天津科技大学 生物工程学院
制药工程专业
2005~2006学年第二学期 工业微生物学试卷（A ）答案
一、名词解释（每题2分，共20分）
1. 芽孢：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的折光性很强的抗逆性休眠体，称为芽孢。
2. 烈性噬菌体：感染宿主细胞后，能引起宿主迅速裂解的噬菌体。（或：在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟（装配） 和裂解5个阶段而实现其繁殖的噬菌体。）
3. 化能异养型：能源和碳源都来自有机物的营养类型。
4. 巴氏消毒法：专用于牛奶、啤酒、酱油等不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料的低温消毒方法，此法可杀灭物料中无芽孢病原菌，又不影响其风味。具体方法可分为：低温维持法（63℃，30分） 和高温瞬时法（72℃，15秒）。
5. 呼吸：又称好氧呼吸，是一种最普遍的生物氧化方式。即指底物按常规方式脱氢后，脱下的氢经完整的呼吸链（又称电子传递链）传递，最终被外源分子氧接受，产生水并释放出ATP 形式的能量，是一种高效产能方式。
6. 营养缺陷型：某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷性。
7. Hfr 菌株：即高频重组菌株。在该菌株细胞中，F 因子整合在核染色体组的特定位点，Hfr 菌株与F 菌株接合后，发生基因重组的频率要比F +与F 接合后的频率高出数百倍。 ––
8. 点突变：又称基因突变，是指一个基因内部遗传结构或DNA 序列的任何改变，仅涉及一对或少数几对碱基的置换、缺失或插入，因其发生的范围很小，所以又称点突变。
9. 质粒：指一种独立于染色体之外的、能进行自主复制的双链闭合环状的DNA 分子。也有极少的质粒是线性的DNA 分子。
10. 半抗原：只具有反应原性而缺乏免疫原性的抗原。
二、填空（每空0.5分，共30分）
1. 原核微生物主要有六类，即细菌、放线菌、蓝细菌、
支原体、衣原体和立克次氏体。
2. 请将具有以下功能的原核生物的细胞构造添入下表相应的位置：
3. 脂多糖是革兰氏菌特有的细胞壁成分，也是这类菌产生 素的物质基础。
4. 链霉菌的菌丝分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝。
5. 酵母菌的主要无性繁殖方式是有性繁殖方式是囊孢子。
6. 温和噬菌体的三种存在状态为：、和。
7. 病毒粒子的主要化学成分是
8. 微生物有六种营养要素，分别是、 水和生长因子。
9. 营养物质进入细胞的方式有四种，即运输和基团转位。
10. 酿酒酵母是通过途径发酵葡萄糖产乙醇，运动发酵单胞菌是通过ED 途径发酵葡萄糖产乙醇。
11. 缩短延滞期的方法有和接种前后培养基的成分尽量接近。
11. 根据微生物与氧的关系，可将微生物分为大类。
12在两类不同原理的连续培养装置中用于科学实
验，而恒浊连续培养可用于发酵生产。
13. 原核微生物基因重组的方式主要有转化、转导、接合和原生质体融合。
14. 在营养缺陷型突变株的筛选中，通过法和法可以淘汰为数众多的野生型，从而达到“浓缩”缺陷型的目的。
15. 土壤中好氧性自生固氮菌与纤维素分解菌生活在一起时，二者间的关系属于互生关系；地衣中的藻类和丝状真菌之间的关系属于 共生关系；噬菌体与宿主细胞之间属于寄生关系。
16. 微生物的国际命名法采用的是双名法，即每一种微生物的学名都有一个属名在前，后面加一个种名构成。
17. 伍斯根据16S 和18S rRNA核苷酸序列同源性的比较，提出了一个崭新的分类学说，称为三域学说。
18. 写出下列属或种的微生物的重要用途：
Saccharomyces cerevisiae 酿酒，生产乙醇等；
Sreptomyces 抗生素；Penicillium chrysogenum青霉素； Bacillus thuringiensis细菌杀虫剂。
三、判断题（每题0.5分，共10分）
（√）1. 聚β-羟丁酸是细菌特有的碳源和能源储藏物。
（×）2. 古生菌具有与细菌类似功能的细胞壁，能用溶菌酶去除细 胞壁而获得原生质体。
（√）3. 青霉和曲霉的菌丝有隔膜，是多细胞菌丝。
（√）4. 朊病毒是一种蛋白质侵染颗粒，能引起哺乳动物的亚急性 海绵样脑病。。
（√）5. 每一种病毒只有一种核酸，不是DNA 就是RNA 。 （√）6. 生物界中，只有原核生物才有固氮能力。
（×）7. 高压蒸汽灭菌法是一种应用非常广泛的灭菌方法，主要依 据水蒸汽产生的高压而达到灭菌效果。
（×）8. 在发酵生产中，要使某一代谢产物获得最高量，就应使发 酵过程始终保持在菌体的最适生长温度范围内。
（×）9. 耐氧菌的耐氧机制是细胞内存在SOD 和过氧化氢酶，能消
除超氧自由基和过氧化氢对菌体的毒害。
（√）10. 链霉素的抑菌作用机制均是通过与30S 核糖体结合而抑制 菌体蛋白质的合成。
（√）11. A:T变成G:C为转换，A:T变成T:A为颠换。
（√）12. 大肠杆菌F +菌株与F -菌株接合后，F -菌株通常变成了F + 菌株，而供体菌的基因通常不被转移。
（×）13. 一种R 质粒只含有针对一种抗生素的耐药基因。 （√）14. 自发负突变是菌种衰退的根本原因。
（×）15. 营养缺陷型菌株在CM 培养基上只形成小菌落。
（×）16 .细菌素是某些细菌产生的次级代谢产物，其具有较广的抗 菌谱。
（×）17. 某细菌在含有一定浓度青霉素的培养基中培养一段时间 后，从这一细菌培养物中分离出高抗青霉素的突变株， 这种突变是通过适应环境而发生的。
（×）18. 紫外线引起突变的机理是促使遗传物质发生电离作用而造 成DNA 大片段缺失。（×）19. 数值分类法是依据微生物的遗传相似性进行分类的。
（√）20. 血清学反应可以利用已知抗体测定未知抗原，反之亦然。
四、问答题（共40分）
1. 简述磺胺类药物的杀菌作用机制。（6分）
磺胺是（四氢）叶酸组成部分对氨基苯甲酸（PABA ）的结构类似物。很多细菌不能利用外界提供的（四氢）叶酸，需要利用PABA 合成生长所需要的（四氢）叶酸。磺胺的存在，可与PABA 竞争性地与二氢蝶酸合成酶结合，干扰叶酸的合成，因而可抑制细菌的生长。人类因为没有二氢蝶酸合成酶等，不能利用外界提供的PABA 自行合成（四氢）叶酸，只能从饮食中直接摄取现成的（四氢）叶酸，因而对磺胺类药物不敏感。
2. 简述外毒素、类毒素和抗毒素三者的关系？（6分）
外毒素是革兰氏阳性病原细菌在生长过程中不断向外界环境分泌的一类毒性蛋白质。若用0.3%~0.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒
处理，可获得失去毒性但仍保留其抗原性的生物制品，称作类毒素。将类毒素注射机体后，可使机体产生对相应外毒素具有免疫性的抗体，即抗毒素。
3. T4噬菌体和λ噬菌体有何不同？在转导实验中两类噬菌体所形成的转导噬菌体（或转导颗粒）有何区别？（8分）
λ噬菌体：大肠杆菌的一种温和性噬菌体，在体外以线状的dsDNA 存在，进入宿主细胞后，通过其粘性末端碱基配对而环化。dsDNA 能插入到大肠杆菌DNA 的gal 和bio 之间，以前噬菌体状态存在，与宿主DNA 同步复制。
T 噬菌体：大肠杆菌的一种烈性噬菌体，侵染宿主细胞后，在宿主细胞内大量复制，引起宿主细胞裂解和死亡。
在转导实验中，λ噬菌体从宿主核染色体上脱离时，由于极低几率的不正常切离形成了部分缺陷噬菌体，能把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因整合、重组，形成转导子，即进行的是局限转导。T 噬菌体在宿主细胞内进行增殖包装时，有极低频率的噬菌体衣壳误包了供体菌的一小DNA ，形成完全缺陷噬菌体，能把供体菌的任何基因携带到受体菌中，进行的是普遍性转导。
4. 如何从苯胺污染废水中分离好气性的苯胺降解菌？如何检测苯胺降解是否与质粒有关？（8分）
将污染废水加入添加苯胺的培养基中震荡培养，将富集培养物适当稀释后，涂布在以苯胺为唯一碳源和以硫酸胺为氮源的选择性平板上，培养后，挑取平板上生长的菌落，测定其分解苯胺的能力。 将苯胺降解菌采用丫啶类染料、溴化乙啶、紫外线、重金属离子或高温等因子进行处理，然后测定处理后该菌分解苯胺的能力，如果消失，说明苯胺降解的基因位于质粒上。
5. 试述从自然界分离细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的方法（请注明所用培养基和培养温度），并说明这四大类微生物在菌落形态上如何进行鉴别？（12分）
细菌菌落：湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑起、质地均匀、正反面或中央与边缘颜色一致；常有臭味。
酵母菌落：较湿润、较光滑、较粘稠、易挑起、质地均匀、正反面或中央与边缘颜色一致（与细菌区别：较大、较厚颜色单调）。常有酒香味。
放线菌菌落：形态较小、干燥、不透明、质地致密（表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”）；与培养基结合紧密而难以挑起、正反面或中央与边缘颜色不一致；菌落边缘的琼脂平面有变形。常有泥腥味。
霉菌菌落：形态较大，质地疏松、外观干燥，不透明，呈蜘蛛网状、絮状、绒状或毯状；与培养基结合紧密而不易挑起，正反面或中央与边缘颜色构造常不一致；往往有霉味。
天津科技大学 生物工程学院
制药工程专业
2005~2006学年第二学期 工业微生物学试卷（A ）答案
一、名词解释（每题2分，共20分）
1. 芽孢：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的折光性很强的抗逆性休眠体，称为芽孢。
2. 烈性噬菌体：感染宿主细胞后，能引起宿主迅速裂解的噬菌体。（或：在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟（装配） 和裂解5个阶段而实现其繁殖的噬菌体。）
3. 化能异养型：能源和碳源都来自有机物的营养类型。
4. 巴氏消毒法：专用于牛奶、啤酒、酱油等不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料的低温消毒方法，此法可杀灭物料中无芽孢病原菌，又不影响其风味。具体方法可分为：低温维持法（63℃，30分） 和高温瞬时法（72℃，15秒）。
5. 呼吸：又称好氧呼吸，是一种最普遍的生物氧化方式。即指底物按常规方式脱氢后，脱下的氢经完整的呼吸链（又称电子传递链）传递，最终被外源分子氧接受，产生水并释放出ATP 形式的能量，是一种高效产能方式。
6. 营养缺陷型：某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷性。
7. Hfr 菌株：即高频重组菌株。在该菌株细胞中，F 因子整合在核染色体组的特定位点，Hfr 菌株与F 菌株接合后，发生基因重组的频率要比F +与F 接合后的频率高出数百倍。 ––
8. 点突变：又称基因突变，是指一个基因内部遗传结构或DNA 序列的任何改变，仅涉及一对或少数几对碱基的置换、缺失或插入，因其发生的范围很小，所以又称点突变。
9. 质粒：指一种独立于染色体之外的、能进行自主复制的双链闭合环状的DNA 分子。也有极少的质粒是线性的DNA 分子。
10. 半抗原：只具有反应原性而缺乏免疫原性的抗原。
二、填空（每空0.5分，共30分）
1. 原核微生物主要有六类，即细菌、放线菌、蓝细菌、
支原体、衣原体和立克次氏体。
2. 请将具有以下功能的原核生物的细胞构造添入下表相应的位置：
3. 脂多糖是革兰氏菌特有的细胞壁成分，也是这类菌产生 素的物质基础。
4. 链霉菌的菌丝分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝。
5. 酵母菌的主要无性繁殖方式是有性繁殖方式是囊孢子。
6. 温和噬菌体的三种存在状态为：、和。
7. 病毒粒子的主要化学成分是
8. 微生物有六种营养要素，分别是、 水和生长因子。
9. 营养物质进入细胞的方式有四种，即运输和基团转位。
10. 酿酒酵母是通过途径发酵葡萄糖产乙醇，运动发酵单胞菌是通过ED 途径发酵葡萄糖产乙醇。
11. 缩短延滞期的方法有和接种前后培养基的成分尽量接近。
11. 根据微生物与氧的关系，可将微生物分为大类。
12在两类不同原理的连续培养装置中用于科学实
验，而恒浊连续培养可用于发酵生产。
13. 原核微生物基因重组的方式主要有转化、转导、接合和原生质体融合。
14. 在营养缺陷型突变株的筛选中，通过法和法可以淘汰为数众多的野生型，从而达到“浓缩”缺陷型的目的。
15. 土壤中好氧性自生固氮菌与纤维素分解菌生活在一起时，二者间的关系属于互生关系；地衣中的藻类和丝状真菌之间的关系属于 共生关系；噬菌体与宿主细胞之间属于寄生关系。
16. 微生物的国际命名法采用的是双名法，即每一种微生物的学名都有一个属名在前，后面加一个种名构成。
17. 伍斯根据16S 和18S rRNA核苷酸序列同源性的比较，提出了一个崭新的分类学说，称为三域学说。
18. 写出下列属或种的微生物的重要用途：
Saccharomyces cerevisiae 酿酒，生产乙醇等；
Sreptomyces 抗生素；Penicillium chrysogenum青霉素； Bacillus thuringiensis细菌杀虫剂。
三、判断题（每题0.5分，共10分）
（√）1. 聚β-羟丁酸是细菌特有的碳源和能源储藏物。
（×）2. 古生菌具有与细菌类似功能的细胞壁，能用溶菌酶去除细 胞壁而获得原生质体。
（√）3. 青霉和曲霉的菌丝有隔膜，是多细胞菌丝。
（√）4. 朊病毒是一种蛋白质侵染颗粒，能引起哺乳动物的亚急性 海绵样脑病。。
（√）5. 每一种病毒只有一种核酸，不是DNA 就是RNA 。 （√）6. 生物界中，只有原核生物才有固氮能力。
（×）7. 高压蒸汽灭菌法是一种应用非常广泛的灭菌方法，主要依 据水蒸汽产生的高压而达到灭菌效果。
（×）8. 在发酵生产中，要使某一代谢产物获得最高量，就应使发 酵过程始终保持在菌体的最适生长温度范围内。
（×）9. 耐氧菌的耐氧机制是细胞内存在SOD 和过氧化氢酶，能消
除超氧自由基和过氧化氢对菌体的毒害。
（√）10. 链霉素的抑菌作用机制均是通过与30S 核糖体结合而抑制 菌体蛋白质的合成。
（√）11. A:T变成G:C为转换，A:T变成T:A为颠换。
（√）12. 大肠杆菌F +菌株与F -菌株接合后，F -菌株通常变成了F + 菌株，而供体菌的基因通常不被转移。
（×）13. 一种R 质粒只含有针对一种抗生素的耐药基因。 （√）14. 自发负突变是菌种衰退的根本原因。
（×）15. 营养缺陷型菌株在CM 培养基上只形成小菌落。
（×）16 .细菌素是某些细菌产生的次级代谢产物，其具有较广的抗 菌谱。
（×）17. 某细菌在含有一定浓度青霉素的培养基中培养一段时间 后，从这一细菌培养物中分离出高抗青霉素的突变株， 这种突变是通过适应环境而发生的。
（×）18. 紫外线引起突变的机理是促使遗传物质发生电离作用而造 成DNA 大片段缺失。（×）19. 数值分类法是依据微生物的遗传相似性进行分类的。
（√）20. 血清学反应可以利用已知抗体测定未知抗原，反之亦然。
四、问答题（共40分）
1. 简述磺胺类药物的杀菌作用机制。（6分）
磺胺是（四氢）叶酸组成部分对氨基苯甲酸（PABA ）的结构类似物。很多细菌不能利用外界提供的（四氢）叶酸，需要利用PABA 合成生长所需要的（四氢）叶酸。磺胺的存在，可与PABA 竞争性地与二氢蝶酸合成酶结合，干扰叶酸的合成，因而可抑制细菌的生长。人类因为没有二氢蝶酸合成酶等，不能利用外界提供的PABA 自行合成（四氢）叶酸，只能从饮食中直接摄取现成的（四氢）叶酸，因而对磺胺类药物不敏感。
2. 简述外毒素、类毒素和抗毒素三者的关系？（6分）
外毒素是革兰氏阳性病原细菌在生长过程中不断向外界环境分泌的一类毒性蛋白质。若用0.3%~0.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒
处理，可获得失去毒性但仍保留其抗原性的生物制品，称作类毒素。将类毒素注射机体后，可使机体产生对相应外毒素具有免疫性的抗体，即抗毒素。
3. T4噬菌体和λ噬菌体有何不同？在转导实验中两类噬菌体所形成的转导噬菌体（或转导颗粒）有何区别？（8分）
λ噬菌体：大肠杆菌的一种温和性噬菌体，在体外以线状的dsDNA 存在，进入宿主细胞后，通过其粘性末端碱基配对而环化。dsDNA 能插入到大肠杆菌DNA 的gal 和bio 之间，以前噬菌体状态存在，与宿主DNA 同步复制。
T 噬菌体：大肠杆菌的一种烈性噬菌体，侵染宿主细胞后，在宿主细胞内大量复制，引起宿主细胞裂解和死亡。
在转导实验中，λ噬菌体从宿主核染色体上脱离时，由于极低几率的不正常切离形成了部分缺陷噬菌体，能把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因整合、重组，形成转导子，即进行的是局限转导。T 噬菌体在宿主细胞内进行增殖包装时，有极低频率的噬菌体衣壳误包了供体菌的一小DNA ，形成完全缺陷噬菌体，能把供体菌的任何基因携带到受体菌中，进行的是普遍性转导。
4. 如何从苯胺污染废水中分离好气性的苯胺降解菌？如何检测苯胺降解是否与质粒有关？（8分）
将污染废水加入添加苯胺的培养基中震荡培养，将富集培养物适当稀释后，涂布在以苯胺为唯一碳源和以硫酸胺为氮源的选择性平板上，培养后，挑取平板上生长的菌落，测定其分解苯胺的能力。 将苯胺降解菌采用丫啶类染料、溴化乙啶、紫外线、重金属离子或高温等因子进行处理，然后测定处理后该菌分解苯胺的能力，如果消失，说明苯胺降解的基因位于质粒上。
5. 试述从自然界分离细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的方法（请注明所用培养基和培养温度），并说明这四大类微生物在菌落形态上如何进行鉴别？（12分）
细菌菌落：湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑起、质地均匀、正反面或中央与边缘颜色一致；常有臭味。
酵母菌落：较湿润、较光滑、较粘稠、易挑起、质地均匀、正反面或中央与边缘颜色一致（与细菌区别：较大、较厚颜色单调）。常有酒香味。
放线菌菌落：形态较小、干燥、不透明、质地致密（表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”）；与培养基结合紧密而难以挑起、正反面或中央与边缘颜色不一致；菌落边缘的琼脂平面有变形。常有泥腥味。
霉菌菌落：形态较大，质地疏松、外观干燥，不透明，呈蜘蛛网状、絮状、绒状或毯状；与培养基结合紧密而不易挑起，正反面或中央与边缘颜色构造常不一致；往往有霉味。