微生物的营养、代谢和生长（二）
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课时39 微生物的营养、代谢和生长（二）
【典型例题精讲】
［例1］（2001年广东综合卷）利用酵母菌发酵生产时，投放的适宜原料和在产生酒精阶段要控制的条件分别是
A．玉米粉和有氧 B．大豆粉和有氧
C．玉米粉和无氧 D．大豆粉和无氧
【解析】 大豆粉的主要成分是蛋白质；而玉米粉的主要成分是糖类、淀粉；酵母菌属兼性厌氧型微生物在无氧条件下分解糖类产生酒精。
【答案】 C
［例2］用大肠杆菌生产胰岛素应用的生物工程的组合是
①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
【解析】 一个产品的开发中，通常是由几个工程彼此合作来完成的。用大肠杆菌生产胰岛素直接是发酵工程；而把人的胰岛素基因转入大肠杆菌，是由基因工程完成的；而基因工程所用的工具酶，来自酶工程。
【答案】 C
［例3］黄色短杆菌合成赖氨酸的途径见下图，要增加赖氨酸的产量，本质上必须（ ）
A．增加天冬氨酸
B．增加天冬氨酸激酶
C．降低（消除）高丝氨酸脱氢酶
D．减少苏氨酸
【解析】 从黄色短杆菌合成赖氨酸的途径可以看出：苏氨酸和赖氨酸都积累时，就抑制天冬氨酸激酶的活性，使细胞内难以积累赖氨酸；而赖氨酸单独过量就不会出现这种现象。由此可见，要想利用黄色短杆菌生产赖氨酸，就必须抑制苏氨酸的合成。而消除或降低高丝氨酸脱氢酶可以实现这一目的。
【答案】 C
［例4］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，应用前景广阔。光明制醋厂转产用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因是
A．温度控制不适 B．通气量过多
C．pH呈酸性 D．溶氧不足
【解析】 谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷氨酸，受温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件的限制。当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。
【答案】 D
［例5］下图是O2浓度（或分压）对不同微生物生长的影响。哪条曲线代表好氧菌
A．① B．②
C．③ D．都是
【解析】 好氧菌必须有O2的条件下才能生长，兼性厌氧菌在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧条件下生长的更好。O2对厌氧菌有强烈抑制作用，即使短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死。
【答案】 C
2005年高考试题分类及解析选修5第五章 微生物与发酵工程
第五章 微生物与发酵工程
微生物类群——营养、代谢及生长——发酵工程
一、选择题
23．（2005·江苏生物·23）下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述．错误的是（B）
A、组成酶是维持菌体基本生活的必要条件
B、菌体能合成各种生长因子，不需要从外界补充
C、发酵液pH呈酸性时，就会生成乙酰谷氨酰胺
D、细胞膜透性的改变，可解除代谢产物对有关酶活性的抑制
命题意图：本题考查的知识点是微生物的营养、代谢和生长中相关知识。
解析：菌体并不是能合成各种生长因子，如果缺乏合成生长因子所需的酶或合成能力有限，则需要补充生长因子。
24．（2005·广东生物·24）在利用谷氨酸捧状杆菌生产谷氨酸的过程中，下列叙述正确的是（B）
①各个生长时期的长短是固定的，无法人为缩短生长周期
②对数期是采样留种的最佳时期
③在稳定期补充营养物质可以提高产量
④调整期是收获代谢产物的最佳时期
A、①② B、②③ C、③④ D、①④
命题意图:本题考查的知识点是发酵工程的知识。
解析:利用谷氨酸捧状杆菌生产谷氨酸的过程中，微生物生长过程中各生长时期的长短是不同的，在生产上可以连续培养法等缩短培养周期。各时期特点也不同，如对数期菌种形态、特性稳定，常作为生产用的菌种，在稳定期补充营养物质，排出有害代谢产物，可保持微生物较长时间的高速生长，可以提高产量，也是获得代谢产物的最佳时期。
22．（2005·江苏生物·22）下列关于平菇培养的操作程序，正确的是（D）
A、配制牛肉膏蛋白胨培养基，接种，高压蒸气灭菌，培养
B、配制牛肉膏蛋白胨培养基，高压蒸气灭苗，接种，培养
C、配制棉予壳培养基，按种，高压蒸气灭菌，培养
D、配制棉子壳培养基，高压蒸气灭菌，接种，培养
命题意图：本题考查的知识点是平菇培养的基本技术的操作程序。
解析：培养平菇所用的培养基是棉子壳，具体的操作程序是：配制培养基、高压蒸气灭菌、接种、培养。
二、非选择题
30．（2005·北京春季理综·30）（19分）将酵母分为a、b、c、d四组，用不同的方式培养，其种群增长曲线如图所示。请据图回答下列问题。
（1）a呈现___“J”___型增长，该种群的生长在20h之前处于___调整___期，20h－40h处于___对数___期。
（2）d呈现___“S”____型增长，在100h－200h，d的增长率趋于_____0____。若在现有条件下继续培养，其种群数量趋于_____B_____。（A增多 B减少）
（3）随着更换培养液的时间间隔的延长，酵母种群的增长率趋于___降低（或减小）___，其可能的限制因素是____营养____不足和____有害代谢产物（或有害产物）__的积累。
答案：（1）J 调整 对数 （2）S 0（或零） B（或减小） （3）降低（或减小） 营养 有害代谢产物（或有害产物）
33．（2005·江苏生物·33）(6分)抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。·
(1)肯霉菌发酵产生青霉素。肯霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。
(2)在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料．因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。
(3)对青霉菌菌体生长情况的测定，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。
答：(1)异养需氧型 次级(2)对数 个体的形态 生理特性(3)称菌体的湿重(称烘干后的重量)。
命题意图：本题考查的知识点是微生物营养、代谢与生长的知识。
解析：微生物的生长情况是以群体为单位研究，测定不是根据细胞个体大小，而是根据群体的增加量，方法有：一是测细菌的细胞数目；二是测重量，称菌体的湿重或干重。由此计算出其中细胞的总重量。细菌生长有生长曲线，处于对数期的细菌，代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。不同种类的细菌的代谢类型不同。青霉菌的新陈代谢类型是异养需氧型，青霉素是青霉菌的次级代谢产物。
31．（2005·北京·31）（20分）某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌（目的菌）。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：
（1）培养基中加入化合物A的目的是筛选 ，这种培养基属于 培养基。
（2）“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的 ，实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是 。
（3）培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量 的培养液，接入新的培养液中连续培养，使“目的菌”的数量 。
（4）转为固体培养时，常采用 的方法接种，获得单菌落后继续筛选。
（5）若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用 的方法进行计数，以时间为横坐标，以 为纵坐标，绘制生长曲线。
（6）实验结束后，使用过的培养基应该进行 处理后，才能倒掉。
答案：
（1）目的菌 选择
（2）化合物A 异养需氧型
（3）减少 增加
（4）划线
（5）定期取样 细菌数目的对数
（6）灭菌
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课时39 微生物的营养、代谢和生长（二）
【典型例题精讲】
［例1］（2001年广东综合卷）利用酵母菌发酵生产时，投放的适宜原料和在产生酒精阶段要控制的条件分别是
A．玉米粉和有氧 B．大豆粉和有氧
C．玉米粉和无氧 D．大豆粉和无氧
【解析】 大豆粉的主要成分是蛋白质；而玉米粉的主要成分是糖类、淀粉；酵母菌属兼性厌氧型微生物在无氧条件下分解糖类产生酒精。
【答案】 C
［例2］用大肠杆菌生产胰岛素应用的生物工程的组合是
①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
【解析】 一个产品的开发中，通常是由几个工程彼此合作来完成的。用大肠杆菌生产胰岛素直接是发酵工程；而把人的胰岛素基因转入大肠杆菌，是由基因工程完成的；而基因工程所用的工具酶，来自酶工程。
【答案】 C
［例3］黄色短杆菌合成赖氨酸的途径见下图，要增加赖氨酸的产量，本质上必须（ ）
A．增加天冬氨酸
B．增加天冬氨酸激酶
C．降低（消除）高丝氨酸脱氢酶
D．减少苏氨酸
【解析】 从黄色短杆菌合成赖氨酸的途径可以看出：苏氨酸和赖氨酸都积累时，就抑制天冬氨酸激酶的活性，使细胞内难以积累赖氨酸；而赖氨酸单独过量就不会出现这种现象。由此可见，要想利用黄色短杆菌生产赖氨酸，就必须抑制苏氨酸的合成。而消除或降低高丝氨酸脱氢酶可以实现这一目的。
【答案】 C
［例4］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，应用前景广阔。光明制醋厂转产用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因是
A．温度控制不适 B．通气量过多
C．pH呈酸性 D．溶氧不足
【解析】 谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷氨酸，受温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件的限制。当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。
【答案】 D
［例5］下图是O2浓度（或分压）对不同微生物生长的影响。哪条曲线代表好氧菌
A．① B．②
C．③ D．都是
【解析】 好氧菌必须有O2的条件下才能生长，兼性厌氧菌在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧条件下生长的更好。O2对厌氧菌有强烈抑制作用，即使短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死。
【答案】 C
2005年高考试题分类及解析选修5第五章 微生物与发酵工程
第五章 微生物与发酵工程
微生物类群——营养、代谢及生长——发酵工程
一、选择题
23．（2005·江苏生物·23）下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述．错误的是（B）
A、组成酶是维持菌体基本生活的必要条件
B、菌体能合成各种生长因子，不需要从外界补充
C、发酵液pH呈酸性时，就会生成乙酰谷氨酰胺
D、细胞膜透性的改变，可解除代谢产物对有关酶活性的抑制
命题意图：本题考查的知识点是微生物的营养、代谢和生长中相关知识。
解析：菌体并不是能合成各种生长因子，如果缺乏合成生长因子所需的酶或合成能力有限，则需要补充生长因子。
24．（2005·广东生物·24）在利用谷氨酸捧状杆菌生产谷氨酸的过程中，下列叙述正确的是（B）
①各个生长时期的长短是固定的，无法人为缩短生长周期
②对数期是采样留种的最佳时期
③在稳定期补充营养物质可以提高产量
④调整期是收获代谢产物的最佳时期
A、①② B、②③ C、③④ D、①④
命题意图:本题考查的知识点是发酵工程的知识。
解析:利用谷氨酸捧状杆菌生产谷氨酸的过程中，微生物生长过程中各生长时期的长短是不同的，在生产上可以连续培养法等缩短培养周期。各时期特点也不同，如对数期菌种形态、特性稳定，常作为生产用的菌种，在稳定期补充营养物质，排出有害代谢产物，可保持微生物较长时间的高速生长，可以提高产量，也是获得代谢产物的最佳时期。
22．（2005·江苏生物·22）下列关于平菇培养的操作程序，正确的是（D）
A、配制牛肉膏蛋白胨培养基，接种，高压蒸气灭菌，培养
B、配制牛肉膏蛋白胨培养基，高压蒸气灭苗，接种，培养
C、配制棉予壳培养基，按种，高压蒸气灭菌，培养
D、配制棉子壳培养基，高压蒸气灭菌，接种，培养
命题意图：本题考查的知识点是平菇培养的基本技术的操作程序。
解析：培养平菇所用的培养基是棉子壳，具体的操作程序是：配制培养基、高压蒸气灭菌、接种、培养。
二、非选择题
30．（2005·北京春季理综·30）（19分）将酵母分为a、b、c、d四组，用不同的方式培养，其种群增长曲线如图所示。请据图回答下列问题。
（1）a呈现___“J”___型增长，该种群的生长在20h之前处于___调整___期，20h－40h处于___对数___期。
（2）d呈现___“S”____型增长，在100h－200h，d的增长率趋于_____0____。若在现有条件下继续培养，其种群数量趋于_____B_____。（A增多 B减少）
（3）随着更换培养液的时间间隔的延长，酵母种群的增长率趋于___降低（或减小）___，其可能的限制因素是____营养____不足和____有害代谢产物（或有害产物）__的积累。
答案：（1）J 调整 对数 （2）S 0（或零） B（或减小） （3）降低（或减小） 营养 有害代谢产物（或有害产物）
33．（2005·江苏生物·33）(6分)抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。·
(1)肯霉菌发酵产生青霉素。肯霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。
(2)在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料．因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。
(3)对青霉菌菌体生长情况的测定，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。
答：(1)异养需氧型 次级(2)对数 个体的形态 生理特性(3)称菌体的湿重(称烘干后的重量)。
命题意图：本题考查的知识点是微生物营养、代谢与生长的知识。
解析：微生物的生长情况是以群体为单位研究，测定不是根据细胞个体大小，而是根据群体的增加量，方法有：一是测细菌的细胞数目；二是测重量，称菌体的湿重或干重。由此计算出其中细胞的总重量。细菌生长有生长曲线，处于对数期的细菌，代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。不同种类的细菌的代谢类型不同。青霉菌的新陈代谢类型是异养需氧型，青霉素是青霉菌的次级代谢产物。
31．（2005·北京·31）（20分）某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难于降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌（目的菌）。实验的主要步骤如图所示。请分析回答问题：
（1）培养基中加入化合物A的目的是筛选 ，这种培养基属于 培养基。
（2）“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的 ，实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是 。
（3）培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量 的培养液，接入新的培养液中连续培养，使“目的菌”的数量 。
（4）转为固体培养时，常采用 的方法接种，获得单菌落后继续筛选。
（5）若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用 的方法进行计数，以时间为横坐标，以 为纵坐标，绘制生长曲线。
（6）实验结束后，使用过的培养基应该进行 处理后，才能倒掉。
答案：
（1）目的菌 选择
（2）化合物A 异养需氧型
（3）减少 增加
（4）划线
（5）定期取样 细菌数目的对数
（6）灭菌
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