微生物工程题库参考答案

微生物工程题库参考答案一、选择题

1.以下哪种微生物不属于原核微生物？（）A.细菌B.放线菌C.酵母菌D.蓝细菌

答案：C

解析：酵母菌属于真核微生物，具有完整的细胞核和各种细胞器；而细菌、放线菌和蓝细菌都属于原核微生物，没有真正的细胞核，遗传物质集中在拟核区域。

2.微生物生长所需要的营养物质中，作为碳源的是（）A.蛋白质B.葡萄糖C.无机盐D.维生素

答案：B

解析：葡萄糖是常见的糖类，可为微生物提供碳元素和能量，是微生物生长常用的碳源。蛋白质可作为氮源和碳源等，但不是最主要的碳源；无机盐主要提供微生物生长所需的各种离子；维生素主要起生长因子的作用，不是碳源。

3.下列哪种培养基属于合成培养基？（）A.牛肉膏蛋白胨培养基B.麦芽汁培养基C.高氏一号培养基D.马铃薯培养基

答案：C

解析：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。高氏一号培养基是专门用于培养放线菌的合成培养基，其成分明确。牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基和马铃薯培养基都含有成分不明确的天然物质，属于天然培养基。

4.微生物生长的最适温度是指（）A.生长最快时的温度B.积累代谢产物最多时的温度C.发酵速度最快时的温度D.细胞分裂速度最快时的温度

答案：A

解析：微生物生长的最适温度是指微生物在该温度下生长速度最快。不同微生物的最适温度不同，在最适温度下，微生物的酶活性等生理功能处于最佳状态，有利于其快速生长繁殖。积累代谢产物最多时的温度不一定是最适生长温度；发酵速度最快时的温度也可能因发酵条件等因素而有所不同；细胞分裂速度最快时的温度通常就是生长最快时的温度，即最适温度。

5.在有氧条件下，葡萄糖通过EMP途径彻底氧化分解产生的ATP数量是（）A.2个B.4个C.38个D.1个

答案：C

解析：在有氧条件下，葡萄糖通过EMP途径（糖酵解途径）、三羧酸循环和呼吸链等一系列反应彻底氧化分解。1分子葡萄糖经EMP途径产生2分子丙酮酸，产生2个ATP，2分子丙酮酸进入三羧酸循环彻底氧化分解产生36个ATP，总共产生38个ATP。

6.下列哪种酶不属于诱导酶？（）A.乳糖操纵子中的β-半乳糖苷酶B.淀粉酶C.脲酶D.青霉素酶

答案：C

解析：诱导酶是在环境中有诱导物（通常是酶的底物）存在时，微生物才会合成的酶。乳糖操纵子中的β-半乳糖苷酶是在乳糖存在时诱导合成的；淀粉酶可在淀粉等底物存在时诱导产生；青霉素酶可在青霉素存在时诱导合成。脲酶是组成酶，是微生物细胞中一直存在的酶，不依赖于特定诱导物的存在。

7.微生物代谢调节的方式不包括（）A.酶活性调节B.酶合成调节C.细胞膜通透性调节D.激素调节

答案：D

解析：微生物代谢调节主要有酶活性调节、酶合成调节和细胞膜通透性调节。酶活性调节通过改变酶分子的构象来调节酶的活性；酶合成调节通过控制酶的合成量来调节代谢；细胞膜通透性调节通过改变细胞膜的通透性来影响物质的进出，从而调节代谢。微生物一般不通过激素调节来进行代谢调节，激素调节主要存在于高等生物中。

8.基因工程中常用的载体是（）A.质粒B.噬菌体C.病毒D.以上都是

答案：D

解析：基因工程中常用的载体有质粒、噬菌体和病毒等。质粒是一种小型环状双链DNA分子，能自主复制；噬菌体是感染细菌的病毒；病毒也可作为载体用于基因的传递和表达。这些载体具有能自我复制、有多个限制酶切割位点、有筛选标记等特点，便于外源基因的插入、筛选和表达。

9.下列哪种发酵方式属于厌氧发酵？（）A.酒精发酵B.醋酸发酵C.谷氨酸发酵D.柠檬酸发酵

答案：A

解析：酒精发酵是在无氧条件下，酵母菌将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，属于厌氧发酵。醋酸发酵是醋酸菌在有氧条件下将酒精氧化为醋酸；谷氨酸发酵和柠檬酸发酵一般都是在有氧条件下进行，利用微生物将糖类等原料转化为相应的发酵产品。

10.微生物工程下游加工过程中，细胞破碎的方法不包括（）A.机械法B.化学法C.酶解法D.沉淀法

答案：D

解析：细胞破碎的方法有机械法（如高压匀浆法、研磨法等）、化学法（如酸碱处理、有机溶剂处理等）、酶解法（利用各种酶作用于细胞壁或细胞膜使其破碎）。沉淀法是用于分离和纯化蛋白质等生物大分子的方法，不是细胞破碎的方法。

二、填空题

1.微生物根据其细胞结构和组成可分为原核微生物、________和非细胞型微生物。

答案：真核微生物

2.微生物生长所需要的营养物质包括碳源、氮源、________、生长因子和水。

答案：无机盐

3.培养基按其成分来源可分为天然培养基、合成培养基和________。

答案：半合成培养基

4.微生物生长曲线可分为迟缓期、对数期、稳定期和________。

答案：衰亡期

5.发酵工业中常用的灭菌方法有湿热灭菌、干热灭菌和________。

答案：过滤除菌

6.酶活性调节的方式主要有共价修饰调节和________。

答案：变构调节

7.基因工程的基本操作步骤包括目的基因的获取、载体的选择与构建、________、目的基因的检测与鉴定。

答案：目的基因与载体的连接

8.微生物发酵类型主要有好气性发酵、厌气性发酵和________。

答案：兼性厌氧发酵

9.微生物工程下游加工过程一般包括预处理、细胞破碎、提取、精制和________。

答案：成品加工

10.常用的固定化酶方法有吸附法、共价偶联法、交联法和________。

答案：包埋法

三、判断题

1.所有微生物都能在人工培养基上生长。（）

答案：×

解析：有些微生物是专性寄生菌，必须寄生在活细胞内才能生长，不能在人工培养基上生长。

2.微生物生长的最适pH值就是其发酵生产的最适pH值。（）

答案：×

解析：微生物生长的最适pH值和发酵生产的最适pH值不一定相同，不同的代谢过程对pH值的要求可能不同。

3.组成酶的合成不受环境因素的影响。（）

答案：√

解析：组成酶是微生物细胞中一直存在的酶，其合成不受环境因素的影响，而是受遗传物质的控制。

4.基因工程中目的基因只能从基因组文库中获取。（）

答案：×

解析：目的基因可以从基因组文库中获取，也可以通过反转录法从mRNA合成cDNA获取，还可以通过化学合成法人工合成。

5.发酵罐的搅拌速度越快越好。（）

答案：×

解析：搅拌速度过快会导致能耗增加、泡沫过多等问题，同时也可能对微生物细胞造成损伤，所以搅拌速度应根据发酵工艺要求适当控制。

6.微生物工程下游加工过程中，提取的目的是将目标产物与杂质初步分离。（）

答案：√

解析：提取阶段主要是采用各种方法将目标产物从发酵液等原料中初步分离出来，去除大部分杂质。

7.固定化酶的优点之一是可以反复使用。（）

答案：√

解析：固定化酶将酶固定在载体上，使其在反应后可以与产物分离，能够多次重复使用，降低了生产成本。

8.厌氧发酵过程中不需要任何气体参与。（）

答案：×

解析：厌氧发酵虽然不需要氧气，但可能需要二氧化碳等气体来维持一定的压力和环境条件，有些厌氧发酵还会产生其他气体。

9.微生物生长的对数期细胞代谢最旺盛，产物积累最多。（）

答案：×

解析：微生物生长的对数期细胞代谢最旺盛，但产物积累主要在稳定期，因为稳定期微生物生长速率降低，开始大量积累代谢产物。

10.培养基的灭菌温度越高，灭菌效果越好。（）

答案：×

解析：在一定范围内，灭菌温度越高，灭菌效果越好，但过高的温度可能会导致培养基成分被破坏，所以要选择合适的灭菌温度和时间。

四、简答题

1.简述微生物的特点。

答案：-个体微小，结构简单：微生物个体通常极其微小，需要借助显微镜才能观察到，其结构相对简单，没有复杂的组织和器官。-繁殖迅速：微生物繁殖速度极快，在适宜条件下，短时间内就能产生大量后代。-代谢类型多样：微生物具有丰富的代谢类型，能利用各种不同的物质作为营养源，进行有氧呼吸、无氧呼吸等多种代谢方式。-分布广泛：微生物在自然界中分布极为广泛，无论是土壤、水、空气，还是动植物体内外，都有它们的存在。-容易变异：微生物的遗传物质相对简单，容易发生变异，这使得它们能够快速适应环境变化。

2.什么是培养基？简述培养基的分类。

答案：培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。

培养基的分类如下：-按成分来源分：-天然培养基：含有化学成分不明确的天然物质，如牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基、马铃薯培养基等。-合成培养基：由化学成分完全了解的物质配制而成，如高氏一号培养基等。-半合成培养基：含有部分天然成分和部分已知化学成分的物质，如常用的一些发酵培养基。-按物理状态分：-液体培养基：呈液体状态，常用于大规模培养微生物或进行微生物生理生化研究。-固体培养基：加入凝固剂（如琼脂）后呈固体状态，可用于微生物的分离、纯化、鉴定等。-半固体培养基：凝固剂用量较少，呈半固体状态，可用于观察微生物的运动、保藏菌种等。-按功能分：-基础培养基：能满足一般微生物生长繁殖所需的基本营养成分的培养基。-加富培养基：在基础培养基中加入某些特殊营养物质，用于培养营养要求苛刻的微生物。-选择培养基：根据微生物的特殊营养要求或对某些化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应物质，抑制不需要的微生物生长，促进所需微生物生长。-鉴别培养基：在培养基中加入某种试剂或化学物质，通过微生物代谢产物与试剂或化学物质的反应，来鉴别不同种类的微生物。

3.简述微生物生长曲线各阶段的特点。

答案：-迟缓期：微生物接种到新鲜培养基后，需要一段时间来适应新环境，细胞不立即分裂，生长速率近于零。此阶段细胞内RNA、蛋白质等物质含量增加，体积增大，为细胞分裂做准备。-对数期：细胞进入快速分裂阶段，生长速率常数R最大，细胞数目以几何级数增加。此阶段细胞代谢旺盛，个体形态和生理特性比较一致，是研究微生物生理特性的良好材料。-稳定期：随着营养物质的消耗和代谢产物的积累，环境条件逐渐不适宜微生物生长，细胞生长速率逐渐下降，新繁殖的细胞数与死亡的细胞数达到动态平衡，活菌数保持相对稳定。此阶段微生物开始积累代谢产物，一些芽孢杆菌开始形成芽孢。-衰亡期：营养物质耗尽，代谢产物积累过多，环境对微生物生长越来越不利，细胞死亡率增加，活菌数急剧下降，细胞出现多种形态，如畸形、衰颓形等。

4.什么是酶活性调节？简述其调节方式。

答案：酶活性调节是指通过改变酶分子的构象来调节酶的活性，从而影响微生物代谢的过程。

调节方式主要有：-共价修饰调节：酶蛋白肽链上的一些基团可在其他酶的催化下与某些化学基团共价结合，或去掉已结合的化学基团，从而改变酶的活性。例如，糖原合成酶磷酸化后无活性，糖原磷酸化酶磷酸化后有活性。-变构调节：一些酶分子含有多个亚基，当底物或效应物与酶分子上的别构中心结合后，会引起酶分子构象的改变，从而影响酶的活性。例如，天冬氨酸转氨甲酰酶的活性受其终产物CTP的变构抑制。

5.简述基因工程的基本操作步骤。

答案：-目的基因的获取：可从生物基因组文库中获取，也可通过反转录法从mRNA合成cDNA获取，还可通过化学合成法人工合成。-载体的选择与构建：选择合适的载体（如质粒、噬菌体、病毒等），并对其进行改造，使其具有多个限制酶切割位点、筛选标记等，便于外源基因的插入和筛选。-目的基因与载体的连接：用同一种限制酶切割目的基因和载体，使其产生相同的粘性末端或平末端，然后用DNA连接酶将目的基因与载体连接起来，形成重组DNA分子。-将重组DNA分子导入受体细胞：将重组DNA分子导入合适的受体细胞（如大肠杆菌、酵母菌、动植物细胞等），使其在受体细胞中进行复制和表达。-目的基因的检测与鉴定：通过多种方法检测目的基因是否导入受体细胞、是否转录和翻译，以及表达产物是否具有生物活性等，如PCR技术、核酸分子杂交技术、免疫检测技术等。

五、论述题

1.论述微生物工程在食品工业中的应用及其重要性。

答案：

微生物工程在食品工业中有着广泛的应用，对食品的生产、加工、保鲜等方面都发挥着极其重要的作用。

一、食品发酵生产

1.酿造酒类-酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳，是啤酒、葡萄酒、白酒等酿造的关键过程。例如，啤酒酿造中，麦芽汁经过接种酵母菌发酵，产生酒精和各种风味物质，赋予啤酒独特的口感和香气。-乳酸菌在酒类发酵后期可参与苹果酸-乳酸发酵，降低酒的酸度，改善酒的风味，使葡萄酒口感更加柔和。

2.发酵乳制品-乳酸菌是发酵乳制品的重要微生物。如酸奶的制作，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌等乳酸菌将牛奶中的乳糖发酵为乳酸，使牛奶凝固并产生独特的酸味和风味物质。同时，乳酸菌发酵产生的有机酸可抑制有害微生物的生长，延长酸奶的保质期。-干酪生产中，多种乳酸菌和凝乳酶等共同作用，使牛奶中的蛋白质凝固，经过一系列加工制成不同种类的干酪，如切达干酪、蓝纹干酪等，各具特色的风味和质地。

3.发酵豆制品-米曲霉等霉菌在豆豉、酱油等豆制品发酵中起着重要作用。米曲霉能分泌蛋白酶、淀粉酶等多种酶类，将大豆中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，淀粉分解为糖类，从而形成豆豉和酱油独特的风味和色泽。例如，酱油酿造过程中，米曲霉在大豆上生长繁殖，经过发酵、晒制等工序，最终制成美味的酱油。

二、食品保鲜

1.利用微生物产生的抑菌物质-一些乳酸菌能产生乳酸、过氧化氢等抑菌物质，可用于食品保鲜。例如，在肉类、蔬菜等食品表面喷洒含有乳酸菌的制剂，能抑制有害微生物的生长，延长食品的货架期。-纳他霉素是一种由链霉菌产生的多烯大环内酯类抗生素，对霉菌、酵母菌有较强的抑制作用，可用于防止食品表面霉菌生长，如在奶酪、肉制品表面涂抹纳他霉素，能有效保鲜。