微生物生理復習題總編

1、微生物生理學復習題寫出三個以上你所熟知的微生物生理學奠基人及各自主要貢獻。答：1.巴斯德發(fā)現(xiàn)了酵母菌的芽殖現(xiàn)象，發(fā)明了“巴氏消毒法”；2.維諾格拉斯基發(fā)現(xiàn)了化能自養(yǎng)型微生物；3.貝捷林克發(fā)現(xiàn)病毒及豆科植物和微生物之間的共生固氮作用；4.布赫納發(fā)現(xiàn)了酵母菌的無細胞提取液可將蔗糖轉(zhuǎn)化為酒精的現(xiàn)象，從此微生物生理學進入了分子水平；微生物細胞的顯微和亞顯微結(jié)構(gòu)，按照在細胞中的部位和功能，可分為哪三部分？各包括哪些主要結(jié)構(gòu)？答：基本結(jié)構(gòu)：是指一個細胞生存不可缺少的，或一般微生物通常具有的機構(gòu)，如細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、類核和核糖體；外部結(jié)構(gòu)包括細胞表面附屬物如莢膜、鞭毛、纖毛和表面多糖等；內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括除

2、染色體外的細胞質(zhì)內(nèi)的所有物質(zhì)和結(jié)構(gòu)，如內(nèi)膜系統(tǒng)、某些細菌產(chǎn)生的芽孢。比較G+，G-真細菌的細胞壁結(jié)構(gòu)、組成。性 質(zhì) G+ 細菌 G- 細菌 內(nèi)壁層 外壁層 厚度（nm） 2080 23 8結(jié) 構(gòu) 層次 單層 多層 肽聚糖結(jié)構(gòu)多層，亞單位交聯(lián)程度高，網(wǎng)格緊密堅固 單層，亞單位交聯(lián)程度低，網(wǎng)格較疏松組成 肽聚糖 占細胞壁干重的4090% 5%10% 無 磷壁（酸）質(zhì) 多數(shù)含有 無 無 多糖 有 無 無 蛋白質(zhì) 有或無 無 有 脂多糖 無 無 11%22% 脂蛋白 無 有或無 有 對青霉素 敏感 不夠敏感 對溶菌酶 敏感 不夠敏感 答：從嗜熱菌的細胞壁和細胞膜的結(jié)構(gòu)特點來解釋其耐熱的機理答：嗜熱菌的

3、細胞壁的成分主要為糖蛋白亞單位，相比較與其他類型的細胞壁來說，對于高溫的耐受性更強。有些古細菌是沒有細胞壁的，如嗜酸嗜熱菌中的Thermoplasma acidophilus和產(chǎn)甲烷菌中的Methanoplasma elizabethii。但它們具有堅實的細胞質(zhì)膜。這些細胞質(zhì)膜中含有特殊的脂（二植烷二甘油四醚）、糖蛋白和脂多糖。蛋白質(zhì)占60%，脂類25%，碳水化合物10%。不同真菌細胞壁中多糖組成的一般規(guī)律。答：真菌細胞壁的主要成分是多糖，此外也含有少量的蛋白質(zhì)和脂類。多糖的性質(zhì)因不同真菌而異。在低等真菌中，如黏菌和卵菌，由纖維素組成細胞壁骨架。在高等真菌中則以幾丁質(zhì)和葡聚糖為主。單細胞酵母菌

4、則以葡聚糖和甘露聚糖等為主。6微生物細胞膜的一般功能。答： 維持細胞的結(jié)構(gòu)完整，保護細胞內(nèi)成分； 細胞表面纖毛、鞭毛的著生位點； 細胞抗原-抗體特異性識別的物質(zhì)基礎(chǔ)和位置； 傳遞信息。細胞膜有某些特殊蛋白，能接受來自光、電及化學物質(zhì)等刺激信號并發(fā)生構(gòu)象變化，并將此信息傳遞給相應(yīng)的胞內(nèi)蛋白，引起一系列相應(yīng)基因的表達、或關(guān)閉、或部分受阻的變化和產(chǎn)生相應(yīng)的表型反應(yīng)； 物質(zhì)轉(zhuǎn)運作用。形成滲透屏障 Osmotic Barrier。 細菌吸取營養(yǎng)和排出代謝物均需通過細胞膜，細胞膜上有許多具有選擇性通透作用的小孔，控制著物質(zhì)的膜內(nèi)外的進出交流；細胞膜上的載體蛋白能主動轉(zhuǎn)運特異性的營養(yǎng)物質(zhì)； 呼吸作用。原核微

5、生物的呼吸酶系統(tǒng)和電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)定位于細胞膜上，可以轉(zhuǎn)運電子和偶聯(lián)氧化磷酸化作用，進行產(chǎn)能代謝； 分解作用； 生物合成作用。細胞膜上有多種合成酶。肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、莢膜和鞭毛等重要物質(zhì)的合成都是在細胞膜上進行的。7真細菌細胞膜的主要脂類有？答：組成真細菌細胞膜的主要脂質(zhì)有磷脂、糖脂、鞘脂等極性的脂類，此外還含有非極性的脂醌、類胡蘿卜素、聚異戊烯脂和甾醇。8酵母細胞中有關(guān)甾醇的情況.答：酵母菌的原生質(zhì)膜中含有主要的兩種脂類：甘油磷脂和甾醇，兩者所占的摩爾比為5:1.在酵母菌細胞膜中常見的甾醇是麥角甾醇和酵母甾醇，此外還含有少量的脫氫麥角甾醇，是合成麥角甾醇的前體。9細菌鞭毛和真核微生物鞭毛的

6、組成，特點及運動方式？答：細菌鞭毛：呈波浪形，直徑1218nm，長約1520um的纖細絲，具有可再生性。著生方式包括單根、叢束極生和周生。由鞭毛絲、鞭毛鉤和基體三部分組成。運動方式為旋轉(zhuǎn)運動。動力來自細胞質(zhì)膜內(nèi)外的質(zhì)子濃度梯度。當鞭毛逆時針轉(zhuǎn)動時，細菌做直線運動，順時針轉(zhuǎn)動時，細菌就翻騰轉(zhuǎn)向。真核微生物的鞭毛：某些低等水生真菌和藻類表面存在，單級生或雙極生。長為150200um。主要由鞭桿和基體兩部分組成，兩者之間存在一過渡區(qū)。鞭毛的功能是運動，以波浪形擺動以推動細胞前進，過程中消耗ATP，運動的機制為“滑動微管模式”假說。10哪些細菌具有發(fā)達的內(nèi)膜系統(tǒng)？為什么？答：1.間體：由于細胞質(zhì)膜內(nèi)陷

7、形成的一種膜狀結(jié)構(gòu)； 2.光合膜：進行光合作用的膜結(jié)構(gòu)。主要存在于綠硫細菌、藍細菌等； 3.其他內(nèi)膜系統(tǒng)：在硝化細菌和甲烷氧化菌中有很明顯的內(nèi)膜系統(tǒng)，不同與真核細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，有兩種類型的排列方式，1是盤狀泡囊成束地平行排列在細胞中央，如甲基單胞屬和甲基細菌屬，2是雙層膜沿細胞的邊緣平行排列，如甲基彎菌屬和甲基桿菌屬。這些內(nèi)膜似乎與氧化氣體獲得能量有關(guān)。11. 細胞型微生物需要的營養(yǎng)物可分為哪五類？答：碳源、氮源、礦質(zhì)營養(yǎng)、生長因子和水12. 依據(jù)微生物獲取能源、碳源、氫或電子供體的方式，將微生物分為哪四種營養(yǎng)方式？答：如下圖：營養(yǎng)類型能源主要碳源電子供體實例光能自養(yǎng)型光能CO2H2、H2S、

8、S、H2O藍細菌、紫硫細菌、綠硫細菌、藻類化能自養(yǎng)型無機物CO2或碳酸鹽H2、H2S、Fe2+、NH3 、 H2O氫細菌、硫細菌、鐵細菌、硝化細菌光能異養(yǎng)型光能CO2和簡單有機物有機物紅螺細菌化能異養(yǎng)型有機物有機物有機物絕大多數(shù)微生物，原生動物13.化能無機營養(yǎng)菌的四大類群為：答：硝化細菌：能氧化銨鹽或亞硝酸鹽獲得能量的嚴格化能自養(yǎng)菌。分為亞硝化細菌群和硝化細菌群硫化細菌：能氧化還原態(tài)無機硫化物(H2S、S、S2O3SO3-)以獲取能量，好氧或兼性厭氧的細菌，多數(shù)為專性的化能自養(yǎng)菌。鐵細菌：將Fe2+氧化為Fe3+以獲取能量通化CO2氫細菌 ：具有氫化酶，因而能氧化氫以獲取能量。14.微生物對

9、小分子營養(yǎng)物質(zhì)的吸收主要通過哪四種方式，各有何特點？答：1.被動擴散：動力物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差；物質(zhì)運輸過程中不消耗能量；參與運輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化；不能進行逆濃度運輸；運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比。2.促進擴散：動力物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差；物質(zhì)運輸過程中不消耗能量；運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比。；有載體(carrier)的參與，而且每種載體只運輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的專一性。3.主動擴散：是微生物吸收營養(yǎng)的主要方式；可逆濃度梯度運輸，耗能；需載體蛋白，有特異性；運輸有機離子、無機離子、氨基酸、乳糖等糖類；需要特異性載體蛋白，需要能量來改變載體蛋白的構(gòu)象；親和力改變蛋白構(gòu)

10、象改變耗能 4.基團轉(zhuǎn)運：屬主動運輸類型；溶質(zhì)分子發(fā)生化學修飾 定向磷酸化或乙?；?；需復雜的運輸酶系參與. 15.基團轉(zhuǎn)運的典型例子有哪兩種，大概情況如何？答：1.依賴磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)(PTS):1）熱穩(wěn)定性載體蛋白(heat stable carrier protein, HPr) 的激活 PEP+ HPr EI 丙酮酸 + P-HPr2）糖磷酸化后運入膜內(nèi) P-HPr +糖 EII 糖-P+HPrPEP：磷酸烯醇式丙酮酸；EI：第一個酶I；HPr：低分子量熱穩(wěn)定性載體蛋白；EII：第二個酶II磷酸烯醇式丙酮酸-糖基磷酸轉(zhuǎn)移酶(PTS)系統(tǒng):高能磷酸從HPr轉(zhuǎn)移至

11、溶解態(tài)EIIa, 磷酸再從EIIa轉(zhuǎn)移至EIIb，再經(jīng)過EIIc穿膜的轉(zhuǎn)運過程而轉(zhuǎn)移至糖基。兩類磷酸烯醇式丙酮酸-糖基磷酸轉(zhuǎn)移酶(PTS)系統(tǒng)：高能磷酸從HPr轉(zhuǎn)移至溶解態(tài)EIIA, EIIA與EIIB在甘露糖和甘露醇轉(zhuǎn)運系統(tǒng)中相連，在葡萄糖轉(zhuǎn)運系統(tǒng)中分開。無論那種形式，磷酸都從EIIA轉(zhuǎn)移至EIIB，再經(jīng)過穿膜的轉(zhuǎn)運過程而轉(zhuǎn)移至糖基。2.長鏈脂肪酸運輸中的CoA轉(zhuǎn)移系統(tǒng)E. Coli吸收長鏈脂肪酸的機制E. Coli外膜上的長鏈脂肪酸運輸?shù)鞍譌adL16.到目前為止，大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)了兩種蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，分別是：答：Sec轉(zhuǎn)運系統(tǒng)和Tat轉(zhuǎn)運系統(tǒng)共性：1.蛋白質(zhì)前體上均在N-端有介導轉(zhuǎn)運的信號

12、肽，信號肽均由3部分形成，信號肽在蛋白質(zhì)穿越細胞內(nèi)膜時被信號肽酶切除。2.蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運都需要消耗能量，Sec轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的能源來自于ATP的水解，在不同的階段還需要質(zhì)子梯度提供能量。而Tat轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的能量來自于質(zhì)子梯度。差異性：Sec轉(zhuǎn)運系統(tǒng)轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)以松散的線狀形式轉(zhuǎn)運，而Tat轉(zhuǎn)運系統(tǒng)以折疊形式轉(zhuǎn)運。Tat信號肽通常比Sec信號肽長，含有雙精氨酸保守序列核心S/T-R-R-x-F-L-K 。絲/蘇-精-精-N-苯丙氨酸-亮-賴.17.影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的因素有哪些？答：1.營養(yǎng)物質(zhì)本身性質(zhì)2.微生物所處環(huán)境：溫度、pH、離子強度、被運輸物質(zhì)結(jié)構(gòu)類似物都會影響3.菌的透過屏障：CW、CM、莢

13、膜、粘液層等組成，影響物質(zhì)運輸。如：莢膜與粘液層結(jié)構(gòu)松，影響??；G+ CW結(jié)構(gòu)緊密，影響物質(zhì)進入；CM對物質(zhì)運輸尤為重要，選擇性。18.參與促進擴散的膜運輸?shù)鞍滓话憧煞譃槟膬煞N？答：參與促進擴散的膜運輸?shù)鞍滓话憧煞譃檩d體蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)兩種。1載體蛋白與被轉(zhuǎn)運底物有專一性的結(jié)合位點，并通過構(gòu)型的變化改變與底物的親和性，因而在與底物結(jié)合、釋放的過程中，將底物從高濃度側(cè)運向低濃度側(cè)；在促進擴散中不需要消耗能量，也不能改變最終達到內(nèi)外物質(zhì)濃度相等的動態(tài)平衡；由于載體蛋白與酶的作用方式相似，因而載體蛋白又稱為滲透酶；滲透酶多為誘導酶，只

14、有在相應(yīng)底物存在時才能誘導合成。2通道蛋白和載體蛋白顯著的差異在于通道蛋白并不與底物分子結(jié)合，通道蛋白主要以-螺旋或-折疊兩種類型的跨膜蛋白存在，在橫跨細胞膜形成親水性孔洞或通道，使親水性物質(zhì)順濃度梯度進入細胞或流出細胞，并通過打開或關(guān)閉通道來調(diào)節(jié)物質(zhì)的進出。（1）甘油運輸體(GlpF)：GlpF是存在于大腸桿菌內(nèi)膜上的一個-型通道，甘油以促進擴散的方式通過通道進入細胞，但這一通道專一性不強，除可運輸甘油外，還可以運輸多羥基醇類和其它一些小分子物質(zhì)如脲，甘氨酸，但不能運輸帶電分子如3-磷酸甘油醛和二羥丙酮。同樣，酵母細胞的GlpF的專一性也不是很強，除甘油外還可以運輸水和小的溶質(zhì)分子。（2）水

15、特異的親水性通道（aquaporin-Z）：作為重要的生理分子，水除了通過被動擴散方式進出細胞外，在大腸桿菌中水還可通過對水特異的親水性通道（aquaporin-Z）以促進擴散方式進出細胞，使細胞適應(yīng)外環(huán)境滲透壓的突發(fā)變化，維持細胞的穩(wěn)定性。 （3）動力敏感離子通道（mechanosensitive channels, Msc）：與維持細胞的膨脹壓有著密切的關(guān)系。當細胞轉(zhuǎn)入低滲的環(huán)境中時，動力 敏感離子通道將被快速激活，將谷氨酸、鉀離子、一些相溶的溶質(zhì)和ATP通過促進擴散的方式排出細胞，并把鈉離子和氫離子運入細胞，以維持細胞的膨脹壓，使細胞處于正常的生理狀態(tài)，以保證細胞在生長的過程中，隨著細胞

16、體積的增大，細胞膜能向外擴展。 19. 4種運送小分子營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較。答：如下圖20. 什么是有氧呼吸、無氧呼吸、發(fā)酵？答：發(fā)酵:在有機物質(zhì)的分解代謝過程中，沒有外源的或額外的電子受體參與，通常由分解代謝的中間代謝物充當電子受體。呼吸:物質(zhì)的分解代謝利用外源的無機物質(zhì)作為電子受體。當這種無機物為氧時，稱之為有氧呼吸；若電子受體為氧以外的無機物時，稱之為無氧呼吸或厭氧呼吸。21.ATP幾乎是生物組織和細胞能夠直接利用的唯一能源。除了ATP外，一些特定的高能化合物如：PEP、1,3-2P-GA、?；姿?(Ac-P)、?；虼?ScCoA)等也可以作為能量載體。22.化能異養(yǎng)微生物的有氧分解

17、代謝可劃分為哪三個階段，具體內(nèi)容如何？答：第一階段：大分子營養(yǎng)物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、多糖、脂類等）被水解或者降解成單體（氨基酸、單糖、脂肪酸等），此階段不放能第二階段：將第一階段產(chǎn)生的單體產(chǎn)物進一步降解成更為簡單的丙酮酸、乙酰輔酶A以及能進入TCA的某些中間產(chǎn)物，該階段在有氧或厭氧下都能進行，且產(chǎn)ATP、NADH、FADH2。第三階段：有氧呼吸通過TCA將第二階段產(chǎn)物完全降解生成CO2，且產(chǎn)生ATP、NADH、FADH詳見下圖23.合成代謝與分解代謝的關(guān)系答：分解代謝的功能在于保證合成代謝的進行，而合成代謝又反過來為分解代謝創(chuàng)造了更好的條件。1. 兼用代謝途徑：在分解代謝和合成代謝途徑中雙向都可利用

18、途徑2. 代謝物回補順序：補充兼用代謝途徑中因合成代謝而消耗的中間代謝物的反應(yīng)25.分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。在脂肪酶作用下，脂肪水解為甘油和脂肪酸。甘油經(jīng)糖酵解和三羧酸循環(huán)作用可被迅速地降解。脂肪酸經(jīng)過b-氧化形成乙酰CoA。在有氧的條件下，產(chǎn)生的乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)后，可被徹底氧化。26.EMP、HMP、ED、P(H)K途徑的特征酶、功能分別是什么？答：EMP: 1,6二磷酸果糖醛縮酶：1,6二磷酸果糖3-磷酸甘油醛+磷酸二羥丙酮HMP：轉(zhuǎn)酮酶（TK)、轉(zhuǎn)醛酶（TA)：戊糖磷酸之間發(fā)生基團轉(zhuǎn)移ED：KDPG醛縮酶：特征反應(yīng)是2-酮3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解為丙酮酸和

19、3磷酸甘油醛P(H)K：磷酸戊糖解酮酶：催化5-磷酸木酮糖裂解成3-磷酸甘油醛和乙酰磷酸,6-磷酸果糖裂解酶：催化6-磷酸果糖裂解為4-磷酸赤蘚糖與乙酰磷酸。27.什么是底物水平磷酸化，什么是氧化磷酸化？答：底物水平磷酸化:在底物氧化過程中，首先合成含有高能磷酸鍵的化合物，然后高能磷酸鍵的能量直接將ADP磷酸化生產(chǎn)ATP，這種產(chǎn)生ATP的方式稱為底物水平磷酸化。氧化磷酸化: 營養(yǎng)物質(zhì)在生物氧化過程中形成的NAD(P)H和FADH2，通過電子傳遞鏈將氫和電子傳遞給氧或其他氧化型物質(zhì)，同時偶聯(lián)著ATP的形成，這種產(chǎn)生ATP的方式，即氧化磷酸化。29.細菌的酒精發(fā)酵由什么途徑進行？答：同型: 酵母型

20、：EMP：與釀酒酵母發(fā)酵產(chǎn)能是相同的，1葡萄糖2乙醇+2ATP細菌型：ED：分解葡萄糖為丙酮酸，進而脫羧生成乙醛，乙醛又被還原生成乙醇。1葡萄糖2丙酮酸+1ATP，其產(chǎn)能只有酵母菌酒精發(fā)酵的一半。異型:PK途徑24.簡述淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶及果膠酶等胞外酶的組成、產(chǎn)生菌的種類及在有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。答：如下表所示組成產(chǎn)生菌種類有機物轉(zhuǎn)化作用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作用淀粉酶四種類型：淀粉酶；淀粉酶；糖化酶；異淀粉酶細菌產(chǎn)生的主要是淀粉酶；霉菌產(chǎn)生的主要為淀粉酶和異淀粉酶淀粉酶：內(nèi)切型淀粉酶切割內(nèi)部-1，4糖苷鍵，不能切斷-1，6糖苷鍵。催化反應(yīng)：淀粉麥芽糖、少量葡萄糖、含有-1，6糖苷鍵的糊精

21、淀粉酶：外切型淀粉酶從淀粉外端開始作用于-1，4糖苷鍵，每次水解產(chǎn)生一個麥芽糖分子，不能水解和越過-1，6糖苷鍵。催化反應(yīng)：淀粉麥芽糖、分子量較大的糊精糖化酶：葡萄糖淀粉酶非還原端開始作用，水解1，4糖苷鍵，每次一個葡萄糖分子，產(chǎn)物：葡萄糖。異淀粉酶：專門作用-1，6糖苷鍵。產(chǎn)物：支鏈淀粉側(cè)支工業(yè)上利用曲霉或細菌(地衣芽孢桿菌)發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶。纖維素酶纖維素酶系E1（C1酶）；E2（Cx酶）；E3分解能力較強的微生物主要是真菌如木、根、青、黑曲霉等，食用菌中的大多數(shù)分解纖維素的能力很強。堆肥的高溫階段纖維素的分解主要是依靠高溫放線菌。E1（C1酶）內(nèi)切型葡聚糖水解酶任意水解纖維素分子內(nèi)部的1，

22、4糖苷鍵。產(chǎn)物：寡糖；E2（Cx酶）外切型葡聚糖水解酶從纖維素分子非還原性末端開始逐步水解纖維素為纖維二糖；E3葡萄糖苷酶將纖維二糖水解為葡萄糖。E1和E2的酶活性受纖維二糖與葡萄糖反饋抑制；E3活性受葡萄糖反饋抑制堆肥的高溫階段纖維素的分解主要是依靠高溫放線菌半纖維素酶真菌中的曲霉、青霉及木霉等將木聚糖、阿拉伯聚糖等半纖維素分解成相應(yīng)單糖果膠酶原果膠酶果膠酯酶多聚半乳糖醛縮酶多種細菌和真菌麻纖維脫膠的原理:麻類植物纖維的化學成分為纖維素，存在于莖桿的韌皮部內(nèi)，纖維素與果膠類物質(zhì)結(jié)合在一起。麻纖維脫膠就是利用果膠分解微生物有分解果膠能力而不分解纖維素的特點，將果膠分解掉，使纖維完好地脫離出來。

23、 28.論述利用酵母菌對葡萄糖進行一型、二型、三型發(fā)酵的條件和各種類型發(fā)酵的內(nèi)容及特點，包括產(chǎn)能情況 答：圖在書P104上型發(fā)酵乙醇發(fā)酵II型發(fā)酵甘油發(fā)酵III型發(fā)酵條件弱酸性、缺氧厭氧，加入亞硫酸氫鈉（3%）厭氧，pH7.6內(nèi)容酵母菌利用EMP途徑將葡萄糖分解為丙酮酸,然后在丙酮酸脫羧酶催化下脫羧形成乙醛,乙醛在乙醇脫氫酶作用下被還原為乙醇。C6H12O6 + 2ADP + 2Pi2CH3CH2OH + 2CO2 + 2ATP亞硫酸氫鈉與乙醛反應(yīng)，生成難溶的磺化羥基乙醛，所以乙醛不能作為NADH（還原型煙酰胺腺嘌呤 ）的受氫體，故不能形成乙醇，從而迫使磷酸二羥丙酮代替乙醛作為受氫體，生成-磷

24、酸甘油，進一步脫磷酸而生成甘油。C6H12O6 + NaHSO3 甘油+ CO2 + -磷酸甘油酵母菌在pH7.6時，由于還原型的NADH不足而造成乙醛的積累，兩個乙醛分子間發(fā)生歧化反應(yīng)，一分子乙醛被氧化成乙酸，另一分子乙醛被還原成乙醇。與此同時,磷酸二羥丙酮代替乙醛作為受氫體,被還原為甘油特點 = 1 * GB3 丙酮酸脫羧酶-關(guān)鍵性酶； = 2 * GB3 發(fā)酵條件對發(fā)酵過程與產(chǎn)物影響很大。乙醇發(fā)酵是一種厭氧發(fā)酵，如將厭氧條件改為好氧條件,葡萄糖分解速度降低，乙醇生成停止。當重新返回厭氧條件時，葡萄糖分解加速，伴隨大量乙醇產(chǎn)生。巴斯德首先發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，故謂之巴斯德效應(yīng)。 = 1 * GB3

25、 氫受體磷酸二羥丙酮 = 2 * GB3 為了提供維持菌體所需的能量，必須控制NaHSO3加入量，一般控制在亞適量（3%）水平，以保證有足夠3-磷酸甘油醛進入乙醇發(fā)酵途徑。否則菌體會因得不到能量而停止生長。但加入的NaHSO3越少，代謝就越傾向于乙醇發(fā)酵。 = 1 * GB3 氫受體磷酸二羥丙酮 = 2 * GB3 該發(fā)酵中有乙酸產(chǎn)生，乙酸累積會導致pH下降，使甘油發(fā)酵重新回到乙醇發(fā)酵。因此，利用該途徑生產(chǎn)甘油時，需不斷調(diào)節(jié)pH，維持pH在微堿性產(chǎn)能1Glu 2ATP由葡萄糖生成一分子甘油，無ATP不能獲得能量，只能在非生長的條件下進行30.細菌型同型乙醇發(fā)酵的優(yōu)缺點.答：優(yōu)點:代謝速率快；產(chǎn)

26、物轉(zhuǎn)化率高；菌體生產(chǎn)量小；代謝副產(chǎn)物少；發(fā)酵溫度高；不必定期供應(yīng)氧。缺點：對乙醇耐受力差；利用基質(zhì)范圍較窄31.青貯飼料，腌泡菜和漬酸菜過程中的乳酸發(fā)酵的情況.答：1.乳酸發(fā)酵指某些細菌在厭氧條件下利用葡萄糖生成乳酸及少量其它產(chǎn)物的過程。2.青貯飼料，腌泡菜和漬酸菜過程中的乳酸發(fā)酵的情況是指人為地創(chuàng)造厭氧條件，抑制好氧性的腐敗微生物生長，促使乳酸細菌利用植物中的可溶性養(yǎng)分進行乳酸發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸，最后達到完全抑制其他微生物的活動。3.無論腌泡菜、漬酸菜或青貯飼料都不會降低營養(yǎng)價值，而能提高營養(yǎng)價值。這是因為乳酸細菌既不具備分解纖維素的酶系統(tǒng)又不具備水解蛋白質(zhì)的酶系統(tǒng)。因此它們既不會破壞植物細胞的

27、組織，也不會使蛋白質(zhì)分解。而乳酸在飼料青貯的過程中既起著防腐作用，又增加了飼料的風味，促進牲畜的食欲。32.什么是同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵？分別由什么途徑進行答：1.同型乳酸發(fā)酵：乳酸為唯一產(chǎn)物的乳酸發(fā)酵稱為同型乳酸發(fā)酵。過程如下， 葡萄糖 2丙酮酸 2ADP 2ATP 2NAD+ 2NADH+H+ EMP途徑 2乳酸2NAD+2NADH+H+乳酸脫氫酶2.異型乳酸發(fā)酵： 發(fā)酵產(chǎn)物除乳酸外還有乙醇和乙酸等其它物質(zhì)的乳酸發(fā)酵稱為異型乳酸發(fā)酵。代表菌種腸膜狀明串珠菌，這些微生物因缺乏EMP途徑中若干重要的酶如醛縮酶和異構(gòu)酶，因此其葡萄糖的降解完全依賴HMP途徑或PK途徑。能夠進行異型乳酸發(fā)酵的微

28、生物，因微生物種類的不同，其發(fā)酵的途徑也有所不同，所以其發(fā)酵終產(chǎn)物也不盡相同，有的產(chǎn)生乙醇，有的產(chǎn)生乙酸。33.TCA循環(huán)的關(guān)鍵酶是什么？TCA循環(huán)的生理功能是什么？厭氧條件下如何合成TCA循環(huán)中的中間產(chǎn)物？答：關(guān)鍵酶：1.檸檬酸合成酶( CS): 受NADH的變構(gòu)抑制。 2種類型: （1）大分子量的（ MW=20萬，四個亞基),存在于G-菌，對NADH （2）小分子量的（ MW=10萬，二個亞基)對NADH不敏感 2.異檸檬酸脫氫酶（ICP)：受ATP, GTP的抑制。 2種類型: （1）以NAD為輔基的，存在于線粒體中，需要Mg2+激活； （2）以NADP為輔基的,存在于線粒體或細胞質(zhì)中，

29、需要Mn2+激活。 3.-酮戊二酸脫氫酶系：對氧的缺乏十分敏感，而且也易受葡萄糖的阻遏。生理功能：1.為細胞提供能量 2.為細胞的生物合成提供中間產(chǎn)物，如乙酰CoA是脂防酸合成的原料，琥珀酰 CoA是合成卟啉、類咕啉、細胞色素、葉綠素的原料 3.是糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝的橋梁厭氧條件下TCA循環(huán)中的中間產(chǎn)物合成：1.經(jīng)氧化途徑由檸檬酸合成-酮戊二酸;2.經(jīng)還原途經(jīng)由草酰乙酸合成琥珀酸。延胡索酸還原酶是厭氧條件下形成琥珀酸的關(guān)鍵酶34.E.coli分解一分子葡萄糖為CO2和H2O產(chǎn)生多少ATP？如何產(chǎn)生的？答：大腸桿菌合成ATP主要是有氧呼吸，共產(chǎn)生38ATP，產(chǎn)生過程如下：有氧呼吸的三個階段A、

30、第一階段： 在細胞質(zhì)的基質(zhì)中，發(fā)生反應(yīng)為C6H12O6+酶2丙酮酸+4H+2ATP，這一階段不需要氧的參與，是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。B、第二階段： 丙酮酸進入線粒體的基質(zhì)中，發(fā)生反應(yīng)為2丙酮酸+6H2O+酶20H+6CO2+2ATP，這一階段也不需要氧的參與，是在線粒體基質(zhì)中進行的。C、第三階段： 在線粒體的內(nèi)膜上，在前兩個反應(yīng)基礎(chǔ)上，發(fā)生反應(yīng)為24H+6O2+酶12H2O+34ATP，這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進行的。35.和線粒體的呼吸鏈相比，細菌呼吸鏈有何特征？厭氧微生物有無呼吸鏈？答：細菌呼吸鏈特征:1.ETC位于細胞質(zhì)膜上2.最終電子受體多樣：如O2、NO3-、NO2-、

31、NO-、延胡索酸等等； 3.電子供體多樣： H2、S、Fe2+、NH4+、NO2-、G、其他有機質(zhì)等； 4.含各種類型細胞色素：a、a1、a2、a4、b、b1、c、c1、c4、c5、d、o等；5.末端氧化酶多樣：cyt a1、a2、a3、d、o，H2O2酶、過氧化物酶；6.呼吸鏈組分多變7.存在分支呼吸鏈：細菌的電子傳遞鏈更短并PO比更低，在電子傳遞鏈的幾個位置進入鏈和通過幾個位置的末端氧化酶而離開鏈。8.電子傳遞多樣： 多數(shù)細菌中電子可經(jīng)CoQ cyt.也可不經(jīng)過此途徑厭氧微生物有呼吸鏈，比以分子氧為終端的電子傳遞鏈短，傳遞過程中釋放能量少，產(chǎn)能效率低.36.化能無機營養(yǎng)菌有哪幾類？各自的能

32、源是什么？答：化能自養(yǎng)菌共有4大類：1.氫細菌，氧化氫獲取能量 2.硝化細菌，氧化銨鹽或亞硝酸鹽獲得能量嚴格化能自養(yǎng)菌 3.硫化細菌，氧化還原態(tài)無機硫化物（如SO42- 、SO32-、S2O32- ） 4.鐵細菌，將Fe2+氧化成Fe3+獲取能量同化CO2氫細菌中含有哪兩種氫化酶？各有何作用？答：（1）不需NAD+的顆粒狀氫化酶(particulate hydrogenase):顆粒狀氫化酶是由兩個亞基組成的，一個亞基分子量為37000，另一個亞基分子量為37000，二者之比為1：1。顆粒狀氫化酶含6個鐵原子和不穩(wěn)定硫的鐵硫蛋白，分子量90，000，結(jié)合在細胞質(zhì)膜或膜壁間隙中，直接與呼吸鏈偶聯(lián)

33、，不經(jīng)過依賴于NAD+的脫氫酶作中間體，催化氫的氧化，并把電子直接傳給呼吸鏈產(chǎn)生ATP。 （2）可溶性氫化酶(so1uble hydrogenase):可溶性氫化酶是一種寡聚鐵硫黃素蛋白，分子量約200，000，含有幾個 2Fe-2S、4Fe-4S中心和FMN，酶呈自由態(tài)溶于細胞質(zhì)中?？扇苄詺浠复呋瘹涞难趸苤苯舆€原NAD+，還能還原Cytb、Cytc等。它的主要功能是為菌體生長提供固定CO2的還原力。另外，它可直接運送電子進入呼吸鏈。什么是放氧性光合作用、非放氧性光合作用？光能營養(yǎng)型微生物有哪些（3類）？答：1.放氧性光合作用：在植物、藻類和藍細菌的光合作用中，還原CO2的電子是來自水的

34、光解，并有氧的釋放，這類光合作用稱為放氧型光合作用。2.非放氧性光合作用：在光合細菌中，光合作用還原C02的電子來自還原型無機硫、氫或有機物，無氧的釋放，這類光合作用稱為非放氧型光合作用3.光能營養(yǎng)型微生物：藻類、藍細菌、光合細菌39.光能微生物進行能量轉(zhuǎn)換可通過環(huán)式光合磷酸化合和非環(huán)式光合磷酸化，其中綠硫細菌和紫硫細菌采用環(huán)式光合磷酸化，藍細菌采用非環(huán)式光合磷酸化。40.化能無機營養(yǎng)菌生長緩慢的原因是什么？答：由于化能自養(yǎng)微生物產(chǎn)能效率低，還原力的獲得需要電子逆呼吸鏈傳遞，消耗能量，所以化能自養(yǎng)菌再以CO2為唯一碳源生長時，表現(xiàn)出生長慢、代時長、細胞得率低。41.試述嗜鹽菌紫膜產(chǎn)生ATP的機

35、理。答：紫膜主要由細菌視紫紅質(zhì)組成，細菌視紫紅質(zhì)是一種含視黃醛的蛋白質(zhì)，視黃醛有光時為反式結(jié)構(gòu)，處于低能量狀態(tài)，容易吸收質(zhì)子；黑暗時為反式和順式結(jié)構(gòu)的混合物（1：1），順式結(jié)構(gòu)為高能量狀態(tài)，容易釋放質(zhì)子。光照條件下，反式結(jié)構(gòu)從膜內(nèi)吸收質(zhì)子，然后轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖浇Y(jié)構(gòu)，順式結(jié)構(gòu)上的質(zhì)子釋放到膜外，然后又轉(zhuǎn)變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)，再吸收質(zhì)子，循環(huán)進行，產(chǎn)生質(zhì)子動力, 質(zhì)子動力推動ATP 酶合成ATP。42.酵母菌氧化一分子硬脂酸為CO2和H2O能產(chǎn)生多少ATP？如何產(chǎn)生的？答：一分子硬脂酸需要經(jīng)過8輪氧化，生成9個乙酰CoA，8個FADH2 和8NADH，9個乙酰CoA可生成ATP：109=90個；8個FADH2可

36、生成ATP ：1.58=12個；8個NADH可生成ATP：2.58=20個；以上總計為122個ATP，但是硬脂酸活化為硬脂酰CoA時消耗了兩個高能磷酸鍵，一分子硬脂肪酸凈生成120個ATP。43.葡萄糖進入微生物細胞后在有氧、無氧條件下如何分解轉(zhuǎn)化?產(chǎn)物是什么?答：TCA有氧： 葡萄糖糖酵解丙酮酸乙酰CoA + CO2 +NADH呼吸鏈 CO2 + NADH乙醇脫氫酶丙酮酸脫羧酶 NADH+O2 H2O 產(chǎn)物為H2O和CO2無氧：葡萄糖糖酵解丙酮酸 乙醛 乙醇 乳酸 產(chǎn)物為乳酸、乙醇和CO244.微生物的合成代謝必須具備哪三要素？答：1.小分子物質(zhì)：小分子物質(zhì)指直接被機體用來合成細胞物質(zhì)基本組

37、成成分的前體物(氨基酸、核苷酸及單糖等.。形成這些前體物的小分子碳架主要有12種： 6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖、磷酸二羥丙酮、 3-磷酸甘油醛、 PEP、丙酮酸、4-磷酸赤蘚糖、 5-磷酸核糖、乙酰CoA、草酰乙酸、 -酮戍二酸及琥珀酸，它們可通過單糖酵解途徑及呼吸途徑由單糖等物質(zhì)產(chǎn)生。 2.能量3.還原力：主要指還原型煙酰胺腺嘌呤核苷酸類物質(zhì)，即NADPH2或NADH2，這兩種物質(zhì)在轉(zhuǎn)氫酶作用下可以互換。NADP+NADH NADPH+NAD。在化能異養(yǎng)微生物中，還原力NADPH2或NADH2通過發(fā)酵或呼吸過程形成。在化能自養(yǎng)型細菌里，氫細菌中都存在可溶性氫酶和顆粒性氫酶，分別催化形成NA

38、D(P.H2和ATP；其它的化能自養(yǎng)型細菌都是在消耗ATP的前提下，電子通過在電子傳遞鏈上的逆轉(zhuǎn)過程(由高電位向低電位流動.產(chǎn)生NAD(P.H2。消耗大量的ATP，故這類細菌生長緩慢。光合生物：藍細菌通過非環(huán)式電子傳遞產(chǎn)生還原力。紫色和綠色光合細菌，利用光能推動電子逆流產(chǎn)生還原力。45.在自養(yǎng)微生物中，固定CO2主要有哪三條途徑？答：卡爾文循環(huán)（二磷酸核酮糖途徑）P153 丙酮酸合酶還原性三羧酸循環(huán)固定CO2：還原性TCA循環(huán)與TCA循環(huán)的逆反應(yīng)極其相似，但存在三個關(guān)鍵的反應(yīng)：a-酮戊二酸合酶1.乙酰-CoA的還原羧化反應(yīng):CH3CO-SCoA+CO2+Fd(red) CH3COCOOH+Co

39、ASH+Fd(ox)ATP-檸檬酸裂解酶2. 琥珀酰-CoA的還原羧化反應(yīng)：琥珀酰-CoA+CO2+Fd(red) -酮戊二酸+CoASH+Fd(ox)3. 檸檬酸的裂解 檸檬酸+ATP 乙酰CoA+草酰乙酸+ADP+Pi還原乙酰CoA途徑：在輔因子四氫葉酸的參與下，微生物通過還原性乙酰輔酶A途徑固定CO2，合成乙酸46.甲烷氧化菌氧化甲烷的一系列產(chǎn)物及所涉及到的酶的情況。答：2NDAH2 O2 2NAD+ 2H2O PQQ PQQH2 NAD+ NADH2 NAD+ NADH2CH4 CH3OH HCHO HCOOH CO2MMO（甲烷單加氧酶） MDH（甲醇脫氫酶） FaldDH（甲醛脫氫

40、酶） FateDH（甲酸脫氫酶）同化成細胞物質(zhì)47.二碳化合物的同化途徑答：歸納起來主要為乙醛酸途徑（當微生物以乙酸作為底物時，草酰乙酸將會通過乙醛酸途徑再生。關(guān)鍵酶：異檸檬酸裂解酶、蘋果酸合成酶）和甘油酸循環(huán)（當微生物以甘氨酸、乙醇酸和草酸作為底物時，則通過甘油酸途徑補充TCA循環(huán)中的中間產(chǎn)物。甘油酸途徑：由乙醛酸生成甘油酸的途徑。 P169）兩個代謝途徑。48.糖異生及過程：葡萄糖的異生可以通過逆糖酵解途徑進行，但有三個步驟在細胞中是不可逆的：答： CO2+ATP+H2O ADP+Pi GTP GDP+CO2丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸激酶 丙酮酸 草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）二磷

41、酸果糖磷酸酶1,6-二磷酸果糖+H2O 6-磷酸果糖+H3PO46-磷酸葡萄糖磷酸酶6-磷酸葡萄糖+H2O 葡萄糖+H3PO449.細菌細胞壁肽聚糖合成是微生物特有的合成反應(yīng)，簡述其過程，并通過肽聚糖合成過程說明青霉素等抗生素抑制革蘭氏陽性細菌生長的機理。答：肽聚糖合成：第一階段：在細胞質(zhì)中的合成，葡萄糖UDP-N-乙酰葡糖胺UDP-N-乙酰胞壁酸UDP-N-乙酰胞壁酸五肽;第二階段：在細胞膜中的合成，在細胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽與N-乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖單體雙糖肽亞單位；第三階段：肽聚糖的交聯(lián)，已合成的雙糖肽插在細胞膜外的細胞壁生長點中，并交聯(lián)形成肽聚糖。這一階段分兩步：第一步：是多糖鏈

42、的伸長雙糖肽先是插入細胞壁生長點上作為引物的肽聚糖骨架中，通過轉(zhuǎn)糖基作用使多糖鏈延伸一個雙糖單位；第二步：通過轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用使相鄰多糖鏈交聯(lián)轉(zhuǎn)肽時先是D-丙氨酰-D-丙氨酸間的肽鏈斷裂，釋放出一個D-丙氨酰殘基，然后倒數(shù)第二個D-丙氨酸的游離羧基與相鄰甘氨酸五肽的游離氨基間形成肽鍵而實現(xiàn)交聯(lián)?？股貙﹄木厶呛铣傻囊种疲?抑制UDP-NAM-五肽的合成（由于磷霉素和磷酸烯醇式丙酮酸結(jié)構(gòu)類似，故可競爭性地抑制UDP-NAG丙酮酸轉(zhuǎn)移酶，因此抑制了UDP-NAM的形成） 抑制肽聚糖單體形成（萬古霉素和桿菌肽分別抑制細菌萜醇焦磷酸和細菌萜醇磷酸的釋放，阻止N-乙酰胞壁?；∟AM-）和n-乙酰葡糖酰

43、基（NAG-）參與肽聚糖骨架的形成） 抑制交聯(lián)作用（青霉素、頭孢霉素是-內(nèi)酰胺類抗生素，能抑制肽聚糖鏈的交聯(lián)即轉(zhuǎn)肽作用。抑制機理： 青霉素和細菌細胞壁五肽尾末端的D-丙氨酰-丙氨酸的結(jié)構(gòu)類似物，他們競爭性與轉(zhuǎn)肽酶的活性中心結(jié)合，從而阻止肽聚糖分子中肽橋的交聯(lián)。青霉素對已合成的肽聚糖沒有破壞作用）50.微生物固氮體系有哪些？各有哪些微生物？答：自生固氮體系、共生固氮體系和聯(lián)合固氮體系。1）自生固氮菌：一類不依賴與它種生物共生而能獨立進行固氮的生物。好氧：固氮菌屬、氧化亞鐵硫桿菌屬、藍細菌等；兼性厭氧：克雷伯氏菌屬、紅螺菌屬等；厭氧：巴氏梭菌、著色菌屬、縁假單脃菌屬等。2） 共生固氮菌：必須與它種

44、生物共生在一起才能進行固氮的生物。根(莖.瘤菌與豆科植物、根瘤菌與非豆科植物(榆科.、弗氏放線菌與非豆科植物、藍細菌與植物、藍細菌與真菌（如地衣）。3） 聯(lián)合固氮菌：必須生活在植物根際、葉面或動物腸道等處才能進行固氮的生物。根際：生脂固氮 螺菌芽胞桿菌屬等；葉面：克雷伯氏菌屬、固氮菌屬等；動物腸道：腸桿菌屬、克雷伯氏菌屬等。51.固氮酶有哪些性質(zhì)？答：1. 化學組成：從不同生理類型的固氮微生物細胞中抽提到的固氮酶具有相同結(jié)構(gòu)，它們均含、兩種組分。組分為鉬鐵蛋白(MF.或鉬鐵氧還蛋白(MoFd.，是真正的“固氮酶”；組分為鐵蛋白(F.，是固氮酶的還原酶。2. 不同來源的鉬鐵蛋白和鐵蛋白具有互補性

45、3. 對氧的敏感性4. 底物多樣性 5. 對冷不穩(wěn)定性52.氨基酸的生物合成主要有哪三種方式？答：1、a-酮酸與氨反應(yīng)形成相應(yīng)的氨基酸（氨基化作用）2、氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用3、由前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨基酸53.簡述微生物合成代謝的意義、類型、原料、基本路線及與分解代射的關(guān)系。答：意義：類型：根據(jù)產(chǎn)物分子量可以分為單體合成和大分子聚合物合成；根據(jù)產(chǎn)物性質(zhì)可以分為初級代謝產(chǎn)物合成和次級代謝產(chǎn)物合成；根據(jù)合成反應(yīng)在生物體中的分布可以分為生物共有合成反應(yīng)和微生物特有合成反應(yīng)。 原料：小分子物質(zhì)、能量和還原力共稱為“生物合成三要素”。 基本路線： 與分解代謝的關(guān)系：分解代謝與合成代謝經(jīng)歷相反的三個反應(yīng)階段，分解

46、代謝的功能在于保證正常合成代謝的進行，而合成代謝又反過來為分解代謝創(chuàng)造了更好的條件，參與合成代謝的三要素主要是從分解代謝（也稱異化作用）中獲得。合成代謝是利用分解代謝的能量、還原能力、中間產(chǎn)物以及從外界吸收的小分子，合成復雜大分子，最后產(chǎn)生新的細胞個體。54.次級代謝的概念，次級代謝及其產(chǎn)物的特點。答：次級代謝是指存在于微生物生長的一定時期（一般是穩(wěn)定生長期）、對微生物的生命活動并不是必不可少的代謝活動。次級代謝及其產(chǎn)物的特點：（1）在分批培養(yǎng)過程中，次級代謝產(chǎn)物的合成出現(xiàn)在生長階段之后的發(fā)育階段；（2）對生長無明顯功能；（3）僅為狹窄的類群菌株所產(chǎn)生；（4）具有多種非同尋常的化學結(jié)構(gòu)；（5）

47、常以化學結(jié)構(gòu)類似的多組分形式出現(xiàn)。55.次級代謝產(chǎn)物根據(jù)其作用可分為哪些類型？答：1.抗生素：抗生素是微生物產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物中非常重要的一類。2.激素：許多微生物可產(chǎn)生激素，可刺激動、植物的生長或者性器官發(fā)育，如赤霉菌產(chǎn)生的赤霉素。3.毒素：毒素與許多病原菌的致病力相關(guān)，經(jīng)過多步驟、多方面地參與致病。目前巳鑒定出約300多種由不同種類細菌產(chǎn)生的毒素，產(chǎn)生毒素的細菌包括革蘭陽性和革蘭陰性細菌。 4.色素：很多微生物可產(chǎn)生色素，有水溶性色素和非水溶性色素，如金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的黃色非水溶性色素，粘質(zhì)賽氏桿菌產(chǎn)生非水溶性的靈菌紅素。放線菌中有許多能產(chǎn)生色彩鮮艷的各種水溶性色素，而使培養(yǎng)基呈現(xiàn)顏色。

48、5.維生素：維生素是微生物生長所必需的，應(yīng)該屬于初級代謝的范疇，但如果產(chǎn)生的量遠遠超過自身需要量，則也把它看作是次級代謝產(chǎn)物。6. 生物堿：麥角菌（Claviceps purpurea）可以產(chǎn)生麥角生物堿。7.萜類化合物：許多真菌特別是擔子菌類產(chǎn)生萜類化合物。 56.初級代謝產(chǎn)物大概經(jīng)過哪三個步驟逐步合成次級代謝產(chǎn)物？答：第一步是前體聚合，如在四環(huán)素合成中，前體物質(zhì)丙二酰CoA首先在多酮鏈合成酶的作用下形成多酮鏈，然后再逐步形成四環(huán)素。第二步是結(jié)構(gòu)修飾，環(huán)化、氧化、甲基化、氯化等修飾反應(yīng)。如四環(huán)素合成中，前體物質(zhì)經(jīng)過聚合形成多酮鏈后，再經(jīng)過脫水、甲基化，環(huán)閉合形成6-甲基四環(huán)酰胺。第三步是不同

49、組分的組裝，許多次級代謝產(chǎn)物是有幾個不同的組分組成，這些組分分別合成后，再經(jīng)裝配組成成熟的次級代謝產(chǎn)物。 57.微生物的代謝調(diào)節(jié)主要包括那幾個環(huán)節(jié)？答：細胞透性的調(diào)節(jié)；代謝途徑的區(qū)域化；代謝反應(yīng)方向的控制；代謝速度的調(diào)節(jié)。58.什么是分支代謝途徑中的順序反饋抑制，協(xié)同反饋抑制，累積反饋抑制，增效反饋抑制？可用用圖示解釋。答：順序反饋抑制：分支代謝途徑中的兩個末端產(chǎn)物，不能直接抑制整個途徑中的第一個酶，而是末端產(chǎn)物P1、P2分別抑制分支點后的第一步反應(yīng)，造成C的累積，由C再反饋抑制整個途徑中的第一個酶。 協(xié)同反饋抑制：協(xié)同反饋抑制作用是指在分支代謝系統(tǒng)中，幾種末端產(chǎn)物單獨存在時，雖然各自對分支點

50、后的第一個酶有抑制作用，但對整個途徑中的第一個酶不具有抑制作用。只有當幾種末端產(chǎn)物同時存在時，才對途徑中的第一個酶具有抑制作用，這樣單一末端產(chǎn)物的過量只抑制其自身的合成，而不影響其他末端產(chǎn)物的生物合成以滿足生長代謝的需要。 40%累積反饋抑制：分支代謝途徑中各種末端產(chǎn)物單獨過量時，它們各自對途徑中的第一個反應(yīng)的酶具有較小的抑制作用，一種末端產(chǎn)物的單獨過量并不影響其它產(chǎn)物的形成，只有當幾種末端產(chǎn)物同時過量時，才能對途徑中的第一個酶產(chǎn)生較大的抑制。30%增效反饋抑制：當幾種末端產(chǎn)物同時過量時，其抑制作用不是簡單的累積，而是具有放大作用。假如末端產(chǎn)物P1單獨過量時，能抑制第一個酶40%的活性，末端產(chǎn)

51、物P2單獨過量時，能抑制第一個酶30%的活性，當P1、P2同時過量時，其抑制活性可能超過90%。 40%58%30%59.在誘導酶的合成時，什么是協(xié)同誘導，順序誘導？答：協(xié)同誘導：一種誘導劑可以同時誘導產(chǎn)生若干種酶的現(xiàn)象叫做協(xié)同誘導。例如，半乳糖可同時誘導產(chǎn)生半乳糖激酶、UDP-半乳糖轉(zhuǎn)移酶、UDP-半乳糖表異構(gòu)酶；乳糖可同時誘導產(chǎn)生-半乳糖苷酶、滲透酶、半乳糖苷轉(zhuǎn)乙?；?。順序誘導：一種誘導劑可以有順序地連續(xù)誘導產(chǎn)生一系列酶的現(xiàn)象稱為順序誘導。例如 熒光假單胞菌降解芳香族化合物的酶系，就是順序誘導出來的。 60.如何解釋大腸桿菌在乳糖和葡萄糖的混合培養(yǎng)基中出現(xiàn)的二次生長現(xiàn)象？（組成酶，誘導酶

52、，分解代謝物阻遏和操縱子學說，葡萄糖cAMPc AMP-CRP操縱子）答：是由于利用葡萄糖的酶系是固有的，而利用乳糖、（或阿拉伯糖、半乳糖等）的酶系是誘導形成的。在有葡萄糖的情況下，乳糖根本不能被吸收到細胞內(nèi),而且阻遏了利用乳糖的酶系的合成。只有當葡萄糖被完全利用完后，乳糖才能被吸收進入細胞，然后乳糖誘導相關(guān)的分解乳糖的酶系。由于合成新的酶系需要一定的時間，所以在二次生長之間出現(xiàn)了一段停滯期。61.巴斯德效應(yīng)及其產(chǎn)生機制。（P247-248）答：在微生物細胞內(nèi)，巴斯德效應(yīng)是糖代謝調(diào)節(jié)的重要方式。巴斯德效應(yīng)是指氧氣對酵母菌酒精發(fā)酵的抑制，同時糖的消耗速率下降的現(xiàn)象。不僅僅酵母菌具有巴斯德效應(yīng)，所

53、有的兼性微生物都能產(chǎn)生巴斯德效應(yīng)。關(guān)鍵反應(yīng)：CH3CHO+NADH+H+CH3CH2OH+NAD+這一反應(yīng)需要足夠的NADH，而在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，NADH進入呼吸鏈產(chǎn)生能量，因而奪走了由乙醛生成乙醇所必需的NADH，造成乙醇的產(chǎn)量下降。有氧條件下糖的消耗速率比發(fā)酵時的低是細胞內(nèi)一系列代謝調(diào)節(jié)的結(jié)果。糖酵解途徑中有三個關(guān)鍵酶：己糖激酶（HK）、磷酸果糖激酶（PFK）和丙酮酸激酶（PK），它們是糖酵解途徑中的三個控制位點。磷酸果糖激酶是控制糖酵解速率最重要的限速酶，它受到ADP、AMP 的別構(gòu)激活，受ATP和檸檬酸的別構(gòu)抑制。丙酮酸激酶受到ATP 和乙酰CoA的抑制。 在有氧條件下

54、，ATP水平高，而且檸檬酸和乙酰CoA的含量也高，而ADP、AMP水平低。因此，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶受到的抑制作用增強，而別構(gòu)活化作用減弱。因此，這兩種酶在有氧時受到的抑制作用比酵解時大得多。己糖激酶受到6-磷酸葡萄糖的反饋抑制。在有氧時，磷酸果糖激酶活性下降，造成6-磷酸果糖的累積，又因6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶的活性很強，6-磷酸果糖逆轉(zhuǎn)為6-磷酸葡萄糖，6-磷酸葡萄糖對己糖激酶產(chǎn)生反饋抑制，從而減慢了葡萄糖進入糖酵解途徑的速度，使葡萄糖的消耗減慢。62.次級代謝的調(diào)節(jié)可通過哪些方式來實現(xiàn)？（P248-262）答：和初級代謝一樣，微生物的次生代謝也受代謝調(diào)節(jié)的控制，共性：調(diào)節(jié)形式相同，如酶活

55、性的激活和抑制、酶合成的誘導和阻遏等。初級代謝對次級代謝的調(diào)節(jié)次級代謝中的誘導作用碳代謝物的調(diào)節(jié)作用氮代謝物的調(diào)節(jié)作用磷酸鹽的調(diào)節(jié)作用次級代謝產(chǎn)物的反饋抑制作用次級代謝中的細胞膜透性調(diào)節(jié)多磷酸化核苷酸及磷酸化信號傳遞系統(tǒng)對次級代謝的調(diào)控63.如何將有關(guān)代謝調(diào)控的知識應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)，著重從代謝育種和生長條件的控制兩方面進行闡述。（P263-268）答：一、微生物代謝的遺傳控制是通過特定突變型的選育，達到改變代謝通路、降低支路代謝終產(chǎn)物的產(chǎn)生、切斷支路代謝途徑或者提高細胞膜通透性的目的。營養(yǎng)缺陷型突變株抗反饋調(diào)節(jié)突變株的選育細胞膜組分缺失突變株的選育組成型突變株的選育抗分解代謝物調(diào)節(jié)突變株的選育滲

56、漏缺陷型的選育；二、微生物生長條件的控制也十分重要，環(huán)境條件影響微生物的生長速度、代謝的方向以及產(chǎn)物的積累。環(huán)境條件包括培養(yǎng)基組成、溫度、氧氣、pH等。營養(yǎng)物質(zhì)對代謝的影響溫度氧氣pH64.大腸桿菌在不同生長速度下如何保證其遺傳物質(zhì)染色體的完整性？（P275-276）答：緩慢生長下的細胞周期與染色體復制 當代時大于80-100min時，細胞周期是十分簡單的，類似于真核細胞。在細胞周期中，C、D兩個時期只是隨著代時的變化而稍有變化，隨著代時增加的主要是G1階段的延長。快速生長的細菌細胞的生長周期與染色體復制 當代時少于DNA的復制時間時，按照DNA原來的復制方式就來不及在細胞分裂前完成復制，就不

57、能保證子細胞獲得一個完整的染色體。在這種情況下，染色體采用多叉復制的方式，即第一輪DNA還未復制完畢，第二個復制周期又開始了。對代時小于C+D的細菌而言，其細胞周期是相互交叉的。生長速度更快的細胞，情況將更為復雜。65.細菌生長曲線的特征及在發(fā)酵工業(yè)中如何應(yīng)用？（P280-289）答：生長曲線可分為以下幾個時期：1. 延遲期：細菌數(shù)目保持不變或略有下降，倍增速率為0；2. 加速生長期：細菌開始增殖，倍增速率隨時間不斷增大；3. 對數(shù)生長期：倍增速率達到最大值，細菌數(shù)目以幾何級數(shù)增長；4. 減速生長期：倍增速率隨時間而減少，平均世代時間延長；5. 穩(wěn)定期：生長速率與死亡速率相等，倍增速率為0，活

58、菌數(shù)目保持恒定；6. 加速死亡期：死亡速率超過生長速率，并越來越大，活菌數(shù)目迅速減少；7. 對數(shù)死亡期：死亡速率達到最大值并保持恒定8. 殘留期：死亡速率降低，從理論上講，只要培養(yǎng)基不干枯，少數(shù)細菌仍能存活很長時間。加速和減速過程一般表現(xiàn)得不明顯。因此，通常將細菌的生長過程簡化為延遲期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和死亡期。在微生物發(fā)酵工業(yè)中，通常采用處于快速生長繁殖中的健壯細胞接種、適當增加接種量以縮短延滯期。根據(jù)生產(chǎn)上的具體情況而定，一般采用3%-8%的接種量，最高不超過10%。采用營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，培養(yǎng)種子與下一步培養(yǎng)用的兩種培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分以及培養(yǎng)的其他理化條件盡可能保持一致。在生產(chǎn)上，常用對數(shù)

59、生長期的細胞接種；在發(fā)酵工業(yè)上盡量延長對數(shù)生長期，以達到較高的菌體密度；對數(shù)生長期的細胞是生理代謝及遺傳研究或進行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。該時期是發(fā)酵產(chǎn)物（抗生素、氨基酸等）形成的重要時期，在生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長穩(wěn)定期以提高產(chǎn)量。措施如下：補充營養(yǎng)物質(zhì)（補料），調(diào)節(jié)pH，調(diào)整溫度，由于在穩(wěn)定期細胞進行不平衡生長，細胞內(nèi)的各組分以不同的速率合成，因此穩(wěn)定期的細胞與對數(shù)期的細胞在細胞組分上是不同的。盡管微生物群體中各個細胞的殘留時間有長有短，然而就整個群體而言，所有細胞殘留的平均時間是一樣的，與群體最初的活菌數(shù)無關(guān)。不管開始時細胞數(shù)目多少，殺死90%細胞所需的時間是一個常數(shù)。66.細菌生長代時的計

60、算答：細菌在對數(shù)生長期每分裂一次所需要的時間，稱為世代時間或倍增時間，用g表示。對數(shù)生長期最顯著的特點是細胞數(shù)目以指數(shù)形式生長，平均世代時間（代時）最短。設(shè)在對數(shù)期的某一時刻t0時有N0個細胞，由于細菌進行二分裂繁殖，所以經(jīng)過n個世代后，細胞數(shù)目Nt應(yīng)為：Nt= N02nlgNt=lgN0+nlg2n = （lgNt-lgN0）/lg2設(shè)t為細胞分裂n代的總時間，則世代時間g = t/n = tlg2 /（lgNt-lgN0）如果細胞由N0增加到Nt所經(jīng)過的時間包括對數(shù)期中細胞分裂的時間和沒有細胞分裂的延滯期L，這時總時間必須減去延滯期，將分子改成（t-L）lg2即可。67.霉菌菌落在平板上進