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
D．化能异养菌，以亚硝酸盐为最终的电子受体
11、Zymomonas mobiles 的同型酒精发酵通过下列哪个途径进行( )
A、EMP途径;
B、ED途径;
C、HMP途径;
D、Sticland反应
四、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．CO2是自养微生物的惟一碳源，异养微生物不能利用CO2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了电子受体进行的无氧呼吸。
7．底特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。
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。
5．比较呼吸作用与发酵作用的主要区别。
6．试述分解代谢与合成代谢的关系。
7．试述初级代谢和次级代谢与微生物生长的关系。
8．微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义?
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？
微生物的代谢习题答案
一、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A TP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CO2或有机碳化合物作为碳源，通过电子传递产生ATP 的细菌。
9．生物氧化：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。
10．初级代谢产物：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。
11．次级代谢产物：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。
12．巴斯德效应：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。
13．Stickland反应：两种氨基酸共同参与反应，其中一种进行氧化脱氨，脱下来的氢去还原另一氨基酸，使之发生还原脱氨，二者偶联的过程。
14．氧化磷酸化：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ATP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，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，H2，NH4+，H2S，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
三、选择题
1．B；2．A；3．C；4．A；5．D；6．B；7．B；8．D；9．D；10．B,11、B
四、是非题
1．+；2．－；3．－；4．－；5．+；6．－；7．－；8．+；9．+；10．+
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。
答：（1）共生固氮体系：
①根瘤菌(Rhizobium)与豆科植物共生；
②弗兰克氏细菌(Frankia) 与非豆科植物共生；
③蓝细菌(cyanobacteria)与某些植物共生；
④蓝细菌与某些真菌共生
（2）自生固氮体系：
①好氧自生固氮菌(Azotobacter,Azotomonas,etc)；
②厌氧自生固氮菌（Clostridium）：
③兼性厌氧自生固氮菌(Bacillus,Klebsiella,etc)；
④大多数光合细菌（蓝细菌，光合细菌）
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-、S2O32-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A TP酶合成A TP。
3．简述化能自养微生物的生物氧化作用。
答：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O2，因此，化能自养菌一般为好氧菌。电子供体是H2、NH4+、H2S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。NH3和亚硝酸(NO2-)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。H2S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CO2，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K2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A TP。
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。
答：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。
5．比较呼吸作用与发酵作用的主要区别。
答：呼吸作用和发酵作用的主要区别在于基质脱下的电子的最终受体不同，发酵作用脱下的电子最终交给了底物分解的中间产物；呼吸作用（无论是有氧呼吸还是无氧呼吸）从基质脱下的电子最终交给了氧。（有氧呼吸交给了分子氧，无氧呼吸交给了无机氧化物中的氧）。
6．试述分解代谢与合成代谢的关系。
答：分解代谢为合成代谢提供能量、还原力和小分子碳架；合成代谢利用分解代谢提供的能量，还原力将小分子化合物合成前体物，进而合成大分子。合成代谢的产物大分子化合物是分解代谢的基础，分解代谢的产物又是合成代谢的原料，它们在生物体内偶联进行，相互对立而又统一，决定着生命的存在和发展。
7．试述初级代谢和次级代谢与微生物生长的关系。
答：初级代谢是微生物细胞中的主代谢，它为微生物细胞提供结构物质，决定微生物细
胞的
生存和发展，它是微生物不可缺少的代谢。次级代谢并不影响微生物细胞的生存，它的代谢产物并不参与组成细胞的结构物质。次生代谢产物对细胞的生存来说是可有可无的。例如，当一个产红色色素的赛氏杆菌变为不产红色色素的菌株后，该菌照样进行生长繁殖。
8．微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义?
答：人类可利用微生物有益的次生代谢产物为人类的生产，生活服务：
（1）利用有益抗生素防治动植物病害，如用青霉素治疗人上呼吸道感染疾病，用井岗霉素防治水稻纹枯病。
（2）利用有益的毒素，如利用苏云金杆菌产生的伴胞晶体毒素防治鳞翅目害虫。
（3）利用微生物生产维生素，例如利用真菌生产维生素B2。
（4）利用微生物生产植物生长剌激素，如镰刀菌产生的赤霉素可促进植物生长。
（5）利用微生物生产生物色素安全无毒，如红曲霉产生的红色素。
（6）还可以利用霉菌生产麦角生物碱用于治疗高血压等病。
9.注明下列试验的阴阳性
六、论述题
1.比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。
答：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。丙酮酸丙酮酸之后的途径完全相同。
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。
答：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A TP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FADH2，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A TP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。
3．什么是无氧呼吸？比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。
答：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)→FP(黄素蛋白)→Fe．S(铁硫蛋㈠)→CoQ(辅酶Q)→Cyt b→Cyt c→Cyt a→Crt a3。
无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2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．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。
答：革兰氏阳性菌肽聚糖合成的3个阶段。
(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．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？
答：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．如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产？
答：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
绪论 3微生物是如何分类的？ 答为了识别和研究微生物，将各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构，生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及谈们的亲缘关系，有次序的分门别类排列成一个系统，从小到大按域、界、门、纲、目、科、属、种等分类。 6微生物有哪些特点？ 答、①个体极小：微生物的个体极小，有几纳米到几微米，，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。②分布广，种类繁多环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。③繁殖快大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。④易变异多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。 第一章 1病毒是一类怎样的微生物？他有什么特点？ 答病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感素主体内的超微笑微生物。它们只具有简单的独特结构，可通过细菌过滤器。特点：个体小、
没有合成蛋白质结构----核糖体、也没有合成细胞物质和繁殖所必需的酶系统，不具有独立代谢能力，必须专性寄生在活的敏感细胞内依靠宿主细胞和成病毒的化学组成和繁殖新个体。 3病毒具有怎样的化学组成和结构？ 答、病毒的化学组成由蛋白质和核酸，个体大的病毒还含有脂质和多糖。病毒没有细胞机构，确有其自身特有的结构。整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者够成核衣壳。完整具有感染力的病毒体叫病毒粒子。病毒粒子有两种一种不具被膜（囊膜）的裸漏病毒粒子，另一种是在核衣壳外面有被膜包围所构成的病毒粒子。 4叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。 答、吸附、侵入、复制与聚集、释放。吸附：大肠杆菌T系噬菌体以及它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分。侵入：噬菌体的尾部借着尾丝的帮助固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量而收、、、、、、、、、、、、P18 5什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？ 答、噬菌体有毒性噬菌体和温和噬菌体两种类型，侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体。维恩和噬菌体则是：当他侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。 6什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？
第五章微生物代谢试题 一．选择题： https://www.doczj.com/doc/5a3038806.html,ctobacillus是靠__________ 产能 A. 发酵 B. 呼吸 C. 光合作用 答:( ) 50781.50781.Anabaena是靠__________ 产能. A. 光合作用 B. 发酵 C. 呼吸 答:( ) 50782.50782.________是合成核酸的主体物。 A. 5----D 核糖 B. 5----D 木酮糖 C. 5----D 甘油醛 答:( ) 50783.50783.ATP 含有： A. 一个高能磷酸键 B. 二个高能磷酸键 C. 三个高能磷酸键 答:( ) 50784.50784.自然界中的大多数微生物是靠_________ 产能。 A. 发酵 B. 呼吸 C. 光合磷酸化 答:( ) 50785.50785.酶是一种__________ 的蛋白质 A. 多功能 B. 有催化活性 C. 结构复杂 答:( ) 50786.50786.在原核微生物细胞中单糖主要靠__________ 途径降解生成丙酮酸。 A. EMP B. HMP C. ED 答:( ) 50787.50787.参与脂肪酸生物合成的高能化合物是__________。 A.乙酰CoA B. GTP C. UTP 答:( ) 50788.50788.Pseudomonas是靠__________ 产能。 A. 光合磷酸化 B. 发酵 C. 呼吸 答:( ) 50789.50789.在下列微生物中__________ 能进行产氧的光合作用。 A. 链霉菌 B. 蓝细菌 C. 紫硫细菌 答: ( ) 50790.50790.合成环式氨基酸所需的赤藓糖来自__________。
1.微生物代谢工程定义、研究内容和研究手段。 定义: 经过某些特定生化反应的修饰来定向改进细胞的特性功能, 运用重组DNA技术来创造新的化合物。 研究内容: 生物合成相关代谢调控和代谢网络理论; 代谢流的定量分析; 代谢网络的重新设计; 中心代谢作用机理及相关代谢分析; 基因操作。 研究手段: 代谢工程综合了基因工程、微生物学、生化工程等领域的最新成果。因此, 在研究方法和技术方面主要有下列三大常见手段: (1)检测技术: 常规的化学和生物化学检测手段都可用于代谢工程的研究, 如物料平衡、同位素标记示踪法、酶促反应动力学分析法、光谱学法、生物传感器技术。 (2)分析技术: 采用化学计量学、分子反应动力学和化学工程学的研究方法并结计算机技术, 阐明细胞代谢网络的动态特征与控制机理, 如稳态法、扰动法、组合法和代谢网络优化等。 (3) 基因操作技术: 在代谢工程中, 代谢网络的操作实质上能够归结为基因水平上的操作: 涉及几乎所有的分子生物学和分子遗传学实验技术, 如基因和基因簇的克隆、表示、调控, DNA 的杂交检测与序列分析, 外源DNA 的转化, 基因的体内同源重组与敲除, 整合型重组DNA 在细胞内的稳定维持等。 2. 2.代谢改造思路和代谢设计原理。 代谢改造思路: 根据微生物的不同代谢特性, 常采用改变代谢流、扩展代谢途径和构建新的代谢途径三种方法。 (1)改变代谢途径的方法: 加速限速反应, 增加限速酶的表示量, 来提高产
物产率。改变分支代谢途径流向, 提高代谢分支点某一分支代谢途径酶活力, 使其在与其它的分支代谢途径的竞争中占据优势, 从而提高目的代谢产物的产量。 (2)扩展代谢途径的方法: 在宿主菌中克隆和表示特定外源基因, 从而延伸代谢途径, 以生产新的代谢产物和提高产率。扩展代谢途径还可使宿主菌能够利用自身的酶或酶系消耗原来不消耗的底物。 (3)转移或构建新的代谢途径: 经过转移代谢途径、构建新的代谢途径等方法来实现。 代谢设计原理: 现存代谢途径中改变增加目的产物代谢流: 增加限速酶编码基因的拷贝数; 强化关键基因的表示系统; 提高目标途径激活因子的合成速率; 灭活目标途径抑制因子的编码基因; 阻断与目标途径相竟争的代谢途径; 改变分支代谢途径流向; 构建代谢旁路; 改变能量代谢途径; 在现存途径中改变物流的性质: 利用酶对前体库分子结构的宽容性; 经过修饰酶分子以拓展底物识别范围; 在现存途径基础上扩展代谢途径: 在宿主菌中克隆、表示特定外源基因能够延伸代谢途径, 从而生产新的代谢产物、提高产率。 3. 微生物的基因操作技术有哪些? ( 举两例说明) 微生物的基因操作技术有: 核酸的凝胶电泳、核酸的分子杂交技术、DNA序列分析、基因的定点诱变、细菌的转化、利用DNA与蛋白质的相互作用进行核酸研究、PCR技术等。 基因定点突变(site-directed mutagenesis): 经过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列, 用于研究氨基酸残基对蛋白质的结构、催
一．名词解释 1.巴氏消毒法： 2.致死温度： 3.同步生长： 4.生长限制因子 5.次生代谢物 6.温和噬菌体： 7.致死时间： 8.灭菌: 9.消毒与灭菌： 10．disinfection 消毒continuous culture 连续培养 11．纯培养： 二．填空 1．混菌法平板计数，在10-2稀释度的平板中平均有32个细菌菌落，每毫升原始牛奶中有个__________细菌. 2．__________是在10分钟内将悬液中的所有微生物都杀死的最低温度。 3．__________ 酶能消除超氧化物自由基的毒害。 4．厌氧菌可生长在__________的培养基中 5根据细菌的生长曲线可将细菌的生长分为__________，__________, _________和__________ 四个时期，作为研究材料应取__________时期细菌最合适。 6．氢离子浓度（pH）可影响到细胞质膜电荷和养料吸收，大多数细菌的最适生长pH值为__________ 。 7书写莫诺（Monod）经验公式：__________，其含义是表示______________ . 8巴氏消毒采取的条件为：___________。 9高压蒸汽灭菌采取的条件为：_____________________。 10设一种细菌在接种时的细胞浓度为100个/ml，经400min的培养，细胞浓度增至10亿个/ml，则该菌在该段时间内的G为__________ ；R为__________ ；n为__________ 。（注：1/lg2=3.322，整个培养过程都处于对数期） 11好氧的微生物需要较____________（高、低）的氧化还原电位。厌氧的微生物需要较_____________（高、低）的氧化还原电位。 12烘箱热空气灭菌法的操作条件是控制温度在__________ ，维持时间为__________ 。
高中生物竞赛 辅导讲义 第五章微生物的营养和培养基 营养（或营养作用，nutrition）是指生物体从外部环境摄取其生命活动所必需的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。所以，营养为一切生命活动提供了必需的物质基础，它是一切生命活动的起点。有了营养，才可以进一步进行代谢、生长和繁殖，并可能为人们提供种种有益的代谢产物。 营养物（或营养，nutrient）则指具有营养功能的物质，在微生物学中，常常还包括光能这种非物质形式的能源在内。微生物的营养物可为它们正常生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质和良好的生理环境。 熟悉微生物的营养知识，是研究和利用微生物的必要基础，有了营养理论，就能更自觉和有目的地选用或设计符合微生物生理要求或有利于生产实践应用的培养基。 第一节微生物的六种营养要素 微生物的培养基配方犹如人们的菜谱，新的种类是层出不穷的。仅据1930年M．Levine等人在《培养基汇编》（ACompilationofCultureMedia）一书中收集的资料，就已达2500种。直至今天，其数目至少也有数万种。作为一个微生物学工作者，一定要在这浩如烟海的培养基配方中去寻找其中的要素亦即内在的本质，才能掌握微生物的营养规律。这正像人们努力探索宇宙的要素、物质的要素和色彩的要素等那样重要。
现在知道，不论从元素水平还是从营养要素的水平来看，微生物的营养与摄食型的动物（包括人类）和光合自养型的植物非常相似，它们之间存在着“营养上的统一性”（表5-1）。具体地说，微生物有六种营养要素，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。 一、碳源 凡能提供微生物营养所需的碳元素（碳架）的营养源，称为碳源（carbonsource）。如把微生物作为一个整体来看，其可利用的碳源范围即碳源谱是极广的，这可从表5-2中看到。 从碳源谱的大类来看，有有机碳源与无机碳源两大类，凡必须利用有机碳源的微生物，就是为数众多的异养微生物，凡能利用无机碳源的微生物，则是自养微生物（见本章第二节）。表5-2中已把碳源在元素水平上归为七种类型，其中第五类的“C”是假设的，至少目前还未发现单纯的碳元素也可作为微生物的碳源。从另外六类来看，说明微生物能利用的碳源类型大大超过了动物界或植物界所能利用的碳化合物。因而有人认为，任何高明的有机化学家，只要他将其新合成的产品投放到自然界，在那里早就有相应的能破坏、利用它的微生物在等待着了。据报道，至今人类已发现的有机物已超过700万种，由此可见，微生物的碳源谱该是多么广！ 微生物的碳源谱虽然很广，但对异养微生物来说，其最适碳源则是“C ?H?D”型。其中，糖类是最广泛利用的碳源，其次是醇类、有机酸类和脂类等。在糖类中，单糖胜于双糖和多糖，已糖胜于戊糖，葡萄糖、果糖胜于甘露糖、半乳糖；在多糖中，淀粉明显地优于纤维素或几丁质等纯多糖，纯多糖则优于琼脂等杂多糖和其他聚合物（如木质素）。
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：
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。
生工学院 课程编号：020101 课程名称：分子生物学（Molecular Biology） 总学时：41 学分：2.0 主讲教师：王正祥（教授） 主要内容：前言、分子生物学方法、转录和转录后加工、翻译、DNA复制重组和转座、基因组、实验。通过学习掌握分子生物学的基本知识，了解分子生物学的最新进展，掌握分子生物学中常用专业英文词汇，基本掌握分子生物学研究中的核心技术。 课程编号：020102 课程名称：基因操作实验技术（Laboratory Techniques for Gene Manipulation） 总学时：56 学分：2.0 主讲教师：王正祥（教授） 主要内容： 课程编号：020201 课程名称：工业微生物资源（Sources and Application of Industrial Microorganisms） 总学时：46 学分：2.0 主讲教师：诸葛健(教授) 主要内容: 工业微生物资源、目的菌株筛选、模拟放大、工业微生物的初步鉴定与保藏、专利保护。通过学习，可以帮助同学掌握工业微生物资源的获得方法和应用工业微生物生产的技术；为学位研究课题奠定应用工业微生物的技术基础。 课程编号：020202 课程名称：工业微生物育种学（Genentic Improvement of Industrial Microorganisms） 总学时：46 学分：2.0 主讲教师：诸葛健(教授) 主要内容:绪论、诱变育种、原生质体育种技术、基因工程育种技术。通过本课程的学习，将进一步规范微生物操作，完成单元实验和组合实验，为进入研究课题奠定有关的基础理论和实验技能。 课程编号：020203 课程名称:现代微生物实验技术(Modern Microbiology Laboratory Manual) 总学时：46 学分：2.0 主讲教师：诸葛健(教授) 主要内容：显微技术、微生物细胞特殊结构的观察、噬菌体、工业菌种的标记获得、核酸的测定、固定化技术等。通过本课程的学习使学生进一步了解和初步掌握一些现代微生物学上应用的实验技术，有利于学位论文中更多采用现代微生物学实验技术。 课程编号：020204
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。
第5章微生物代谢习题 填空题 1．代谢是细胞内发生的全部生化反应的总称，主要是由______和______两个过程组成。微生物的分解代谢是指______在细胞内降解成______，并______能量的过程；合成代谢是指利用______在细胞内合成______，并______能量的过程。2．生态系统中，______微生物通过______能直接吸收光能并同化C02，______微生物分解有机化合物，通过______产生CO2。 3. 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。 4. ______和______的乙醇发酵是指葡萄糖经______途径分解为丙酮酸后，进一步形成乙醛，乙醛还原生成乙醇；______的乙醇发酵是利用ED途径分解葡萄糖为丙酮酸，量后生成乙醇。 5．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______。 6．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。 7，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。 8．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______。 9．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。 10．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像N03-、NO2-；、SO42-、s2o3-、CO2：等无机化合物，或______等有机化合物。 11．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O2。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。 12．光合作用是指将光能转变成化学能并固定C02的过程。光合作用的过程可分成两部分：在______中光能被捕获并被转变成化学能，然后在______中还原或固定C02合成细胞物质。 13微生物有两种同化C02的方式：______和______。自养微生物固定C02的途径主要有3条：卡尔文循环途径，可分为______、______和______3个阶段；还原性三羧酸途径，通过逆向的三羧酸循环途径进行，多数酵与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的______是个例外；乙酰辅酶A途径，存在于甲烷产生菌、硫酸还原苗和在发酵过程中将C02转变乙酸的细菌中，非循环式CO2固定的产物是______和______。 14．Staphylococcus aureus肽聚糖合成分为3个阶段：细胞质中合成的______，在细胞膜中进一步合成______，然后在细胞膜外壁引物存在下合成肽聚糖。青霉素在细胞膜外抑制______的活性从而抑制肽聚糖的合成。 15．微生物将空气中的N2：还原为NH3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。 16.固氮酶包括两种组分：组分I(P1)是______，是一种______，由4个亚基组成；组分Ⅱ(P2)是一种______，是一种______，由两个亚基组成。P1、P2单独存在时，都没有活性，只有形成复合体后才有固氮酶活性。 17.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。 18．酶的代谢调节表现在两种方式：______是一种非常迅速的机制，发生在酶蛋白分子水平上；______是一种比较慢的机制，发生在基因水平上。 19．分支代谢途径中酶活性的反馈抑制可以有不同的方式，常见的方式是______、______、______、______等。______ 20. 细菌的二次生长现象是指当细苗在含有葡萄糖和乳糖的培养摹中生长时，优先利用 ______，当其耗尽后，细菌经过一段停滞期，不久在______的诱导下开始合成______，细菌开始利用______。该碳代谢阻遏机制包括______和______的相互作用。 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)HMP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途径的微生物中的一种替代途径，产能效率低，为微生物所特有。 (1)EMP途径 (2)HMP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
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( )
第五章微生物与发酵工程测试题附答案 班级姓名得分 一、选择题（每题1.5分，共60分） 1.细菌的遗传物质位于() A．核区和线粒体中；B．核区中；C．核区、质粒和线粒体中；D．核区和质粒中。 2.下列有关细菌繁殖的叙述，正确的是（） A.细菌通过有丝分裂进行分裂生殖 B.分裂生殖时DNA随机分配 C.分裂生殖时细胞质平均分配 D.分裂生殖时DNA复制后平均分配 3.关于病毒增殖的叙述中正确的是（） A.病毒侵入宿主细胞后，合成一种蛋白质 B.病毒的繁殖只在宿主的活细胞中进行 C.病毒繁殖时以核衣壳为单位进行 D.在普通培养基上能培养病毒 4.细菌繁殖中不可能发生的是（） A.有丝分裂 B.DNA复制 C.细胞壁形成 D.蛋白质合成 5.关于生长因子，下列说法不正确的是（）
A.是微生物生长不可缺少的微量有机物 B.是微生物生长不可缺少的微量矿质元素 C.主要包括维生素、氨基酸和碱基 D.一般是酶和核酸的组成成分 6.有关微生物营养物质的叙述中，正确的是（） A.是碳源的物质不可能同时是氮源 B.凡碳源都提供能量 C.除水以外的无机物只提供无机盐 D.无机氮源也能提供能量 7.四瓶失去标签的无色透明的液体各装有：大肠杆菌超标的自来水；丙球蛋白（一种抗体）溶液；溶解了DNA分子的NaCl溶液；葡萄糖溶液。依次利用下列哪组物质可以鉴别出来（） ①伊红—美蓝培养基②双缩尿试剂③苏丹Ⅲ④二苯胺⑤班氏试剂⑥斐林试剂⑦碘液 A．②③④⑤B．①③④⑥C．①②③⑦D．①②④⑦ 8.下面对菌落的表述不正确的是（） A.肉眼可见的菌落一般是由许多细菌大量繁殖而成的 B.霉菌等在面包上生长形成的不同颜色的斑块即为菌落 C.噬菌体能使固体培养基上的细菌裂从而使菌落变得透明 D.细菌、放线菌和真菌在培养基上形成的菌落形态不同 9.与下列几种微生物有关的叙述中正确的是（） ①酵母菌②乳酸菌③硝化细菌④蓝藻⑤烟草花叶病毒⑥根瘤菌
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
绪论（3分）第一章原核生物的形态、构造和功能（15分）第三章病毒和亚病毒（7分） 一、名词解释 微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 微生物化： 模式微生物: 微生物多样性: 细菌：一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。 古生菌：在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群。 L细菌：实验室或宿主体内通过自发突变而行成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株。 伴孢晶体：在形成芽孢的同时，会在芽孢旁行车形成一颗菱形、方形或不规则的碱溶性蛋白质晶体。 菌落：菌落（colony）由单个细菌（或其他微生物）细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构等特征的子细胞的群落。 放线菌：一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。 静息孢子：一种长在细胞链的中间或末端的形大、壁厚、色深的休眠细胞，富含贮藏物，能抵御干旱等不良环境的孢子。 病毒:是一类核酸合蛋白质等少数集中成分组成的超显微“非细胞生物”。 基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。 最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。 巴氏消毒法：一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。 细菌质粒：游离于细菌核基因组以外具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子。 温和噬菌体：能引起溶源性的噬菌体。 前噬菌体：凡能引起溶源性的噬菌体侵入的宿主细胞 病毒包涵体：病毒在增殖的过程中，常使寄主细胞内形成一种蛋白质性质的病变结构，一般是由完整的病毒颗粒或尚未装配的病毒亚基聚集而成。 噬菌体：原核生物的病毒。 阮病毒：一种不含核酸的传染性蛋白质分子。 周质空间：界于外膜和细胞质膜之间的透明空间。 溶原性细菌：温和噬菌体侵入的宿主细胞。 噬菌斑生成单位（效价）：每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。 一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。 糖被：包被与某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。 二、填空题 1.微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称，其特点是个体微小、构造简单和进化地位低。
第五章微生物的 代谢 第一节代谢概论 一、代谢（metabolism）的基本概念 分解代谢(catabolism) ：又称异化作用，指细胞将复杂大分子物质降解成简单的小分子物质，称为分解代谢。 合成代谢(anabolism) ：又称同化作用，细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子物质（细胞物质）的作用。 微生物代谢都具有新陈代谢的三大特点： 温和条件下由酶催化进行的； 顺序性； 高度灵敏的自动调节。 根据微生物在代谢过程中产生的代谢产物在生物机体内的作用可分为： 初级代谢：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必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。 次级代谢：某些生物为了避免在初级代谢过程某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。通过次级代谢合成的产物通常称为次级代谢产物。 初级代谢与次级代谢的关系，具体有以下几点： 存在范围及产物类型不同； 对产生者自身的重要性不同； 同微生物生长过程的关系明显不同； 对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同；
相关酶的专一性不同； 某些机体内存在的二种既有联系又有区别的代谢类型。 二、酶 （一）酶的一般性质：酶是一种具有催化活性的，蛋白质的有机催化剂。 酶具有以下特点： 酶催化效率高； 酶对催化的反应具有专一性； 酶是蛋白质。 （二）酶的结构 按酶的组成可以把酶分为两大类： 单成分酶：单一的酶蛋白组成，本身直接具有催化活性； 双成分酶：除酶蛋白主体外，还有非蛋白质的辅因子部分。 根据辅因子与酶蛋白结合能力的大小可分为两种类型： 辅基：与酶蛋白不以共价键相连接，很难将它们分离开的一种 成份。 辅酶：与酶蛋白不以共价键相连接，彼此结合很松弛而易分离开的成份。 激活剂：指金属离子，它们的存在使得酶分子或底物具有利于反应进行的稳定的空间构型。 （三）酶促反应机制 第二节微生物产能代谢 一切生命活动都是耗能反应，因此，能量代谢是一切生物代谢的核心问题。 一、生物氧化： 生物氧化就是发生在活细胞内的一切产能性氧化反应的总称在生物氧化过程中释放的能量可被微生物直接利用，也可通过能量转换储存在高能化合物（如ATP）中，以便逐步被利用，还有部分能量以热的形式被释放到环境中。 ATP作为细胞中能量转移中心的原因：细胞内几乎所有的生物化学反应都要酶催化和能量，但大多数酶只能用ATP起偶联作用；ATP所含的自由能在PH7.0时为－7.3千卡，这种分子比较稳定，又易引起反应。 二. 化能异养微生物的生物氧化