自养和异养的区别

第四章微生物的营养和培养基

一、名词解释：

1.自养微生物

2.异养微生物

3.营养

4.营养物

5.C/N

6.氨基酸自养型生物

7.氨基酸异养型生物

8.生长因子

9.大量元素

10.微量元素

11.培养基

12.选择培养基

13.基础培养基

14.合成培养基

15.化能异养微生物

16.化能自养微生物

17.光能自养微生物

18.光能异养微生物

二、填空题

1.微生物生长繁殖所需六大营养要素是（）、（）、（）、（）、

和（）等。

2.碳源物质为微生物提供（）和（），碳源物质主要有（）、

（）、（）、（）、（）等。

3.生长因子主要包括（）、（）和（），其主要作用是（）、

（）。

4.根据（），微生物可分为自养型和异养型。

5.根据（），微生物可分为光能营养型和化能营养型。

6.根据（），微生物可分为无机营养型和有机营养型。

7.根据碳源、能源和电子供体性质的不同，微生物的营养类型可分为（）、

（）、（）和（）。

8.按用途划分，培养基可分为（）、（）、（）和（）等4

种类型。

9.常用的培养基凝固剂有（）、（）和（）。

10.营养物质进入细胞的方式有（）、（）、（）和（）。

11.能用作微生物C源的物质有（），（），（），（）

等。

12.能用作微生物N源的物质有（），（），（），（）。

13.光能自养菌以（）作能源，以（）作碳源。

14.光能异养菌以（）作能源，以（）为碳源，以（）作供H

体将（）合成细胞有机物。

15.化能自养菌以（）取得能量，以（）作碳源合成细胞有机物。

16.化能异养菌以（）获得能量，以（）作为碳源，并将其还原为新的

有机物。

17.根据微生物生长所需要的碳源和能源的不同，可把微生物分为（），

（），（），（）四种营养类型。

18.在营养物质的四种运输方式中，只有（）运输方式改变了被运输物质的化学

组成。

19.亚硝酸细菌在氧化（）的过程中获得细胞生长所需的能量，并利用这些能量

将（）还原为细胞有机物，因此该菌的营养类型属于（）。

20.微生物生长所需要的生长因子包括（），（），（）。

21.微生物所需要的营养物质包括（），（），（），（）

和另一种不可缺少的物质（）。

22.微生物细胞的化学元素主要以（），（）和（）的形式存在

于细胞中。

23.在蓝细菌和藻类的光合作用中，以（）作供氢体，有（）放出，并

将（）还原为细胞有机物。

24.在绿硫细菌的光合作用中，没有（）放出，以（）作供氢体，将（）

还原为细胞有机物。

25.在营养物质运输中，能逆浓度梯度方向进行营养物运输的运输方式是（），

（）。

26.在营养物质运输中顺浓度梯度方向运输营养物质进入微生物细胞的运输方式是

（）和（）。

27.缺少合成氨基酸能力的微生物被称为（）。

28.缺少合成维生素能力的微生物称为（）。

29.缺少碱基合成能力的微生物称为（）。

30.在营养物质运输中既消耗能量又需要载体的运输方式是（），（）。

31.野生型细菌是指具有合成（）能力的微生物。

32.基团转位将糖运入细胞内时需要有（），（），（）及（）

四种载体参与。

33.在营养物质运输中需要载体参加的运输方式是（），（）和（）。

34.微生物的营养类型，根据其所需C素营养物质的不同，分为（）和（）；

根据其生长所需的能量来源不同分为（）和（）。

35.化能自养型和化能异养型微生物，生长所需的能量前者来自于（）的氧化放

能，而后者则来自于（）的氧化放能，生长所需的碳源前者以（）为主，后

者则以（）为主要来源。

36.光能自养型和光能异养型微生物的共同点是都能利用（）；不同点在于前者

能以（）作唯一碳源或主要碳源，而后者则以（）作主要碳源，前者以（）

作供氢体而后者则以（）作供氢体。

37.细菌生长所需要的水的活度在（）之间，碳氮比约为（）。

38.由于（）和（）等严格寄生型的微生物目前不能用（）培养，

而必需采用动植物组织或细胞进行培养即所谓（）。

29.营养物质进入细胞与代谢产物分泌到胞外这两个过程中，（）起着重要作用。

营养物质主要以（），（），（），（）四种方式透过细胞

膜。

40.微生物细胞中大量矿质元素包括（），（），（），（），

（），（）等六种。

41.微生物中的主要微量元素包括（），（），（），（）等

四种。

42.细菌、酵母细胞中的N素含量比霉菌（），通常为细胞干重的（）。

43.基团转位主要存在于（）中，它能将（），（），（）

等运进微生物细胞中。

44.主动运输运送营养物质的方式主要存在于好氧细菌中，它能将（），

（），（）运进微生物细胞。

45.协助扩散运输营养物质的方式主要存在于（），它能将（），（），

（），（）运进细胞。

46.利用营养缺陷型定量分析各种微生物生长因素的方法称为（）。

47.水在微生物生存中的重要作用包括（），（），（），（），

（）。

48.矿质营养元素对微生物的功能是（），（），（）。

三、选择题

1.下列物质可用作生长因子的是（）。

（1）葡萄糖（2）纤维素（3）NaCl（4）叶酸

2.大肠杆菌属于（）型的微生物。

（1）光能无机自养（2）光能有机异养

（3）化能无机自养（4）化能有机异养

3.硝化细菌属于（）型的微生物。

（1）光能无机自养（2）光能有机异养

（3）化能无机自养（4）化能有机异养

4.某种细菌可利用无机物为电子供体而有贾稀为碳源，属于（）型的微生物。

（1）兼养型（2）异养型（3）自养型（4）原养型

5.化能无机自养微生物可利用（）为电子供体。

（1）CO2（2）H2（3）O2（4）H2O

6.用来分离产胞外蛋白酶菌株的酪素培养基是一种（）。

（1）基础培养基（2）加富培养基（3）选择培养基（4）鉴别培养基

7.固体培养基中琼脂含量一般为（）。

（1）0.5%（2）1.5%（3）2.5%（4）5%

8.用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种（）。

（1）基础培养基（2）加富培养基（3）选择培养基（4）鉴别培养基

9.水分子可通过（）进入细胞。

（1）主动运输（2）扩散（3）促进扩散（4）基团转位

10.被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是（）。

（1）主动运输（2）扩散（3）促进扩散（4）基团转位

11.大多数微生物的营养类型属于：（）

（1）光能自养（2）光能异养（3）化能自养（4）化能异养

12.蓝细菌的营养类型属于：（）

（1）光能自养（2）光能异养（3）化能自养（4）化能异养

13.碳素营养物质的主要功能是：（）

（1）构成细胞物质（2）提供能量（3）（1），（2）两者

14.占微生物细胞总重量70%-90%以上的细胞组分是：（）

（1）碳素物质（2）氮素物质（3）水

15.能用分子氮作氮源的微生物有：（）

（1）酵母菌（2）蓝细菌（3）苏云金杆菌

16.腐生型微生物的特征是：（）

（1）以死的有机物作营养物质（2）以有生命活性的有机物作营养物质

（3）（1）,（2）两者

17.自养型微生物和异养型微生物的主要差别是：（）

（1）所需能源物质不同（2）所需碳源不同（3）所需氮源不同

18.基团转位和主动运输的主要差别是：（）

（1）运输中需要各种载体参与（2）需要消耗能量

（3）改变了被运输物质的化学结构

19.单纯扩散和促进扩散的主要区别是：（）

（1）物质运输的浓度梯度不同

（2）前者不需能量，后者需要能量

（3）前者不需要载体，后者需要载体

20.微生物生长所需要的生长因子（生长因素）是：（）

（1）微量元素（2）氨基酸和碱基（3）维生素（4）（2）,（3）二者

21.培养基中使用酵母膏主要为微生物提供：（）

（1）生长因素（2）C源（3）N源

22.细菌中存在的一种主要运输方式为：（）

（1）单纯扩散（2）促进扩散（3）主动运输（4）基团转位

23.微生物细胞中的C素含量大约占细胞干重的：（）

（1）10%（2）30%（3）50%（4）0%

24.用牛肉膏作培养基能为微生物提供：（）

（1）C源（2）N源

（3）生长因素（4）（1）,（2）,（3）都提供

25.缺少合成氨基酸能力的微生物称为：（）

（1）原养型（2）野生型（3）营养缺陷型

四、是非题

1.某些假单胞菌可以利用多达90多种以上的碳源物质。

2.碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。

3.氨基酸在碳源缺乏时可被微生物用作碳源物质，但不能提供能源。

4.培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。

5.为使微生物生长旺盛，培养基中营养物质的浓度越高越好。

6.对含葡萄糖的培养基进行高压蒸汽灭菌时可以121.3℃加热20min即可。

7.半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。

8.基础培养基可用来培养所有类型的微生物。

9.伊红美蓝（EMB）培养基中，伊红美蓝的作用是促进大肠杆菌的生长。

10.在促进扩散过程中，载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性，一种载体蛋白只能

运输一种物质。

五、简答题

1.能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么？

2.为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子？

3.以伊红美蓝（EMB）培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。

4.与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么？

5.什么是单功能营养物、双功能营养物、多功能营养物？

6.试述培养基的种类。

7.微生物需要哪些营养物质，它们各有什么主要生理功能？

8.试述水对微生物的生理功能。

9.试述划分微生物营养类型的依据，并各举一例微生物说明之。

10.试述细菌通过基团转位吸收糖进入细胞内的过程。

11.举例说明微生物在生长过程中培养基pH值可能发生的变化，并提出解决方法。

12.有一培养基如下：甘露醇，MgSO4，K2HPO4，H2PO4，CuSO4，NaCl，CaCO3，蒸馏水。试

述该培养基的A.碳素来源；B.氮素来源；C.矿质来源，该培养基可用于培养哪类微生物？

六、论述题

1.以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵

活性。

2.如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计

实验？

3.某些微生物对生长因子的需求是具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析”

（microbiologicalassay）对样品中维生素或氨基酸进行定量。试设计实验利用微生物对

某一样品维生素B12的含量进行分析。

4.某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株

菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外

蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么？

5.以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统（PTS）为例解释基团转位。

6.试分析在主动运输中，ATP结合盒式转运蛋白（ABC转运蛋白）系统和膜结合载体蛋

白（透过酶）系统的运行机机及相互区别。

7.什么叫氮源？试从元素水平、分子水平和培养基原料水平列出微生物的氮源谱。

8.什么是碳源？试从元素水平、分子水平和培养基水平列出微生物的碳源谱。

9.生长因子包括哪几类化合物？微生物与生长因子有哪几类关系？举例并加以说明。

10.什么叫基团位移？试述其分子机制。

11.什么是选择培养基？试举一例并分析其原理。

12.培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序？试言之。

13.什么叫碳氮比？试对5种分子式清楚的常用氮源按其含氮量的高低排一个顺序。

14.指出四大类微生物的最适生长pH范围及常用的培养基名称。

15.指出微生物的六大营养要素。

16.试比较细胞膜运输营养物质的四种方式。

17.什么是鉴别性培养基？试以EMB培养基为例，分析其鉴别作用的原理。

18.试设计一分离纤维素分解菌的培养基，并说明各营养物质的主要功能（只写明成分

，不要求定量）。

参考答案：

1.自养微生物：以二氧化碳作为主要或唯一的碳源，以无机氮化物作为氮源，通过细菌

光合作用或化能合成作用获得的能量的微生物。

2.异养微生物：以有机物为碳源，光或有机物分解为能源的微生物。

3.营养：指生物体从外部环境摄取其生命活动所必须的能量和物质，以满足其生长和繁

殖需要的一种生理功能。

4.营养物：能为机体生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质和良好的生理环境的

物质称为营养物。

5.C/N比：所谓C/N是指在微生物培养基中所含的碳源中碳原子的摩尔数与氮源中氮

原子的摩尔数之比。

6.氨基酸自养型生物：不需要氨基酸作为氮源的，它们能把非氨基酸类的简单氮源自行

合成所需要的一切氨基酸。

7.氨基酸异养型生物：需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源。

8.生长因子：一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳、氮源自行合成的所

需极微量的有机物。

9.大量元素：凡是生长所需浓度在10-3～10-4mol/L范围内的元素，可称为大量元素

，包括P、S、K、Mg、Ca、Na和Fe等。

10.微量元素：凡是生长所需浓度在10-6～10-8mol/L范围内的元素，则称为微量

元素，包括Cu、Zn、Mn、Mo、和Co等。

11.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，它

具备微生物所需的六大营养元素，且其间比例合适。

12.选择培养基：是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。

13.基础培养基：是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基。

14.合成培养基：是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养

基。

15.化能异养微生物：以有机碳化合物为能源，碳源和供氢体也是有机碳化合物的微生

物。

16.化能自养微生物：利用无机化合物氧化过程中释放的能量和以CO2为碳源生长的微

生物。

17.光能自养微生物：利用光作为能源，以CO2为基本碳源，供氢体是还原在无机化合

物的微生物。

18.光能异养微生物：以光为能源，以有机碳化合物作为碳源和供氢体营光合生长的微

生物。

二、填空题

1.碳源氮源无机盐生长因子水能源

2.碳素来源能源糖有机酸醇脂烃

3.维生素氨基酸嘌呤和嘧啶作为酶的辅基或辅酶合成细胞结构及组分的前体

4.碳源性质

5.能源

6.电子供体

7.光能无机自养光能有机异养化能无机自养化能有机异养

8.基础加富鉴别选择

9.琼脂明胶硅胶

10.扩散促进扩散主动运输膜泡运输

2，糖类，醇类，有机酸类

12.氮气，硝态氮，铵态氮，有机氮化物

13.光，CO2

14.光，CO2，有机物，CO2

15.氧化无机物，CO2

16.氧化有机物，有机物分解的中间产物

17.光能自养型，光能异养型，化能自养型，化能异养型

18.基团转位

3，CO2，化能自养型

20.维生素，AA，碱基

21.碳素，氮素，矿质元素，生长因素，水

22.有机物，无机物，水

23.H2O，O2，CO2

24.氧气，H2S，CO2

25.主动输送，基团转位

26.单纯扩散，协助扩散

营养缺陷型

28.维生素营养缺陷型

29.碱基营养缺陷型

30.主动运输，基团移位

31.生长因素

32.酶1，酶2，酶3，HPr

33.协助扩散，主动运输，基团转位

34.有机营养型（异养型），无机营养型（自养型），光能营养型，化能营养型

35.无机物，有机物，CO2，有机物

36.光能，CO2，，有机物，H2O，有机物

37.0.63-0.99，5:1

38.病毒，立克次氏体，人工配制的培养基，活体培养

39.细胞膜，单纯扩散，协助扩散，主动运输，基团转位

40.P，S，K，Mg，Ca，Fe

，Mo，Co，Zn

42.高，7-13%

43.兼性厌氧菌和厌氧菌，糖，核苷，脂肪酸

44.糖，氨基酸，某些阳离子

45.真核微生物，氨基酸糖，维生素，无机盐

46.微生物分析法

47.组成细胞组分；生化反应溶剂；物质的吸收和分泌介质；调节细胞温度；维持细胞

的膨压

48.构成细胞成分，调节渗透压、pH和Eh值，某些物质作自养微生物的能源

三、选择题

1.（4）

2.（4）

3.（3）

4.（1）

5.（2）

6.（4）

7.（2）

8.（3）

9.（2）

10.（4）

11.（4）

12.（1）

13.（3）

14.（3）

15.（2）

16.（1）

17.（2）

18.（3）

19.（3）

20.（4）

21.（1）

22.（3）

23.（3）

24.（4）

25.（3）

四、是非题

1．√

2.×

3.×

4.×

5.×

6.×

7.√

8.×

9.×

10.×

五、简答题

1.能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么？

答：不能。微生物对微量元素需要量极低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化

学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、

药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。

2.为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子？

答：维生素、氨基酸或嘌呤(嘧啶)通常作为酶的辅基或辅酶，以及用于合成蛋白质、核

酸，是微生物生长所必需且需要量很小，而微生物(如营养缺陷型菌株)自身不能合成或合成

量不足以满足机体生长需要的有机化合物。而葡萄糖通常作为碳源和能源物质被微生物利

用，需要量较大，而且其他一些糖类等碳源物质也可以代替葡萄糖满足微生物生长所需。

3.以伊红美蓝（EMB）培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。

答：EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸

性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌菌落带金属光泽的深紫色，而与其他不

能发酵乳糖产酸的微生物区分开。

4.与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么？

答：主动运输与促进扩散相比的优点在于可以逆浓度运输营养物质。通过促进扩散将营

养物质运输进入细胞，需要环境中营养物质浓度高于胞内，而在自然界中生长的微生物所处

环境中的营养物质含量往往很低，在这种情况下促进扩散难以发挥作用。主动运输则可以逆

浓度运输，将环境中较低浓度营养物质运输进入胞内，保证微生物正常生长繁殖。

5.什么是单功能营养物、双功能营养物、多功能营养物？

答：

单功能营养物：一种营养物有一种营养要素功能，该营养物称为单功能营养物。双功

能营养物：一种营养物有两种营养要素功能，该营养物称为双功能营养物。

多功能营养物：一种营养物常有两种以上营养要素功能，该营养物称为多功能营养

物。

6.试述培养基的种类。

答：

按对培养基成分的了解来分：(1)天然培养基(2)组合培养基

按培养基外观的物理状态来分：(1)固体培养基(2)半固体培养基⑶液体培养基(4)

脱水培养基

按培养基的功能来分(1)种子培养基(2)发酵培养基(3)基础培养基(4)选择性培养基

7.微生物需要哪些营养物质，它们各有什么主要生理功能？

答：微生物生长需要碳素，氮素，矿质营养，生长因素等营养物质，其主要生理功能分

别叙述如下：

（1）碳素营养物质：主要用来构成细胞物质和（或）为机体提供生命活动所需要的能

量，常用糖类物质作C源。

（2）氮素营养物质：用作合成细胞物质中含N物质如蛋白质，核酸等的原料，及少数

自养细菌的能源物质，常用铵盐，硝酸盐等无机氮源和牛肉膏，蛋白胨等作有机氮源。

（3）矿质营养物质，提供必要的金属元素。这些金属元素在机体中的生理作用有：参

与酶的组成，成酶活性中心，维持细胞结构，调节和维持细胞渗透压。常用无机盐有：SO4

2-，

Cl-，PO4

3-及含K+，Na+，Mg2+，Fe2+，Fe3+等金属元素的化合物。

（4）生长因素：构成酶的辅酶或辅基，构成酶活性所需成分，构成蛋白质或核酸的组

分。常见的有维生素，氨基酸，碱基等。

8.试述水对微生物的生理功能。

答：

（1）水是微生物及一切生物细胞中含量最多的成分，活细胞的含水量可达总重量的

75%-90%以上。水的生理功能有如下几点：

a：水可以维持细胞的膨压，以维持细胞的正常形态，是细胞的重要组成成分。

b：水是许多营养物质的溶剂，以利营养物质的吸收和废物的排泄。

c：水是一切生理生化反应的介质及一切新陈代谢的介质。

d：水还可作为供氢体参与呼吸作用和光合作用。

（2）水可以调节细胞温度

试验证明:缺水比饥饿更易导致生物死亡。

9.试述划分微生物营养类型的依据，并各举一例微生物说明之。

答：根据微生物生长所需要的碳源物质的性质和所需能源的不同，将微生物的营养类型

分成如下四种：

（1）光能自养型微生物：它们能以CO2作为唯一碳源或主要C源并利用光能进行生长，

并能以H2O、H2S等作供H体，将CO2还原成细胞物质，如蓝细菌属此种类型。

（2）光能异养型微生物：这类微生物亦能利用光能将CO2还原为细胞物质，但它们要

以有机物作供氢体。红螺菌属此类。

（3）化能自养型微生物：这类微生物以CO2或CO3

2-作唯一碳源或主要碳源进行生长时，

利用电子供体如H2.H2S等无机物氧化时放出的化学能作能源，如氢细菌，亚硝化细菌等。

（4）、化能异养型微生物：大多数微生物属此类型，它们生长的碳源和能源均来自有

机物。大肠杆菌即属此类。

10.试述细菌通过基团转位吸收糖进入细胞内的过程。

答：基团转位将单糖吸收运输至细胞的过程如下：

热稳定蛋白HPr被PEP活化（磷酸化），由酶1完成。

热稳定蛋白将活化的磷酸基团转移给酶3。

细胞膜上的酶2将葡萄糖由外膜转运至内膜，该糖分子立即被活化的酶3磷酸化。

在这一过程中，糖分子一方面由膜外到达膜内，并同时实现磷酸化。

11.举例说明微生物在生长过程中培养基pH值可能发生的变化，并提出解决方法。

答：微生物在生长繁殖和积累代谢产物的过程中，培养基的pH会发生如下变化：

（1）如微生物在含糖基质上生长，会产酸而使pH下降。

（2）微生物在分解蛋白质和氨基酸时，会产NH3而使pH上升。

（3）以（NH4）2SO4作N源，会过剩SO4

2-，而使pH下降。

（4）分解利用阳离子化合物如：NaNO3，会过剩Na+而使pH上升。

为了维持培养基pH值的相对恒定，常常在培养基中加入缓冲物质如磷酸盐，碳酸盐等，

以缓和pH的剧烈变化。

12.有一培养基如下：甘露醇，MgSO4，K2HPO4，H2PO4，CuSO4，NaCl，CaCO3，蒸馏水。试

述该培养基的A.碳素来源；B.氮素来源；C.矿质来源，该培养基可用于培养哪类微生物？

答：

（1）该培养基的C素来源和能量来源均来自甘露醇。

（2）该培养基未提供氮素来源，根据所学知识，只有能固氮的微生物才能在无氮培养

基上生长。

（3）该培养基的矿质营养物质包括：Mg2+，K+，Cu2+，Na+，PO4

3-，SO4

2-

（4）HPO4

2-，PO4

3-，CaCO3主要用来作缓冲物质调节培养基的pH值，以保持pH不变。

据此我们可推知该培养基可用于培养自生固氮菌等微生物。

六、论述题

1.以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵

活性。

答：

紫色非硫细菌在没有有机物时可同化CO2进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异

养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物

氧化产生的化学能进行化能营养生活。

2.如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计

实验？

答：（1)从苯含量较高环境中采集土样或水样；(2)配制培养基，制备平板，—种仅以苯

作为唯一碳源(A)，另—种不含任何碳源作为对照(B)；(3)将样品适当适稀释(十倍稀释法)，

涂布A平饭；(4)将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生；（5)将A平板上的

菌落编号并分别转接至B平板，置于相同温度条件下培养(在B平板上生长的菌落是可利用

空气CO的自养型微生物)；(6)挑取在A平板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新

的A平板上划线、培养，获得单菌落，初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培

养物；(7)将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实

验，利用相应化学分析方法定量分析该菌株分解利用苯的情况。

3.某些微生物对生长因子的需求是具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析”

（microbiologicalassay）对样品中维生素或氨基酸进行定量。试设计实验利用微生物对

某一样品维生素B12的含量进行分析。

答：(1)将缺乏维生素B12但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别

定量接人用于测定的微生物；(2)在这些试管中分别补加不同量的维生素B12标准样品及待

测样品，在适宜条件下培养；(3)以微生物生长量(如测定OD600nm)值对标准样品的量作图，

获得标准曲线；(4)测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中

维生素B12的含量。

4.某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株

菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外

蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么？

答：不能。因为，(1)不同微生物的营养需求、最适生长温度等生长条件有差别，在同

一平板上相同条件下的生长及生理状况不同；(2)不同微生物所产蛋白酶的性质(如最适催化

反应温度、PH、对底物酪素的降解能力等)不同；(3)该学生所采用的是一种定性及初步定量

的方法，应进一步针对获得的几株菌分别进行培养基及培养条件优化，并在分析这些菌株所

产蛋白酶性质的基础上利用摇瓶发酵实验确定蛋白酶高产菌株。

5.以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统（PTS）为例解释基团转位。

答：大肠杆菌PTS由5种蛋白质（酶Ⅰ、酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc及热稳定蛋白质HPr）

组成，酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc3个亚基构成酶Ⅱ。酶Ⅰ和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶

Ⅱa也是细胞质蛋白，亲水性酶Ⅱb与位于细胞膜上的疏水性酶Ⅱc相结合。酶Ⅱ将一个葡

萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸上的磷酸基团逐步通过酶Ⅰ和HPr的磷酸化和去磷酸

化作用，最终在酶Ⅱ的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTS进入细胞后加上了个个

磷酸基团。

6.试分析在主动运输中，ATP结合盒式转运蛋白（ABC转运蛋白）系统和膜结合载体蛋

白（透过酶）系统的运行机机及相互区别。

答：（1）ABC转运蛋白常由两个疏水性跨膜结构域与胞内的两个核苷酸结合结构域形成

复合物，跨膜结构域在膜上形成一个孔，核苷酸结合结构则可结合ATP。ABC转运蛋白发挥

功能还需要存在于周质空间（G＋菌）或附着在质膜外表面的底物结合蛋白的帮助。底物结

合蛋白与被动运输物质结合后再与ABC转运蛋白结合，借助于ATP水解释放的能量，ABC转

运蛋白将被运输物质转运进入胞内。（2）膜结合载体蛋白也是跨膜蛋白，被运输物质在膜外

表面与透过酶结合，而膜内外质子浓度差在消失过程中，被运输物质与质子一起通过透过酶

进入细胞。（3）被运输物质通过ABC转运蛋白系统和通过透过酶进入细胞的区别在于能量来

源不同，前者依靠ATP水解直接偶联物质运输，后者依靠膜内外质子浓度差消失中偶联物质

运输。

7.什么叫氮源？试从元素水平、分子水平和培养基原料水平列出微生物的氮源谱。

答：

氮源：一切能满足微生物生长繁殖所需氮元素的营养物称为氮源。

氮源谱见下图：

类型元素水平化合物水平培养基原料水平

有机氮

NCHOX

NCHO

复杂蛋白质、核

酸及其水解物等

尿素、一般氨基

酸、简单蛋白质等

牛肉膏、酵母膏、

饼粕粉、蚕蛹粉等

尿素、蛋白胨、明

胶等

无机氮

NH

NO

NH3铵盐等

硝酸盐等

（NH4）2SO4、NH4Cl

KNO3等

NN2空气

8.什么是碳源？试从元素水平、分子水平和培养基水平列出微生物的碳源谱。

答：

碳源：凡能提供微生物生长繁殖所需氮碳元素的营养源，称为碳源。

微生物的碳源谱如下；

类型元素水平化合物水平培养基原料水平

有机

碳

CHONX

CHON

CHO

CH

复杂蛋白质、核酸等

多数氨基酸、简单蛋

白质等

糖、有机酸、醇、脂

质等

烃类

牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等

一般氨基酸、明胶等

葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖

蜜和乳清等

天然气、石油及其不同馏分、

石蜡油等

无机

碳

C(?)

CO

COX

--

CO2

3

--

CO2

3.白垩等

9.生长因子包括哪几类化合物？微生物与生长因子有哪几类关系？举例并加以说明。

答：

生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机

物。

广义的生长因子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4-C6的分支或直

链脂肪酸，有时还包括氨基酸营养缺陷突变株所需要的氨基酸在内，而狭义的生长因子一般

仅指维生素。

生长因子与微生物的关系有以下3类：

（1）生长因子自养型微生物，它们不需要从外界吸收任何生长因子，多数真菌、放线

菌和不少细菌，如等。

（2）生长因子异养型微生物，它们需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长，

如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。

（3）生长因子过量合成型微生物，其代谢活动中，能合成并大量分泌某些维生素等生

长因子的微生物，如各种生产维生素的菌种。

10.什么叫基团位移？试述其分子机制。

答：

指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式。其机制分两步：（1

）HPr被PEP激活，

（2）糖经磷酸化而进入细胞内。

11.什么是选择培养基？试举一例并分析其原理。

答：

选择培养基是一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计

的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。如酵

母富集培养基中的孟加拉红抑制细菌的生长而对酵母菌无影响，偏酸性的环境有利于酵母菌

的生长。

12.培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序？试言之。

答：

在大多数化能异养微生物培养基中，除水分外，碳源含量最高，其后依次是氮源、大量

元素和生长因子，它们间大体存在着十倍序列的递减趋势。

13.什么叫碳氮比？试对5种分子式清楚的常用氮源按其含氮量的高低排一个顺序。

答：

碳源与氮源含量之比即为碳氮比

氨气＞尿素＞硝酸铵＞碳酸铵＞硫酸铵

14.指出四大类微生物的最适生长pH范围及常用的培养基名称。

答：

细菌（PH7．4—7．6）——牛肉膏蛋白胨培养基；

真菌（自然PH）——马铃薯培养基；

霉菌（PH7．0—7．2）——察氏培养基；

放线菌（PH7．4—7．6）——高氏一号培养基。

15.指出微生物的六大营养要素。

答：

（一）碳源（二）氮源（三）能源（四）生长因子（五）无机盐（六）水

16.试比较细胞膜运输营养物质的四种方式。

答：

比较项目

单纯扩

散

促进扩散主动运输基因转位

特异载体蛋白无有有无

运送速度慢快快快

溶液运送方向

由浓到

稀

由浓到稀由稀到浓由稀到浓

平衡时内外浓度

内外相

等

内外相等

内部浓度高得

多

内部浓度高得

多

运送分子

无特异

性

特异性特异性特异性

能量消耗不需要不需要需要需要

运送前后溶质分

子

不变不变不变改变

载体饱和效应无有有有

与溶液类似物

无竞争

性

有竞争性有竞争性有竞争性

运送抑制剂无有有有

运送对象举例

2.

O2.甘油、乙

醇、少数氨

基酸、盐类

、代谢抑制

剂

SO4

2+、PO4

3+

、糖（真核生

物）

氨基酸、乳糖

等糖类、Na+、Ca2+

、等无机离子

葡萄糖、果糖

、甘露糖、嘌呤、

核苷、脂肪酸等

17.什么是鉴别性培养基？试以EMB培养基为例，分析其鉴别作用的原理。

答：

鉴别性培养基：培养基中加入能于某一菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而

用肉眼就能使该菌菌落与外形相似的它种菌落相区分的培养基就称鉴别性培养基。

EMB作用原理其中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制革兰氏阳性细菌和一些难培养的

革兰氏阴性细菌。在低酸度时，这两种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。因此试

样中的多种肠道细菌会在EMB培养基上产生相互易区分的特征菌落，因而易于辨认。尤其

是大肠杆菌，因其强烈分解乳搪而产生大量的混合酸，菌体带H+故可染上酸性染料伊红，又

因伊红与美蓝结合，所以菌落染上深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到绿色金属闪光。

18.试设计一分离纤维素分解菌的培养基，并说明各营养物质的主要功能（只写明成分

，不要求定量）。

答：根据题意要求：我们的设计如下：

土壤中能分解纤维素的微生物，既有细菌，又有真菌，我们以纤维素分解细菌的分离为

例说明：

（1）考虑到碳素营养物质要求，我们可以选纤维素作唯一碳源，一是为纤维素分解菌

作碳源和能源，二是只能使纤维素分解菌生长而其它细菌不生长，起到选择培养作用。

（2）根据一般微生物要求，除需碳源和能源物质外，还需氮源及其它矿质营养，生长

因素。N源可用（NH4）2SO4，生长因素可用酵母膏，矿质用等。

（3）为了维持培养基的pH值恒定，可在培养基中加入CaCO3

所以，按以上分析并结合一般培养基的配制经验，我们设计出分离纤维素分解菌培养基

配方如下：

纤维素，（NH4）2SO4，K2HPO4，MgSO4，NaCl，CaCO3，酵母膏，水，pH中性。