答：种子培养基用于供孢子发芽、生长和大量繁殖粗壮，活力强的菌丝体。

这类培养基的碳源应提供速效碳源，如葡萄糖等；氮源则提供易于利用的，如无机氮源（NH4）SO4，有机氮源如玉米浆、酵母膏、蛋白胨等；磷酸盐浓度适当高一些；但总浓度以略稀薄为好，可获得较高的溶解氧，供大量菌体生长繁殖。最后一级种子培养基的成分尽可能接近发酵培养基，使种子进入发酵培养基后能迅速适应，快速生长。 发酵培养基既要有利于生长繁殖，防止菌体过早衰老，又要有利于产物大量合成。因此，发酵培养基的组成应丰富、完全，碳、氮源要注意速效和迟效的搭配，少用速效营养，多加迟效营养；还要考虑适当的碳氮比，加缓冲剂稳定pH；还要有菌体生长所需的生长因子和产物合成所需的元素、前体和促进剂等。

补料培养基主要是针对以下两种情况：一是发酵培养基基础料浓度过高导致培养基过于粘滞，致使搅拌动力消耗增加，消泡困难，溶解氧下降，渗透压过高等，以致不利于细胞的生长；二是生长和合成两阶段各需的最佳条件要求不同。则只能采用在不同时间区段培养基分批补料来加以满足，一般初始培养基称为基础料，在整个培养基配比中所占比例较小。 补料培养基在成分上可与初始发酵培养基完全相同，也可根据需要进行较大调整。

五、 1. 答：甘露醇是一糖醇，为该培养基的碳素来源；MgSO4，K2HPO4，KH2PO4，CuSO4， NaCl，CaC03则是矿质来源。磷是核酸和蛋白质及细胞膜的必要成分，也是许多辅酶的组成元素，高能磷酸键在能量的储存和传递中有重要作用；镁在离子状态是 许多重要酶的激活剂；硫存在于细胞蛋白质中，是含硫氨基酸的组成成分和某些辅酶的活性基，如辅酶A；氯离子对嗜盐菌是需要的，钠离子维持细胞渗透压；钾离子除维持细胞渗透压和透性，还是许多酶的激活剂，促进糖代谢；钙离子能影响细胞膜的透性，还能影响培养基中磷酸盐的浓度；铜是微量元素作为酶的辅基和激活剂。 水是所有培养后的主要组成成分，也是微生物机体的重要组成成分，为微生物的生长繁殖和产物合成提供了必需的生理环境。

上述培养基中缺少氮源，可用来富集和培养能自主固氮的微生物，即自养固氮菌。

2. 答：谷氨酸的合成途径如下：葡萄糖由酵解途径（EMP途径）和单磷酸己糖途径（HMP途径）代谢生成两分子丙酮酸，其中一分子丙酮酸固定CO2生成草酰乙酸，另一分子丙酮酸脱羧生成乙酰辅酶A，两者缩合成柠檬酸。柠檬酸进入三羧酸循环（TCA环）得到α-酮戊二酸。由于α-酮戊二酸继续进行的氧化代谢途径停滞，以及异柠檬酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶的有效配合，使α-酮戊二酸还原氨化作用高效率地进行，进而生成谷氨酸。 在上述过程中，丙酮酸固定CO2生成草酰乙酸和丙酮酸脱羧生成乙酰辅酶A应保持适当比例，才能保证谷氨酸的高收率。若丙酮酸固定CO2反应充分进行时，由葡萄糖生成谷氨酸的收率82%；若完全不发生CO2的固定，则丙酮酸全部氧化脱羧生成乙酰辅酶A，经由乙醛酸环进行代谢。形成的异柠檬酸在异柠檬酸分解酶作用下分解为乙醛酸和琥珀酸，减少了α-酮戊二酸的生成量，谷氨酸的收率最多只有54%。 所以糖的分解代谢途径（EMP，HMP，TCA）与CO2固定的适当比例是提高谷氨酸收率的关键。