1、微生物的类群、营养、代谢和生长【本章知识框架】【疑难精讲】1理解细菌的结构及功能的特殊性（1）细胞壁成分的特殊性：糖类和蛋白质结合而成的化合物（肽聚糖），要除去细菌的细胞壁需用溶菌酶或用青霉素抑制其合成，形成原生质体。与植物细胞壁成分（纤维素和果胶）不同，所以除去方法也不同。（2）细菌特殊结构及功能鞭毛：某些细菌长在体表的长丝状、波曲的附属物，称为鞭毛。具有运动的功能。荚膜：在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质，称为荚膜。保护细菌免受干旱以及贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用等功能。芽孢：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体，称为芽孢。由于每一细胞仅形
2、成一个芽孢，故它无繁殖功能。具有保护细菌度过休眠的功能。（3）细菌细胞膜的特殊功能与真核细胞的细胞膜功能有差别，是进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地、鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量、合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所等。2大肠杆菌的广泛应用（1）大肠杆菌质粒可作为基因的运载体。因大肠杆菌的质粒具备基因运载体的条件：能够在宿主细胞中复制并稳定的保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选。（2）大肠杆菌的质粒可产生次级代谢产物。质粒内含有几个到几百个基因，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状。而其产生的抗生素、激素、色素等是微生物生长到一定阶段产生的次
3、级代谢产物。（3）大肠杆菌可作为基因受体。如将人的胰岛素A、B两链的基因分别组合到大肠杆菌质粒上，然后转移至大肠杆菌体内。这些重组质粒可在大肠杆菌细胞内进行正常的复制和表达，从而产生人的胰岛素A、B链，然后用人为方法，在体外合成有活性的人胰岛素。3微生物与动、植物的营养比较不论从元素水平还是从营养要素的水平来看，微生物的营养与摄食型的动物（包括人类）和光合自养型的植物非常相似，它们之间存在着“营养上的统一性”（见下表）。具体地说，微生物有五大营养要素物质，即碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。实际上微生物有六大营养要素：除了碳源、氮源、生长因子、无机盐和水五大营养要素物质外，还有能源。所谓能源是
4、指为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质或辐射能。代谢类型不同的微生物能源不同：（1）各种异养微生物的能源就是其碳源。（2）自养微生物的能源：化能自养微生物的能源是一些还原态无机物；光能自养微生物的能源是光能、辐射能。4培养基的配制要求及几种培养基的应用（1）培养基配制的基本要求：培养基是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料。任何培养基都应具备微生物生长所需要的五大营养要素物质，且其间的比例是合适的。任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌，否则很快会引起杂菌丛生，并破坏其固有成分和性质。（2）固体培养基、半固体培养基与液体培养基的配制与应用（a）固体培养基凝固培养基是
5、在液体培养基中加入1%2%琼脂（凝固剂），制成遇热可融化、冷却后则凝固的固体培养基。常用于分离、鉴定、保藏、计数及菌落特征的观察。（b）天然固体培养基：由天然固体状基质直接制成的培养基。例如培养蘑菇等食用菌用的由麸皮、米糠、木屑、纤维、稻草粉等配制成的固体培养基，应用于酒精厂、酿造厂。半固体培养基：在凝固性固体培养基中，如凝固剂低于正常量，培养基呈现出在容器倒放时不致流下，但在剧烈振荡后则能破散的状态。用于观察微生物的运动，观察判断某细菌是否有鞭毛存在及保藏菌种。液体培养基：呈液体状态的培养基，通常叫做培养液。液体培养基中的营养物质分布均匀，与菌种充分接触，能大量溶解微生物的代谢产物。应用于大
6、规模工业生产，也常用于微生物生理、代谢的研究。（3）鉴别培养基的应用培养基中加有能与某种菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能区分该菌菌落与外形相似的它种细菌。常用的伊红美蓝乳糖培养基，可用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌。如果有大肠杆菌，因其强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体带H+，故菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可以看到金属光泽。我国规定饮用水标准：自来水中细菌总数不可超过100个/mL（37，培养24 h），大肠杆菌数不能超过3个/L（37，培养24 h）。根据病原菌与最常见的数量很大的大肠杆菌同样来自动物粪便污染的原理，只要通过检查水样中的大肠杆菌
7、数即可知道该水源被粪便污染程度，从而间接推测其他病原菌存在的概率。检测大肠杆菌，可用伊红美蓝鉴别培养基。5有关微生物的代谢（1）微生物代谢异常旺盛的原因相对表面积很大，即表面积与体积比很大，因为小体积、大面积必然有一个巨大的营养吸收面，代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。吸收多，转化快。生长旺，繁殖快。适应强，易变异。分布广，种类多。（2）微生物代谢中合成代谢与分解代谢的关系微生物的代谢即微生物的新陈代谢，简称代谢。新陈代谢包括合成代谢和分解代谢。分解代谢的功能在于保证正常合成代谢的进行，而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更好的条件，两者相互联系，促进了生物个体的生长繁殖和种族的繁衍。分解代谢
8、和合成代谢的相互关系如下：微生物要进行正常的合成代谢，必须从分解代谢途径中抽走大量的代谢产物以满足其合成细胞基本物质的需要。这样以来，势必造成分解代谢不能正常运转，并进而影响产能功能的严重后果。为解决上述矛盾，生物体在其长期进化过程中，发展了独特功能的代谢途径。（3）微生物独特的合成代谢途径生物固氮：固氮微生物，都是原核微生物。肽聚糖的合成：肽聚糖是微生物结构大分子，绝大多数原核生物细胞壁所含有的独特成分，它在细菌的生命活动中有着重要的功能。6关于微生物的生长微生物不论其在自然条件下还是在人工条件下发挥作用，都是“以数取胜”或是“以量取胜”的。生长、繁殖就是保证微生物获得巨大数目的必要前提。可
9、以说，没有一定的数量就等于没有微生物的存在。一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，不断地吸取营养物质，并按其自身的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组成成分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长。所以，可以用以下关系表示其生长过程：个体生长个体繁殖群体生长群体生长=个体生长+个体繁殖除了特定的目的以外，在微生物的研究和应用中，只有群体的生长才有
10、实际意义，因此，提到微生物的生长，均指群体生长。【学法指导】本部分内容可安排34课时完成。1微生物类群部分可从如下几个方面着手：进行比较复习，大的方面如（1）原核生物与真核生物（2）有细胞结构的生物与非细胞结构的生物（3）三种微生物的结构特点与生殖类型；小的方面如（1）细菌的核区与质粒中的基因及控制的性状（2）细菌基本结构与特殊结构等。充分挖掘知识的内涵与外延，注意以点带面，加强知识的引申与扩展。如：细菌一例，可复习植物的细胞壁的成分，基粒可联系基因工程中作为运载体的基粒，菌落的特点可联系种群与群落，联系肺炎双球菌转化实验中的两种细菌。病毒一例，又可考虑病毒的种类及特点，联系噬菌体侵染细菌的原
11、理。2微生物的营养、代谢和生长一部分，教师引导学生与高等动植物的营养、代谢和生长相比较。可从以下几方面比较：（1）营养方面：可列表比较，它们之间存在着“营养的统一性”。特别注意列表比较几种常见的生物的营养：生物种类碳源氮源生长因子能源甲基营养菌甲醇、甲烷铵盐、硝酸盐等有机物乳酸菌糖类等铵盐、硝酸盐等多种维生素有机物根瘤菌糖类等N2有机物硝化细菌CO2NH3NH3谷氨酸棒状杆菌糖类等铵盐、硝酸盐等维生素有机物青霉菌糖类等蛋白质或降解物与碳源相同光合细菌（红螺菌）CO2、有机醇无机氮化物利用日光能（2）代谢方面：复习高等动物三大营养物质的代谢过程、代谢产物及调节过程（神经调节、体液调节）等；植物的
12、矿质营养、水分代谢、光合作用、呼吸作用等产物以及调节过程；微生物代谢的产物，调节过程。（3）生长方面：生物的生长从细胞角度讲均是细胞数目的增多，细胞体积的增大。但是高等生物和微生物细胞数目的增殖方式不同，高等生物以有丝分裂为主，微生物的增殖方式多样，例如细菌二分裂，放线菌孢子生殖，病毒的裂殖等。从代谢方面讲，生长均是合成代谢大于分解代谢，生物积累物质越来越多。微生物的群体生长规律的研究均是在实验室固定容积的液体培养基中培养得出的。影响微生物生长的环境因素主要是营养、pH、氧等。而高等生物种群的数量增长规律多数是在自然状态下得出的，那么影响高等生物种群数量变动的因素主要是出生率和死亡率、迁入与迁
13、出率、年龄组成、性别比例等。3关于实验部分主要引导学生复习培养基的制作技术、接种环接种技术，以及细菌培养操作过程中应该注意的问题。培养学生进行实验设计和实验分析的能力。【典型例题精讲】例1质粒是细菌中的一种特殊结构，它属于细菌的A染色体B细胞器C主要遗传物质载体D某些基因的载体【解析】 细菌是原核生物，它没有染色体和除核糖体外的细胞器。主要遗传物质是存在于核区内的环状DNA分子，存在于核区外的质粒控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等。【答案】 D例2对细菌群体生长规律测定的正确表述是A在液体培养基上进行B至少接种一种细菌C接种一个细菌D及时补充消耗的营养物质【解析】 细菌群体生长规律的测定是
14、人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌，恒定容积的培养基，液体培养基，定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。【答案】 A例3自养型微生物所需的碳源和能源为不同的物质，而异养型微生物作为碳源和能源的是ACO2 BNaHCO3C碳酸盐D含碳有机物【解析】 碳源主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些碳源还是异养微生物的主要能源物质，而异养微生物不能自
15、己制造有机物，通常只能够利用现成的含碳有机物作碳源。【答案】 D例4在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争显著激烈的时期是A调整期B对数期C稳定期D衰亡期【解析】 种内斗争反映了同种生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，且已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。【答案】
16、C例5控制细菌合成抗生素性状的基因，控制放线菌主要遗传性状的基因，控制病毒抗原特异性的基因依次位于核区大型环状DNA上 质粒上 细胞核染色体上 衣壳内核酸上ABCD【解析】 细菌质粒上的基因控制着细菌固氮、抗药性、抗生素生成等性状。放线菌是原核生物，核区大型环状DNA分子控制其主要遗传性状。病毒的遗传物质是衣壳内核酸，病毒的抗原特异性是由病毒的衣壳体现出来的，由核酸控制合成衣壳。【答案】 D例6关于微生物酶的叙述中，正确的是A组成酶是胞内酶，诱导酶是胞外酶B大肠杆菌分解乳糖和葡萄糖的酶都是组成酶C酶合成的调节与酶活性的调节不能共存于同一种微生物体内D酶合成的调节增强了微生物的适应能力【解析】
17、微生物的酶有组成酶和诱导酶的区别，还有胞内酶和胞外酶之分，它们之间的关系是：组成酶和诱导酶都是胞内酶。它们的区别是：组成酶是细胞内一直存在的酶，它们的合成只受遗传物质的控制；而诱导酶是在一定条件下才存在的酶，这个条件就是某物质的存在。这种物质的存在是诱导酶合成的条件，当然遗传物质也对诱导酶的合成进行控制，而且控制的情况更加复杂。大肠杆菌分解葡萄糖的酶是组成酶，分解乳糖的酶是诱导酶。酶合成的调节与酶活性的调节同时存在，密切配合，协调起作用。酶合成的调节，保证了代谢的需要，充分利用原料和能量，增强了适应环境的能力。【答案】 D【达标训练】一、选择题1根瘤菌的固氮基因位于A核区内的染色体B核区的大型
18、环状DNAC核区和质粒D质粒【解析】 根瘤菌是原核生物，其细胞内没有染色体，遗传物质除了核区大型环状DNA分子外，在质粒上有几个到几百个的基因，控制着根瘤菌的固氮性状。【答案】 D2下列不属于微生物范畴的是A原核生物B原生生物C真菌D微小生物【解析】 微生物包括原核微生物（细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体）；真核微生物（酵母菌、丝状真菌霉菌）和非细胞型生物（病毒、亚病毒）。【答案】 D3下列各项叙述中正确的是A微生物的遗传物质都是DNAB微生物都属于原核生物C微生物的遗传物质是核酸D微生物的生殖方式是孢子生殖【解析】 微生物包括真菌界，不全部是原核生物；微生物的生殖方式有多种：
19、有的是孢子生殖（例放线菌），有的是二分裂生殖（例如细菌），有的是裂殖（例如病毒）；微生物的遗传物质有的是RNA（例如烟草花叶病毒），有的是DNA（例如噬菌体）。所以说选C更全面。【答案】 C4关于细菌结构的有关叙述中，正确的是A细菌体内没有任何细胞器和染色体B细菌的细胞壁可以用除去植物细胞壁的方式除去C细菌细胞中都含有质粒D有的细菌可进行有丝分裂【解析】 细菌是原核生物，细胞质没有复杂的细胞器，只有核糖体。遗传物质不以染色体状态存在。细胞的细胞壁（主要成分是肽聚糖），与植物细胞壁（主要成分是纤维素和果胶），两者除去细胞壁的方式不同（细菌细胞壁一般用溶菌酶除去或用青霉素抑制其合成；而植物细胞壁用
20、纤维素酶或果胶酶除去）。细菌的分裂方式是二分裂，不能进行有丝分裂。【答案】 C5细菌常常作为基因工程的受体细胞，下列理由较充分的是A形体微小B结构简单C容易鉴别D繁殖速度快【解析】 形态微小，结构简单，容易鉴别是多数微生物的特点，但是并不一定都能充当基因工程的受体，只有细菌具备快速大量繁殖，在很短的时间内能够获得大量的目的基因这一条件，所以可以充当基因工程的受体。【答案】 D6原核生物呼吸酶附着的部位是A细胞壁B细胞膜C细胞质D拟核【解析】 原核生物的细胞壁主要由肽聚糖构成，主要起保护作用等。细胞质中含核糖体、质粒和一些贮存性颗粒，没有进行有氧呼吸的细胞器线粒体，所以呼吸酶存在于细胞膜内褶形成
21、一种管状、层状或囊状结构上。拟核就是遗传物质所在核区。【答案】 B7细胞结构是原核，生长繁殖过程绝对不需要氧，体内不含有氧呼吸酶的微生物是A乳酸菌B酵母菌C变形虫D固氮菌【解析】 酵母菌属于真菌，变形虫是原生动物，都属于真核生物，而固氮菌虽属原核生物，但是需氧型生物。只有乳酸菌既是原核生物又是厌氧菌。【答案】 A8光合作用所需的酶和呼吸作用的酶分别属于A前者属于胞内酶，后者属于胞外酶B前者属于胞外酶，后者属于胞内酶C都是胞内酶D都是胞外酶【解析】 光合作用和呼吸作用均在细胞内进行，所以催化这两种反应的酶均存在于细胞内。【答案】 C9在微生物细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素是AC、H、O、
22、NBC、H、O、N、P、SCN、P、S、K、Ca、MgDC、H、O【解析】 C、H、O、N、S、P是构成生物体的主要元素，占原生质（鲜重）总量的97%；C、H、O、N四种元素是构成生物体的基本元素，其中蛋白质就是由C、H、O、N等元素组成的，蛋白质占细胞干重的最多，而微生物中蛋白质含量最多。【答案】 A10产生标准菌落的细菌的最初数目和培养基分别是A一个细菌，液体培养基B许多细菌，液体培养基C一个细菌，固体培养基D许多细菌，固体培养基【解析】 菌落是一个或几个细菌的子细胞群体，在固体培养基上，有一定的形态结构，肉眼可见（液体培养基中肉眼不可见），菌落可作为菌种鉴别的重要依据，而多种细菌形成的菌
23、落，就不可能有比较标准的形态。【答案】 C11抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物，这产生于微生物生长的A调整期B对数期C稳定期D衰亡期【解析】 抗生素属于细菌的次级代谢产物，是微生物生长到一定阶段才产生的，化学结构十分复杂，对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。细菌在生长过程的稳定期，活菌数目达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物。【答案】 C12有关微生物营养物质的叙述中，正确的是A是碳源的物质不可能同时是氮源B凡碳源都提供能量C除水以外的无机物只提供无机盐D无机氮源也能提供能量【解析】 不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生
24、物的具体情况具体分析。对于A、B选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如CO2；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，还是能源，如蛋白胨。对于C选项，除水以外的无机物种类繁多、功能也多样。如CO2，可作自养型微生物的碳源；NH4HCO3可作自养型生物的碳源和无机盐；而NaCl则只能提供无机盐。对于D选项，无机氮提供能量的情况还是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。【答案】 D13可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是A含碳有机物，氨，光B含碳无机物，氨，氮C含碳无机物，氨，氨D含碳有机物，氨，氨【解析】 硝化细菌是化能自养型生
25、物，自养型生物的碳源是CO2，碳酸盐等含碳无机化合物。所需氮源是无机氮化物，能作化能自养的微生物能源的物质都是一些还原态无机物质，如氨既是硝化细菌能源，又是其氮源。【答案】 C14测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。据此判断：只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是ABCD【解析】 试管培养基的表面是有氧环境，内部是缺氧环境，故厌氧型细菌在试管底部大量繁殖，而需氧型细菌在试管培养基表面大量繁殖，兼性厌氧细菌在有氧或厌氧条件下均能生长，所以在整个试管培养基中都能繁殖。【答案】 A15圆褐固氮菌、硝化细菌、
26、超级细菌、酵母菌、乳酸菌的代谢类型依次是需氧自养型 需氧异养型 厌氧自养型 厌氧异养型 兼性厌氧型 既可自养又可异养ABCD【答案】 B16为研究微生物群体生物规律常将少量的某种细菌接种到培养基中，定时取样测定培养基里的细菌数目，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标，得到生长曲线图，对培养基的要求是A恒定容积的液体培养基B任意容积的液体培养基C恒定容积的半固体培养基D任意容积的半固体培养基【解析】 半固体培养基常用于观察细菌运动、厌氧细菌分离菌种鉴定等，液体培养基广泛用于微生物生长、代谢等的研究以及大规模的工业化生产。研究微生物群体生长规律时，液体培养基必须恒定。【答案】 A17与调整期长
27、短有关的因素中，能使调整期短的一组是用与菌种相同的培养基 营养丰富的培养基 稳定期获得的菌种 对数期获得的菌种 接种时间提前 接种量加大 接种量减小 接种种类加大ABCD【解析】 与调整期长短有关的因素很多，主要有（1）菌种（2）接种龄：即“种子”的群体生长龄，亦即处在生长曲线上的哪一个阶段。若以对数期接种龄的“种子”接种，则子代的调整期就短。（3）接种量：接种量的大小明显影响调整期的长短。一般说来，接种量大，则调整期短。（4）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调整期短。所以，在发酵生产中常使用发酵培养基的成分要与种子培养基的成分含量接近。【答
28、案】 C18下列属于微生物不可缺少的微量有机物是牛肉膏 蛋白胨 氨基酸 维生素 碱基 生物素ABCD【解析】 微生物生长不可缺少的微量有机物叫做生长因子，主要包括维生素、氨基酸、碱基和生物素等，它们一般是酶和核酸的组成成分。【答案】 D19鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成，这些物质是A指示剂或化学药品B青霉素或琼脂C高浓度食盐D维生素或指示剂【答案】 A20微生物产生次级代谢产物和某些细菌形成芽孢的最佳时期是A对数期B调整期C衰亡期D稳定期【解析】 稳定期的特点：（1）生长速率常数R=0；（2）细胞开始贮存糖类、脂肪等贮藏物；（3）多数芽孢杆菌开始形成芽孢；（4）
29、有些微生物在此期还开始形成抗生素等次级代谢产物。所以，稳定期是发酵生产的最佳收获期。【答案】 D21含C、H、O、N的某大分子化合物可以作为A异养微生物的氮源、能源B异养微生物的碳源、能源C自养微生物的碳源、氮源、能源D异常微生物的碳源、氮源、能源【解析】 这道题首先要考虑含C、H、O、N的化合物可以提供的营养物质类型，然后再确定可以供给何类型的微生物。含C、H、O、N的化合物，能够提供碳源、氮源。这样的物质，可以是有机物的蛋白质等。也可以是无机物的NH4HCO3，题干中指出该物质是大分子化合物，就不可能是无机物的NH4HCO3，只能是蛋白胨等。这种化合物是可以培养异样型微生物的，是异养微生物
30、的碳源、氮源、能源。【答案】 D22某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖 罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖A B C D【解析】 乳酸菌是厌氧型生物，在缺氧条件下，进行发酵产生乳酸，同时产生的乳酸抑制了其他微生物的生长繁殖，制成泡菜。如果菜罐密封不严，有氧条件下乳酸菌的发酵作用受到抑制，同时好氧型腐生菌大量繁殖使泡菜腐烂变质。【答案】 B23诱导酶是在环境中存在某种物质的情况下合成的酶，它_受基因的控制A一定不B一定要C可要可不要D有时要
31、有时不要【解析】 诱导酶是在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶。它的合成受基因控制合成。这一系列基因是：操纵子（由启动基因、操纵基因、结构基因三部分构成）和调节基因等。【答案】 B24若将某种细菌置于有营养的物体上，它会繁殖并形成细菌群，（第十五章）有什么适当的实验可以用来检验两种抗生素的杀菌效用【解析】 要证明某抗生素有无杀菌作用，必须让抗生素与细菌一起培养。若抗生素确有杀菌作用，则细菌不能形成菌落。利用对比性原则，才能检验有抗生素和无抗生素的情况下细菌的生长状况。【答案】 C25谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径如下。提高谷氨酸产量应采取的措施是葡萄糖中间产物酮戊二酸谷氨酸A增加葡萄糖B
32、增加谷氨酸脱氢酶C改变细胞膜透性，使谷氨酸排放细胞外D增加酮戊二酸【解析】 谷氨酸棒状杆菌能够利用葡萄糖，经过复杂的代谢过程形成谷氨酸；当谷氨酸合成过量就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，使合成途径中断；当谷氨酸浓度下降，抑制作用被解除，合成重新开始，因此要提高谷氨酸产量就必须改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用。【答案】 C26大肠杆菌的培养过程中，在不含葡萄糖的培养基中，大肠杆菌的正常代谢过程会出现A有乳糖存在时合成半乳糖苷酶，无乳糖存在时不合成半乳糖苷酶B无乳糖存在时合成半乳糖苷酶，有乳糖存在时不合成半乳糖苷酶C不论有无乳糖存在，都不合成半乳糖苷
33、酶D不论有无乳糖存在，都合成半乳糖苷酶【答案】 A二、非选择题27第十五章为细菌结构示意图，根据题意回答：（1）控制细菌主要遗传性状的是 _，它是由_螺旋盘绕而成。抗生素性状的控制者是 _。（2）若要观察它的子细胞群体的特征，应该选用_培养基。此菌的子细胞群体特征是_。（3）若此菌为大肠杆菌，它在每升水中的数量标志着水的污染情况。若要检查这种情况，应该用的培养基是_培养基。（4）此菌的 _常作为基因工程的_，这是因为它有多个_，还具有_的基因，且能够在受体细胞中_。（5）此菌若作为基因工程的受体细胞，为增加目的基因导入的可能性，常常采用_处理它的 _。（6）此菌含的细胞器是 _，细菌的繁殖方式
34、是_。【解析】 细菌是原核生物，与真核细胞的主要区别是无成形细胞核，细胞质中只有核糖体，无复杂细胞器。它的遗传物质存在于核区和质粒上。核区的大型环状DNA分子控制细菌的主要性状，而控制细菌抗药性、固氮、抗生素生成等性状是细菌中的质粒，同时质粒由于它有多个限制酶切点，具有标记基因，而且能够在受体细胞中复制并稳定保存，所以可以作为基因工程的运载体。另外它还能够迅速大量的繁殖，所以也可以作为基因工程的受体细胞。细菌的群体结构是菌落，标准的细菌菌落是由一个细菌或少数同种细菌在培养基上大量繁殖时，形成的肉眼可见，具有一定形态结构的子细胞群体。菌落的特征例如大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等是鉴定菌
35、种的重要依据。【答案】 （1）6 核区 一个大型环状DNA分子 5 质粒 （2）固体 大而扁平，边缘呈波状或锯齿状 （3）伊红美蓝（或鉴别） （4）5 质粒 运载体 限制酶切点 标记复制并稳定的保存 （5）氯化钙 3 细胞壁 （6）7 核糖体 二分裂28下表是某微生物培养基成分，请根据表回答：编号成分含量粉状硫10 g（NH4）2SO40.4 gK2HPO44gMgSO49.25gFeSO40.5gCaCl20.5gH2O100 mL（1）此表培养基可培养的微生物类型是_。（2）若不慎将过量NaCl加入培养基中。如不想浪费此培养基，可再加入_，用于培养_。（3）若除去成分，加入（CH2O），该
36、培养基可用于培养_。（4）表中营养成分共有_类。（5）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是_。（6）表中成分重量确定原则是_。（7）若表中培养基用于菌种鉴定，应增加成分是_。【解析】 对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适应于合成培养基。如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分出它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的类型出发。表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和生长因子。对于生长因子，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，既可说明培养的微生物就是自养型微生
37、物了。该培养基中加入了过量NaCl，就可以成为金黄色葡萄球菌的鉴别培养基，但金黄色葡萄球菌是异养微生物，这个培养基就还需要加入有机碳源。该培养基若加入（CH2O），培养基中就有了碳源，但除去成分，却使培养基中没有氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂琼脂。【答案】 （1）自养型微生物 （2）含碳有机物金黄色葡萄球菌 （3）固氮微生物 （4）3 （5）调整pH （6）依微生物的生长需要确定 （7）琼脂（或凝固剂）29下图是细菌的生长曲线。请据此回答：（1）上图曲线形成条件是_。（2）生长曲线是在_培养基上培养的结果。之所以
38、用这样的培养基，原因是_。（3）若想缩短a所示的时间，在生产上采用的措施是_。（4）b所表示的时间的长短，决定于_。（5）在小容积培养和大容积培养中，c期较长的是_，原因是_。（6）在生产上，要注意缩短_期，延长_期，延长的方法是_。（7）从生产角度考虑，限制c期细菌数目进一步发展的生态因素是_，而造成d期细菌数目减少的主要生态因素是_。（8）从生存斗争角度考虑，斗争最激烈的是_期，主要斗争因素是_，种内斗争最显著最激烈的时期是_，几乎不存在种内斗争是_期。（9）在培养过程中，若在c期调整pH，使之适于细菌的生长需求，则可能出现的情况是_。【解析】 微生物中的生长都是指群体生长。而细菌生长曲线
39、是以细胞数目的对数值做纵坐标，以培养时间作横坐标，画出的一条有规律的曲线。所以就要测细胞数目，这必须把少数同种细菌接种到固定容积的液体培养基中培养才便于测定，例如测浊度（用分光光度计）。少量细菌接种到新培养液中后，在开始培养的一段时间内，出现了一段适应期，这段时期的长短决定于接种量的大小、菌落的年龄等。随后的对数期长短主要与培养基营养成分的多少有关；同一种细菌，在营养物丰富的培养基中生长，其对数期长。稳定期是一些发酵生产的最佳收获期，而稳定期到来的原因主要是培养基中营养物的消耗和有害代谢物的累积。由于争夺资源，种内斗争剧烈。所以要延长稳定期，必须排出有害代谢产物，不断补充营养物质，这就是连续培
40、养法的原理。由于外界环境越来越不利于细菌继续生长，细胞内分解代谢大大超过合成代谢，导致菌体死亡，这就是衰亡期。【答案】 （1）少数某种细菌接种到固定容积的液体培养基中培养 （2）液体 可以测出细菌总数目或总重量 （3）加大接种量或利用对数期的菌种等 （4）培养基多少 （5）大容积 营养物质多，代谢产物积累到一定程度需时间较长 （6）a c 添加新培养基，控制培养的其他条件 （7）非生物因素的pH、代谢产物、营养物质和生物因素的种内斗争非生物因素的pH,营养物质、代谢产物 （8）d 非生物因素 c ab （9）细菌数目的增加30根据下图回答问题：（1）当终产物合成过量时，往往会导致合成途径中断，
41、原因是谷氨酸抑制了_的活性，这属于_的调节。（2）假设B酶只有在细菌内出现某种中间产物后，才能合成则B酶是一种_酶。（3）假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌生产酮戊二酸，请你利用现有知识，设计一个大量积累酮戊二酸的方案。【解析】 （1）（2）要解答该题首先要明确微生物代谢的调节包括两种方式，酶合成的调节和酶的活性的调节，这两种调节方式同时存在，密切配合，协调起作用。其次，要明确各种调节方式的内涵。酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下，才能合成特定诱导酶的调节方式；酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构变化（此变化可逆）从而改变了酶活性的调节方式。由此可见，
42、谷氨酸抑制了谷氨酸脱氢酶的活性，属于酶活性的调节。而B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则属于酶合成的调节，B酶是一种诱导酶。（3）根据谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的代谢途径可知，要想积累酮戊二酸，必需阻断酮戊二酸变成谷氨酸的过程，怎样才能阻断谷氨酸的合成呢？谷氨酸脱氢酶是其过程中的关键一环，根据基因控制蛋白质合成的原理改变控制谷氨酸脱氢酶合成的基因结构，就会阻断这一过程。因此，使用人工诱变手段或基因工程手段都可实现这一目的。【答案】 （1）谷氨酸脱氢酶 酶活性 （2）诱导 （3）方案一：对谷氨酸棒状杆菌进行诱变处理，利用选择培养基，从中选育不能合成谷氨酸脱氢酶的菌种。方案二：利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不能合成谷氨酸脱氢酶。
