第7章 微生物代谢
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838食品微生物学课后重点习题解析
838食品微生物学课后重点习题解析第一章绪论本章主要讲了微生物学、食品微生物学的研究内容，微生物学的发展史，微生物的特点，微生物在食品行业中的应用，食品微生物的发展与展望。
共６个考点后２个为重要考点，前４个一般考点，本讲考点在考研中基本上会考一道简答题或者论述，名词解释可能会考到。
２．考点概述（１）微生物的特点，相关名词解释（２）微生物与食品行业的关系（３）食品微生物的发展与展望３．复习思路及目的（１）掌握微生物含义（２）熟悉食品微生物学研究范围（３）微生物与食品行业的关系本章课后习题解析一、名词解释。
１．微生物【答案要点】微生物是指肉眼看不到、需借助显微镜放大才能观察到的一群微小生物的总称。
２．微生物学【答案要点】是研究微生物及其生命活动基本规律和应用的科学。
３．食品微生物学【答案要点】是微生物学的一个分支学科，是研究与食品有关微生物的特性及其在食品中的应用和安全控制的科学。
二、简答题。
１．简述微生物的基本特点【习题解析】一定要答全面【答案要点】（１）体积微小、比表面积大。
（２）生长旺盛，繁殖快。
（３）分布广泛，种类繁多。
（４）适应性强，代谢途径多，易变异。
２．简述食品微生物学的研究内容。
【习题解析】考到的可能性很大【答案要点】与食品生产、食品安全有关的微生物特性，如何更好地利用有益微生物生产食品及改善食品质量，防止有害微生物引起的食品腐败变质、食物中毒，不断开发新的食品微生物资源。
３．为什么说巴斯德和科赫是微生物学发展的奠基人【习题解析】回答上二人的贡献即可。
【答案要点】巴斯德：通过令人信服的曲颈瓶实验，揭示了腐败的本质。
主要贡献：否定“自然发生学说，建立胚种学说；巴氏消毒法；接种疫苗预防疫病。
科赫的主要贡献：１．细菌分离纯化技术２．培养基制作与染色技术，创立了显微摄影、悬滴培养及染色等一整套微生物研究方法。
３．提出了著名的柯赫法则：①病原微生物总是在患传染病的动物中发现，不存在于健康个体中；②可自原寄主获得病原微生物的纯培养；③纯培养物人工接种健康寄主，必然诱发与原寄主相同的症状；④必须自人工接种后发病寄主再次分离出同一病原的纯培养。
《医学微生物学》第7章细菌的感染与免疫练习题及答案
《医学微生物学》第7章细菌的感染与免疫练习题及答案【知识要点】1.掌握：（1）正常菌群的概念及其生理作用；菌群失调及产生原因。
（2）感染、传染、LD50、ID50的概念。
（3）细菌致病性、毒力、微菌落、生物膜的概念；细菌致病性的各种因素及其特点。
（4）内毒素和外毒素的概念、作用特点及二者的主要区别。
（5）毒血症、菌血症、败血症、脓毒血症、内毒素血症以及带菌者的概念。
（6）抗菌免疫机制。
（7）医院内感染的概念。
2.熟悉：（1）超抗原的概念、基本特征及所致疾病。
（2）感染的来源、方式与途径、类型。
（3）抗菌感染的非特异性和特异性免疫机制。
（4）医院感染及医院感染的分类、预防、控制。
3.了解：（1）细菌的数量、侵入门户及其与致病的关系。
（2）微生态平衡与微生态失调的防治【课程内容】第一节正常菌群与机会致病菌一、正常菌群二、机会致病菌三、微生态平衡与失调第二节细菌的致病作用一、细菌的毒力（一）侵袭力（二）毒素（三）超抗原与疾病二、细菌侵入的数量三、细菌侵入的途径第三节宿主的免疫防御机制一、非特异性免疫机制（一）屏障结构（二）吞噬细胞（三）体液因素二、特异性免疫（一）体液免疫（二）细胞免疫（三）黏膜免疫三、抗细菌感染免疫的特点（一）抗胞外菌感染的免疫（二）抗胞内菌感染的免疫第四节感染的发生与发展一、感染的来源与传播二、感染的类型三、环境因素对感染的影响第五节医院感染一、医院感染的基本特点二、医院感染的微生态特征三、医院感染的流行病学特征四、医院感染的危险因素五、医院感染的预防和控制【应试习题】一、名词解释1．ID50（半数感染量）2．LD50（半数致死量）3．毒血症4．脓毒血症5．内毒素血症6．败血症7．菌血症8．感染（infection）9．致病微生物10．毒力因子11．侵入12．外毒素13．内毒素14．隐性感染15．显性感染16．特异性免疫17．血脑屏障18．自然杀伤细胞19．胞外菌20．完全吞噬21．溶菌酶 22．调理吞噬作用23．条件致病菌(conditioned pathogen)24．菌群失调（dysbacteriosis）25．正常菌群（normalflora）26．二重感染27．医院感染28．内源性医院感染29．外源性医院感染30．微生态平衡31．微生态失衡二、填空题1．病原菌毒力的物质基础是_______和_______。
第七章 抗生素的代谢
绝大多数抗生素是在限制无机磷的条件下进行生产。
无机磷促进初级代谢，抑制次级代谢。 无机磷控制抗生素产生菌的DNA、RNA和蛋白质的合成，
控制糖代谢、细胞呼吸和胞内ATP水平。 在无机磷过量存在的情况下，细胞利用葡萄糖的速率增
加，胞内DNA、RNA和蛋白质的量增加，呼吸速率上升， 次级代谢物的合成受阻。或者使进行中的次级代谢活动马 上中止。
总之，微生物次级代谢，其目的产物的生物合成途径取 决于微生物的培养条件和菌种的特异性。
（二）次级代谢与初级代谢产物的关系
1 从菌体生化代谢方面分析
许多抗生素的基本结构是由少数几种初级代谢产物构 成的，所以次级代谢产物是以初级代谢产物为母体衍生 出来的，次级代谢途径并不是独立的，而是与初级代谢 途径有密切关系的。
图 2-49 青霉素抑制肽聚糖交联的机制
青霉素分子的β-内酰胺四元环是带有张力的， 因此这个环的肽键具有高活性，这个肽键很容易 断开，断开时青霉素分子的空间结构和转肽酶的 底物很相似。
五、抗生素的合理使用
抗生素是一把双刃剑，一旦被滥用，不仅不利 于健康，还会给人体带来严重伤害。细菌在抵抗抗 生素的杀灭作用时，会产生耐药性，导致耐药细菌 的出现。在不合理使用抗生素的情况下，抗生素频 繁刺激细菌，使细菌迅速耐药，甚至任何一种耐药 菌都有可能发展成为超级耐药菌。近年来由于对抗 生素的过分依赖和滥用，使抗生素在治疗的同时， 又成为威胁人类健康的“隐形杀手”。
第七章 抗生素发酵的代谢与控制
第一节 抗生素概述
一、青霉素（第一个抗生素）的发现
1928年秋天，英国细菌学家 Flaming 在英国伦敦的一个条 件极差的地下实验室进行细菌 培养工作 。一次偶然的机会 发现了青霉素（ Penicillin ）。
微生物学复习思考题
《微生物学》复习思考题第1章绪论1.名词解释：微生物，微生物学2.用具体事例说明人类与微生物的关系。
3.微生物包括哪些类群？4.为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?5.试根据微生物的特点，谈谈为什么说微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友？第2章原核微生物1.名词解释：肽聚糖、溶菌酶、核区、异形胞2.根据革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁通透性来说明革兰氏染色的机制。
3.什么是芽胞？它在什么时候形成？试从其特殊的结构与成分说明芽孢的抗逆性。
渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？4.立克次氏体有哪些与专性活细胞内寄生有关的特性？它们有什么特殊的生活方式？衣原体与立克次氏体都为专性活细胞内寄生，两者有何差别？5.螺旋体和螺旋菌有何不同？6.什么是缺壁细菌？试简述四类缺壁细菌的形成、特点和实践意义。
7.试述古生菌和细菌的主要区别。
8.什么是学名？什么是双名法？用具体的例子说明。
9.试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。
10.细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有什么特点？第三章真核微生物1.名词解释：真菌、霉菌、酵母菌、真酵母、假酵母。
2.举例说明霉菌与酵母菌与人类的关系。
3.试列表说明真核微生物与原核微生物的主要区别。
4.试图示真核生物“9+2型”鞭毛的横切面构造，并简述其运动机理。
5.细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的菌落有何不同？6.试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原生质体的制备方法。
7.丝状真菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点？它们可以分化出哪些特殊结构？8.试述真菌的孢子类型和特点。
第4章病毒1. 名词解释：病毒粒子、烈性噬菌体、温和噬菌体、溶源性转变、前噬菌体、溶源性细菌、裂解量、类病毒、朊病毒。
2. 病毒区别于其他生物的特点是什么? 根据你的理解，病毒应如何定义?3. 试述病毒的主要化学组成及其功能。
4. 病毒壳体结构有哪几种对称形式? 毒粒的主要结构类型有哪些?5. 病毒核酸有哪些类型和结构特征?各类病毒基因组的复制策略有何区别?6. 病毒复制循环可分为哪几个阶段? 各个阶段的主要过程如何?( 以T4噬菌体为例说明)7. 病毒的非增殖性感染有哪几类?引起病毒非增殖性感染的原因是什么?8. 亚病毒有哪几类? 各自有何特点?9. 某发酵工厂生产菌株经常因噬菌体"感染"而不能正常生产，在排除了外部感染的可能性后有人认为是由于溶源性菌裂解所致，你的看法如何? 并请设计一实验证明之。
第七章微生物的次级代谢及其调节
第七章微生物的次级代谢及其调节授课内容：第一节次级代谢与次级代谢产物第二节次级代谢产物的生物合成第三节次级代谢的特点第四节次级代谢的生理功能第七章微生物的次级代谢第一节次级代谢与次级代谢产物一、次级代谢的概念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。
是某些微生物为了避免在代谢过程中某种代谢产物的积累造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。
这一过程的产物称为次级代谢产物。
也有把初级代谢产物的非生理量的积累，看成是次级代谢产物，例如微生物发酵产生的维生素、柠檬酸、谷氨酸等。
二、次级代谢产物的类型（一）根据产物的作用分类根据次级代谢产物的作用可以分为抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等类型。
1、抗生素：这是微生物、植物和动物所产生的，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。
目前从自然界发现和分离的抗生素已有5000种；通过化学结构的改造，共制备了约3万余种半合成抗生素。
青霉素、链霉素、四环素类、红霉素、新生霉素、多粘霉素、利福平、放线菌素（更生霉素）、博莱霉素（争光霉素）等达数百种抗生素已进行工业生产。
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：作为次生物质，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B；分枝杆菌产生吡哆素和烟酰胺；假单胞菌产生生物素；12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。
化生专业微生物-第7章-微生物的生长(上传)
好氧菌的曲法培养；厌氧菌的堆积培养法
2、液体培养法（in liquid medium）
好氧菌的浅盘培养（shallow pan cultivation） 深层液体培养—— 发酵罐（fermenter）
Chapter7-3-环境对微生） 生长是微生物与外界环境因素共同作 用的结果。环境条件的改变，在一定限度 内，可引起微生物形态、生理、生长、繁 殖等特征的改变。当环境条件的变化超过 一定极限，则导致微生物的死亡。
高层琼脂柱、厌氧培养皿、Hungate滚管
技术、厌氧罐（anaerobic jar）技术、
厌氧手套箱（anaerobic glove box） 。
2、液体培养（in liquid medium）
（1）好氧菌（aerobes）
氧的供应是好氧菌生长繁殖的限制因 子，为保证溶解氧浓度，必须增加培养液 和氧的接触面或提高氧分压：浅层培养； 振荡培养；深层液体培养器的底部通入加 压空气；对培养液进行机械搅拌。
主要因素：营养条件、理化因素、生物因素
一、温度（Temperature）
不同微生物的生长温度范围有宽有 窄，但都有最低生长温度，最适生长温
度，最高生长温度这3个重要指标，即生
长温度三基点（three cardinal point）。
把微生物作为一个整体来看，其温
度的三基点极其宽。
根据生长温度的范围，可把微生物
生长曲线（Growth curve）：定量描述液体 培养基中微生物群体生长规律的实验曲线。
把少量纯种单细胞微生物接种到定量的液体培 养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横 座标，以菌数的对数为纵座标作图，得到的一条反
映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
根据微生物的生长速率常数，生长曲线可以分为： 延滞期，对数期，稳定期和衰亡期等4个生长时期
2、液体培养法（in liquid medium）
好氧菌的浅盘培养（shallow pan cultivation） 深层液体培养—— 发酵罐（fermenter）
Chapter7-3-环境对微生） 生长是微生物与外界环境因素共同作 用的结果。环境条件的改变，在一定限度 内，可引起微生物形态、生理、生长、繁 殖等特征的改变。当环境条件的变化超过 一定极限，则导致微生物的死亡。
高层琼脂柱、厌氧培养皿、Hungate滚管
技术、厌氧罐（anaerobic jar）技术、
厌氧手套箱（anaerobic glove box） 。
2、液体培养（in liquid medium）
（1）好氧菌（aerobes）
氧的供应是好氧菌生长繁殖的限制因 子，为保证溶解氧浓度，必须增加培养液 和氧的接触面或提高氧分压：浅层培养； 振荡培养；深层液体培养器的底部通入加 压空气；对培养液进行机械搅拌。
主要因素：营养条件、理化因素、生物因素
一、温度（Temperature）
不同微生物的生长温度范围有宽有 窄，但都有最低生长温度，最适生长温
度，最高生长温度这3个重要指标，即生
长温度三基点（three cardinal point）。
把微生物作为一个整体来看，其温
度的三基点极其宽。
根据生长温度的范围，可把微生物
生长曲线（Growth curve）：定量描述液体 培养基中微生物群体生长规律的实验曲线。
把少量纯种单细胞微生物接种到定量的液体培 养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横 座标，以菌数的对数为纵座标作图，得到的一条反
映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
根据微生物的生长速率常数，生长曲线可以分为： 延滞期，对数期，稳定期和衰亡期等4个生长时期
微生物的合成代谢
由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸
ATP ADP
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
Gln Glu 果糖-6-磷酸
乙酰CoA CoA
葡糖胺-6-磷酸
N-乙酰葡糖胺-6-磷酸
UTP PPi
N-乙酰葡糖胺-1-磷酸
N-乙酰葡糖胺-UDP
磷酸烯醇式丙酮酸 Pi NADPH NADP
N-乙酰胞壁酸-UDP
“Park”核苷酸 的合成
举例
氨基酸,单糖,单核苷酸 蛋白质,多糖,核酸
蛋白质,多糖,核酸,脂类 抗生素,激素,毒素,色素
初级代谢产物的合成 肽聚糖合成，固氮，微 生物次级代谢反应
微生物合成代谢的原料
微生物合成作用需要小分子物质、能量和还原力 NAD(P)H2
2020/7/18
来源：
小分子物质、 能量和还原力 NAD(P)H2
丙酮酸脱羧 脂肪氧化
在生物合成中的作用
核苷糖类 戊糖 多糖贮藏物 核苷酸 脱氧核糖核苷酸
芳香氨基酸 芳香氨基酸 葡萄糖异生 CO2固定
胞壁酸合成 糖的运输 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸 CO2固定
丝氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 谷氨酸 脯氨酸 精氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 异亮氨酸
脂肪酸 类异戊二烯 甾醇
菌。二者的区别是，甲基营养菌需要的碳化物比CO2的还原性高 ，有些种能够利用甲醇、甲胺进行生长，但不能利用甲烷，它们 属于化能有机营养微生物，如生丝微菌(Hyphomicrobium)、假单 胞菌、芽胞杆菌和弧菌等属中的一些种。甲烷营养菌则既能利用 甲烷，也能利用更为氧化的一碳化合物，如甲酸，但不能利用具 有C--C键的物质
• EMP • HMP • ED • WD
2020/7/18
《环境生物学》 第七章
把活性污泥微生物对有机废水有机物或基质的生化呼吸线与其内源 呼吸线相比较，作为基质可生物降解性的评价指标，可作出如图7-1所 示的耗氧曲线，有三种情况：
结论： （1）生化呼吸线位于内源呼吸线之上，表明该有机物或废水可被微生物 氧化分解。两条呼吸线之间的距离越大，有机物或废水的生物降解性越好； 反之亦然（图7-1A）。 （2）生化呼吸线与内源呼吸线基本重合，表明该有机物不能被活性污泥 微生物氧化分解，但对微生物的生命活动无抑制作用（图7-1B）。 （3）生化呼吸线位于内源呼吸线之下，说明该有机物不能被微生物分解， 且对微生物生长产生了有害抑制作用，生化呼吸线越接近横坐标，抑制作 用越大（图7-1C）。 3、测定相对耗氧速率曲线
第七章 生物净化和治理的传 统方法
[本章要点]
本章介绍了环境生物技术的定义、研究 内容和在环境领域中的应用，阐述了微生物 处理污染物的特点、原理、影响因素和传统 微生物处理法的工作原理和方法。
环境生物技术（environmental biotechnology）诞生的背景：
由于人们的生产，生活活动对环境造成了各种各样的污染，人类 的生存和发展面临着严峻的挑战，迫使人类必须发动一场“环境革命” 来拯救自身，环境生物技术因此而诞生并日益受到重视，人们把生物 技术开发和应用的注意力转向环境保护。
6.废物强化处理技术研究
7.环境的生物监控技术研究
四个热门方向：
基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，如何解决其遗传 稳定性、功能高效性和生态安全性等方面问题
开发废物资源化和能源化技术，利用废物生产单细胞蛋白、生物塑料、 生物农药、生物肥料以及利用废物生产生物能源，例如甲烷、氢气、乙醇 等
耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量，生物量可用活性污
结论： （1）生化呼吸线位于内源呼吸线之上，表明该有机物或废水可被微生物 氧化分解。两条呼吸线之间的距离越大，有机物或废水的生物降解性越好； 反之亦然（图7-1A）。 （2）生化呼吸线与内源呼吸线基本重合，表明该有机物不能被活性污泥 微生物氧化分解，但对微生物的生命活动无抑制作用（图7-1B）。 （3）生化呼吸线位于内源呼吸线之下，说明该有机物不能被微生物分解， 且对微生物生长产生了有害抑制作用，生化呼吸线越接近横坐标，抑制作 用越大（图7-1C）。 3、测定相对耗氧速率曲线
第七章 生物净化和治理的传 统方法
[本章要点]
本章介绍了环境生物技术的定义、研究 内容和在环境领域中的应用，阐述了微生物 处理污染物的特点、原理、影响因素和传统 微生物处理法的工作原理和方法。
环境生物技术（environmental biotechnology）诞生的背景：
由于人们的生产，生活活动对环境造成了各种各样的污染，人类 的生存和发展面临着严峻的挑战，迫使人类必须发动一场“环境革命” 来拯救自身，环境生物技术因此而诞生并日益受到重视，人们把生物 技术开发和应用的注意力转向环境保护。
6.废物强化处理技术研究
7.环境的生物监控技术研究
四个热门方向：
基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，如何解决其遗传 稳定性、功能高效性和生态安全性等方面问题
开发废物资源化和能源化技术，利用废物生产单细胞蛋白、生物塑料、 生物农药、生物肥料以及利用废物生产生物能源，例如甲烷、氢气、乙醇 等
耗氧速率就是单位生物量在单位时间内的耗氧量，生物量可用活性污
微生物学复习思考题
微⽣物学复习思考题《微⽣物学》复习思考题第1章绪论1.名词解释：微⽣物，微⽣物学2.⽤具体事例说明⼈类与微⽣物的关系。
3.微⽣物包括哪些类群？它有哪些特点?4.为什么说巴斯德和柯赫是微⽣物学的奠基⼈?5.试根据微⽣物的特点，谈谈为什么说微⽣物既是⼈类的敌⼈，更是⼈类的朋友？6.简述21世纪微⽣物学发展的主要趋势。
第2章原核微⽣物1.名词解释：肽聚糖、溶菌酶、核区、异形胞2.根据⾰兰⽒阳性细菌与⾰兰⽒阴性细菌细胞壁通透性来说明⾰兰⽒染⾊的机制。
3.什么是芽孢？它在什么时候形成？试从其特殊的结构与成分说明芽孢的抗逆性。
渗透调节⽪层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？4.⽴克次⽒体有哪些与专性活细胞内寄⽣有关的特性？它们有什么特殊的⽣活⽅式？⾐原体与⽴克次⽒体都为专性活细胞内寄⽣，两者有何差别？5.螺旋体和螺旋菌有何不同？6.什么是缺壁细菌？试简述四类缺壁细菌的形成、特点和实践意义。
7.举例说明细菌的属名和种名。
8.试述古⽣菌和细菌的主要区别。
9.试根据细菌和古⽣菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在⾃然界中分布泛。
10.细菌（狭义）、放线菌、霉菌、酵母在繁殖⽅式上各有什么特点？第三章真核微⽣物1.名词解释：真菌、霉菌、酵母菌、真酵母、假酵母。
2.举例说明霉菌与酵母菌与⼈类的关系。
3.试列表说明真核微⽣物与原核微⽣物的主要区别。
4.试图⽰真核⽣物“9+2型”鞭⽑的横切⾯构造，并简述其运动机理。
5.细菌(狭义)、放线菌、酵母菌和霉菌的菌落有何不同？6.试⽐较细菌(狭义)、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原⽣质体的制备⽅法。
7.丝状真菌的营养菌丝和⽓⽣菌丝各有何特点？它们可以分化出哪些特殊结构？8.试述真菌的孢⼦类型和特点。
第4章病毒1. 名词解释：病毒粒⼦、烈性噬菌体、温和噬菌体、溶源性转变、前噬菌体、溶源性细菌、裂解量、类病毒、朊病毒。
2. 病毒区别于其他⽣物的特点是什么? 根据你的理解，病毒应如何定义?3. 试述病毒的主要化学组成及其功能。
代谢ppt课件
在发酵条件下有机化合物只是部分地被氧化，故 8
发酵（fermentation） 在工业生产中常把好氧或兼性厌氧微生物 在通气或厌气的条件下的产品生产过程统 称为发酵。
9
异养微生物的生物氧化
发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起；被 还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需 要外界提供电子受体。
光合色素：光合生物所特有的色素，是 将光能转化为化学能的关键物质。
无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是 象NO3-, NO2-,SO42-,S2O32-,CO2等这类外 源受体。
无氧呼吸也需要细胞色素等电子传递体， 并在能量分级释放过程中伴随着磷酸化 作用，也能产生较多的能量用于生命活 动。但由于部分能量随电子转移传给最 13
无氧呼吸
无氧呼吸的氧化底物一般为有机物，如葡 萄糖、乙酸和乳酸等。它们被氧化为CO2， 有ATP生成。
无氧呼吸的特点是底物按常规途径脱氢后，经
部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物（个
别是有机物延胡索酸）受氢。
无机盐呼吸 无氧呼吸
硝酸盐呼吸
NO2-,N2O,NO,N2 NO3- SO32-,S3O62-,S2O32-,H2S
硫酸盐呼吸
硫呼吸
S2-
SO42-
S0 产乙酸细菌
CH3COOH
碳酸盐呼吸 产甲烷菌
基质（底物）水平磷酸化：厌氧微生物和兼 性厌氧微生物在此过程中，产生一种含高自 由能的中间体，如含高能键的1,3-二磷酸甘 油酸。这一中间体将高能键交给ADP，使 ADP磷酸化而生成ATP。
氧化磷酸化：好氧微生物在呼吸时，通过电 子传递体系产生ATP的过程叫氧化磷酸化。
3
代谢概论
有机物
最初能源
发酵（fermentation） 在工业生产中常把好氧或兼性厌氧微生物 在通气或厌气的条件下的产品生产过程统 称为发酵。
9
异养微生物的生物氧化
发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起；被 还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需 要外界提供电子受体。
光合色素：光合生物所特有的色素，是 将光能转化为化学能的关键物质。
无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是 象NO3-, NO2-,SO42-,S2O32-,CO2等这类外 源受体。
无氧呼吸也需要细胞色素等电子传递体， 并在能量分级释放过程中伴随着磷酸化 作用，也能产生较多的能量用于生命活 动。但由于部分能量随电子转移传给最 13
无氧呼吸
无氧呼吸的氧化底物一般为有机物，如葡 萄糖、乙酸和乳酸等。它们被氧化为CO2， 有ATP生成。
无氧呼吸的特点是底物按常规途径脱氢后，经
部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物（个
别是有机物延胡索酸）受氢。
无机盐呼吸 无氧呼吸
硝酸盐呼吸
NO2-,N2O,NO,N2 NO3- SO32-,S3O62-,S2O32-,H2S
硫酸盐呼吸
硫呼吸
S2-
SO42-
S0 产乙酸细菌
CH3COOH
碳酸盐呼吸 产甲烷菌
基质（底物）水平磷酸化：厌氧微生物和兼 性厌氧微生物在此过程中，产生一种含高自 由能的中间体，如含高能键的1,3-二磷酸甘 油酸。这一中间体将高能键交给ADP，使 ADP磷酸化而生成ATP。
氧化磷酸化：好氧微生物在呼吸时，通过电 子传递体系产生ATP的过程叫氧化磷酸化。
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代谢概论
有机物
最初能源
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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
蛋白质、核酸及其不同程度的降解产物通常是作为微生物生长的氮源物质或作为生长因子，在某些条件下可作为某些有机体的能源物质。
菌种：大多数为真菌。
应用：传统的发酵豆制品、蛋白酶生产等。
（三）脂肪与脂肪酸的代谢
可作为碳源和能源，但一般利用缓慢，尤其有其他容易利用的碳源与能源物质时，一般不被微生物利用。
脂肪→脂肪酸+甘油
甘油→丙酮酸→三羧酸循环→CO2+H2O
二、合成代谢
定义：微生物利用分解代谢所产生的能量、中间产物以及从外界吸收的小分子物质，合成复杂的细胞物质的过程称为合成代谢。
要素：能量、还原力与小分子前体物质。
能量：由ATP和质子动力提供。
还原力：NADH2和NADPH2。
三、分解代谢与合成代谢的关系
微生物细胞内的物质代谢是一个完整而统一的过程。
分解代谢与合成代谢过程中的重要中间产物。
第三节微生物初级代谢和次级代谢
一、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需的物质和能量的过程。
是一种微生物自我调节代谢的方式。
1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞；
2.通过酶的定位控制酶与底物的接触；
3.控制代谢流。
包括：酶活性的调节:激活与抑制
酶合成的调节:诱导和阻遏
初级代谢：是酶分子水平上的调节。
（一）酶活性的调节：通过改变酶分子活性来调节新陈代谢的速率，包括酶活性的激活和抑制。
1、酶活性的激活：最常见的是前体激活，即代谢途径中后面的反应可被该途径较前面的一个产物所促进。
2、酶活性的抑制：表现在某代谢途径的末端产物过量时，它可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而避免了末端产物的过多累积。
主要表现在氨基酸、核苷a. 同功酶调节
定义：催化相同的生化反应，而酶分子结构有差别的一组酶。
特点：是在分支途径中第一个酶有一组同工酶，每一分支代谢产生的终产物只对一种同工酶具有反馈抑制作用，某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。
b.协同反馈抑制
定义：分支代谢途径中几个末端产物同时过量时,才能抑制共同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式。
c.累积反馈抑制
定义：每一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制共同途径中前面的酶，所以当几种末端产物共同存在时它们的抑制作用是积累的，各末端产物之间既无协同效应，亦无拮抗作用。
d.顺序反馈抑制
一种终产物的积累,导致前一中间产物的积累，通过后者反馈抑制合成途径关键酶的活性，使合成终止。
（二）酶合成的调节：通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制。
1、诱导：凡能促进酶生物合成的现象，称为诱导(induction)。
2、阻遏：凡能阻碍酶生物合成的现象，称为阻遏(repression)。
分末端产物反馈阻遏、分解代谢物阻遏。
是基因水平上的调节，间接而缓慢。
1、诱导
组成酶：是细胞固有的酶类，其合成是在相应的基因控制下进行的，它不因分解底物或其结构类似物的存在而受影响。
诱导酶：是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。
如E.coil 在乳糖培养基,产生的β-半乳糖苷酶、半乳糖苷渗透酶。
能促进诱导酶产生的物质称为诱导物(inducer)，常是该酶的底物，或底物类似物或底物前体物质。
诱导的类型：底物诱导和中间产物诱导。
2.阻遏（repression）
凡能阻碍酶生物合成的现象。
②.分解产物的阻遏
二、微生物的次级代谢
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物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。
微生物体内存在着相互联系、相互制约的代谢过程，微生物的生长是细胞内所有反应的总和。
次级代谢是建立在初级代谢基础上的。
（一）微生物次级代谢产物
1、抗生素：指选择性地抑制或杀死某些微生物生长的化合物。
2、毒素：有些微生物在代谢过程中，能产生某些对人或动物有毒害的物质，称为毒素。
3、激素：某些微生物能产生刺激动物生长或性器官发育的激素类物质，如赤霉素、细胞分裂素、生长素等。
4、色素：微生物在生长过程中能合成不同颜色的色素。
有的在细胞内，有的分泌到细胞外。
（二）微生物次级代谢的调节
1、初级代谢对次级代谢的调节：次级代谢产物的生物合成途径是初级代谢产物生物合成途径的延长或分支。
2、分解代谢产物的调节控制：次级代谢产物一般在菌体对数生长后期或稳定期间合成。
3、诱导作用及终产物的反馈抑制：在次级代谢中存在着诱导作用。
同样，次级代谢终产物的过量积累也会反馈抑制其酶的活性。