第三章微生物的营养与培养基
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第三章微生物的营养与代谢章名:03|微生物的营养与代谢01|单项选择题(每小题1分)难度:1|易1.下列物质可用作生长因子的是()A.葡萄糖B.纤维素C.NaCl D.叶酸答:D2.蓝细菌和藻类属于()型的微生物。
A.光能无机自养B.光能有机异养C.化能无机自养D.化能有机异养答:A3.固体培养基中琼脂含量般为()A.0.5% B.1.5% C.2.5% D.5% 答:B4.用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源,这种培养基是一种()A.基础培养基 B.加富培养基 C.选择培养基 D.鉴别培养基答:C5.一般酵母菌活宜的生长pH为()A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5 答:A6.一般细菌适宜生长的pH为()A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5 答:D7.放线菌一般适合生长在pH值为()的环境中。
A.7.0-8.0 B.7.5-8.5 C.4.0-6.0 D.6.0-8.0 答:B8.葡萄糖和果糖等营养物进入原核生物细胞膜的机制是通过()A.单纯扩散 B.促进扩散 C.主动运送 D.基团移位答:D9.被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是()A.主动运输B.扩散C.促进扩散D.基团移位答:D10.对多数微生物来说,最适宜的碳源是()A.C?H?O?N类B.C?H?O类C.C?H类D.C?D类答:B11.在C?H?O类化合物中,微生物最适宜的碳源是()A.糖类B.有机酸类 C.醇类 D.脂类答:A12.对厌氧微生物正常生长关系最大的物理化学条件是()A.pH值B.渗透压C.氧化-还原势D.水活度答:C13.要对细菌进行动力观察,最好采用()A.液体培养基B.固体培养基C.半固体培养基D.脱水培养基答:C14.在含有下列物质的培养基中,大肠杆菌首先利用的碳源物质是()A.蔗糖B.葡萄糖C.半乳糖D.淀粉答:B15.实验室常用的培养细菌的培养基是()A.牛肉膏蛋白胨培养基B.马铃薯培养基C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基答:A16.在实验中我们所用到的EMB 培养基是一种()培养基A.基础培养基 B.加富培养基 C.选择培养基 D.鉴别培养基答:C17.培养料进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是(A.主动运输 B.被动运输 C.促进扩散 D.基团移位答:A18.下列不属于主动运输特点的是()A.逆浓度B.需载体C.不需能量D.选择性强答:C19.对促进扩散与主动运输的区别描述正确的是()A.主动运输需要渗透酶参与,促进扩散不需要 B.主动运输是由低浓度向高浓度运输,促进扩散相反 C.主动运输需要能量较多,促进扩散需要能量较少D.主动运输被转运物质性质发生改变,促进扩散的物质性质不变答:B)20.实验室常用的培养放线菌的培养基是()A.马铃薯培养基B.牛肉膏蛋白胨培养基 C.高氏一号培养基 D.麦芽汁培养基答:C21.用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为()A.天然培养基B.半合成培养基C.合成培养基D.加富培养基答:A22.琼脂在培养基中的作用是()A.碳源B.氮源C.凝固剂D.生长调节剂答:C23.培养真菌时,培养基常加0.3%乳酸,其目的是()A.提供能源B.提供碳源C.调节pHD.三者都答:D24.碳源和能源来自同一有机物的是()A.光能自养型B.化能自养型C.光能异养型D.化能异养型答:D25.以高糖培养酵母菌,其培养基类型为()A.加富培养基B.选择培养基C.鉴别培养基D.普通培养基答:AA 主动运输B 促进扩散C 基团移位D 单纯扩散26.在鉴别性EMB 培养基上,在反射光下大肠杆菌菌落呈现的颜色是()A.棕色B.无色C.粉红色D.绿色并带有金属光泽答:D27.培养放线菌的高氏一号培养基和培养真菌的察氏培养基属于下列培养基中的()A.天然培养基B.组合培养基C.半组合培养基D.鉴别培养基答:B28.为避免由于微生物生长繁殖过程中的产物而造成培养基pH 值的变化,通常采用的调节方法是()A.在配制培养基时加入磷酸盐缓冲液或不溶性CaCO3B.在配制培养基时应高于或低于最适pH 值C.在配制培养基时降低或提高碳、氮源用量;改变碳氮比D.在培养过程中控制温度和通气量答:A29.发酵是以()作为最终电子受体的生物氧化过程A.O2 B. CO2 C.无机物 D.有机物答:D30.酵母菌在()条件下进行酒精发酵A.有氧B.无氧C.有二氧化碳D.有水答:B31.同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是()A.EMP 途径B.HMP 途径C.ED 途径D.PK 途径答:A32.细菌的二次生长现象可以用()调节机制解释。
1.培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是_碳源___、__氮源__、__能源__、___无机盐___、__生长因子__和¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬____水___。
2.碳源物对微生物的功能是__提供碳素来源__和__能量来源__,微生物可用的碳源物质主要有___糖类_、___有机酸_、__脂类_、__烃__、__ CO2及碳酸盐__等。
3.微生物利用的氮源物质主要有_蛋白质_、_铵盐_、_硝酸盐__、_分子氮__、__酰胺_等,而常用的速效N源如__玉米粉__,它有利于___菌体生长___;迟效N源如__黄豆饼粉__、__花生饼粉_,它有利于___代谢产物的形成______。
4.无机盐对微生物的生理功能是__作为酶活性中心的组成部分_、__维持生物大分子和细胞结构的稳定性_____ 、_调节并维持细胞的渗透压平衡__ 和 _控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质等_。
5.微生物的营养类型可分为__光能无机自养型__、__光能有机异养型__、_化能无机自养型和_化能有机异养型_。
微生物类型的可变性有利于_提高微生物对环境条件变化的适应能力_。
6.生长因子主要包括_维生素_、__氨基酸_和__嘌呤及嘧啶_,它们对微生物所起的作用是__作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢_、_维持微生物正常生长_、_为合成核柑、核苷酸和核酸提供原料__。
7.在微生物研究和生长实践中,选用和设计培养基的最基本要求是__选择适宜的营养物质_、_营养物的浓度及配比合适_、_物理、化学条件适宜_、_经济节约_和__精心设计、试验比较_。
8.液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了__调节培养基的pH值___。
9.营养物质进入细胞的方式有__单纯扩散__、__促进扩散__、_主动运输__和___基团移位_,而金黄色葡萄球菌是通过___主动运输__方式运输乳糖,大肠杆菌又是通过_基团移位__方式运输嘌呤和嘧啶的。
微生物的营养与培养一、微生物的营养微生物的营养是指微生物从环境中吸收营养物质并加以利用的过程。
微生物同其他生物一样都是具有生命的,需要从它的生活环境中吸收所需的各种的营养物质来合成细胞物质和提供机体进行各种生理代谢所需的能量,使机体能进行生长与繁殖。
(一)微生物的营养要素细胞的组成:有蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类和矿物质等。
微生物的基本营养1.碳源凡是可以被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的物质通称碳源。
碳源通常也是机体生长的能源。
能作为微生物生长的碳源的种类极其广泛,既有简单的无机含碳化合物CO2和碳酸盐等,也有复杂的天然的有机含碳化合物,它们是糖和糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含碳的化合物。
但是微生物不同,利用这些含碳化合物的能力也不相同。
目前在微生物发酵工业中,常根据不同微生物的需要,利用各种农副产品如玉米粉、米糠、麦麸、马铃薯、甘薯以及各种野生植物的淀粉,作为微生物生产廉价的碳源。
2.氮源微生物细胞中大约含氮5%—15%,它是微生物细胞蛋白质和核酸的主要成分。
微生物利用它在细胞内合成氨基酸,并进一步合成蛋白质、核酸等细胞成分。
因此,氮素对微生物的生长发育有着重要的意义。
无机氮源一般不用作能源,只有少数化能自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源。
对于许多微生物来说,通常可以利用无机含氮化合物作为氮源,也可以利用有机含氮化合物作为氮源。
许多腐生型细菌、肠道菌、动植物致病菌一般都能利用铵盐或硝酸盐作为氮源。
例如大肠杆菌、产气杆菌、枯草杆菌、铜绿假单胞菌等都可以利用硫酸铵、硝酸铵作为氮源,放线菌可以利用硝酸钾作为氮源,霉菌可以利用硝酸钠作为氮源等。
在实验室和发酵工业中,常用的有机氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆等。
3.无机盐无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质,也是构成微生物细胞结构物质不可缺少的级成成分。
微生物学各章小结第一章:绪论1、微生物:一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞,甚至无细胞结构的低等生物的统称。
2、微生物的几个基本特性:1体积小、面积大“微米”作为个体大小的度量单位,个体更小的病毒则以“纳米”为度量单位。
个体形态需要借助光学显微镜或电子显微镜观察。
肉眼可观察到微生物聚集的群体-菌落2微生物的种类多:原核生物:3500种;:病毒:4000种;真菌:9万种;原生动物和藻类:10万种;3在自然界中分布极为广泛4生长旺,繁殖快(单细胞藻类:3~6小时繁殖一代。
酵母:2~4小时繁殖一代。
细菌:0.5~1小时繁殖一代。
)5适应性强,易变异3、微生物学发展简史分几个阶段,其中代表人物是谁?主要做了什么贡献?(一)微生物的利用与发现时间:1676~1861 开创者:安东•列文虎克(Antony Leeuwenhoek )。
特点:自制单式显微镜观察细菌;微生物形态描述。
(二)微生物学及食品微生物学的建立19世纪中期,欧洲工业、农业规模化生产方式已经形成。
当时工农业生产发展中出现的葡萄酒发酵酸败、人畜传染病等与微生物相关的问题急需解决。
法国人巴斯德:彻底否定了“自生说”学说。
免疫学——预防接种。
证实发酵是由微生物引起的。
其他贡献:巴斯德消毒法等。
德国人柯赫:微生物学基本操作技术的贡献:a)细菌纯培养方法的建立。
b)设计了各种培养基,实现了在实验室内对各种微生物的培养。
c)蒸汽灭菌。
d)染色观察和显微摄影。
对病原细菌研究作出了突出贡献:a)具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌;b)发现了肺结核病的病原菌;c)证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则。
(三)近代微生物学的发展微生物学研究工具的不断改进;微生物学和其他生物科学共同发展,互相促进。
4、日常生活中与食品生产、储藏、变质等有关的微生物问题。
P5第二章:微生物的形态、结构与功能1、细菌:是一类单细胞、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
第二章复习思考题1、细菌的基本形态有哪几种?2、试述革兰氏染色法的机制?3、细菌细胞壁和细胞膜的功能?4、革兰氏阳性菌细胞壁中磷壁酸的主要生理功能?5、细菌细胞中颗粒状内含物主要有哪些?6、鞭毛的基本结构?7、根据荚膜的形状和厚度的不同,可将荚膜分为哪几类?8、什么是菌落与菌苔?观察菌落时应注意哪些特征?9、试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性?10、放线菌的菌丝分哪三类?其功能如何?11、真核微生物的定义?它主要包括哪些生物类群?12、酵母菌的生活史可分为哪些类型?各有何特点?13、霉菌的定义?霉菌的营养菌丝可分化成哪些特殊的形态和组织?14 比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的菌落特征。
15、霉菌的无性孢子和有性孢子有哪些类型?第三章微生物的营养和代谢1.微生物的营养营养物质:微生物为了生存就必须从环境中吸取各种物质以合成细胞物质、提供能量以及在新陈代谢中起调节作用。
这些物质就称为营养物质。
1.1 微生物细胞的化学组成1.2 微生物的营养物质及其生理功能(1) 水分(2) 碳源(3) 氮源(4) 无机元素凡是生长所需浓度在10-3~10-4mol/L范围内的元素,可称为大量元素,例如P、S、K、Mg、Ca、Na和Fe等;凡所需浓度在10-6~10-8mol/L范围内的元素,则称为微量元素,如Cu、Zn、Mn、Mo和Co等。
无机盐的生理功能:①构成细胞的组成成分②参与酶的组成,构成酶活性中心③维持适宜的渗透压④自养型细菌的能源(5)生长因子生长因子:微生物生长所必需而且需要量很小,但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机物。
通常包括维生素、氨基酸、嘌呤与嘧啶等特殊有机营养物。
若对某些微生物生长所需生长因子的本质还不了解,在培养它们时通常在培养基中加入酵母浸膏、玉米浆、麦芽汁及动植物组织液等富含生长因子的原料以满足需要。
1.3 微生物对营养物质的吸收(1)单纯扩散特点:①扩散是非特异性的营养物质吸收方式②在扩散过程中营养物质的结构不发生变化③以浓度梯度作为动力,不需要能量④可运送的养料有限(2)促进扩散特点:①借助于膜上底物特异性载体蛋白的参与,加速营养物质的透过程度②被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性③利用浓度差,不消耗能量,多见于真核生物(3)主动运输特点:①在提供能量的前提下,在渗透酶参与下,可将营养物质逆浓度运送。
章名:03|微生物的营养与代谢01|单项选择题(每小题1分)难度:1|易1.下列物质可用作生长因子的是()A.葡萄糖B.纤维素C.NaClD.叶酸答:D2.蓝细菌和藻类属于()型的微生物。
A.光能无机自养B.光能有机异养C.化能无机自养D.化能有机异养答:A3.固体培养基中琼脂含量般为()A.0.5%B.1.5%C.2.5%D.5%答:B4.用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源,这种培养基是一种()A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基答:C5.一般酵母菌活宜的生长pH为()A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5答:A6.一般细菌适宜生长的pH为()A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5答:D7.放线菌一般适合生长在pH值为()的环境中。
A.7.0-8.0B.7.5-8.5C.4.0-6.0D.6.0-8.0答:B8.葡萄糖和果糖等营养物进入原核生物细胞膜的机制是通过()A.单纯扩散B.促进扩散C.主动运送D.基团移位答:D9.被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是()A.主动运输B.扩散C.促进扩散D.基团移位答:D10.对多数微生物来说,最适宜的碳源是()A.C•H•O•N类B.C•H•O类C.C•H类D.C•D类答:B11.在C•H•O类化合物中,微生物最适宜的碳源是()A.糖类B.有机酸类C.醇类D.脂类答:A12.对厌氧微生物正常生长关系最大的物理化学条件是()A.pH值B.渗透压C.氧化-还原势D.水活度答:C13.要对细菌进行动力观察,最好采用()A.液体培养基B.固体培养基C.半固体培养基D.脱水培养基答:C14.在含有下列物质的培养基中,大肠杆菌首先利用的碳源物质是()A.蔗糖B.葡萄糖C.半乳糖D.淀粉答:B15.实验室常用的培养细菌的培养基是()A.牛肉膏蛋白胨培养基B.马铃薯培养基C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基答:A16.在实验中我们所用到的EMB 培养基是一种()培养基A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基答:C17.培养料进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是()A.主动运输B.被动运输C.促进扩散D.基团移位答:A18.下列不属于主动运输特点的是()A.逆浓度B.需载体C.不需能量D.选择性强答:C19.对促进扩散与主动运输的区别描述正确的是()A.主动运输需要渗透酶参与,促进扩散不需要B.主动运输是由低浓度向高浓度运输,促进扩散相反C.主动运输需要能量较多,促进扩散需要能量较少D.主动运输被转运物质性质发生改变,促进扩散的物质性质不变答:B20.实验室常用的培养放线菌的培养基是()A.马铃薯培养基B.牛肉膏蛋白胨培养基C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基答:C21.用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为()A.天然培养基B.半合成培养基C.合成培养基D.加富培养基答:A22.琼脂在培养基中的作用是()A.碳源B.氮源C.凝固剂D.生长调节剂答:C23.培养真菌时,培养基常加0.3%乳酸,其目的是()A.提供能源B.提供碳源C.调节pHD.三者都答:D24.碳源和能源来自同一有机物的是()A.光能自养型B.化能自养型C.光能异养型D.化能异养型答:D25.以高糖培养酵母菌,其培养基类型为()A.加富培养基B.选择培养基C.鉴别培养基D.普通培养基答:AA 主动运输B 促进扩散C 基团移位D 单纯扩散26.在鉴别性EMB 培养基上,在反射光下大肠杆菌菌落呈现的颜色是()A.棕色B.无色C.粉红色D.绿色并带有金属光泽答:D27.培养放线菌的高氏一号培养基和培养真菌的察氏培养基属于下列培养基中的()A.天然培养基B.组合培养基C.半组合培养基D.鉴别培养基答:B28.为避免由于微生物生长繁殖过程中的产物而造成培养基pH 值的变化,通常采用的调节方法是()A.在配制培养基时加入磷酸盐缓冲液或不溶性CaCO3B.在配制培养基时应高于或低于最适pH 值C.在配制培养基时降低或提高碳、氮源用量;改变碳氮比D.在培养过程中控制温度和通气量答:A29.发酵是以()作为最终电子受体的生物氧化过程A.O2B. CO2C.无机物D.有机物答:D30.酵母菌在()条件下进行酒精发酵A.有氧B.无氧C.有二氧化碳D.有水答:B31.同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是()A.EMP 途径B.HMP 途径C.ED 途径D.PK 途径答:A32.细菌的二次生长现象可以用()调节机制解释。
第一章绪论1 什么是微生物?什么是微生物学?2 什么是食品微生物学?它与微生物学有何异同?3 你认为微生物学发展中什么是最重要的发现?为什么?4 你认为食品微生物学研究的重点任务包括哪些方面?阐明你的理由。
5 请举例说出微生物在人类生活中的作用。
6 食品微生物学的研究对象是什么?第二章微生物的形态结构和功能一填空:1 细菌的形态十分简单,基本上只有-------、---------、----------三大类。
2 细菌是以----------方式繁殖,并是一种---------性较强的------核微生物。
3 鞭毛是微生物的--------器官。
4 细胞的特殊结构有--------------,----------,----------,---------------。
5 真菌一般包括-----------,-----------------,-------------三种。
6 噬菌体的繁殖一般包括---------,--------,---------,----------,-----------五个阶段。
7 原生质体和球状体有几个共同特点,主要是-------,细胞呈-----状,对-------十分敏感。
8 异染粒功能是---------和----------,并可---------。
9 放线菌是一类呈----------,以----------繁殖的革兰氏-----性细胞。
10 微生物胞内酶作用的最适PH多接近_,而细胞质膜上的酶及胞外膜作用的最适PH则接近--------。
二名词解释:1、细胞壁2、周质空间3、菌落4、荚膜5、芽孢6、糖被7、气生菌丝体8、原生质体9、营养菌丝体 10、细胞膜 11、间体 12、羧化体 13、核质体 14、鞭毛 15、菌毛 16、隐生态 17、球状体 18、L型细菌 19、肽聚糖 20、溶菌酶 21、磷壁酸 22、伴孢晶体 23、基内菌丝 24、孢子丝 25、支原体 26、衣原体 27、立克次氏体 28、螺旋体 29、螺菌 30、PHB 31、原核微生物三简答题:1 细菌有哪些基本结构和特殊结构?2 试述革兰氏染色的要点及作用机理。
一、选择题1. 大多数微生物的营养类型属于:()A. 光能自养B. 光能异养C. 化能自养D. 化能异养2. 蓝细菌的营养类型属于:()A.光能自养 B. 光能异养 C.化能自养 D. 化能异养3. 碳素营养物质的主要功能是:()A. 构成细胞物质B. 提供能量C. A,B 两者4. 占微生物细胞总重量70%-90% 以上的细胞组分是:()A. 碳素物质B. 氮素物质C. 水5. 能用分子氮作氮源的微生物有:()A. 酵母菌B. 蓝细菌C. 苏云金杆菌6. 大肠杆菌属于()型的微生物。
A. 光能无机自养B. 光能有机异养C. 化能无机自养D. 化能有机异养7. 自养型微生物和异养型微生物的主要差别是:()A. 所需能源物质不同B. 所需碳源不同C. 所需氮源不同8. 基团转位和主动运输的主要差别是:()A. 运输中需要各种载体参与B. 需要消耗能量C. 改变了被运输物质的化学结构9. 单纯扩散和促进扩散的主要区别是:()A. 物质运输的浓度梯度不同B. 前者不需能量,后者需要能量C. 前者不需要载体,后者需要载体10. 微生物生长所需要的生长因子(生长因素)是:()A. 微量元素B. 氨基酸和碱基C. 维生素D. B,C二者11. 培养基中使用酵母膏主要为微生物提供:()A. 生长因素B. C 源C. N 源12. 细菌中存在的一种主要运输方式为:()A. 单纯扩散B. 促进扩散C. 主动运输D. 基团转位13. 微生物细胞中的C素含量大约占细胞干重的:()A. 10%B. 30%C. 50% %14. 用牛肉膏作培养基能为微生物提供:()A. C 源B. N 源C. 生长因素D. A,B,C 都提供15. 下列物质可用作生长因子的是()。
A. 葡萄糖B. 纤维素C. NaClD. 叶酸16. 蓝细菌和藻类属于()型的微生物。
A. 光能无机自养B. 光能有机异养C. 化能无机自养D. 化能有机异养17. 某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源属于()型的微生物。
第五章微生物的营养和培养基营养(nutrition):指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质,以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。
营养物(nutrient):指具有营养功能的物质,那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。
在微生物学中,它还包括非常规物质形式的光辐射能在内。
第一节微生物的6类营养要素——碳、氢、氧、氮、硫、磷——碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水一、微生物细胞的化学组成1. 化学元素(chemical element)主要元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等;微量元素:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
Eg. 细菌、酵母菌和真菌的碳、氢、氧、氮、磷、硫六种元素的含量就有差别。
硫细菌(sulfur bacteria)、铁细菌(iron bacteria)和海洋细菌(marine bacteria)相对于其他细菌则含有较多的硫、铁和钠、氯等元素, 硅藻(Diatom)需要硅酸来构建富含(SiO2)n的细胞壁。
二、微生物的6类营养要素在元素水平上都需20种左右,且以碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素为主;在营养要素水平上则都在六大类的范围内,即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”(一)碳源(carbon source)1. 定义一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物,称为碳源。
微生物细胞含碳量约占干重的50%,除水分外,碳源是需要量最大的营养物,又称之为大量营养物(macronutrients)。
碳源谱(spectrum of carbon sources):宝贵的氮源———“C.H.O.N”和“C.H.O.N.X”型,——尽量避免将之作为廉价的碳源使用。
异养微生物在元素水平上的最适碳源———“C.H.O”型微生物能利用的碳源类型大大超过了动物界或植物界所能利用的碳化合物。
《微生物学》习题库第一章微生物学绪论1. 适合所有微生物的特殊特征是()。
A 它们是多细胞的B 细胞有明显的核C 只有用显微镜才能观察到D 可进行光合作用2. 人类通过微生物产生的食品有()。
A 牛奶B 火腿C 酸乳酪D 黄瓜3. 第一位观察到微生物的科学家是()。
A Robert HookeB Louis PasteurC Joseph ListerD James T. Watson4. 路易.巴斯德对微生物的贡献在于他()。
A 发现了病毒B 提出了自然发生说理论C抨击了进化论D 号召人们关注微生物在日常生活中的重要性5. 巴斯德采用曲颈瓶试验来()。
A 驳斥自然发生学说B 证明微生物致病C 认识到微生物的化学结构D 提出细菌和原生动物分类系统6. 微生物中铭记柯赫是由于()。
A 证实病原菌学说B 在实验室中成功地培养病毒C 发展了广泛采纳的分类系统D提出了原核生物术语7. 下列的所有特征均与病毒相联系,除了()之外。
A 它们很少或没有其它的化学物质B 用抗生素干扰病毒的活性C 病毒引起麻疹、腮腺炎和(病毒性)风疹D 它们不是细菌的类型8. 微生物双名法两个组成部分是()。
A 目名和科名B科名和属名 C 属名和种的形容词 D 属名和多样化的词9. 在分类系统中细菌、蓝细菌一起皆属于()。
A原生生物 B 盐生植物 C 绿藻门 D 原核生物界第二章微生物的形态结构一、填空题1. 真核生物与原核生物主要差别是________。
2. 原核生物与真核生物共同具有的特征是________。
3. 肽聚糖物质存在于________。
4. 主动转运过程中,分子运动与浓度梯度的关系是________。
5. 原核生物细胞的核糖体存在于________。
6. 线粒体被发现存在与________ 中。
7.细菌的芽孢用于抗性,真菌的孢子用于 ________。
8.在孢子囊中形成的无性孢子称为________。
9.真菌的营养方式是________。
第三章 微生物的营养 37 第三章 微生物的营养与培养基 一、目的要求 掌握微生物细胞的组成、营养类型、物质进入细胞的方式及及培养基的配制。 二、教学内容 1.微生物的营养要素 2.微生物的营养类型 3.营养物质进入细胞的方式 4.培养基 三、重点内容 微生物的营养类型以及配制培养基的原则 四、教学方法 利用多媒体进行教学。 微生物同其他生物一样,为了生存必须从环境中吸收营养物质,通过新陈代谢将其转化成自身的细胞物质或代谢物,并从中获取生命活动所需要的能量,同时将代谢活动产生的废物排出体外。那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质称为营养物质。微生物获得和利用营养物质的过程称为营养。营养物质是微生物生存的物质基础,而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。 第一节 微生物的六种营养要素 一、微生物细胞的化学组成 1.化学元素(chemical element) 构成微生物细胞的物质基础是各种化学元素。根据微生物对各类化学元素需要量的大小,可将它们分为主要元素和微量元素,主要元素包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等,碳、氢、氧、氮、磷、硫这六种主要元素可占细菌细胞干重的97%。微量元素包括锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。 组成微生物细胞的各类化学元素的比例常因微生物种类的不同而各异。不仅如此,微生物细胞的化学元素组成也常随菌龄及培养条件的不同而在一定范围内发生变化,幼龄的比老龄的含氮量高,在氮源丰富的培养基生长的细胞比在氮源相对贫乏的培养基上生长的细胞含量高。 2. 化学成分及其分析 各种化学元素主要以有机物、无机物和水的形式存在于细胞中。有机物主要包括蛋白质、糖、脂、核酸、维生素以及它们的降解产物和一些代谢产物等物质。 二、微生物的营养要素 微生物生长所需要的元素主要以相应的有机物与无机物的形式提供的,也有小部分可以由分子态的气体物质提供。营养物质按照它们在机体中的生理作用不同,可第三章 微生物的营养 38 以将它们区分成碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。 1、碳源 在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质称为碳源。碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质(如糖类、脂类、蛋白质等)和代谢产物,碳可占一般细菌细胞干重的一半。同时绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源,因此碳源物质通常也是能源物质。但有些CO2作为唯一或主要碳源的微生物生长所需的能源则并非来自碳源物质。 微生物利用碳源物质具有选择性,糖类是一般微生物较容易利用的良好碳源和能源物质,但不同微生物对不同糖类物质的利用也有差别,例如在以葡萄糖和半乳糖为碳源的培养基中,大肠杆菌首先利用葡萄糖,然后利用半乳糖,前者称为大肠杆菌的速效碳源,后者称为迟效碳源。目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、糖蜜、淀粉、麸皮、米糠等。为了节约粮食,人们已经开展了代粮发酵的科学研究,以自然界中广泛存在的纤维素作为碳源和能源物质来培养微生物。 不同种类微生物利用碳源物质的能力也有差别。微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。 对于为数众多的化能异养微生物来说,碳源是兼有能源功能营养物。 2.氮源 凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。氮对微生物的生长发育有重要的作用,它们主要用来合成细胞中的含氮物质,一般不作为能量。只有少数细菌如硝化细菌能利用銨盐、硝酸盐作为氮源和能源。能被微生物利用的氮源物质包括蛋白质及其不同程度的降解产物(胨、肽、氨基酸等)、铵盐、硝酸盐、分子氮、嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、氰化物等。 常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等。微生物对这类氮源的利用具有选择性。例如:土霉素产生菌利用玉米浆比利用黄豆饼粉和花生饼粉的速度快,这是因为玉米浆中的氮源物质主要以较易吸收的蛋白质降解产物形式存在,而降解产物特别是氨基酸可能通过转氮作用直接被机体利用,而黄豆饼粉和花生饼粉中的氮主要以大分子蛋白质形式存在,需进一步降解成小分子的肽和氨基酸后才能被微生物吸收利用,因而对其利用的速度较慢。因些玉米浆为速效氮源有利于菌体生长;而黄豆饼粉和花生饼粉为迟效氮源,有利于代谢产物的形成,在发酵生产土霉素的过程中,往往将两者按一定比例制成混合氮源,以控制菌体生长时期与代谢产物形成时期的协调,达到提高土霉素产量的目的。 微生物吸收利用铵盐和硝酸盐的能力较强,NH4+被细胞吸收后可直接利用,因而(NH4)2SO4等铵盐一般被称速效氮源,它是微生物最常用的氮源,而NO3-被吸收后需进一步还原成NH4+后再被利用。能够利用铵盐或硝酸盐作为氮源的微生物很多如:大肠杆菌(Escherichia coli)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas),放线菌可以利用硝酸钾作第三章 微生物的营养 39 为氮源,霉菌可以利用硝酸钠作为氮源。以(NH4)2SO4 等为氮源培养微生物时,由于NH4+ 被吸收后,会导致培养基PH下降,因而将其称为生理酸性盐;以硝酸盐为氮源培养微生物时,由于NO3-被吸收,会导致PH升高,因而称为生理碱性盐。为避免培养基PH变化对微生物生长造成影响,需要在培养基中加入缓冲物质。 3.能源 能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养物或辐射能。化能异养微生物的能源就是碳源,葡萄糖便是常见的一种兼有碳源与能源功能的双功能营养物。所有真菌、放线菌和大部分细菌是化能异养型微生物。化能自养微生物的能源主要是无机物,这些微生物都是细菌、硝化细菌、硫细菌、氢细菌等。光能自养和异养微生物的能源主要是太阳能,如蓝细菌、紫色非硫细菌等。 4.生长因子 通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小,但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。 自养微生物和某些异养微生物如大肠杆菌不需要外源生长因子也能生长。不仅如此,同种微生物对生长因子的需求也会随着环境条件的变化而改变,如鲁氏毛霉(Mucor rouxii)在厌氧条件下生长时需要维生素B1和生物素(维生素H),而在好氧条件时自身能合成这两种物质,不需外加这两种生长因子。有时对某些微生物生长所需生长因子的本质还不了解,通常在培养时培养基中要加入酵母浸膏、牛肉浸膏及动物组织液等天然物质以满足需要。根据生长因子的化学结构与它们在机体内的生理功能不同,可以将生长因子分为维生素、氨基酸及和嘌呤及嘧啶碱基三大类。维生素首先发现的生长因子,它的主要作用是作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢;如B1它就是脱氧酶的辅酶。氨基酸也是许多微生物所需要的生长因子,这与它们缺乏合成氨基酸的能力有关,因此,必须在它们的生长培养基里补充这些氨基酸或者含有这些氨基酸的小肽物质,如Leuconostoc mesenteroides生长机需要17种氨基酸才能生长。嘌呤(或)嘧啶作为生长因子在微生物机体内的作用主要是作为酶的辅酶或辅基,以及用来合成核酸和辅酶。 5.无机盐 矿质元素也是微生物生长所不可缺少的营养物质,它们具有以下作用:①参加微生物中氨基酸和酶的组成。②调节微生物的原生质胶体状态,维持细胞的渗透与平衡。③酶的激活剂。 根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成大量元素和微量元素。大量元素:Na、K、Mg、Ca、S、P等。微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用,而机体对这些元素的需要量极其微小的元素,通常需要量在10-6--10-8mol/L:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。 6.水 是微生物生长所必不可少的,水在细胞中的生理功能主要有①起到溶剂与运输介质的作用,营养物质的吸收与代谢产物的分泌必须以水为介质才能完成;②参与细胞内一系列化学反应;③维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象;④因为水的比热高,是热的良好导体,能有效地吸收代谢过程中产生的热并及时地将热迅速散发出体外,大而有效地控制细胞内温度的变化;⑤通过水合作用与脱水作用控制由第三章 微生物的营养 40 多亚基组成的结构,如微管、鞭毛的组装与解离。 第二节 微生物的营养类型 由于微生物种类繁多,其营养类型(nutritional)比较复杂,人们常在不同层次上和侧重点上对微生物营养类型进行划分。 划分依据 营养类型 特点
碳源 自养型 异养型 以CO2 为唯一或主要碳源 以有机物为碳源
能源 光能营养型 化能营养型 以光为能源 以有机物氧化释放的化学能为能源
电子供体 无机营养型 有机营养型 以还原性无机物为电子供体 以有机物为电子供体 根据碳源、能源及电子供体性质的不同,可将绝大多数微生物分为光能无机自养型(photolithoautotrphy)、光能有机异养型(photoorganoheterotrphy)、化能无机自养型(chemolithoautotrphy)、化能有机自养型(chemoorganoheterotrophy)四种类型。 营养类型 电子供体 碳源 能源 举例 光能自养型 H2、H2S、S、H2O CO2 光能 蓝细菌、藻类
光能异养型 有机物 有机物 光能 红螺细菌
化能自养型 H2、H2S、NH3、NO2-、Fe2+ CO2 化学能 (无机物氧化) 氢细菌、硫杆菌、硝化杆菌等
化能异养型 有机物 有机物 化学能 (有机物氧化) 全部真核微生物、绝大多数细菌 必须明确,无论那种分类方式,不同营养类型之间的界限并非绝对的,异养型微生物并非不能利用CO2 ,只是不能以CO2 为唯一或主要碳源进行生长,而且在有机物存在的情况下也可将CO2 同化为细胞物质。同样,自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长。另外,有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变,例如紫色非硫细菌在没有有机物时可以同化CO2 ,为自养型微生物,而当有机物存在时,它又可以利用有机物进行生长,此时它为异养型微生物。再如紫色非硫细菌在光照和厌氧条件下可利用光能生长,为光能营养型微生物,而在黑暗与好氧条件下,依靠有机物氧化产生的化学能生长,则为化能营养型微生物。微生物类型的可变性无疑有利于提高微生物对环境条件的适应能力。 第三节 营养物质进入细胞的方式