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第五章微生物与发酵工程10．微生物类群和营养时间：60分钟，总分100分一．选择题：每小题只有一个选项符合题意，每题3分，共51分。1．乳酸菌与酵母菌共同具有的特征是A．有DNA、RNA和核糖体等结构B．能量利用效率高，无氧呼吸都产生CO2C．内含子与外显子相间形成基因的编码区D．生物膜系统使生命活动高效、有序地进行★2．试分析微生物在生态系统中的作用，下列不正确的是A．微生物是生态系统中的主要分解者B．所有的微生物参与了物质循环C．光能和化能自养型微生物是生态系统中的生产者D．固氮微生物为豆科植物光合作用提供必不可少的物质和能量3．关于微生物对环境的净化作用的正确叙述是A．微生物可分解各种有机污染物B．净化污水的微生物为多种厌氧型生物C．微生物把污水中的有机物分解成CO2和H2O及含有N、P的无机盐D．纤维素比人畜粪尿更易于被微生物分解4．下列微生物的遗传物质为RNA，且具有ab组分的病毒有A．SARS病毒B．噬菌体C．烟草花叶病毒D．HIV★5．控制大肠杆菌抗药性的基因，控制根霉菌主要性状的基因，控制病毒抗原特异性的基因依次位于（）①核区DNA上②线粒体DNA上③细胞核染色体上④质粒上⑤蛋白质壳内核酸上A．①④⑤B．④③⑤C．②①③D．④①⑤★6．突变型面包霉常需要在基本培养基上添加适当的氨基酸才能生长。现用两个氨基酸依赖型红色面包霉突变株a和b，分别接种到下面的6种培养基上，2种突变株都不能在1、3、5号培养基上生长，a、b可以分别在2、4和2、6号培养基上生长。培养基成分如下表。关于突变株a和b分别对A～J中氨基酸需求的说法正确的是A．两种突变株对氨基酸的需求是相同的B．两种突变株都需要有G氨基酸才能生长C．两种突变株必须同时供应3种氨基酸才能生长D．两种突变株都能在由4、5号两种培养基组成的混合培养基中生长7．下列有关根瘤菌、硝化细菌、反硝化细菌三类微生物的叙述，正确的是A．在生态系统中都是分解者B．三者的代谢类型各不相同培养基123456添加氨基酸BCDEBEFGCFHIDEFIGHIJEHGJabcdC．都可以用无氮培养基培养D．细胞中都不存在细胞器8．在人工培养基中加入含有C、O、H、N四种元素的某种大分子化合物，其作用是A．作为异养生物的氮源和能源物质B．作为自养生物的碳源和能源物质C．作为自养生物的氮源、碳源和能源物质D．作为异养生物的氮源、碳源和能源物质9．谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，培养基应该是A．C∶N为4∶1B．C∶N为3∶1C．隔绝空气D．加大氮源、碳源的比例10．现有二种固体培养基，已知其配制时所加的成分如下表：成分KH2SO4MgSO4·7H20NaClCaSO4·2H2OCaC03葡萄糖纯淀粉甲培养基含量O．02%0.02%0.02%O．01%O．5%0.5%2%乙培养基含量0.02%0.02%0.02%0.01%0.5%——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13．能作为甲基营养菌碳源的是A．葡萄糖B．CO2C．甲醇D．汽油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、N2C．含碳无机物、蛋白胨D．含碳无机物、N215.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．基因控制合成二．非选择题：本大题3个小题，共49分。★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A基因A酶C酶C酶ABB基因B酶CD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微生物类群和营养【参考答案及解析】1．【答案】A【解析】乳酸菌是原核细胞生物，细胞中有DNA、RNA两种遗传物质，只有核糖体这一细胞器，这是和酵母菌相同的；乳酸菌进行无氧呼吸，能量利用率低，产物为乳酸，无CO2，酵母菌是兼性厌氧型，有氧呼吸的能量利用率高，无氧呼吸的产物为酒精和CO2；酵母菌是真菌，基因的编码区由外显子和内含子间隔排列形成，乳酸菌基因的编码区是连续的；酵母菌由细胞膜和细胞器膜构成了生物膜系统，使生命活动高效、有序地进行，乳酸菌只有细胞膜，无细胞器膜。2．【答案】D【解析】构成生态系统的分解者有各种微生物，一些低等的动物，如蚯蚓、羌螂等等，其中主要的分解者是细菌和真菌等微生物，生产者、消费者和分解者这三级结构，以及大气圈、水圈、岩石圈这三个圈层，构成了物质循环的回路，微生物无论在生态系统中是何成分，必然参与生物圈的物质循环。生态系统中的生产者是自然界的植物和营自养的微生物担任的，如进行化能合成作用的硝化细菌，厌氧的光合细菌红硫细菌、绿硫细菌等。固氮微生物可为豆科植物提供氮素，这确实是光合作用过程中必不可缺的矿质元素，但光合作用的过程所需的能量是光反应产生和呼吸作用分解有机物释放的，和固氮生物无关。3．【答案】C【解析】这是一道将微生物的代谢与污染的净化结合在一起，重点考查学生综合运用知识的能力测试题。需氧型的分解方式分解有机物是彻底的，能把复杂的有机物彻底分解成CO2和H2O，并将有机分子中的氮、磷矿质元素以无机物的形式释放出来，归还到无机自然界。根据以上分析，本题的正确选项是C。4．【答案】A【解析】病毒主要由核酸和衣壳组成，有些病毒还有一些附属结构。如流感病毒有刺突和囊膜，图中a是刺突，b是囊膜，5．【答案】B【解析】大肠杆菌是原核生物，其抗药性基因在质粒上；根霉菌是真核生物，控制其主要性状的基因在细胞核染色体上；病毒无细胞结构，其基因都在衣壳内的核酸上。6．【答案】D【解析】本题考查学生的推理能力。红色面包霉突变株a不能在1、3、5号培养基上生长，而能在2、4培养基上生长，说明a的生长需要E、F两种物质；b不能在1、3、5号培养基上生长而能在2、6号培养基上生长，说明b的生长需要E、G两种物质；所以，两种突变株都能在由4、5号两种培养基组成的混合培养基中生长，因其中含有E、F、G三种物质。7．【答案】B【解析】根瘤菌是异养需氧型，在生态系统中，是消费者，硝化细菌是自养需氧型，在生态系统中，是生产者，反硝化细菌是异养厌氧型，在生态系统中，是分解者。三者都是原核细胞生物，只有核糖体这一细胞器。都不可以用无氮培养基培养。根瘤菌只有与豆科植物共生才具有固氮能力。8．【答案】D【解析】在人工培养基中加入含有C、O、H、N四种元素的某种大分子化合物，一定是有机物，只有异养型的微生物才利用有机物，可作为碳源、氮源和能源。9．【答案】A【解析】在谷氨酸生产中，当培养基中的碳源与氮源的比为4：1时菌体体大量繁殖而产生的谷氨酸少碳源与氮源的比为3：1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。10．【答案】C【解析】根据所提供的甲、乙两种培养基的成分分析，两者之间的主要差别是：甲培养基有葡萄糖和淀粉作为有机碳源和能源，也有少量的无机碳源(CaCO3)；乙培养基是无有机碳源和能源。两者之间的共同点是：都不含氮源。说明这两种培养基只能培养具有固氮能力的细菌.11．【答案】D【解析】在微生物的营养物质中，有的物质既可以作为碳源又可作为氮源，如含C，H，O，N的化合物既是碳源又是氮源；无机碳源不能提供能量，无机物也可作为能源物质，如对于硝化细菌来说，氨既作为氮源物质又作为能源物质。12．【答案】B【解析】酵母菌是单细胞且具有细胞壁的真核生物，当其