一、微生物代谢类型：
1．细菌：原核类：具细胞结构，但细胞内无核膜和核仁的分化，也无复杂的细胞器，包括：细菌（杆状、球状、螺旋状）、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体。
①细菌：三册书中所涉及的所有细菌的种类：
乳酸菌、硝化细菌（代谢类型）；
肺炎双球菌S型、R型（遗传的物质基础）；
结核杆菌和麻风杆菌（胞内寄生菌）；
根瘤菌、圆褐固氮菌（固氮菌）；
大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌（为基因工程提供运载体，也可作为基因工程的受体细胞）；
苏云金芽孢杆菌（为抗虫棉提供抗虫基因）；
假单孢杆菌（分解石油的超级细菌）；
甲基营养细菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌（微生物的代谢）；
链球菌（一般厌氧型）；
产甲烷杆菌（严格厌氧型）等
②放线菌：是主要的抗生素产生菌。它们产生链霉素、庆大霉素、红霉素、四环素、环丝氨酸、多氧霉素、环已酰胺、氯霉素和磷霉素等种类繁多的抗生素（85%）。繁殖方式为分生孢子繁殖。
③衣原体：砂眼衣原体。
2．病毒：病毒类：无细胞结构，主要由蛋白质和核酸组成，包括病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）
①动物病毒：RNA类（脊髓灰质炎病毒、狂犬病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、口蹄疫病毒、脑膜炎病毒、SARS病毒）
DNA类（痘病毒、腺病毒、疱疹病毒、虹彩病毒、乙肝病毒）
②植物病毒：RNA类（烟草花叶病毒、马铃薯X病毒、黄瓜花叶病毒、大麦黄化病毒等）
③微生物病毒：噬菌体。
3．真核类：具有复杂的细胞器和成形的细胞核，包括：酵母菌、霉菌（丝状真菌）、蕈菌（大型真菌）等真菌及单细胞藻类、原生动物（大草履虫、小草履虫、变形虫、间日疟原虫等）等真核微生物。
①霉菌：可用于发酵上工业，广泛的用于生产酒精、柠檬酸、甘油、酶制剂（如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等）、固醇、维生素等。在农业上可用于饲料发酵、生产植物生长素（如赤酶霉素）、杀虫农药（如白僵菌剂）、除草剂等。危害如可使食物霉变、产生毒素（如黄曲霉毒素具致癌作用、镰孢菌毒素可能与克山病有关）。常见霉菌主要有毛霉、根霉、曲霉、青霉、赤霉菌、白僵菌、脉胞菌、木霉等。
4．微生物代谢类型：
①光能自养：光合细菌、蓝细菌（水作为氢供体）紫硫细菌、绿硫细菌（H2S作为氢供体，严格厌氧）2H2S＋CO2 [CH2O]＋H2O＋2S
②光能异养：以光为能源，以有机物（甲酸、乙酸、丁酸、甲醇、异丙醇、丙酮酸、和乳酸）为碳源与氢供体营光合生长。阳光细菌利用丙酮酸与乳酸用为唯一碳源光合生长。
③化能自养：硫细菌、铁细菌、氢细菌、硝化细菌、产甲烷菌（厌氧化能自养细菌）CO2＋4H2 CH4＋2H2O
④化能异养：寄生、腐生细菌。
⑤好氧细菌：硝化细菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等
⑥厌氧细菌：乳酸菌、破伤风杆菌等
⑦中间类型：红螺菌（光能自养、化能异养、厌氧[兼性光能营养型]）、氢单胞菌（化能自养、化能异养[兼性自养]）、酵母菌（需氧、厌氧[兼性厌氧型]）
⑧固氮细菌：共生固氮微生物（根瘤菌等）、自生固氮微生物（圆褐固氮菌）
第五章微生物的代谢 一、名词解释： 01.新陈代谢（metabolism）： 02.合成代谢（anabolism）： 03.分解代谢（catabolism）： 04.生物氧化（biological oxidation）： 05.呼吸作用（respiration）： 06.有氧呼吸（aerobic respiration）： 07.无氧呼吸（anaerobic respiration）： 08.发酵（fermentation）： 09.底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）： 10.氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）： 11.光合磷酸化（photophosphorylation）： 12.呼吸链（respiratory chain, RC）： 13.糖酵解（glycolysis）： 14.CO2的固定： 15.生物固氮： 16.Stickland反应： 17.初级代谢： 18.次级代谢： 二、填空题： 01.生物体内葡萄糖被降解为丙酮酸的过程称为（），主要分为四种途径：
（）、（）、（）和（）。 02.EMP途径中，第一阶段是一分子葡萄糖被裂解成2个三碳化合物，即 （）和（），并消耗掉2分子ATP。 03.EMP途径中，第二阶段甘油醛-3-磷酸转化为1, 3-二磷酸甘油酸是（） 反应，辅酶（）接受氢原子，形成（）。 04.分子的葡萄糖通过EMP途径可产生（）分子丙酮酸，（）分子 ATP和（）个NADH。 05.一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化可产生（）个ATP；每一分子葡萄 糖通过酵母菌进行乙醇发酵产生（）个ATP；通过德氏乳酸杆菌进行正型乳酸发酵可产生（）个ATP。 06.HMP途径的一个循环的最终结果是1分子葡萄糖-6-磷酸转变成（） 分子甘油醛-3-磷酸、（）分子CO2和（）分子NADH。 07.HMP途径可为合成代谢提供（）和（）。 08.ED途径是在研究嗜糖假单胞菌时发现的。通过该途径1分子葡萄糖最后生 成（）分子丙酮酸、（）分子ATP、（）分子NADPH和NADH。 09.ED途径中关键性酶是（）；HMP途径中的关键性酶是（）；EMP 途径中关键性酶是（）。 10.ED途径产生的物质有：（）、（）、（）和小分子碳架 （）、（）、（）、（）等。 11.磷酸解酮酶途径是明串珠菌在进行异型乳酸发酵过程中分（）和 （）途径。该途径的特征性酶是磷酸解酮酶。根据该酶的不同，把具
第五章 微生物的代谢 习 题 一、填空题 1、微生物的4种糖酵解途径中， 是存在于大多数生物体内 的一条主流代谢途径； 是存在于某些缺乏完整EMP 途径的微生 物中的一种替代途径，为微生物所特有； 是产生 4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。 2、同型乳酸发酵是指葡萄糖经 途径降解为丙酮 酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH 还原为乳酸。异型乳酸发酵 经 、 和 途径分解葡萄糖。 代谢终产物除乳酸外，还有 。 3、微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混 合酸发酵、 发酵和 发酵等。丁二醇发酵的主要产物 是 ， 发酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。 4、产能代谢中，微生物通过 磷酸化和 磷酸化 将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP 等高能分子中；光合微生物则通过 磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP 中。 磷酸化既存在 于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。 5、呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递 给底物降解的中间产物，而是交给 系统，逐步释放出 能量后再交给 。 6、巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从 转 换到 下，糖代谢速率 ，这是因为 比发酵作用更加有效地获得能量。 7、无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像 22322423、CO O 、S 、SO 、NO NO ----等无机化合物，或 等有机化 合物。 8、化能自养微生物氧化 而获得能量和还原力。能量的产生是 通过 磷酸化形式，电子受体通常是O 2。电子供体 是 、 、 和 ，还原
力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，能量。 9、微生物将空气中的N 2还原为NH 3 的过程称为。该过程中 根据微生物和其他生物之间相互的关系。固氮体系可以分为、和 3种。 10、次级代谢是微生物生长至或，以 为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物，如、、、、及等多种类别。 二、选择题（4个答案选1） 1、化能自养微生物的能量来源于（）。 （1）有机物（2）还原态无机化合物（3）氧化态无机化合物（4）日光2、下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（）是最普遍的、存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径。 （1）EMP途径（2）HEP途径（3）ED途径（4）WD途径 3、下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（）是存在于某些缺乏完整EMP 途径的 （1）EMP途径（2）HEP途径（3）ED途径（4）WD途径 4、酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是（）。 （1）糖酵解途径不同（2）发酵底物不同 （3）丙酮酸生成乙醛的机制不同（4）乙醛生成乙醇的机制不同 5、由丙酮酸开始的其他发酵过程中，主要产物是丁酸、丁醇、异丙醇的发酵的是（）。 （1）混合酸发酵（2）丙酸发酵（3）丁二醇发酵（4）丁酸发醇6、下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是（）。 （1）发酵（2）有氧呼吸（3）无氧呼吸（4）化能自养 7、青霉素抑制金黄色葡萄球菌肽聚糖合成的（）。 （1）细胞膜外的转糖基酶（2）细胞膜外的转肽酶 （3）细胞质中的“Park”核苷酸合成（4）细胞膜中肽聚糖单体分子的合成 8、下面对于好氧呼吸的描述（）是正确的。 （1）电子供体和电子受体都是无机化合物 （2）电了供体和电子受体都是有机化合物 （3）电子供体是无机化合物，电子受体是有机化合物 （4）电子供体是有机化合物，电子受体是无机化合物 9、无氧呼吸中呼吸链末端的氢受体是（）。 （1）还原型无机化合物（2）氧化型无机化合物
微生物的代谢及其调控
1微生物的代谢 微生物代谢包括微生物物质代谢和能量代谢。 1.1微生物物质代谢 微生物物质代谢是指发生在微生物活细胞中的各种分解代谢与合成代谢的总和。 1.1.1分解代谢 分解代谢是指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量。—般可将分解代谢分为TP。三个阶段：第一阶段是将蛋白质、多糖及脂类等大分子营养物质降解成氨基酸、单糖及脂肪酸等小分子物质；第二阶段是将第一阶段产物进一步降解成更为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三羧酸循环的某些中间产物，在这个阶段会产生一些ATP、NADH及FADH2；第三阶段是通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解生成CO2，并产生ATP、NADH 及FADH2。第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通过电子传递链被氧化，可产生大量的ATP。 1.1.1.1大分子有机物的分解 （1）淀粉的分解 淀粉是许多种微生物用作碳源的原料。它是葡萄糖的多聚物，有直链淀粉和支链淀粉之分。一般天然淀粉中，直链淀粉约占20％，支链淀粉约占80％。直链淀粉为α一l、4糖苷键组成的直链分子；支链淀粉只是在支点处由α—1、6糖苷键连接而成。 微生物对淀粉的分解是由微生物分泌的淀粉酶催化进行的。淀粉酶是一类水解淀粉糖苷键酶的总称。它的种类很多，作用方式及产物也不尽相同，主要有液化型淀粉酶、糖化型淀粉酶（包括β—淀粉酶、糖化酶、异淀粉酶）。 以液化型淀粉酶为例，这种酶可以任意分解淀粉的。α-l、4糖苷键，而不能分解α-1、6糖苷键。淀粉经该酶作用以后，黏度很快下降，液化后变为糊精，最终产物为糊精、麦芽糖和少量葡萄糖。由于这种酶能使淀粉表现为液化，淀
一、微生物代谢类型： 1．细菌：原核类：具细胞结构，但细胞内无核膜和核仁的分化，也无复杂的细胞器，包括：细菌（杆状、球状、螺旋状）、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体。 ①细菌：三册书中所涉及的所有细菌的种类： 乳酸菌、硝化细菌（代谢类型）； 肺炎双球菌S型、R型（遗传的物质基础）； 结核杆菌和麻风杆菌（胞内寄生菌）； 根瘤菌、圆褐固氮菌（固氮菌）； 大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌（为基因工程提供运载体，也可作为基因工程的受体细胞）； 苏云金芽孢杆菌（为抗虫棉提供抗虫基因）； 假单孢杆菌（分解石油的超级细菌）； 甲基营养细菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌（微生物的代谢）； 链球菌（一般厌氧型）； 产甲烷杆菌（严格厌氧型）等 ②放线菌：是主要的抗生素产生菌。它们产生链霉素、庆大霉素、红霉素、四环素、环丝氨酸、多氧霉素、环已酰胺、氯霉素和磷霉素等种类繁多的抗生素（85%）。繁殖方式为分生孢子繁殖。 ③衣原体：砂眼衣原体。 2．病毒：病毒类：无细胞结构，主要由蛋白质和核酸组成，包括病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒） ①动物病毒：RNA类（脊髓灰质炎病毒、狂犬病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、口蹄疫病毒、脑膜炎病毒、SARS病毒） DNA类（痘病毒、腺病毒、疱疹病毒、虹彩病毒、乙肝病毒） ②植物病毒：RNA类（烟草花叶病毒、马铃薯X病毒、黄瓜花叶病毒、大麦黄化病毒等） ③微生物病毒：噬菌体。 3．真核类：具有复杂的细胞器和成形的细胞核，包括：酵母菌、霉菌（丝状真菌）、蕈菌（大型真菌）等真菌及单细胞藻类、原生动物（大草履虫、小草履虫、变形虫、间日疟原虫等）等真核微生物。 ①霉菌：可用于发酵上工业，广泛的用于生产酒精、柠檬酸、甘油、酶制剂（如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等）、固醇、维生素等。在农业上可用于饲料发酵、生产植物生长素（如赤酶霉素）、杀虫农药（如白僵菌剂）、除草剂等。危害如可使食物霉变、产生毒素（如黄曲霉毒素具致癌作用、镰孢菌毒素可能与克山病有关）。常见霉菌主要有毛霉、根霉、曲霉、青霉、赤霉菌、白僵菌、脉胞菌、木霉等。
第二章微生物的代谢调控机制 ?通过代谢调节，微生物可最经济地利用其营养物，合成出能满足自己生长、繁殖所 需要的一切中间代谢物，并做到既不缺乏也不剩余任何代谢物的高效“经济核算”。 ?微生物细胞具有高度严密的自我调节能力，这对于微生物在工业上的应用，则有利 也有弊。 2.1 酶的调节机理 ?微生物的自我调节作用都是通过协调控制酶来实现的，酶的生物合成受基因和代谢 物的双重控制。 2.1.1酶浓度的调控 2.1.1.1 酶的诱导合成 ?组成酶：细胞所固有的，经常存在于细胞内，以恒定速度和恒定数量生成，不随微 生物的代谢状态而变化的一类酶。 ?诱导酶：在一般情况下细胞内不生成或数量很少，这些酶只有在底物或其结构类似 物存在时才生成的一类酶。 ?组成酶和诱导酶是相对的概念。 ?酶的诱导合成现象是微生物普遍存在的，许多分解代谢的酶属于诱导酶类，有些合 成酶（如细胞色素）也是诱导酶类。 ?酶合成的诱导对于微生物的意义： 加强微生物对环境的适应能力。 避免了生物合成的原料和能量的浪费。 2.1.1.2 酶合成的反馈阻遏 ?当代谢途径中某终产物过量时，或培养基中已提供了此产物时，就会阻遏自身合成 途径中第一个酶或其他关键酶的进一步合成，从而控制代谢的进行，减少终产物的生成。这种效应称为反馈阻遏。 ?酶的阻遏在微生物中是很普遍的现象，常出现在与氨基酸、嘌呤、嘧啶的生物合成 有关的酶中。 ?阻遏的类型主要有末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏两种。 （1）末端产物阻遏 指由某代谢途径末端产物的过量累积而引起的阻遏。 分支代谢途径 ?多价阻遏作用：每种末端产物仅专一地阻遏合成它的那条分支途径的酶。代谢途径 分支点以前的“公共酶”仅受所有分支途径末端产物的阻遏。 ?积累阻遏：每个分支合成途径的终产物仅部分地阻遏初始酶的合成，且各阻遏的百 分数，不管第二个阻遏物存在与否，都是一样的。 （2）分解代谢产物阻遏 ?二次生长现象 ?“葡萄糖效应”:葡萄糖干扰其他碳源利用的现象。 ?随后的研究表明，葡萄糖效应并非由葡萄糖直接造成，而是其某种分解代谢产物所 引起的。 ?分解阻遏不仅仅限于葡萄糖，其他碳源和氮源也能起相同作用。 ?分解代谢物的阻遏作用：指代谢反应链中，某些中间代谢物或末端代谢物的过量累 积而阻遏代谢途径中一些酶合成的现象。 ?分解代谢物阻遏对微生物的意义：
常见微生物的代谢方式 马丽甘肃省临夏回民中学(731100) 微生物种类繁多，代谢方式多样，本文将一些常见微生物的代谢方式归纳如下。所涉及生物中，除特别标注外，其它均为原核生物。 1、光能自养需氧型 这类微生物以光为能源，以CO2为主要碳源，适合生存于有氧环境，如：蓝藻、衣藻（原生生物）。 2、化能自养需氧型 这类微生物以无机化学能为能源，以CO2为主要碳源，适合生存于有氧环境，如：铁细菌、无色硫细菌、硝化细菌。 3、光能自养厌氧型 这类微生物如：绿硫菌，以光为能源，以CO2为主要主要碳源；有光合色素，进行光合作用获取生长所需要的能量；以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体，使CO2还原为细胞物质。适合生存于无氧环境。 4、化能异养需氧型 这类微生物的能源和碳源均来自于有机物，适合生存于有氧环境，真菌和绝大多数的细菌都是这一类型，常见的有：霉菌（真核生物）、草履虫及变形虫（原生生物）、放线菌、根瘤菌、圆褐固氮菌、肺炎双球菌、结核杆菌、霍乱弧菌、炭疽杆菌、麻风杆菌、黄色短杆菌、土壤农杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、谷氨酸棒状杆菌等。 5、化能异养厌氧型 这类微生物的能源和碳源也是均来自于有机物，但是只有在缺氧的条件下才能很好的生长，如：乳酸菌、甲烷杆菌、反硝化细菌、破伤风杆菌、幽门螺旋杆菌。 6、化能异养兼性厌氧型 这类微生物的能源和碳源也是均来自于有机物，在有氧和无氧的条件下均能生长，如：大肠杆菌、酵母菌（真核生物）、金黄色葡萄糖球菌、支原体、酿脓链球菌。 7、兼性营养需氧型 这类微生物比较少见，如：裸藻，又叫眼虫（原生生物），适合生存于有氧环境，它在含有有机物的水中，能够靠细胞膜吸取水里的有机物“食物”，过着动物式的化能异养生活。但是同时，眼虫的细胞中具有含叶绿素的叶绿体，在无有机物的情况下，能够自己制造营养物质进行光合作用。因此兼有光能自养和化能异养的代谢方式。 8、兼性营养兼性厌氧型 这类微生物也是比较少见，如：红螺菌，它的同化方式是兼性营养型，以光为能源，以二氧化碳为主要碳源，以水或其他无机物作为供氢体，进行光合作用，还原CO2合成有机物。属于光能自养；或者以光为能源，以有机物为主要碳源，并且以有机物作为供氢体进行光合作用，同化有机物形成自身物质，属于光能异养。而它的异化方式也是兼性的，在湖泊、池塘的淤泥中进行厌氧呼吸；而在废水处理体系中却是需氧的。
链霉素的代谢调控机制与应用 摘要： 链霉菌在生产抗生素方面的特殊作用使它成为放线菌中遗传育种的核心，近年来的进展主要在于原生质体融合、脂质体的使用、质粒及其它载体的发现和克隆技术工业应用。本文综述了链霉素生物合成途径、代谢调节机制、链霉素发酵的代谢调控育种及其进展。 关键词：链霉素代谢调节育种思路应用 前言： 链霉素是1944年从灰色链霉菌培养液中分离出来的一种碱性抗生素，分子式 C21H39N7O12.由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺组成的三糖苷，属于氨基糖苷类抗生素.由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较合适，大部分病人可以长期注射（一般2个月左右）。所以，应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药。我国于1958年以来大量生产，目前已形成了相当大的生产规模与能力。 链霉素发酵工业延续至今已有相当长的历史，和其它抗生素生产过程一样，它的菌体生长，产物形成等所涉及的一系列时刻变化着的生物化学和质量、能量传递过使链霉素发酵表现出相当程度的不确定性。同时又由于反应机理复杂，无合适的模型用以描述过程，使人们在其发酵操作上依赖经验甚于理论。这给链霉素生产水平的提高带来了一定的困难，但同时又给基于理论分析提高生产提供了可能。 1 链霉素生物合成的途径及代谢调节机制 1.1 链霉素的生物合成途径 由D-葡萄糖和NH3合成链霉素的大致途径如图1所示[2]
从图l可看出，每生成1个链霉素分子都需消耗3个葡萄糖分子、7个HN 3 分子、 2个CO 2分子和l个甲硫氨酸分子。其中，有3个NH 3 分子是通过转氨基反应，分别把 氨基供体—谷氨酰氨、丙氨酸和谷氨酸的氨基结合到链霉胍上和L-葡萄糖胺的氨 基上，另外4个NH 3 分子是通过鸟氨酸环供给的，其中2个分子又由氨甲酰磷酸酯，另外2分子由天冬氨酸引入，最后转变为精氨酸的脒基，再转移到链霉胺衍生物 上。2个CO 2 也是通过鸟氨酸循环固定的。 1.2 链霉素生物合成的调节机制 在链霉素生物合成中的调节机制主要有发酵阶段的转变、分解产物的调节以及无机磷的反馈抑制等方面。 1.2.1 发酵阶段的转变 催化链霉胍的2个转脒基反应的酶，在合成阶段开始时的突然出现是由于新的蛋白质的合成，而不是蛋白质的激活。 1.2.2 分解代谢产物的调节 对大多数微生物来说，甘露糖链霉素的生物活性只有链霉素的20%-25%。直到发酵后期才产生水解甘露糖链霉素的α-D-甘露糖苷酶，能迅速把甘露糖链霉素水解成链霉素和甘露糖，反应如下： 甘露糖苷酶 链霉素-甘露糖链霉素+甘露糖 1.2.3 无机磷的反馈抑制 正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成。磷酸盐与链霉素的生物合成过程有密切关系，在链霉素生物合成中有几步磷酸酯酶所催化的去磷酸化反应。过量的磷酸盐会产生反馈抑制，阻抑这几步的一个或多个磷酸酯酶的活性或形成，因而抑制链霉素的合成，因此磷酸酯酶的活力与链霉素的形成有密切关系。此外磷酸盐还能调节链霉胍合成的关键酶——脒基转移酶的形成，高浓度磷酸盐严重阻遏该酶的形成。 2 代谢控制发酵育种的基本思想 根据代谢控制机制的研究表明，酶的生物合成受基因和代谢物的双重控制。一方面，从DNA 的分子水平上阐明了酶生物合成的控制机制，酶的合成受基因的控制，有基因决定形成酶的分子化学结构；另一方面，从酶学的角度探讨，仅仅有某种基因，并不能保证大量产生某种酶。酶的合成还受代谢物(酶反应的底物、产物及其类似物)的控制和调节。 最有效的方法就是造就从遗传角度解除了微生物正常代谢控制机制的突变株。突破微生物的自我调节控制机制，而使代谢产物大量积累的有效措施如下： (1)应用营养缺陷型菌株。在这些缺陷型菌株中，由于合成途径中某一步骤发生缺陷，终产物不能积累，这样就解除了终产物的反馈调节，使之间产物积累或另一分支途径的末端产物得以积累。 (2)选育抗反馈调节的突变株。由于这样的突变株不再手正常反馈调节作用的影响，使终产物得以积累。 (3)选育细胞膜通透性突变株，以便使终产物在细胞内不能积累到引起反馈调节的浓度。 (4)利用营养缺陷型回复突变株或条件突变株的方法，解除终产物对关键酶的调节。 (5)应用遗传工程技术，创造理想的超微生物(即构建目的工程菌株)。 此外，发酵的环境条件，如pH值、NH 的供应、溶氧水平、营养浓度控制表
第五章微生物能量代谢 一、选择题(只选一项，将选项的的字母填在括号内) 1．下列哪种微生物能分解纤维素？( B ) A金黄色葡萄球菌B青霉C大肠杆菌D枯草杆菌 2．下列哪种产能方式其氧化基质、最终电子受体及最终产物都是有机物?( A ) A发酵B有氧呼吸C无氧呼吸D光合磷酸化 3．硝化细菌的产能方式是( D ) A发酵B有氧呼吸C无氧呼吸D无机物氧化 4．微生物在发酵过程中电子的最终受体是(A) A有机物B有机氧化物C无机氧化物D．分子氧 5．乳酸发酵过程中电子最终受体是( B ) A乙醛B丙酮 C O2 D NO3ˉ 6．硝酸盐还原菌在厌氧条件下同时又有硝酸盐存在时，其产能的主要方式是( C ) A发酵B有氧呼吸C无氧呼吸D无机物氧化 7．下列哪些不是培养固氮菌所需要的条件?( A ) A培养基中含有丰富的氮源B厌氧条件C提供A TP D提供［H］ 8．目前认为具有固氮作用的微生物都是( D ) A真菌B蓝细菌C厌氧菌D原核生物 9．代谢中如发生还原反应时，( C )。 A从底物分子丢失电子B通常获得大量的能量 C 电子加到底物分子上D底物分子被氧化 10．当进行糖酵解化学反应时，( D )。 (a)糖类转变为蛋白质 (b)酶不起作用 (c)从二氧化碳分子产生糖类分子 (d)从一个单个葡萄糖分子产生两个丙酮酸分子 11．微生物中从糖酵解途径获得( A )ATP分子。 (a)2个 (b)4个 (c)36个 (d)38个 12．下面的叙述( A )可应用于发酵。 (a)在无氧条件下发生发酵 (b)发酵过程发生时需要DNA (c)发酵的一个产物是淀粉分子 (d)发酵可在大多数微生物细胞中发生 13．进入三羧酸循环进一步代谢的化学底物是( C )。 (a)乙醇 (b)丙酮酸 (c)乙酰CoA (d)三磷酸腺苷 14．下面所有特征适合于三羧酸循环，除了( D )之外。 分子以废物释放 (b)循环时形成柠檬酸 (a)C0 2 (c)所有的反应都要酶催化 (d)反应导致葡苟糖合成 15．电子传递链中( A )。 (a)氧用作末端受体 (b)细胞色素分子不参加电子转移 (c)转移的一个可能结果是发酵 (d)电子转移的电子来源是NADH 16．化学渗透假说解释( C )。 (a)氨基酸转变为糖类分子 (b)糖酵解过程淀粉分子分解为葡萄糖分子 (c)捕获的能量在ATP分子中 (d)用光作为能源合成葡萄糖分子 17．当一个NADH分子被代谢和它的电子通过电子传递链传递时，( C )。 (a)形成六个氨基酸分子 (b)产生一个单个葡萄糖分子 (c)合成三个ATP分子 (d)形成一个甘油三酯和两个甘油二酯 18．己糖单磷酸支路和ED途径是进行( C )替换的一个机制。
第六章 微生物的代谢习题及参考答案 一、名词解释 1．发酵 2．呼吸作用 3．有氧呼吸 4．无氧呼吸 5．异型乳酸发酵 6．生物固氮 7．硝化细菌 8．光合细菌 9．生物氧化 10．初级代谢产物： 11．次级代谢产物： 12．巴斯德效应： 13．Stickland 反应： 14．氧化磷酸化 二、填空题 1．微生物的4种糖酵解途径中， 是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径； 是存在于某些缺乏完整EMP 途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有； 是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。 2．同型乳酸发酵是指葡萄糖经 途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH 还原为乳酸。异型乳酸发酵经 、 和 途径分解葡萄糖。代谢终产物除乳酸外，还有 。 3．微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混合酸发酵、 发酵和 发酵等。丁二醇发酵的主要产物是 ， 发酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。 4．产能代谢中，微生物通过 磷酸化和 磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP 等高能分子中；光合微生物则通过 磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP 中。 磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。 5．呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给 系统，逐步释放出能量后再交给 。 6．巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从 转换到 下，糖代谢速率 ，这是因为 比发酵作用更加有效地获得能量。 7．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像22322423、CO O 、S 、SO 、NO NO ----等无机化合物，或 等有机化合物。
一、金属离子或镁离子的意义 无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物。它们为机体提供 必需的金属元素。这些金属元素在机体中的生理作用：参与酶 的组成、调节酶的活性、维持细胞结构的稳定性、调节与维持 细胞的渗透压平衡、控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生 物生长的能源物质等。 ①镁离子可以抵消磷酸链上的负电作用，减少了酶和多磷酸核 苷链的作用；②磷酸基上镁离子和氧原子的相互作用，可以保 证核苷酸的构造，确保其与酶的特异性结合；③镁离子可以在 ATP-Mg复合体和酶之间提供额外的作用位点，从而提高结合 力。 二、生长曲线 是指细菌等单细胞微生物，以细胞增长数的对数值为纵坐标， 以培养时间为横坐标作图时，可以绘出一个曲线，此曲线称为 生长曲线。 比生长速率μ：每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌 体比生长速率。它是表征微生物生长速率的一个参数，也是发 酵动力学中的一个重要参数。 推算过程假定在任何时间（t），微生物细胞数目的增长速 率（dN/dt）正比于已经存在的总细胞数目（N），则得：dN/dt=μN。 经积分得：lnNt-lnN0=μt，对于一倍增时间，t=td ，Nt=2N0 的培养物：ln2N0-lnN0=μtd。易得：μ=l n2/td 。参数含义
μ——比生长速率，单位h-1 t——时间，单位h N——任 何时间处微生物细胞量Nt——开始培养t时间过后生物细胞 量N0——开始时微生物细胞量td——倍增时间，即为微 生物细胞量变为原来的两倍所需的时间 意义：比生长速率就是菌体生长速率与培养基中菌体浓度之比，它与微生物的生命活动有关，特别是在抗生素合成阶段，比生 长速率过大，菌体量增加过多，代谢向菌体合成的方向发展， 不利于合成抗生素。因此，必须将菌体比生长速率控制在一定 范围内，以便使抗生素的生产速率维持在较高的水平。实际上 比生长速率是生长与死亡速率平衡的综合反映。 （μ=1/N*dN/dt）在对数生长期，μ是一个常数，这时 ln(N2/N1)=μt 代时generation time；doubling time，又称世代时间。当微生物 处于生长曲线的指数期(对数期)时，细胞分裂一次所需平均时 间，也等于群体中的个体数或其生物量增加一倍所需的平均时 间。 三、周质空间 细菌细胞周质又称膜间质，指位于大肠杆菌( Escher ichia col i ) 等革兰氏阴性细菌细胞内膜和外膜之间的夹层空间，其大小随 环境与胞质间渗透压的变化而改变，约占整个细胞体积的24% -40%。外膜上存在较多非特异性的孔道蛋白( porins) ，能够允
1微生物的代谢 微生物代谢包括微生物物质代谢和能量代谢。 1.1微生物物质代谢 微生物物质代谢是指发生在微生物活细胞中的各种分解代谢与合成代谢的总和。 1.1.1分解代谢 分解代谢是指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量。—般可将分解代谢分为TP。三个阶段：第一阶段是将蛋白质、多糖及脂类等大分子营养物质降解成氨基酸、单糖及脂肪酸等小分子物质；第二阶段是将第一阶段产物进一步降解成更为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三羧酸循环的某些中间产物，在这个阶段会产生一些ATP、NADH及FADH2；第三阶段是通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解生成CO2，并产生ATP、NADH及FADH2。第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通过电子传递链被氧化，可产生大量的ATP。 1.1.1.1大分子有机物的分解 （1）淀粉的分解 淀粉是许多种微生物用作碳源的原料。它是葡萄糖的多聚物，有直链淀粉和支链淀粉之分。一般天然淀粉中，直链淀粉约占20％，支链淀粉约占80％。直链淀粉为α一l、4糖苷键组成的直链分子；支链淀粉只是在支点处由α—1、6糖苷键连接而成。 微生物对淀粉的分解是由微生物分泌的淀粉酶催化进行的。淀粉酶是一类水解淀粉糖苷键酶的总称。它的种类很多，作用方式及产物也不尽相同，主要有液化型淀粉酶、糖化型淀粉酶（包括β—淀粉酶、糖化酶、异淀粉酶）。 以液化型淀粉酶为例，这种酶可以任意分解淀粉的。α-l、4糖苷键，而不能分解α-1、6糖苷键。淀粉经该酶作用以后，黏度很快下降，液化后变为糊精，最终产物为糊精、麦芽糖和少量葡萄糖。由于这种酶能使淀粉表现为液化，淀粉
新陈代谢的基本类型与微生物的代谢 教学目的: 1.识记自养型、异养型、需氧型、厌氧型的概念和特点。 2.理解新陈代谢的概念和厌氧型生物的主要特征 3.掌握化能合成作用的概念和实例以及化能合成作用与光合作用的比较。 4.掌握应用微生物的营养与代谢. 5.理解微生物的生长 教学重点: 1.化能合成作用与光合作用的比较 2.微生物的代谢,生长 教学难点: 1.根据条件判断各类生物的代谢类型 2.微生物的代谢及调节生长 学法指导:培养学生运用比较学习的方法 教学准备:多媒体课件 教学过程: 一.考点内容全解: ( 一).新陈代谢的概念 概念：是＿＿＿＿中全部有序的＿＿＿＿＿＿的总称。 对新陈代谢概念的理解可从以下四方面分析: 1.从性质上看:新陈代谢包括物质代谢与能量代谢. 2.从方向上看:新陈代谢包括同化作用与异化作用. 3.从实质上看:新陈代谢是生物体内进行的一系列的生物化学反应. 4.从意义上看:新陈代谢是生物体自我更新过程. (二).新陈代谢的基本类型
概念：生物体利用光能、通过光合作用制造有机物。 举例：＿＿＿＿＿植物等。 概念：生物体利用体外环境中物质的氧化放出的＿＿能 合成有机物。 举例：＿＿＿＿＿等。 同化成自身组成物质，并贮存能量。 概念：必须依靠无氧呼吸分解有机物、释放能量。 举例：动物体内的寄生虫、＿＿＿＿等。 特点：在有氧的情况下，无氧呼吸受到抑制。 概念：在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸。 举例：＿＿＿＿＿＿＿＿。 注意:光合作用与化能合成作用的比较 1、微生物的营养
特别提醒: 1.“N·C·H·O”类营养物(如蛋白胨,牛肉膏)常是异养微生物的能源、碳源兼氮源。 2.生长因子虽是一种重要的营养要素，但它与碳源、氮源和能源不同，并非任何一种 微生物都须从外界吸收的。 3.应用：利用某些微生物碳源的特殊性解决环境污染、粮食危机等问题。 ①利用某些细菌、放线菌、酵母菌以石油作为碳源的原理，消除石油污染； ②运用某些细菌可以分解、利用氰化物、酚等有毒物质的原理处理有害物质； ③研究开发以纤维素、石油、二氧化碳等作为碳源和能源的工业微生物，解决工业发酵用粮与人们日常用粮的矛盾。
多糖的分解。我们在这里说的糖，并不只是平常所说的有甜味的糖，主要指的是淀粉、纤维素、半纤维素以及果胶质、几丁质等，它们是由许多简单的糖化合物分子聚合在一起形成的。淀粉的分解是由微生物产生的淀粉酶催化完成的，因为淀粉是由许多葡萄糖分子聚合而成的，所以最终把淀粉分解，产生葡萄糖、麦芽糖等。纤维素的分解。纤维素是地球上最丰富的多糖类化合物，是由许多葡萄糖分子聚合而成的长链大分子。许多微生物能够分泌分解纤维素的酶，土壤微生物产生的纤维素酶分解农作物秸杆，最终产生葡萄糖。半纤维素的分解。半纤维素的结构与组成随植物的种类或存在部位不同而异，微生物分解半纤维素的酶也多种多样。半纤维素分解后产生木糖、阿拉伯糖等等。果胶质的分解。果胶质是构成植物细胞间质的主要物质，分解果胶的微生物主要是一些细菌和真菌，分解果胶质后产生一些有机酸和醇类化合物。几丁质的分解。几丁质又称甲壳质，是真菌细胞壁和昆虫体壁的组成成分，也是甲壳类动物，如虾、蟹的外壳主要成分。它们是不易被分解的含氮多糖物质，一般生物都不能分解它，只有一些细菌和放线菌能分解和利用它。几丁质首先被几丁质酶分解成为甲壳二糖，后者被甲壳二糖酶分解成为N-乙酰氨基葡萄糖。木质素的分解。木质素是植物体内含量仅次于纤维素和半纤维素的一个组分，一般占植物干重的15—20%，在木材中可占30%左右。木质素的化学结构非常复杂，但在自然界中，仍然有一些微生物能够分解该类物质，其中，以担子菌的分解能力最强。担子菌分解木质素时，还常同时分解纤维素、半纤维素等物质。脂肪的分解。微生物对脂肪的分解主要依赖于脂肪酶的作用，产生甘油和脂肪酸。在有氧条件下，脂肪酸可被彻底氧化，并释放出大量能量。蛋白质的分解。蛋白质是由氨基酸组成的大分子量的化合物，种类繁多。微生物中产生的蛋白酶可将蛋白质分解为片段较小的肽，然后再由肽酶将肽分解成为氨基酸。微生物产生的蛋白酶大多数可以分泌到细胞外面，称为胞外酶，但肽酶有胞外酶，也有不向外分泌而只存在于细胞内的胞内酶。微生物也能分解组成蛋白质的氨基酸，形成胺类和醇类。
微生物代谢产物的种类很多，已知的有３７个大类，其中１６类属于药物。在菌体对数生长期所产生的产物，如氨基酸、核并酸、蛋白质、核酸、糖类等，是菌体生长繁殖所必需的。这些产物叫做初级代谢产物，许多初级代谢产物在经济上具有相当的重要性，分别形成了各种不同的发酵工业。 在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显关系，叫做次级代谢产物。次级代谢产物多为低分子量化合物，但其化学结构类型多种多样，据不完全统计多达４７类，其中抗生素的结构类型，按相似性来分，也有１４类。由于抗生素不仅具有广泛的抗菌作用，而且还有抗病毒、抗癌和其他生理活性，因而得到了大力发展，已成为发酵工业的重要支柱。 发酵工程亦称微生物工程，是利用微生物的许多特殊功能生产对人类有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产的一种技术体系。其基本环节是:菌种繁育一扩大培养一产品提取。发酵工程的产品有两类，一类是微生物本身，另一类是微生物的代谢物。微生物本身，有的可作细菌肥料，如固氮微生物肥料,可拌种施用;有的专吃有机物和有毒物质，以达到净化水的目的;有的可大量培养酵母细胞，生产单细胞蛋白。 其代谢产物，有的可用来生产抗菌素，有的可用来生产氨基酶和核苷酸，有的可用来分解秸秆，制造酒精。馨曲霉为何被称作酿造“博士”在真菌家族中有一位酿造“博士”，叫曲霉，味道鲜美的腐乳就是靠它酿制成功的。豆腐是制腐乳的原料，由于豆腐中含有的蛋白质不易被水溶解，所以未经加工的豆腐淡而无味。 曲霉有一个“绝招”，它可以分泌出一种能分解蛋白质的酶，把豆腐中丰富的蛋白质分解成各种氨基酸，氨基酸刺激人舌头上的味蕾，于是人就尝到了鲜味。曲霉的菌丝有膈膜，属于多细胞霉菌。它的菌落带有各种颜色,黄曲霉、红曲霉、黑曲霉等曲霉菌，就是由菌落的颜色而得名。 曲霉具有能分解蛋白质等复杂有机物的绝招，从古至今，它们在酿造业和食品加工方面大显身手。早在2 000年以前，中国人民已懂得依靠曲霉来制酱;民间酿酒造醋，常把它请来当主角。中国特有的调味品豆豉，也是曲霉分解黄豆
微生物的代谢调控与发酵生产 发酵工程课张顺 微生物有着一整套可塑性极强和极精确的代谢调节系统，以保证上千种酶能正确无误、有条不紊地进行极其复杂的新陈代谢反应。从细胞水平上来看，微生物的代谢调节能力要超过复杂的高等动植物。这是因为，微生物细胞的体积极小，而所处的环境条件却十分多变，每个细胞要在这样复杂的环境条件下求得生存和发展，就必须具备一整套发达的代谢调节系统。在长期进化过程中，微生物发展出一整套十分有效的代谢调节方式，巧妙地解决了这一矛盾。例如，在每种微生物的遗传因子上，虽然潜在着合成各种分解酶的能力，但是除了一部分是属于经常以较高浓度存在的组成酶（constitutive-enzyme）外，大量的都是属于只有当其分解底物或有关诱导物存在时才合成的诱导酶（induced-enzyme或inducible-enzyme）。通过代谢调节微生物可最经济地利用其营养物，合成出能满足自己生长、繁殖所需要的一切中间代谢物，并做到既不缺乏也不剩余任何代谢物的高效“经济核算”。 微生物细胞的代谢调节方式很多，例如可调节营养物质透过细胞膜而进入细胞的能力，通过酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调节代谢流等。其中以调节代谢流的方式最为重要，它包括两个方面，一是“粗调”，即调节酶的合成量，二是“细调”，即调节现成酶分子的催化活力，两者往往密切配合和协调，以达到最佳调节效果。 利用微生物代谢调控能力的自然缺损或通过人为方法获得突破代谢调控的变异菌株，可为发酵工业提供生产有关代谢产物的高产菌株。有关的实际例子将在本节后部分进行介绍。 在发酵工业中，控制微生物生理状态以达到高产的环境条件很多，如营养物类型和浓度，氧的供应，pH的调节和表面活性剂的存在等。这里要讨论的则是另一类方式，即如何控制微生物的正常代谢调节机制，使其累积更多为人们所需要的有用代谢产物。由于一些抗生素等次生代谢产物的代谢调控十分复杂且目前还不够清楚，因此，下面所举的例子都是一些小分子主流代谢产物。现分三方面
第五章微生物的新陈代谢习题及答案 一、名词解释 1.生物氧化：发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。 2.P/O比：每消耗1mol氧原子所产生的ATPmol数，用来定量表示呼吸链氧化磷酸化效率的高低。 3.无氧呼吸：又称厌氧呼吸，指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化。 4.延胡索酸呼吸：以延胡索酸作为末端的氢受体还原产生琥珀酸的无氧呼吸。 5.发酵：指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。 6.异型乳酸发酵：凡葡萄糖经发酵后除主要产生乳酸外，还产生乙醇、乙酸和CO 2 等多种产物的发酵，称异型乳酸发酵。 7.Stickland 反应：以一种氨基酸作底物脱氢（即氢供体），另一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能的发酵类型，称为Stickland 反应。 8.循环式光合磷酸化：可在光能驱动下通过电子的循环式传递而完成磷酸化产能的反应，是一种存在于光合细菌中的原始光合作用机制。 9.非循环式光合磷酸化：电子循环途径属非循环式的光合磷酸化反应，是各种绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应。 10.生物固氮：是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程。生物界中只有原核生物才具有固氮能力。 12.反硝化作用：又称硝酸盐呼吸。是指在无氧条件下，某些兼性厌氧微生物利 用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，把它还原成亚硝酸、NO、N 2O直至N 2 的过程， 称为异化性硝酸盐还原作用，又称硝酸盐呼吸或反硝化作用。 13.同型酒精发酵：丙酮酸经过脱羧生成乙醛，以乙醛为氢受体生成乙醇，若发酵产物中只有乙醇一种有机物分子称为同型酒精发酵。 14.次生代谢物：指某些微生物生长到稳定期前后，以结构简单、代谢途径明确、产量较大的初生代谢物作前体，通过复杂的次生代谢途径所合成的各种结构复杂的化合物。 15.细菌酒精发酵:运动发酵单胞菌等微好氧菌经ED途径形成丙酮酸脱羧成乙醛，进一步被还原成乙醇，这种经ED途径发酵生产乙醇的方法称为细菌酒精发酵。 二、问答题 （一）试述HMP途径在微生物生命活动中的重要性。
微生物代谢工程 1.代谢控制发酵 代谢控制发酵就是利用遗传学的方法或生物化学方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢，使得目的产物大量的生成、积累的发酵。 代谢控制发酵的核心：解除微生物代谢控制机制，打破微生物正常的代谢调节，人为地控制微生物的代谢。 2.微生物代谢工程定义、研究内容和研究手段 定义：应用重组DNA技术和应用分析生物学相关的遗传学手段进行有精确目标的遗传操作，改变酶的功能或输送体系的功能，甚至产能系统的功能，以改进细胞某些方面的代谢活性的整套操作工作（包括代谢分析、代谢设计、遗传操作、目的代谢活性的实现）。简而言之，代谢工程是生物化学反应代谢网络有目的的修饰。 研究内容： (1)代谢流的定量和定向 (2)细胞对底物的吸收和产品的释放模型及分析 (3)研究胞内代谢物浓度的反应工程方法 (4)用13C标记实验进行胞内稳态流分析 研究手段 (1)采用遗传学手段的遗传操作 ①基因工程技术的应用。②常规诱变技术的应用。 (2)生物合成途径的代谢调控 ①生物合成中间产物的定量生物测定。②共合成法在生物合成中的应用。③酶的诱导合成和分解代谢产物阻遏。④无机磷对生物合成的调节。 (3)研究生物合成机制的常用方法 ①刺激实验法。②同位素示踪法。③洗涤菌丝悬浮法。④无细胞抽提法。⑤遗传特性诱变法。 3. 工业发酵的五字策略（图示加文字说明） ①进，在育种和发酵控制方面都要促进细胞对碳源营养物质的吸收； ②通，在育种方面解除对某些酶的反馈调节，在发酵控制方面，诱导这些酶的合成或激活这些酶，从而使来自各代谢物流（除碳架物流外海包括其他支持生物合成的物流）能够畅通的注入载流途径，汇入代谢主流，流向目的产物，特别是当发酵进入目的产物合成阶段后，必需确保载流路径通畅，代谢主流优势明显 ③节，采用育种或发酵控制手段，节制与目的产物的形成无关或关系不大的代谢支流，使碳架物质相对集中地流向目的产物。这里所谓的“节制”是指封闭或削弱以目的产物合成途径的起始底物或以中间产物为起始底物的分支途径； ④堵，采用育种或发酵手段消除或削弱目的产物进一步代谢的途径，包括目的产物参与的分解代谢和合成代谢，为了消除或削弱目的产物的进一步分解代谢，就必须降解目的产物进一步代谢的酶活力或酶量，甚至使这些酶不再合成或不起作用； ⑤出，促进目的产物向胞外空间分泌。在育种和发酵控制发面可通过调节细胞对目的产物的通透性，增加输送目的产物的载体蛋白的量，为目的产物输送代谢能的方法，使目的产物尽快转移出细胞。 4. 酶的阻遏机制，以大肠杆菌色氨酸或组氨酸操纵子为例来说明（图示加文字说明） 终端产物对其自身合成途径的酶的合成的反馈阻遏和弱化的机制反馈阻遏：
微生物代谢调控复习材料 考试题型：选择、判断、名解、问答 一．名词解释： 1.比生长速率：P4、P279 比生长速率μ：每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率。它是表征微生物生长速率的一个参数，也是发酵动力学中的一个重要参数。 比生长速率=生长速率/菌体浓度 比生长速率，μ是代表生物反应器的动态特征的一个重要参数。 2.得率系数：P31 生长得率的概念是假定所利用的基质与生成的细胞间的固定化学计量关系。这种关系只有在当培养物生长在限制性基质上和在一定条件下成立，即消耗单位基质所生成的细胞量为一常数。最简答表示得率的方法是以（g细胞/g基质消耗），此无因次系数便称为得率系数Y。 3.脂质体： 4.协同作用：P110 协同作用就是指酶蛋白分子的一个位点与配基的结合会影响同一分子的另一位点与基质的结合。 若起始的配基结合促进分子的另一位置更多的基质的结合，便认定这种蛋白质具有正向协同作用，若这种结合使近一步结合受阻，则称为负向协同作用。 5.Hill常数：P111 .Hill常数就是C值，是由Hill法作图取得的。不同n值下的c值的含义为：n=1，说明蛋白质只有一个结合位点。n=2,3,4…，说明结合位点虽有多个。C=1，表示各位点互不干涉，即无协同效应；C>1为正向协同，即蛋白质上的一位点被配基结合有利于蛋白质上的另一位点的配基结合；c<1为负向协同，即一个位点的集合妨碍另一位点的结合。 6.诱导物：P115 能引起诱导作用的化合物称为诱导物，它可以是基质，也可以是基质的衍生物，甚至可以是产物。 诱导作用是指培养基中某种基质与微生物接触而增加（诱导）细胞中相应酶的合成速率。 7.安慰诱导物：P115 酶基质的结构类似物常是很好的诱导物，但它们不能作为基质被酶转化，因此这类诱导物又被称为安慰诱导物。 8.诱导酶：P115 在正常细胞中没有或只有很少量存在，但在酶诱导的过程中，由于诱导物的作用而被大量合成的酶。 9.反馈抑制：P123 反馈抑制作用是末端代谢产物抑制其合成途径中参与前几步反应的酶（通常是催化第一步反应的酶）活性的作用。一般针对紧接代谢途径支点后的酶 10.反馈阻遏：P123、P127 反馈阻遏作用是末端代谢产物阻止整个代谢途径酶的合成作用。往往影响从支点到终点的酶。 11.节点：P150\P157 是指代谢网络中存在的分枝之处。在不同条件下，代谢流分布变化较大的节点称为主节点。分为柔性、半刚性、刚性。对节点刚性判定是进行遗传操作的重要依据。 12.刚性节点：P158