食品微生物习题及答案

1、简述细菌细胞壁的生理功能。

在细菌菌体的最外层，保护细胞及维持细胞外形的功能，同时细菌细胞壁的化学组成也与细菌的抗原性，致病性以及对噬菌体的敏感性有关，而且是鞭毛运动所必需的，可能是为鞭毛运动提供可靠的支点
2、简述细菌细胞膜的生理功能。

控制细胞内，外物质的运输，交换；维持细胞内正常的渗透压的屏障作用；合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子物质的场所：进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；
许多酶和电子传递链组分的所在部位；鞭毛着生点和提供其运动所需能量。

3、实验室有三支斜面培养物失去了标签，分别是大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌，如何运用实验方法将三支斜面培养物区分开来？请说明理由。

4、试述革兰染色的步骤、机理及意义。

革兰氏染色机理：初染和媒染：经结晶紫染色的细胞再用碘液处理后形成了不溶性的复合物，所以前两步的结果是相同的。

脱色：不溶性复合物能被乙醇溶解，同时乙醇还能对细胞壁本身产生影响，对于肽聚糖层较厚的革兰氏阳性细胞，乙醇使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，紫色复合物溶解在乙醇中，但是由于分子太大，不能通过细胞壁，所以细胞脱色后仍然保持紫色。

而对于肽聚糖层薄的阴性菌，乙醇处理会破坏和损伤细胞壁，使复合物从细胞中渗漏出来，所以经过脱色后，阴性菌脱去了紫色。

（脱色时间不足造成假阳性，脱色时间过长又会造成假阴性）复染：复染红色染料番红进入仍然为紫色的阳性菌，其颜色被紫色所盖没了，所以革兰氏阳性菌呈现紫色。

而阴性菌经过脱色后脱去紫色，再用番红复染以后，细胞呈现红色。

革兰氏染色法步骤：初染：结晶紫染一分钟媒染：用碘液一分钟脱色：95%乙醇脱色三十秒复色：用番红复染两分钟。

观察细胞壁染色的结果会发现两种结果，一种细胞壁为紫色（革兰氏阳性菌），一种细胞壁为红色（革兰氏阴性菌）。

意义1.鉴别细菌2.选择药物3.与致病性有关：革兰氏阳性菌能产生外毒素，革兰氏阴性菌能产生内毒素；而内毒素主要是指革兰氏阴性菌胞壁成分中的脂多糖，两者的致病作用不同。

5、对比革兰阳性菌和革兰阴性菌的细胞壁结构有何不同？并说明革兰氏染色的原理和结果。

革兰氏阳性菌细胞壁中有较厚而且致密的肽聚糖层，约20－80纳米，其占细胞壁成分的60％－90％，以金黄色葡萄球菌为例，其网状肽聚糖大分子实际上是由大量小分子单体所构成。

每个肽聚糖单体含三种成分：1.双糖单位：由一个N－乙酰葡萄糖胺（NAG）和一个N－乙酰胞壁酸(NAM)通过β－1，4糖苷键连接而成2.短肽尾：由四种氨基酸连接起来的短肽连接在N－乙酰胞壁酸(NAM)上,连接顺序是L－丙氨酸，D－谷氨酸，L－赖氨酸和D －丙氨酸。

3.肽桥：在金黄色葡萄球菌中是甘氨酸五肽桥，这个肽桥的氨基端与前一个肽聚糖单体肽尾中第四个氨基酸相连，而羧基端则与后一个肽聚糖单体肽尾中第三个氨基酸氨基相连从而使前后两个肽聚糖单体交联起来，使这个肽聚糖层成为网状结构。

革兰氏阴性菌细胞壁中肽聚糖层薄，以大肠杆菌为例，其肽聚糖只占细胞壁的10％左右，厚度仅为2－3nm，结构单体跟革兰氏阳性菌基本相同，不同在于肽尾第三个氨基酸不同（L －赖氨酸被二氨基庚二酸替代），而且没有特殊的肽桥，单体之间由前一个单体肽尾第四个氨基酸与后一个单体肽尾第三个氨基酸直接相联。

原理与结果通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇或丙酮脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会出现缝隙，，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色；而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，
薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经沙黄等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。

革兰氏阳性菌都呈紫色，革兰氏阴性菌都呈红色。

6、根据原生质体的特点说明细胞壁的生理功能。

在人工条件下用溶菌酶把原有的细胞壁完全除去或是用青霉素抑制细胞壁的合成后所形成的只有细胞膜包裹的脆弱细胞，一般由G+细胞形成。

原生质体和球状体的共同特点是：无完整的细胞壁，细胞呈球状，对渗透压极其敏感，革兰氏染色阴性，即使有鞭毛也无法运动，对相应噬菌体不敏感，细胞不能分裂，等等。

当然，如果在形成的原生质体或球状体以前已有噬菌体侵入，则它仍能正常复制、增殖和裂解；同样，如果在形成原生质体前正在形成芽孢，则该芽孢也仍能正常形成。

原生质体或球状体比正常有细胞壁的细菌更容易导入外源遗传物质，故是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好材料。

7、以革兰氏阳性菌为例，试述细菌的细胞结构及其生物学功能。

包括细胞壁、细胞质膜、细胞质和核区。

特殊结构[是某些特有的或是在特殊环境条件才形成的]包括夹膜、鞭毛、芽孢等，是细胞分类鉴定的重要依据。

功能：
8、一种圆形或近圆形的微生物颗粒，可能是细菌体、芽孢、霉菌孢子或者酵母，请你根据已掌握的微生物学知识和技术，设计一套实验方案，确定其属于其中哪一种。

9、绘图说明酿酒酵母（S. cerevisiae）的生活史，并说明其各阶段的特点。

子囊孢子在合适的条件下发芽产生单倍体营养细胞；单倍体营养细胞不断进行出芽生殖；两个不同性别的营养细胞彼此结合，在质配后发生核配，形成二倍体营养细胞；二倍体营养细胞不进行核分裂，而是不断进行出芽繁殖；在特殊的情况下，如在以醋酸盐为唯一或重要碳源，同时又缺乏氮源等特定条件下，二倍体营养细胞发生减数分裂，随即形成4个子囊孢子；子囊经自然或人为破壁后，释放出子囊孢子。

单倍体世代占优势：营养体细胞只能以单倍体形式存在特点：营养细胞为单倍体；无性繁殖为裂殖；二倍体细胞不能独立生活，故此
时期极其短。

10、试比较毛霉菌和根霉菌在形态特征上的异同，举例说明其在食品工业中的应用。

毛霉菌丝无隔；孢囊梗分枝情况可分为不分枝分枝总状分枝（单轴分枝）假轴状分枝孢子囊球形，成熟后壁易破裂或消失；无囊托；无假根和匍匐枝；制作腐乳和豆豉（产蛋白酶）；
如：鲁氏毛霉总状毛霉（M. racemosus ）淀粉质原料的糖化（产淀粉酶，糖化酶）酒精、有机酸发酵
根霉菌丝无隔；有假根和匍匐枝；与假根相对处向上长出孢囊梗；有囊托（孢子囊壁的残片）淀粉酶活力强，用作糖化菌（制曲酿酒，甜酒曲）米根霉（R. oryzae）
甾体化合物的转化11α–羟基化：黑根霉(R. nigricans) 发酵产乳酸：华根霉，少根根霉，米根霉
11、试比较青霉菌与曲霉菌在形态上的异同，并说明其与人类的关系。

曲霉多细胞，有隔膜；分生孢子梗从足细胞生出，无横隔，顶部膨大形成顶囊（棍棒形、椭圆形、半圆形等）。

顶囊表面产生小梗（单层或双层），分生孢子自小梗顶端相继形成；分生孢子头（顶囊、小梗及分生孢子链构成）具有不同形状和颜色
青霉有隔膜，多细胞；分生孢子梗由菌丝生出，有分隔，顶端生有帚状枝。

依据帚状枝的分枝情况，分为四组（群）：单轮青霉组A 对称二轮青霉组B 多轮青霉组C 不对称青霉组D 无足细胞和顶囊
传统发酵食品，如：酱，酱油
米曲霉（A. oryzae）(沪酿3.042)：淀粉糖化及分解蛋白质
酶制剂
淀粉酶黑曲霉（A. niger）蛋白酶黄曲霉（A. flavus）
果胶酶
有机酸（柠檬酸，葡萄糖酸）
柠檬酸黑曲霉
青霉素：产黄青霉（Penicillum chrysogenum）
点青霉（Penicillum notatum）早期使用
青霉素和头孢菌素对细菌有抗菌作用，抑制细胞壁合成，
作用于细胞壁合成中的转肽酶和羧肽酶。

灰黄霉素：展青霉(Pen. patulum)
灰黄青霉(Pen. griseofulvum) 抑制真菌生长头孢菌素C：顶头孢霉柠檬酸、葡萄糖酸、纤维素酶;
霉变、致病、破坏工业原料
12、试比较各种真菌孢子的特点。

13、试比较细菌、放线菌和真菌的个体和菌落形态特征。

细菌在一定环境条件下，各种细菌通常保持各自特定形态，可作为分类和鉴定的依据。

基本形态：球状、杆状和螺旋状。

一般细菌的菌落表面比较湿润，较光滑，易挑起，质地均匀，菌落正反面颜色或中央部位与边缘部位颜色一致等特点。

放线菌菌落干燥、不透明、表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”；菌落和培养基的连接紧密，难以挑起；菌落的正反面颜色常不一致，以及在菌落边缘的琼脂平面有变形的现象等。

酵母菌菌落：在麦芽汁培养基上形成的菌落跟细菌相似，但菌落大，较厚；表面光滑湿润，颜色因菌种不同而有明显差异。

霉菌的菌落：跟放线菌菌落相似，形态较大，质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状，绒毛状或棉絮状；菌落与培养基连接紧密，不易挑起，菌落正反面颜色和边缘与中心颜色常不一致。

[霉菌与人类的关系：应用：工业上重要酶制剂来源。

抗生素的重要来源。

危害：主要造成食品，粮食腐烂变质。

] 14、试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。