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
（3）某些有机化合物（4）氧化型无机化合物和少数有机化合物10、硝化细菌是（）。
（1）化能自养菌，氧化氨生成亚硝酸获得能量
（2）化能自养菌，氧化亚硝酸生成硝酸获得能量
（3）化能异养菌，以硝酸盐为最终的电子受体
（4）化能异养菌，以亚硝酸盐为最终的电子受体
三、是非题
1、无氧呼吸和有氧呼吸一样也需要细胞色素等电子传递体，也能产生较多的能量用于命活动，但由于部分能量随电子转移传给最终电子受全，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。
2、CO
2是自养微生物的惟一碳源，异养微生物不能利用CO
2
作为辅助的碳源，
3、由于微生物的固氮酶对氧气敏感，不可逆失活，所以固氮微生物一般都是厌氧或兼性厌氧菌。
4、光能营养微生物的光合磷酸化没有水的光解，不产生氧气。
5、与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么？
6、反硝化作用是化能自养微生物以硝酸或亚硝酸盐为电子受体进行的无氧呼吸。
7、底物水平磷酸化只存在于发酵过程中，不存在于呼吸作用过程中。
8、发酵作用的最终电子受体是有机化合物，呼吸作用的最终电子受体是无机化合物。
9、发酵作用是专性厌氧菌或兼性厌氧菌在无氧条件下的一种有机物生物氧化形
式，其产能机制都是底物水平磷酸化反应。
10、延胡索酸呼吸中，玻珀酸是末端氢受体延胡索酸还原后生成的还原产物，不
是一般的中间代谢产物。
四、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
五、简答题
1、比较自生和共生生物固氮体系及其微生物类群。
2、比较光能营养微生物中光合作用的类型。
3、简述化能自养微生物的生物氧化作用。
4、蓝细菌是一类放氧性光合光物，又是一类固氮菌，说明其固氮酶的抗氧保护机制。
六、论述题
1、比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。
2、试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生。
3、什么是无氧呼吸？比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。
4、说明革兰低阳性细菌细胞肽聚糖合成过程以及青霉素的抑制机制。
5、说明次级代谢及其特点。如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷调节机制来提高抗生素的产量？
6、如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产？
习题答案
一、填空题
1．EMP ED HMP 2．EMP PK HK HMP 乙醇或乙酸 3．丙酸发酵丁酸发酵 2,3—丁二醇混合酸 4．底物水平氧化光合底物水平5．电子传递最终电子受体 6．厌氧条件有氧条件降低好氧呼吸
7．延胡索酸 8．有机物氧化磷酸化 H
2 NH
4
+ H
2
S Fe2+消耗 9．生
物固氮共生固氮体系自生固氮体系联介固氮体系 10．指数期后期
稳定期初级代谢产物抗生素激素生物碱毒素色素维生素
二、选择题
1． (2) 2． (1) 3． (3) 4． (1) 5．(4) 6． (2) 7． (2) 8．(4) 9． (4) 10． (2)
三、是非题
1． + 2．－ 3．－ 4．－ 5．+ 6．－ 7．－ 8．+ 9． +
1 0． +
四、名词解释
1 发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧
化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。
2 呼吸作用：指从葡萄糖或其他有机基质脱下的电子（氢）经过一系列载体最
终传递给外源分子氧或其他氧化型化合物并产生较多ATP的生物氧化过程。
3 有氧呼吸：以分子氧作为最终电子受体的呼吸。
4 无氧呼吸：以氧以外的其他氧化型化合物作最终电子受体的呼吸。
5 异型乳酸发酵：是指发酵终生物中除了乳酸外还有一些乙醇（或乙酸）等产
物的发酵。
6 生物固氮：微生物将氮还原为氨的过程称为生物固氮。
7 硝化细菌：能利用还原无机氮化合物进行自养生长的细菌称为硝化细菌。
8 光合细菌：以光为能源，利用CO
2
或有机碳化合物作为碳源，通过电子传递
产生ATP的细菌。
五、简答题
1．共生固氮体系：
根瘤菌(Rhizobium)与豆科植物共生；
弗兰克氏细菌(Frankia) 与非豆科植物共生；
蓝细菌(cyanobacteria)与某些植物共生；
蓝细菌与某些真菌共生
自生固氮体系：
好氧自生固氮菌(Azotobacter,Azotomonas,etc)；
厌氧自生固氮菌（Clostridium）：
兼性厌氧自生固氮菌(Bacillus,Klebsiella,etc)；
大多数光合细菌（蓝细菌，光合细菌）
2
①光合细菌，环式光合磷酸化；
②绿硫细菌的非环式光合磷酸化；．
③嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。
嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差。
非环式光合磷酸化是绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型光合作用。光能驱动下，电子从光反应中心I(PS 1)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PSⅡ)水的光解生成的H’，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PSⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心PS I，期间生成ATP。
环式光合磷酸化为光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生氧气。
有些光合细菌虽只有一个光合系统，但也以非环式光合磷酸化的方式合成ATP，如绿硫细菌和绿色细菌，从光反应中心释放出的高能电子经铁硫蛋白、铁氧还蛋白、黄素蛋白，最后用于还原NAD’生成NADH。反应中心的还原依靠外源
电子供体如S2-、S
2O
3
2-等。外源电子供体在氧化过程中放出电子，经电子传递系
统传给失去了电子的光合色素，使其还原，同时偶联ATP的生成。
嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差，再由它来推动ATP酶合成ATP。
3．化能自养微生物氧化无机物而获得能量和还原力。能量的产生是通过电子传递链的氧化磷酸化形式，电子受体通常是O
2
，因此，化能自养菌一般为好氧菌。
电子供体是H
2、NH
4
+、H
2
S和Fe2+，还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，同
时需要消耗能量。
(1)氨的氧化。NH
3和亚硝酸(NO
2
-)是作为能源的最普通的无机氮化合物，能被亚
硝化细菌和硝化细菌氧化。
(2)硫的氧化。硫杆菌能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐)作能源。H
2
S首先被氧化成元素硫，随之被硫氧化酶和细胞色素系统氧化成亚硫酸盐，放出的电子在传递过程中可以偶联产生ATP。
(3)铁的氧化。从亚铁到高铁的生物氧化，对少数细菌来说也是一种产能反应，但这个过程只有少量的能量被利用。亚铁的氧化仅在嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)中进行了较为详细的研究。在低pH环境中这种细菌能利用亚铁氧化时放出的能量生长，在该菌的呼吸链中发现了一种含铜的铁硫菌蓝蛋白(rusticyanin)，它与几种Cyt c和一种Cyta，氧化酶构成电子传递链。
(4)氢的氧化。氢细菌能利用分子氢氧化产生的能量同化CO
2
，也能利用其他有机
物生长。氢细菌的细胞膜上有泛醌、维生素K
2
及细胞色素等呼吸链组分。在这类细菌中，电子直接从氢传递给电子传递系统，电子在呼吸链传递过程中产生ATP。
4．有两种特殊的保护系统。(1)分化出异形胞，其中缺乏光反应中心Ⅱ，异形胞的呼吸强度大于正常细胞，其超氧化物歧化酶的活性高。(2)非异形胞的保护方
式：①时间上的分隔保护，白天光合作用，晚上固氮作用；②群体细胞中的某些细胞失去光反应中心Ⅱ，而进行固氮作用；③提高过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性来除去有毒氧化物。
六、论述题
1．主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌 (胃八叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED 途径生成丙酮酸。丙酮酸之后的途径完全相同。2．底物水平磷酸化．发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，，如EMP 途径中的1，3—二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以门按偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以以存在于发酵过程中．也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。
氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P))If和FADH
2
，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP 合成的生物过程。
光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。当一个叶绿素(或细菌叶绿素)分子吸收光量子时，
叶绿素(或细菌叶绿素)即被激活，导致叶绿素(或细菌叶绿素)分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP 的合成。主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷酸化作用；
3．无氧呼吸是微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD 或FMN等电子载休．再经电子传递系统传给氧化型化合物，作为最终电子受体，从而生成还原型产物并释放出能量的过程；一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：
NAD(P)一FP(黄素蛋白)一Fe．S(铁硫蛋㈠)一CoQ(辅酶Q)一Cyt b—Cyt c—
Cyt a—Crt a
3
。
无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO
3-、NO
2
-、SO
4
2-、S
2
O
3
2-、CO
2
等，或延
胡索酸 (fumarate)等外源受体，氧化还原电位差都小于氧气，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。
4．革兰氏阳性菌肽聚糖合成的3个阶段(图5—10)。
(1)细胞质中的合成。
①葡萄糖 N-乙酰葡糖胺—UDP( G—UDP) N-乙酰胞壁酸—UDP(M—UDP)
②M—UDP “Park’’核苷酸，即UDP—N—乙酰胞壁酸五肽
(2)细胞膜中的合成。“Park”核苷酸一肽聚糖单体分子。
3)细胞膜外的合成。青霉素抑制转肽酶。青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D—丙氨酸—D—丙氨酸的结构类似物，两者竞争转肽酶的活力中心。
5．相对于初级代谢而言，一般认为，微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，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，称为次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等多种类别。
次级代谢特点：
(1)次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，次级代谢途径某个环节发生障碍，致使不能合成某个次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。
(2)次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。
(3)次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。
(4)次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。
(5)质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。
(6)次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。
(7)次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。
某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生，可在发酵培养基中加入诱导物来增加产量。易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐，对某些抗生素的产生有抑制作用。在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用。
6．在微生物中，以天冬氨酸为原料，通过分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸(下图)。为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。这个菌种由于不能合成高丝氨酸脱氢酶(HSDH)，故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸。在添加适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下，在含有较高糖和铵盐的培养基上，能产生大量的赖氨酸。
天冬氨酸高丝氨酸苏氨酸
激酶脱氨酸
天冬氨酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸半醛高丝氨酸
甲硫氨酸
赖氨酸
图谷氨酸棒杆菌分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸
第十四授课单元 一、教学目的 使学生了解呼吸与发酵作用，重点讲解微生物代谢的特殊性，联系在食品和发酵生产上的应用，注意体现微生物不同发酵类型及代谢的特点。 二、教学内容（第六章微生物的新陈代谢 第一节微生物的产能代谢) 1. 代谢概论简单介绍新陈代谢的概念，同化作用和异化作用。 2. 微生物的产能代谢：重点介绍化能异养微生物生物氧化的三种产能方式，即发酵、有氧呼吸和无氧呼吸， 3. 介绍乙醇发酵（酵母菌的乙醇发酵途径和运动发酵单胞菌的乙醇发酵途径）、乳酸发酵（同型乳酸发酵和异型乳酸发酵）、甘油发酵、丙酮丁醇发酵、混合酸发酵及丁二醇发酵； 三、教学重点、难点及处理方法 重点:化能异养微生物生物氧化的三种产能方式，即发酵、有氧呼吸和无氧呼吸，介绍乙醇发酵（酵母菌的乙醇发酵途径和运动发酵单胞菌的乙醇发酵途径）、乳酸发酵（同型乳酸发酵和异型乳酸发酵）、甘油发酵、丙酮丁醇发酵、混合酸发酵及丁二醇发酵；由于学生在生物化学课程中已经学过各种代谢途径，因此在微生物学中不再作为重点讲解。本章内容主要使学生了解呼吸与发酵作用，重点讲解微生物代谢的特殊性，联系在食品和发酵生产上的应用，注意体现微生物不同发酵类型及代谢的特点。 难点: 化能异养微生物生物氧化的三种产能方式，即发酵、有氧呼吸和无氧呼吸的区别。尤其是发酵的概念, 学生只是在现实生活中知道这个名词, 但是不清楚其确切的生物学含义, 指在能量代谢或生物氧化中，在无氧条件下，底物（有机物）氧化释放的氢（或电子）不经呼吸链传递，而直接交给某种未完全氧化的中间产物的一类低效产能过程。实质: 底物水平磷酸化产生ATP. 另外, 联系食品和发酵生产上应用的发酵类型及代谢特点更有助于学生理解发酵的概念实质及发酵的特点. 有氧呼吸与无氧呼吸的概念, 并介绍无氧呼吸中硝酸根（反硝化作用）、硫酸根作为最终电子受体的呼吸特点，介绍不同呼吸类型的微生物。介绍化能自养微生物的生物氧化特点，光能自养微生物的光合磷酸化途径（循环光合磷酸化、非循环光合磷酸化和嗜盐菌紫膜的光合作用）。 四、板书设计 第六章微生物的新陈代谢 第一节代谢概论 能量代谢的中心任务，是生物体如何把外界环境中的多种形式的 最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源------ATP。 这就是产能代谢。 有机物化能异养微生物 最初 能源还原态无机物化能自养微生物通用能源ATP 日光: 光能营养微生物 第二节糖的代谢
初级代谢 一般将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢。 如何区分初级代谢与次级代谢 初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同。此外，初级代谢产物的合成在不停的进行着，任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动，甚至导致死亡。 为许多主物都具有的主物化学反应，例如能量代谢及氨基酸、蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢（primary metabolism）。与此不同，只在一定范围内主物的特异的代谢，则为次级代谢。在次级代谢的产物中，对维持生命占有重要地位的并不少，但另一方面，各种动植物和微生物所大量积累的生物碱、类萜（ferpenoid）、酚类、抗菌物质、色素等，其生理意义并不完全清楚。次级代谢产物许多是在胚胎发育的特定时期以及其他特定组织中产生的，所以产物在经济效益上以及对生物体性状表现的调节在研究上都被看成是重要的。 第三节微生物初级代谢和次级代谢的关系 微生物代谢产物的利用。 利用微生物代谢过程中产生的众多代谢产物生产各种发酵产品。 按照积累产物类型：初级代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶； 次级代谢产物，抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等。 按照发酵类型：自然发酵：酒精、乳酸等； 终端产物，赖氨酸、鸟苷酸、腺苷酸等；
中间产物，柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、高丝氨酸、肌苷酸、黄苷酸等； 一、初级代谢与次级代谢产物 微生物的初级代谢：初级代谢是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活 动所需要的物质和能量的过程。这一 过程的产物，如糖、氨基酸、脂肪酸、 核苷酸以及由这些化合物聚合而成 的高分子化合物（如多糖、蛋白质、 酯类和核酸等），即为初级代谢产物。 由于初级代谢产物都是微生物营养性生长所必需，因此，除了遗传上有缺陷的菌株外，活细胞中初级代谢途径是普遍存在的，也就是说它们的合成代谢流普遍存在。在这途径上酶的特异性比次级代谢的酶要高。因为初级代谢产物合成的差错会导致细胞死亡。微生物细胞的代谢调节方式很多，例如通过酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调节代谢流等可调节营养物透过细胞膜而进入细胞的能力。其中调节代谢流的方式最为重要，它包括两个方面：一是调节酶的活性，调节的是已有酶分子的活性，是在酶化学 水平上发生的；二是调节酶的合成，调节 的是酶分子的合成量，这是在遗传学水平 上发生的。在细胞内这两者往往密切配合、 协调进行，以达到最佳调节效果。
第七章微生物的生长及其控制 习题 一、填空题 1、一条典型的生长曲线至少可分为、、和4个生长时期。 2、测定微生物的生长量常用的方法有、、和。而测定微生物数量变化常用的方法有、、和；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有、和。 3、获得细菌同步生长的方法主要有（1）和（2），其中（1）中常用的有、和。 4、控制连续培养的方法有和。 5、影响微生物生长的主要因素有、、、和等。 6、对玻璃器皿、金属用具等物品可用或进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用灭菌，其温度为，时间为。 7、通常，细菌最适pH的范围为，酵母菌的最适pH范围为，霉菌的最适pH范围是。 8、杀灭或抑制微生物的物理因素有、、、、和 等。 9、抗生素的作用机制有、、和。 10、抗代谢药物中的磺胺类是由于与相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成。 二、选择题 1、以下哪个特征表示二分裂？（） （1）产生子细胞大小不规则（2）隔膜形成后染后体才复制（3）子细胞含有基本等量的细胞成分（4）新细胞的细胞壁都是新合成的。
2、代时为0.5h的细菌由103个增加到109个时需要多长时间？（） （1）40h （2）20h （3）10h （4）3h 3、如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期？（） （1）死亡期（2）稳定期（3）延迟期（4）对数期 4、细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（）。 （1）1，4 （2）2，3 （3）2，4 （4）1，5 5、对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（）。 （1）比浊法（2）显微镜直接计数 （3）干细胞重量测定（4）平板菌落记数 6、下列哪咱保存方法全降低食物的水活度？（） （1）腌肉（2）巴斯德消毒法（3）冷藏（4）酸泡菜 7、连续培养时培养物的生物量是由（）来决定的。 （1）培养基中限制性底物的浓度（2）培养罐中限制性底物的体积（3）温度（4）稀释率 8、常用的高压灭菌的温度是（）。 （1）121℃（2）200℃（3）63℃（4）100℃ 9、巴斯德消毒法可用于（）的消毒。 （1）啤酒（2）葡萄酒（3）牛奶（4）以上所有 10、（）能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。 （1）青霉素（2）磺胺类药物（3）四环素（4）以上所有 三、是非题 1、在群体生长的细菌数量增加一部所需时间为代时。 2、最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。 3、一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定的菌数多。 4、一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。 5、分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。
议微生物初级代谢与次级代谢的关系 摘要： 微生物的代谢，指微生物在存活期间的代谢活动。微生物在代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物。根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系，可以分为初级代谢产物和次级代谢产物两类。初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同。此外，初级代谢产物的合成在不停地进行着，任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动，甚至导致死亡。次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素。毒素、激素、色素等。不同种类的微生物所产生的次级代谢产物不相同，它们可能积累在细胞内，也可能排到外环境中。其中，抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物，种类很多 关键词：微生物初次级代谢初次级代谢产物 一、初级代谢与初级代谢产物 微生物的初级代谢：初级代谢是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。这一过程的产物，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物（如多糖、蛋白质、酯类和核酸等），即为初级代谢产物。 由于初级代谢产物都是微生物营养性生长所必需，因此，除了遗传上有缺陷的菌株外，活细胞中初级代谢途径是普遍存在的，也就是说它们的合成代谢流普遍存在。在这途径上酶的特异性比次级代谢的酶要高。因为初级代谢产物合成的差错会导致细胞死亡。微生物细胞的代谢调节方式很多，例如通过酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调节代谢流等可调节营养物透过细胞膜而进入细胞的能力。其中调节代谢流的方式最为重要，它包括两个方面：一是调节酶的活性，调节的是已有酶分子的活性，是在酶化学水平上发生的；二是调节酶的合成，调节的是酶分子的合成量，这是在遗传学水平上发生的。在细胞内这两者往往密切配合、协调进行，以达到最佳调节效果。 一般将微生物通过代谢活动所产生的自身繁殖所必需的物质和能量的过程，称为初级代谢，该过程所产生的产物即为初级代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶等。 二、次级代谢与次级代谢产物 一般将微生物与外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢。次级代谢是相对于初级代谢而提出的一个概念。一般
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。
综 述 海绵共附生微生物次级代谢产物的研究进展 朱伟明,张 敏,方玉春,朱天骄,顾谦群 (中国海洋大学教育部海洋药物重点实验室,海洋药物与食品研究所,山东青岛266003) 摘 要: 海绵独特的摄食、滤食系统使其体内体表富集了大量的微生物,这些微生物能够产生多种结构新颖的生物活性物质, 对海绵共附生微生物的研究正在成为开发海洋药物资源的重要内容之一。本文按化合物的生源途径及其结构类型简要介绍近几年来海绵共附生微生物次级代谢产物及其生物活性的研究进展。关键词: 海绵;共附生微生物;次级代谢产物 中图法分类号: S917.1;R282.77 文献标识码: A 文章编号: 1672-5174(2007)03-377-08 海绵属于多孔动物门,是最原始的低等多细胞海 洋动物,全世界约有10000～15000种,我国也有5000种左右。海绵的固着生活方式,缺乏有效的物理性防御,在生存竞争中,海绵积聚或分泌许多对其他生物具有威慑性、攻击性、甚至毒害性的次级代谢产物,这些次级代谢产物往往具有显著的生物活性,包括抗菌、抗肿瘤、抗真菌、抗病毒、抗炎、抗心血管疾病等活性,尤其是具有细胞毒活性的化合物超过10%,明显高于 其他海洋动物(2%)、陆生植物(<1%)[1] 。然而,海绵采集困难、有效成分含量低等因素,制约着开发利用。近年,国外对海绵中次级代谢产物及其生态学作了探讨性研究,结果发现,某些活性物质实际上可能是由与其共附生的微生物产生的,并从海绵共附生微生物中发现许多与其宿主相同或相关的结构新颖、活性独特的次级代谢产物[2-4]。这些发现对运用海洋微生物的发酵工程、基因工程等技术在解决天然海绵资源及活性天然化合物药源问题具有重要意义。因此,对海绵共附生微生物活性次级代谢产物的研究成为国内外研究者的热点。已从海绵共附生微生物次级代谢产物中 发现了含氮化合物(肽类、生物碱类、神经酰胺等)、内酯类、醌类、酮类、聚醚类、萜烯类及甾体等。 作者所在课题组从2003年开始研究海绵共附生微生物及其具有细胞毒活性的次级代谢产物,已从黄渤海及南海海绵中分离获得9株具有细胞周期抑制、细胞凋亡诱导及细胞毒活性的微生物。对其中2株具有强细胞毒活性的微生物的次级代谢产物进行了活性跟踪分离,获得化合物15个(其中新活性化合物3个、高活性化合物2个),结构类型涉及生物碱、甾体、芳香类化合物等。本文将结合本实验室的工作,就近几年来海绵共附生微生物次级代谢产物的研究进展作一综述。 1 含氮类化合物 含氮类化合物主要包括肽类、生物碱,它们大多具有显著的生物活性。 Alteramide A (1),1个新的有细胞毒活性的四环生物碱,是从与海绵Halichondria okadai 共附生的细菌Alteromonas sp .中分离获得的[5]。 从冲绳海绵Halichondria altum 中分离的细菌Vibrio sp .代谢产生1个新的有3个吲哚环聚合的有抗 菌活性的化合物trisindoline (2)[6]。 从采自大西洋的海绵Isodictya setifera 中获得的 通讯作者:guqianq @ouc .edu .cn 基金项目:山东省自然科学基金项目(Z2006C13);国家高技术研究发展计划项目(2003AA624020)资助 收稿日期:2006-07-14;修订日期:2006-11-09 作者简介:朱伟明(1965-),男,教授,博导。E -mail :weimingzhu @ouc .edu .cn 第37卷 第3期 2007年5月 中国海洋大学学报 PE RIODICAL OF OCEAN UNIVERSIT Y OF CHINA 37(3):377～384M ay ,2007
第七章微生物的代谢 能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化。物质代谢：物质在体内转化的过程。 初级代谢：提供能量、前体、结构物质等生命活动所必需的代谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等。次级代谢：它们不是微生物生长所必需的代谢物质的代谢类型；产物：抗生素、色素、激素、生物碱等。 第一节微生物的能量代谢 微生物的能量代谢：微生物生命活动所需要的化学能都是由微生物对环境所提供的能量(或本身储存的能量)进行能量形式的转变而得到的，这个过程称为微生物的能量代谢。 一、化能异养菌的生物氧化和产能 生物氧化（biological）：物质在细胞内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程。它是发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。 葡萄糖是化能异养型微生物进行能量代谢最基本的途径。 葡萄糖的生物氧化过程包括： 脱氢：EMP途径、HMP途径、ED途径、TCA循环。 类型：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵(根据电子受体的不同)。 （一）底物脱氢的途径 1、EMP途径（Embden-Meyerhof-paras pathway）又称为糖酵解途径，分两个阶段共10步反应。 ２、HMP途径（hexose monophosphate pathway）又称磷酸戊糖途径或单磷酸己糖途径、磷酸葡萄糖酸途径或WD途径。是产生大量NADPH2形式的还原力和多种重要中间代谢物的代谢途径。 特点：葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化，并产生大量NADPH+H+。 ３、ED途径又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 ED途径可以不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径微生物的一种替代途径。其特点是葡萄糖只经4步反应即可快速获得由EMP途径需经10步才能获得的丙酮酸。 ４、TCA循环(tricarboxylic acid cycle)：丙酮酸经过一系列循环反应而彻底氧化、脱酸、形成CO2、H2O和NADH2的过程。 第二节微生物的分解代谢与合成代谢 一、分解代谢 （一）碳水化合物的分解 糖类物质是微生物赖以生存的主要碳源物质与能源物质。主要有淀粉、纤维素、半纤维素、果胶和几丁质等。 1、淀粉的降解：通过α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖苷酶、异淀粉酶将其水解成双糖与单糖后，被微生物吸收，再被分解与利用。淀粉是重要的发酵原料，利用它可以生产多种多样的发酵产品。 发酵工业：酒精、酒类、有机酸，味精、酶制剂等 食品工业：饴糖、葡萄糖、果葡糖浆 制药工业：抗生素 2、纤维素降解：只有在产生纤维素酶的微生物作用下，才被分解成简单的糖类。 多种微生物具有纤维素分解酶，其中尤以霉菌的木霉活力较高。 3、半纤维素降解：半纤维素的组成类型很多，因而分解它们的酶也各不相同。菌种：曲霉、根霉与木霉等属。 4、果胶质的降解：果胶酶分由D-半乳糖醛酸通过α-1，4糖苷键连接成的果胶。产物：半乳糖醛酸。菌种：芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、曲霉、葡萄孢霉和镰刀霉等属. 5、几丁质的分解：由N—乙酰葡萄糖胺通过于1，4糖苷键连接而成。产物：N—乙酰葡萄糖胺。再经脱氨基酶作用，生成葡萄糖和氨。 菌种：某些细菌（溶几丁质芽孢杆菌）和放线菌（链霉菌）。 （二）含氮有机物的分解
第七章微生物代谢习题参考答案 一、名词解释 1、有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物的过程。 2、指微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD（P）+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程。 3、指以无机氧化物(如NO3-，NO2-，SO42-等)代替分子氧作为最终电子受体的氧化作用。 4、是指微生物氧化底物时以分子氧作为最终电子受体的氧化作用 5、就是发生在或细胞内的一切产能性氧化反应的总称。生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或脱电子三种。 6、由初级代谢产生的产物称为初级代谢产物，这类产物包括供机体进行生物合成的各种小分子前体物，单体与多聚体物质以及在能量代谢和代谢调节中起作用的各种物质。 7、微生物在次级代谢过程中产生的产物称次级代谢产物。包括：抗生素，毒素，生长剌激素，色素和维生素等。 8、在有氧状态下酒精发酵和糖酵解受抑制的现象，因为该理论是由巴斯德提出的，故而得名。 9、物质在生物氧化过程中形成的NADH和FADH2可通过位于线粒体内膜和细菌质膜上的电子传递系统将电子传递给氧或其他氧化型物质，在这个过程中偶联着A TP的合成，这种产生A TP的方式称为氧化磷酸化。 二、填空题 1、EMP途径、HMP途径、ED途径、TCA循环 2、EMP途径、HMP途径、ED途径、TCA循环 3、HMP 4、产生三要素、合成前体物、合成大分子 5、维生素、抗生素、生长刺激素、毒素、色素、 6、无机化合物中的氧、 7、30、 8、环式，非环式、 9、厌氧 10、2；2 11、乙醇发酵、乳酸发酵、丁酸发酵 12、厌氧，正型，异型。 13、NO3-、SO42-、CO32- 14、天门冬氨酸、天冬酰胺、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、赖氨酸（存在细菌中）
第七章微生物的生长及其控制习题 一、名词解释 1．微生物连续培养 2．抗微生物剂 3．抗生素 4．抗代谢物 5．微生物的抗药性 6．灭菌 7．消毒 8．生长曲线 9.深层液体培养： 二、填空题 1．一条典型的生长曲线至少可分为、、和4个生长时期。 2．测定微生物的生长量常用的方法有、、和。而测定微生物数量变化常用的方法有、、和；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有、和。 3．获得细菌同步生长的方法主要有（1）和（2），其中（1）中常用的有、和。 4．控制连续培养的方法有和。 5．影响微生物生长的主要因素有、、、和等。 6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用或进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用灭菌，其温度为，时间为。 7．通常，细菌最适pH的范围为，酵母菌的最适pH范围为，霉菌的最适pH值范围是。 8．杀灭或抑制微生物的物理因素有、、、、和 等。 9．抗生素的作用机制有、、和。 10．抗代谢药物中的磺胺类是由于与相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成。 三、选择题 1．以下哪个特征表示二分裂？（） A、产生子细胞大小不规则 B、隔膜形成后染后体才复制 C、子细胞含有基本等量的细胞成分 D、新细胞的细胞壁都是新合成的。 2．代时为0.5h的细菌由103个增加到109个时需要多长时间？（）
A、40h B、20h C、10h D、3h 3．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期？（） A、死亡期 B、稳定期 C、延迟期 D、对数期 4．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（）。 A、1，4 B、2，3 C、2，4 D、1，5 5．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（）。 A、比浊法 B、显微镜直接计数 C、干细胞重量测定 D、平板菌落记数 6．下列哪咱保存方法全降低食物的水活度？（） A、腌肉 B、巴斯德消毒法 C、冷藏 D、酸泡菜 7．连续培养时培养物的生物量是由（）来决定的。 A、培养基中限制性底物的浓度 B、培养罐中限制性底物的体积 C、温度 D、稀释率 8．常用的高压灭菌的温度是（）。 A、121℃ B、200℃ C、63℃ D、100℃ 9．巴斯德消毒法可用于（）的消毒。 A、啤酒 B、葡萄酒 C、牛奶 D、以上所有 10．（）能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。 A、青霉素 B、磺胺类药物 C、四环素 D、以上所有 11．某细菌悬液经100倍稀释后，在血球计数板上，计得平均每小格含菌数为7.5个，则每毫升原菌悬液的含菌数为( ) A、3.75×107个； B、3.0×109个； C、2.35×107个； D、3.2×109个 四、是非题 1．在群体生长的细菌数量增加一部所需时间为代时。 2．最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。 3．一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定的菌数多。 4．一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。 5．分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。 6．特定温度下杀死某一样品中90%微生物或孢子及芽孢所需的时间为热致死时间。 7．巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。 8．对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。 9．酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。 10．四环素能抑制细菌细胞壁的合成，青霉素能抑制细菌蛋白质的合成。 五、简答题 1．试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别。
初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。通过初级代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初级代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。 初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。指生物特别是微生物在正常生长或培养过程中，通过新陈代谢产生的基本的、关键的中间代谢或最终代谢产物，例如糖酵解中的丙酮酸、乳酸、乙醇，三羧酸循环中的α-酮戊二酸、富马酸、草酰乙酸、柠檬酸以及与此循环相关的衍生产物，如谷氨酸、丙氨酸、苹果酸及丁烯二酸等氨基酸和有机酸等均属初级代谢产物。 在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同。此外，初级代谢产物的合成在不停的进行着，任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动，甚至导致死亡。 2次级代谢产物：通过次级代谢合成的产物通常称为次级代谢产物,大多是分子结构比较复杂的化合物.根据其作用,可将其分为抗生素,激素,生物碱,毒素等类型.初级代谢产物的合成在微生物生长中一直进行着，次级代谢产物是在稳定期开始产生的。 初级代谢产物与次级代谢产物异同
1概念不同在微生物的新陈代谢中，一般将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢而次级代谢是相对于初级代谢而提出的一个概念。一般认为，次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程 2产物不同初级代谢的产物，即为初级代谢产物。如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物，如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。< 通过次级代谢合成的产物称为次级代谢产物，大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型次级代谢产物可积累在细胞内，但通常都分泌到细胞外，有些与机体的分化有一定的关系，并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。 3存在范围不同初级代谢的代谢系统、代谢途径和代谢产物在各类生物中都基本相同，它是一类普遍存在于各类微生物中的一种基本代谢类型。次级代谢只存在于某些微生物中，并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。 4对微生物的作用不同通过初级代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初级代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。次级代谢产物一般对菌体自身的生命活动无明确功能，不参与细胞结构组成，也不是酶活性必需的，不是机体生长与繁殖所必需的物质，即使在次级代谢的某个环节上发生障碍，也不会导致机体生长的停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。但许多次级代谢产物通常对人类和国民经济的发展有重大影响 5
第七章微生物的生长及其控制习题 一、填空题 1、一条典型的生长曲线至少可分为、、和4个生长时期。 2、测定微生物的生长量常用的方法有、、和。而测定微生物数量变化常用的方法有、、和；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有、和。 3、获得细菌同步生长的方法主要有（1）和（2），其中（1）中常用的有、和。 4、控制连续培养的方法有和。 5、影响微生物生长的主要因素有、、、和等。 6、对玻璃器皿、金属用具等物品可用或进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用灭菌，其温度为，时间为。 7、通常，细菌最适pH的范围为，酵母菌的最适pH范围为，霉菌的最适pH范围是。 8、杀灭或抑制微生物的物理因素有、、、、和等。 9、抗生素的作用机制有、、和。 10、抗代谢药物中的磺胺类是由于与相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成。 二、选择题 1、以下哪个特征表示二分裂？（） （1）产生子细胞大小不规则（2）隔膜形成后染后体才复制（3）子细胞含有基本等量的细胞成分（4）新细胞的细胞壁都是新合成的。 2、代时为0.5h的细菌由103个增加到109个时需要多长时间？（） （1）40h （2）20h （3）10h （4）3h 3、如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期？（）
（1）死亡期（2）稳定期（3）延迟期（4）对数期 4、细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（）。 （1）1，4 （2）2，3 （3）2，4 （4）1，5 5、对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（）。 （1）比浊法（2）显微镜直接计数 （3）干细胞重量测定（4）平板菌落记数 6、下列哪种保存方法会降低食物的水活度？（） （1）腌肉（2）巴斯德消毒法（3）冷藏（4）酸泡菜 7、连续培养时培养物的生物量是由（）来决定的。 （1）培养基中限制性底物的浓度（2）培养罐中限制性底物的体积（3）温度（4）稀释率 8、常用的高压灭菌的温度是（）。 （1）121℃（2）200℃（3）63℃（4）100℃ 9、巴斯德消毒法可用于（）的消毒。 （1）啤酒（2）葡萄酒（3）牛奶（4）以上所有 10、（）能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。 （1）青霉素（2）磺胺类药物（3）四环素（4）以上所有 三、是非题 1、在群体生长的细菌数量增加一部所需时间为代时。 2、最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。 3、一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定的菌数多。 4、一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。 5、分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。 6、特定温度下杀死某一样品中90%微生物或孢子及芽孢所需的时间为热致死时间。 7、巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。 8、对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。
第七章微生物代谢习题 一、名词解释 1、发酵 2、呼吸作用 3、无氧呼吸 4、有氧呼吸 5、生物氧化 6、初级代谢产物 7、次级代谢产物 8、巴斯德效应 9、氧化磷酸化 二、填空题 1、异养微生物合成代谢所需要的能量来自己糖降解的__________、__________、__________和__________。 2、异养微生物合成代谢所需要的还原力来自己糖降解的__________、_________、__________和_________。 3、细菌生长所需要的戊糖、赤藓糖等可以通过_________途径产生。 4、合成代谢可分为_________，_________，_________等三个阶段。 5、微生物的次生代谢产物包括:______、______、_____、_____、______。 6、无氧呼吸是以__________作为最终电子受体。 7、一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化可产生__________个ATP。 8、光合磷酸化有__________和__________两种。 9、发酵是在__________条件下发生的。 10、每一分子葡萄糖通过酵母菌进行乙醇发酵产生__________个ATP；一分子葡萄糖通过德氏乳酸杆菌进行正型乳酸发酵可产生________个ATP。 11、微生物在厌氧条件下进行的发酵有__________、_________、_________等。 12、乳酸发酵一般要在_________条件下进行，它可分为__________和_________乳酸发酵。 13、无氧呼吸中的外源电子受体有__________、__________和__________等物质。 14、以草酰乙酸为前体合成的氨基酸有__________、__________、__________、__________、__________、__________。 15、微生物的产能方式主要有__________、___________、____________、__________。 16、形成聚 －羟基丁酸的起始物为：_________。 17、卡尔文循环中两个特征性酶是_____________________和____________________；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
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。 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。 三、选择题（4个答案选1） 1．化能自养微生物的能量来源于（ ）。 A ．有机物 B ．还原态无机化合物 C ．氧化态无机化合物 D ．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。 A ．EMP 途径； B ．HEP 途径； C ．E D 途径；D ．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 A ．EMP 途径； B ．HEP 途径； C ． E D 途径；D ． WD 途径 4．酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是（ ）。 A ．糖酵解途径不同 B ．发酵底物不同 C ．丙酮酸生成乙醛的机制不同 D ．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（ ）。 A ．混合酸发酵 B ．丙酸发酵 C ．丁二醇发酵 D ．丁酸发醇 6、下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是（ ）。 A ．发酵 B ．有氧呼吸 C ．无氧呼吸 D ． 化能自养 7．青霉素抑制金黄色葡萄球菌肽聚糖合成的（ ）。 A ．细胞膜外的转糖基酶 B ．细胞膜外的转肽酶 C ．细胞质中的“Park ”核苷酸合成 D ．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。 A ．电子供体和电子受体都是无机化合物 B ．电了供体和电子受体都是有机化合物 C ．电子供体是无机化合物，电子受体是有机化合物 D ．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（ ）。 A ．还原型无机化合物 B ．氧化型无机化合物 C ．某些有机化合物 D ．氧化型无机化合物和少数有机化合物 10.硝化细菌是（ ）。 A ．化能自养菌，氧化氨生成亚硝酸获得能量 B ．化能自养菌，氧化亚硝酸生成硝酸获得能量 C ．化能异养菌，以硝酸盐为最终的电子受体
浅议微生物初级代谢与次级代谢的关系 微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。根据微生物在新陈代谢过程中产生的代谢产物,对微生物所产生的作用不同，可将代谢分成初级代谢和次级代谢两种代谢类型。 初级代谢是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。该过程是一类普遍存在于各类微生物中的一种基本代谢类型。因此,初级代谢的代谢系统、代谢途径和代谢产物在各类生物中都基本相同。并且自始至终存在于生活的菌体中,同菌体的生长过程呈平行关系,促使营养物质转化为结构物质、具生理活性的物质或为生长提供能量。同时还会产生一些代谢产物，称为初级代谢产物，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物（如多糖、蛋白质、脂类和核酸等）。只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍,轻则引起生长停止,重则导致机体发生突变或死亡。因为这些物质都是微生物生命活动必不可少的物质。 糖类一方面被微生物分解提供能量，同时微生物会不断地将简单化合物合成糖类，以构成细胞生长所需要的单糖、多糖等。单糖在微生物中很少以游离形式存在，一般多以多糖或多聚体的形式存在（如肽聚糖，脂多糖，透明脂酸），或是以少量的糖磷酸酯或糖核苷酸的形式存在，是微生物相关结构的重要组成物质，因此单糖和多糖对微生物的生命活动十分重要。 氨基酸是构成蛋白质的基本单位，而蛋白质是微生物各种生命活动必不可少的生物大分子。 脂肪酸是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分，而脂类是细胞膜的主要构成物质。 核苷酸是核糖核酸及脱氧核糖核酸的基本组成单位，是体内合成核酸的前体。核苷酸随着核酸分布于生物体内各器官、组织、细胞的核及胞质中，并作为核酸的组成成分参与生物的遗传、发育、生长等基本生命活动。 微生物在生命活动过程中，为了避免某种代谢产物的积累造成的不利作用或者为了占据竞争优势，便产生了一些有利于生存发展的代谢活动。我们将它们统称为次级代谢，但其与初级代谢并无明显界限，因此次级代谢是相对于初级代谢而提出的一个概念。一般认为,次级代谢是指微生物在一定的生长时期（通常是微生物的对数生长期末期或稳定期）,以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。这一过程的产物，称为次级代谢产物。次级代谢产物在微生物生命活动过程中的产生量很少，对微生物本身的生命活动没有明显作用，当次级代谢途径被阻断时，菌体生长繁殖也不会受到影响。因此，它们没有一般性的生理功能，也不是生物体生长繁殖的必需物质，但对其它生物体往往具有不同的生理活性作用，人们常利用这些具有各种生理活性的次级代谢产物生产具有应用价值的药物。 但目前，人类对次级代谢产物的研究远远不及对初级代谢产物研究那样深人。与初级代谢产物相比，次级代谢产物无论在数量上还是在产物的类型上都要比初级代谢产物多得多和复杂得多。迄今对次级代谢产物分类还无统一的标准。根据对次级代谢产物的结构特征与生理作用的研究，次级代谢产物可大致分为抗
第六章微生物的代谢 概述：新陈代谢（metabolism）简称代谢，是指发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。在代谢过程中，微生物通过分解代谢产生化学能，光合微生物还可将光能转换成化学能，这些能量除用于合成代谢外，还可用于微生物的运动和运输，另有部分能量以光和热的形式释放到环境中去。 6.1 微生物的能量代谢：微生物的生命活动需要消耗能量。微生物能把外界环境中多种形式的最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源——ATP。微生物可以利用的最初能源有：有机物、日光和还原态无机物三大类。研究能量代谢的机制实质上就是追踪这三类最初能源如何一步步地转化并释放出ATP的过程。 6.1.1 化能异养微生物的生物氧化：生物氧化：物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程。生物氧化的过程可分为：脱氢（电子）、递氢（电子）和受氢（电子）三阶段。生物氧化的功能：产能（ATP）、产还原力[H]和产小分子中间产物。 6.1.1.1 底物脱氢的四条主要途径：1.EMP途径（Embdem-Meyerhof-Parnas pathway）或糖酵解途径（Glycolysis Pathway ）；2.HMP途径（Hexose monophosphate pathway）；3.ED途径（Entner-Doudoroff pathway）又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解途径；4.三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle）即TCA循环 Entner-Doudoroff pathway (重点掌握!)
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