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某酸性矿山废水中分离的嗜酸氧化亚铁硫杆菌，最适生长环境的pH为2.0，而其通过质子泵维持细胞内的pH恒为6.5。（1）计算该菌细胞外与细胞内氢离子浓度之比；（2）若某中性淡水湖泊表层水的pH为7.0，计算该菌最适生长环境中氢离子浓度是中性湖水氢离子浓度的多少倍；（3）根据计算结果，说明该菌必须依赖何种适应机制才能在酸性环境中维持胞内近中性。
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某实验室用Hfr菌株（b⁺ str^S）与F⁻菌株（b⁻ str^R）进行中断接合实验，混合培养后在不同时间取样、剧烈搅拌中断接合，涂布于含链霉素的选择性平板，统计b⁺重组子占受体菌总数的比例f。实验测得：接合开始后10分钟时f=0；15分钟时f=0.05；20分钟时f=0.15；此后基因b以恒定速率继续转移。假设基因b进入受体的时间为t₀（分钟），t≥t₀后f与时间呈线性关系f=k(t−t₀)。请计算：(1) 转移速率k与基因b开始进入受体的时间t₀；(2) 接合开始后多少分钟时f达到0.25。
某实验室用长10 cm的深层琼脂摇管培养一株微需氧菌。已知培养基中溶解氧浓度随深度d（自管口表面算起，cm）线性递减：d=0处为20%，d=10 cm（管底）处为0%。实验测得该菌仅能在氧浓度介于2%至6%（含端点）的区域内生长。请计算：(1) 该菌在摇管中的生长区上下边界深度；(2) 生长区的长度；(3) 生长区中心距管口表面的深度。
某基因工程实验室构建重组质粒：将一段900 bp的目的基因插入某松弛型环状质粒载体的单一酶切位点，该载体本身带有氨苄青霉素抗性基因。已知重组质粒总长为6300 bp。将重组质粒导入大肠杆菌后，测得每个细胞中该质粒拷贝数为45。请计算：(1) 该质粒载体自身的长度；(2) 每个细胞中来自该质粒的目的基因片段总长度；(3) 判断该质粒属于严紧型还是松弛型，并说明该特性对基因工程中大量获取重组DNA产物的意义。
某中温细菌的最适生长温度为37 ℃，在37 ℃时最大比生长速率μmax=0.50 h⁻¹。实验测得：在30～37 ℃范围内，温度每偏离最适温度1 ℃，μmax均匀下降0.02 h⁻¹。现将该菌培养于30 ℃条件下，请计算：30 ℃时该菌的最大比生长速率μmax，以及对应的代时td（已知td=ln2/μmax，ln2≈0.693）。
某实验室用F⁺供体菌（基因型 gal⁺ his⁺ str^S）与F⁻受体菌（基因型 gal⁻ his⁻ str^R）按1:10混合培养2小时，反应总体积为2 mL。取0.1 mL混合液涂布于含链霉素、以半乳糖为唯一碳源的选择性平板，培养后长出45个菌落；另测知反应液中受体菌总数为4×10⁷个。计算：本次接合实验中 gal⁺ 标记的重组频率（重组子数占受体菌总数的比例），用科学记数法表示。
某链霉菌分批发酵生产次级代谢产物抗生素A（分子量350）。发酵分两阶段：0～48小时为对数生长期，消耗葡萄糖60 g/L，几乎不积累抗生素A；48小时起培养基中磷耗尽，菌体生长停止，进入生产期，此时补加葡萄糖使终浓度达80 g/L。发酵结束时测得：生产期共消耗葡萄糖70 g/L，抗生素A积累浓度为25 g/L。已知该菌株生产期中葡萄糖用于维持代谢的比例恒定为20%（即所耗葡萄糖的20%不用于产物合成）。现拟在相同条件下将抗生素A产量提高到40 g/L，假设产物对基质的得率（扣除维持消耗后）保持不变，补加的葡萄糖浓度需达到多少 g/L？
某化能异养微生物以葡萄糖为唯一底物。在无氧发酵条件下，1 mol 葡萄糖经糖酵解净产 2 mol ATP，发酵末端步骤不再产能。若该菌改为有氧呼吸，1 mol 葡萄糖彻底氧化时：糖酵解与三羧酸循环阶段经底物水平磷酸化共产生 4 mol ATP；全过程共生成 10 mol NADH 和 2 mol FADH₂ 进入呼吸链，按每 mol NADH 产 2.5 mol ATP、每 mol FADH₂ 产 1.5 mol ATP 计。求该菌有氧呼吸氧化 1 mol 葡萄糖的总 ATP 产量，并求此产量与其发酵产能之比。
某实验室需从食品样品中分离金黄色葡萄球菌并进行初步鉴别。配制高盐甘露醇培养基：含7.5% NaCl（抑制多数非葡萄球菌细菌）和甘露醇为可发酵糖、酚红为指示剂（产酸则菌落周围变黄）。取10 g样品经梯度稀释后，取10^-4稀释液0.1 mL涂布于该培养基平板，培养后共出现45个菌落，其中18个菌落周围培养基变黄。问：(1) 该培养基同时具备哪两类功能培养基的特性？（2）样品中能在该培养基上生长的菌数为多少CFU/g？（3）其中可疑金黄色葡萄球菌为多少CFU/g？
某厌氧反应器中分离到一株硫酸盐还原菌和一株硫氧化菌，分别测定其营养特征。菌株X：以CO₂为唯一碳源合成细胞物质，能量来自氧化H₂S为S单质（每氧化1 mol H₂S释放210 kJ能量，能量同化效率为30%）；合成1 g菌体干物质需固定CO₂共消耗能量500 kJ。菌株Y：不能利用CO₂，必须以现成有机物乙酸为碳源和能源。某日反应器中共氧化H₂S 200 mol。求：（1）菌株X当日最多可合成的菌体干物质量；（2）菌株X与菌株Y的营养类型名称。
某乳品厂用乳酸菌发酵生产酸奶。已知每批次投料含葡萄糖10 kg，菌种将葡萄糖按质量比1:1转化为乳酸，实际转化率为90%。发酵完成后为保持风味，需向发酵液中添加占乳酸质量20%的蔗糖进行调配。求该批次最终需添加蔗糖多少千克？
某城市污水处理厂利用活性污泥法处理生活污水，曝气池中微生物群落将污水中的有机污染物降解。进水BOD₅（五日生化需氧量）浓度为 300 mg/L，经微生物处理后出水BOD₅浓度为 30 mg/L。已知该厂日均处理污水量为 20000 m³。请计算：(1) 该处理系统中微生物对BOD₅的去除率是多少？(2) 每天通过微生物降解去除的BOD₅总量是多少千克？
某抗生素生产车间以发酵法生产青霉素。发酵罐内发酵液体积为 10 m³，测得发酵液中青霉素效价为 20000 U/mL。经提取纯化后总收率为 80%，所得青霉素成品全部分装为每支含 8×10⁵ U 的注射剂。若分装过程无损耗，求：（1）提取纯化后获得的青霉素总效价（单位：U）；（2）可分装的注射剂支数。
某学生在复习《微生物免疫学基础》时，将免疫系统组成整理为免疫器官、免疫细胞、免疫分子三类条目，共15条。已知：①免疫细胞条目数是免疫器官条目数的2倍；②免疫分子条目数比免疫器官条目数少1条；③免疫器官条目中，中枢免疫器官（骨髓、胸腺）与外周免疫器官各占一定数量，其中中枢免疫器官2条。请通过计算求出：该笔记中免疫器官、免疫细胞、免疫分子各有多少条？其中外周免疫器官条目有几条？
某研究者在平板上测定放线菌菌株M对三种病原真菌的拮抗能力。M的发酵滤液处理下：菌株A菌落直径由对照的 20 mm 降为 12 mm；菌株B由 16 mm 降为 8 mm；菌株C由 25 mm 降为 10 mm。定义抑制率 =（对照直径 − 处理直径）/对照直径 × 100%。若以抑制率≥50% 判定为强拮抗。请分别计算 M 对 A、B、C 的抑制率（保留一位小数），并指出 M 对哪些菌株表现强拮抗。
某基因克隆实验中，将一段长度为1500 bp的外源DNA片段插入某环状质粒载体的单一酶切位点，得到重组质粒。经测序知该重组质粒全长为4800 bp，且目的基因插入方向为正向。已知：（1）该质粒在宿主菌内以松弛型复制，每个细胞平均含40个拷贝；（2）宿主菌染色体不含该目的基因序列；（3）质粒携带的抗性基因使转化子能在含抗生素平板上生长，未转化细胞不能生长。现将1 mL菌液（含5×10^7个细胞）涂布于含抗生素平板，长出2×10^6个菌落，且全部菌落均含正确重组质粒。请计算：①原质粒载体的碱基对长度；②平板上全部抗性菌落细胞中目的基因片段的总拷贝数（设每菌落由单细胞繁殖，各含40个质粒拷贝）。
某实验室用转化法进行细菌基因转移：将纯化的供体菌DNA（含 met⁺ 基因）与 met⁻ 受体菌混合培养，随后稀释涂布于基本培养基平板。经培养统计，每毫升反应液中形成 200 个 met⁺ 转化子菌落。已知加入的受体菌总数为 4×10⁷ 个/毫升。请计算每毫升反应液中受体菌的转化率（用百分数表示）。
某中温细菌在25 ℃下以代时40 min稳定生长。已知该菌在10～30 ℃范围内，温度每降低10 ℃，代谢速率减半（即代时加倍）。现培养条件改为15 ℃，接种后经历5个世代。请计算：15 ℃下该菌的代时，以及完成5个世代所需的总培养时间（单位：min）。
某实验室需配制 500 mL 含 0.85%（w/v）NaCl 的生理盐水培养基用于培养大肠杆菌。已知 NaCl 的摩尔质量为 58.5 g/mol，溶解后完全解离。（1）计算所需 NaCl 的质量；（2）计算该培养基中 NaCl 的质量摩尔渗透浓度（以 mmol/L 计，按解离后的粒子总浓度计）。
某研究小组分离到一株细菌A：它能以CO₂为唯一碳源合成自身有机物，并依靠氧化NH₄⁺释放的化学能生活；另分离到一株细菌B：必须以现成的葡萄糖作为碳源和能源。(1) 分别判断A、B的营养类型；(2) 若细菌A在培养中合成菌体干重2.0 g，已知菌体干重含碳量为50%，计算细菌A为此至少固定了多少mol的CO₂（CO₂中碳含量按一个碳原子计）。