2023年12月16日发(作者：)
第33讲 微生物的代谢、生长，发酵工程
考试要求
1．
微生物的代谢产物。概述两种代谢产物，分析在生产、生活中的应用。
2．微生物代谢的调节（酶合成的调节、酶活性的调节）。分析并阐述两种调节方式。
3．微生物代谢的人工控制。研究人工控制的方法和原理。
4．微生物群体的生长规律（调整期、对数期、稳定期、衰亡期）。阐明微生物群体生长的规律，并用于指导生产实际。
5．影响微生物生长的环境因素（温度、pH、氧）。概述并解释影响微生物生长的环境因素及作用机理。
6．应用发酵工程的生产实例。了解发酵工程在生产中的实例。
7．发酵工程的概念和内容。说出发酵工程生产产品的流程。
8．发酵工程的应用。列举发酵工程在医药工业、食品工业方面的应用。
知识整理
一、微生物的代谢
代谢特点： 。根据代谢产物与微生物
的关系，代谢产物分为：
初级代谢产物：微生物通过 产生的、 必需的
微生物的代谢物。如：氨基酸、核苷酸、 、 、
等。不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物 。
次级代谢产物：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构 、对该
微生物没有明显 ，或并非是微生物生长繁殖必需的物质。如：抗生素、 、 、 、 等。不同种类的微生物细胞中，次级代谢产
物 。
酶合成的调节：根据酶合成的方式分为
和 。
微生 组成酶是微生物细胞内 ，合成只受 的控制。
物代谢的诱导酶是在 存在诱导物（通常是酶的底物）的情况下诱导生成的酶。
实例：在用葡萄糖和乳糖做碳源的培养基上培养大肠杆菌。
酶活性的调节：通过改变 的催化活性来调节代谢的速率。
实例：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的过程。
激活调节、抑制调节两种同时存在，协调起作用。
代谢的人工控制：改变微生物的 ，控制生产过程中的 。
实例：黄色短杆菌合成赖氨酸的途径。
二、微生物的生长
微生物群体生长的测定方法：测 ；测
（干重或湿重）
微生物群体生长规律（以细菌为例）：
生长时期 生长量
调整期
对数期
稳定期
衰亡期
代谢特点 应用与其他
细菌的生长曲线
细菌数目的对数
0 1 2 3 4
时间
影响微生 温度：大多数微生物的最适生长温度为 。
物生长的 pH：多数细菌的最适pH为 ；多
数真菌的最适pH为 。
环境因素 氧： 好氧型微生物：
厌氧型微生物：
兼性厌氧微生物：
三、发酵及发酵工程
发酵的概念：通过微生物的培养，大量生产各种
的过程。
应用发酵工程的生产实例：
用谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌发酵法生产 。
影响谷氨酸发酵过程的因素有：
（1）氧：谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，需通风、搅拌。
（2）温度：菌种生长的最适宜温度是30—32C ；稳定期后的发酵后期可提高温度到34—37C。
（3）pH：发酵的最适宜pH是7.0—8.0。培养过程中pH会发生变化。
（4）磷酸盐：必需的，浓度不能过高。
发酵工程的概念：指采用现代 手段，00
利用 的某些特定功能，为人类生产有用的产品。或直接把微生物应用于 过程的一种新技术。
发酵工程的内容：
1．菌种的选育：
自然选育：利用菌种的自发突变，从中选育优良菌种的过程
诱变育种：用 处理菌种，使之产生突变，再从中筛选出符合要求的优良菌种。
杂交育种；细胞工程；基因工程等。
2．培养基的配制：
3．灭菌：培养基和发酵设备必须严格灭菌。
4．扩大培养和接种：将选出的优良菌种多次
培养，达一定数量后再进行接种。
5．发酵过程：
要随时检测细菌数目、产物浓度；及时添加必需的培养基成分。
影响发酵过程的因素有：温度、pH、溶解氧、泡沫、
营养物质的浓度
6．分离提纯：
产品是菌体，可采用 、 等方法经菌体从培养液中分离出来；产品是代谢产物，可采用 、 、 等方法进行提取。
发酵工程流程图：
从自然界分离的菌种
诱变育种
发酵工程的应用
在医药工业上的应用：生产种类繁多的药物。如抗生生产用菌种 原料
素、生产种类繁多的生物工程药品。如重组乙肝疫苗。
在食品工业上的应用：生产传统的发酵产品；食品添
接种 灭菌
加剂；单细胞蛋白质。
培养基在菌种鉴别上的应用
需要酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素，抑制细菌、放线菌的生长。
产品
鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌可在培养基中加入伊红和美蓝。
微生物在污水净化中的作用
（1）需氧净化：有氧条件下，好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化，把污水中的有机物氧化分解。
（2）厌氧净化：无氧条件下，对有机物发酵、分解。
“超级微生物” “超级菌”提高降解石油的速度和效率。
命题研究
考点搜索
微生物群体的生出题方向
考核微生物群体的生解题策略
理解每个时期的代谢特点、在生产中的应用、如何控制。 长规律（2004年）。 长的四个时期的特点和在生产中的应用。
发酵工程的概念考核发酵工程中菌种运用选择培养基选择出不同种类的微生物。
分析题干中发酵过程的现象，从代谢类型考虑。
和内容（2004年）。 选育的方法。
发酵工程的应用（2001年）。
考核发酵工程在食品工业上的应用。
提分关键
1．初级代谢产物与次级代谢产物有何异同？
答：二者不同点比较如下表：
产物名产生时作用 分布 种的特异举例
称
初级代谢产物
间
生长过程
性
生长繁殖所必需
细胞内 无
氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等
次级代谢产物
生长后期
对自身无明显生理作用
细胞内或外
有 激素、色素、毒素、抗生素等
2．几个生物工程之间有何不同点？
答：已学过三个生物工程，它们的比较及关系如下表：
生物工程 工具酶
基因工程 限制性内切酶、DNA连接酶
细胞工程 纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶等
发酵工程
主要操作对象 工程目的 与其他工程的关系
基因及动物细胞、植物细胞、微生物细胞
动物细胞、植物细胞、微生物细胞
微生物 获得菌体改造物种 通过细胞工程、发酵工程使目的基因得以表达
改造物种 可以为发酵工程提供菌种，使基因工程得以实现
及各种代谢产物
名师点拨
例1 以下能正确说明酶活性调节的是
A．只要一种代谢产物积累，酶活性就下降
B．代谢产物将使直接形成此化合物的酶活性下降
C．细胞膜透性的改变，可解除代谢产物对酶活性的抑制
D．控制生产条件是人们对酶活性调节的惟一手段
考点分析 本题考核微生物的代谢。主要检测微生物的代谢中酶活性的调节。
解题思路 解答此题需从如下几方面入手分析：首先酶活性调节主要是代谢过程中产生的物质与酶结合，使酶结构变化而导致酶活性改变，因此，代谢产物将会影响酶的活性，但不一定是对直接形成此化合物的酶影响，而且也不一定是一种代谢产物积累，酶活性就下降
(如黄色短杆菌生产赖氨酸过程)；第二，微生物一般不会积累大量的代谢产物，生产中要积累代谢产物，可采取一定手段改变细胞膜的透性，及时将代谢产物排出便可减少对酶活性的抑制；第三，对酶活性调节的措施除控制生产条件外，还可改变微生物的遗传特性。本题正确答案是C。
失分陷阱 没有理解酶活性调节的实质是代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构产生改变，会出现错选其他答案。
例2（2004年江苏卷）掌握微生物群体的生长规律，目的是更好地研究和利用它们。下列有关描述中错误的是
A．生产上常常用对数期的细菌作为菌种
B．在稳定期中适当补充营养物质有利于提高产量
C．连续培养延长了培养周期，从而提高产量
D．调整期细菌的代谢活跃，体积增长快
考点分析 本题考核微生物群体的生长规律（调整期、对数期、稳定期、衰亡期）在生产实践中的应用。
解题思路 微生物群体在生长过程中有一个动态变化的过程，可将其分为四个时期，每一时期都有不同的特点。调整期是细菌对新环境短暂的调整适应期，这时细菌代谢活跃，体积增长较快，大量合成一些细胞分裂所需的物质。然后进入快速分裂的对数期，这时细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常用作生产用的菌种和科研的材料。经过一段时间的高速生长后，营养物质不断消耗，培养基中的新增加的细胞数和死亡的细胞数达到动态平衡，进入积累大量代谢产物的稳定期，若此时适当补充营养物质有助于延长稳定期、提高代谢产物的产量。随着继续培养，细菌的死亡速率超过繁殖速率，导致培养基中活菌数目急剧下降，进入衰亡期。提高产量的措施主要是在稳定期补充营养物质，延长培养周期并不能提高产量。本题正确答案是C。
失分陷阱 对微生物群体生长规律中的四个期的特点把握不准确，对如何提高微生物代谢产物产量的方法和应选择的时期掌握不到位，易导致选错。
例3（2003年江苏卷）发酵工程的第一个重要工作
是选择优良的单一菌种。消灭杂
菌，获得纯种的方法包括(多选)
A．根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基
B．根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子
C．根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸
D．根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗菌素
考点分析 本题考核发酵工程的概念和内容。主要考核发酵工程中菌种的选育。
解题思路 要从众多的微生物中选择出优良的单一菌种，可以采用选择培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物生长的一种培养基。培养基中营养成分的改变也可以达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物
不能在此培养基上生存。当培养基中石油是惟一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物保留下来。所以选项A正确。根据微生物与生长因子的关系，可以将它们分为生长因子自养型微生物、生长因子异养型微生物和生长因子过量合成微生物。生长因子自养型微生物能够自行合成所需的生长因子，不需要从外界补充生长因子，多数真菌、放线菌和一些细菌属于这种类型。生长因子异养型微生物必须补充外源生长因子才能生长，如乳酸杆菌需要多种维生素、氨基酸和碱基。生长因子过量合成微生物能够合成大量的维生素等，可用做维生素等的生产菌。所以在培养基中增减不同的生长因子也能够选择需要的菌种。所以选项B正确。如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌，加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。所以选项D也正确。另外，还可以通过改变培养条件选择或抑制某些微生物。如在无氧环境中，可以选择出乳酸杆菌等厌氧微生物。核酸不是微生物生长所需要的营养物质，所以在培养基中加入核酸，不能起到选择作用。所
以选项C错误。本题正确答案是A、B、D三项。
失分陷阱 对选择性培养基主要是靠增减不同的微生物生长必需的营养物质来选择出不同的微生物的作用机理理解不到位，易错选。
例4（2001年全国卷）在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度逐渐上升，泡沫不断增多。当糖浓度下降一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。
根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是 。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
（3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5％形成了酒精和其它发酵产物，其余1.5％则是用于 。
（4）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式
（5）如果酵母菌消耗的糖（设为麦芽糖，其分子量为342）有98.5％（质量分数）形成了酒精（分子量为46.0）和其他发酵产物。设有500t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为 8.00％，发酵后最多能生产酒糟浓度为3.20％（质量分数）的啤酒多少吨？
考点分析 本题考核发酵工程的应用。主要考核发酵工程在食品工业上的应用。
解题思路 本题是一道生化综合题。从题干给出的啤酒生产过程分析，在初期，发酵罐中富含氧气，酵母菌经过出芽生殖迅速繁殖，糖度下降，这说明酵母菌在进行有氧呼吸。随后，溶解氧逐渐耗尽，发酵罐内糖度加速降低，酒精浓度逐渐上升，这说明酵母菌在进行无氧呼吸。因此，酵母菌的异化作用类型是既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸。酵母菌在代谢过程中，分解糖类的目的是获得自身生长繁殖所需的能量。本题正确答案是（1）既能进行有氧呼吸有能进行无氧（2）出芽生
殖（3）酵母菌自身的生长和繁殖 （4）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式
C12H22O11+H2O2C2H5OH+2CO2
C6H12O6催化剂催化剂2C6H12O6
（5）C2H5OH的分子量为46.0
500t×8.00%×98.5%×分)
失分陷阱 对酵母菌是兼性微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，并繁殖后代；无氧条件可进行无氧呼吸，产生酒精这些知识点掌握不准确导致答错。
拓展提升
1．微生物的共性
微生物由于其体形微小，因而有以下5个共性：
（1）体积小，面积大。小体积大面积系统必然有一个巨大的营养物吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。
（2）吸收多，转化快。新陈代谢能力强，为产生大量代谢产物提供了物质基础，人类对微生物的利用，主46.041＝662 t (103420.0320
要体现在它们的生物转化能力上，如单细胞蛋白质生产。
（3）生长旺，繁殖快。微生物具有极高的生长和繁殖速度，微生物的这一特性在发酵工业上具有重要的实践意义，体现生产效率高，发酵周期短。
（4）适应强，易变异。微生物因体积小，面积大，有极灵活的适应性，在长期进化过程中产生了许多灵活的代谢调控机制，其对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”具有惊人的适应力。同时，微生物由于有繁殖快、数量多，与外界环境直接接触，其变异频率虽然十分低，但在短时间内也可产生大量变异后代。
（5）分布广、种类多。微生物种数多，生理代谢类型多，代谢产物种类多，又因其体积小，重量轻，在万米高空中、地层下和海底深渊都无处不在，
2．微生物在污水净化中的作用
微生物具有体积小、表面积大、繁殖力惊人等特点，能不断与周围环境快速进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同
时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。因此微生物可在污水净化和治理中得到广泛应用，造福人类。
微生物净化的原理：微生物新陈代谢类型有需氧型和厌氧型两种。
（1）需氧净化 有氧气存在的条件下，好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化，能把污水中的有机物氧化分解成CO2和H2O等，同时从中获得C源、N源、P源和能量等，，因此污水的需氧净化处理，就是模拟这种生物净化原理，把微生物培养在一定的构筑物内并通气，从而达到高效净化污水的目的。
（2）厌氧净化 微生物在严格无氧条件下，对有机物质发酵或消化，将大部分有机物分解为H2、CO2、H2S和CH4等气体。污水的微生物厌氧净化处理，就是根据污水经厌氧发酵后既得到净化，又获得生物能源CH4的原理，在密闭容器内让生物在污水中发酵，从而达到有效净化污水的目的。厌氧发酵法常被应用在有机物含量高或含不溶性有机物较多的污水或废水的净化，如人们对造纸、抗菌素发酵的废水处理。
巩固练习
1．与其他生物相比，微生物的代谢异常旺盛，这是因为
A．它的细胞结构复杂，有利于代谢正常进行
B．它的细胞内含有多种酶，有利于物质的合成与分解
C．它的表面积与体积的比大，有利于与外界进行物质交换
D．大多数微生物为异养生物，能利用各种各样的有机物
2．下列微生物的代谢产物中没有菌种特异性的一组是
①氨基酸 ②核苷酸 ③多糖 ④毒素
⑤激素 ⑥脂类 ⑦维生素 ⑧抗生素 ⑨色素
A．①②③④⑤ B．①②③⑥⑦ C．①③⑤⑥⑦ D．①③⑦⑧⑨
3．下列关于初级代谢产物和次级代谢产物的比较，其中不正确的是
A．初级代谢产物只是在微生物生长初期产生，次级
代谢产物在微生物生长到一定阶段才产生
B．不同的种类微生物的细胞中初级代谢产物基本相同、次级代谢产物不相同
C．初级代谢产物始终产生，次级代谢产物在微生物生长到一定阶段才产生
D．初级代谢产物是微生物生长和繁殖所需的、次级代谢产物对自身无明显的生理作用
4．用葡萄糖和乳糖及其它必需营养在适宜环境下培养大肠杆菌，只有当葡萄糖被消耗完后，乳糖才能被利用。这一事实表明
A、大肠杆菌优先利用葡萄糖，葡萄糖能抑制利用乳糖的有关酶的基因的表达
B、分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的诱导酶
C、葡萄糖既作碳源又作能源，利用葡萄糖的酶属于诱导酶
D、葡萄糖对利用乳糖的有关酶的活性起抑制作用
5．图33—1是黄色短杆菌合成赖氨酸途径示意图，据图回答：
图33—1
（1）图中黄色短杆菌利用
合成赖氨酸、苏氨酸和 。
（2）当 和
都
积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活
性。
（3）利用黄色短杆菌大量生产赖氨酸就必
须抑制
形成。
（4）科学家对黄色短杆菌进行
处理，选育出不能合
成
的菌种，提高了赖氨酸的产量。
（5）黄色短杆菌合成的赖氨酸是
代谢产物，它合成后的存在部位是 。
6.（2004年广东卷）将少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中，并置于适宜的条件下培养，定期取样统计细菌的数目。如果以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标作图，可以得到细菌的生长曲线。曲线中，细菌数量变化较大的时期为
A. 衰亡期和调整期 B．调整期和稳定期
C. 对数期和衰亡期 D．稳定期和对数期
7．（2003年江苏卷）酵母菌培养过程中的生长曲线如
图33—2所示：a、b、图33—2
c、d分别表示不同的生长时期，其中适于作为生产用菌种的时期是
A．a
C．c
B．b
D．d
8. 下列关于发酵工程的说法，错误的是
A．发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身
B．通过人工诱变选育新品种
C．培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌
D．环境条件的变化，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌体代谢产物的形成
9．现代发酵工程中，利用下列哪一项技术，有目的地改造原有的菌种并且提高其产量
A．细胞融合 B．诱变育种 C．克隆 D．DNA重组技术
10．生产抗生素的常用方法是
A．生物提取 B．化学合成 C．发酵工程 D．基因控制合成
11．家庭制作泡菜并无刻意的灭菌环节，在发酵过程中，
乳酸菌产生的乳酸可以抑制其它微生物的生长．当环境中的乳酸积累到一定浓度时，又会抑制乳酸菌自身的增殖．下面对这些现象的描述不正确的是
A．在乳酸菌的调整期和对数期，种内关系主要表现为互助
B．进入乳酸菌增长的稳定期，由于次级代谢产物的积累，种内斗争趋于激烈
C．密闭的发酵环境使乳酸菌在调整期和对数期的种间斗争中占据优势
D．进入稳定期，泡菜坛内各种生物的抵抗力稳定性维持在较高的水平
12．下列说法正确的是
A．发酵罐中微生物的生长繁殖与代谢产物的形成都与pH有关
B．单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的
C．谷氨酸棒状杆菌要在隔绝空气的条件下发酵才能得到谷氨酸（味精的主要成分）
D．人工诱变、细胞工程、基因工程等都对微生物进
行定向改造
13．某酒厂把糖化后的淀粉加入发酵罐，接种酵母菌后，酒精产量明显减少，检查结果为发酵罐密封不严，试分析反应的结果是
A．糖化淀粉消耗少 B．酵母菌量减少
C．CO2的释放量减少 D．酵母菌量、CO2的释放量和糖化淀粉的消耗量都增
14．下列说法正确的是
A．诱导酶一旦产生，其活性就将一直保持下去
B．组成酶不是微生物细胞中一直存在的酶
C．大肠杆菌分解葡萄糖的酶是诱导酶，分解乳糖的酶是组成酶
D．诱导酶的合成除取决于诱导物以外，还取决于细胞内所含的基因
15．如图33—3所示为面包霉体内合成氨基酸的途径。氨基酸A
酶①
若在发酵工程中利用面包霉来大量合成底物—→中间产物
酶③
酶②
氨基酸A，应采取的最佳措施是
都过量
A．改变面包霉的细胞膜通透性
抑制（一）
图33—3
B．在高温高压下进行发酵
C．对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成
酶②的菌种
D．对面包霉进行诱变处理，选育出不能合成
酶③的菌种
16．（2004年江苏卷）工业和生活污水是环境污染的重要来源，污水处理是环境保护的
重要措施，氧化塘法就是一种利用自然生态系统净化污水的方法．氧化塘是一个大而浅(水深约2m)的池塘，图33—4表示其生物群落和非生物环境．试分析回答问题：
图33—4
(1)塘中需氧型微生物呼吸作用消耗的氧，部分来自
大气，另一部分来自藻类的
作用。
(2)污水中含有的大量有机污染物可引发细菌迅速繁殖；细菌通过 作用获得生命活动所需的能量，同时将有机物变成二氧化碳和水等无机物．
17．工业上常用发酵罐生产淀粉酶，现用发酵罐研究碳水化合物的种类对于微生物产生淀粉酶的影响，将多种不同碳水化合物用于研究，实验中，pH值维持在7～8之间，其他条件保持稳定，测定淀粉酶的产量（相对值），结果如下表所示：
碳水化合
物的来源
玉米淀粉
麦芽糖
葡萄糖
蔗糖
乳糖
不含糖
淀粉酶产量
（相对值）
235
179
52
17
0
0
（1）关于碳水化合物种类对于微生物产生淀粉酶的
影响，你有何结论？
。
（2）为什么说微生物能利用多种碳水化合物是其具有的生存优势？
。
（3）进一步研究酸碱度对于微生物产生淀粉酶产量的影响，只用一种碳水化合物，结果如下表所示：
pH
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
淀粉酶产量（相对值）
0
4
13
18
14
11
①这项研究中使用哪一类碳水化合物最为适宜？ 。
②评价酸碱度是如何影响微生物产生淀粉酶的？
。
18．图33—51
Ig（细胞数）
C
•
B
A
•
•
为酵母菌细胞的模式D
•
图和生细胞核
2
3
4
长曲线。•E
请回答：
（1）从细胞核的结图33—5
构看，下列选项中，时间
与该酵母菌同属一类的生物是（ ）
A．乳酸菌 B．放线菌 C．变形虫
D．噬菌体
（2）下列与酵母菌发酵有关的叙述中错误的是（ ）
A．发酵过程中，营养物质可自由通过[4]结构
B．[1]的形成与细胞核的存在有密切关系
C．发酵时，处于稳定期的细胞，细胞核的代谢最活跃
D．生产酒精时，葡萄糖进入[3]的方式是主动运输
（3）要收获酵母菌的代谢产物，应选择生长曲线的[ ]
期。为了获得更多的代谢产物，要延长该时期，工业上采用的方法是 。
（4）细胞出现多种形态，甚至畸形的是曲线中的[ ]
期。
（5）如果在有氧和无氧的情况下，酵母菌细胞中[ ]
（结构）数量会发生明显差异。
19．（2003年全国春季卷）生活污水中含有大量的有机和无机含氮化合物，这些过量的含氮化合物会造成水体污染，危害水生生物生存和人类的健康。脱氮是污水处理的重要内容之一。下面是生物脱氮工艺流程示意图（图33—6）。
空气 CO2
CH3OH N2
处理水
（1）在1回流
回流
剩余污泥
剩余污泥
回流
剩余污泥
生活污水
1 级
沉
淀
2 级
沉
淀
3 级
沉
淀
级反应池内，有机物在细菌、原生图33—6
动物等作用下会大量减少。从同化和异化方式看，这些生物的代谢类型主要是___________，这些生物在自然生态系统中属于_________者。
（2）在2级反应池内，pH值为8.0～8.4时，硝化细菌大量繁殖，它们能将NH3氧化成NO2－和NO3－，并利用这一硝化过程所释放的________合成_____________，用
于自身的生长发育和繁殖。
（3）实践发现，当2级反应池中有机物含量过多时，硝化细菌难以大量繁殖起来，原因_________________________________。
20．（2003上海理科大综合卷）图33—7为本市市郊某一生态净化技术处理污水的流程示意图。图示为工业、生活污水流入有大量微生物的全封闭预处理系统后，再经由水竹、蚯蚓、草履虫、绿藻、微生物等构成的人工湿地生态系统，变成了清清的流水。
（1）统中主要图33—7
预处理系的微生物是
A．需氧菌 B．厌氧菌 C．兼氧菌 D．放
线菌
（2）预处理系统中微生物的主要作用是
A．除去污水中的颗粒 B．使污水沉淀
C．分解污水中的有机物 D．产生二氧化碳
（3）该湿地生态系统中绿藻和蚯蚓分别属于
A．生产者和初级消费者 B．生产者和分解者
C．生产者和次级消费者 D．初级消费者和次级消费者
