第七章-微生物生长与控制习题及答案.doc

第七章 微生物得生长及其控制习题
一、名词解释
1.微生物连续培养
2.抗微生物剂
3.抗生素
4.抗代谢物
5.微生物得抗药性
6.灭菌
7.消毒
8.生长曲线
9、深层液体培养:
二、填空题
1.一条典型得生长曲线至少可分为 、 、 与 4个生长时期。
2.测定微生物得生长量常用得方法有 、 、与 。而测定微生物数量变化常用得方法有 、 、 与 ;以生物量为指标来测定微生物生长得方法有 、 与 。
3.获得细菌同步生长得方法主要有(1) 与(2) ,其中(1)中常用得有 、 与 。
4.控制连续培养得方法有 与 。
5.影响微生物生长得主要因素有 、 、 、 与 等。
6.对玻璃器皿、金属用具等物品可用 或 进行灭菌;而对牛奶或其她液态食品一般采用 灭菌,其温度为 ,时间为 。
7.通常,细菌最适pH得范围为 ,酵母菌得最适pH范围为 ,霉菌得最适pH值范围就是 。
8.杀灭或抑制微生物得物理因素有 、 、 、 、 与
等。
9.抗生素得作用机制有 、 、 与 。
10.抗代谢药物中得磺胺类就是由于与 相似,从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合,使其不能合成 。
三、选择题
1.以下哪个特征表示二分裂？( )
A、产生子细胞大小不规则 B、隔膜形成后染后体才复制
C、子细胞含有基本等量得细胞成分 D、新细胞得细胞壁都就是新合成得。
2.代时为0、5h得细菌由103个增加到109个时需要多长时间？( )
A、40h B、20h C、10h D、3h
3.如果将处于对数期得细菌移至相同组分得新鲜培养基中,该批培养物将处于哪个生长期？( )
A、死亡期 B、稳定期 C、延迟期 D、对数期
4.细菌细胞进入稳定期就是由于:①细胞已为快速生长作好了准备;②代谢产生得毒性物质发生了积累;③能源已耗尽;④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂;⑤在重新开始生长前需要合成新得蛋白质( )。
A、1,4 B、2,3 C、2,4 D、1,5
5.对生活得微生物进行计数得最准确得方法就是( )。
A、比浊法 B、显微镜直接计数
C、干细胞重量测定 D、平板菌落记数
6.下列哪咱保存方法全降低食物得水活度？( )
A、腌肉 B、巴斯德消毒法 C、冷藏 D、酸泡菜
7.连续培养时培养物得生物量就是由( )来决定得。
A、培养基中限制性底物得浓度 B、培养罐中限制性底物得体积
C、温度 D、稀释率
8.常用得高压灭菌得温度就是( )。
A、121℃ B、200℃ C、63℃ D、100℃
9.巴斯德消毒法可用于( )得消毒。
A、啤酒 B、葡萄酒 C、牛奶 D、以上所有
10.( )能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。
A、青霉素 B、磺胺类药物 C、四环素 D、以上所有
11.某细菌悬液经100倍稀释后,在血球计数板上,计得平均每小格含菌数为7、5个,则每毫升原菌悬液得含菌数为( )
A、3、75×107个; B、3、0×109个;C、2、35×107个;D、3、2×109个
四、就是非题
1.在群体生长得细菌数量增加一部所需时间为代时。
2.最初细菌数为4个,增殖为128个需经过5代。
3.一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定得菌数多。
4.一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。
5.分批培养时,细菌首先经历一个适应期,所以细胞数目并不增加,或增加很少。
6.特定温度下杀死某一样品中90%微生物或孢子及芽孢所需得时间为热致死时间。
7.巴斯德消毒法不能杀死细菌得芽孢。
8.对热敏感得溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。
9.酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。
10.四环素能抑制细菌细胞壁得合成,青霉素能抑制细菌蛋白质得合成。
五、简答题
1.试述单个细菌细胞得生长与细菌群体生长得区别。
2.与分批发酵相比,连续培养有何优点？
3.过滤除菌有些什么方法？哪种方法较为经济实惠？
4.近年来就是什么原因导致抗生素不敏感得抗性菌株得增多？
5.简述连续发酵得优缺点。
6.概述固定化得优势。
7.简述生产菌种得要求。
8.简述大规模发酵得特征。
9.测定微生物得生长有哪些方法？各有何优缺点？
10.控制微生物生长繁殖得主要方法及原理有哪些？
11.微生物培养过程中pH值变化得规律如何？如何调整？
12.控制有害微生物生长有哪些方法,写出利用热力灭菌时得灭菌条件。
13.简述下列物品常用得消毒灭菌方法,并说明理由。
①抗毒素等药液;②手术器械;③医院废弃得纱布等;④无菌实验室;⑤人体皮肤;⑥手术室;⑦血清等药液;⑧一次性注射器。
六、论述题
1、用来测定细菌生长量得直接计数法与间接计数法一般采用什么具体得方法？并从实际应用、优点、使用得局限性3个方面加以具体分析。
2、封闭系统中微生物得生长经历哪几个生长期？以图表示并指明各期得特点。如何利用微生物得生长规律来指导工业生产？
3、大肠杆菌在37℃得牛奶中每12、5min繁殖一代,假设牛奶消毒中,大肠杆菌得含量为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？
4、说明温度对微生物生长得影响,详述温度对微生物生长得影响得具体表现。
5、详述嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌与极端嗜热菌得不同。
6、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得毒性？
7.某同学在实验室因操作不慎,所保藏得Bacillus subitis与Lentinus edodes菌种被E、coli污染了,请问她应该如何将这两种菌种纯化？
8.试设计一个从土壤中分离能分解并利用苯酚得细菌纯培养物得实验方案。
习 题 答 案
一、名词解释
1.微生物连续培养:在微生物得整个培养期间,通过一定得方式使微生物能以恒定得比生长速率生长并维持生长下去得一种培养方法。
2.抗微生物剂:就是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长得化学物质。
3.抗生素(antibiotics):就是由某些微生物合成或半合成得一类次级代谢产物或衍生物,它们在很低浓度时就能抑制其她微生物生长或或干扰它种生物得生命活动得化合物。
4.抗代谢物:就是指那些在结构上与微生物生长因子相似但又有区别,它们不能够在菌体细胞内起着生长因子得同样作用,但却能够阻止微生物对生长因子得利用,因而可以抑制微生物得生长。
5.微生物得抗药性:微生物能够抵抗化学药物作用而正常生长得能力。
6.灭菌:利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内得所有微生物得一种措施。
7.消毒:利用某种方法杀毒或灭活物质或物体中所有病原微生物得一种措施。
8.生长曲线:以培养时间为横坐标,以细菌细胞数目得对数或生长速率为纵坐标绘图所得到得曲线称为生长曲线。
9.深层液体培养:将菌种培养在发酵罐或圆锥瓶内,通过不断通气搅拌或振荡,使菌体在液体深层处繁育得方法。
二、填空题
1.迟缓期 对数生长期 稳定生长期 衰亡期 2.单细胞计数 细胞物质得重量 代谢活性 培养平板计数法 膜过滤法 液体稀释法 显微镜直接计数 比浊法 重量法 生理指标法
3.机械法 环境条件控制法 离心法 过滤分离法 硝酸纤维素滤膜法 4.恒浊法 恒化法
5.营养物质 水活性 温度 pH 氧;
6.高压蒸汽灭菌法 干热灭菌法 超高温灭菌 135 ～150℃ 2～6s
7.6.5～7.5 4.5～5.5 4.5～5.5
8.温度 辐射作用 过滤 渗透压 干燥 超声波
9.抑制细菌细胞壁合成 破坏细胞质膜 作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化 抑制蛋白质与核酸合成
10.对氨基苯甲酸 叶酸
三、选择题
1.C;2.C ;3.D;4.B;5.D;6.A;7.D;8.A;9.D;10、B;11、B
四、就是非题
1.－ 2.＋ 3.＋ 4.＋ 5.+ 6.－ 7.＋ 8.－　9. －
10.－
五、简答题
1.试述单个细菌细胞得生长与细菌群体生长得区别。
答:单个细菌细胞得生长,就是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大得过程;细胞群体得生长,就是细胞数量或细胞物质量得增加。细胞得生长与与繁殖两个过程很难绝对分开,接种时往往就是接种成千上万得群体数量,因此,微生物得生长一般就是指群体生长。
2.与分批发酵相比,连续培养有何优点？
答:由于连续培养中微生物得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;降低动力消耗体力劳动强度;产品质量较稳定。
3.过滤除菌有些什么方法？哪种方法较为经济实惠？
答:过滤除菌有3种:深层过滤、膜过滤与核孔过滤。深层过滤器就是由纤维或颗粒状物质制成得过 滤板层;膜过滤器就是由醋酸纤维素、硝酸纤维素或其她合成物质制成得具有微孔得滤膜;核孔过滤器就是由核辐射处理后再经化学蚀刻得薄聚碳酸胶片而制成。深层过滤较为经济实惠,多用于工业发酵,后两种方法主要用于科学研究。
4、近年来就是什么原因导致抗生素不敏感得抗性菌株得增多？
答:主要有以下5个原因:①细胞质膜透性改变使药物不能进入细胞;②药物进入细胞后又被细胞膜中得移位酶等泵出胞外;③细菌产生了能修饰抗生素得酶使之失去活性;④药物作用靶发生改变从而对药物不再具有敏感性;⑤菌株改变代谢途径以绕过受药物抑制得过程或增加 靶代谢物得产物。
5.简述连续发酵得优缺点
答:连续发酵得主要优势就是简化了菌种得扩大培养,不需要发酵罐得多次灭菌、清洗、出料,缩短了发酵周期,提高了设备利用率,降低了人力、物力得消耗,增加了生产效率。连续发酵运转得周期长,菌种多退化,容易污染,培养基得利用率一般低于分批发酵,而且工艺中得变量较分批发酵复杂,较难控制与扩大。
6.概述固定化得优势。
答:固定化酶可以重复使用;固定化酶产品得分离、提纯等后处理比较容易;固定化酶使产品得生产工艺操作简化,易于机械化与自动化,设备与器材也较容易。固定化酶活力稳定。
7.简述生产菌种得要求。
菌种能在较短得发酵过程中高产有价值得发酵产品;菌种得发酵培养基应价廉,来源充足,被转化得产品得效率高;菌种对人、动物、植物与环境不应该造成危害,还应注意潜在得、慢性得、长期危害,要充分评估其风险,严格防护;菌种发酵后,不需要得代谢物要少,产品要相对容易与不需要得物质分离,下游技术能用于规模化生产;菌种得遗传特性稳定,利于保存,而且易于进行基因操作。
8.简述大规模发酵得特征
规模大,即所用得设备庞大,占用场地大,人力、物力投入得规模大;消耗得原料、能源多;菌种符合生产菌种得要求,其生长代谢特性与大规模得发酵相适应;需进行成本核算等。
9.测定微生物得生长有哪些方法？各有何优缺点？
答:常用测定微生物生长得方法有:1)称干重法。可用离心法或过滤法测定。优点:可适用于一切微生物,缺点:无法区别死菌与活菌。2)比浊法。原理:由于微生物在液体培养时,原生质得增加导致混浊度得增加,可用分光光度计测定。优点:比较准确。3)测含氮量,大多数微生物得含氮量占干重得比例较一致,根据含氮量再乘以6、25即可测得其粗蛋白得含量。4)血球计数板法。优点:简便、快速、直观。缺点:结果包括死菌与活菌。5)液体稀释法。对未知菌样作连续得10倍系列稀释,经培养后,记录每个稀释度出现生长得试管数,然后查MPN表,再根据样品得稀释倍数就可计算其中得活菌含量。优点:可计算活菌数,较准确。缺点:比较繁琐。6)平板菌落计数法。取一定体积得稀释菌液涂布在合适得固体培养基,经培养后计算原菌液得含菌数。优点,可以获得活菌得信息。缺点:操作繁琐,需要培养一定时间才能获得,测定结果受多种因素得影响。
10.控制微生物生长繁殖得主要方法及原理有哪些？
答:(1)灭菌:采用强烈得理化因素使任何物体内外部得一切微生物永远丧失繁殖能力得措施,称为灭菌,例如各种高温灭菌措施等。
(2)消毒:指采用较温与得理化因素,仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害得病原菌,而对被消毒得物体基本无害得措施。
(3)防腐:利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物得生长繁殖,从而达到防止食品等发生霉腐得措施。其主要措施有:①低温。利用4℃以下低温可以保藏食物、药品。②缺氧。采用在密闭得容器中加入除氧剂来有效地防止食品与粮食等得霉腐、变质,达到保鲜得目得。③干燥。采用晒干或红外线干燥等方法对粮食、食品等进行干燥保藏就是最常见得防止霉腐得方法。④高渗。通过盐腌与糖渍等高渗措施来保存各种食物得防腐方法。⑤高酸度。用高酸度也可达到防腐得目得。⑥防腐剂。在有些食品、调味品、饮料或器材中,可以加入适量得防腐剂以达到防霉腐得目得。
11.微生物培养过程中pH值变化得规律如何？如何调整？
答:(1)在微生物得培养过程中,培养基中得糖类、脂肪等有机物经微生物分解,氧化成有机酸,使pH值下降,蛋白质脱羧成胺类而使pH值上升。硫酸铵等无机盐在微生物代谢过程中由于铵离子被选择吸收,留下硫酸根而使pH值下降,硝酸钠等无机盐在微生物代谢过程中由于硝酸根离子被选择吸收,留下钠离子而使pH值上升。在一般培养过程中,随着培养时间得延长,pH值会下降,在碳氮比高得培养基中尤为明显。(2)调节措施:治标:中与反应,加NaOH、HCl等;治本:过酸时,加适当氮源,提高通气量;过碱时,加适当碳源,降低通气量。
12.控制有害微生物生长有哪些方法,写出利用热力灭菌时得灭菌条件。
答:包括灭菌、消毒、防腐与化疗。灭菌与消毒得方法有物理因素灭菌,包括紫外线、可见光、辐射、高温、过滤等;化学因素有使用有机化合物如醇类、酸类、醛类、表面活性剂,无机物如重金属、卤化物、氧化剂,染色剂如结晶紫以及其它化学治疗剂如抗生素等。
干热灭菌:烘箱内热空气灭菌(160℃,2小时)或火焰灼烧干热灭菌。
湿热灭菌法:巴氏消毒法:60～85℃15秒至30分钟;煮沸消毒法:100℃,数分钟;间歇灭菌法:100℃灭菌8小时,搁置过夜,再100℃灭菌8小时;常规加压蒸汽灭菌法:121℃,30min;连续加压蒸汽灭菌法:135～140℃,5～15秒。
13.简述下列物品常用得消毒灭菌方法,并说明理由。
①抗毒素等药液;②手术器械;③医院废弃得纱布等;④无菌实验室;⑤人体皮肤;⑥手术室;⑦血清等药液;⑧一次性注射器。
答:
序号
待消毒灭菌项目
消毒灭菌方法
理 由
1
抗毒素等药液
滤过除菌法
通过过滤可将细菌滤掉
2
手术器械
高压蒸汽灭菌法
手术器械耐高温高压与湿热,
3
医院废弃得纱布
焚烧法
不要得物品通过焚烧既可灭菌又可处理掉
4
无菌实验室
紫外灯照射
紫外线可杀灭空气中得细菌
5
皮肤
化学消毒剂(酒精等)
可杀灭皮肤上得细菌而不损伤皮肤。
6
手术室
紫外灯照射
紫外线可杀灭空气中得细菌
7
血清等药液
滤过除菌法
通过过滤可将细菌滤掉
8
一次性注射器
辐射灭菌法
因不耐高温高压,可用辐射灭菌而不损伤物品
六、论述题
1.用来测定细菌生长量得直接计数法与间接计数法一般采用什么具体得方法？并从实际应用、优点、使用得局限性3个方面加以具体分析。
直接计数法通常就是利用细胞计数板,在显微镜下直接计算一定容积里样品中得微生物得数量,该方法简便,易行,成本低,而且能够观察细胞大小以及形态特征。该方法得缺点就是:样品中得细胞数不能太少,否则会影响计数得准确性,而且该法不能区别活细胞与死细胞。间接计数法又称活菌计数法,一般就是将适当稀释得样品涂布在琼脂培养基表面,培养后活细胞能形成清晰得菌落,通过计算菌落数就可以知道样品中得活菌数。平板涂布与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得计数。该法得缺点有: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得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。
2.封闭系统中微生物得生长经历哪几个生长期？以图表示并指明各期得特点。如何利用微生物得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。封闭系统中微生物得生长经历迟缓期、对数期、稳定期与襄习亡期等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得速度生长与分裂,导致细菌数理量呈对数增加,细胞内所有成分以彼此相对稳定得速度合成,细菌为平衡生长。由于营养物质消耗,代谢产物积累与环境变化等,群体得生长逐渐停止,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,该期就是发酵过程积累代谢产物i得重要阶段。营养物质消耗与有害物得积累引起环境恶化,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。
在工业发酵与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期。对数期得培养物由于生活力强,因而在生产上普遍用作“种子”,对数期得培养物也常常用来进行生物化学与生理学得研究。稳定期就是积累代谢产物得重要阶段,如某些放线菌抗生素得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得菌体或代谢产物。
3.大肠杆菌在37℃得牛奶中每12、5min繁殖一代,假设牛奶消毒中,大肠杆菌得含量为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？
解:设每100ml初始菌数为N0＝1,经过t时间后菌数为Nt=3×106,代时G=12、5分钟
Nt= N0×2n,两边取对数后则lg Nt= lg N0+ n×lg2
繁殖代数n=( lg Nt– lg N0)/ lg2=3、322×(6+0、470)=21、49代
保藏时间t = G×n=12、5×21、49≈274分钟
答:最多可保持274分钟。
4.说明温度对微生物生长得影响,详述温度对微生物生长得影响得具体表现。微生物得生长具有相当高得温度依赖性,有最低、最适与最高生长温度这几个基本温度。最适温度总就是更靠近最高生长温度而不就是最低生长温度。温度对微生物生长得影响得具体表现在: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影响细胞质得流动性,温度高则流动性高,有利于物质得运输;温度低则流动性低,不利于物质得运输。 因此,温度变化影响营养物质得吸收与代谢物质得分泌。③影响物质得溶解度,温度上升,物质得溶解度升高,温度降低,物质得溶解度降低,机体对物质得吸收与分泌受影响,最终微生物生长受影响。温度过高时酶与其她蛋白质变性,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。
5.详述嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌与极端嗜热菌得不同。
嗜冷菌生长得温度范围就是0～20℃,最适生长温度为15℃;嗜温菌生长得温度范围就是15～45℃,最适生长温度为20～45℃;嗜热菌生长得温度范围就是45～80℃以上,最适生长温度55～65℃;极端嗜热菌生长得温度范围就是80℃以上,最适生长温度为80～113℃,低于55℃通常不会生长。嗜冷菌得运输系统与蛋白质合成系统在低温下能很好地发挥功能,其细胞膜含有大量得不饱与脂肪酸,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得酶与蛋白质合成系统,细胞膜脂类物质得饱与程度高,因此融点高,能保持高温下得细胞完整。
6.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得毒性？
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,它们就是强氧化剂,能迅速破坏细胞组分。专性好氧与兼性厌氧微生物得细胞中含有超氧化物歧化酶与过氧化氢酶,能破坏超氧化物自由基、过氧化氢。另外,细胞中得过氧化物酶也能降解过氧化氢。
7.某同学在实验室因操作不慎,所保藏得Bacillus subitis与Lentinus edodes菌种被E、coli污染了,请问她应该如何将这两种菌种纯化？
答:Bacillus subitis得纯化1)制备无菌水与牛肉膏蛋白胨培养基平板,将菌苔刮下,用无菌水制成菌悬液;2)将菌悬液置于100℃沸水浴中,保温5分钟;3)将保温后得菌悬液按倍比稀释,使每ml稀释菌悬液中含菌约200～300个,吸取0、1ml稀释菌悬液涂平板,置于30℃下培养2天;4)待平板上长出菌落后,挑取表面干燥得菌落,镜检并革兰氏染色鉴定该菌落为Bacillus subitis菌;5)挑出该单菌落,进一步采用平板划线分离纯化。
Lentinus edodes得纯化:将菌丝连同培养基一起挖出,制备PDA平板,在平板中央放置一个已灭菌得牛津杯或空心玻璃管,在牛津杯或空心玻璃管中央接种,待菌丝长出后,切取菌丝尖端纯化,转管。或配制Martin培养基,加入链霉素,配成30μg/mL浓度,接种后取单菌落转管。
8.试设计一个从土壤中分离能分解并利用苯酚得细菌纯培养物得实验方案。
答:1)查资料,找出检测苯酚得标准测定方法。2)采样,在被苯酚污染得土壤中取土。3)富集培养,将采到得土样进行驯化,不断提高苯酚得浓度,使苯酚降解菌在数量上占优势。4)取适量富集后得菌液在以苯酚为唯一碳源与能源得无机盐培养基中培养,设对照,生长后测富集液中苯酚得浓度,观察降解效果。5)纯种分离与性能测定,将富集后得菌液稀释涂布,挑取单菌落,在以苯酚为唯一碳源与能源得无机盐培养基中培养,测定降解效果,从中选出高效降解菌。