第9单元　 微生物与发酵工程

1．下列关于微生物的叙述，正确的是　　

A．流感病毒为原核生物，遗传物质是DNA或RNA

B．根瘤菌的固氮基因位于核内大型环状DNA上

C．细菌形态和生理特性比较稳定的时期称为稳定期，是选育菌种的最好时期

D．微生物的各种化学元素主要是由碳源、氮源、生长因子、无机盐和水提供

2．外科手术器械和罐头食品的消毒，都要以能够杀死哪一类菌类为标准

A．球菌　　　　　　　　　 B．杆菌　　　　　　　　C．螺旋菌　　　　  D．芽孢

3．下表是某微生物培养基成分。请根据此表回答下列问题：

编号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
成分	S	(NH4)2SO4	K2HPO4	MgSO4	FeSO4	CaCl2	H2O
含量	10g	0.4g	4.0g	9.25g	0.5g	0.5g	100mL

（1）如果用此培养基鉴别饮用水是否含有大肠杆菌，其成分中应增加___________。

（2）某同学用此培养基分别培养绿藻和酵母菌。他将培养装置放于光亮处，并连续测定培养液中绿藻和酵母菌个体的数量，绘制成曲线图1。造成两种生物此种生长现象的原因是　　　　　　　　　 。

（3）目前通过发酵工程可以生产治疗糖尿病的胰岛素。图2表示含有人胰岛素基因的

大肠杆菌生长曲线，其中BC段表示的是__________时期，其中AC段大肠杆菌种群数量变化曲线呈__________型；大肠杆菌代谢产物（胰岛素）积累的时期是__________。　期，相当于曲线的__________段；在生产中可采用__________的方法延长该期的时间，

提高产量。大肠杆菌受环境因素影响最大的阶段是曲线中的__________段。

4．图3是酵母菌的结构模式图，据图回答。

图3

（1）从细胞核的构造看，酵母菌属于　　　　　 生物，

与乳酸菌相比，其细胞结构的特点是　　　　　　  。

（2）图中[2]的化学成分主要包括　　　　　　  ，其结构特点为　　　　　　 ，其功能特性为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（3）酵母菌的菌落一股会散发出一股怡人的酒香味，相关的反应式为　　　　　　　  。

（4）用酵母菌制啤酒时，为保证发酵罐中有较多的酵母菌，必须先　　　　　　　  ，使其快速繁殖，达到一定数量后，再　　　　　 ，让其进行　　　　　　  ，以获得较多的酒精（C₂H₅OH）。

（5）下列坐标图分别表示在发酵罐中培养酵母菌时，各环境因素对酵母菌繁殖速率（纵坐标表示）的影响，其中不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（6）干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从人血中提取，每升血只能提取0.05μg，所以价格昂贵。现在科学家发明了应用　　　　　　 的方法，利用转基因酵母菌生产干扰素，其方法是：从人的淋巴细胞中取出　　　　　　　　　　　 ，使之与一种叫质粒的　　　　　　　 结合，然后移植到酵母菌体内，让酵母菌合成干扰素。由于酵母菌繁殖速度快，让其生产干扰素不仅产量高，而且成本低。

（7）自然环境中酵母菌属于生态系统中的　　　　　　　　　　　 成分。

5．图4中的曲线1—4是在W、X、Y、Z四种条件下细菌种群的生长曲线，这四种条

件是

 

	图4

W——不断提供食物、水、氧气、除去废物

  X——随着时间延续、食物耗尽，有害物质积累

  Y——随着时间延续，食物耗尽，无毒害物质积累

　Z——随着时间延续，食物耗尽，由于产生突变的结果，出现了新的菌株，它们能代替原有细菌产生的有害物质。

以下哪项的生长条件和生长曲线1、2、3、4正确配对　

A．W X Y Z　　　 B．X Y Z W　　 C．Y Z W X　　D．Y XZ W

6．关于微生物代谢产物的叙述中，不正确的是

A．初级代谢产物在微生物的一生中都能合成

B．初级代谢产物是微生物的生长、繁殖所必需的

C．初级代谢产物对微生物毫无意义，但对人类是有用的

D．不同的微生物初级代谢产物基本相同，而次级代谢产物不同

7．关于微生物代谢调节的叙述中，正确的是

①酶合成调节和酶活性调节不能同时存在　②诱导酶一旦合成，其在细胞内一直存在

③酶活性调节是一种快速、精细的调节方式　 ④微生物代谢调节的意义可保证微生物

体内的物质和能量不浪费

A．①②　　　　　　　　　 B．③④　　　　　 C．①③　　　　　 D．②④

8.下列叙述不正确的是　

A．微生物的代谢途径是微生物的生理特征，不能人为改变

B．微生物的代谢途径与环境条件有关

C．多数细胞工程，基因工程的成果通过发酵工程和酶工程实现产业化

D．发酵罐中代谢产物的形成与搅拌速度有关

9.关于谷氨酸棒状杆菌的说法不正确的是　　　　　　　　　

A．原核生物　　　B．异养型　　　 C．需氧型　　　 D．次级代谢产物主要是味精

10.工业上利用谷氨酸棒状杆菌大量积累谷氨酸应采用的最好方法是　　　　　　

A．加大菌种密度　　　　　　 B．改变碳源与氮源比例

C．改变菌体细胞膜通透性　　　 D．加大葡萄糖释放量

11.严格控制发酵条件，是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质高量多的

理想产物，通常所指的发酵条件控制不包括

A．温度控制　　　　 B．溶氧的控制　　 C．pH的控制　　　D．酶的控制

12．谷氨酸除用于制造味精外还可用于治疗神经衰弱及配制营养注射液，应用前景广泛。光明制醋厂转产用谷氨酸棒状杆菌发本地生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而生产乳酸及琥珀酸，其原因是

A．温度控制不适　　　B．pH呈碱性　　　C．pH呈酸性　　 D．溶氧不足

13．人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白的制造过程的图解如图5所示。请根据图解回答下列问题：

图5

（1）往发酵罐内注入少量的氨水的目的是　　　　　 。

（2）制造真菌蛋白时，要向发酵罐内注入空气，由此可以推知发酵罐中的真菌的异化作用类型是　　　　 。

（3）往发酵罐内添加的一切物品都要经过消毒，从生态学的角度进行分析，其原因是　　　　　　 。

（4）添加的糖被真菌利用，转化形成真菌蛋白，这通常需要经过哪些生理过程　　　　。（至少写出2种）

（5）从自然界中分离出的真菌菌种，用于制造真菌蛋白时，真菌蛋白的产量较低。要获得更多的真菌蛋白，培育高产的真菌菌种可采用　　  方法。

（6）利用微生物工程方法制造出的真菌蛋白，常作为家畜（如猪）的饲料添加剂。猪食用这些添加剂后，可加速育肥的原因是　　  。

14．下面是家庭里做酒酿的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至35℃左右时，加少许水和一定量的酒药（实际是酵母菌种）与米饭混匀后置于一瓷坛内（其他容器也可）。在中间要挖一个小洞（深及底部），加盖后置于适当的地方保温（28℃最佳），一般24h即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程作简单的分析：

（1）在中间挖—个小洞（深及底部）的目的是　　　　　　　　 。

（2）酵母菌在大量繁殖时的呼吸方式是　　　　　　　　 。

（3）发酵坛没有密封，坛内发酵的环境是怎么形成的?　　　　　　  。

（4）请你在右边的坐标上画出在发酵坛内种群数量增长的曲线。

（5）请你用文字或坐标曲线的形式来说明在发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸此消彼长的过程。

（6）在做酒酿的过程中，酒药要按一定的比例加入。如把握不准宁多勿少，为什么?如加少了将会有什么后果?

15．图6为大肠杆菌在一定量的牛肉膏蛋白胨培养液中的生长曲线，请回答：

图6

（1）收获初级代谢产物、次级代谢产物的最佳时期分别是___________、___________。

（2）在第18~20h内，菌体繁殖的代数是____________，此时期作为鉴定菌种的选材时期，是因为____________________________________________。

（3）某同学用湿重法测大肠杆菌生长曲线，将一定量的大肠杆菌培养液用一张质量为a的定性滤纸过滤，收集菌体，沥干后称重（b），计算出菌体的湿重（b-a）。请您对该同学的方法给以恰当的评价。

（4）请设计实验，初步研究大肠杆菌生长的最适温度范围。

A、材料用具：菌种、牛肉膏蛋白胨培养液、试管、无菌滴管、振荡培养箱、玻璃铅笔等。

B、方法步骤：①取8支试管，每管装入灭过菌的pH=7.0的牛肉膏蛋白胨培养液各5ml。　②

C、分析结果：

参考答案

1．D　2．B　3．（1）增加含碳有机物和（伊红—美蓝）指示剂　　（2）酵母菌是异养生物，由于培养液中不含有机养分，因营养物质缺乏，使酵母菌个体数量呈下降趋势；绿藻是自养生物，培养基中的营养成分可满足其生活所需，所以绿藻个体数量呈上升趋势　 （3）对数期　J　稳定期　DE　　连续培养　 EF　 4．（1）真核　　具有核膜、核仁（或具有成形的细胞核）　 （2）糖、蛋白质和磷脂分子　具有一定的流动性　选择透过性　　（3）C₆H₁₂O₆ 　　 2C₂H₅OH+2CO₂+能量　　（4）通气　密封　 发酵（无氧呼吸） （5）C　 （6）干扰素基因　 基因工程 DNA　　（7）分解者　　5．C　6．A　7．B　8．A　9．D　 10．C　11．D　12．D　13．（1）给真菌提供合成蛋白质所需的氮元素；　（2）需氧型；　（3）避免其它微生物与真菌竞争而降低真菌蛋白产量；（4）转氨基作用过程、缩合过程等；（5）人工诱变或诱变育种；（6）蛋白质经过脱氨基作用后，可转变为脂肪。

14．（1）保证有足够的氧气，使酵母菌在一开始生长时有足够的氧气进行有氧呼吸（2）有氧呼吸　（3）有氧呼吸时产生的水逐渐增加，液面逐渐升高，最终发酵基质没入水中，水中的氧被消耗尽后就形成了无氧的环境　（4）见右图a  （5）有氧气存在时酵母菌进行有氧呼吸，这时就大量繁殖菌体使种群达到很高的密度，在较短时间内就占据了整个空间，以后氧气逐渐减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸逐渐增强，当氧气被完全消耗时，就完全进行无氧呼吸开始产生大量的酒精。（见右图b）

（6）开始时加入适量的酵母菌是为了酵母菌种群有足够的起始密度，并能在较短时间内繁殖大量的个体占据整个生存空间。如果酒药加少了，酵母菌种群的起始密度过低，占据整个空间所用时间过长，就极有可能导致杂菌的侵入而使发酵失败。

15．（1）AB段后期　EF段　　　 （2）　　代

谢旺盛，个体形态和生理特性比较稳定　　（3）该实验忽略了

滤纸上吸附的培养液基质。应再取质地、大小与实验组中定性滤纸相同的另一张定性滤

纸称重，用滤液湿润，沥干后称重，将其差值从（b—a）中扣除。另外，最好重复上述

操作2次，取平均值作为最终结果。 （4）B②将8支试管分别标明20℃、28℃、37℃、

45℃四种温度，每种温度2管　　③向每管接入培养18~20h的大肠杆菌菌液0.1ml，混

匀④将上述各管分别按不同温度进行振荡培养24h，观察并记录结果　 C、根据菌液的

混浊度判断大肠杆菌生长繁殖的最适温度