水活度表示在天然或人为环境中,微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。其定量含义为:某溶液的 蒸气压与纯水蒸气压之比。生长繁殖在水活度高的微生物代谢旺盛,在水活度低的范围内生长的微生物抗 逆性强。了解各类微生物生长的水活度,不仅有利于设计培养基,而且还对防止食物的霉腐具有指导意义。
9.何为生理酸性盐和生理碱性盐?各举一例。
由于在吸收环境中的同时,根细胞必定有相同电荷的与之交换。所以环境中氢离子浓度的增加,pH值降低。这种盐称为生理酸性盐。由于在吸收环境中NO3-的同时,根细胞必定有相同电荷的与之交换,所以环境溶液中浓度增加,并形成了碳酸氢钠,溶液pH上升,呈碱性。把这一类能使土壤碱化的盐称为生理碱性盐。
10.用于培养基中的凝固剂有哪几种?她们各有何优、缺点?为什么一般以琼脂为最好?
常见凝固剂有琼脂、明胶、无机硅胶等。琼脂由于形成凝胶后透明度高、保水性好、无毒、不被微生物液化等优点, 逐渐成为最常用的凝胶剂。后来,又发现无机硅胶、瓜尔胶、卡拉胶在某些情况下可用作凝固剂。
琼脂在较高的温度下可以熔化,熔化后会扩散到整个培养液,较低温度时可以凝固 ,此时便将液体变成胶体了.此时与果冻类似。
11.什么叫单功能营养物、双功能营养物和多功能营养物?试各举一例。
只具有一种营养功能的营养物称为单功能营养物,如光辐射能源;同时具有两种营养功能的称为双功能营 养物,如铵根离子;同时具有三种营养功能的营养物称为三功能营养物,如氨基酸。
12.请查阅相关资料或手册,查询某一培养基配方,试阐述其中各个成分的作用,并判断属于什么类型的培养基(书本上的培养基除外)。
凡是能从无机碳开始自行合成个体细胞中有机碳化合物的生物 视为自养的,因为是自力更生,自给自足的。反之,凡是缺少任何一种含碳有机物就无法生活的生物,则称为异养生物(开别人先合成好有机物,自己再直接利用有机碳化物)。
你看上述培养基 期间没有任何的含碳有机物,说明能利用此培养基的生物一定是依赖空气中二氧化碳生活的。因此属于自养微生物。
其实,含碳有机物必然含氢,至于是不是一定要含氮,不是判断自养还是异养的标准,但很多时候,给微生物供给的蛋白质或者氨基酸一类的物质,这类含碳物质同时含有氮素。因此有了你题目中的说法,但后者不很确切。
第五章
1.列出三种以上的次生代谢产物并阐述其意义。
抗生素、色素、毒素、生物碱、信息素等。它们是细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子化合物,其产生和分布通常有种属、以及生长发育时期的特异性。
2.什么是生物氧化?比较与非生物氧化之间的异同。
生物氧化是在生物体内,从代谢物脱下的氢及电子,通过一系列酶促反应与氧化合成水,并释放能量的过程。生物氧化的反应较为平缓,反应快,因为生物氧化一般有酶参与,酶能降低活化能,从而加快反应,但比较合适生物体的自身,比如葡萄糖在人体内被氧化时,它放的热不像在空气中燃烧那样的激烈。而非生物氧化一般是氧气的参加,有的快,有的慢,比如燃烧就比较快,铁生绣就比较慢.加催化剂能加快反应,但不是降低活化能而加快反应的。
3.什么叫呼吸?什么是呼吸链(电子传递链)?呼吸链有哪些组分?
呼吸是有机体利用氧气通过代谢分解有机化合物释放化学能的过程。呼吸链是线粒体内膜上存在多种酶与辅酶组成的电子传递链,可使还原当量中的氢传递到氧生成水。呼吸链包含15种以上组分,主要由4种酶复合体和2种可移动电子载体构成。其中复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、辅酶Q和细胞色素C的数量比为1:2:3:7:63:9。可分为一下两大类:1.氢传递链:包括NAD+、FMN(FAD)、UQ等。2.电子传递链:包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白。
4.自EMP途径中丙酮酸出发的发酵有哪些?它们对食品与发酵工业有何意义?
同型酒精发酵、同型乳酸发酵、丙酸发酵、混合酸发酵、丁酸型发酵等。EMP途径的生理学功能①为合成代谢供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力②为合成代谢提供多种中间代谢产物③连接三羧酸循环(TCA)、HMP途径和ED途径的桥梁④通过逆向反应可进行多糖合成。
5.试比较同型与异型乳酸发酵。
同型乳酸发酵:葡萄糖通过EMP途经,并且只单纯产生两分子乳酸。异型乳酸发酵:葡萄糖经HMP途径发酵后除主要产生乳酸外还产生乙醇、乙酸、二氧化碳等多种产物。
6.试列表比较有氧呼吸、无氧呼吸与发酵的异同点。
比较 脱氢 递氢 受氢 需氧 释能 呼吸 以[ H ]存在 电子传递连 O2 是 是 无氧呼吸 以[ H ]存在 呼吸链 氧化态无机物、有机物 否 是 发酵 以[ H ]存在 不经过呼吸链 内源性中间代谢产物 否 是 7.试从狭义和广义两方面来说明发酵的概念。
狭义的就是指微生物的发酵工程,广义上发酵是这样一种生物氧化方式:在没有外源最终电子受体的条件下,化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的(已经经过该细胞代谢的)有机化合物的还原相耦合,一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化,而是通过底物(激酶的底物)水平磷酸化来获得代谢能ATP;能源有机化合物释放的电子的一级电子载体NAD,以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD,同时将后者还原成发酵产物(不完全氧化的产物)。
8.写出固氮过程从分子氮还原到氨并进一步转变为各种氨基酸的反应过程。
其反应式可以概括为: N2 + e + H+ + ATP ——→ NH3 + ADP + Pi N2 + 6H+ + nMg-ATP +6e-(酶)→2NH3+nMg-ADP+nPi
9.微生物代谢调节有何特点?它们调节代谢流的主要方式有哪两类?其机制如何?
代谢调节特点:可塑性强、灵敏度高、反应精确。
方式:①调节酶合成量的酶诱导、阻遏机制②调节酶催化活力的激活和抑制的反馈抑制机制
10.微生物代谢调节在发酵工业中有何重要性?试举例加以说明。
微生物代谢调节是指对微生物自身各种代谢途径方向的控制和代谢反应速度的调节。 代谢反应方向的控制是控制代谢走何种途径,即解决代谢何种产物的问题。 代谢反应速度的调节是控制代谢反应快慢,即解决代谢多少产物的问题。
微生物的代谢过程中会产生很多代谢产物。有些是我们需要的,有些是我们不需要的。有些需要的多有些需要的少,因此要通过,分子手段能方式通过调节酶的合成,酶的活
性,分支生物合成途径,能荷等调节初级代谢。或通过其他方法调控次级代谢产物。进而获得我们理想的代谢产物。
11.归纳本章的名词解释。
66.新陈代谢:生物体从环境摄取营养物转变为自身物质,同时将自身原有组成转变为废物排出到环境
中的不断更新的过程。
67.分解代谢:生物体内复杂大分子降解成简单分子的物质代谢过程。 68.合成代谢:生物体内成分合成过程的统称。
69.有氧呼吸:生物在有氧条件下进行呼吸,包括底物氧化及能量产生的代谢过程。 70.无氧呼吸:生物在无氧条件下进行呼吸,包括底物氧化及能量产生的代谢过程。 71.发酵:细菌和酵母等微生物在无氧条件下,酶促降解糖分子产生能量的过程。
72.生物氧化:在生物体内,从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。
73.同型乳酸发酵:葡萄糖通过EMP途经,并且只单纯产生两分子乳酸的发酵。
74.异型乳酸发酵:葡萄糖经HMP途径发酵后除主要产生乳酸外还产生乙醇、乙酸、二氧化碳等多种产物的发酵。
75.氧化磷酸化:物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。主要在线粒体中进行。
76.生物固氮:指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。
77.次生代谢物:生长发育所必需的小分子有机化合物。其生成与分布通常有中枢、器官组织和生长发育期的特异性。
78.初级代谢产物:是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质,如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。
12.青霉素为何只能抑制代谢旺盛的细菌?其制菌机制如何?
原因:青霉素抑制肽聚糖的合成过程,形成破裂的细胞壁,代谢旺盛的细菌才存在肽聚糖的合成,因此此时有青霉素作用时细胞易死亡。
作用机制:青霉素破坏肽聚糖合成过程中肽尾与肽桥间的转肽作用。
第六章
1.测定微生物生长和繁殖的方法有哪些?试比较它们的优缺点。
繁殖数:(一)、直接法:在显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法,所的结果包括死细胞。①比例计数法:很粗的计算方法②血球计数板法:可以数出死菌和活菌的数目较精确,但亦有一定误差。
(二)、间接计数法:活菌计数法①液体稀释法(MPN):不准确②平板菌落计数法:不能全面反映样品中的活菌数,技术要求较高。
生长量:(一)、直接法:a.测体积:很粗的方法,用于初步比较用。b.称干重:可用离心法或过滤法测定。
(二)、间接法:a.比浊法:可用目测观察未知浓度菌的浓度高低,精确度低,方便;精确测定可用分光度计,方法简单,可随时测出菌体生长情况。b.生理指标法:测含氮
量,含碳量等,精确度很高,但测定技术要求高。
2.影响微生物生长的因素包括哪些?通过对这些因素的控制可以实现哪些食品加工与保藏?
因素:温度 氧气 pH;营养物资。
温度:适宜的温度有助于微生物的生长繁殖,低温可以抑制微生物的生长活动,所以食物放入冰箱可以保证其新鲜。高温可以杀死微生物,也是我们现在生活选择蒸煮食物的原因,就是杀死食物里的微生物,并且使食物里的营养更容易被人体吸收。
湿度:微生物生长需要适当水分(所有生物都离不开水),食物受潮容易变质也是和水分有关,也是干货产生的原因,更有利于食物长期保存。
营养物资:营养成分高的食物更容易变质,微生物生长繁殖需要大量的营养物资。 对食物的影响主要是这3个方面。
3.何为同步培养物?有哪些获得方法?
指使细胞的分裂周期为同步的培养的微生物。平板分离法(稀释涂布平板法、稀释混合平板法、平板划线法);单细胞挑取法。
4.比较灭菌、消毒、防腐的异同,并各举若干实例。 比较项目 处理因素 灭菌 强理化因素 消毒 防腐 化疗 利用化学物质 宿主体内 有关病原微生物 杀死或抑制 抗生素,磺胺药,生物药物素 较温和的理化理化因素 因素 有机质物处理对象 任何物体内外 物体表面 体内外 腐微生微生物类型 一切微生物 有害的病原菌 霉物 杀死或抑对微生物作用 彻底杀灭 杀死或抑制 制 藏,干70%酒精消冷实例 加压蒸汽灭菌 毒,巴氏消毒燥,盐腌,缺氧,化学法 防腐 5.什么叫典型生长?曲线?它可分为几期?划分的依据是什么?
典型生长曲线 :将少量纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中培养。在适宜条件下,其群体就会有规律地生长,定时取样测定细胞含量,以细胞数目的对数值作纵坐标,以培养时间作横坐标,就可以画出一条有规律的曲线,这就是微生物的典型生长曲线。
划分的依据:单细胞微生物。
(1)延滞期(停滞期、调整期) (2) 对数期⑶稳定期 ⑷衰亡期 6.延滞期有何特点?如何缩短延滞期?
特点:a.生长速率常数为零;b.细胞形态变大或增大;c.细胞内RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性。d.合成代谢活跃;e.对外界不良条件的反应敏感。