Question

【題目】谷氨酸棒狀桿菌可用于微生物發酵工程生產谷氨酸，從而制取谷氨酸鈉（味精）。下圖為谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑，通過發酵工程可以大量生產谷氨酸。回答下列問題：

（1）與酵母菌相比，谷氨酸棒狀桿菌在結構上的主要特點是_______；谷氨酸發酵的培養基成分有豆餅水解液、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、生物素等，從物理狀態看，該培養基屬于_______培養基。

（2）測定谷氨酸棒狀桿菌數目可采用的計數方法有顯微鏡直接計數法和________，前者計數的結果比后者計數的結果值更______（填“大”或“小”），原因是___________。

（3）由圖可知，谷氨酸棒狀桿菌體內若積累了較多的谷氨酸，則會抑制谷氨酸脫氫酶的活性，微生物這種對自身代謝速率的調節方式是______________。

（4）谷氨酸棒狀桿菌在發酵過程中要不斷地通入無菌空氣，并通過攪拌使空氣形成細小的氣泡，迅速溶解在培養液中，當培養基中碳氮比為4:1時，菌體大量繁殖而產生的谷氨酸少；當碳氮比為3:1時，菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。在無氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌代謝產物是乳酸或琥珀酸。由此說明谷氨酸菌的代謝類型是______，與__________類似（填菌種名稱）。

Answer 1

【答案】無核膜為界限的細胞核液體稀釋涂布平板法大前者死活菌體一起計數，后者只計數活菌數，且可能有多個菌體形成同一個菌落負反饋調節異養兼性厭氧型酵母菌

【解析】

谷氨酸棒狀桿菌在有氧狀態下發酵產生谷氨酸，而在無氧狀態下，則其代謝出變成乳酸或琥珀酸，說明谷氨酸棒狀桿菌是一種異養厭氧型。圖中顯示谷氨酸棒狀桿菌在合成谷氨酸的過程中，當體內積累谷氨酸較多時，就會反饋抑制谷氨酸脫氫酶的活性，從而減少合成谷氨酸的速率，所以這是一種微生物細胞內的控制酶活性的調節過程，而且是一種負反饋調節。

（1）谷氨酸棒狀桿菌屬于細菌，而酵母菌屬于真菌，所以谷氨酸棒狀桿菌在結構上的主要特點是無核膜為界限的細胞核。從谷氨酸發酵的培養基成分有豆餅水解液、玉米漿等，所以從物理狀態看，該培養基屬于液體培養基。

（2）測定谷氨酸棒狀桿菌數目可采用顯微鏡直接計數法和稀釋涂布平板法。由于顯微鏡直接計數法是死菌和活菌一起計數，而稀釋涂布平板法只計數活菌，且可能有多個菌體形成一個菌落，因此顯微鏡直接計數法的結果比稀釋涂布平板法計數的結果更大。

（3）據圖分析，當谷氨酸棒狀桿菌體內若積累了較多的谷氨酸時，會抑制谷氨酸脫氫酶，導致其活性下降，這種對自身代謝速率的調節方式是負反饋調節。

（4）谷氨酸棒狀桿菌在發酵過程中不斷地通入無菌空氣，谷氨酸的合成量大增；在無氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌代謝產物是乳酸或琥珀酸。由此說明谷氨酸菌的代謝類型是異養兼性厭氧性。這種代謝類型與酵母菌類似。