食品微生物学考研全真模拟试卷及详解（一）
（满分150分）
一、名词解释（每题3分，共30分）
1芽孢
答：芽孢又称为内生孢子，是指当某些细菌生长到一定时期时繁殖速度下降，菌体的细胞原生质浓缩，在细胞内形成一个对不良环境条件具有较强抗性的圆形、椭圆形或圆柱形的休眠体。芽孢含水量极低，抗逆性强，能经受高温、紫外线，电离辐射等，在灭菌监测中，可利用芽孢的高抗逆性制备生物指示剂。
2.virus
答：virus即病毒，是一类个体微小，结构简单，仅由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的超显微“非细胞生物”，其本质是一种只含DNA或RNA的遗传因子。
3发酵乳制品
答：发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用，接种特定的微生物进行发酵，产生的具有特殊风味的食品。通常具有良好的风味、较高的营养价值和保健作用。通常利用乳酸菌发酵或乳酸菌、酵母菌共同发酵制成的酸性乳制品，还有霉菌参与发酵。
4鉴别培养基
答：鉴别培养基是用于鉴别不同类型微生物的培养基。在培养基组成成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只需用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目的菌菌落。如伊红美蓝琼脂培养基，用于鉴别大肠杆菌。
5微生物典型生长曲线
答：微生物典型生长曲线是指以细胞数目的对数值为纵坐标，以培养时间为横坐标，画出的一条由延滞期、指数期、稳定期和衰亡期四个阶段组成的曲线，可定量描述液体培养基中微生物群体的生长规律。
6平酸菌
答：平酸菌是指引起罐头食品酸败变质而又不胖听（即产酸不产气）的微生物。它是兼性厌氧芽胞杆菌。主要的平酸菌有：嗜热脂肪芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等，这些芽孢杆菌多数情况是由于杀菌不彻底引起的。
7普遍性转导
答：普遍性转导是指以噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，并使受体菌获得新的性状。噬菌体可以转导给受体细胞中的体染色体的任何部分，而不同染色体片段中各个标记基因转导频率大致相同的转导则称为普遍性转导。
8根际微生物
答：根际微生物是指生活在根系，邻近土壤，依赖根系的分泌物、外渗物和脱落细胞而生长，一般对植物发挥有益作用的正常菌群。它们多数为G-细菌，如假单胞菌属、土壤杆菌属、无色杆菌属、节杆菌属等。一般数量比根际外多几倍至几十倍。它们和植物之间是互生关系，与植物根系相互作用、相互促进。
9食物中毒
答：食物中毒是指食用被有毒有害物质污染或含有毒有害物质的食品后出现的急性、亚急性疾病现象。食物中毒属于食源性疾病的范畴，是最常见的食源性疾病。食物中毒的特点有：潜伏期短，来势急剧，短时间多人同时发病，病人都具有相同的临床表现，发病与某种中毒食品有关，发病率高而且集中，不直接传染，无传染病流行时的余波。
10.lysogeny
答：lysogeny即溶源性，是指λ噬菌体在大肠杆菌体内可以呈环形分子存在于细胞质中，也可通过整合酶的作用而整合到寄主染色体上成为原噬菌体状态，并与寄主染色体一起复制并能维持许多代的现象，这种现象也称为λ噬菌体的溶源性。
二、单项选择（每题2分，共20分）
1菌种的分离、培养、接种、染色等研究微生物的技术的发明者是（ ）。
A．巴斯德
B．柯赫
C．列文虎克
D．别依林克（M. Beijernck）
【答案】B
【解析】A项，巴斯德证明发酵是由微生物引起的，并创立的巴氏消毒法；B项，柯赫第一个发明了微生物的纯培养固体培养基进行细菌的分离，这种技术一直沿用至今；C项，列文虎克用显微镜发现了微生物；D项，别依林克首次分离根瘤菌。
2在放线菌发育过程中，吸收水分和营养的器官为（ ）。
A．基质菌丝
B．气生菌丝
C．孢子丝
D．孢子
【答案】A
【解析】A项，基质菌丝，又称营养菌丝，匍匐生长于营养基质表面或伸向基质内部，像植物的根一样，具有吸收水分和养分的功能；B项，气生菌丝是基质菌丝长出培养基外并伸向空间的菌丝，可产生色素，多为脂溶性色素；C项，孢子丝是当气生菌丝发育到一定程度，其顶端分化出的可形成孢子的菌丝，称为孢子丝，又称繁殖菌丝；D项，孢子丝发育到一定阶段便分化为孢子。
3许多霉菌在农副产品上生长时易于产生霉菌毒素，下列中哪些条件最适于产生霉菌毒素？（ ）
A．高温高湿
B．高温
C．高湿
D．低温
【答案】A
4原核细胞中特有的C源贮藏颗粒是（ ）。
A．异染粒
B．肝糖粒
C．淀粉粒
D．聚β-羟基丁酸
【答案】D
【解析】聚β-羟基丁酸（PHB）是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物，不溶于水，溶于氯仿，可用尼罗蓝或苏丹黑染色，具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压等作用。
5下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（ ）是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，产能效率低，为微生物所特有。
A．EMP途径
B．HMP途径
C．ED途径
D．WD途径
【答案】C
【解析】ED途径是少数EMP途径不完整的细菌，例如一些假单胞菌和一些发酵单胞菌等所特有的利用葡萄糖的替代途径，其途径利用葡萄糖的反应步骤简单，仅通过4步即可快速获得由EMP途径需经10步才能获得的丙酮酸，产能效率低，1分子葡萄糖产生1分子ATP，仅为EMP途径的一半。
6已知DNA的碱基序列为CATCATCAT，什么类型的突变可使碱基序列变为CACCATCAT？（ ）
A．缺失
B．插入
C．颠换
D．转换
【答案】D
【解析】AB两项，该DNA的碱基序列数目不变，因此不考虑缺失和插入；C项，颠换指嘌呤与嘧啶的互换；D项，转换是指DNA链中一个嘌呤被另一个嘌呤或是一个嘧啶被另一个嘧啶所置换的突变过程，本题DNA发生点突变，其中一个碱基由T（胸腺嘧啶）转换为C（胞嘧啶）。因此答案选D。
7酱油在食用过程中，有时其表面会产生一层膜，形成该膜的微生物是（ ）。
A．产膜酵母
B．枯草杆菌
C．酒精酵母
D．球拟酵母
【答案】D
【解析】球拟酵母容易在酱油生产中产膜造成污染，但是酱油球拟酵母是可以耐受高盐渗透压环境的耐盐性酵母。在酱油等酱类酿造过程中，主要起到增酯增香作用，属于后发酵期酵母。
8黄曲霉毒素有一系列的结构，其中毒性最强的是（ ）。
A．B1
B．B2
C．G1
D．G2
【答案】A
【解析】黄曲霉毒素是黄曲霉和寄生曲霉的代谢产物，主要有B1、B2、G1、G2以及另外两种从牛奶中分离出来的代谢产物M1、M2。其中毒性最强的是B1。
9最小的原核生物是（ ）。
A．Mycoplasma
B．Rickettsia
C．Chlamydia
D．Tobamovirus
【答案】C
【解析】A项，Mycoplasma的中文名称为支原体，属于原核生物，大小为0.1～0.3μm；B项，Rickettsia的中文名称是立克次氏体，属于原核生物，大小为0.3～0.6μm；C项，Chlamydia的中文名称是衣原体，属于原核生物，大小为250～500nm；D项，Tobamovirus的中文名称是烟草花叶病毒，不属于原核生物，没有细胞结构，大小约为300nm。
10（ ）不是革兰氏阴性细菌细胞壁中的LPS的成分。
A．类脂A
B．核心多糖
C．O-特异性多糖
D．磷壁酸
【答案】D
【解析】磷壁酸是革兰氏阳性菌细胞壁的成分，其对自溶素有调节功能，阻止细胞壁过度降解和壁溶。
三、简答题（每题8分，共40分）
1简述微生物的生物学特性。
答：微生物的生物学特性有：
（1）个体微小，结构简单，但比表面积大，因此微生物也具有吸收营养物质，代谢废物排泄以及环境信息交换等功能。
（2）具有多样性。包括物种的多样性、生理代谢类型多样性、代谢产物的多样性、遗传基因的多样性和生态类型的多样性。
（3）繁殖快、易变异、易培养。极其灵活的适应性，对极端环境有极强的适应力，遗传物质易变异。
（4）种类多、数量大、分布广。
（5）代谢能力强。这一特性为高速生长繁殖和产生大量代谢物提供了充分的物质基础。
（6）适应性强。从寒冷的冰川到极酷热的温泉，从极高的山顶到极深的海底，微生物都能够生存。
2简述细菌芽孢的形成过程。
答：细菌芽孢的形成过程为：
（1）营养细胞内束状染色质形成。
（2）细胞质膜内陷，细胞发生不对称分裂，其中小体积部分形成前芽孢。
（3）前芽孢的双层壁形成，随之抗辐射性增强。
（4）在上述两层隔膜间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积钙离子，皮层开始形成，折光率增高。
（5）芽孢衣的合成结束。
（6）皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现。
（7）芽孢囊破裂释放芽孢。
3简述设计微生物培养基的基本原则。
答：培养基是指人工配制的，供给微生物、植物或动物（或组织）生长繁殖的，由不同营养物质组合配制而成的营养基质。设计微生物培养基的基本原则：
①根据微生物的营养需要配制培养基
a．由于不同的微生物其营养需要不同，因此配制培养基时，首先要明确培养对象，根据营养需要确定营养成分，对碳源和氮源的比例、pH、渗透压大小、生长因子需否以及灭菌方法等都要考虑到，并且还要考虑到培养的目的，配制出较好的培养基。
b．碳素营养与氮素营养的比例：培养基中各营养物质之间的浓度配比中C/N比例对发酵产物的积累影响很大。发酵用种子的培养，培养基的营养越丰富越好。
②营养协调
微生物生长所需的营养物往往在浓度比例合适的条件下才会良好生长，浓度大了反而抑制其生长。如糖类物质、重金属离子等在浓度大时，对微生物的生长起抑制作用，甚至产生杀菌作用。
③适宜的理化条件
a．pH值
培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。各类微生物生长繁殖或产生代谢产物的最适pH条件各不相同。
b．渗透压
当环境中的渗透压低于细胞原生质的渗透压时，就会出现细胞的膨胀，轻者影响细胞的正常代谢，重者出现细胞破裂。当环境渗透压高于原生质的渗透压时，导致细胞皱缩，细胞膜与细胞壁分开。因此在等渗条件下最适宜微生物的生长。
④经济原则
在配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成分，特别是在发酵工业中，培养基用量很大，利用低成本的原料更体现出其经济价值。例如，在微生物单细胞蛋白的工业生产过程中，常常利用糖蜜、乳清、豆制品工业废液及黑废液（造纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆）等都可作为培养基的原料。
⑤灭菌处理
要获得微生物纯培养，必须避免杂菌污染，因此对所用器材及工作场所进行消毒与灭菌。对培养基而言，更是要进行严格的灭菌，对培养基一般采取高压蒸汽灭菌法。
4简述鲜乳腐败变质的过程。
答：鲜乳腐败变质的过程包括：
（1）抑制期（混合菌群期）
新鲜的乳液中含有溶菌酶、乳素等抗菌物质，对乳中存在的微生物具有杀灭或抑制作用，因此鲜乳在室温下放置一定时间不出现变质现象。
（2）乳链球菌期
鲜乳中的抗菌物质减少或消失后，存在于乳中的微生物如乳链球菌、乳酸杆菌、大肠杆菌和一些蛋白质分解菌等迅速繁殖，分解乳糖产生乳酸，使乳中的酸性物质不断增高，乳液出现凝块。由于酸度的升高抑制了腐败菌、产碱菌的活性，当酸度升高到一定限度时（pH＝4.5左右），乳链球菌本身也受到抑制，不再继续繁殖。
（3）乳杆菌期
乳链球菌在乳液中繁殖，当乳液的pH值下降至4.5以下时，由于乳酸杆菌耐酸力较强，尚能继续繁殖并产酸，这时乳中出现大量凝块，并伴随有乳清的析出。
（4）真菌期
当酸度继续升高时，当pH达3.0～3.5时，绝大多数的细菌生长受到抑制或死亡。而霉菌和酵母菌能在高酸环境中利用乳酸开始大量生长繁殖。由于酸被利用，乳液的pH值回升，逐渐接近中性，此时乳已失去食品的价值。
（5）腐败期（胨化期）
由于乳中的乳糖已基本上消耗掉，而蛋白质和脂肪含量相对较高，因此能分解蛋白质和脂肪的细菌开始活跃，乳的pH值不断上升，同时伴有腐败细菌的生长繁殖，如芽孢杆菌、假单孢菌、变形杆菌等都可能生长，于是牛奶出现腐败臭味。
5防止食品发生微生物性食物中毒的方法有哪些？
答：食物中毒是指食用被有毒有害物质污染或含有毒有害物质的食品后出现的急性、亚急性疾病现象。防止食品发生微生物性食物中毒的方法有：
（1）避免污染
防止食品在加工、运输、销售、贮存过程中被污染。如生、熟分开，防止交叉污染；炊事人员注意个人卫生，操作前应洗手、消毒；炊具要消毒。
（2）控制温度
控制适当的温度以保证杀灭食品中的微生物或者防止微生物的生长繁殖，如低温保存食品，控制微生物繁殖和毒素形成。
（3）控制时间
尽量缩短食品存放时间，不给微生物生长繁殖的机会，对食品加热充分，彻底杀灭病原菌和破坏毒素。
（4）规范管理
①不得采购、加工、销售腐败变质的食品，加工经营的所有食品原料必须新鲜；
②不得进食未经加热处理的生食品；
③加强对食品加工从业人员的管理和卫生培训，进行就业前体检和定期体检。
四、论述题（每题15分，共60分）
1试述革兰氏染色的步骤、机理及意义。
答：（1）革兰染色一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤，具体操作方法是：
①菌膜朝上，通过火焰2～3次以固定涂片，用草酸铵结晶紫初染1min；
②自来水冲洗至无色，加碘液覆盖涂面媒染1min；
③水洗，用吸水纸吸去水分，然后用95%乙醇脱色20s至流出液无紫色，立即水洗；
④红色染料（蕃红）复染3～5min，水洗；
⑤干燥，油镜观察。
（2）革兰氏染色的机理
革兰染色结果的差异主要基于细菌细胞壁的构造和化学组分不同。通过初染和媒染，在细菌细胞膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。
①G＋菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和交联紧密，故用乙醇洗脱时，肽聚糖层网孔会因脱水而明显收缩，再加上G＋菌细胞壁基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙。因此，结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现蓝紫色。
②G-菌因其细胞壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖层网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇将类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝隙，这样结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁。因此，通过乙醇脱色，细胞又呈现无色。这时，再经番红等红色染料复染，从而使G-菌重新染上红色。
（3）革兰氏染色的意义
①对细菌的分类鉴定具有指导意义。
②用于指导临床用药：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。
2结合所学知识，说说乳酸菌在食品工业中主要有什么作用？
答：乳酸菌能分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素，改善风味，促进消化吸收，提高营养价值，促进钙、磷等元素的吸收，能赋予食品柔和的酸味和香气，改善食品的品质，具有抗菌、降低胆固醇、维持微生态环境、抗肿瘤、和增强免疫力等重要生物学功能，在食品中被广泛应用。
（1）乳酸菌在酒类产品中的作用
①乳酸菌在白酒中的作用
a．乳酸菌利用酒曲中的糖类发酵生成乳酸，乳酸在蒸馏过程中，因受热而部分脱水生成乳酰乳酸，在有关酶的作用下，与乙醇化合生成乳酸乙酯，乳酸乙酯对于丰富白酒的风味具有重要的作用。
b．在液态法白酒的酿造过程中，适当地添加乳酸菌（与产酯酵母和己酸菌等产香微生物配合），也有利于白酒质量的提高。
②乳酸菌在葡萄酒中的作用
在葡萄酒的贮存过程中，由于明串珠菌等乳酸菌的生长繁殖，使葡萄酒中的主要酸之一的苹果酸发生脱羧基作用生成乳酸，称为苹果酸-乳酸发酵。这种发酵可降低葡萄酒的酸度，起到改善新酿葡萄酒口感，增加香味的作用。
（2）乳酸菌在发酵乳制品中的作用
乳制品作为乳酸菌发酵应用最广泛和最为成熟的领域主要包括酸奶、奶油和干酪。
（3）在植物蛋白饮料加工中的作用
乳酸菌在植物蛋白饮料加工中的作用主要是生产酸豆奶和花生乳酸发酵酸奶。生产中常用德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、豆乳链球菌、肠膜明串球菌等，常用2种或2种以上菌株混菌发酵。
（4）在果蔬发酵制品中的作用
①用于乳酸发酵的果蔬主要有苹果、梨、葡萄、胡萝卜、番茄、芹菜、红薯、马铃薯、南瓜、山芋等，其大多用保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌和嗜热链球菌进行混合发酵。
②自然发酵泡菜是利用低浓度食盐水溶液进行腌制通过附生在植物表面上乳酸菌的发酵作用而得到的蔬菜加工品。
（5）乳酸菌在面包发酵中的作用
以面包专用粉为主要原料，添加乳酸杆菌、酵母等辅料，采用二次发酵工艺生产面包。面包内部组织柔软细腻、纹理结构好、发酵香味浓郁且有柔和的乳酸味，其品质优于普通面包。另外，乳酸菌在酸面团发酵中的代谢作用还会产生其他物质，如甘露醇和醋酸盐等，这些物质都能起到改善面包品质的作用，还能对面团的吸水率、面团机械加工特征、面包体积及延缓老化等起到积极作用。
（6）在肉制品生产中的作用
①发酵香肠。
②羊肉乳酸菌发酵脱膻。羊肉乳酸菌发酵后，羊肉中导致膻味的4-甲基辛酸的含量降低了84.3%、4-甲基壬酸的含量降低了71.2%，羊肉脱膻效果明显。
3最近肠道微生物群落结构是国内外研究热点，请根据自己所学知识阐述益生菌对人类健康和防治疾病中的作用。
答：肠道益生菌主要有两类：双歧杆菌和乳酸菌。人们常常称其为人类健康的保护神。它们在对人类健康和疾病防治中的作用主要有以下几个方面。
（1）有助于营养物质的消化吸收。
大部分益生菌株在胃肠道内可产生消化酶，这些酶可帮助人体更好地消化所摄入的食品及吸收食品中的营养成分。
（2）产生重要的营养物质。
益生菌能产生维生素，包括泛酸、尼克酸、B1、B2、B5、B6及维生素K等，同时能产生短链脂肪酸、抗氧化剂、氨基酸等，对人体骨骼成长和心脏健康均有重要作用。
（3）抵抗细菌病毒的感染。
①益生菌通过产生杀灭有害菌的化学物质，及与有害菌竞争空间和资源而遏制它们的生长。如乳酸菌在体内发酵乳糖，产生大量的乳酸乙酸，可降低肠道局部pH值，改善微生态环境，抑菌或杀死肠道内的大肠菌、沙门菌、链球菌等。
②抑制和清除有害菌产生毒素。
（4）预防和治疗某些疾病。
①人体许多健康问题都是由肠道失衡引起，决定因素是微生态的平衡，可通过使肠道菌群重新达到生态平衡来实现缓解与治疗的目的，比如腹泻、便秘、口臭等。
②可减肥降低胆固醇。如酸牛奶中富含益生菌，这些益生菌可降低血清胆固醇水平，降脂减肥。
③预防妇科感染。酸牛奶中的嗜酸乳杆菌可抑制阴道内白色念珠菌的繁殖。
（6）对免疫功能的调节作用。
调节过敏体质：在肠道内存在着非常发达的免疫系统，益生菌可以通过刺激肠道内的免疫机能，将过低或过高的免疫活性调节至正常状态。
（7）促进肠道消化系统健康。
①益生菌能与致病菌竞争消化道上皮的附着位点，抑制致病菌在肠道内的定植或增殖。益生菌还能与有害菌竞争营养物质从而限制有害菌的生长。
②益生菌可以抑制有害菌在肠内的繁殖，减少毒素，促进肠道蠕动，从而提高肠道机能，改善排便状况。
4目前实验室有两株酿酒酵母，一株具有高产酒精，另一株具有耐高温的性能，请设计菌种选育实验方案获得既高产酒精又能耐高温的目的菌株。（列明你所需的主要实验试剂、仪器、实验方法以及整体的研究方案。）
答：（1）整体的研究方案：采用原生质体融合构建耐高温高产酒精酵母。
通过人为的方法，使遗传性状不同的两株酿酒酵母（一株具有高产酒精的性状，另一株具有耐高温的性状）细胞的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子。
（2）实验试剂：柠檬酸-磷酸缓冲液、PEG溶液、蜗牛酶等 。
（3）实验方法：
①原生质体的制备
在高渗溶液中，用蜗牛酶去除两菌株的细胞壁。
②原生质体的融合
将形成的原生质体进行离心聚集，并加入促融合剂PEG促进融合。
③原生质体细胞壁的再生
在高渗溶液中稀释融合细胞，再涂在能使其再生细胞壁和进行分裂的培养基上，使其形成菌落。
④融合子的检出
通过影印接种法，将菌落接种到各种选择性培养基上，鉴定它们是否为融合子。
⑤实用型菌株的筛选
测定融合子的生物学性状，看其是否同时具备既高产酒精又耐高温的特性。