微生物学的应用习题参考答案

第十一章微生物学的应用习题参考答案
一、选择题
1-5. CDAAAAC；6. B
二、是非题
1-5. FFTFF；6-7. FT
三、填空题
1. 糖类化合物
2. 同型；异型
3. 自然；纯种
4. 深层培养；固体基质
5. 促进植物生长发育；增强抗寒抗旱；抗倒伏的能力；提高农作物的品质和产量
6. 高等植物叶绿素；蛋白质的合成；光合作用；养分的吸收和利用
7. 对病原菌的抑制作用；影响宿主或其他菌株的代谢活性；刺激机体的免疫系统；减缓乳
糖不适症
8. 瘤胃内氨；蛋白质；蛋白质；非氨态氮；植物酶活性，提高单胃动物对；磷
9. 谷氨酸；赖氨酸；苏氨酸；异亮氨酸；缬氨酸；精氨酸
10. 谷氨酸钠为鲜味剂；色氨酸和甘氨酸为甜味剂；赖氨酸为营养增强剂
11. 保护细胞；影响细胞移动；增殖和分化；影响细胞的吞噬功能；屏蔽细胞膜上的机械感
受器；调节合成细胞的能力；肿瘤
12. 深层通气发酵；固体通风发酵
13. 纯菌种的分离（用选择性培养法和平板分离法纯化得到）；纯培养操作及其保障措施（高
温灭菌、空气除菌、无菌操作、认真贯彻执行生产操作规程等）；纯培养空间（经过无菌处理并在无菌条件保障下的玻璃培养器皿及其培养箱、摇瓶及摇瓶培养室、各种类型的大小发酵罐及其补料等设备）
14. 寄生；拮抗；竞争
四、解释题
1. 菌根是土壤中某些真菌侵染植物根部，与其形成的菌-根共生体。

与农业关系密切的是VA 菌根真菌，它是土壤共生真菌中宿主和分布范围最广的一类真菌。

研究表明，V A菌根不但侵染的植物种类多，范围广，而且V A菌根的菌丝具有协助植物吸收磷类营养的功能。

2. 有机肥是利用历史最悠久、用量最大、综合效益俱佳的“多功能”微生物肥料，它实际上是动物排泄物、动植物残体被微生物部分或全部降解的混合物。

它不但给作物提供养料，还能改善土壤的耕作性能。

3. 原位发酵又称分批发酵或分批培养，即在一个发酵罐或生物反应器中，投入一定量的发酵培养基，灭菌消毒后接入一定量的种子液，控制合适的发酵条件，让微生物在发酵罐中生长繁殖，当菌丝体增长到一定量后发酵过程自动转入次级代谢阶段，产生大量的目标产物（即药物)最后当产物的量不再明显增加时所有的发酵液一次性放出，进入分离纯化车间。

4. 以一定速度向发酵罐内连续供给新鲜培养基的同时，将含有微生物和产场的培养液以相同速度从发酵罐内放出，发酵罐内液量维持恒定。

经过一定时问培养后，培养物就近似于恒定状态的生长和代谢，这时所有物质（营养物、产物、微生物细胞等）的浓度、环境的物理状态（如pH、DO）以及比生长速率等始终维持不变，即稳定状态。

5. 定向进化技术指人为地创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制，在体外对基因进行随机突变，从一个或多个已经存在的亲本酶（天然的或者人为获得的）出发，经过基因的突变和重组，构建一个人工突变酶库，通过一定的筛选或选择方法最终获得预先期望的具有某些特性的进化酶。

6. 易错PCR（error prone PCR）是指在扩增目的基因的同时引入碱基错配，导致目的基因随机突变。

五、简答题
1. 单细胞生产常用原料有：糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发酵废液、稻草、稻壳、玉米芯、木榍等的水解液；天然气、乙醇、乙烷等；乳制品和啤酒生产的废弃物；
发酵方法：深层通气发酵和固体通风发酵；
主要用途：作为单细胞食品；提取核苷酸、辅酶A、乳糖酶等医药及生物试剂；
主要菌种：产元假丝酵母、解脂假丝酵母、嗜石油假丝酵母等。

2. 原料；豆饼、麸皮、大麦、小麦和大豆等；
菌种：黄曲霉、米曲霉；
工艺流程：大豆等→熏蒸→接种→制曲→加盐和水→发酵→压滤→酱油。

3. 益生菌的作用有：主要在于维持肠道菌群平衡，抵抗病原菌的侵入和定植，增加机体的免疫功能，从而达到促进机体生长、防治疾病的目的。

应用：
促进动物生长，提高饲料的利用率如以腊状芽孢杆菌为主的微生态制剂DM423，喂养仔猪能够促进生长发育，增重效果明显，平均增重10%左右；饲喂仔鸡，使日增重率提高7%；喂养蛋鸡，产蛋率提高5%。

刺激免疫功能，增强动物抗肠道感染的能力酵母菌可以用来预防和治疗与坚强梭菌有关的腹泻和结肠炎，坚强梭菌分泌毒素A，结合到肠上皮细胞受体上，引起腹泻。

酵母菌可以抑制上皮细胞受体蛋白的合成，以降低毒素A与受体结合的机会；酵母菌还能分泌一种蛋白酶，抑制毒素A与受体结合。

嗜酸乳杆菌不仅可以降低大肠内氨含量，而且还可以分解病原菌产生的毒素，使其失活，从而减轻腹泻症状。

净化环境枯草芽胞杆菌可在大肠中产生氨基氧化酶、氨基转移酶及分解硫化物的酶，将生物胺、吲哚、硫化物等化合物氧化，转化成无臭无毒的物质，从而降低血液及粪便中有害气体浓度，减少其向环境中的释放量，改善饲养环境。

4. 基因克隆（gene cloning）或分子克隆,又称为重组ＤＮＡ技术，是应用酶学方法，在体外将不同来源的DNA分子通过酶切、连接等操作重新组装成杂合分子，并使之在适当的宿主细胞中进行扩增，形成大量的子代DNA分子的过程。

一个完整的基因克隆过程包括以下步骤：
获得待克隆的DNA片段（基因）；
目的基因与载体在体外连接；
重组DNA分子导入宿主细胞；
筛选、鉴定阳性重组子；重组子的扩增与／或表达。

六、论述题
1. 微生物酶在食品中的应用有着自己的特点：
优点：种类多、便于工业化生产、产量大可
缺点：一种微生物可同时产生多种酶，因此工序较复杂。

目前微生物酶制剂有食品中的应用有：
例如二肽甜味素，味如白糖，但甜度高出糖150倍，而且不腻不苦，低热量可减肥，不需要胰岛素助消化，适宜于肥胖症、糖尿病和心血管病人等食用。

1983年美国获准用于配
制软饮料以来，现在盛行于全世界。

该产品是由L-苯丙氨酸和L-天冬氨酸合成的二肽，原用化学催化剂合成，价格昂贵，而后发明用嗜热脂肪芽孢杆菌所产的蛋白酶作催化剂，逆向合成该甜味素，工艺简便，产品价格大幅下降，因而也促合了嗜热脂肪芽孢杆菌蛋白酶生产的工业化。

假单胞菌、链霉菌、节杆菌深层液体好氧培养生产的葡萄糖异构酶可用于制备果糖、饮料
产气杆菌等深层液体好氧培养产的异淀粉酶可用于生产麦芽糖、麦芽三糖等。

2. 微生物肥料有：微生物氮肥；微生物磷肥；微生物钾肥；VA菌根真菌肥料；微生物-微量元素复合生物肥料；有机堆肥
微生物氮肥种类：主要有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、固氮蓝细菌肥料、弗兰克菌肥料。

根瘤菌肥料：它是利用根瘤菌与豆科植物共生，植物根毛弯曲而形成根瘤来进行固氮。

据估计平均每亩豆科植物的根瘤菌从空气中摄取的氮可达到3~12kg，相当于15~60kg硫酸铵的肥效。

固氮菌肥料：由于共生固氮菌的固氮作用受作物的限制因素较多，目前科学家也致力于自生固氮菌肥料和联合固氮菌的研究和开发。

微生物磷肥如磷细菌肥：此类菌肥采用优良的解磷微生物和溶磷微生物，经人工培养并制成菌剂，施入田间，提高土壤中可溶性磷酸盐的含量，为农作物生长提供有效态磷元素。

菌根菌肥：菌根均具有促进植物吸收磷元素、增加植物生长量和抗逆性等优点，因此越来越受到人们的重视。

目前多采用侵染了菌根均的植物根作为接种剂，施入田间感染植物。

微生物钾肥钾是一种不同于氮、炭、磷和硫等元素的植物营养元素，它不参与植物体的组成，而只是在代谢中发挥重要作用，促进植物生长发育，增强抗寒抗旱、抗倒伏的能力，提高农作物的品质和产量。

目前采用的生产菌种大多是胶质芽孢杆菌和胶冻芽孢杆菌，主要用于缺钾地区和对钾需要量较大的作物。

V A菌根真菌肥料菌根是土壤中某些真菌侵染植物根部，与其形成的菌-根共生体。

与农业关系密切的是V A菌根真菌，它是土壤共生真菌中宿主和分布范围最广的一类真菌。

研究表明，V A菌根不但侵染的植物种类多，范围广，而且V A菌根的菌丝具有协助植物吸收磷类营养的功能。

微生物-微量元素复合生物肥料：微生物元素在植物体内是酶或辅酶的组成成分，对高等植物叶绿素、蛋白质的合成、光合作用以及养分的吸收和利用方面起着促进和调节的作用。

如元素铝、铁等是固氮的组成成分，是固氮作用不可缺少的元素。

有机堆肥有机肥是利用历史最悠久、用量最大、综合效益俱佳的“多功能”微生物肥料，它实际上是动物排泄物、动植物残体被微生物部分或全部降解的混合物。

它不但给作物提供养料，还能改善土壤的耕作性能。

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