发布时间 : 星期三 文章微生物简答论述更新完毕开始阅读
的 微生物可以产生同一种次级代谢产物. (5)质粒与次级代谢的关系密切,控制着多种抗生素的合成. (6)次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成,因此与现代发酵产业密切相 关. (7)次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制. 某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生,可在发酵培养基中 加入诱导物 来增加产量.易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐,对某些抗生素的产生有抑制作用. 在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用.
6. .如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产?
在微生物中,以天冬氨酸为原料,通过分支代谢合成赖氨酸,苏氨酸和甲硫氨酸.为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株,工业上选育了谷氨酸棒杆菌 (Coryne bacterium glutamicum)的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种.这个菌种由于不能合 成高丝氨酸脱氢酶(HSDH),故不能合成高丝氨酸,也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸.在添 加适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下,在含有较高糖和铵盐的培养基上,能产生 大量的赖氨酸.
2. 用来测定细菌生长量的直接计数法和间接计数法一般采用什么具体的方法?并从实际 应用,优点,使用的局限性3 个方面加以具体分析.
直接计数法通常是利用细菌计 数板或血细 胞计数板,在显微镜下直接计算一定容积里样品中的微生物的数量.该方法简便,易行, 成本低,且 能观察细胞大小及形态特征.该法的缺点是:样品中的细胞数不能太少,否则会影响计数 的准确性, 而且该法不能区别活细胞和死细胞. 间接计数法又称活菌计数法, 一般是将适当稀释的样 品涂布在琼 脂培养基表面, 培养后或细胞形成清晰的菌落, 通过计算菌落数就可以知道样品中的活菌 数. 平板涂布和倾倒平板均可用于活菌计数.平板计数简单灵敏,广泛应用于食品,水体及土 壤样品中活 菌的计数. 该法的缺点有: 可能因为操作不熟练使得细胞未均匀分散或者由于培养基不合 适不能满足 所有微生物的需要而导致结果偏低, 或使用倾倒平板技术时因培养基温度过高损伤细胞等 原因造成结 果不稳定等.
3. 封闭系统中微生物的生长经历哪几个生长期?以图表示并指明各期的特点. 如何利用 微生物的生长规律来指导工业生产?
细菌生长曲线图参见教材第六章.封闭系统中微生物的生长经历迟缓期,对数期,稳定 期和衰亡期等 4 个生长时期. 在迟缓期中细胞体积增大, 细胞内 RNA, 蛋白质含量增高, 合成代谢活跃,细菌对外界不良条件反应敏感.在迟缓期细胞处于活跃生长中,但分裂 迟缓.在此阶段后期,少数细胞开始分裂,曲线略有上升.对数期中细菌以最快的速度 生长和分裂,导致细菌数量呈对数增加,细胞内所有成分以彼此相对稳定的速度合成, 细菌为平衡生长.由于营养物质消耗,代谢产物积累和环境变化等,群体的生长逐渐停 止,生长速率降低至零,进入稳定期.稳定期中活细菌数最高并保持稳定,细菌开始储 存糖原等内含物,该期是发酵过程积累代谢产物的重要阶段.营养物质消耗和有害物的 积累引起环境恶化,导致活细胞数量下降,进入衰亡期.衰亡期细菌代谢活性降低,细 菌衰老并出现自溶,产生或释放出一些产物,菌体细胞呈现多种形态,细胞大小悬殊. 在工业发酵和科学研究中迟缓期会增加生产周期而产生不利影响,因此需采取必要 措施来缩短迟缓朔.对数期的培养物由于生活力强,因而在生产上普遍用作\种子\,对 数期的培养物也常常用来进行生物化学和生理学的研究.稳定期是积累代谢产物的重要 阶段,如某些放线菌抗生素的大量形成就在此时期,因此如果及时采取措施,补充营养 物或去除代谢物或改善培养条件,可以延长稳定期以获得更多的菌体或代谢产物.
4.大肠杆菌在 37℃的牛奶中每 12.5 min 繁殖一代,假设牛奶消毒后,大肠杆菌的含量 为 1 个/100mL,请问按国家标准(30000 个/mL),该消毒牛奶在 37℃下最多可存 放多少时间?
G = (t-t0)/n =0.301×(t-t0)/(1gNt-lgN0) T-t0 = ((1g 3 000000—(1g l)×12.5/0.301 ≈269 (min)
≈4.5(h) 答:最多能放 4.5h.
5.与分批发酵相比,连续培养有何优点?
由于连续培养中微生物的生长一直保持在对数期,生物量浓度在较长时间内保持恒定, 因此与单批发酵相比,连续培养:能缩短发酵周期,提高设备利用率;便于自动控制; 降低动力消耗及体力劳动强度;产品质量较稳定.
6.说明温度对微生物生长的影响,详述温度对微生物生长的影响的具体表现.
微生物的生长具有相当高的温度依赖性,有最低,最适和最高生长温度这几个基本温度. 最适温度总是更靠近最高生长温度而不是最低生长温度.温度对微生物生长的影响的具 体表现在:①影响酶活性,温度变化会影响酶促反应速率,最终影响细胞物质合成.② 影响细胞质膜的流动性,温度高则流动性高,有利于物质的运输;温度低则流动性低, 不利于物质的运输.因此,温度变化影响营养物质的吸收和代谢物质的分泌.③影响物 质的溶解度,温度上升,物质的溶解度升高,温度降低,物质的溶解度降低,机体对物 质的吸收和分泌受影响,最终微生物的生长受影响.温度过高时酶和其他蛋白质变性, 细胞质膜熔化崩解,细胞受到损害.温度很低时,细胞质膜冻结,酶也不能迅速工作, 因此,在温度高于或低于最适生长温度时生长速度会降低. 7,详述嗜冷菌,嗜温菌,嗜热菌和极端嗜热菌的不同.
嗜冷菌生长的温度范围是 0~20℃,最适生长温度为 15℃;嗜温菌生长的温度范围是 15~45℃,最适生长温度为 20~45℃;嗜热菌生长的温度范围是 45~80℃以上,最适生长 温度 55~65℃,极端嗜热菌生长的温度范围是 80℃以上,最适生长温度为 80~113℃ , 低于 55℃通常不会生长. 嗜冷菌的运输系统和蛋白质合成系统在低温下能很好地发挥功 能,其细胞膜含有大量的不饱和脂肪酸,能在低温下保持半流质状态.当温度高于 20℃ 时,细胞膜被破坏,细胞内组分流出.嗜热菌具有能在高温条件下发挥功能的酶和蛋白 质合成系统,细胞膜脂类物质的饱和程度高,因此融点高,能保持高温下的细胞完整.
8.哪几种氧形式对细胞有毒性?微生物细胞具有什么酶来解除氧的毒性?
氧气受到辐射可被还原为超氧化物自由基,过氧化氢,羟基自由基等,它们是强氧化剂, 能迅速破坏细胞组分.专性好氧和兼性厌氧微生物的细胞中含有超氧化物歧化酶和过氧 化氢酶,能破坏超氧化物自由基,过氧化氢.另外,细胞中的过氧化物酶也能降解过氧化氧.
1、在含有难降解污染物污水的生物处理中，向污水处理系统加一定量高效降解菌的生物强化（过去称为投菌 法）可以提高处理效果，请从微生物群落组成和功能的角度作出理论解释。
向处理系统投加高效降解菌从而提高了高效降解菌在整个降解菌群中的比例，改变了整个降解菌群的群落 结构，结构决定功能，随之整个群落的降解功能也就得到提高。 2、某一化学农药厂合成一种化学农药，请你提一种实验方法来评价这种农药的生物降解性。 化学农药主要用于防治农作物的病虫害，农药的生物降解主要体现在土壤中的生物降解。因此生物降解可 以在土壤——植物组成的微宇宙中进行。把农药按标准使用量溶解后洒入微宇宙，即时测定土壤中的农药的含 量，以后按一定时间间隔取样分析测定土壤中农药的浓度，这样即可测出农药在自然土壤中的生物降解速率， 从而知道这种农药的生物降解性。 3、污水处理也可以说是一种微生物培养过程，试从微生物的基质利用、培养方式和培养目的与微生物的工业 发酵进行对比。
污水处理和微生物工业发酵的基质从根本上来说是一样的，工业发酵的基质是人工配制的易于为微生物利 用的营养物，而污水处理中的营养物则是污水中各种有机物，有的易于利用，面有的是难降解的。从培养方式 来说，工业发酵一般是不连续的批式培养，而污水处理是连续进行的。就培养目的而言，工业发酵的目的是收 获有用的代谢产物，产物可以存在于发酵液或菌体中，而污水处理的目的一般是使微生物降解污水中的各种有 机物，降低其中
的有机物含量，其目的主要在净化方面。
4、请对细菌遗传转化的概念作出解释，并说明如何利用人工转化技术获得高降解、高况争能力的降解菌。
遗传转化是指同源或异源的游离 DNA 分子(质粒和染色体 DNA)被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达 的水平方向的基因转移过程。获得高效高竞争能力的降解菌的方法可以先筛选到对污染物的高效降解菌，要使 这些菌株具有竞争力，主要的办法是使它们获得系统中的土生菌的竞争能力。因此，一般的方法是把处理系统 的优势土生菌的 DNA 提取出来，而后处理高效降解菌达到感受态吸收土生菌的 DNA，这样就可获得高效高竞 争能力的降解菌。
5、微生物分子生物技术可以在哪些方面给环境保护带来新的发展和应用。 微生物分子生物技术可以给环境保护带来多个方面的发展和应用，主要包括：①构建具有更强的降解能力 的遗传工程菌，降解各种环境污染物，特别是难降解的环境污染物。②利用分子标记技术跟踪监测降解微生物 在环境中的行为。③利用分子生物技术监测环境中的有害微生物。④从分子水平上研究环境污染物对生物大分 子(特别是 DNA、RNA)的作用。⑤选育转基因的优良动、植物品种减少农药、化肥用量，减缓环境污染。
6、活性污泥法处理污水的过程非常类似于恒浊的连续培养，那么两者是如何实现恒浊，其不同点在哪里？
活性污泥法处理污水过程的恒浊主要是维持曝气池中活性污泥有相对稳定的浓度，实现的方法是回流二次 沉淀池沉降的污泥。恒浊连续培养实现恒浊的方法是调控培养器中流人、流出液的流速，使培养液中的微生物 浓度基本恒定。其不同点在于前者靠回流维持污泥浓度恒定，后者则靠调控流速维持。