工业微生物学答案A06-07

1天津科技大学生物工程学院生物工程专业2006~2007学年第一学期工业微生物学试卷（A）答案一、名词解释（每题2分，共20分）1.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、椭圆形或圆柱形的折光性很强的抗逆性休眠体，称为芽孢。2.烈性噬菌体：感染宿主细胞后，能引起宿主迅速裂解的噬菌体。（或：在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟（装配）和裂解5个阶段而实现其繁殖的噬菌体。）3.化能异养型：能源和碳源都来自有机物的营养类型。4.巴氏消毒法：专用于牛奶、啤酒、酱油等不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料的低温消毒方法，此法可杀灭物料中无芽孢病原菌，又不影响其风味。具体方法可分为：低温维持法（63℃，30分）和高温瞬时法（72℃，15秒）。5.发酵：指有机物氧化释放的氢（电子）最终传递给某种中间代谢产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物的过程。6.抗代谢物：一类在化学结构上与微生物所必需的代谢物（即生长因子）很相似，可干扰微生物正常代谢活动的化学物质。7.营养缺陷型：某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子（碱基、氨基酸或维生素等）的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷性。8.Hfr菌株：即高频重组菌株。在该菌株细胞中，F因子整合在核染色体组的特定位点，Hfr菌株与F–菌株接合后，发生基因重组的频率要比F+与F–接合后的频率高出数百倍。9.质粒：指一种独立于染色体之外的、能进行自主复制的双链闭合环状的DNA分子。也有极少的质粒是线性的DNA分子。10.完全抗原：同时具有免疫原性和反应原性的抗原。二、填空（每空0.5分，共30分）1.原核微生物主要有六类，即细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体和立克次氏体。22.请将具有以下功能的原核生物的细胞构造添入下表相应的位置：功能细胞构造功能细胞构造控制细胞内外物质的运输、交换细胞膜保护细菌免受干旱、吞噬等损伤糖被固定细胞外型细胞壁抗逆性休眠体芽孢负载遗传物质拟核氧化磷酸化基地细胞膜运动功能鞭毛噬菌体识别位点性菌毛，革氏阳性菌细胞壁中的磷壁酸，革氏阴性菌细胞壁中的脂多糖3.链霉菌的菌丝分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝。4.酵母菌细胞壁的主要成分是酵母纤维素（葡聚糖、甘露聚糖，蛋白质），霉菌细胞壁的主要成分是几丁质或纤维素。5.温和噬菌体的三种存在状态为：游离态、整合态和营养态。6.病毒粒子的主要化学成分是蛋白质和核酸。7.微生物有六种营养要素，分别是碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。8.营养物质进入细胞的方式有四种，即单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。9.酿酒酵母是通过EMP途径发酵葡萄糖产乙醇，运动发酵单胞菌是通过ED途径发酵葡萄糖产乙醇。10.采用血球计数板所计得的细胞数为总菌数，而采用平板菌落计数法所计得的细胞数为活菌数。11.缩短延滞期的常用的方法有采用对数期的细胞作为种子、适当扩大接种量和发酵培养基与种子培养基的成分尽量接近且营养丰富。12.根据微生物与氧的关系，可将微生物分为好氧菌和厌氧菌两大类。13.在两类不同原理的连续培养装置中，恒化器适用于科学实验，而恒浊器可用于发酵生产。14.按照突变对遗传物质的影响程度，可将突变分为点突变和染色体畸变两大类。15.原核微生物基因重组的方式主要有转化、转导、接合和原生质体3融合。16.在营养缺陷型突变株的筛选中，通过抗生素法和菌丝过滤法可以淘汰为数众多的野生型，从而达到“浓缩”缺陷型的目的。17.土壤中好氧性自生固氮菌与纤维素分解菌生活在一起时，二者间的关系属于互生关系；地衣中的藻类和丝状真菌之间的关系属于共生关系；噬菌体与宿主细胞之间属于寄生关系。18.微生物的国际命名法采用的是双名法，即每一种微生物的学名都有一个属名在前，后面加一个种名构成。19.伍斯根据16S和18SrRNA核苷酸序列同源性的比较，提出了一个崭新的分类学说，称为三域学说。20.我国CCCCM（ChinaCommitteeforCultureCollecionofMicroorganisms）采用的三种菌种保藏方法分别为：斜面传代法、真空冷冻干燥保藏法和液氮法。21.写出下列属或种的微生物的重要用途：Saccharomycescerevisiae酿酒和发酵生产酒精；Sreptomyces产种类繁多的抗生素；Penicilliumchrysogenum生产青霉素；Bacillusthuringiensis生物杀虫剂。三、判断题（每题0.5分，共10分）（√）1.聚β-羟丁酸是细菌特有的碳源和能源储藏物。（×）2.古生菌具有与细菌类似功能的细胞壁，也能用溶菌酶去除细胞壁而获得原生质体。（×）3.真核生物的细胞膜上都含有甾醇，而原核生物细胞膜上都不含甾醇。（√）4.青霉和曲霉的菌丝有隔膜，是多细胞菌丝。（√）5.每一种病毒只有一种核酸，不是DNA就是RNA。（×）6.由于蓝细菌的光合作用产生氧气，所以蓝细菌通常都不具有固氮作用。（×）7.高压蒸汽灭菌法是一种应用非常广泛的灭菌方法，主要依据水蒸汽产生的高压而达到灭菌效果。（×）8.在发酵生产中，要使某一代谢产物获得最高量，就应使发4酵过程始终保持在菌体的最适生长温度范围内。（√）9.一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。（√）10.链霉素的抑菌作用机制均是通过与30S核糖体结合而抑制菌体蛋白质的合成。（×）11.溶源性细菌对其他噬菌体的再感染均具特异性的免疫力。（√）12.大肠杆菌F+菌株与F-菌株接合后，F-菌株通常变成了F+菌株，而供体菌的基因通常不被转移。（×）13.一种R质粒只含有针对一种抗生素的耐药基因。（√）14.自发负突变是菌种衰退的根本原因。（×）15.营养缺陷型菌株在CM培养基上只形成小菌落。（√）16.KNO3作为氮源培养微生物被称为生理碱性盐。（×）17.某细菌在含有一定浓度青霉素的培养基中培养一段时间后，从这一细菌培养物中分离出高抗青霉素的突变株，这种突变是通过适应环境而发生的。（×）18.紫外线引起突变的机理是促使遗传物质发生电离作用而造成DNA大片段缺失。（×）19.数值分类法是依据微生物的遗传相似性进行分类的。（√）20.血清学反应可以利用已知抗体测定未知抗原，反之亦然。四、问答题（共40分）1.简述溶菌酶和青霉素抑制G+细菌生长的原因。（4分）溶菌酶通过水解肽聚糖分子中N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰胞壁酸间的β-1,4-糖苷键，引起细胞壁“散架”，形成细胞壁完全脱去或部分除去的原生质体（革氏阳性菌）或球状体（革氏阴性菌）。在低渗透压环境中，原生质体或球状体因吸水膨胀并最终导致破裂而死亡。青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D-Ala-D-Ala的结构类似物，可竞争性地抑制肽聚糖合成中转肽酶的活性，从而阻断肽聚糖肽链之间的交联，形成缺乏机械强度的肽聚糖，由此产生了原生质体或球状体之类的细胞壁缺损细菌，它们在不利的渗透压环境下极5易破裂死亡。青霉素对生长旺盛的革氏阳性菌有明显的抑制作用；而对处于生长休止期的细胞无抑制作用。2.图示并简要描述酿酒酵母的生活史。（6分）酿酒酵母的生活史属于单双倍体型。一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖，营养体既能以单倍体也能以二倍体存在；在特定的条件下才进行有性繁殖。（1）子囊孢子在合适条件下发芽产生单倍体的营养细胞；（2）单倍体营养细胞进行出芽繁殖；（3）两个性别不同的单倍体营养细胞接合，质配后发生核配，形成二倍体细胞；（4）二倍体细胞不立即进行核分裂，而是进行出芽繁殖形成二倍体营养细胞；（5）在特定条件下，二倍体营养细胞转变成子囊，核经减数分裂后形成4个子囊孢子；（6）子囊破裂后，释放出子囊孢子。63.简述外毒素、类毒素和抗毒素三者的关系？（6分）外毒素：是病原菌主要是革兰氏阳性菌在生长的过程中不断向外界环境分泌的一类毒性蛋白质，具有很强的毒性和抗原性，但对热及化学物质敏感。类毒素：根据外毒素对热及化学物质敏感的特性，用0.3%~0.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理，可获得失去毒性但仍保留其抗原性的生物制品，称为类毒素。抗毒素：将类毒素注射如马等大型动物机体后，可使机体产生对相应外毒素具有免疫性的抗体，称为抗毒素。脱毒免疫动物外毒素类毒素抗毒素（极毒抗原）（无毒抗原）（抗毒抗体）4.某酶制剂厂使用的生产蛋白酶的枯草芽孢杆菌因长期传代发生了遗传变异，使得产量性状下降，你如何来解决这一问题？请写出具体的实验方案。（4分）（1）将菌体在酪蛋白平板上进行涂布分离，挑选透明圈直径与菌落直径比值较大的菌株，转接斜面；（2）将平板初筛得到的产量较高的菌株进行摇瓶发酵试验，测定蛋白酶的产量和相关生产性能指标；（3）将产量等生产性能最好的菌株进行保藏。5.T4噬菌体和λ噬菌体有何不同？在转导实验中两类噬菌体所形成的转导噬菌体（或转导颗粒）有何区别？（8分）λ噬菌体：大肠杆菌的一种温和性噬菌体，在体外以线状的dsDNA存在，进入宿主细胞后，通过其粘性末端碱基配对而环化。dsDNA能插入到大肠杆菌DNA的gal和bio之间，以前噬菌体状态存在，与宿主DNA同步复制。T噬菌体：大肠杆菌的一种烈性噬菌体，侵染宿主细胞后，在宿主细胞内大量复制，引起宿主细胞裂解和死亡。在转导实验中，λ噬菌体从宿主核染色体上脱离时，由于极低7几率的不正常切离形成了部分缺陷噬菌体，能把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因整合、重组，形成转导子，即进行的是局限转导。T噬菌体在宿主细胞内进行增殖包装时，有极低频率的噬菌体衣壳误包了供体菌的一小DNA，形成完全缺陷噬菌体，能把供体菌的任何基因携带到受体菌中，进行的是普遍性转导。6.试述从自然界分离细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的方法（请注明所用培养基和培养温度），并说明这四大类微生物在菌落形态上如何进行鉴别？（12分）细菌放线菌酵母霉菌培养基牛肉膏蛋白胨培养基（肉汤培养基）高氏一号培养基麦芽汁培养基查氏培养基麦芽汁培养基培养温度和培养时间37℃，1~2d28℃，3~5d（慢的7~10d）40~50℃(嗜热放线菌)25~28℃，2~3d28~30℃，4~5d细菌菌落：湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑起、质地均匀、正反面或中央与边缘颜色一致；常有臭味。酵母菌落：较湿润、较光滑、较粘稠、易挑起、质地均匀、正反面或中央与边缘颜色一致（与细菌区别：较大、较厚颜色单调）。常有酒香味。放线菌菌落：形态较小、干燥、不透明、质地致密（表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”）；与培养基结合紧密而难以挑起、正反面或中央与边缘颜色不一致；菌落边缘的琼脂平面有变形。常有泥腥味。霉菌菌落：形态较大，质地疏松、外观干燥，不透明，呈蜘蛛网状、絮状、绒状或毯状；与培养基结合紧密而不易挑起，正反面或中央与边缘颜色构造常不一致；往往有霉味。