微生物的生长与代谢(11)

微生物的能量代谢微生物进行生命活动需要能量，这些能量的来源主要是化学能和光能。

那么自然界的能量是怎样转变成微生物可利用的形式? 能量是如何被利用的? 这些都是微生物能量代谢的基本问题。

一、细胞中的氧化还原反应与能量产生物质失去电子称为氧化，含有氢的物质在失去电子的同时伴随着脱氢或加氧。

物质获得电子称为还原，在获得电子的同时可能伴随着加氢或脱氧。

可见氧化和还原是两个相反而偶联的反应，二者不能分开独立完成，即一物质的氧化必然伴随着另一物质的还原，称为氧化还原反应，可以表示为：AH2→2H++2e+A（氧化)B+2H++2e→BH2 (还原）AH2+B←→A+BH2（氧化还原)在氧化还原反应中，凡是失去电子的物质称为电子供体；得到电子的物质称为电子受体。

如还伴随有氢的转移时则称为供氢体和受氢体。

上式中AH2就是电子供体(或供氢体)，B是电子受体(或受氢体)。

实际上，生物体内发生的许多反应都是氧化还原反应。

生物氧化是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放出能量的过程。

其中有机化合物的氧化还原反应是生物氧化的主要形式，在此过程中都包含有氢和电子的转移，称为脱氢作用。

各种基质给出电子而被氧化和接受电子而被还原的趋势是不同的，这种趋势称为基质的还原势(reduction potential)，用E0'，表示，以伏(V)或毫伏(mV)为单位。

在电化学上还原势以基质H2作参比而测定，因而各种物质的还原势可以相互比较。

按规定还原剂(电子供体)写在反应式的左边。

在pH：7时，氢和氧的还原势分别为：2H++2e→H2E0'=-421mV1/2O2+2H++2e-→H2O E0'=+816mV在细胞内进行的氧化还原反应中，电子从最初供体转移到最终受体，一般都需经由中间载体(电子传递体)，全反应过程的净能量变化决定于最初供体和最终受体之间还原势之差。

在分解代谢中，电子供体一般就是指能源，当电子供体与电子受体偶联起来发生氧化还原反应时能释放出能量，两个相偶联(氧化一还原分子对，或称O--R对)的反应之间还原势相差愈大，释放的能量就愈多。

“微生物学”练习题第五章-微生物的新陈代谢一、名词解释发酵、光合色素、光合单位、次级代谢、次级代谢产物、同型乳酸发酵、异型乳酸发酵、合成代谢、分解代谢、有氧呼吸、无氧呼吸、呼吸作用二、选择题1、新陈代谢研究中的核心问题是（）。

A、分解代谢B、合成代谢C、能量代谢D、物质代谢2、驱动光合作用反应的能量来自（）。

A、氧化还原反应B、日光C、ATP分子D、乙酰CoA分子3、微生物光合作用的中间产物是（）。

A、氨基酸和蛋白质B、氧气和葡萄糖分子C、丙酮酸分子D、糖原4、不产氧光合作用产生ATP是通过（）。

A、非循环光合磷酸化B、循环光合磷酸化C、氧化磷酸化D、底物水平磷酸化5、发酵是专性厌氧菌或兼性厌氧菌在无氧条件下的一种生物氧化形式，其产能机制是（）。

A、非循环光合磷酸化B、循环光合磷酸化C、氧化磷酸化D、底物水平磷酸化6、合成代谢是微生物细胞中的一个过程，其作用是（）。

A、合成分子及细胞结构B、在电子载体间传递电子C、微生物细胞分解大分子为小分子D、糖酵解和三羧酸循环是关键的中间过程7、营硝酸盐呼吸的细菌，都是一类（）。

A、专性好氧菌B、兼性厌氧菌C、专性厌氧菌D、耐养性厌氧菌8、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9、下列哪些描述不符合次级代谢及其产物（）。

A、次级代谢的生理意义不象初级代谢那样明确B、次级代谢产物的合成不受细胞的严密控制C、发生在指数生长后期和稳定期D、质粒与次级代谢的关系密切10、光能自养型微生物的能量来源是（）。

A、葡萄糖B、日光C、CO2D、碳酸盐11、非循环光合磷酸化中，还原力NADPH2的〔H〕来自于（）。

A、H2SB、H2O的光解C、H2CO3D、有机物12、微生物产生次生代谢产物的最佳时期是（）。

A、适应期B、对数期C、稳定期D、衰亡期13、下列说法不正确的是（）。

A、初级代谢产物是微生物必须的物质B、次级代谢产物并非是微生物必须的物质C、次级代谢可以在微生物的代谢调节下产生D、初级代谢产物的合成无需代谢调节14、在细菌细胞中，能量代谢的场所是（）。

第四章病毒1 病毒具有哪些特点？病毒壳体有哪几种对称类型？答：①体积微小②无完整的细胞结构，主要成分是核酸跟蛋白质③严格活细胞内寄生④对干扰素敏感，对抗生素不敏感⑤繁殖方式是复制，且具有感染性；有螺旋对称型、二十面体对称型、复合对称型。

2 什么是病毒的一步生长曲线？包括几个期？各有何特点？答：主要以烈性噬菌体为例，一步生长曲线是定量描述烈性噬菌体生长规律的曲线，反映了每种噬菌体的三个重要的特征参数：潜伏期、裂解期的长短及裂解量。

包括潜伏期、裂解期和平稳期，潜伏期细胞正处于复制噬菌体核酸和合成蛋白质衣壳的阶段，裂解期宿主菌迅速裂解、溶液中噬菌体颗粒急速增加的阶段，平稳期宿主细胞已经全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高峰的时期。

3 以噬菌体为例，说明病毒的增殖过程。

答：①吸附和侵入：噬菌体感染细菌时，其尾部为吸附器官，能识别宿主菌表面的特殊受体，然后分泌酶类溶解细胞壁，使细胞壁出现小孔，讲头部的核酸注入宿主菌内，蛋白质外壳留在宿主菌细胞外；②生物合成：进入宿主菌内的噬菌体核酸，首先转录翻译产生早期蛋白，进行晚期转录并复制子代核酸，再转录产生噬菌体的结构蛋白，子代核酸和蛋白质按一定程序装配成完整的子代噬菌体颗粒；③当宿主菌细胞内的子代噬菌体达到一定数量时，子代噬菌体从宿主细胞释放出来。

4 比较烈性噬菌体和温和噬菌体的不同。

答：①烈性噬菌体是指凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、装配、裂解这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体.烈性噬菌体进入菌体后就改变宿主的性质,使之成为制造噬菌体的工厂大量产生新的噬菌体,最后导致菌体烈解死亡。

②温和噬菌体是指凡吸附并侵入细胞后,噬菌体的 DNA 只整合在宿主的核染色体组上,并可长期随宿主 DNA 的复制而进行同步复制,因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体。

5 溶源性细菌有哪些特点？病毒鉴定的方法有哪些？答：为双链DNA，其DNA有整合能力，有自发裂解、诱发裂解、免疫性和复愈性；6 名词：烈性噬菌体和温和噬菌体、裸露病毒和包膜病毒、缺陷病毒、毒粒、原噬菌体、溶源性转变、溶源菌、噬菌斑、病毒效价、亚病毒因子、类病毒、卫星病毒、朊病毒答：烈性噬菌体：能在宿主菌中复制增值，产生大量子代噬菌体，导致宿主菌裂解；温和噬菌体：以前噬菌体的形式存在，不产生子代噬菌体，也不裂解宿主菌，噬菌体DNA随宿主菌基因组复制而复制，并随宿主菌的分裂而分配到子代宿主菌中；裸露病毒：没有包膜的病毒；包膜病毒：有包膜的病毒；缺陷病毒：指因病毒基因组不完整或基因发生改变，而不能进行正常增殖的病毒；毒粒：是病毒在复制过程中的一种完整的成熟的病毒颗粒，有固定形态和大小，而且一般具有侵染性；原噬菌体：某些温和噬菌体侵染细菌后，其核酸整合到宿主细菌染色体中，处于这种整合状态的噬菌体；溶源性转变：由于前噬菌体存在于宿主菌内，导致宿主菌基因和性状发生改变的现象；溶源菌：染色体上带有前噬菌体的细菌称为溶源菌；噬菌斑：噬菌体裂解细菌，在液体培养基中的菌液由混浊变为透明，在固体培养基的表面，可出现透亮的无菌生长的溶菌空斑，即噬菌斑；病毒效价：待测样品中病毒数量通常以单位体积病毒悬液的感染单位数目来表示亚病毒因子：包括卫星病毒跟朊病毒；类病毒：一类能感染某些植物的单链闭合环状RNA分子，侵入宿主细胞后能够自我复制，使宿主致病或死亡；卫星病毒：是研究类病毒过程中发现的一种与植物病毒有关的致病因子，它必须依赖于辅助病毒才能完成复制；朊病毒：一种比病毒小，不含核酸、有侵染性的蛋白质分子。

微生物生长和代谢的调控机制微生物是一类具有极强适应性的生物，不仅可以生长于各种极端环境中，还可以分解各种复杂有机物质，在生态系统中发挥着重要的作用。

微生物生长和代谢是由多种调控机制共同协同完成的。

本文将从营养调控、信号转导、转录调控、翻译后修饰等方面进行探讨。

一、营养调控微生物的生长和代谢受生长环境的影响很大，营养物质的获取对于微生物生长发育至关重要。

营养物质作为微生物代谢的原料，能够通过特定的营养调节机制调节细胞内的代谢活性，从而影响微生物的生长和代谢。

例如，细胞脱氧核糖核酸(dNTP)含量对于DNA复制和细胞周期的正常进行起着关键性的调节作用。

当细胞内dNTP含量过高或过低时，会导致DNA复制错误和细胞凋亡等异常现象。

二、信号转导信号转导是微生物生长和代谢的重要调控机制。

细胞内的信号分子能够在不同的代谢途径之间传递信息，并且可以调节细胞的基因表达和代谢产物的合成。

例如，环状二核苷酸(cAMP)和磷酸四酮酸(PPGPP)等信号分子能够分别参与细胞的能量代谢和应激响应，并且能够反馈到细胞的转录调控和翻译后修饰过程中，从而影响微生物的代谢和生长。

三、转录调控微生物的代谢和生长受到转录调控的影响很大，转录因子能够调节基因的表达。

微生物利用转录因子与DNA结合的方式能够对基因进行正、负调节，并且能够根据环境的变化快速地调节基因表达。

例如，传统大肠杆菌的转录因子LacI能够通过与lactose结合来诱导lac operon的转录，从而合成乳糖酶等相关酶。

四、翻译后修饰微生物的代谢和生长与翻译后修饰密切相关。

在蛋白质翻译过程中，N-端信号肽可以调节蛋白质的定位和转运，C-端的修饰可以调节酶活性或稳定性。

例如，乳酸杆菌中的多肽链胺酸酶(DppA)能够利用翻译后修饰方式形成互作性肽链，并且可以与微生物的其他表面蛋白相互结合，从而形成生物膜。

综上，微生物生长和代谢的调控机制是由多种调控机制共同协调完成的。

营养调控、信号转导、转录调控和翻译后修饰等机制可以协同作用，从而实现微生物的生长和代谢的调节。

《微生物学》题库第七章微生物的生长及其控制第一部分微生物生长部分一、单项选择题1、菌株的定义应该是（）。

A.具有相似特性的细胞群体B.具有有限的地理分布的微生物群体C.从一单独的细胞衍生出来的细胞群体D.与种（species）一样定义2、微生物的干重一般为其湿重的（）。

A.5%～10%B.20%～25%C.25%以上D.10%～20%3、用于总活菌计数的方法是（）A.浊度计比浊法B.血球板计数法C.平板菌落计数法D.显微镜直接计数法4、下列不属于微生物直接计数法特点的是（）A.必须利用显微镜计数B.可以区分活菌与死菌C.不能区分活菌与死菌D.计数室都是400小格组成5、一个细菌每10分钟繁殖一代，经1小时将会有多少个细菌（）A.64B.32C.9D.16、代时是指（）。

A.从对数期结束到稳定期开始的间隔时间B.培养物从接种到开始生长所需要的时间C.培养物的生长时间D.细胞分裂繁殖一代所需要的时间7、微生物分批培养时，下列符合延迟期的特点是（）。

A.微生物的代谢机能非常不活跃B.菌体体积增大C.菌体体积不变D.菌体体积减小。

8、制备原生质体，选择适宜的菌龄期为（）A.迟缓期B.对数期C.稳定期D.死亡期。

9、下述那个时期细菌群体倍增时间最快（）A.稳定期B.衰亡期C.对数期D.延滞期10、细菌芽孢产生于（）A.对数生长期B.衰亡期C.稳定期前期D.稳定期后期正确答案：D11、处于（）的微生物，死亡数肯定大于新生数。

A.适应期B.对数期C.稳定期D.衰亡期12、指数期细菌的特点是（）A.细胞以指数速度死亡B.细胞准备开始分裂C.细胞以最快速度进行分裂D.细胞死亡数和分裂数相同13、细菌最适生长温度是（）℃A.35-40B.10-20C.20-30D.30-3514、真菌最适生长温度是（）℃A.35-40B.10-20C.20-30D.30-3515、微生物生长繁殖的最高温度是（）。

A.最高生长温度B.最适生长温度C.致死温度D.无法判断16、下面关于微生物最适生长温度判断，正确的是（）A.微生物群体生长繁殖速度最快的温度B.发酵的最适温度C.积累某一代谢产物的最适温度D.无法判断17、将土壤接种在含放射性碳的葡萄糖培养基中，5天后检查，下列那种情况证明土壤中有生命（）。

第五章微生物的代谢一、名词解释：01.新陈代谢（metabolism）：简称代谢，泛指发生在活细胞中的各种化学反应的总和，也是生物细胞与外界环境不断进行物质交换的过程。

包括合成代谢和分解代谢，它是推动生物一切生命活动的动力源。

02.合成代谢（anabolism）：又称同化作用。

微生物从环境吸收营养物质，在细胞内合成新的细胞物质和贮藏物质，并储存能量，建立生长、发育的物质基础的过程。

03.分解代谢（catabolism）：又称异化作用。

微生物分解营养物质，释放能量，供给同化作用、机体运动、生长和繁殖等生命活动所用，产生中间代谢产物，并排泄代谢废物和部分能量的过程。

04.生物氧化（biological oxidation）：分解代谢实际上是物质在生物体内经过一系列的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，这个过程也称为生物氧化。

05.呼吸作用（respiration）：微生物在降解底物的过程中，将释放的电子交给电子载体，再经过电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。

06.有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧作为氢和电子的最终受体的生物氧化过程，称为好氧呼吸或有氧呼吸。

07.无氧呼吸（anaerobic respiration）：又称为厌氧呼吸，在无氧的条件下，微生物以无机氧化物作为最终氢和电子受体的生物氧化过程。

08.发酵（fermentation）：狭义发酵：在无外源氢受体的条件下，细胞有机物氧化释放的[H]或电子交给某一内源性的中间代谢物，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。

即电子供体是有机物，而最终电子受体也是有机物的生物氧化过程。

广义发酵：泛指任何利用微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。

09.底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：物质在生物氧化过程中，常生成一些有高能键的化合物，这些化合物可直接偶联A TP或GTP的合成，这种产生ATP等高能键的方式称为底物水平磷酸化。