3、生物的能源

对于人及动物的能源物质是某些有机化合物；对于植物能源是太阳能；对于微生物的情况就稍微复杂些，自养型微生物的能源是光或无机化合物，比如硝化细菌是以氨的氧化来获得自身所需的能量；对于异养微生物的能源物质是含碳、氮有机物。含有碳、氢、氧、氮的化合物，可以提供碳源和氮源，但不一定能提供能源，如碳酸氢铵，它能给自养微生物提供氮源、碳源，能给异养微生物提供氮源和无机盐。

2、生物的营养

营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动，保证生长发育、生殖所需的外源物质。

对于人和动物，营养物质包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类；对于植物，营养物质包括矿物质、水、二氧化碳三类；对于微生物营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子五类。

微生物所需的无机盐与植物所需的矿质元素有差别。例如NH₄⁺，对于微生物是氮源，对于植物是矿质元素。CO₃^2－，对于植物不是矿质元素，对于异养微生物是无机盐，对于自养微生物可以是碳源。人及动物所需的无机盐中，没有氮，它们所需的氮来自蛋白质等。

维生素是人需要的微量有机物，生长因子是微生物需要的微量有机物。维生素在人体内是维持新陈代谢和某些生理功能的必不可少的物质，大多数是酶的组成部分。生长因子是微生物也是酶的组成部分，如碱基。

1、微生物的分类

★18．(18分)根据各类微生物的形态结构特点和新陈代谢类型，利用选择性培养基和鉴别培养基，结合显微镜检以及菌落特征，可以把混杂在一起的大肠杆菌、硝化细菌、乳酸菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、圆褐固氮菌分离开来。下面是分离筛选的方法步骤，请根据各个步骤的条件，填写空格中的内容。

首先配制一系列不同性质的固体培养基，然后进行灭菌。再将上述微生物的混合液分别接种到各种培养基上进行培养。

⑴用无氮培养基可以筛选出　　　　　　　　。

⑵用不含有机碳源的选择培养基可以筛选出　　　　　　。

⑶酵母菌的筛选需要在常规培养基另加入　　　　　　　。

⑷用加入了较高浓度的NaCl的选择培养基可以筛选出　　　　　，或者根据菌落的颜色呈现　　　色，将其挑取单独培养。

⑸利用伊红－美蓝培养基培养混合菌，菌落成　　色，并带有金属光泽的是　　，挑取单个菌落培养。结合显微镜检和进一步用伊红－美蓝培养基鉴别来确定。

⑹在无氧条件下培养混合菌，　　　　　可以生长，加入一定浓度的乳酸，使培养基pH充分降低，可抑制　　　菌的生长，利用菌落特征，结合显微镜检，选取生长优势的菌落，即可分离出　　　。

★19．(16分)已知物质是某微生物生长所必需的，它的合成途径如下图所示：野生型的在含A物质的培养基上就能正常生长。现发现有三种突变体(均只有某一基因发生突变)，均不能在只含A物质的培养基上正常生长。现设计一实验方案，区分出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。

实验方案：　　　　　　　　　　　 　　　　　　。

预测结果：

⑴如果　　　　　　　　 ，说明A基因突变。

⑵如果　　　　　　　　 ，说明B基因突变。

⑶如果　　　　　　　　 ，说明C基因突变。

20．(15分)尽管微生物发酵有各种各样的产物，但通常它们的生产能力小而且单一，不能胜任大批量的工业生产，于是，科学家们想方设法使它们的“功力”增长几十倍到上百倍，从而成为本领高强的“高级工人”。

第一种方法是用人工办法让微生物的DNA发生突变。比如在DNA分子的长链中插入或删除碱基，或者把某一碱基换成另外一种。然后在这些动过“小手术”的菌种中筛选出符合我们要求的，能增加产量的个体。

第二种方法叫“原生质融合法”。这是将两种具有不同发酵本领的微生物细胞放在一起进行处理，溶解掉细胞壁，让它们的原生质相互融合。等到重新长出细胞壁后，一种新的微生物就诞生了。它可以同时具有两种微生物的发酵能力，也可能产生新的本领。

第三种方法是通过直接转移遗传物质DNA，制备出超强能力的发酵生物。以下是一个发酵生产维生素C(后称Vc)的例子：科学家找到两种微生物--草生欧文氏菌和棒状杆菌。当它们共同作用时，可以通过发酵产生Vc，后来人们发现，这两种菌在生产Vc的过程中好象接力赛一样，各自先后承担异端任务：先由草生欧文氏菌将原料发酵成一种中间产物，随后再由棒状杆菌把体内与完成后半段工作有关的遗传物质移入到草生欧文氏菌体内，与它们的DNA相连接。经过这种人工改造后培育出的微生物被称作“工程菌”，是发酵工程的主角。

(1)　　 微生物是对所有形体__________,结构_________的低等生物的统称;

(2)酿酒过程中最重要的微生物是______________,它的代谢类型是_____________,即______________,因此,其繁殖必须在密封发酵_____________________(之前、之后)进行。

(3)发酵工程的第一种方法从遗传学角度看,属于哪一类型的变异?这类变异有何特点?___________________________________________________________________

(4)第二种方法从遗传学角度看属于哪一类型的变异?所诞生的新型微生物其后代具有什么特点？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。

(5)第三种方法所应用的技术是____________技术,经过改造后的草生欧文氏菌再繁殖,其后代

能够________________________________________________________________________。

第五章　　　　 微生物与发酵工程

16．在以下描述中，可以将病毒与其他微生物相区别的是　　　　　　　　　

A．能够使人或动、植物患病 　　B．没有细胞核，仅有核酸

C．具有寄生性　 　　　　　　　D．由核酸和蛋白质装配进行增殖

★17.利用谷氨酸棒状杆菌的发酵可以生产谷氨酸，其代谢类型是　

A．异养需氧型　　 　　　　　 B．异养厌氧型

C．发酵工程　　　　　　　　　 D．基因控制合成

15.圆褐固氮菌除了具有固氮能力外，还能

A．刺激根形成根瘤　 　　　　　B．促进花粉发育和受精

C．进行硝化作用　　 　　　　　D．促进生长和果实发育

14.可以作为圆褐固氮菌碳源和氮源的

A．含碳有机物、蛋白胨材　　 B．含碳有机物、N₂

C．含碳无机物、蛋白胨　　　 D．含碳无机物、N₂

13．能作为甲基营养菌碳源的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．葡萄糖　　　　 B．CO₂　　　　　 C．甲醇　　　　　 D．汽油

12．酵母菌培养液常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是

A．碳源供应太足　　　　 B．细胞会发生质壁分离　

C．改变了酵母菌的生殖　 D．葡萄糖不是酵母菌的原料

10．现有二种固体培养基，已知其配制时所加的成分如下表：

用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物，你认为它们适于分离　　

A．甲培养基适于分离自养型自生固氮菌；乙培养基适于分离异养型自生固氮菌

B．甲培养基适于分离酵母菌；乙培养基适于分离真菌

C．甲培养基适于分离异养型自生固氮菌；乙培养基适于分离自养型自生固氮菌

D．甲培养基适于分离异养型共生细菌；乙培养基适于分离异养型共生固氮菌

★11．下列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．凡是碳源都能提供能量

C．除水以外的无机物只能提供无机盐　　 D．有些无机氮源也能提供能量