第三章微生物营养与物质运输
1、微生物六大营养要素
碳源、氮源、能源、水、生长因子、无机盐
2、微生物五种营养物质的运输方式
单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转移、膜泡运输
3、五种营养物质的运输方式的异同
单纯扩散：这种形式不需要能量，是以物质在细胞内外的浓度差为动力，即基于分子的热运动而进行的物质运输过程。当外界的营养物质的浓度高于细胞内该物质的浓度时，通过扩散作用使物质进入细胞内
促进扩散：是顺浓度梯度，将外界物质运入细胞内，不需要能量。与被动运输不同的是，这种形式需要一种存在于膜上的载体蛋白参与运输。
主动运输：是营养物质逆浓度差和膜电位差运送到细胞膜内的过程。主动运输过程不仅像促进扩散一样需要载体蛋白，而且还需要能量。
基团转移：许多原核生物还可以通过基团转移来吸收营养物质。在这一过程中营养物质在通过细胞膜的转移时发生化学变化。这种运输方式也需要能量，类似主动运输。
膜泡运输：小分子物质的跨膜运输主要通过载体实现，大分子和颗粒物质的运输则主要通过膜泡运输。
第五章自养微生物的生物氧化
1、光合磷酸化是指光能转变为化学能的过程。
2、环式光和磷酸化与非环式的异同：
环式光合磷酸化：是存在于光合细菌中的一种原始产能机制，可在厌氧条件下进行，产物只有ATP，无NADP(H)，也不产生分子氧，是非放氧型光合作用。
环式光和磷酸化：高等植物和蓝细菌与其他光合细菌不同，它们可以裂解水，以提供细胞合成的还原能力。
它们含有光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ，这两个系统偶联，进行非环式光合磷酸化。
特点是不仅产生ATP，而且还产生NADP（H）和释放氧气，是放氧型光合作用
第四章、异氧微生物的生物氧化
（一）EMP 途径
因葡萄糖是以1,6-二磷酸果糖(FDP)开始降解的，故又称双磷酸己糖途径（HDP ），这条途径包括十个独立又彼此连续的反应。
其总反应是：
C6H12O6+2(ADP＋Pi+NAD+)→2CHCOCOOH+2(A TP+NADH+H+)
葡萄糖经EMP途径生成两分子丙酮酸，同时产生两个A TP，整个反应受ADP、Pi和NAD ＋含量的控制。
丙酮醛支路
对于大肠杆菌，嗜糖假单胞菌以及其它好氧菌，在葡萄糖培养基中无机磷浓度较低时，3-磷酸甘油醛脱氢酶活性下降，将迫使3-磷酸甘油醛较变成磷酸二羟丙酮，再经丙酮醛，乳糖生成丙酮酸。
EMP 途径的特点是：
①葡萄糖的分解是从1,6 －二磷酸果糖开始的，
②整个途径仅在第1,3,10步反应是不可逆的，
③EMP 途径中的特征酶是1,6－二磷酸果糖醛缩酶,
④整个途径不消耗分子氧，
⑤EMP 途径的有关酶系位于细胞质中。
葡萄糖经EMP 途径生成两分子丙酮酸，同时产生两个ATP ，整个反应受ADP 、Pi 、NAD+含量的控制。
绝大多数微生物都有EMP 途径，包括：
①厌氧细菌：大部分厌氧细菌具有EMP 途径，如梭菌，螺旋菌等，
②兼性好氧细菌
③专性好氧细菌
④酵母菌进行酒精发酵也是利用了EMP 途径。
EMP 的生理功能是：为菌体提供生理活动的ATP 、NADH ，其中间产物为菌体合成提供碳骨架，在一定条件下可沿EMP 途径逆转合成多糖。
（二）HMP途径
这条途径是从 6 －磷酸葡萄糖酸( 6 PG)开始分解的，即在单磷酸己糖基础上开始降解的，故称为单磷酸己糖途径，简称为HMP 途径。
HMP 途径可分为两个阶段：
第一阶段为氧化阶段：从 6 －磷酸葡萄糖开始，经过脱氢、水解，氧化脱羧生成 5 －磷酸核酮糖和二氧化碳。
第二阶段为非氧化阶段：是磷酸戊糖之间的基团转移，缩合（分子重排）使 6 －磷酸己糖再生。
HMP 途径有以下特点：
①HMP 途径是从 6 －磷酸葡萄糖脱羧开始降解的，与EMP 途径（在双磷酸己糖基础上开始降解）是不同的；
②该途径中有两种特征酶：转酮酶（TK ）和转醛酶（T A ) ，
③HMP 途径一般只产生NADPH ，不产生NADH ，
④HMP 途径中的酶系定位于细胞质中。
HMP 途径有以下功能：
①为生物合成提供多种碳骨架，5 －磷酸核糖（R5P）可以合成嘌呤、嘧啶核苷酸，进一步可合成核酸， 5 －磷酸核糖也是合成辅酶[ NA D（P ）、FAD（FMN）、CoA］的原料， 4 －磷酸赤藓糖是合成芳香族氨基酸的前体。
②为生物合成提供还原力。HMP 途径中产生的NADPH 在生物体内有以下作用：NADPH 是合成脂肪酸，类固醇、谷氨酸的供氢体；NADPH 是维持细胞中谷胱甘肽（GSH ）正常含量所必须的；NADPH 在特异的转氢酶作用下可变为NADH ，再经呼吸链氧化产能。
一摩尔葡萄糖经HMP 途径最终氧化可得到35 摩尔A TP 。必须指出，这种转化在代谢中，一般不是主要方式。因此不应把葡萄糖经HMP 途径看成是产生A TP 有意义的机制，即HMP 途径主要作用是为生物合成提供还原力而不是氧化供能。
③HMP 途径中的5－磷酸核酮糖（Ru5P ）可以转化为 1 , 5 －二磷酸核酮糖（RuDP ) ，在羧化酶催化下固定二氧化碳，这对于光能自养菌，化能自养菌则具有重要意义。
在同一微生物细胞里同时具有HMP和EMP途径，着微生物种类及环境条件不同，各条途径所占的比例也不同。如酵母菌对葡萄糖利用时，87%走EMP，而13%走HMP，青霉菌77%经HMP途径，而23%走EMP途径，等等。
（三）ED途径
又称2-酮- 3 -脱氧-6 -磷酸葡萄糖酸裂解途径。这条途径是Entner和Doudoroff，在研究嗜糖假单胞菌时发现的。ED途径是少数缺乏完整EMP途径的微生物所具有的一种替代途径。其特点是葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步才能获得的丙酮酸。
其反应步骤简单，产能效率低。该途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环等各种代谢途径相连接，可以相互协调，满足微生物对能量，还原力和不同代谢物的需要。
ED 途径的特点是：
1 . ED 途径的特征反应是2-酮- 3 -脱氧-6 -磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解为丙酮酸和 3 -磷酸甘油醛。
2 . ED 途径的特征酶是 2 -酮-
3 -脱氧-6- 磷酸葡萄糖酸醛缩酶。
3 . ED 途径中两分子丙酮酸来历不同，一分子是由 2 -酮- 3 -脱氧- 6-磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子丙酮酸是由磷酸甘油醛经EMP 途径转化而来。
4 . 1 摩尔葡萄糖经ED 途径只产生 1 摩尔ATP 。
表：EMP、HMP、ED途径的比较
由此可见，EMP途径不能独立于HMP途径，HMP途径一般是与EMP并存的，而ED 途径可不依赖于EMP和HMP途径，而独立存在。
（四）WD途径
该途径是由Warburg、Dickens、Horecker 等人发现的，故称WD 途径。因该途径中的特征酶是磷酸解酮酶，所以又称磷酸解酮酶途径。根据磷酸解酮酶的不同，把具有磷酸戊糖解酮酶的叫PK 途径，把具有磷酸己糖解酮酶的叫HK 途径。
（五）葡萄糖直接氧化途径
前面介绍的四种代谢途径都是在葡萄糖先经磷酸化后进行降解的。而有些细菌如，假单胞杆菌属、气杆菌属和醋杆菌属，不具备己糖激酶，但具有葡萄糖氧化酶，能利用空气中的氧，把葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸再经磷酸化进行降解。
呼吸链
呼吸链是指NADH 、FADH2以及其它还原型载体上的氢原子，以质子和电子的形式在一系列载体上进行定向有序的传递系统。
简而言之，由一系列氢和电子传递体组成的多酶氧化还原体系称为呼吸链。呼吸链的酶系是定向有序，又是不对称地排列在真核微生物的线粒体内膜上，或排列在原核微生物的细胞质膜上。
2、呼吸链（电子传递系统）
是由一系列氢和电子传递体组成的多酶氧化还原体系。
在生物细胞中，接受代谢物上脱下的氢(或电子)的载体有三种—— NAD+、NADP+ 和FAD。
NADPH不进入呼吸链合成ATP，而是作为生物合成的还原剂；只有NADH和FADH2进入呼吸链。所以呼吸链有两条：
1. NAD+
NAD+是水溶性的，与酶蛋白可逆结合而往返于线粒体基质与内膜之间（但不能透过内膜）。
在线粒体的基质中，NAD+接受代谢物上脱下的氢，生成NADH；然后与酶蛋白脱离，扩散至线粒体内膜的内表面，将氢(电子)传递给下一个电子传递体，自身又再生成NAD+，返回线粒体基质继续参与代谢物的脱氢反应。
2. 黄素蛋白 (FP)
黄素蛋白是指以黄素核苷酸(FAD 或FMN)为辅基的酶。所以，黄素蛋白有两种，分别以FAD 及FMN 作为辅基。
FP 分布在线粒体的内膜上。它的辅基FAD 或FMN 与蛋白质部分结合得很牢固，有的甚至是共价连结。
FP 在呼吸链中作为双电子传递体。
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白含铁原子(非血红素的铁)和硫原子(对酸不稳定的硫)，两者一般以等摩尔存在，构成2Fe-2S 簇、4Fe-4S 簇，称为铁硫中心，常用符号“Fe -S”表示。铁硫中心通过Fe 与蛋白质的半胱氨酸残基连接。
铁硫中心只有1个Fe 起氧化还原反应，在氧化型（Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。
4. 辅酶Q (CoQ)
辅酶Q 属于醌类，由于它广泛存在于生物系统中，所以又叫泛醌(UQ)。
辅酶Q 是呼吸链中唯一的非蛋白质组分。它分子小，且呈脂溶性，可以在线粒体内膜的磷脂双分子层的疏水区自由扩散，往返于比较固定的蛋白质类的电子传递体之间进行电子传递。
5. 细胞色素 (Cyt)
细胞色素是以铁卟啉(血红素)为辅基的蛋白质，因为有颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素。
细胞色素通过辅基中的铁离子价的可逆变化进行电子传递。它在呼吸链中作为单电子传递体。
呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电子从氧化还原电位较低的传递体依次通过氧化还原电位较高的传递体逐步流向氧分子。
第七章 微生物代谢调节
第一节 代谢调节的部位
微生物代谢调节是指对微生物自身各种代谢途径方向的控制和代谢反应速度的调节。 代谢反应方向的控制是控制代谢走何种途径，即解决代谢何种产物的问题。
代谢反应速度的调节是控制代谢反应快慢，即解决代谢多少产物的问题。
第一节 代谢调节的部位
细胞膜（细胞器膜）
酶本身
酶与底物的相对位置及间隔状况
（1）细胞膜
①膜的脂质的分子结构，以及环境条件对膜脂质理化性质的影响
②膜蛋白质的绝对数量及其活性的调节
③跨膜的电化学梯度以及A TP 、ADP 、AMP 体系及无机磷浓度对溶质输送的调节 ④细胞壁结构的部分破坏或变形，间接影响到膜对溶质的通透性
（2）酶本身
调节酶的生成量，增加或减少关键酶的合成速度或降解速度
改变已有酶分子的活性，抑制或激活 NADH FMN Fe-S CoQ Cytb Fe-S Cytc 1
Cytc 3 O FAD
（3）酶与底物的相对位置及间隔状况
代谢活动只能在特定的部位进行，即代谢活动是区域化的
实质是控制酶与底物的接触，使各个反应有序进行
代谢通道控制作用，即通过控制酶与底物的相对位置来控制代谢途径活性的方式
如呼吸的酶系集中在细胞质膜上，与蛋白质合成有关的酶系则位于核蛋白体上，分解大分子的水解酶，在革兰氏阴性菌是位于壁膜间隙中，革兰氏阳性菌是将这些水解酶类分泌于胞外关键酶
关键酶催化的反应具有以下特点：
①速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其为限速酶
②催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向
③这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节
二、微生物代谢调节分类
代谢途径区域化
原核微生物细胞：虽然没有复杂的具有膜结构的细胞器，但也划分出不同的区域，对于某一代谢途径有关的酶系集中在某一区域，以保证这一代谢途径酶促反应的顺利进行，避免了其他途径的干扰；
真核微生物细胞：各种酶系被细胞器隔离分布，使其代谢活动只能在特定的部位上进行，如与呼吸产能有关的酶系集中于线粒体内膜上，DNA合成的某些酶位于细胞核里。
代谢流向的调控
微生物在不同条件下可以通过控制各代谢途径中某个酶促反应的速率来控制代谢物的流向，从而保持机体代谢的平衡。
代谢速度的调控
（1）酶合成的调节（粗调）
（2）酶活性的调节（细调）
细胞透性的调节
细胞质膜的透性直接影响物质的吸收和代谢产物的分泌，从而影响到细胞内代谢的变化。酶的诱导和阻遏调节方式（实例）
诱导：如某些细菌只有生长在含淀粉的培养基中才能产生淀粉酶。曲霉只有生长在蔗糖培养基中才产生蔗糖酶；酵母菌在有氧时才合成细胞色素，在无氧时，细胞色素的合成则停止，当再置于有氧环境中，细胞色素又开始合成。
诱导酶只有在诱导剂存在时才生成，当除去诱导剂后，酶的合成便停止了。
由于酶诱导生成的调节，使得微生物只有在需要时才合成某种酶，不需要时便不合成，这对微生物新陈代谢是十分经济有利的。
阻遏:分解代谢产物阻遏
Monod于1942年研究枯草杆菌在有葡萄糖和阿拉伯糖的培养基中生长时，首先发现了二次生长的现象。
凡是快速被利用的基质都可阻止对其他基质的利用，只有当快速利用的基质被消耗之后，才开始利用第二种基质，而表现出二次生长。
发生二次生长的原因，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）的酶系是诱导生成的。
在有葡萄糖的情况下，阻遏了利用乳糖的酶系的合成。因而只有当葡萄糖被利用完之后，乳糖才能诱导能利用它的酶系合成，由于合成新酶系需要一定的时间，所以在二次生长之间出现了一段停滞期
末端代谢产物阻遏：这种现象在氨基酸、维生素和核苷酸等合成途径中普遍存在
●第八章、微生物的次级代谢及其调节
●次级代谢：微生物在一定的生长时期（一般是稳定生长期），以初级代谢产物为前
体，合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质过程。
●（一）根据产物的作用分类
●1、抗生素：是指由细菌、霉菌或其它微生物在繁殖过程中产生的，具有在低浓度
下有选择地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的功能的一类次级产物。以青霉素类、头孢菌素类、四环素类、氨基糖苷类及大环内酯类最常用。
●2、激素：微生物产生的一些可以刺激动、植物生长或性器官发育的一类次级物质。
例如赤霉菌产生的赤霉素。
●3、维生素：是指在特定条件下，微生物产生的远远超过自身需要量的那些维生素，
例如丙酸细菌产生维生素B12;分枝杆菌产生吡哆素和烟酰胺;假单胞菌产生生物素;
以及霉菌产生的核黄素和β-胡萝卜素等。
●4、生物碱：大部分生物碱是由植物产生的碱性含氮有机物。麦角菌可以产生麦角
菌生物碱。
●5、色素：是一类本身具有颜色并能使其他物质着色的高分子有机物质。不少微生
物在代谢过程中产生各种有色的产物。例如由黏质赛氏杆菌产生灵菌红素，在细胞内积累，使菌落呈红色。有的微生物将产生的色素分泌到细胞外，使培养基呈现颜色。
●6、毒素：是指生物在代谢过程中产生的有害物质。大部分细菌产生的毒素是蛋白
质类的物质。
●破伤风梭菌产生的破伤风毒素；白喉杆菌产生的白喉毒素；肉毒梭菌产生的肉毒素
及苏云金杆菌产生的伴胞晶体等。
●放线菌，真菌也产生毒素。例如黄曲霉产生的黄曲霉毒素。
●担子菌产生的各种蘑菇毒素等。
（二）根据产物的合成途径分类
●1、与糖代谢有关的类型
●以糖或糖代谢产物为前体合成次级代谢产物：
●①直接由葡萄糖合成次级代谢产物:其结构在次级代谢过程中被修饰了。例如，曲霉
属产生的曲酸、蛤蟆菌产生的毒碱，放线菌产生的链霉素以及大环内酯抗生素中的糖苷等。
●②由预苯酸合成芳香族次级代谢产物:例如放线菌产生的氯霉素、新霉素等。
●③由磷酸戊糖合成次级代谢产物:磷酸戊糖首先合成重要的初级代谢产物核苷类物
质，进一步合成次级代谢产物，如狭霉素、嘌呤霉素、抗溃疡间型霉素、杀稻瘟菌素S等
2、与脂肪代谢有关的类型
●①以脂肪酸为前体，经过几次脱氢、β-氧化之后，生成比原来脂肪酸碳数少的聚乙
炔脂肪酸。
●②次级代谢产物的合成不经过脂肪酸，而从丙酮酸开始生成乙酰CoA，再在羧化酶
催化下生成丙二酰CoA。在次级代谢中所生成的丙二酰CoA等链中的羰基不被还原，而生成聚酮或β-多酮次甲基链。由此进一步生成不同的次级代谢产物。例如四环素等抗生素类。
3、与聚酯酰类化合物有关的类型
●这类化合物均以活性酯酰作为前体，通过聚合作用形成。与聚酯酰类化合物有关的
次级代谢产物，主要是由霉菌产生。
●例如烟曲霉素、赤霉素、梭链孢酸及由八个异戊二烯单位聚合成的β-胡萝卜素等
4、与TCA循环有关的类型
●一类是从TCA循环得到的中间产物进一步合成次级产物，例如由α-酮戊二酸还原
生成戊烯酸；由乌头酸脱羧生成衣康酸。
●另一类是由乙酸得到的有机酸与TCA循环上的中间产物缩合生成次级产物。担子
菌产生的松炯酸是由十八烷酸的α-亚甲基与草酰乙酸的羰基缩合而成。
5、与氨基酸代谢有关的类型
●①由一个氨基酸形成的次级代谢产物，如放线菌产生的环丝氨酸、氮丝氨酸；担子
菌由色氨酸合成口蘑氨酸、二甲基-4-羟色胺磷酸以及靛蓝等。
●②由二个氨基酸形成的曲霉酸、支霉黏毒。半胱氨酸和缬氨酸以另外的缩合方式形
成6-氨基青霉素烷酸。
●③由三个以上氨基酸合成的次级产物，氨基酸之间多以肽键结合成直链状，例如镰
刀菌产生的恩镰孢菌素。
二、次级代谢产物的生物合成
第一步，前体聚合
第二步，结构修饰
第三步，是不同组分的装配
次级代谢产物的生源：
生源是指次级代谢产物分子构建单位的来源，一般次级代谢产物的生源都是直接或间接的来自于微生物代谢过程中产生的一些中间产物和初级代谢产物。
1、聚酮体
2、甲羟戊酸
3、糖类和氨基糖
4、不常见氨基酸
5、环多醇和氨基环多醇
6、非核酸的嘌呤碱和嘧啶碱的生物合成
7、吩噁嗪酮
8、莽草酸
三、次级代谢的特点：
1.次级代谢的产生与微生物的生长不呈平行关系
2.次级代谢产物的生物合成以初级代谢产物为前体，并受初级代谢的调节
3.次级代谢酶系对底物要求的专一性不强
4.次级代谢产物种类繁多，结构特殊
5.次级代谢酶在细胞中具有特定的位置和结构
6．次级代谢产物的合成过程由多基因控制
7.次级代谢产物的合成对环境因素特别敏感
8.菌种与次级代谢的结构之间没有明确的分类学上的内在联系
9．刺激代谢产物的合成与菌体的形态变化有一定的关联
绪论复习思考题 1.微生物生理学的研究对象与范围有哪些？ 2.试叙微生物生理学研究中常用的技术与方法。 3.您对21世纪微生物生理学的展望有哪些认识？ 4.试叙微生物生理学与其他学科的关系。 第一章微生物细胞的显微和亚显微结构复习思考题 1.试叙原核细胞和真核细胞的区别。 2.试叙鞭毛的结构与功能。 3.试叙菌毛的结构与功能。 4.试叙细胞壁的结构与功能。 5.试叙细胞膜的结构与功能。 6.试叙间体的作用。 7.试叙核糖体的作用及组成。 8.线粒体从细菌进化而来的理由及例证。 第二章微生物的营养复习思考题 1.微生物的营养物质有哪些？ 2.试述水对微生物生长的意义。 3.常用的微生物碳源有哪些？ 4.常用的微生物氮源有哪些？ 5.简述P、S、Mg、K、Ca、Fe、Cu等元素在微生物体中的生理功能。 6.微生物生长因子包括哪几类？ 7.试述各种维生素在微生物体中的作用？ 8.比较维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶在微生物体中的需要量。 9.试述专性厌氧微生物为什么不能在有氧环境中生存？ 10.举例说明微生物的营养类型。 11.试述小分子营养物质的四种吸收方式。
12.试述大分子营养物质的吸收和分泌。 13.蛋白质转运系统有哪几类？ 14.Sec 转运系统和Tat 转运系统共性有哪些？ 15.Sec转运系统和Tat 转运系统差异性有哪些？ 第三章微生物的代谢复习思考题 1．试叙微生物代谢的特点。 2．举出当前微生物代谢的研究方法。 3．微生物进行生命活动的能量从哪几方面来？ 4．在单糖分解中，从葡萄糖分解为丙酮酸微生物有哪几种常见途径？5．微生物的合成代谢有哪些方面？ 6．何谓微生物的初级代谢，何谓微生物的次级代谢？ 7．微生物次级代谢有哪几种类型？ 8．微生物次级代谢的特点有哪些？ 9．微生物代谢的调节方式有哪几种？ 10．酶合成调节有两种类型？ 11．酶活性调节通过什么实现的？ 12．酶活性调节受哪些因素的影响？ 13．何谓酶的激活？何谓酶的激活剂？ 14．酶激活作用有哪两种情况？ 15．何谓酶的抑制？抑制作用有哪些特点？ 16．直线反馈调节模式有哪两种？ 17．分枝反馈抑制的模式有哪几种？ 第四章微生物的生长和繁殖复习思考题 1.什么是微生物的细胞周期、分几个阶段？ 2.什么是同步生长、用什么方法可获得同步细胞？ 3.细菌的细胞周期中主要的细胞学变化有哪些？
第一章绪论 1. 什么是微生物生理学？微生物生理学研究热点是什么？ 2. 简要说明微生物生理学与其他学科的关系。 3. 简述微生物生理学中常用技术与方法。 第二章微生物的细胞结构与功能 1. 细胞壁及细胞膜的生理作用是什么？ 2. 比较说明革兰氏阴性细菌和阳性细菌细胞壁的异同点。 3. 磷壁酸、脂多糖的主要作用是什么？ 4. 比较古生菌的假肽聚糖与真细菌的肽聚糖的差异。 5. 抗酸性细菌（抗酸性细胞壁、抗酸性染色） 6. 真菌细胞壁是由什么物质组成的？ 7. 藻类细胞壁是由什么物质组成的？ 8. 古生菌细胞壁的组成。 9. 古生菌的细胞质膜多样性的表现。 10. 以革兰氏阴性细菌为例说明鞭毛的结构。 11. 菌毛与鞭毛的区别，其功能如何？ 12. 糖被的主要成分是什么？糖被分为哪几类？糖被有何生理作用？ 13. 原核生物的细胞内膜系统包括哪几种，其各自功能是什么？ 14. 芽孢萌发的条件及其过程。 15. 磁小体、伴孢晶体；贮存物颗粒包括那些？ 16. 什么是细胞膜？简述其组成及生理功能，简述液态镶嵌模型的内容。 第三章微生物的营养与物质运输 1. 微生物的营养六要素，各自作用及应用实例。 2. 微生物的营养类型根据碳源和能源划分有哪四种？各有何特点？ 3. 影响营养物质进入细胞的细胞表面结构由哪几部分组成？各部分有何作用？ 4. 营养物质进入细胞的方式有哪几种？各有何特点？ 5. 何谓离子载体？其运输营养物质的方式有哪些？试举例说明？ 6. 主动运输中载体蛋白的运输模式有哪些？ 7. 详述营养物质的运输调节受到哪些因素的影响。 8. 举例说明代谢产物氨基酸的分泌机制。 9. 简述有关孢外酶分泌机制的理论。 10. 举例说明微生物进行糖的运输通过哪几种方式。 第四章异养微生物的生物氧化 1. 详述研究微生物代谢的方法。 2. 简述EMP途径中丙酮酸的去向。 3. HMP途径的特点。
绪论 1.微生物生理学的研究对象与范围有哪些？ 答：研究对象：微生物生理学是研究微生物的正常功能和现象的科学，也就是研究微生物细胞的结构功能、生长繁殖、营养代谢、形态发生、遗传变异等活动中的生理规律 研究范围：1.研究微生物细胞的重建方式与一般规律 2.研究微生物与周围环境之间的关系 3.研究微生物生理活动与人类的关系 2.试叙微生物生理学研究中常用的技术与方法。 答：培养技术:微生物的类群众多，且都要求适合于自身的培养环境，因而发展了多种多样的培养技术。 染色技术:染色技术构成了以染色反应为基础的细菌细胞化学。细菌的每一基质都产生一个固定的染色反应，如我们要观察细胞的某一特殊构造，就需经过一特殊的染色 显微观察技术:相差，暗视野，荧光和电子显微镜的观察技术（扫描、透射）。 生化技术:对细菌结构及其代谢产物、降解产物、合成产物进行的分离，纯化和分析的技术。 生物物理技术:测量细菌的能量和电泳性质时，用凝胶扩散沉降试验、免疫反应、酶活性等。在免疫反应酶活性方法中，多使用光谱仪、质谱仪、各种层析、标记元素等。 生物合成技术:在生物合成中，多使用磁共振和顺磁共振、超速离心、
超滤、聚葡聚糖凝胶柱层析、粘度计、旋光仪、比浊计、各种测压技术和分子放射自显影技术等。 3.您对21世纪微生物生理学的展望有哪些认识？ 答：a.微生物生理学的基础研究继续得到加强 b.继续从微生物代谢产物中发现新的化合物、新的具有特殊功能的生物催化剂 c.与其他学科实现更广泛的交叉 d.在解决人类所面临的许多重大问题中，微生物生理学将发挥重要作用 4.试叙微生物生理学与其他学科的关系。 答：微生物生理的内容涉及分子生物学、细胞生物学、生物化学、动植物生理学、遗传学、免疫学以及微生物学等多种学科，虽然在总体上各有自己的体系，论述问题的角度不同，但在某个问题的基本内容方面，交叉现象是存在的，难以划分的，这也说明了微生物生理学与这些学科之间的密切关系 微生物生理学与生物化学的关系:生物化学是微生物生理学的基础和工具，以微生物为对象的生物化学规律的揭示，不少内容本身就是微生物生理学的内容，虽然两者解决问题的侧重点不同，都有自己应该解决问题的范围。但相互交叉，相互渗透之处实在不少。 微生物生理学与病理学的关系:微生物生理学与病理学有密切关系，
《微生物生理学》复习题 一、填空题 1、微生物代谢常用的研究方法有_________________、_________________、 _________________、_____________________、______________________。 2、生长因子包括_______________、________________和 _____________________三大类。 3、化能无机营养菌主要包括_____________、______________、_______________ 和_____________等。 4、同步培养法中的机械法包括____________、____________和______________。 5、细菌个体生长的三个阶段__________________________、_________________ 和________________________。 6、细菌细胞质中储藏物包括_______________、________________、 _____________和、____________和___________________。 7、光能无机营养菌主要包括_____________、______________和_____________ 等。 8、微生物产ATP的方式有三种____________、____________和______________。 二、判断题 1、肽聚糖中的双糖单位，其中的β-1，3糖苷键很容易被溶菌酶（lysozyme） 所水解。（） 2、磷壁酸可分为两类：一类是壁磷壁酸，另一类是膜磷壁酸（或脂磷壁酸）。（） 3、鞭毛蛋白是一种抗原物质，又称为H抗原。（） 4、细菌借助鞭毛以推进方式作直向运动，以翻腾方式作短转向运动。（） 5、科赫发现酪酸发酵可以分为由糖变成乳酸和由乳酸变成酪酸两个阶段，这两个阶段都由生物完成，并且还分离到了乳酸菌。（） 6、产甲烷菌是一类生长在严格厌氧的环境，是目前已知要求氧化还原电势最高 的菌。（） 7、能荷是指在全部腺苷酸分子中的能量，相当于多少个ADP，它代表了细胞的 能量状态。（） 8、酿酒酵母的营养体既能以单倍体形式又能以二倍体形式存在。（）
第一章微生物的细胞结构与功能 真菌细胞的质膜中具有甾醇，原核生物的质膜中很少或没有甾醇。 载色体亦称色素体或叫光合膜：是光合细菌进行光合作用的场所 羧酶体又称多角体是自养细菌特有的内膜结构，由3.5nm厚的蛋白质单层膜包围，是自养细菌固定CO2的场所 类囊体（th ylakoid）是蓝细菌进行光合作用的场所 内质网指细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成 高尔基体是一种内膜结构，由许多小盘状的扁平双层膜和小泡组成，与细胞的分泌活动和溶酶体的形成等有关是合成、分泌糖蛋白和脂蛋白以及进行酶切加工的重要场所。 磁小体是趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4 / Fe3S4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹 芽孢某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体 溶酶体是胞质中一类包着多种水解酶的小泡溶酶体的标志酶是酸性水解酶 微体是一种单层膜包裹的、与溶酶体相似的小球形细胞器，但其所含的酶与溶酶体所含的不同 一．什么是原核生物与真核生物？ 原核微生物是细胞内有明显核区，但没有核膜包围；核区内含有一条双链DNA 构成的细菌染色体；能量代谢和很多合成代谢均在质膜上进行；蛋白质合成“车
间”--核糖体分布在细胞质中。 真核微生物是细胞核具有核膜、核仁，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的一类微生物。 二．比较原核生物和真核生物的异同点？ 相同点：不论是原核生物还是真核生物，它们的遗传物质的本质相同；在它们的细胞中同时具有DNA和RNA；一般都有产生能量与合成细胞物质的完整的酶系统；ATP是生物用来进行能量转换的物质之一；细胞的元素组成，糖代谢，核苷酸与氨基（除赖氨酸以外）生物合成途径基本相同；蛋白质和核酸生物合成的方式也基本相同 比较项目原核生物真核生物 细胞大小较小（通常直径小于 2um）较大（通常直径大于2um） 细胞壁主要成分多数为肽聚糖纤维素、几丁质等细胞器无有 鞭毛结构如有，则细而简单如有，则粗而复杂鞭毛运动方式旋转马达式挥鞭式 繁殖方式无性繁殖有性、无性等多种 细胞核核膜无有 组蛋白无有 DNA含量高（约10％）低（约5％）核仁无有
(完整word版)微生物学期末考试试题 亲爱的读者： 本文内容由我和我的同事精心收集整理后编辑发布到文库，发布之前我们对文中内容进行详细的校对，但难免会有错误的地方，如果有错误的地方请您评论区留言，我们予以纠正，如果本文档对您有帮助，请您下载收藏以便随时调用。下面是本文详细内容。 最后最您生活愉快 ~O(∩_∩)O ~ 试题A总22页第1页
微生物学教程试卷A 一、名词解释（每小题4分，共5小题20分） 1.无菌技术在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染，自身也不污染操作环境的技术称为无菌技术。 2.菌落固体培养基中，单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团是菌落 3.平板是被用于获得微生物纯培养的最常用的固体培养基形式，是冷却凝固后固体培养基在无菌培养皿中形成的培养基固体平面称作平板。 4.发酵发酵是指在无氧条件下，底物脱氢后产生的还原力[H]不经过呼吸链传递而直接交给某一内源氧化性中间代谢产物的一类低效产能反应。 5.培养基人工配制的、适合微生物生长、繁殖和产生代谢产物用的混合营养基质。 二、填空题（每空0.5分，共6小题12分） 旋形 试题A总22页第2页
4.根据营养物质在机体中生理功能的不同，可以将它们分 无机盐，生长因子，水 三、选择题（每小题1分，共10小题10分） 1. 产生假根是（）的形态特征。 A.根霉 B.酵母菌 C.青霉 D.曲 霉 2.革兰氏阳性菌细胞壁特有成分是（）。 A.蛋白质 B.肽聚糖 C.脂多糖 D.磷壁酸 3.微生物从糖酵解途径获得（）ATP分子。 总22页第3页
1.细菌特殊构造包括、、、等。（本题2分） 2.溶源性细胞在正常情况下有大约10 -5 细胞会发生现象，这是由于少数溶源细胞中的变成了的缘故。（本题分） 3.营养物质可以通过、、和四种方式进入细胞。（本题2分） 4.控制有害微生物措施中杀灭的方法有和，常用和方法，抑制的方法有和。（本题3分） 5.证明遗传物质的基础是核酸的三个著名的实验为、、。（本题分） 6.微生物基因重组的方式包括、_____、_____和。（本题2分） 1.纯培养是其中（）的培养物。 A.只有一种微生物 B.只有细菌生长所需的一种营养物 C.除主要微生物外只有一种微生物 D.没有代谢废物 2.实验室常用的培养细菌的培养基是（）。 $ A. 马铃薯培养基 B. 牛肉膏蛋白胨培养基 C.高氏一号培养基 D.麦芽汁培养基 3.己糖单磷酸支路和ED途径是进行（）替换的一个机制。 A.微生物中DNA合成 B.光合生物中的光合作用 C.某些种类微生物中的能量代谢 D.化学渗透作用 4.微生物代谢中，硝酸盐和硫酸盐可作为电子受体是在（）。 A.无酶时 B.无ATP时 C. 有细胞色素时 D. 无氧时 5.由于控制微生物的目的，灭菌一词指的是（）。 A.除去病原微生物 B.降低微生物的数量 ? C.消灭所有的生物 D.只消灭体表的微生物 6.紫外线辐射主要作用于微生物的（）。 A. 核酸 B.酶类 C. 糖类 D.细胞壁 7.青霉素族的抗生素主要用于抗（）。 A.病毒 B.真菌 C.革兰氏阴性菌 D.革兰氏阳性菌 8.所有下述特征皆适合质粒，除了（）之外。 A.它们是自我复制的DNA环 B.它们有10～50个基因 C.它们是细菌存活所必需的成分 D.它们是接合所必需的成分 9.接合时F因子进入受体细胞，受体细胞（）。 A.经历裂解 B.快速繁殖 C.变成供体细胞 D.发育出线粒体 — 10.研究不同微生物群落及其环境之间的关系的是（）。 A.微生物进化 B.微生物生态学 C.微生物生理学 D.微生物生物化学 四、判断题（每小题1分，共10小题10分）
第三章微生物营养与物质运输 1、微生物六大营养要素 碳源、氮源、能源、水、生长因子、无机盐 2、微生物五种营养物质的运输方式 单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转移、膜泡运输 3、五种营养物质的运输方式的异同 单纯扩散：这种形式不需要能量，是以物质在细胞内外的浓度差为动力，即基于分子的热运动而进行的物质运输过程。当外界的营养物质的浓度高于细胞内该物质的浓度时，通过扩散作用使物质进入细胞内 促进扩散：是顺浓度梯度，将外界物质运入细胞内，不需要能量。与被动运输不同的是，这种形式需要一种存在于膜上的载体蛋白参与运输。 主动运输：是营养物质逆浓度差和膜电位差运送到细胞膜内的过程。主动运输过程不仅像促进扩散一样需要载体蛋白，而且还需要能量。 基团转移：许多原核生物还可以通过基团转移来吸收营养物质。在这一过程中营养物质在通过细胞膜的转移时发生化学变化。这种运输方式也需要能量，类似主动运输。 膜泡运输：小分子物质的跨膜运输主要通过载体实现，大分子和颗粒物质的运输则主要通过膜泡运输。 第五章自养微生物的生物氧化 1、光合磷酸化是指光能转变为化学能的过程。 2、环式光和磷酸化与非环式的异同： 环式光合磷酸化：是存在于光合细菌中的一种原始产能机制，可在厌氧条件下进行，产物只有ATP，无NADP(H)，也不产生分子氧，是非放氧型光合作用。 环式光和磷酸化：高等植物和蓝细菌与其他光合细菌不同，它们可以裂解水，以提供细胞合成的还原能力。 它们含有光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ，这两个系统偶联，进行非环式光合磷酸化。 特点是不仅产生ATP，而且还产生NADP（H）和释放氧气，是放氧型光合作用 第四章、异氧微生物的生物氧化 （一）EMP 途径 因葡萄糖是以1,6-二磷酸果糖(FDP)开始降解的，故又称双磷酸己糖途径（HDP ），这条途径包括十个独立又彼此连续的反应。 其总反应是： C6H12O6+2(ADP＋Pi+NAD+)→2CHCOCOOH+2(A TP+NADH+H+) 葡萄糖经EMP途径生成两分子丙酮酸，同时产生两个A TP，整个反应受ADP、Pi和NAD ＋含量的控制。 丙酮醛支路 对于大肠杆菌，嗜糖假单胞菌以及其它好氧菌，在葡萄糖培养基中无机磷浓度较低时，3-磷酸甘油醛脱氢酶活性下降，将迫使3-磷酸甘油醛较变成磷酸二羟丙酮，再经丙酮醛，乳糖生成丙酮酸。 EMP 途径的特点是： ①葡萄糖的分解是从1,6 －二磷酸果糖开始的， ②整个途径仅在第1,3,10步反应是不可逆的， ③EMP 途径中的特征酶是1,6－二磷酸果糖醛缩酶, ④整个途径不消耗分子氧， ⑤EMP 途径的有关酶系位于细胞质中。
绪论 微生物营养类型 微生物营养:指微生物获得与利用营养物质的过程 ?无机营养型微生物:以CO2作唯一碳源,不需要有机养料的微生物 ?有机营养型微生物:只以适宜的有机化合物作为营养物质的微生物 1.光能无机营养型:以日光为能源,以CO2为碳源合成细胞有机物的营养类型 2.光能有机营养型：以日光为能源，以外源有机物为碳源和供氢体合成细胞 内物质的营养类型 3.化能无机营养型:通过以氧化无机物释放出的能量还原CO2成为细胞有机 物的营养类型 4.化能有机营养型:用有机物分解时释放出的能量将有机物分解的中间产物 1、光能无机营养型（光能自养型）photolithoautotroph （１）不产氧光合作用 代表菌种：绿硫菌、紫硫菌 CO2+2H2S （CH2O）+H2O+2S （２）产氧光合作用 代表菌种：蓝细菌、藻类 CO2+H2O （CH2O）+O2 （３）嗜盐古细菌 以紫膜进行特殊的光能转化 ２、光能有机营养型（光能异养型）photoorganoheterotroph 在以二氧化碳为主要碳源时，需要以有机物作为供氢体，利用光能将二氧化碳还原成细胞物质，它们的细胞中含有光合色素，生长时大多需要外源的
生长因子，例如 红螺菌（Rhodospirillum） 3、化能无机营养型（化能自养型）Chemolithoautotroph 化能自养型化能自养菌还原CO2而需要的ATP和还原力[H] 是通过氧化无机底物（NH4+、NO2-、H2S、H2和Fe2+等）来实现的。 化能自养细菌的能量代谢主要有三个特点： ①无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系。由脱氢酶或氧化还原酶催化的无机底物脱氢或脱电子后，直接进入呼吸链传递。这与异养微生物葡萄糖氧化要经过EMP和TCA等途径的复杂代谢过程不同。 ②呼吸链的组分更为多样化，氢或电子可从任一组分进入呼吸链。 ③产能效率即P／O比一般要比异养微生物更低。 ４、化能有机营养型(化能异养型, Chemorganoheterotroph) 从有机物氧化过程中获得能量，并以有机物作为主要碳源进行生长。又可根据它们利用有机物的特性分为腐生菌和寄生菌，以及它们之间的过渡类型。 上述营养型的划分不是绝对的，在它们中间存在着很多过渡类型。例如：氢单胞菌，在完全是无机养料的环境中，通过氢和氧化获得能量，同化二氧化碳，营自养生活；当环境中有有机物时，直接利用有机物碳架物质而营异养生活。又如：红螺菌，在光照下能利用光能生长，在暗处有氧条件下，可通过氧化有机物获得能量，实现生长，表现为化能营养型。 为避免混乱，一般认为依据营养型分类以最简单的营养条件为根据，即光能营养型先于化能营养型，自养型先于异养型。 微生物的代谢特点（以及微生物研究生理的优点） ①代谢速率快（V/S大） ②代谢的多样性 ③代谢研究的易操作性 代谢途径：中间产物与中产物，直线代谢途径（一般为分解代谢）与分枝代谢途径（一般为合成代谢），两向代谢途径
第五六章微生物生理 第一节微生物的营养 ●微生物细胞的元素组成：C、H、O、N、P、S、矿质元素，等，P93表5－1 ●微生物细胞的物质组成： 大分子有机物：蛋白质、糖类、脂类、核酸 小分子有机物：氨基酸、单糖、双糖、寡糖、核苷酸、脂肪酸、维生素、碱基无机物：无机盐、水（约80－90％）等 ●营养（nutrition）：生物生长发育中，不断从外界环境吸收物质（营养物质） 并加以利用，用于构建细胞物质或获取能量的过程 ●营养物质：生物从环境中吸收的有用物质，包括结构物质、能源物质、代谢 调节物质 ●微生物营养多样性:不同微生物利用不同的营养物质；一种微生物利用多种 营养物质 一、微生物的五种营养(nutrition)要素（营养需求）及其生理功能 （一）碳源(carbon source) 凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳架来源的营养物质都称为碳源。 1 碳源功能 ●构成细胞及代谢产物的骨架 ●是大多数微生物代谢所需的能量来源 2碳源种类
●无机C源：CO2、碳酸盐，只能被自养微生物利用 ●有机C源：各种糖类，其次是有机酸、醇类、脂类和烃类化合物 ●实验室常用：葡萄糖、果糖、蔗糖 （二）氮源(nitrogen source) 凡是可以构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的营养物质都称为氮源。 1 氮源功能 N来源；氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐、亚硝酸盐作氮源,同时也作能源 2 氮源种类 ●分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源 ●无机态氮：铵盐几乎所有微生物能利用，硝酸盐 ●有机态氮：蛋白质及其降解产物 a速性（效）氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白质、酵母膏做氮源 b迟性（效）氮源：生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等。 （三）无机盐（mineral salts） 1 无机盐功能 ●构成微生物细胞的组成成分 ●调解微生物细胞的渗透压， pH值和氧化还原电位 ●有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生物的能源 ●构成酶活性基的组成成分，维持酶活性。Mg、Ca、K是多种E的激活剂 2 无机盐种类 ●Ca、K 、Mg、Fe为大量元素，以无机盐阳离子形式被吸收，配培养基进要加
1、细菌特殊构造包括、、、等。（本题２分） 2、溶源性细胞在正常情况下有大约１0 －5 细胞会发生现象，这就是由于少数溶源细胞中得变成了得缘故。(本题1、５分) 3、营养物质可以通过、、与四种方式进入细胞.（本题2分） 4、控制有害微生物措施中杀灭得方法有与,常用与方法，抑制得方法有与。（本题3分) 5、证明遗传物质得基础就是核酸得三个著名得实验为、、.(本题1、５分) 6、微生物基因重组得方式包括、__＿＿＿、__＿__与。(本题2分) １、纯培养就是其中（)得培养物。 A、只有一种微生物 B、只有细菌生长所需得一种营养物 C、除主要微生物外只有一种微生物 D、没有代谢废物 2、实验室常用得培养细菌得培养基就是（)。 A、马铃薯培养基Ｂ、牛肉膏蛋白胨培养基 C、高氏一号培养基 D、麦芽汁培养基 3、己糖单磷酸支路与ED途径就是进行( ）替换得一个机制。 Ａ、微生物中DNA合成Ｂ、光合生物中得光合作用 C、某些种类微生物中得能量代谢 D、化学渗透作用 4、微生物代谢中，硝酸盐与硫酸盐可作为电子受体就是在(）。 Ａ、无酶时Ｂ、无AＴＰ时C、有细胞色素时Ｄ、无氧时 5、由于控制微生物得目得，灭菌一词指得就是（）。 Ａ、除去病原微生物 B、降低微生物得数量 C、消灭所有得生物 D、只消灭体表得微生物 6、紫外线辐射主要作用于微生物得( ）。 A、核酸 B、酶类 C、糖类Ｄ、细胞壁 7、青霉素族得抗生素主要用于抗( ). Ａ、病毒 B、真菌C、革兰氏阴性菌Ｄ、革兰氏阳性菌 8、所有下述特征皆适合质粒,除了( )之外. Ａ、它们就是自我复制得ＤNA环 B、它们有1０~５0个基因 C、它们就是细菌存活所必需得成分 D、它们就是接合所必需得成分 9、接合时F因子进入受体细胞,受体细胞（）. A、经历裂解 B、快速繁殖Ｃ、变成供体细胞 D、发育出线粒体 １０、研究不同微生物群落及其环境之间得关系得就是( )。 A、微生物进化Ｂ、微生物生态学 C、微生物生理学 D、微生物生物化学 四、判断题(每小题1分，共1０小题10分) 1、巴斯德得曲颈瓶试验否定了有关微生物得"自生说”。( ) ２、金黄色葡萄球菌细胞壁含有肽聚糖。（） 3、八孢裂殖酵母就是酵母营养体只能以单倍体形式存在这类生活史得代表.( ） 4、链霉菌与毛霉都呈丝状生长，但就是它们不都属于霉菌.( )
实验一化学因素对微生物的影响 二、基本原理 常用化学消毒剂主要有重金属及其盐类、有机溶剂（酚、醇、醛等）、卤族元素及其化合物、染料和表面活性剂等。重金属离子可与菌体蛋白质结合而使之变性或与某些酶蛋白的巯基相结合而使酶失活，重金属盐则是蛋白质沉淀剂，或与代谢产物发生鳌合作用而使之变为无效化合物；有机溶剂可使蛋白质及核酸变性，也可破坏细胞膜透性使内含物外溢；碘可与蛋白质酪氨酸残基不可逆结合而使蛋白质失活，氯气与水发生反应产生的强氧化剂也具有杀菌作用；染料在低浓度条件下可抑制细菌生长，染料对细菌的作用具有选择性，革兰氏阳性菌普遍比革兰氏阴性菌对染料更加敏感；表面活性剂能降低溶液表面张力，这类物质作用于微生物细胞膜，改变其透性，同时也能使蛋白质发生变性。 四、操作步骤 l、将已灭菌并冷至50℃左右的牛肉膏蛋白胨琼脂培养基倒入无菌平血中，水平放置待凝固。 2、用无菌吸管吸取0.2ml培养18h的金黄色葡萄球菌菌液加入到上述平板中，用无菌三角涂棒涂布均匀。 3、将已涂布好的平板底皿划分成4～6等份，每一等份内标明一种消毒剂的名称。 4、用无菌镊子将已灭菌的小圆滤纸片（D5mm）分别浸入装有各种消毒剂溶液的试管中浸湿。 注意取出滤纸片时保证过滤纸片所含消毒剂溶液量基本一致，并在试管内壁沥去多余药液。 无菌操作将滤纸片贴在平板相应区域，平板中间贴上浸有无菌生理盐水的滤纸片作为对照。 5、将上述贴好滤纸片的含菌平板倒置放于37℃温室中，24h后取出观察抑（杀）菌圈的大小。 实验二生物因素对微生物的影响 二、基本原理
生物之间的关系从总体上可分为互生、共生、寄生、拮抗等，微生物之间的拮抗现象是普遍存在于自然界的，许多微生物在其生命活动过程中能产生某种特殊代谢产物如抗生素，具有选择性地抑制或杀死其他微生物的作用，不同抗生素的抗菌谱是不同的，某些抗生素只对少数细菌有抗菌作用，例如青霉素一般只对革兰氏阳性菌具有抗菌作用，多粘菌素只对革兰氏阴性菌有作用，这类抗生素称为窄谱抗生素；另一些抗生素对多种细菌有作用，例如四环素、土霉素对许多革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有作用，称为广谱抗生素。 本实验利用滤纸条法测定青霉素的抗菌谱，将浸润有青霉素溶液的滤纸条贴在豆芽汁葡萄糖琼脂培养基平板上，再与此滤纸条垂直划线接种试验菌，经培养后，根据抑菌带的长短，即可判断青霉素对不同类型微生物的影响，初步判断其抗菌谱。实验中所用试验菌通常以各种具有代表性的非致病菌来代替人体或动物致病菌，常用的试验菌株参见表2－1，而植物致病菌由于对人畜一般无直接危害，可直接用作试验菌。 四、操作步骤 1、将豆芽汁葡萄糖琼脂培养基溶化后，冷至45℃左右倒平板。 2、无菌操作，用镊子将无菌滤纸条分别浸入过滤除菌的青霉素溶液和氨苄青霉素溶液中润湿，并在容器内壁沥去多余溶液，再将滤纸条按图2－1所示分别贴在两个已凝固的上述平板上。 注意滤纸条形状要规则，滤纸条上含有的溶液量不要太多，而且在贴滤纸条时不要在培养基上拖动滤纸条避免抗生素溶
微生物生理学复习题 1.写出三个以上你所熟知的微生物生理学奠基人（中英文均可，英文可只写Family name）及各 自主要贡献（一句话）。 Ⅰ.巴斯德 and 柯赫奠定了微生物生理学的基础：建立微生物基本操作，证实疾病病原菌学说。 Ⅱ. 贝捷克林发现固氮微生物，细菌的无氧呼吸。 Ⅲ.布赫纳——微生物生理学进入了分子水平。（发现酵母的无细胞提取液可将葡萄糖转化为酒精） 2.微生物细胞的显微和亚显微结构，按照在细胞中的部位与功能，可分为哪三部分？各自包括哪 些主要结构？ 答：可分为基本结构、外部结构和内部结构三部分。 基本结构：是指一个细胞生存不可缺少的，或一般微生物通常具有的结构。例如细胞壁、细胞膜、细胞质、类核和核糖体。 外部结构：包括细胞表面附属物如荚膜、鞭毛、纤毛等。 内部结构：包括除染色体外的细胞质内的所有物质和结构，如内膜系统、某些细菌产生的芽孢等等。 3.比较G+、G-真细菌的细胞壁结构、组成。（G+：肽聚糖、磷壁酸、壁醛酸、表面蛋白；G-：脂 多糖、脂蛋白、磷脂、蛋白质） 一、细胞壁：组成物质可分为两类：一是构成细胞壁的框架类物质，如细菌细胞壁的肽聚糖；二是位于框架 1
2 类物质间的填充类物质或称间质，如各种位于其间的蛋白质等。 不同微生物的细胞壁结构和化学组成各不一样。在传统的微生物分类鉴定中，可作为一个重要指标。 （一）革兰氏阳性细菌 (1)肽聚糖：【（N-乙酰氨基葡萄糖G ）-β（1-4）糖苷键-（N-乙酰胞壁酸M ）】---（G--M --G--M --G-M ）交替相连形成多聚体。（N-乙酰胞壁酸）上连接有段肽链【L-丙氨酸---D-谷氨酸---DA 氨酸---D-丙氨酸---（D-丙氨酸）】，故称肽聚糖。其中（D-丙氨酸）在肽聚糖合成中存在，肽链交联即被水解。 β（1-4）糖苷键可在溶菌酶作用下裂解生成N-乙酰氨基葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸的双糖单位。 肽桥交联方式：（四类）课本P7（革阳细胞壁肽聚糖肽链交联程度>>革阴） 1. 其中一个DA 上的氨基与另一上第四个成肽键。－CO-NH-（大数革阴 + 一些革阳杆） 2. （D-丙氨酸，四位）--（一个小肽或者一个氨基酸）---（二氨基酸，三位）（多数革阳） 3. （D-丙氨酸，四位）--（与连接在胞壁酸上肽链相同的小肽链，可重复）-（二氨基酸，三位，例如可为赖 氨酸） 4. （D-丙氨酸，四位）--（赖氨酸/鸟氨酸）-- （D-谷氨酸，二位）细胞壁肽聚糖四肽侧链中不含二氨基酸。 (2)磷壁酸：三种： A.甘油磷壁酸：基本结构是多聚甘油磷酸。因甘油分子中的羟基被不同化合物取代而又可分三型：（I ）重复单位是甘油磷酸，糖或丙氨酸不参与骨架的形成-（-C1-C2-C3-POOH ）n-；（II ）重复单位是葡萄糖甘油磷酸；-(-G-C1-C2-C3-POOH)n-（III ）重复单位是N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸-甘油磷酸（-N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸-甘油磷酸-）n 。在（II ）和（III ）中糖分子参与形成骨架链 B.核醇磷壁酸：核醇磷壁酸是以磷酸二酯键连接相邻核醇分子的C-1和C-5 磷酸-(-C1-C2-C3-C4-C5-磷酸)n,C-2上大多以酯键连接着D-丙氨酸，而C-4或C-3的羟基，可被各种糖所取代。磷壁酸和肽聚糖的结合：磷壁酸以共价键与肽聚糖分子连接，其末端的磷酸通过一个N-乙酰氨基葡萄糖-1-磷酸与肽聚糖的N-乙酰胞壁酸C-6 N-乙酰氨基葡萄糖 溶菌酶敏感
《微生物生理学》复习题A（专升本） 一、填空题 1、根据产物合成途径可把次级代谢产物分为5种类型： ____________________，________________，________________________， _____________________________和________________________。 2、ED、PK途径的两种关键酶分别是______________________和 _________________________。 3、赖氨酸生物合成的两条途径是__________________和 _________________________。 4、固氮酶的组分有两种______________和________________。 5、获得微生物同步细胞的常用方法有______________和 ________________。 6、代谢调节的两种类型为：________________________和 ___________________________。 二、判断题 1、细胞壁（cell wall）是位于细胞外表面的一种坚韧而具有弹性的结构层。（） 2、金黄色葡萄球菌的肽聚糖单体由双糖单位、四肽侧链，两部分构成。（） 3、细胞膜，是细胞壁以内包围着细胞质的一层柔软而富有弹性的半透膜，并非细胞生存所必需的结构。（） 4、磷脂中的脂肪酸有饱和与不饱和两种，膜的流动性高低主要取决于它们的相对含量和类型。（） 5、许多革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在细胞表面具有两层排列的蛋白质结构，称为S层。 （）
6、氮是组成核酸和蛋白质的主要元素。（） 7、能荷：是指在全部腺苷酸分子中的能量，相当于多少个AMP，它代表了细胞的能量状态。 （） 8、八孢裂殖酵母的营养体只能以单倍体形式存在。（） 9、丝状蓝细菌，是一类只能进行光合作用不能进行固氮作用的原核微生物。（）10、甲基营养微生物有很高的甲醛代谢能力，利用甲基营养菌的这个特点可以开发微生物甲醛降解技术。（） 三、名词解释 1、异型乳酸发酵： 2、葡萄糖效应： 3、回补途径： 4、离子载体： 5、微生物细胞分化： 四、简答题 1、简述在次级代谢中磷酸盐的调节作用。 2、绘图说明革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的肽聚糖结构与组成有何不同？ 3、比较说明酵母菌的三型发酵及其条件。 4、简述次级代谢的特点。 5、举例说明固氮酶的防氧保护机制。 五、论述题 微生物产生抗药性的原因。
精心整理 第一章 微生物的细胞结构与功能 真菌细胞的质膜中具有甾醇，原核生物的质膜中很少或没有甾醇。 载色体亦称色素体或叫光合膜：是光合细菌进行光合作用的场所 羧酶体又称多角体是自养细菌特有的内膜结构，由3.5nm 厚的蛋白质单层膜包围，是自养细菌固定CO2的场所 内质网场所。磁小体芽孢溶酶体所含的不同 一．什么是原核生物与真核生物？ 原核微生物是细胞内有明显核区，但没有核膜包围；核区内含有一条双链DNA 构成的细菌染色体；能量代谢和很多合成代谢均在质膜上进行；蛋白质合成“车间”--核糖体分布在细胞质中。 真核微生物是细胞核具有核膜、核仁，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的一类微生物。 二．比较原核生物和真核生物的异同点？
相同点：不论是原核生物还是真核生物，它们的遗传物质的本质相同；在它们的细胞中同时具有DNA和RNA；一般都有产生能量与合成细胞物质的完整的酶系统；ATP是生物用来进行能量转换的物质之一；细胞的元素组成，糖代谢，核苷酸与氨基（除赖氨酸以外）生物合成途径基本相同；蛋 较长者 四．荚膜有何生理作用？ （一）保护作用：①保护细菌免受干旱损坏②防止噬菌体的吸附和裂解③免受细胞吞噬
（二）贮藏养料 （三）作为透性屏障或离子交换系介质 （四）附着作用 （五）细菌间的信息识别作用 （六）堆积代谢废物 五．何谓细胞壁？细菌细胞壁有什么物质组成的？ 细胞壁（cellwall）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构；约占细胞干重的10-25%。 ③阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（相对分子质量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶等有害物质的损伤。 ④赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。 九．什么是细胞膜？简述其生理作用及组成。 细胞膜是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性的半透性膜。 脂类：占20～30% 细胞膜的化学组成主要：蛋白质：占60～70% hopanoid（藿烷类化合物） 真核细胞与原核细胞在其质膜的构造和功能上十分相似，在化学组成中，真菌细胞的质膜中具有甾醇，而在原核生物的质膜中很少或没有甾醇。 作用：1、控制内外物质的运送、交换；
微生物发酵法生产L-色氨酸的研究 摘要：L-色氨酸是人体和动物体生命活动必需的8种氨基酸之一，在人体内不能自然合成，必需从食物中摄取。它以游离态或结合态存在于生物体中，对动物的生长发育、新陈代谢等生理活动起着非常重要的作用，被称为第二必需氨基酸，在食品、饲料和医疗等诸多行业应用广泛。L-色氨酸的生产方法有化学合成法、转化法和微生物发酵法。近年来，随着代谢工程在色氨酸菌种选育中的成功运用，微生物发酵法逐渐成为主要的色氨酸生产方法。系统综述了微生物发酵法生产色氨酸所涉及的代谢工程策略，包括生物合成色氨酸的代谢调控机制以及途径改造的措施和效果，此外，还探讨了L-色氨酸未来的发展前景。 关键词：L-色氨酸；代谢工程；微生物发酵法 1 L-色氨酸的理化性质〔1～3〕 L-色氨酸学名为B-吲哚基丙氨酸,英文名L-Tryptophan,化学名L-B-(3-吲哚基)-A-丙氨酸,别名L-胰化蛋白氨基酸,化学式C11H12O2N2,相对分子量204.23。L-色氨酸属于中性芳香族氨基酸,呈白色或微黄色结晶或结晶粉末,无臭,味微苦。L-色氨酸在水中微溶,在乙醇中极微溶解,在氯仿中不溶,在甲酸中易溶,在氢氧化钠试液或稀盐酸中溶解,在酸液和碱液中较为稳定,但在存在其他氨基酸或糖类物质时则易分解。L-色氨酸有3种光学异构体,长时间光照易变色。L-色氨酸在水中加热产生少量吲哚,在与氢氧化钠或硫酸铜共热时则产生多量吲哚。 图1-1 L-Trp的分子结构 Fig.1-1 The molecular structure of L-TRP
2 L-色氨酸的用途 L-色氨酸在生物体内不能自然合成，需要从食物中摄取，是动物和一些真菌生命活动中的必须氨基酸。L-色氨酸在蛋白质中含量很低，平均含量约1%或更少[4]。L-色氨酸能调节蛋白质的合成、调节免疫及消化功能[5]、增加5-羟色胺代谢作用以及增强认知能力[6]等，因此在人和动物的新陈代谢、生长发育中有重要作用。L-色氨酸的这些营养和药用价值使其被广泛应用于医药、饲料和食品等行业。 3 L-色氨酸的合成方法 L-色氨酸的生产方法有化学合成法、转化法和微生物发酵法。化学合成法由于存在工艺复杂、产品成分复杂等原因，已逐渐被淘汰。而转化法( 酶转化法和微生物转化法) 虽然已经实现了工业化，但仍然存在原料昂贵、低转化率等问题。以葡萄糖等廉价原料来生产色氨酸的微生物发酵法是最早开发的色氨酸生产方式，但这种方法在很长的一段时期内都无法实现工业化。究其原因，主要是在早期的研究中，研究者单一依靠传统的化学或物理诱变方式选育色氨酸生产菌株; 但是色氨酸的生物合成途径存在极其复杂的调控机制，仅通过诱变方式无法根除其所有的代谢调控作用，因此在这种情况下，研究者无法获得优良的菌株用于 L-色氨酸生产。近年来，随着 DNA 重组技术的快速发展，特别是代谢工程育种方式的兴起，研究者逐渐选育出一批高产的色氨酸生产菌株，大幅提高了微生物发酵法生产色氨酸的效率，使其成为工业上主要的色氨酸生产方法〔7〕。本文系统综述了微生物发酵法生产L-色氨酸所涉及的代谢工程策略，并探讨了其未来的发展趋势。 4 L-色氨酸的微生物合成机制 4.1 微生物合成L-色氨酸的代谢途径 目前用于生产 L-Trp 的微生物种类主要有大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌、枯草杆菌、酵母等菌种。各种微生物的 L-Trp 合成机制略有差异，以大肠杆菌为例，L-Trp 合成代谢包括中心代谢途径、芳香族氨基酸共同途径和L-Trp 分支途径三个部分[8]。中心代谢途径指以葡萄糖为起始物经磷酸戊糖（HMP）途径的赤藓糖-4-磷酸(E4P)和糖酵解（EMP）途径中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)二者缩合形成 3-脱氧-α-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸(DAHP)的过程；共同途径指从 DAHP 开始，经莽草酸（SHIK）、到达分支酸(CHA)的过程；余下的从 CHA 至 L-Trp 部分，则称为 L-Trp 分支途径（图1-2）。目前关于 L-Trp 的代谢工
《微生物生理学》教学大纲 一、基本信息 二、教学目标及任务 通过该课程的学习，要求学生能够掌握微生物的基本结构和功能，重点掌握微生物的各种代谢活动规律和代谢调节，掌握微生物的生长、繁殖以及分化的规律，了解微生物生理学的研究方法及目前微生物生理学研究的最新进展。通过本课程的学习使学生认识、了解微生物生命活动特点、基本规律及其本质，初步掌握研究微生物生理活动的一些基本技术与方法，提高分析问题与解决问题的能力。 三、学时分配 四、教学内容及教学要求 绪论 第一节微生物生理学研究的对象 第二节微生物生理学与其他学科的关系 第三节微生物生理学的发展 第三节微生物生理学中常用技术与方法 习题要点：微生物生理学研究的对象，作出重要贡献的人物，微生物生理学常用方法。 本章重点、难点：微生物生理学研究常用方法。 本章教学要求： 了解微生物生理学研究的对象，作出重要贡献的人物，微生物生理学常用方法。 第一章微生物细胞的结构 第一节细胞壁 第二节原生质膜 第三节基因组
第四节微生物细胞表面附属物 第五节核糖体 第六节细胞内膜系统 第七节特殊内含体与贮存物质颗粒 习题要点：各类微生物的细胞壁，细胞膜，基因组的不同，以及鞭毛等表面附属物的组成，及作用机制。本章重点、难点：各类微生物的细胞壁，细胞膜，基因组及鞭毛的组成和功能。 本章教学要求： 了解各类微生物的细胞壁，细胞膜，基因组，以及鞭毛等表面附属物的组成 理解这些细胞结构的特性和功能，并根据这些特性， 掌握一些限制或利用微生物的简单方法。 第二章微生物营养 第一节营养物质及微生物的营养类型 第二节营养物质吸收与运输 1．简单扩散 2．协同扩散 3．主动运输 4．基团转运 习题要点：四种运输方式的代表（注意原核与真核的异同） 第三节大分子营养物质的运输 1．蛋白质定向转运 2．蛋白质的分泌 习题要点：蛋白质的转运及分泌方式。 本章重点、难点：营养物质的运输，蛋白质的转运及分泌。 本章教学要求： 了解微生物的多种运输方式，蛋白质的跨膜运输 理解微生物特有运输方式的特点和作用 掌握微生物中一些重要的运输途径。 第三章微生物的代谢 第一节新陈代谢的概念 1．微生物代谢的特点 2．微生物代谢的研究方法 习题要点：微生物代谢的特点及研究方法 第二节微生物的分解代谢 1．发酵 2．有氧呼吸 3．无氧呼吸 习题要点：微生物的特殊发酵途径，无氧呼吸及意义。 第三节微生物的能量代谢 1．基质水平磷酸化 2．电子传递水平磷酸化 3．光合磷酸化 习题要点：循环式光合磷酸化与非循环式光合磷酸化的异同 第四节微生物的合成代谢 1．二氧化碳的固定 2．脂类物质的生物合成 3．生物固氮 习题要点：共生固氮的调控，固氮酶的作用机制，防氧保护机制 本章重点、难点：各种发酵途径，无氧呼吸，循环式光合磷酸化，生物固氮。