基表面所形成的菌落具有一定的形态、构造等特征。
8. 试述工业上常用几种细菌 (大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、枯草芽孢杆菌)的学名、用途及细胞形态特征。
答：工业上常用几种细菌的学名、用途及细胞形态特征：
大肠杆菌(Escherichia coli)大肠埃希氏菌，俗称大肠杆菌。菌体呈短杆或长杆状，0.5～1.0×1.0～3.0 μm，
革兰氏阴性，运动(周毛)或不运动，无芽孢，一般无荚膜。菌落呈白色至黄白色，扩展，光滑，闪光。大肠杆菌的用途主要有: 制取氨基酸、制备多种酶、作为基因工程受体菌、作为水和食品中微生物学检验的指示菌。
谷氨酸棒状杆菌 (Corynebacterium glutamicum) 为直到微弯的杆菌，常呈一端膨大的棒状，行折断分裂而成八字形排列或栅状排列。大多数种不运动。革兰氏阳性。棒状杆菌的用途主要有：高产谷氨酸、生产其它多种氨基酸、生产5′－核苷酸、水杨酸、棒状杆菌素等。
乳酸杆菌（Lactobacillus SP.）为革兰氏阳性菌（老培养物中的细胞可能是阴性），大小一般为0.5～1×2～10 μm，形成长丝，单个或成链。无芽孢，多数不运动。乳酸杆菌的主要用途有：工业生产乳酸、发酵生产乳制品、生产其它乳酸发酵食品、生产药用乳酸菌制剂、生产禽畜益生菌制剂。
双歧杆菌（Bifidobacterium SP.）菌体细胞呈现多形态, 有的呈较规则形短杆状，有的为纤细杆状带有尖细末端，有的呈长而弯曲状，也有的呈各种分枝或分叉形、棍棒状或匙形。单个或链状，V形、栅状排列，或聚集成星状。革兰氏阳性、不形成芽孢、不运动。双歧杆菌的主要用途有：生产微生态制剂、生产含活性双歧杆菌的乳制品。以双歧杆菌和嗜酸乳杆菌为主、再辅以嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌等菌种，混种发酵生产而成的酸乳，是一种具有很好保健作用的功能性食品。
枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）俗称枯草杆菌。细胞0.7～1×2～3 μm，直杆状，单个，着色均匀，无荚膜，运动（周生鞭毛），革兰氏染色阳性。芽孢小于或等于细胞宽，椭圆至圆柱状，中生至近中生，壁薄。菌落粗糙，不透明，不闪光，扩展，污白色或微黄色。枯草芽孢杆菌的用途主要有：生产各种酶制剂、发酵生产核苷、生产某些抗生素、生产各种多肽、蛋白质类药物和酶。
9. 试述放线菌的形态特征和细胞的结构。
答：放线菌菌体是由分枝状菌丝组成的(图2 –29), 菌丝细胞在培养生长阶段无横隔膜，故一般都呈多核的单细胞状态。以种类最多(约500种)、形态特征最典型的链霉菌为例，其菌丝可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种：基内菌丝、气生菌丝、孢子丝。孢子丝成熟后，可形成各种各样形态不同的分生孢子。
放线菌菌丝细胞的结构基本上与细菌相似，细胞壁主要也由肽聚糖组成，但各种放线菌细胞壁所含肽聚糖的组成分有所不同。细胞壁化学组成中也含有原核生物所特有的胞壁酸和二氨基庚二酸，而不含几丁质或纤维素。在幼龄菌丝细胞中有明显的核质体（拟核），且为数众多。菌丝细胞革兰氏染色一般呈阳性反应。
10.放线菌孢子形成的方式可归纳为哪几种？
答：放线菌孢子形成的方式可归纳为以下三种：(1) 横隔分裂形成分生孢子, 如链霉菌、诺卡氏菌,；(2)形成孢子囊产生孢囊孢子, 如链孢囊菌和游动放线菌；(3) 在菌丝顶端形成少量孢子, 如小单孢菌。
11.为什么说放线菌是介于细菌和真菌之间而又更接近于细菌的一类原核微生物？
答：(1)放线菌与霉菌相似之处
放线菌和霉菌都具有显著分枝的菌丝，菌丝的生长和分枝方式也很相似，而且多数都能产生分生孢子并以分生孢子进行无性繁殖。很多放线菌在液体培养基中的生长状态(形成菌丝球)也与霉菌相似。在琼脂培养基上生长形成的老龄菌落与某些霉菌（如青霉）相似。
(2)放线菌与细菌相同或相似之处
放线菌的菌丝和孢子的宽度与杆菌的宽度很相仿（约1μm），但比霉菌菌丝细得多；幼龄放线菌的菌落大小和表面特征与某些细菌很相似。
放线菌的菌丝细胞结构基本上与细菌细胞相同，都属于原核生物，无核膜、核仁和典型染色体，细胞壁的主要成分是肽聚糖，含有原核细胞壁特有的胞壁酸和二氨基庚二酸，一般革兰氏染色阳性；放线菌噬菌体的形状与细菌的相似；与细菌一样对溶菌酶敏感。此外放线菌的最适生长pH为中性至微碱性，与多数细菌基本相同。
基于上述的比较，可见放线菌是一类在形态上介于细菌和霉菌之间，但在分类学上，在亲缘关系上却与细菌十分接近的原核微生物。
12.放线菌有何用途？试举例说明放线菌在生物制药工业上的重要性。
放线菌的最突出特性是能产生各种各样大量的抗生素。抗生素作为最主要的抗感染药物，使人类基本上控制了传染病的危害。至今已发现的约1万种抗生素中，由放线菌产生的就约占70%。
放线菌的次生代谢产物可用于制备酶抑制剂、抗癌剂、免疫调节剂、受体拮抗剂等许多新的微生物药物；有的放线菌在工业上还用于生产酶制剂和维生素。此外，放线菌在甾体转化、石油脱腊、烃类发酵、污水处理和环境保护等方面也有重要作用。
例如链霉菌属是放线菌中最大的一个属，种类繁多。而且其中有一半以上能产生抗生素。所有由放线菌产生的抗生素中。约有90 %是由链霉菌属产生的。链霉菌在生物制药工业上的主要用途有：生产多种重要的抗生素、生产多种酶类、生产各种酶抑制剂、生产维生素。
13.酵母菌细胞结构与细菌细胞结构主要有哪些不同？
答：酵母菌的细胞主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡和线粒体等构成。
酵母细胞壁与细菌细胞壁相比，在坚韧性上较差，在结构和组成分上也大不相同。酵母细胞壁可分三层：外层的组成分是甘露聚糖(mannan) 和磷酸甘露聚糖，约占40 %~ 45%；中间层是蛋白质，约占5% ~ 10%, 其中有些是与甘露聚糖相结合的各种酶类（如葡聚糖酶、蔗糖酶、脂酶等）；内层的组成分是葡聚糖(glucan)，约占35%~ 45%，为分枝状聚合物, 是维持细胞壁机械强度的主要成分。此外，细胞壁中还含有酯类（3% ~ 8%）、少量几丁质（1% ~ 2%）和灰分。
酵母菌为真核微生物，其细胞核由双层多孔核膜包裹着，膜孔直径约为80 ~ 100 nm，用以增大膜的透性和膜内外的物质交换。细胞核中含有由DNA和组蛋白结合而成的线状典型染色体。
在有氧时生长的酵母细胞质中，分布有一种数目较多，棒状或圆筒状，大小为0.3 ~ 1×0.5 ~ 3 μm的细胞器—线粒体(mitochondrion)。在老龄的酵母细胞质中，出现一个被单层膜包围的液泡（vacuole）。
14.真核生物与原核生物在细胞核结构上有何不同？哪些微生物属于真核生物？
答：原核微生物—这类微生物细胞中的核比较原始简单，没有核膜包围，不具核仁和典型的染色体，也没有固定形态。主要包括：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等，在工业上有重要作用的原核微生物主要是细菌、放线菌和蓝细菌。
真核微生物—该类微生物的细胞具有真正的核，细胞核有核膜包围，核内有核仁和染色体, 细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器。主要的真核微生物有：酵母菌、霉菌（丝状真菌）、蕈菌（大型真菌）、藻类和原生动物。本章将着重介绍在工业上用途最广的酵母菌、霉菌和蕈菌。
15.酵母菌的繁殖方式与细菌有何不同？
答：酵母菌的繁殖方式可分为无性繁殖和有性繁殖两种方式。无性繁殖主要有芽殖、裂殖、产无性孢子（节孢子、掷孢子、厚垣孢子）等三种方式，而有性繁殖则以产生有性孢子—子囊孢子的方式进行繁殖。其中，最典型和最主要的繁殖方式是芽殖、裂殖和产子囊孢子
细菌一般进行无性繁殖, 最主要的无性繁殖方式是裂殖，即一个细胞通过分裂(二分分裂或折断分裂)，结果由一个母细胞形成大小基本相等的两个子细胞。有少数芽生细菌能象酵母菌一样进行芽殖,。
16.工业上常用的酵母菌主要有哪些？它们各有何特性和用途？
答：工业上常用的酵母菌主要有：
(1) 酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）主要用途有：用于生产酒精（乙醇）、用于生产白酒和其它饮料酒、用于食品工业生产多种食品、用于医药工业生产各种医药品。
(2)卡尔斯伯酵母（Saccharomyces carlsbergensis）主要用途有：用于生产啤酒、生产食用药用和饲料酵母、提取麦角固醇（含量较高）、作为维生素测定菌等。
(3)异常汉逊氏酵母(Hansenula anomala) 用途主要有：用于增加食品的味、生产单细胞蛋白、某些药物、制造发酵食品等。
(4)假丝酵母(Candida sp. ) 用途主要有：生产酵母蛋白作为人畜可食的蛋白质、石油发酵脱蜡并制取饲料蛋白、由烷烃发酵生产柠檬酸等有机酸。
17.鉴别啤酒酵母菌种质量的指标主要有哪几项？
答：(1) 酵母细胞数一般约为1亿/ ml, 是反映酵母繁殖能力和培养成熟的指标；(2) 酵母出芽率要求在15% ~30%,是衡量繁殖是否旺盛的指标；(3) 酵母死亡率应在1%以下, 正常培养的酒母不应有死亡现象。
18.列表比较根霉、曲霉和青霉形态结构的异同？
答：根霉、曲霉和青霉形态结构的异同(由学生自行列表比较)：
根霉(rhizopus) 的菌丝无横膈膜，单细胞。菌丝体白色，气生性强，在固体培养基上迅速生长交织成疏松的棉絮状菌落，可蔓延充满整个培养皿。
根霉在固体培养基上或自然培养物上生长时，由营养菌丝体产生具有延伸功能的弧形匍匐菌丝(stolon)，在培养基表面向四周蔓延生长。由匍匐菌丝分化出分枝状的假根(rhizoid)，接触基质并吸取养分。在与假根相对的方向上生出孢囊梗（柄），顶端膨大形成孢子囊，内生孢子囊孢子。孢子囊内有一近球形的囊轴，囊轴茎部与梗相连处有囊托。孢子囊成熟后，孢子囊壁消解或破裂，可释放出大量的孢子囊孢子。
曲霉(aspergillus) 的菌丝有横膈膜，为多细胞丝状真菌。某些菌丝细胞特化膨大成为厚壁的足细胞，由足细胞生出直立的分生孢子梗（无横隔），顶部膨大形成球形的顶囊。在顶囊的表面以放射状生出一层或两层小梗（初生小梗、次生小梗），小梗的顶端着生成串的分生孢子。顶囊、小梗及分生孢子链一起构成分生孢子穗（或分生孢子头），分生孢子穗具有各种不同的颜色和形状。
青霉( penicillium ) 的菌丝与曲霉相似，有横隔，多细胞，但无足细胞。分生孢子梗（也有横隔）直接由气生菌丝生出，顶端不膨大成为顶囊，而是经过多次分枝成为帚状枝（孢子穗）。帚状枝是由单轮、二轮或多轮分枝构成，对称或不对称。最后一轮分枝称为小梗，在小梗顶端产生成串的蓝绿色分生孢子。有极少数青霉能产生闭囊壳，内生子囊和子囊孢子。
19.霉菌的繁殖方式怎样？霉菌可产生哪些无性孢子和有性孢子？
答：在正常自然条件下，霉菌是通过气生菌丝分化出各种形态的子实体，如孢子囊、分生孢子穗、分生孢子器和子囊果等，再产生各种无性孢子（孢子囊孢子、分生孢子、厚垣孢子、节孢子、芽孢子等）和有性孢子（接合孢子、子囊孢子、卵孢子等）分别进行无性和有性两种繁殖方式。
20.试述工业上常用几种霉菌的主要特性、用途及分类位置。
答：工业上常用几种霉菌的主要特性、用途及分类位置：
(1)根霉根霉具有活力强大的淀粉酶，其中糖化型淀粉酶与液化型淀粉酶的比例约为3.3：1，可见其糖化型淀粉酶特别丰富，活力强大，能将淀粉结构中的α―1，4糖苷键和α―1，6糖苷键打断，最终较完全地将淀粉转化为纯度较高的葡萄糖。根霉除具有糖化作用外，还能产生少量乙醇和乳酸。根霉的主要用途有：用于制曲
酿酒、生产葡萄糖、生产酶制剂、生产有机酸、生产发酵食品、用于医药工业。
(2)毛霉毛霉大都能生产活力强大的蛋白酶，有很强的分解大豆的能力。毛霉可产生多种酶类和各种有机酸。毛霉的用途主要有：发酵生产大豆制品、生产多种酶类、生产有机酸、转化甾体化合物。
(3)曲霉曲霉属的菌种具有很多活力强大的酶，如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、纤维素酶和半纤维素酶、柚苷酶和橙皮苷酶、脱氧核糖核酸酶等。曲霉是一类具有重要经济价值而被广泛应用的真菌, 主要用途有：生产传统发酵食品、生产多种重要的酶制剂、工业化大量生产柠檬酸、生产多种其他有机酸、生产多种真菌类抗生素、生产真菌毒素、甾体化合物的转化等。
(4)青霉青霉属中的点青霉(P. notatum)又称音符型青霉，是第一个用于生产青霉素的菌种。1943年开始改用产黄青霉（P. chrysogenum），又称橄榄型青霉, 进行工业化大量生产青霉素。青霉还可生产其它抗生素(灰黄霉素、桔霉素、岛青霉肽、苹果菌素和扩展霉素等), 生产有机酸(葡萄糖酸、柠檬酸、抗坏血酸等), 生产多种酶类(葡萄糖氧化酶、中性碱性蛋白酶、酰化酶、5′―磷酸二酯酶、脂肪酶、凝乳酶、真菌细胞壁溶解酶)等。
(5)头孢霉头孢霉( cephalosporium) 的主要用途有：发酵生产头孢菌素C、生产半合成新头孢菌素类抗生素。
21.画出根霉、曲霉和青霉形态简图，并注明各部分的名称。
答：
青霉
根霉曲霉
22.列表比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的个体形态、细胞结构、繁殖方式的特点。
23.如何在显微镜下区分上述四大类微生物？
答：细菌菌体微小透明，一般要经染色并用油镜(（1000~1500倍）)才能看清其个体形态(球状、杆菌、螺旋状)；酵母菌菌体细胞较大，可直接制成水浸片用高倍镜（400~600倍）观察其活细胞（椭园或卵园形，往往有芽细胞）；放线菌一般要经染色, 用油镜或高倍镜观察其微小分枝的菌丝体；霉菌一般不必经染色, 用低倍镜（100~150倍）就可观察其较粗且分枝的菌丝体和子实体(孢子头)。
24.列表比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌菌落的形态特点。
答：由学生自行填入下表：
25.如何从平板上区分上述四大类微生物？其菌落形态与细胞形态有何联系？
答：按上表列出的细菌、放线菌、酵母菌和霉菌菌落的形态特点的不同回答第一个问题。
个体形态与群体形态之间存在的明显相关性。以细菌为例，多数细菌的菌落一般呈现湿润、光滑、粘稠、较透明、易挑取、质地均匀、颜色较一致等共同特征。但由于不同细菌细胞在个体形态结构上和生理类型上的各种差别，因此必然会极其密切地反映在上述各种菌落特征上。
例如, 生有粘液层的细菌菌落, 通常较大型, 呈透明的蛋清状; 生芽孢细菌的菌落往往外观不透明, 表面干燥粗糙；无鞭毛、不能运动的球菌通常都形成小而厚、边缘整齐的半球形菌落; 长有鞭毛、有运动性的细菌一般都长成大而平、边缘缺刻的不规则形菌落等等。
细菌这种在个体形态与群体形态之间存在的明显相关性, 对许多微生物学实验和研究工作很有参考价值。
26.蕈菌在生长发育过程中, 菌丝的分化可分成哪四个阶段？
答：可分成下列四个阶段：(1) 形成由单核细胞构成的菌丝(一级菌丝)； (2) 形成由双核细胞构成的菌丝(二级菌丝)； (3) 分化形成菌丝束或菌丝球 (三级菌丝)； (4) 形成大型肉质子实体。
27.试述蕈菌双核菌丝的锁状联合形成过程。
答：锁状联合方式发生在菌丝顶端双核细胞的两核之间，其过程是：①从双核之间的细胞壁向外侧生出一个突起，并逐步伸长和向下弯曲形成钩；②两核之一移入突钩之中；③两核同时进行一次有丝分裂, 产生4个子核; ④突钩中分裂核的两个子核，一个留在突钩之中，另一个进入菌丝细胞顶端, 另一个分裂核的两个子核也同时分开; ⑤突钩顶端弯到细胞之上并与细胞相连形成一个桥，其中子核通过桥到达细胞另一端；⑥在突起产
生的起点形成一隔膜，又在桥的下方垂直形成另一隔膜, 结果把双核母细胞分成两个双核子细胞并各具两个不同的子核。
28.简述蕈菌有性繁殖产生担子及担孢子的过程。
答：产生担孢子进行有性繁殖是蕈菌独有的特征。担孢子是着生在担子上的一种外生孢子, 其形成过程为：①子实体成熟后, 双核菌丝的顶端膨大成为担子细胞；②其中的两个核融合(核配), 形成一个二倍体新核；③此新核经过二次分裂，其中一次为减数分裂，产生四个单倍体子核；④与此同时，担子细胞顶端产生四个小梗，小梗顶端稍微膨大；⑤四个子核分别各进入四个小梗内；⑥此后每核各发育成为一个有性孢子, 即担孢子。典型担子菌的担子上都有四个担孢子。
29.试简述蓝细菌的形态特征、生理特性及主要用途。
答：蓝细菌的形态差别很大，概括起来有球状或杆状的单细胞和丝状的细胞链两种形态。根据它们的形态特征，可进一步分成下列五类：(1) 由二分裂形成的单细胞； (2) 由复分裂形成的单细胞； (3) 无异形胞菌丝状；
(4) 有异形胞菌丝状； (5) 有异形胞分枝菌丝状。
蓝细菌只有少数为化能异养型生物，多数为专性光能自养型生物，能象高等绿色植物和高等藻类一样进行产氧光合作用，同化二氧化碳为有机物质，加之许多种还具有固氮作用。因此，蓝细菌对营养要求很简单，不需要维生素，只要有空气、阳光、水分和少量无机盐类，便能大量地生长繁殖。由于某些细胞能转化形成异形胞、静息孢子和链丝段，而且菌体外面还包有能保持水分、抗干燥的胶黏质层，因此，使蓝细菌的生活和繁殖力更强。上述这些生理特性，正是蓝细菌能广泛分布于各种自然条件下的主要原因。
蓝细菌的主要用途有：固氮作用、作为食物和营养品、用于提取各种生物药物。
30.什么是噬菌体？试述噬菌体的形态结构和生长繁殖过程。
答：噬菌体（phage）是侵染原核生物(细菌、放线菌和蓝细菌)的病毒，它是一种超显微的，没有细胞结构的，专性活细胞寄生的大分子微生物。
噬菌体的基本形态有蝌蚪形、微球形和纤线形三种类型，又可再细分为六种不同形态：(1) 尾部长而直，有尾鞘，能收缩，双链DNA；尾部长而易弯，无尾鞘，不能收缩，双链DNA；(3) 尾部比头部短，无尾鞘，不能收缩，双链DNA；(4) 六角形头部的顶角各有一个较大的衣壳粒，单链DNA；(5) 六角形头部的顶角无衣壳粒或有小衣壳粒，单链RNA；(6)丝状噬菌体，无头部和尾部，为一条长而略弯的纤线, 单链DNA。
以典型的蝌蚪形噬菌体E.coli T4为例, 其基本结构由头部、尾部和颈部三个部分组成：(1) 头部呈二十面体对称结构，其衣壳由衣壳粒组成。头部衣壳内，一条线状双链DNA分子折叠盘绕其中；(2) 尾部呈螺旋对称结构, 由尾鞘、尾髓（尾管）、基板、刺突和尾丝五个部分组成；(3) 头部与尾部相连处有一构造简单的颈部，由颈环和颈须构成。
31.解释名词﹕潜伏期、平均裂解量、温和噬菌体、溶源性细菌。
答：潜伏期从噬菌体吸附并将DNA注入宿主细胞至第一个成熟的子代噬菌体从宿主细胞中释放出来之前这段时间，称为潜伏期。
平均裂解量平均每个宿主细胞裂解后所释放出的子代噬菌体的数量称为平均裂解量。裂解量应该等于裂解期所测得的最高噬菌斑数除以潜伏期测得的噬菌斑数（实为被感染的宿主细胞数）。
温和噬菌体当噬菌体吸附并侵入宿主细胞后，能将其DNA插入（整合）到宿主细胞核DNA的一定位置上成为前（原）噬菌体（prophage），并可长期随宿主DNA的复制而同步复制，因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞的裂解，这一类型的噬菌体称为温和噬菌体（temperate phage）。
溶源性细菌受到温和噬菌体侵染而带有原噬菌体却又没有形态上可见到的噬菌体粒子的宿主菌，称为溶源性细菌，简称溶源菌（lysogen或lysogenic bacteria）。
32.什么是噬菌斑？检查噬菌体常用哪几种方法？
答：当噬菌体与敏感宿主菌混合于琼脂培养基中培养时，噬菌体便侵染宿主细胞，释放出子代噬菌体并通过琼脂再扩散到周围的细胞中，继续侵染引起更多的细胞裂解，从而在平板的菌苔上形成一个肉眼可见的无菌、透亮、近圆形的空斑，称为噬菌斑。
噬菌体检查的方法有多种, 如载玻片快速法、平板点滴法、单层琼脂法、双层琼脂法、离心分离加热法等，其中双层琼脂法和单层琼脂法也可用于噬菌体的效价测定, 其具体操作方法详见第四章。
33.谷氨酸发酵感染噬菌体时有何异常现象？预防噬菌体感染可采取哪些措施？
答：以谷氨酸发酵时感染噬菌体的异常现象为例：（1）菌体不增长或溶菌，表现为光密度（OD）不升或回降；（2）pH升高达8.0以上，且不下降；（3）不耗糖或耗糖极慢；（4）发酵液泡沫多、粘性大，色泽深；（5）镜检菌体初期胀大变粗，边缘不整齐；后期细胞破碎呈云雾状，革兰氏染色呈红色碎片；（6）不产或极少产谷氨酸。
工业发酵生产中，必须贯彻“以防为主，防重于治”的积极措施，这些措施主要有：（1）消灭噬菌体及其寄主菌。污染了噬菌体的发酵液或种子液必须加热彻底杀灭后才能排放；严禁活菌体（如取样液）到处排放散布；加强对环境（如车间空气）的噬检和消毒工作；加强车间环境的清洁卫生; （2）保证无菌空气净化系统的严密有效。包括保证空气过虑器的装填严格合理，保证压缩空气有足够的冷却面积，以便充分去除油水等；（3）彻底消除设备死角及渗漏，排除隐患；（4）严防种子携带噬菌体进入发酵罐（种子液要经过严格噬检）；（5）备有不同噬菌体类型的生产菌，定期轮换使用菌种；（6）选育抗噬菌体突变菌株；（7）必要时可考虑添加某些噬菌体抑制剂。
34.简述λ温和噬菌体的形态结构。λ噬菌体侵染细菌时，能以哪两种状态存在？
答：λ噬菌体也由一个直径约55 nm的正20面体头部和一条长约150 nm、粗约12 nm的尾部构成。头部含有一条线状的DNA分子，长度约只有T偶数噬菌体的四分之一（约48Kb）。包裹在头部外壳蛋白的这条DNA 是通过尾部注入到细菌细胞内的。
λ噬菌体侵染非溶源性细菌时，能以两种状态存在，一种是自主的，即营养体状态。处在这种状态时，λDNA不依赖寄主DNA而自行繁殖；另一种是整合的，即原噬菌体状态。处于这种状态时，λDNA成为寄主DNA 的一部分，并与其同步繁殖。
35.野生型λ噬菌体DNA如何改造才能用作基因工程中的克隆载体？
答：野生型λ噬菌体DNA必须经过改造才能适用于基因工程中运载体的目的。改造主要集中在两方面：(1) 消除多余的限制性内切酶位点；(2) 去除λDNA中一些非必要区段。经改造后构建而成的λDNA载体可以分为两类：①插入型载体, 如λgt系列载体；②替换型载体, 如Charon系列载体和EMBL系列载体。这些载体及其衍生载体已在基因工程中得到广泛的应用。
第三章微生物的生长繁殖及其控制
1．细菌/酵母菌等单细胞微生物群体生长的典型曲线分哪几个阶段？各个阶段有何特点？
答案要点：根据细菌/酵母菌生长速率常数的不同，一般可把细菌的典型生长曲线粗分为延迟期、对数期、
稳定期和衰亡期等四个时期。
各个阶段的特点教材中已有详细论述。答题时注意细菌和酵母菌的不同之处。
2．微生物生长繁殖需要的营养物质主要有几类？各有何生理功能？
答案要点：微生物生长繁殖需要的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等五种。
五种营养物质的生理功能如下：
（1）水是微生物最基本的组成分。微生物体内和体外的绝大多数营养成分通过水来溶解和吸收，代谢废物通过水进行排泄。水是细胞质组分，直接参与各种代谢活动。此外水的比热高，传热快，有利于调节细胞温度和保持环境温度的稳定。
（2）碳源物质通过微生物的分解利用，不仅为菌体本身的合成提供碳架来源，还可为生命活动提供能量，碳源往往也可作能源。碳源物质还是微生物细胞物质及其代谢产物的重要组成部分。
（3）氮源物质为菌体本身的合成代谢提供氮素来源，还可为极少数微生物的生命活动提供能量。氮源物质是微生物细胞物质及其代谢产物的重要组成部分。
（4）无机盐为微生物生长提供必需的矿质元素。矿质元素参与酶的组成、构成酶活性基、激活酶活性，维持细胞结构的稳定性，调节细胞渗透压，控制细胞的氧化还原电位，有时可作某些微生物生长的能源物质。
（5）绝大多数生长因子以辅酶与辅基的形式参与代谢中的酶促反应。
3．分析营养肉汤琼脂培养基、察氏液体培养基中碳源、氮源、矿物质和生长因子的来源。
答案要点：营养肉汤琼脂培养基配方：蛋白胨10g，牛肉膏3g，氯化钠5g，琼脂15~20g，水1000ml。其中：碳源为蛋白胨；氮源为牛肉膏；矿物质来自氯化钠；生长因子的来源为蛋白胨和牛肉膏。
察氏培养基配方：蔗糖30g，K2HPO4 1g，MgSO4?7H2O 0.5g，FeSO4 0.01g，KCl 0.5g，NaNO3 3g，蒸馏水1000ml。其中：碳源为蔗糖；氮源为NaNO3，矿物质来自K2HPO4、MgSO4?7H2O、FeSO4、KCl、NaNO3。由于是合成培养基，所以培养基中无生长因子。
4．高温灭菌的方法有那些？适用范围如何？
答案要点：高温灭菌的方法从大类上分为干热灭菌法和湿热灭菌法。主要的灭菌方法和适用范围如下：（1）干热空气灭菌法：采用烘箱加热的方法可对金属制品或清洁玻璃、陶瓷器皿进行灭菌。
（2）灼烧灭菌法能用于接种环、接种针等少数对象的灭菌。
（3）巴氏消毒法可用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温灭菌的液体的消毒。
（4）煮沸消毒法一般用于饮用水的消毒。
（5）间歇灭菌法适用于不耐热培养基的灭菌。
（6）常规加压灭菌法适合于一切微生物学实验室、医疗保健机构或发酵工厂中对培养基及多种器材、物料的灭菌。
连续加压灭菌法在大规模的发酵工厂用作培养基的灭菌。
5．简述消毒剂杀死微生物的原理。
答案要点：消毒剂杀死微生物的原理包括：
（1）改变细胞膜的渗透性或损害细胞膜，影响正常的物质交换，损伤细胞。
（2）氧化作用，可使细胞物质如酶氧化，使细胞物质失去活性。
（3）改变原生质的胶体性质，使菌体蛋白质、核酸发生沉淀、变性或凝固。
6．乙醇、新洁尔灭为什么可做消毒剂？
答案要点：70%~75%的乙醇可作为消毒剂。因为乙醇可使微生物中的蛋白质变性，还能溶解类脂，损伤细胞膜，又能使细胞脱水，从而造成细胞的死亡。
0.05% 0.1%新洁尔灭能使微生物的蛋白质变性，还能破坏细胞膜，从而杀灭微生物，因此可作为消毒剂。7．温度、pH对微生物的生长繁殖有何影响?
答案要点：温度对微生物的影响包括高温杀菌、适宜的温度培养微生物、低温降低微生物的代谢活性。
培养基或环境中的pH值与微生物的生命活动有着密切的联系。因为环境的pH值会影响到细胞膜所带的电荷，从而引起细胞对营养物质的吸收状况的变化。pH值还可以通过改变培养基中有机化合物的离子化作用程度而对细胞施加间接的影响（多数非离子状态化合物比离子状态化合物更容易渗入细胞），改变某些化合物分子进入细胞的状况，从而促进或抑制微生物的生长。
8．培养微生物的主要条件包括什么？
答案要点：（1）适宜的营养条件；（2）适当的外界环境；（3）消除其他微生物的干扰。
9．列表比较灭菌、消毒和防腐的异同，并举例说明。
答案要点：灭菌、消毒与防腐均为控制微生物生长繁殖的方法，但程度不同。举例包括：发酵灭菌、医学消毒和食品防腐。
10．简述控制微生物生长繁殖的方法及其原理。答案要点：同9。
11．如何分离到能利用甲苯为碳源和能源的细菌纯培养物？
答案要点：培养基的设计中以甲苯为唯一碳源，适当考虑添加真菌抑制剂。如果结合微生物的分离与筛选部分答题，则更佳。
12．为什么微生物的营养类型多种多样，而动物、植物的营养类型相对单一？
答案要点：从营养物质的利用方面考虑，重点考虑碳源；结合微生物容易变异的特点答题更好。
13．怎样制备培养基？培养基制备过程中怎样满足微生物对营养物质、pH和无菌等方面的要求？
答案要点：实验室中经过下列步骤可配制出培养基。①计算称量；②加水溶解；③调节pH；④过滤分装；
⑤放塞包扎；⑥加压灭菌。
培养基制备过程中要严格按照配方配制，注意各种营养物质的加入次序，防止沉淀产生和营养成分的破坏，可满足微生物对营养物质的要求。培养基需要调整到适宜的pH值，并尽可能采用具有一定缓冲作用的物质，如天然物质等，从而有利于微生物的培养。另外，还要采用适当的方法杀菌，防止其他微生物的干扰。
第四章工业微生物学基本实验技术
1. 用光学显微镜观察细菌时, 为什么一般都需要先将细菌进行染色？制作细菌染色标本片时，为什么必须先对涂在载玻片上的细菌样品进行固定？固定时应注意什么问题？
答：由于细菌细胞小且无色透明, 直接用光学显微镜观察时, 菌体和背景反差很小，难以看清细菌的形态, 更不易识别某些细胞结构, 因此，一般都需要先将细菌进行染色, 借助于颜色的反衬作用, 以提高观察样品不同部位的反差, 能更清楚地进行观察和研究。此外，某些染色法还可用于鉴别不同类群的细菌, 故细菌的染色是工业微生物学实验中重要的基本技术。
染色前必须先对涂在载玻片上的细菌样品进行固定，固定的作用一是杀死细菌并使菌体粘附于玻片上, 一是增加菌体对染料的亲和力。一般常用酒精灯火焰加热固定的方法，但应注意防止细胞膨胀和收缩，尽量保持细胞原形。
2. 革兰氏染色法包括哪几个基本步骤？你认为影响革兰氏染色结果正确性的关键环节是什么？
答：革兰氏染色法的基本步骤是: 先用初染剂草酸铵结晶紫进行初染, 再用媒染剂碘液媒染,然后用脱色剂乙醇处理, 最后用复染剂石炭酸复红或番红进行复染。经此法染色后, 若细菌不被酒精脱色，能保持结晶紫与碘的复合物而呈现蓝紫色，则该菌称为革兰氏阳性细菌(G+)；反之，若细菌能被酒精脱色，而被复红或番红复染成红色, 则称之为革兰氏阴性细菌(G-)。被普遍采用的经Hucker氏改良的革兰氏染色法, 其操作步骤为：制片→初染→媒染→脱色→复染→干燥→观察。
影响革兰氏染色结果正确性的关键环节是用脱色剂乙醇处理, 为了保证革兰氏染色结果的正确性, 必须控制乙醇脱色时间, 尽量采用规范的染色方法。
3. 放线菌、酵母菌和霉菌显微标本片的制作分别可采用哪些方法？各有什么特点？
答：放线菌与细菌的单染色一样，可用石炭酸复红或吕氏美兰等染料着色后，在显微镜下观察其形态。但为了观察放线菌在自然生长状态下的形态特征, 可应用各种培养、制片和观察方法, 其中印片法、插片法和玻璃纸法是三种常用的方法。
观察酵母菌形态可制备水浸片，若加入一滴美兰染色液，还可区别死活细胞（呈兰色的为死细胞，无色的为活细胞）, 这是因为活细胞具有较强的还原能力，能使无毒性的美蓝从蓝色的氧化型变成无色的还原型。
霉菌具有复杂分枝的菌丝体, 分基内菌丝和气生菌丝。由气生菌丝分化产生繁殖菌丝, 再由繁殖菌丝产生孢子。霉菌菌丝较粗大，制片时容易收缩变形，孢子也容易分散。为了得到清晰、完整、保持自然状态的标本片，常用载片培养法和玻璃纸培养法进行制片观察。
4. 简述透射电镜微生物样品的制备方法与操作步骤。
答：透射电镜采用覆盖有支持膜的载网来承载被观察的微生物样品。最常用的载网是铜网，而支持膜可用塑料膜(如火棉胶膜、聚乙烯甲醛膜等)，也可用碳膜或金属膜。透射电镜样品制备技术主要有下列三种：①负染技术；②投影技术；③超薄切片技术。
透射电镜的微生物样品的简单制备步骤为：处理金属载网→制备支持膜→转移支持膜到载网上→制备微生物电镜样品。
5. 何谓微生物的纯培养技术？主要包括哪些技术内容？
答：在微生物学中，通常只有纯培养物才能被较好地进行研究、利用和重复其结果；在工业发酵生产中，绝大多数情况下也只有采用纯培养物, 才能实施正常运作和具有实用价值。因此, 把特定的单一微生物从自然界(或含菌样品) 以混杂存在的状态中分离出来、经纯化、转接、繁殖、并以纯培养物的形式保藏下来等一系列操作技术, 称之为纯培养技术。它是进行微生物学研究和工业发酵生产最基本的技术。
纯培养技术主要包括：培养基的配制与灭菌技术、无菌操作技术、工业微生物分离与纯化技术、厌氧微生物纯培养技术、工业微生物菌种保藏技术等。
6. 试述一般培养基的配制方法和操作步骤。高压蒸汽灭菌和干热灭菌的操作方法怎样？应注意哪些事项？
答：一般培养基的配制方法如下(各种天然培养基的配制方法略有不同): l. 按照配方的组分及用量先分别称量并配成液体；2. 根据要求调到一定的酸碱度(pH值)；3. 若要制成固体则加入2%琼脂并加热融化；4. 根据需要的数量分装入试管或三角瓶中, 加上棉塞或盖上纱布； 5. 包扎好灭菌后备用。
配制斜面培养基为例，一般操作步骤为：称量→溶解→调pH值→加琼脂→过滤→分装→加棉塞→包扎→灭菌→摆斜面→无菌检查。
高压蒸汽灭菌法一般培养基、无菌水、耐热药物及玻璃器皿等常采用高压蒸汽灭菌法。该法的优点是时间短, 灭菌效果好。它可以杀灭所有的微生物, 包括最耐热的细菌芽孢及其它休眠体。
一般培养基常用0.1MPa (1 kg/cm2或15 Ib/in2 ), 约120℃维持15～20分钟, 便可达到彻底灭菌的目的；单独玻璃器皿灭菌的温度可高些, 维持的时间可长些。灭菌的温度及维持的时间, 应随灭菌物品的性质和容量多少而灵活掌握。
要注意灭菌的因素是高温而不是高压, 故灭菌锅内的冷空气要彻底排除(在排除冷空气的条件下, 蒸汽压与温度之间有一定关系)，否则, 压力虽达到0.1Mpa (l kg/cm2 ), 但温度并没有达到要求。
干热灭菌法常用玻璃器皿(培养皿、三角烧瓶、试管、吸管等)、金属器皿及其它干燥耐热物品, 烘干后经适当包扎(勿装液体), 可采用干热灭菌法。干热灭菌一般在电烘箱内利用干热空气灭菌。
该法比湿热灭菌法所需的温度要高些(160～170℃), 时间也要长些(1～2 h)。但灭菌温度若超过180℃, 包扎器皿的纸或棉塞就容易烧焦。
7. 为什么微生物菌种移接的所有操作, 均应在无菌环境下进行严格的无菌操作？什么是无菌的环境条件？什么是无菌操作技术？
答：微生物无处不在, 无孔不入, 因此, 在对微生物的研究和应用过程中, 必须随时注意保持微生物纯培养物的纯洁性, 防止乃至杀灭其他微生物(杂菌)的混入；在进行分离、转接及培养微生物纯培养物时, 要采用严格的无菌操作技术, 防止被其他微生物所污染。
在微生物学研究中, 常需用接种环把微生物纯培养物, 由一个器皿移接到另一个培养容器中进行培养。由于周围环境(主要是空气)中, 存在着大量肉眼无法发现的各种微生物, 只要一打开器皿，就可能会引起器皿内的培养基或培养物, 被环境中其他微生物所污染。此外，实验室人员与所试验的微生物，应保证没有或最少直接接触或气雾接触。因此, 微生物菌种移接的所有操作, 均应在无菌环境下进行严格的无菌操作。
无菌环境是指在无菌室、无菌箱、超净工作室或超净工作台等无菌或相对无菌的环境条件下进行操作。
无菌操作技术的要点是要充分利用酒精灯焰周围的高温区(无菌区), 即接种时, 管口和瓶口始终保持在火焰(如酒精灯焰)旁边, 进行熟练的移接种操作, 以便保证微生物的纯种培养。此外，挑取和移接微生物纯培养物用的接种环及接种针, 应采用易于迅速加热和冷却的镍铬合金等金属制备, 使用时用火焰灼烧灭菌；转移液体纯培养物时, 应采用无菌吸管或无菌移液枪。
8.常用的微生物分离纯化方法有哪些？这些方法各有什么优缺点？
答：常用的微生物分离纯化方法有：稀释混合倒平板法、稀释涂布平板法、平板划线分离法、稀释摇管法、液体培养基分离法、单细胞分离法、选择培养分离法等。其中前三种方法最为常用,不需要特殊的仪器设备, 分离纯化效果好
稀释混合倒平板法有两个缺点，一是会使一些严格好氧菌因被固定在琼脂中间,缺乏溶氧而生长受影响,形成的菌落微小难于挑取；一是在倾入熔化琼脂培养基时，若温度控制过高,易烫死某些热敏感菌，过低则会引起琼脂太快凝固, 不能充分混匀。
在微生物学研究中, 更常用的纯种分离方法是稀释涂布平板法。另一种简单快速有效的涂布平板法, 为玻璃涂棒连续涂布分离法。
平板划线分离法的特点是简便快速, 但单个菌落并不一定是由单个细胞形成的，需再重复划线1～2次, 并结合显微镜检测个体形态特征, 才可获得真正的纯培养物。
9. 厌氧微生物常用哪些纯培养技术？简述厌氧手套箱培养法的原理和操作过程。
答：目前, 已发展了很多厌氧微生物培养技术, 有化学方法、物理方法、物理与化学相结合的方法，如真空干燥器化学吸氧法、厌氧罐培养法、厌氧手套箱培养法、厌氧发生袋培养法、庖肉培养基法、亨盖特氏(Hungate)厌氧技术等。
厌氧手套箱是利用通入的氢气, 在箱内黑色钯粒的催化下, 与氧结合生成水的反应, 达到除去箱内氧的目的。厌氧箱可分为操作室和交换室两部分。
操作室用于进行厌氧操作, 前面有一对供操作用的套袖及胶皮手套。操作室内的常温钯粒和干燥剂用钢丝网分别装着, 并与电风扇组装在一起, 不断除去操作室内的氧及所形成的水分。操作室内还备有接种针和用于接种针灭菌的电热器, 有的还安装有培养箱。
交换室是用于室外物品的放入和室内物品的取出。交换室又与真空泵及混合气钢瓶相连。混合气体体积分数一般为10 % CO2、5 %～10 % H2和80 %～85 %高纯N2 。
以平板法分离双歧杆菌的纯培养为例, 厌氧手套箱的操作过程：厌氧箱的准备→培养物的准备→换混合气培养→观察挑取菌落。
10. 微生物菌种长期保藏根据什么基本原理？常用哪些保藏菌种的方法？这些方法各有什么优缺点？
答：微生物菌种保藏共同的基本原理是：使微生物的新陈代谢处于最低或几乎停止的状态, 因而极少或不发生变异；保藏方法通常都是基于温度、水分、氧气、营养成分和渗透压等方面考虑；保藏条件都是人工方法创造的低温、干燥、缺氧环境。
目前，已建立了许多种长期保藏菌种的方法, 包括：斜面冰箱保藏法、穿刺法、液体石蜡保藏法、沙土管保藏法、滤纸法、甘油低温保藏法、冷冻干燥保藏法、低温法、液氮超低温保藏法等。
斜面冰箱保藏法操作简单、使用方便, 但保藏时间短、容易被污染；液体石蜡保藏法制作简单, 不需经常移种, 实用且效果较好；沙土管保藏法操作通常比较简单, 效果较好, 可保存几年时间, 广泛应用于抗生素工业的生产菌种保藏中, 但不能用于保藏营养细胞；甘油低温保藏法简单易行，保藏时间可达1年至几年；冷冻干燥保藏法综合利用了各种有利于菌种保藏的因素（低温、干燥和缺氧等），是目前最有效的菌种保藏方法之一；液氮超低温保藏法比其他任何保藏方法都要优越, 被世界公认为防止菌种退化的最有效方法, 适用于各种微生物菌种的保藏。
11. 了解并熟悉不同工业微生物的生理与发酵试验技术有什么实用意义？如何进行微生物对碳源和氮源的利用试验？厌氧的酵母菌酒精发酵试验与好氧的短杆菌谷氨酸发酵试验有什么不同？
答：了解不同工业微生物的生理特性, 并熟悉其生理与发酵试验技术。使人们能利用这些不同的生理特性, 作为不同微生物分类鉴定和菌种选育的依据；利用它们的多种发酵类型和代谢产物, 更有效地为发酵工业作贡献。
碳源的利用试验：(1) 糖类发酵试验绝大多数细菌和酵母菌都能利用糖类作为碳源和能源,但它们在分解糖类物质的能力上有很大差异，糖类发酵试验主要是试验多种糖类能否被利用作为碳源或能源。(2) 淀粉水解试验淀粉酶能水解淀粉成为小分子的糊精、双糖和单糖, 此过程可通过观察细菌菌落周围的物质变化来证实。淀粉遇碘液会产生蓝色反应, 但细菌水解淀粉后的周围区域, 用碘测定不再显示蓝色, 使平板上的菌落周围出现透
明圈, 表明该细菌能产生淀粉酶, 以此鉴别不同细菌。(3) 脂肪水解试验脂肪也是碳源之一。微生物对大分子的脂肪不能直接利用, 必须依赖其胞外产生的脂肪酶, 将脂肪分解成小分子的甘油和脂肪酸, 才能被微生物所吸收利用。脂肪被脂肪酶水解后产生的脂肪酸, 可改变培养基的pH.，使pH降低。加入培养基的中性红指示剂, 会使培养基从淡红色变为深红色, 说明微生物胞外能产生脂肪酶。
氮源的利用试验：工业微生物对于氮源的利用, 主要是看其对蛋白质、蛋白胨、氨基酸、铵盐和硝酸盐的利用能力, 例如：(1)酵母菌对氮源利用试验； (2)明胶液化试验；(3)石蕊牛奶试验；(4)尿素分解试验；(5)硝酸盐还原试验。
酒精发酵试验是在无氧条件下, 某些酵母菌(如酿酒酵母)能把己糖转化为酒精和二氧化碳的作用, 称为酒精发酵。酵母菌由于其种类不同, 酒精发酵力的强弱也不同, 工业生产上必须采用酒精发酵过程中所生成的二氧化碳和酒精的量, 以及计算其发酵度来测定不同酵母菌种的发酵力。
谷氨酸发酵试验是在有氧条件下,谷氨酸短杆菌在各种酶系的作用下, 葡萄糖经己糖酵解、单磷酸己糖、三羧酸循环和乙醛酸循环等途径生物合成谷氨酸。因此，谷氨酸发酵是好氧性发酵。谷氨酸短杆菌是生物素营养缺陷型，当培养基中含有充足的生物素时，菌体大量生长，但不积累谷氨酸产物，因此，发酵培养基中的生物素要控制在一个亚适量的水平(除非采用特殊的发酵工艺)。
12. 在科研和工业发酵生产实践中，最常用的微生物检测项目主要有哪些？各有什么实际意义？试举例说明之。
答：在科研工作和生产实践中，最常用的微生物检测项目是细胞数或生长量的测定。例如，在酒精、啤酒和白酒等的成熟酒母在镜检时, 除了要求菌体细胞饱满肥大、细胞质均匀、空泡小、出芽率高外, 还要求酵母细胞数每毫升达到l亿个以上, 以此作为酵母菌繁殖能力和培养成熟的指标；又例如，在谷氨酸发酵生产中，每间隔2～4 h，就要取样用光电比浊法测定发酵液的光密度(OD)，以此作为短杆菌增殖数量的指标, 有助于指导发酵过程的工艺控制。
13. 简述水和食品中细菌菌落总数的测定程序。多管发酵法测定水与食品中大肠菌群数的操作过程有何异同？
答：细菌菌落总数是指水或食品检样经处理, 在肉汁营养琼脂培养基中, 于37℃经24 h培养后, l ml或l g 检样中所生长的嗜中温需氧性细菌菌落总数。一般都采用平板菌落计数法进行测定。它主要作为判定水和食品被污染程度的标志, 也可应用这一方法观察细菌在食品中繁殖的动态, 以便对被检样品进行卫生学评价时提供依据。
水和食品中细菌菌落总数的测定与前面的平板菌落计数法测定活菌数, 在原理和方法上基本是相同的。其测定过程如下：培养基的制备→检样的采取→检样的稀释→倾注平板及培养→菌落总数的计算→菌落总数的报告。
食品中大肠菌群数是以每100毫升(克)检样中大肠菌群最可能数(MPN)表示的。多管发酵法检测食品中大肠菌群数的操作过程为：培养基的制备→食品检样稀释→乳糖初发酵试验→平板分离培养→证实试验→报告MPN。
14. 噬菌体的检查根据什么原理？试述单层琼脂平板法检查噬菌体和双层琼脂平板法测定噬菌体效价的方法及操作过程。
答：噬菌体侵染敏感寄主细胞后, 释放出子代噬菌体, 通过琼脂再扩散到周围的细胞中, 继续侵染引起更多细胞裂解, 从而在平板上形成一个个肉眼可见的透亮无菌近圆形的空斑, 称为噬菌斑, 它是噬菌体存在的一种特性标志, 由此检出噬菌体的存在。
单层琼脂法将指示菌液和经适当稀释的噬检液与单层培养基一起倾注平板。充分混匀并凝固后，置适温下培养约12 h，观察计数。此法较简便，可用于噬菌体的效价测定。但若培养基较厚易产生上下噬菌斑重叠现象，影响计数的准确性。
双层琼脂法一般采用的效价测定方法。双层琼脂法是先用含2％琼脂的固体培养基倾注底层平板，再在其上倾注一薄层半固体上层培养基，上层培养基事先已与对数期指示菌液和噬检液混合均匀。经适温培养后，便可观察计数。
此法的优点是所形成的全部噬菌斑基本处于同一平面上，因而各斑大小均匀，边缘清晰易见，不发生上下噬菌斑重叠现象。此外，因上层半固体培养基较稀，使形成的噬菌斑较大，也有利于计数。因此，该法是一种被普遍采用并能精确测定效价的方法。
单层琼脂法噬检操作过程
双层琼脂法测定噬菌体效价操作过程
第五章微生物的代谢调节与控制
1. 什么叫生物氧化？微生物的生物氧化有哪3种方式？各有什么特点？
答：生物氧化(biological oxidation) 就是发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总和。生物氧化不同于普通的氧化反应。首先，它们是由一系列酶在温和的条件下按一定次序催化的多步式梯级反应；第二，生物氧化反应放能是分段逐级进行的；第三，生物氧化反应中释出的能量一部分以化学能的形式储藏在ATP分子等能量载体内。
根据微生物进行生物氧化时有无外界的最终电子受体，可以把微生物生物氧化分为呼吸和发酵两大类。没有
任何外源的最终电子受体的生物氧化类型称为发酵，有外源的最终电子受体的生物氧化类型称为呼吸。再根据外源最终电子受体是不是分子氧，又可以把呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式，其特点是底物脱下的氢经完整的呼吸链传递，最终被外源分子氧接受，产生了水并释放出ATP形式的能量。这是一种递氢和受氢都必须在有氧条件下完成的生物氧化作用，是一种高效产能方式。
无氧呼吸指一类呼吸链末端的氢受体为O2以外的外源氧化物。这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。其特点是底物脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物或有机物受氢，并完成氧化磷酸化产能反应。
发酵是指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。其特点是以有机化合物作为电子供体（被氧化）和电子受体（被还原），电子的传递不经过细胞色素等中间电子递体，直接由电子供体交给电子受体，因此可以看作是分子内的转移。这种氧化作用不彻底，最终形成还原性产物，只放出一部分化学能，而大部分能量仍储存在还原性产物中。
2. 试述异氧微生物对糖降解途径的多样性及其生理机能。
答：工业上使用的微生物绝大多数属化能异氧型，以糖类作为最重要和最普遍的碳源和能源。糖类作为氧化基质，通过各种降解方式形成构建菌体成分的中间代谢物，同时伴以能量的产生。微生物降解葡萄糖的方式很多，远比高等生物复杂，其降解途径及最终产物因微生物种类和发酵条件而异，主要有下列方式：
（1）EMP途径
EMP途径是多种微生物所具有的代谢途径，其产能效率虽低，但生理功能极其重要：①供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力，厌氧微生物是以此途径作为获得能量的唯一方式；②是连接其它几个重要代谢途径的桥梁，包括三羧酸循环（TCA）、HMP途径和ED途径等；③为生物合成提供多种中间代谢物；④通过逆向反应可进行多糖合成。若从EMP途径与人类生产实践的关系来看，则它与乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇等的发酵生产关系密切。
（2）HMP途径
HMP途径在微生物生命活动中意义重大，主要有：
①供应5-磷酸核糖，以合成嘌呤和嘧啶核苷酸，最后合成核酸、辅酶等；
②提供大量的还原力NADPH＋H＋，除了部分被转氢酶催化变为NADH＋H＋，再进入呼吸链氧化，可生成大量的ATP外，主要还是作为细胞合成脂肪酸、胆固醇、谷氨酸等需氢的一种重要来源；
③途径中的4-磷酸赤藓糖是合成芳香族氨基酸的前体；
④磷酸戊糖循环的功能对于光能和化能自养菌具有重要作用，这两类微生物细胞中的含碳成分都是由CO2和1,5-二磷酸核酮糖缩合而成，而后者是由5-磷酸核糖转变而来；
⑤生成的6-磷酸果糖、3-磷酸甘油醛等可进入EMP途径，进而代谢为丙酮酸，这样HMP途径与EMP途径相联系。（3）ED途径
ED途径是少数EMP途径不完整的细菌所特有的利用葡萄糖的替代途径。由于它可与EMP途径、HMP途径和TCA循环等代谢途径相联，故可相互协调，满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢产物的需要。所以ED途径也是微生物的一条重要代谢途径，广泛分布在细菌尤其是革兰氏阴性菌中。
（4）PK途径
除了常见的EMP途径、HMP途径和ED途径外，尚有两个磷酸酮缩酶途径（phosphoketolase pathway，简称PK 途径）是少数细菌所有的，例如异型乳酸发酵的乳酸杆菌、双叉乳杆菌和双歧杆菌等，因为该途径的部分与HMP 途径相同，所以可认为是HMP途径的分叉。
3. 何谓组成酶、诱导酶？诱导酶是如何被诱导合成的？
答：微生物体内参与代谢活动的酶，有些是细胞所固有的，经常存在于细胞内，以恒定速度和恒定数量生成，不随微生物的代谢状态而变化，这一类酶称为组成酶（constitutive enzymes）；而另一些酶，在一般情况下细胞内不生成或数量很少，这些酶只有在底物或其结构类似物存在时才生成，这一类酶被称为诱导酶（induced enzymes），引起酶生成的化合物叫诱导物。
酶的诱导可以用Jacob和Monod提出的操纵子模型（Operon Model）来解释，例如大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因z、y、a（相应编码β-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷透性酶和β-半乳糖苷转乙酰酶）和结构基因前面的操纵基因（O）和启动子（P），这三种酶都能被乳糖或β-半乳糖苷系列化合物所诱导。其作用机制是：当不
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义 答：定义：发酵工程是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式；或者更严的说发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分 答：从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 3.发酵工业产业化应抓好哪三个环节 答：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 菌种问题：纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌 合适的反应器：生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力 基质的选择:价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求 5.我国发酵工业应该走什么样的产业化道路
答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 二、思考题 1、自然界分离微生物的一般操作步骤 答：标本采集→预处理→富集培养→菌种分离（初筛、复筛）→发酵性能鉴定→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集 答：富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育自然选育在工艺生产中的意义 答：定义：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求 答：出发菌株定义：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 要求：★对菌株产量，形态、生理等情况了解；★生长繁殖快，营养要求低，产孢子多且早；★对诱变剂敏感；★菌株要有一定的生产能力；★多出发菌株：一般采用3~4个出发菌株，在逐代处理后，将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。 5、诱变选育的流程 答：出发菌株经纯化活化前培养（同步培养）→培养液（离心、洗涤、）→单细胞获单胞子悬液→诱变处理→后培养（中间培养）→平板分离→初筛→复筛→保藏及扩大试验 筛选的关键是选择一定的特征（如菌落特征、生化特征等）去判断所筛选的菌株是我们所需要的突变株。
2012年硕士研究生招生复试内容及评分方案 复试程序： 1.考生凭复试通知书报到，领取复试流程表； 2.进行复试资格审查：应届生须持学生证、身份证、准考证、本科阶段成绩单的原件及所有复印件；往届考生须持毕业证、学位证、身份证、准考证原件及复印件接受审查，并收取所有复印件； 3.通过复试的考生发放《体检表》并通知考生体检地点：校医院； 4.双向选择，确定导师； 5.对通过体检拟录取的考生发放以下材料： （1）政审表 （2）考生人事档案调档函（不含委培和定向考生） （3）协议书 6.各专业复试时间及地点： 0832食品科学与工程一级学科（含食品科学，粮食、油脂及植物蛋白工程，食品质量与安全，农产品、水产品加工与贮藏工程，食品工程专业共6个专业）：3月26日上午8:00到院办报到，8：30到13号楼东糖厅进行笔试； 0822轻工技术与工程一级学科（含制糖工程，淀粉资源科学与工程，制糖工程专业学位共3
个专业）：3月27日上午8：00到院办报到，8：30到13号楼东糖厅进行笔试； 0822轻工技术与工程一级学科（含制浆造纸工程专业）：3月28日上午8;00到院办13号楼111室报到，9:00到造纸楼7楼会议室进行笔试。 复试方式： 1.专业课笔试（按2012硕士招生专业目录公布的考核科目执行）； 2.进行英语听力和口语面试（10％）； 3.进行专业知识与综合素质面试； 录取原则： 1.本着公平、公开、公正的原则进行研究生录取工作，并严格遵守学校招生办公室制定的硕士研究生录取的原则和要求。 2.对通过全国统一考试考入我院的研究生，严格按各专业学生的初试和复试加权总成绩排名顺序从高分到低分确定全日制硕士研究生录取名单以及奖学金资助名额。 3.复试不及格（小于60分）者，不录取。 4.录取总成绩＝初试总分×50％＋复试成绩×50％×5。 5.按照食品科学与工程一级学科（含食品科学，粮食、油脂及植物蛋白工程，食品质量与安全，农产品、水产品加工与贮藏工程专业共5个专业）、轻工技术与工程一级学科（含制糖工程，淀粉资源科学与工程共2个专业）组织面试，按录取总成绩从高到低分一级学科录取考生，确定拟录取名单后，“双向选择”导师。 6.实施差额复试，食品科学与工程一级学科（含食品科学，粮食、油脂及植物蛋白工程，食品质量与安全，农产品、水产品加工与贮藏工程，食品工程专业共6个专业）比例为130%（不含推免生）；轻工技术与工程一级学科（含制糖工程，淀粉资源科学与工程，制糖工程专业学位共3个专业）比例为110%（不含推免生）。
《微生物遗传与育种》复习资料 一、填空题 1.在DNA链上的碱基序列中一个碱基被另一个碱基代替的现象称为。这其中 嘌呤与嘌呤之间或嘧啶与嘧啶之间发生互换称为。一个嘌呤替换一个嘧啶或一个嘧啶替换一个嘌呤称为。 2.基因突变可以分为、和。 3.指的是通过病毒将一个宿主的DNA转移到另一个宿主的细胞中而引 起的基因重组现象。指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的表型的过程。在原核生物中有些DNA片段能够转移到其他位置从而导致微生物的基因突变，这种片段称。 4.育种过程中，为了抑制DNA基因突变的修复，所以菌体中加入和可以 抑制修复。 5.通常用、、、等抗生素来标记质粒载体。 6.微生物菌种保藏是要为菌体创造、、和条件。 7.用作微生物化学诱变剂的5-溴尿嘧啶为_____的结构类似物；具有超级化学诱变剂之 称的是。 8.根据突变的表型效应，突变型的种类有、、和等。 9.富集培养是创造有利于目标菌种的生长，一般采用的方法有、和等。 10.在微生物基因工程中，目前应用最多的载体是_______和________。 11.营养缺陷型菌株诱变育种中，为了便于营养缺陷型菌株的检出，尽量淘汰野生型细胞， 常用的方法有______、_____和_____。 12.杂交育种过程中常用的遗传标记包括、、等。 13.原生质体融合育种中，用来除去细菌和放线菌细胞壁常用的酶是；除去真菌类 细胞壁的酶是；原生质体融合最常用到的化学融合剂是。 14.原生质体再生育种过程中培养皿中的冷凝水需要去除，其原因是。 二、选择题 1．在培养基中加入可以抑制细胞壁的生物合成，获得原生质体。 A. 溶菌酶 B. 青霉素 C.蜗牛消化酶 D. 纤维素酶 2．由牛肉膏、蛋白胨和氯化钠组成的培养基，属于。 A. 有限培养基 B.补充培养基 C.完全培养基 D. 基本培养基 3. 紫外线对微生物有很好的诱发突变作用，其中最有效波长为。 A. 200nm B.254nm C.274nm D. 300nm 4．分支途径中末端产物单独存在时仍有微弱的抑制作用，当几个末端产物共同存在时，其抑制作用作用大于几个单独存在时的和，这种反馈抑制属。
类。 微生物的育种方法主要有三类： 诱变法，细胞融合法，基因工程法。 发酵培养基主要由 碳源，氮源，无机盐，生长因子 组成。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为 连逍，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为 空消。 7、可用于生产酶的微生物有 细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理方法有 酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌方式的不同， 好氧发酵设备可分为 机械搅拌式发酵罐 和通风搅拌式发酵罐 两种。 9、 依据培养基在生产中的用途，可将其分成 孢子培养基、种子培养基、发酵培养 10、 现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要内容包括 生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及 产物的分离、提取 与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转 化发酵、生物工程细胞的发酵 。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有 细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向 变异菌，从自然选育转向 代谢调控育种, 从诱发基 因突变转向 基因重组的定向育种。 15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有 分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括 空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐， 所需的时间总和为一个发酵周期。 发酵工程 、名词解释 1、 分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、 补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。 3、 絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、 生物发酵工艺多种多样，但基本上包括 菌种制备、种子培养、发酵和提取精^_等下游 处理几个过程。 2、 根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同, 过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大 3、 4、 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括: 过滤、提炼，脱色，结晶。 基三种。
微生物育种学复习题 题型包括填空、选择、名词解释、简答题、问答题 名词解释 转换:嘌呤与嘌呤之间，嘧啶与嘧啶之间发生互换称为转换 置换：在DNA链上的碱基序列中一个碱基被另一个碱基代替的现象称为置换 颠换：一个嘌呤替换另一个嘧啶或一个嘧啶替换另一个嘌呤的现象称为颠换 移码突变：碱基序列中有一个或几个碱基增加或减少而产生的变异。 转导：由噬菌体将一个细胞的基因传递给另一细胞的过程。它是细菌之间传递遗传物质的方式之一。其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。 转染：指真核细胞由于外源DNA掺入而获得新的遗传标志的过程。常规转染技术可分为瞬时转染和稳定转染（永久转染）两大类。 端粒：是染色体末端的一个区域，该区域含有DNA重复序列，当体细胞衰老时，重复序列的数量将逐渐减少。 异核体：两株基因型不同的菌株菌丝体在培养过程中紧密接触，接触部分细胞壁溶解、联结、融合、细胞质交流，在共同的细胞质里存在着两个细胞核。 准性生殖：两个体细胞的核融合，及同源染色体的交换，直至基因重组，完成了和有性繁殖相似的繁殖过程。 原生质体：指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞。 富集：某些物质通过水、大气和生物作用而在土壤或生物体内显著积累的作用。 基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基，含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基。 选择培养基（及各种类培养基概念）：根据微生物的特殊营养需求或其对某些物理、化学因素的抗性而设计的培养基，用来将某种或某类微生物群体中分离出来，具有使混合菌样中劣势菌变为优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。 完全培养基:凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或半组合培养基。 补充培养基:凡只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组合培养基。 富集培养：是在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特性设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适环境下迅速生长繁殖，数量增加，由自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种以利分离到所需要的菌株。 营养缺陷型：野生型菌株经过人工诱变或自然突变失去合成某种营养（氨基酸、维生素、核酸等）的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长。 光修复（又称光复活作用）：细菌经波长220~300nm的紫外线照射后，接着经波长310~460nm的可见光照射，与不经可见光照射的对照相比，其存活率大幅度提高，突变率相应下降，这种现象称光
1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高， 生长速度快 ,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生 产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂 肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉 及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量 表达的潜力？ 在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢 的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必 要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足 够的量，与这些物关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目
的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达 某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养， 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下 的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的？ 防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么 是 16sRNA同源性分析？ 目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因，设计引物， 建立 pcr 扩增体系，再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过 程。
华南理工大学2012年硕士研究生复试基本分数线 来源：考试大 2012年3月8日【考试大：中国教育考试第一门户】 华南理工大学2012年硕士研究生最低复试分数线 (一)参加全国统考及联考的考生 类型报考学科门类（专业）政治外语业务一业务二总分 学术型01哲学50 45 90 90 320 02经济学55 55 90 90 350 03法学（不含马克思主义理论）50 50 90 90 335 0305马克思主义理论50 45 90 90 320 04教育学（不含体育学）60 60 180 —315 0403体育学50 45 200 315 05文学60 60 90 90 355 07理学50 50 85 85 315 08工学50 50 85 85 330 12管理学55 55 90 90 350 13艺术学40 30 85 85 295 专业学位0251金融硕士55 55 90 90 350 0351法律硕士50 50 80 80 315 0551艺术硕士40 30 85 85 295 0552翻译硕士60 60 90 90 355 0851建筑学硕士50 50 90 90 330 0852工程硕士（不含软件工程）50 50 85 85 330 085212软件工程采用教育部一区工程硕士线 0953风景园林硕士50 50 90 90 330 1253会计硕士—50 105 —190 1251工商管理硕士 1252公共管理硕士 1256工程管理硕士 —50 105 —178 (二)参加全国统考、面向行业委托培养的考生 030105民商法学(知识产权方向)：总分310，单科不限。 (三)参加单独考试的考生 08工学：总分290，单科不限; 12管理学：总分300，单科不限; (四)强军计划考生：总分240，单科不限。 (五)参加全国统考，满足以下条件之一，一门单科成绩低于所在类型要求5分以内者可参加复试： 1.数学一、二、三成绩在135分以上; 2.我校自命题专业科目成绩在135分以上，且在该科目排名前10%(或排名第一); 3.报考07理学、08工学，总分370分以上且业务课一、业务课二均在120分以上。 (六)参加全国统考，报考0301法学专业，成绩满足法律硕士(法学)要求，报考07理学、08工学专业，成绩满足软件硕士要求，可申请参加相关专业学位复试。
华南理工大学2000年攻读硕士学位研究生入学考试《物理化学》试题
华南理工大学 2000年攻读硕士学位研究生入学考试《物理化学》试题 （适用专业：应化类材料物理与化学、化学工程、化学工艺、生物化工、工业催化、生物医学工程、应用化学、环境工程，未注明的为两类共用题） 1．苯的正常沸点为353K ，摩尔汽化焓为 30.77kJ ?mol -1 ，现将353K ，标准压力下的1摩尔液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽（设为理想气体）。 A ．计算该过程苯吸收的热量和做的功； B ．求过程的 G 和 S ； C ．求环境的熵变； D ．可以使用何中判据判断过程的性质。（12分） 解：设计如下途径计算： A ．因真空蒸发， p 环=0 真空等温蒸发 H 3、 S 3 (1) 苯 (l) 1 mol 苯 ( l ) 1 mol 苯 ( g ) 1 mol 苯 (g ) 1 mol (2)
?=-=∴0 dV p W 环 Q = U = H - (pV ) 压力变化不大时，压力对凝聚系统的焓、熵影响不大，所以 H 1=0、 S 1=0。 又理想气体恒温 H 3=0 ，所以 H = H 1+ H 2+ H 3= H 2= n ? vap H m 则 Q =n vap H m - p (V g -V l )= n vap H m - p V g ≈ n vap H m - nRT = 1×30770 J - 1mol ×8.3145 J ·K -1·mol -1 ×353K = 27835J B. S = S 1+ S 2+ S 3= S 2+ S 2= ( H 2/T )+ nR ln(p /p ) = (30770J/353K)+1×8.3145J ·K -1×ln(101.325kPa/100kPa) = 87.28J ·K -1 G = H - T S = 30770J - 353K ×87.28J ·K -1= -39.84J C. 环境熵变 ：设系 T =环 T S 环= -Q 系/T 环= -27835J/353K =-78.85 J ·K -1 D . 可用熵判据判断过程的性质，此过程 S 隔= S 系+ S 环 = 87.28J ·K -1+(-78.85J ·K -1)= 8.43J ·K -1 > 0 故为不可逆过程。 2．已知288.15K 时纯水的饱和蒸汽压为1705Pa ，现将１mol NaOH 溶解在4.559mol 水中，
《微生物遗传育种学》复习题A（专升本） 一、填空题 1、工业微生物菌种的五大基本特征为：非致病性；；利于应用规模化产品加工工艺；；形成具有商业价值的产品或具有商业应用价值。 2、复制型转座涉及到两种酶：一是，作用在原来转座子的末端；二是 ，它作用在重复的拷贝上。 3、大肠杆菌的RecA蛋白在DNA 复制和损伤修复中共行使三种功能，即、 和。 4、表达载体的四大结构要素：多克隆位点、、 和。 5、反转录病毒RNA基因组是，因此反转录病毒具有二倍体基因组。 6、λ噬菌体侵入宿主细胞后5分钟内环化，环状DNA分子先进行复制，产生约20个DNA分子，约16分钟后进行复制产生多连体分子。 7、基因组序列的功能分析以及代谢途径的构建改造等都需要克隆目的 DNA，目前，获得大片段 DNA 序列的方法主要有：构建和筛选基因文库、PCR 扩增、、体外大片段 DNA 合成和组装，以及等方法。 二、判断题 1、假基因是一段DNA序列，与正常基因相似，但丧失相应的正常功能。 2、R/M体系：即限制与修饰体系，用于保护外源DNA在细胞内稳定存在。 3、原核生物遗传物质复制时，需要多种酶参与，可形成灵活的多种相关酶的复合体结构。 4、DNA的碱基配对时，氨式的A和酮式的T配对，氨式的A异构化为亚氨式时和氨式的C配对。 5、在微生物工业应用中，微生物菌种工作主要包括以下四方面：菌种的分离筛选、菌种培育、菌种的保藏和退化菌种的复壮。 6、细菌染色体DNA 为环状形式，而真核生物中没有环状DNA。 7、目前发现的质粒都是cccDNA。
8、DNA结合蛋白常含有HTH结构。 9、Bam HI的酶切位点为G↓GATCC，Bgl II的酶切位点为A↓GATCT，所以可判断两者为同尾酶。 10、反义RNA指的是可以编码出目的蛋白的一段RNA序列。 三、名词解释 1、反向代谢工程 2、Z-DNA 3、严谨反应 4、基因的回复突变 5、操纵子 6、自主转移质粒 7、呼吸现象 四、简答题 1、T4噬菌体末端冗余ab的亲本病毒是怎样产生cd、de、ef等末端冗余的子代的？ 2、简述切除修复的流程。 3、简述不依赖于ρ因子的终止子转录终止模型。 4、已知Mgt05196p是一个重要的单糖转运蛋白编码基因，其氨基酸序列内的单位点N376S 突变可提高转运活性，用什么方法可以实现这一定点突变？请写出大体实验流程。 5、转座子的负调控机制有什么生物学意义？并简述复杂转座子Tn3的负调控机制。 五、论述题 1、详细论述单倍体酿酒酵母菌的a/α接合型转换机制。 2、某研究机构从辣椒根际土壤中分离得到了一株多粘类芽孢杆菌，发现其可很好地促进辣椒生长和预防真菌病害，属于植物根际促生细菌，具有适合做微生物肥料菌种的应用价值。为了在实际应用中效果更佳，用哪些方法可以进一步改良此菌种？请列举至少四种方法，并详细介绍其原理。 《微生物遗传育种学》复习题B（专升本） 一、填空题 1、微生物遗传育种学是研究微生物规律，阐述微生物的原理和技术的一门科学，在微生物学和整个生物科学中发挥着重要的作用。
发酵课后题参考答案 1.试述消毒和灭菌的区别。 答: 消毒是用物理或化学的方法杀死无聊和设备中所有生命无知的过程。 灭菌是用无力或化学的方法杀死空气, 地表以及容器和器具表面的微生物。 消毒和灭菌的区别一方面在于消毒仅仅杀死生物体或非生物体表面的微生物, 而灭菌是杀死所有的生命体。另一方面在于消毒一般只能杀死营养细胞, 而不能杀死细菌芽胞和真菌孢子等, 适合于发酵车间的环境和发酵设备, 器具的无菌处理。 2简述染菌的检验方法及染菌类型的判断。 答: 生产上要求准确, 迅速的方法来检查出污染杂菌的类型及其可能的染菌途径, 当前有一下几种常见的方法。 1.显微镜检查法。一般见简单的染色法或革兰氏染色法, 将菌体染色后镜检。对于霉菌, 酵母发酵, 先用低倍镜观察生产菌的特征, 然后用高倍镜观察有无杂菌的存在。根据生产菌与杂菌的不同特征来判断是否杂菌, 必要时还可用芽胞染色或鞭毛染色。 2.平板划线培养检查法。先将待检样品爱无菌平板上划线, 根据可能的染菌类型分别置于37或27摄氏度下培养, 8个小时后可观察到是否有杂菌污染。对于噬菌体检查, 可采用双层平板培养法。 3.肉汤培养检查法。将待检样品介入无菌的肉汤培养基中, 分别置于37或27摄氏度下进行培养, 随时观察微生物的生长情况, 并取样镜检, 判读是否有杂菌污染及杂菌的类型。 4.发酵过程的异常现象观察法。发酵过程出现的异常现象如溶解氧, PH, 尾气中二氧化碳含量, 发酵液的粘度等的异常变化, 都可能产生染菌的重要信息, 也根据这些异常现象来分析发酵是否染菌。 3 发酵工业用菌种应具备哪些特点? ①能在廉价原料制成的培养基上生长, 且生成的目的产物产量高、易于回收;
物化下学期 一、选择题（共20题，每题1分。需简要说明选择的理由，否则不给分）： 1．下列各系统中属于独立粒子系统的是： A. 绝对零度的晶体 B. 理想液体混合物 C. 纯气体 D. 理想气体的混合物 答案：（）原因： 2. 双原子分子振动的零点能等于： A. kT B. (1/2)kT C. hv D. (1/2)hv 答案：（）原因： 3. 一个体积为V，粒子质量为m 的离域子系统，其最低平动能级和其相邻 能级的间隔是: A. h2/ 8mV2/3 B. 3h2/ 8mV2/3 C. 5h2/ 8mV2/3 D. 8h2/ 8mV2/3 答案：（）原因： 4. CO2分子的转动运动对内能的贡献是 A. U r=RT/2 B. U r=RT C. U r=3RT/2 D. U r=5RT /2 答案：（）原因： 5. 独立子系统的分子全配分函数,可分解为彼此独立的各种运动形式的配分函数的乘积,各配分函数中与压力有关的是 A. 平动配分函数 B. 转动配分函数 C. 振动配分函数 D. 电子配分函数 答案：（）原因： 6. 已知CO和N2的质量,转动特征温度皆基本相同,若电子均处于非简并的最低能级且振动对熵的贡献可忽略,则 A. S(CO)=S(N2) B. S(CO)
工业微生物育种知识点汇总 1.1工业微生物：包括所有工业上应用的微生物，还包括一些工业生产中必须处理的杂菌。包括细菌、放线菌、单细胞藻类、酵母菌和其他真菌，以及通过各种人工手段改建的新细胞和动、植物的细胞培养物。 1.2 工业微生物育种学：运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量 1.3 工业微生物育种的目的: 消除不好的品性;加强好的品性;引入全新的特性. 1.4 工业微生物育种方法：自然界中筛选分离；诱变育种；基因重组育种；重组DNA技术。 1.5 Industrial microbial breeding science 工业微生物育种学 2.1 基因型：由遗传信息组成，编码微生物的所有特性。基因型代表潜在的特性，但并不是特性本身。 2.2 表现型：指一些实际的、已表达的特性 2.3 复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA 或RNA的过程 2.4 转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。 2.5 翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。 2.6 逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。 2.7 野生型：从自然界分离到的任何微生物在其发生突变前的原始菌株。 2.8 突变：指生物体的表型突然发生的可遗传的变化。而基因突变是在细胞学上看不到遗传物质的变化。 2.9 转化：受体菌在自然或在人工技术作用下直接摄取来自供体菌的游离DNA片段，并把它整合到自己的基因中，而获得部分新的遗传性状的基因转移的过程。 2.10 转导：是以噬菌体为媒介将外源DNA片段携带到受体细胞中，通过交换和整合，使后者获得前者部分遗传性状的现象。 2.11 接合：在原核细胞中，细菌的接合是指细胞与细胞的相接触，遗传信息从供体细胞中转移到受体细胞中的过程。在真核细胞中，接合是指单倍体的配子融合成双倍体合子的过程。 2.12 DNA的复制过程中，一个亲本双链DNA分子被转换成两个相同的子链DNA 分子。其复制的关键是DNA碱基序列的互补结构。 2.13 转录过程：起始位点的识别；转录起始；链的延伸；转录终止；转录后加工 2.14 蛋白质合成的过程：肽链合成的起始；肽链合成的延伸；肽链合成的终止与释放；合成多肽的输送和加工；蛋白质分子的折叠 2.15 诱变剂;凡能提高基因突变频率的因素.①有化学诱变剂（碱基类似物诱变剂，例如：5-BU 2-AP等；与碱基起化学反应的诱变剂，例如：亚硝酸各种烷化剂等；嵌入诱变剂，例如：原黄素，吖叮黄）②物理诱变剂（辐射和热，例如：紫外线快中子等）③生物诱变剂（转座因子）
2018发酵微生物题库 一、名词解释 1.微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 2.菌落：菌落（colony）由单个细菌（或其他微生物）细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或 内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构等特征的子细胞的群落。 3.病毒:是一类核酸合蛋白质等少数集中成分组成的超显微“非细胞生物”。 4.基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。 5.最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。 6.巴氏消毒法：一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。 7.温和噬菌体：能引起溶源性的噬菌体。 8.噬菌体：原核生物的病毒。 9.溶原性细菌：温和噬菌体侵入的宿主细胞。 10.噬菌斑生成单位（效价）：每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。 二、填空题 1.微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称，其特点是个体微小、构造简单和进化地位低。 2.微生物主要有三大类群：①原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体； ②真核类的真菌、原生动物、显微藻类； ③非细胞类的病毒和亚病毒。 3.微生物的五大共性是体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多，其中最主要的共性应是体积小，面积大。 4.细菌的形态主要有杆状、球状状和螺旋状三种，此外，还有少数丝状和棱角状等。 5.细菌细胞的一般构造有细胞壁、细胞质、细胞质膜、核区、间体、和各种内含物等，而特殊构造则有糖被、 鞭毛、菌毛、性菌毛和芽孢等。 6.磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁上的特有成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 7.芽胞除了可长期休眠外，还是生命世界中抗逆性最强的生命体，例如抗热、抗化学药物和抗辐射等。 8.根据进化水平和形态构造等特征上的明显差别可把微生物分成三大类，即原核类、真核类和非细胞类。 9. 支原体突出的形态特征是无细胞壁，所以对青霉素不敏感。 10.病毒的一步生长曲线包括了三个时期，即潜伏期、裂解期、和平稳期。 11.细菌在固体培养基表面能形成菌落和菌苔。 12.细菌最常见的繁殖方式是裂殖，包括二分裂、三分裂、复分裂三种形式，少数细菌还能进行芽殖。 13. 可以在光学显微镜油镜下看到的细菌特殊结构有鞭毛、芽胞、糖被。 14、病毒的主要组成为核酸和蛋白质。 15、噬菌体的特点是不具有完整的细胞结构,遗传物质多为DNA。 16、病毒的繁殖过程可分为吸附、侵入、增值、成熟、裂解五个步骤。 17、微生物类群的繁殖方式多种多样，病毒以复制方式繁殖；细菌以分裂繁殖为主；而放线菌以分生孢子和 孢囊孢子两种方式形成无性孢子；霉菌较复杂，已有了无性繁殖有性繁殖和两种繁殖方式和半知菌特有的准性生殖。 18、真菌细胞的线粒体是_能量代谢的细胞器。 19、真核微生物包括有：真菌，粘菌，藻类，原生动物. 20、酵母菌的无性繁殖方式中最常见的是芽殖，少数种类具有与细菌相似的裂殖方式。 21、构成丝状真菌营养体的基本单位是：菌丝. 22、真菌菌丝具有的功能是吸收营养物质和进行繁殖。 23、真菌生长在基质内的菌丝叫基内菌丝，其功能主要是吸收营养物质，伸出基质外的菌丝叫气生菌丝，其功能主要是转化成繁殖菌丝产生孢子。 填空题（二） 1、微生物的营养要素有__碳源_、_氮源_、_能源_、_无机盐_、_生长因子__和_水__六大类。 2、营养物质通过渗透方式进入微生物细胞膜的方式有_单纯扩散、促进扩散_、主动运送、基因移位_等四种。 3、化能自养微生物以无机物为能源，以无机碳源为碳源，如硝化细菌属于此类微生物。 4、化能异养微生物的基本碳源是有机碳源，能源是有机物，其代表微生物是__酵母菌__和__乳酸菌_等。 5、固体培养基常用于微生物的科学研究、生产实践、及微生物的固体研究和大规模生产等方面。
《工业微生物育种》课后思考复习题 第一章 1.工业微牛物育种在发酵工业小的作用如何？其H的是什么? 2.工业微牛物发展经历了哪几个阶段？ 3 ?工业微牛物育种的核心指标有哪些？ 第二章 1.革兰氏阳性和阴性菌的细胞壁结构有何差异？它们対溶菌酶和青霉素的敏感 有何不同？ 2.缺壁细菌有哪些类型和异同？制备缺壁细菌主要有哪些途径？ 3.在原牛质体制备时，为什么不同微牛物要选择不同的酶？举例说明。 4.F质粒。 5.准性牛殖。 6.基因组、基因、密码子、简并、同义密码子的概念是什么？ 7.起始密码子和终止密码子有哪些？ 8.什么是可读框？密码子阅读的方向是沿着mRM的什么方向进行？ 第三章 1、什么是基因突变、突变体、表型、基因型、野牛型？ 2、突变可分为哪两大类？突变的分子机制是什么？ 3＞基因突变（点突变）有哪些类型？它们有何不同？ 4、染色体畸变和组变的根本区别是什么？ 5、染色体畸变有哪儿个类型？它们的定义是什么？ 6、突变引起遗传性状改变包括那几个类型？它们如何定义？ 7、突变型的种类有哪些？ 8、微牛物抗性的来源主要有哪三个方而？ 9、突变是独立和随机的。 10、什么是选择性突变和非选择性突变？ 11、简单描述突变体形成的过程及其影响因索。 12、突变体修复有哪几种主要类型？它们如何定义？ 13、什么是表型延迟？为什么诱变后要进行后培养（屮间培养）再分离? 第四章 1、诱变剂主要有哪三类？ 2、简述紫外线照射诱变育种的原理、方法和基本步骤。 3、化学诱变剂主要有哪四类？ 4、烷化剂的作用机制是什么？
5、简述亚硝基弧诱变育种的原理、过程和安全注意事项。 6、牛物诱变剂按照诱变方式主要分为哪三类？ 第五章 1、什么是菌株分离和筛选？ 2、分离筛选的基本步骤有哪些？ 3、抑制不需要菌类的常用方法有哪些？ 4、好气微牛物分离的常用方法有哪些？它们的原理如何? 5、平皿生化反应分离有哪些主要方法？原理如何？ 6、如何用焦性没食子酸法分离厌气菌？ 7、初筛和复筛的要求有什么不同？第六章 1、育种的准备工作有哪些？ 2、诱变育种的基本路线是怎样的？ 3、试设计诱变选育营养缺陷型菌株、产蛋白酶细菌、产有机酸霉菌的整个方案， 并做出说明。 4、什么是增变菌株？ 5、诱变剂的最适剂量如何选择？ 6、诱变剂对产量性状的诱变趋势是怎样的？ 7、影响突变率有哪几个因素？ 8、一般筛选程序是怎样的？ 9、简述琼脂块大通量筛选方法的过程和特点。 10、什么是正交表？正交表的代号表示什么？正交表的常用分析方法包折哪 两种？ 11、什么是响应面设计法？ 12、什么是营养缺陷型？原养型？野生型？ 13、什么是完全培养基？基本培养基？补充培养基？ 14、试述营养缺陷型选育、分离、筛选、鉴定的过程。 15、营养缺陷型检出有哪几种常用方法？原理如何？ 16、营养缺陷型缺陷类型测定和牛长谱测定的基本原理是什么？ 17、什么是温敏突变株？ 18、噬菌体分离和效价测定有哪四种常用方法？ 第七章 1、什么是初级代谢和次级代谢？ 2、初级代谢调节最有效的手段是什么？ 3、酶合成调节与酶活性调节的区别。 4、反馈阻遏和反馈抑制的区别。 5、什么是诱导和阻遏？ 6、什么是末端产物阻遏和分解代谢物阻遏？ 7、反馈抑制有哪6种基本类型？ 8、什么是代谢调节控制育种？其常用方法有哪些？
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择 价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
我是2013届考生，现在已经满心喜悦的到我心目中理想的大学——华南理工大学电路与系统专业读研。在整个考研过程中，可谓有苦有乐、有酸有甜、感慨万千、感触颇深。为了感谢众多师姐师哥们的帮助，当然也要感谢文思华工考研网的老师的帮助，本人在此写下自己考研路上的心得体会，有利于即将面临考研的学弟学妹们参考采纳。一、作息时间我在考研之前常听人说：要考研就必须早晨5点半起，晚上十二点以后睡。你们听听，多恐怖啊！要杀人哪？虽然本人睡觉比一般人多点，但也不是随主观思想来否定这种说法，我是站在科学的立场上来说理的。大家都知道考研复习可不是平常的过家家，睁一只眼闭一只眼就搞定了的。复习是在精神饱满的前提下才可以达到perfect状态的。所以，我个人认为睡到感觉精神饱满时再起为妙，因为我当时每天都是睡到自然醒的。呵呵！二、考研辅导班随着考研大军数量的猛增，考研辅导班也可谓是五花八门，百家争鸣叫什么的都有。但我们怎么选择呢？有些同学也会问到：报考研班到底有没有用呢？依我看，用处肯定是有，但一定不要盲目崇拜。考研班的主要作用是给考生充当一个领路标。可以让你知道往什么方向努力，从什么角度思考，怎样去学习复习，也可以把各知识点串成一条主线让你有从下手。我认为这就已经足够了，达到报班的目的了。顺便说一下，我当时报的是文思华工考研网的VIP高辅计划班，数、英、政三科，对一个跨考的我而言，正如前面所说效果还是很明显的，帮我节约了很多时间，提高了我的效率。三、考研辅导书这可是考生花消的一个重头戏。有些考生买的书不少，看的不多，有什么用？白扔钱！浪费！所以买书也有技巧，不能看见什么就买什么。而是应该选择确实适合自己的书去买。比如针对自己的弱项，听周围的“战友”推进，还有辅导班的老师推荐。虽说大都以赢利为、目的的吧，但这些书毕竟是老师凭多年经验编写出来的。有一定的权威，值得一读！我当时专业课复习资料是用文思华工考研网的《华南理工大学信号与系统考研复习精编》的全套用书，这里面包含了历年真题，感觉不错！四、放松发泄考研复习过程中，难免会遇到心烦意乱，脑子不富裕，甚至抓狂的时候。怎么办？继续强压情绪学习？完了！要是继续学习那不但学不好，而且面临精神崩溃的危机！不是吓唬人的！实话！这时候可以选择几种方法调节：1、发愣。2、户外瞎溜达。3、找人胡侃。4、玩电脑游戏。因为在玩的同时还会欣赏音乐放松。复习郁闷了怎么办？发泄呗！有助于保持心情舒畅，有利于身心健康！发泄的方式有多种，大家自己选择吧！不过千万不要干违法的事情啊！推荐我当时的发泄方法。很绿色环保还健康：每次下了自习把水壶里的水全部洒向天空，尽全力向最高处抛！然后看到一大片地面下一场暴雨！爽啊！！不要在乎周围的人怎么评价你，总之自己心里爽快是最好的！哈哈……五、幸运女神有人说考研成功：七分在个人，三分靠运气。这话太真了！因为我在考研路上长途跋涉时遇见了“幸运女神”一位长的很漂亮，身材极好，而且她的笑容是如此阳光，能让人化解一切烦恼和忧郁！也许是天意，我们认识了！然后就不约而同的去一个自习室学习，有时和她搭话，她很爱笑。每次看到她阳光般的笑容就瞬间有了动力，感觉很好玩像童话一样。最神的要数考研的第一天晚上，那天考完政治和英语感觉很疲惫了，我躺在宿舍的床上饭也懒的吃，而且感觉考的不那么理想，心理很难受，更别说复习了。这时，我宿舍的几个哥们儿买饭回来了，一进门就告诉我那个女生去上自习了，让我赶快去找她。我一听赶快从床上蹦下来，收拾书包去自习室找她，因为很想和她说机几句话！结果真的就找到了她！我又恢复了精神，终于拿起书本能够看下去了。结果第二天考试一道专业课的工程数学题正是与我这天晚上看的题非常的类似！12大分呢！丢了这12分，我就不用说结果了吧！这不是我的幸运女神吗！不过可惜的是，考完研以后就再也没有见到过她了。唉！不管怎样，我从内心里感谢她祝她永远健康快乐吧！好了！写了这么多，希望能对即将考研的学弟学妹们有所启发！现在回忆起起来，这些难忘的经历真是一笔无形的财富啊！总之，考研是一场马拉松比赛，谁坚持到最后谁就会笑的最灿烂！ 祝：所有考研的战友们考研成功！