微生物生理復(fù)習(xí)題及答案

1、第一章 緒論1、什么是微生物生理學(xué)？研究熱點是什么？ 微生物生理學(xué)是從生理生化的角度研究微生物的形態(tài)與發(fā)生、結(jié)構(gòu)與功能、代謝與調(diào)節(jié)、生長于繁殖等的機(jī)理，以及這些過程與微生物生長發(fā)育以及環(huán)境之間的關(guān)系的學(xué)科。研究熱點：環(huán)境修復(fù)；微生物發(fā)電、生物燃料；資源開發(fā)利用。 2、簡要說明微生物生理學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系。 微生物生理學(xué)既是一門基礎(chǔ)學(xué)科又是一門應(yīng)用學(xué)科。它的發(fā)展與其他學(xué)科有著密切的聯(lián)系，既依賴于微生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科的理論和技術(shù)，還需要數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、化學(xué)工程、電子信息學(xué)和設(shè)備制造工程等的理論和技術(shù)。 3、簡述微生物生理學(xué)中常用的技術(shù)與方法。（1）電子顯微技術(shù)，一種公

2、認(rèn)的研究生物大分子、超分子復(fù)合體及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的有力手段，也是研究微生物不可缺少的手段。 (2) DNA分子鋪展技術(shù)，可用來檢查細(xì)菌、噬菌體的染色體結(jié)構(gòu)，還可進(jìn)行動態(tài)跟蹤。（3）超速離心技術(shù)（4）光譜分析技術(shù)，包括可見光光度法（定量分析），紫外分光光度法，熒光分光光度法， 紅外分光光度法。 (5）層析技術(shù)，一種基于被分離物質(zhì)的物理、化學(xué)及生物學(xué)特性的不同，使它們再某種基質(zhì)中移動速度不同而進(jìn)行分離和分析的方法。紙層析，薄層層析，柱層析。（6）電泳技術(shù)，用于對樣品進(jìn)行分離鑒定或提純的技術(shù)。 等電聚焦電泳，雙向電泳，毛細(xì)管電泳，變性梯度凝膠電泳。（7）同位素示蹤技術(shù)，利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象

3、進(jìn)行標(biāo)記的威廉分析方法。（8）基因芯片與高通量測序技術(shù)第二章 微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能1.細(xì)胞壁及細(xì)胞膜的生理作用是什么？細(xì)胞壁的作用：(1)穩(wěn)定細(xì)胞形態(tài) (2)控制細(xì)胞生長擴(kuò)大 (3)參與胞內(nèi)外信息的傳遞 (4)防御功能 (5)識別作用 （ps1、維持細(xì)胞形狀,控制細(xì)胞生長，保護(hù)原生質(zhì)體。細(xì)胞壁增加了細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度,并承受著內(nèi)部原生質(zhì)體由于液泡吸水而產(chǎn)生的膨壓,從而使細(xì)胞具有一定的形狀,這不僅有保護(hù)原生質(zhì)體的作用,而且維持了器官與植株的固有形態(tài).另外,壁控制著細(xì)胞的生長,因為細(xì)胞要擴(kuò)大和伸長的前提是要使細(xì)胞壁松弛和不可逆伸展.2.細(xì)胞壁參與了物

4、質(zhì)運輸與信息傳遞細(xì)胞壁允許離子、多糖等小分子和低分子量的蛋白質(zhì)通過,而將大分子或微生物等阻于其外。 3、細(xì)胞壁有防御與抗性）細(xì)胞膜的作用：(1) 選擇性控制細(xì)胞內(nèi).外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送。(2) (膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶類，是細(xì)胞的產(chǎn)能基地。(3) 是合成細(xì)胞壁和糖被等有關(guān)成分的重要場所。(4) 是鞭毛基體著生的部位，提供鞭毛運動所需能量。(5) 維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏障。2.比較說明革蘭氏陰性菌與革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁的異同點？蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)顯著不同，導(dǎo)致這兩類細(xì)菌在染色性、抗原性、毒性、對某些藥物的敏感性等方面的很大差異。革蘭氏陽性菌：肽

5、聚糖（基本結(jié)構(gòu)）：包括聚糖骨架（雙糖單位），四肽側(cè)鏈 （L-Ala.D-Glu.L-Lys.D-Ala），五肽交聯(lián)橋、磷壁酸（特殊成份）：包括膜磷壁酸，壁磷壁酸革蘭氏陰性菌:肽聚糖（基本結(jié)構(gòu)），包括聚糖骨架（雙糖單位），四肽側(cè)鏈(第三位氨基酸不是L-Lys多為消旋二氨基庚二酸m-DAP)沒有特殊的肽橋。外膜（特殊成分），包括脂蛋白，脂質(zhì)雙層，脂多糖（LPS）,周質(zhì)空間（特殊結(jié)構(gòu)）3.磷壁酸、脂多糖的主要作用是什么？磷壁酸的作用：(1) 磷酸分子上較多的負(fù)電荷可以提高細(xì)胞周圍Mg2+的濃度，與其結(jié)合后可使細(xì)胞膜上一些需要Mg2+的合成酶活性提高。(2) 貯藏磷元素。(3) 增強(qiáng)某些致病菌對寄主細(xì)

6、胞的粘連、避免被白細(xì)胞吞噬以及抗補(bǔ)體的作用。(4) 作為噬菌體的特異性吸附受體。(5) 賦予革蘭氏陽性菌特異的表面抗原。(6) 調(diào)節(jié)細(xì)胞自容素的活力，防止細(xì)胞因自溶而死亡。脂多糖的作用：(1) 類脂A是革蘭氏陰性菌的致病物質(zhì)-內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)。(2) 其負(fù)電荷比較強(qiáng)，可以吸附Mg2+ 、Ca2+等陽離子以及提高其在細(xì)胞表面濃度的作用。維持脂多糖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性必須要足夠的Ca2+存在。(3) 脂多糖的結(jié)構(gòu)多變決定了革蘭氏陰性菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性。(4) 是噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體。(5) 具有控制某些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的部分選擇性屏障功能。4.比較古生菌的假肽聚糖與真細(xì)菌的肽聚糖的差異？古生菌

7、的細(xì)胞壁是由假肽聚糖組成。他與真肽聚糖的多糖骨架不同，它是由N-乙酰葡糖按和N-乙酰塔羅糖胺糖醛酸以-1,3糖苷鍵（不被溶菌酶水解）交替連接而成，連在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala、L-Lys三個L型氨基酸組成，肽橋則由L-Glu一個氨基酸組成。5.抗酸性細(xì)菌（抗酸性細(xì)胞壁、抗酸性染色） 是一類特殊的革蘭氏陽性菌，因其細(xì)胞壁中含有一種物質(zhì)叫做分枝菌酸，他們被酸性復(fù)紅染色后不能像其他革蘭氏陽性菌那樣被鹽酸乙醇脫色，故稱為 抗酸細(xì)菌。 抗酸細(xì)菌細(xì)胞壁的類脂含量很高，而肽聚糖的哈娘卻很低，因此雖然反應(yīng)呈革蘭氏陽性，但是在細(xì)胞壁構(gòu)造上類似革蘭氏陰性菌（其類脂外壁層相當(dāng)于革蘭氏陰性菌的脂多糖

8、層）。 抗酸性染色：用石炭酸復(fù)紅染色后，用鹽酸乙醇分色，再用美藍(lán)進(jìn)行對比染色，抗酸細(xì)菌仍然為紅色，而其他細(xì)菌及背景中的物質(zhì)為藍(lán)色。6.真菌細(xì)胞壁是有什么物質(zhì)組成的？ 真菌細(xì)胞壁的主要成分是多糖、少量蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。多糖構(gòu)成了細(xì)胞壁中有形的微纖維和無定形基質(zhì)的成分。微纖維部分 都是單糖的1,4聚合物，如纖維和幾丁質(zhì)，類似建筑物的鋼精，可使細(xì)胞壁保持韌性。無定形基質(zhì)包括甘露聚糖等以及少量的蛋白質(zhì)，類似混凝土等填充物。低等真菌的細(xì)胞壁成分以纖維素為主，酵母菌以葡聚糖為主，高等陸生真菌則以幾丁質(zhì)為主。7.藻類細(xì)胞壁是由什么物質(zhì)組成？藻類細(xì)胞壁的厚度一般為10-20nm，其結(jié)構(gòu)骨架多由纖維素組成并以微纖絲

9、的方式成層狀排列，其余為間質(zhì)多糖，間質(zhì)多糖主要是雜多糖還含有少量的蛋白質(zhì)和脂類，雜多糖的種類隨種而異。8.古生菌細(xì)胞壁的組成？在古生菌中，除了熱原體屬沒有細(xì)胞壁之外，其余的都有與真菌類似功能的細(xì)胞壁。已經(jīng)研究的一些古生菌，他們的細(xì)胞壁沒有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白質(zhì)構(gòu)成。例如：假肽聚糖細(xì)胞壁 獨特多糖細(xì)胞壁 硫酸化多糖細(xì)胞壁 糖蛋白細(xì)胞壁 蛋白質(zhì)細(xì)胞壁。9.古生菌的細(xì)胞質(zhì)膜多樣性的表現(xiàn)(1)存在著獨特的單分子層或單、雙分子層混合膜。(2)其磷脂的親水頭由甘油組成，疏水尾由長鏈烴組成，兩者由特殊的醚鍵連接成甘油二醚或甘油四醚，其他原核生物是通過酯鍵吧甘油和脂肪酸連接在一起

10、的。(3)在甘油分子的C3位上，可連接多種與真細(xì)菌和真核生物原生質(zhì)膜不同的基團(tuán)，如磷酸酯基，硫酸脂基及多種糖基等。(4)含有多種獨特脂質(zhì)。10.以革蘭氏陰性細(xì)菌為例說明鞭毛的結(jié)構(gòu)。鞭毛的構(gòu)造由鞭毛絲、鉤形鞘和基體三部分構(gòu)成。鞭毛絲是直徑為13.5nm的中空細(xì)絲，由球狀的鞭毛蛋白亞基螺旋排列而成，鞭毛是以頂部延伸的方式進(jìn)行生長。鉤形鞘為鞭毛絲與基體間的桶狀彎曲連接部分?；w是由一個中心桿和連接在其上的套環(huán)組成。革蘭氏陰性菌有4個環(huán)：L環(huán)在細(xì)胞壁的脂多糖外壁層，P環(huán)在肽聚糖層，S環(huán)和M環(huán)共同嵌埋在細(xì)胞質(zhì)膜和周質(zhì)空間上稱為S-M環(huán)，C環(huán)連接在細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)的交界處，其功能和S-M環(huán)相同。有MOT蛋白

11、它可以未然并固定S-M環(huán)，他們驅(qū)動鞭毛的旋轉(zhuǎn)。還有一組Fli蛋白位于S-M環(huán)下面油馬達(dá)開關(guān)的功能，接受胞內(nèi)信號后可以控制鞭毛的旋轉(zhuǎn)方向。11.菌毛和鞭毛的區(qū)別，其功能如何？菌毛又稱纖毛、傘毛、須毛。是著生于細(xì)胞膜上，伸出菌體表面的一類比鞭毛更纖細(xì)、短直且數(shù)量更多的、中空的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。菌毛的結(jié)構(gòu)較鞭毛簡單，無基粒等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。12.糖被的主要成分是什么？糖被分為幾類？糖被有何生理作用？包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)，稱為糖被 。糖被的成分一般是多糖，少數(shù)是蛋白質(zhì)和多肽，也有多糖和多肽復(fù)合型的。糖被的功能為：保護(hù)作用，其上大量極性基團(tuán)可保護(hù)菌體免受

12、干旱損傷；可防止噬菌體的吸附和裂解；增加病原菌的致病力可抵御吞噬細(xì)胞的吞噬；貯藏養(yǎng)料，以備營養(yǎng)缺乏時重新利用，是細(xì)胞外碳源和能源 的儲備庫透性屏障和離子交換系統(tǒng)，以保護(hù)細(xì)菌免受重金屬離子的毒害；表面附著作用細(xì)菌間的信息識別作用；堆積代謝廢物。13.原核生物的細(xì)胞內(nèi)模型系統(tǒng)包括哪幾種，其各自功能是什么？有三種類型的內(nèi)膜系統(tǒng)，他們分別是間體、光合膜和其他內(nèi)膜系統(tǒng)。(1) 間體功能：在橫隔壁和細(xì)胞壁形成及細(xì)胞分裂過程中有一定作用；細(xì)菌DNA復(fù)制時的結(jié)合位點，參與DNA的膚質(zhì)和細(xì)胞分裂；作為細(xì)胞呼吸時的氧化磷酸化中心，起著“擬線粒體”的作用；具有將胞外酶(消化酶類)分泌到胞外的作用，起著“擬內(nèi)質(zhì)網(wǎng)”的

13、作用。(2) 光合膜是光合細(xì)菌進(jìn)行光合作用的場所。含有葉綠素、胡蘿卜素等光和色素和酶類。(3) 其他內(nèi)膜系統(tǒng)有很多其他的功能例如羧酶體可以固定CO2，是許多能同化CO2的自養(yǎng)細(xì)菌所特有的內(nèi)含物。氣泡是某些水生細(xì)菌所含有的泡囊狀內(nèi)含物，可以調(diào)節(jié)他在水中的位置。14.芽孢萌發(fā)的條件及其過程。芽孢萌發(fā)需要適宜的條件，例如合適的溫度，一定的濕度與氧氣含量，足夠的營養(yǎng)物質(zhì)等。首先芽孢發(fā)生吸脹作用,隨之折光性和抗性喪失,繼而呼吸作用代謝活性增強(qiáng),芽孢特殊內(nèi)含物分解,營養(yǎng)細(xì)胞壁迅速合成,最后,新形成的營養(yǎng)細(xì)胞從破裂的孢子囊里萌發(fā)出來. 回復(fù)營養(yǎng)生長。15.磁小體、伴孢晶體：貯藏物顆粒包括哪些？*磁小體存在于

14、少數(shù)Aquaspirillum(水生螺菌屬)和ilophococcus(嗜膽球菌屬)等趨磁細(xì)菌中,大小均勻(20-100nm)分布。數(shù)目不等(2-20顆),形狀為平截八面體,平行六面體或六棱柱體等,成分四氧化三鐵,外有一層磷脂,蛋白質(zhì)或糖蛋白膜包裹,無毒,具有導(dǎo)向功能,即借鞭毛引導(dǎo)細(xì)菌游向最有利的泥,水界面微氧環(huán)境處生活.趨磁細(xì)菌還有一定的實用前景,包括用作磁性定向藥物和抗體,以及制造生物傳感器等.某些芽孢桿菌，如蘇云芽孢金桿菌(BT)，在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的的堿溶性蛋白晶體，稱為伴孢晶體。貯藏物顆粒是一類有不同化學(xué)成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，種類較多，主要功能是

15、貯藏營養(yǎng)物。有聚-羥丁酸（PHB）、硫粒、藻青素、異染粒。16.什么是細(xì)胞膜？簡述其組成及生理功能，簡述液態(tài)鑲嵌模型的內(nèi)容。又稱細(xì)胞質(zhì)膜。細(xì)胞表面的一層柔軟而富有彈性的半透膜。是細(xì)胞生存必須的重要結(jié)構(gòu)。磷脂雙分子層是構(gòu)成細(xì)胞膜的的基本支架。細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，含有少量糖類。其中部分脂質(zhì)和糖類結(jié)合形成糖脂，部分蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成糖蛋白。細(xì)胞膜的作用：1選擇性控制細(xì)胞內(nèi).外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送。2膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶類，是細(xì)胞的產(chǎn)能基地。3是合成細(xì)胞壁和糖被等有關(guān)成分的重要場所。4是鞭毛基體著生的部位，提供鞭毛運動所需能量。5維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏

16、障。 細(xì)胞膜不是靜態(tài)的，而是膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都能自由運動。這種模型叫做流動鑲嵌模型。這是個動態(tài)模型，表示細(xì)胞膜是由脂質(zhì)雙分子層和鑲嵌著的球蛋白分子組成的，有的蛋白質(zhì)分子露在膜的表面，有的蛋白質(zhì)分子橫穿過脂質(zhì)雙分子層。這種模型主要強(qiáng)調(diào)的是，流動的脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)分子像一群島嶼一樣無規(guī)則地分散在脂質(zhì)的“海洋”中。第三章 微生物的營養(yǎng)與物質(zhì)運輸1. 微生物的營養(yǎng)六要素，各自作用及應(yīng)用實例。1.碳源 作用：（1）能滿足微生物生長繁殖所需要的碳元素（2）從簡單的無機(jī)物（CO2到碳酸鹽）到復(fù)雜的有機(jī)含碳化合物包括糖，脂類。有機(jī)酸。芳香族化合物等都可以被不同的微生物所利用。（3）對一

17、切異樣微生物來說，其碳源同時又兼做能源。實例：實驗室常用的碳源：葡萄糖，果糖，蔗糖，淀粉等。2氮源 作用：（1）氮是組成核算和蛋白質(zhì)的主要元素（2）以分子氮和無機(jī)氮化合物到含氮的化合物都可以作為微生物的氮源。實例：微生物培養(yǎng)基用的氮源都是牛肉膏，蛋白胨。酵母膏，硝酸鹽，尿素。工業(yè)發(fā)酵常用：豆餅粉，花生餅粉，玉米漿和蠶蛹粉等。3能源 作用：為微生物生命活動提供最初的能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。實例:化能異養(yǎng)微生物的能源就是碳源。4.生長因子 作用：調(diào)節(jié)微生物正常代謝。實例：維生素，堿基，卟啉及其衍生物。5.無機(jī)鹽 作用：（1）位微生物提供出碳源以外的各種重要元素。（2）參與微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成

18、。（3）調(diào)節(jié)微生物的原生質(zhì)膠體狀態(tài)。（4）調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，氫離子濃度和氧化還原電位。（5）酶的激活劑（6）作為某些自養(yǎng)菌的能源。實例：配置培養(yǎng)基時，首選K2HPO4和MgSO4，可以同時提供4種需要量最大的元素。6.水 作用：（1）優(yōu)良的溶劑。（2）維持各種生物大分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，參與某些重要的生化反應(yīng)。（3）具有許多優(yōu)良的物理性質(zhì)。實例：藍(lán)細(xì)菌利用水作為二氧化碳的還原劑。2. 微生物的營養(yǎng)類型根據(jù)碳源和能源劃分有哪四種？各有何特點？（1）光能自養(yǎng)型，其碳源實二氧化碳，能源是光能。特點：具有光合色素，能利用光能，并以水或還原態(tài)無機(jī)物為供氫體來同化二氧化碳。（2）光能異養(yǎng)型，其碳源為有機(jī)物，能源

19、為光源。特點：一般以二氧化碳和簡單的有機(jī)物為碳源，以有機(jī)物為供體；利用光能將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，生長時需要同時補(bǔ)充外援生長因子。（3）化能自養(yǎng)型，其碳源實Co2貨碳酸鹽，能源為無機(jī)物。特點：利用電子供體，如H2，H2S,Fe2+,或者亞硝酸鹽等把二氧化碳還原成細(xì)胞物質(zhì)，這類微生物的生長一般都比較的緩慢，在自然界中的物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化過程中起著重要的作用。（4）化能異養(yǎng)型，其碳源和能源都為有機(jī)物。特點：大多數(shù)微生物都屬于化能異養(yǎng)型，這類微生物的能源來自于有機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能，碳源為有機(jī)化合物。3. 影響營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？各部分有何作用？有糖被，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜三部分組成

20、，糖被和細(xì)胞壁都是通過其自身的性質(zhì)限制進(jìn)入分子的大小來控制，通過滲透作用。而細(xì)胞膜不僅有半透膜的選擇性質(zhì)，還有蛋白質(zhì)為物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜提供載體的作用,而有的糖蛋白或糖脂類物質(zhì)具有識別信號分子的作用，可以特異性的運輸一些物質(zhì)。甚至可以逆濃度運輸。4. 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式有哪幾種？各有何特點？（1）簡單擴(kuò)散特點：a.以物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外的濃度差為動力。 b.不消耗能量。 c.不需要膜上載體蛋白的參與，因此是非特異性的。 d.運輸速度低。（2）促進(jìn)擴(kuò)散特點：a.特異性的識別。 b.能提高物質(zhì)的運輸速度。 c.會出現(xiàn)飽和效應(yīng)。（3）主動運輸特點：a.特異性，載體蛋白與營養(yǎng)物質(zhì)之間存在對應(yīng)的專一性。 b.

21、消耗能量 c.逆濃度濃度梯度營養(yǎng)物質(zhì)。（4）基團(tuán)轉(zhuǎn)運特點：a.需要能量。 b.使某些物質(zhì)在發(fā)生質(zhì)膜轉(zhuǎn)移過程中發(fā)生化學(xué)變化。 c.此種方式主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)胞中。 d.主要用于單糖，雙糖，及糖的衍生物，核苷和核苷酸的運輸。 5. 何謂離子載體？其運輸營養(yǎng)物質(zhì)的方式有哪些？試舉例說明？離子載體：一類溶于脂質(zhì)雙分子層疏水性的小分子，通過提高膜的離子通透性而促進(jìn)離子的 跨膜運輸。運輸方式及舉例：（1）移動載體，他通過改變與營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合的部位（或旋轉(zhuǎn)或穿梭）來輸送營養(yǎng)物質(zhì)。例：纈氨酶素氏環(huán)狀分子，對結(jié)合K+有高度的選擇性。K+可以結(jié)合在環(huán)狀分子中心形成纈氨酶素-K+復(fù)合物，而環(huán)狀分子外周的碳

22、氫鏈?zhǔn)沟迷搹?fù)合物能穿過膜的疏水中心，從而促進(jìn)鉀離子的跨膜運輸。（2）通道載體，它在膜上保持不動，但是有供溶質(zhì)通過的通道。例：短桿菌肽A的疏水性側(cè)鏈可以與陽離子結(jié)合，兩個短桿菌肽A單體分子頭頭相對形成二聚體，沿螺旋的軸向構(gòu)成一個穿過膜的親水通道，離子可以穿過此通道進(jìn)行跨膜運輸。6. 主動運輸中載體蛋白的運輸模式有哪些？(1)單項運輸。 (2).協(xié)同運輸：同向運輸和逆向運輸。7. 詳述營養(yǎng)物質(zhì)的運輸調(diào)節(jié)受到哪些因素的影響。（1）營養(yǎng)物質(zhì)本身：一般來說相對分子量小的，脂溶性物質(zhì)，不帶電荷物質(zhì)更容易穿過細(xì)胞膜。（2）環(huán)境條件：溫度，PH，代謝和呼吸的抑制劑和解偶聯(lián)劑，通透性誘導(dǎo)物與被運輸物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似

23、物。（3）載體物質(zhì)生物合成調(diào)節(jié)：8. 舉例說明代謝產(chǎn)物氨基酸的分泌機(jī)制。黃色短桿菌分別在生物素貧乏和生物素豐富的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，分析細(xì)胞內(nèi)外氨基酸含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生物素貧乏時，谷氨酸大量分泌，排出的谷氨酸占總游離氨基酸的92%左右；生物素豐富時，細(xì)胞分泌的谷氨酸少，僅占谷氨酸總量的12%。生物素是乙酰輔酶A的輔基，該酶催化乙酰輔酶A合成冰兒酰輔酶A，是脂肪酸合成的限速步驟，因此限制生物素供量就是限制了谷氨酸的合成，從而使磷脂含量減少，膜結(jié)構(gòu)不完全，導(dǎo)致谷氨酸的分泌。9. 簡述有關(guān)孢外酶分泌機(jī)制的理論。（1）分泌作用與胞外酶的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。（2）信號肽假說。（3）以細(xì)胞的表層結(jié)構(gòu)來解釋細(xì)胞對的

24、分泌機(jī)制。10. 舉例說明微生物進(jìn)行糖的運輸通過哪幾種方式。(1).促進(jìn)擴(kuò)散：單糖(2).主動運輸：乳糖，葡萄糖(3).基團(tuán)轉(zhuǎn)移：磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)。第四章 異養(yǎng)微生物的生物氧化1、研究文生物代謝的方法靜息細(xì)胞法。微量氣體測壓法，酶抑制劑法，同位素示蹤法，菌株誘變法2、簡述EMP途徑中丙酮酸的去向（1）參與細(xì)菌的同型酒精發(fā)酵（2）參與同型乳酸發(fā)酵（3）參與丁酸發(fā)酵（4）參與丙酸發(fā)酵（5）參與混合酸發(fā)酵（6）參與2,3-丁二醇發(fā)酵3、HMP途徑的特點1）生產(chǎn)大量NADPH，為細(xì)胞提供還原力2）生產(chǎn)大量的磷酸核糖和其他代謝產(chǎn)物3）與光合作用聯(lián)系，實現(xiàn)某些單糖問題。4、ED，PK途徑的

25、關(guān)鍵酶 ED：KDPG醛縮酶PK：磷酸解酮酶5、比較EMP、HMP、ED、PK途徑的產(chǎn)能情況。（一分子葡糖糖）EMP：生產(chǎn)四個ATP但得消耗兩個ATP，凈生成兩個ATPHMP：產(chǎn)6分子NADPH最終產(chǎn)35個ATP，但HMP途徑不是產(chǎn)能途徑，而是為生物合成提供大量還原力和中間代謝產(chǎn)物ED：產(chǎn)生一份子ATP，一份子NADPH和NADH。PK：降解1分子葡萄糖只產(chǎn)生1分子ATP，相當(dāng)于EMP途徑的一半，另一特點是幾乎產(chǎn)生等量的乳酸，乙醇和CO2。6、酵母的三型發(fā)酵和其特點(1)、酵母的I型發(fā)酵：培養(yǎng)與微酸性的或中性環(huán)境中的酵母菌，在缺氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。特點1）發(fā)酵基質(zhì)氧化不徹底2）酶系不完全，只

26、有脫氫酶，沒有氧化酶3）產(chǎn)生能量少，凈產(chǎn)ATP。(2)、酵母菌II型發(fā)酵，甘油發(fā)酵特征：1）需存在要硫酸氫鈉。2）只產(chǎn)生1分子甘油，不產(chǎn)生ATP。所以亞硫酸氫鈉要出在亞適量以保證剩余一部分糖進(jìn)行酒精發(fā)酵以產(chǎn)ATP供能。(3)酵母的III型發(fā)酵，在堿性條件下發(fā)生（PH:7.6），不產(chǎn)能，只能在酵母菌非生長情況下進(jìn)行。7、比較說明乳酸的同型 異型 雙歧發(fā)酵(1)同型乳酸發(fā)酵：發(fā)酵產(chǎn)物只有乳酸，是由葡萄糖經(jīng)過EMP途徑降解為丙酮酸后，丙酮酸直接作為氫受體還原為乳酸。一份子葡糖糖產(chǎn)兩分子乳酸，兩分子ATP。(2)異型乳酸發(fā)酵發(fā)酵產(chǎn)物中，除乳酸外還有乙醇，二氧化碳等其他發(fā)酵產(chǎn)物，異型乳酸發(fā)酵走的是磷酸戊

27、糖途徑，每分解一分子葡萄糖，產(chǎn)一份子乳酸，一分子乙醇，一分子二氧化碳，并且只產(chǎn)生一分子ATP。(3)雙歧途徑兩歧雙歧桿菌是利用PHK途徑，HMP途徑的非氧化階段，以及PPK途徑的有機(jī)結(jié)合而成的雙歧發(fā)酵途徑，將葡萄糖降解成為乳酸和乙酸，兩分子葡糖糖產(chǎn)生3分子乙酸，2分子乳酸和5分子ATP。8、簡述TCA循環(huán)的特點(1)分子養(yǎng)不直接參與反應(yīng)，但此循環(huán)必須在有氧條件才能進(jìn)行。(2)每一次TCA循環(huán)可以生成15個ATP，為生理活動提供大量能量。(3)TCA循環(huán)中有三個關(guān)鍵酶，檸檬酸合酶，異檸檬脫氫酶，-酮戊二酸脫氫酶。 9、說明葡萄糖的有氧分解途徑包括哪些階段(1)糖酵解，葡萄糖先經(jīng)過EMP途徑降解為

28、丙酮酸，同時產(chǎn)生一些ATP和NADH。(2)丙酮酸經(jīng)氧化脫羧生成乙酰coA(3)TCA循環(huán)。乙酰COA被徹底氧化成二氧化碳和水同時產(chǎn)生一些ATP和NADH以及FADH2 (4)在電子傳遞鏈中NADH及FADH2被氧化從而產(chǎn)生能量，這些能量合成大量ATP。10.說明細(xì)菌酒精發(fā)酵的三種代謝途徑(1)EMP途徑進(jìn)行酒精發(fā)酵(2)ED途徑進(jìn)行酒精發(fā)酵(3)PPK途徑進(jìn)行酒精發(fā)酵11.名詞解釋：新陳代謝：微生物在生長發(fā)育和繁殖過程中，需要不斷從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，在體內(nèi)經(jīng)過一系列生化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成能量和構(gòu)成細(xì)胞的物質(zhì)，并排除部分代謝產(chǎn)物。這一些列生化過程叫做新陳代謝合成代謝：合成代謝是指細(xì)胞利用簡單的

29、小分子物質(zhì)合成復(fù)雜大分子的過程，在這個過程中要消耗能量分解代謝:是指細(xì)胞將大分子物質(zhì)講解分解成小分子物質(zhì)，并在這個過程中產(chǎn)生能量。糖酵解：生物體內(nèi)葡萄糖被降解成丙酮酸的過程。同型乳酸發(fā)酵：發(fā)酵產(chǎn)物中只有乳酸成為同型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵：發(fā)酵過程中除乳酸外還有乙醇，二氧化碳，等其他發(fā)酵產(chǎn)物的稱為異型乳酸發(fā)酵雙歧途徑發(fā)酵：利用PHK途徑HMP途徑的非氧化階段以及PPK途徑有機(jī)結(jié)合的雙歧發(fā)酵途徑13、簡述丁酸性發(fā)酵的三種類型這是由專性厭氧的梭菌屬所進(jìn)行，其特征是發(fā)酵產(chǎn)物中都有丁酸。1）丁酸發(fā)酵：丁酸發(fā)酵的代表菌是丁酸梭菌。葡萄糖經(jīng)EMP途徑降解為丙酮酸后，在鐵氧還蛋白氧化酶的參與下，經(jīng)過幾個反應(yīng)裂解

30、為乙酰磷酸，氫氣和二氧化碳2分子乙酰coa所合成乙酰乙酰COA，再經(jīng)過一系列反應(yīng)得到丁酸。2）丙酮丁醇發(fā)酵：丙酮丁醇梭菌，發(fā)酵產(chǎn)物有丁醇，丙酮，乙醇，二氧化碳，氫氣及乙酸丁酸和乙酰甲基甲醇等。3)丁醇-異丙醇發(fā)酵：此類型發(fā)酵與丙酮丁醇的主要不同是產(chǎn)物中沒有丙酮，丙酮被還原成為異丙酮，其代表菌是丁醇梭菌14、簡述無氧呼吸4種類型(1)硝酸鹽呼吸：硝酸鹽是常見的電子受體，絕大多數(shù)硝酸還原細(xì)菌以有機(jī)物作為電子供體。微生物在含有鉬的硝酸鹽還原酶作用下將硝酸鹽還原成為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽經(jīng)羥胺被還原成氨。(2)硫酸鹽呼吸是一種硫酸鹽還原細(xì)菌以硫酸鹽為最終電子受體的無氧呼吸，能以有機(jī)物如葡萄糖乳酸等為氧化基

31、質(zhì)，氧化放出的電子可以使硫酸根還原成H2S。通過這一過程，微生物可在無氧條件下借呼吸鏈的電子傳遞磷酸化而獲得能量。(3)以二氧化碳為最終電子受體的無氧呼吸產(chǎn)甲烷進(jìn)是一類嚴(yán)格厭氧的微生物，能以二氧化碳作為最終受體，他們的能源化合物氧化時放出的電子最終傳遞二氧化碳，把二氧化碳還原成甲烷，這就是常說的甲烷發(fā)酵。(4)延胡索酸呼吸是一種外源的有機(jī)電子末端受體，而琥珀酸是延胡索酸的還原產(chǎn)物。15、說明微生物產(chǎn)ATP的三種方式：底物水平磷酸化，氧化磷酸化，光合磷酸化16、說明氧化磷酸化假說中化學(xué)滲透學(xué)說的要點該學(xué)說認(rèn)為，電子傳遞鏈的組分是定向有序排列的，在氧化磷酸化過程中，通過呼吸鏈酶系的作用將底物分子上

32、的電子從膜內(nèi)側(cè)傳遞到膜外側(cè)，造成質(zhì)子在膜兩側(cè)分布的不均勻，即形成了之子濃度差，從而將能量儲藏于質(zhì)子勢中質(zhì)子勢推動質(zhì)子由膜外進(jìn)入膜內(nèi)，釋放的能量通過存在與膜上的Fo-FiATP酶偶聯(lián)ATP的形成。17.在微生物細(xì)胞中，影響氧化磷酸化的試劑有哪幾類？作用？機(jī)制?(1)電子傳遞抑制劑：能阻斷呼吸鏈某部位電子傳遞的化合物稱為電子傳遞抑制劑(2)解偶聯(lián)劑：這類試劑只能抑制ADP磷酸化生成ATP，不抑制電子傳遞過程使產(chǎn)能過程與儲能過程相脫離，電子傳遞放出能量得不到儲存，而以熱能的形式放出(3)氧化磷酸化抑制劑：不直接抑制呼吸鏈任何載體，但能阻止能量轉(zhuǎn)移到ADP上直接ATP的生成過程。(4)離子載體抑制劑：

33、這類物質(zhì)能與某些陽離子結(jié)合并作為他們的載體使其能夠穿透膜，這樣迫使線粒體利用呼吸能將陽離子（如：K離子）泵入基質(zhì)內(nèi)，而使能量不能用于制造ATP。第五章 自養(yǎng)微生物的生物氧化1.詳述化能自養(yǎng)菌的主要類群，其氧化形式如何？化能自養(yǎng)菌主要分為4大類：氫細(xì)菌。硝化細(xì)菌。硫化細(xì)菌和鐵細(xì)菌。氧化形式：a.氫細(xì)菌在有分子氫和氧的條件下可分為分子氫氧化成水，放出能量。分子氫還原 Co2， 合成細(xì)胞物質(zhì)。b.硝化細(xì)菌也有兩種方式分為氨氧化為亞硝酸：（1）氨氧化為羥胺（2）羥胺氧化為亞硝酸。亞硝胺氧化為硝酸。c.硫化細(xì)菌：先將硫代硫酸鹽裂解為元素硫和亞硫酸鹽，然后將其氧化為硫酸鹽。元素硫被硫氧化酶（一種鐵硫黃素蛋

34、白）和細(xì)胞色素氧化為亞硫酸鹽，亞硫酸鹽的氧化有兩個途徑，一是直接氧化為硫酸鹽，二是通過APS（磷酸腺苷硫酸）途徑氧化。d.鐵細(xì)菌：氧化形式是將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，放出的電子經(jīng)過呼吸鏈傳遞給分子氧。2.光合細(xì)菌的主要類群及特點。紫色細(xì)菌（環(huán)式光合磷酸化）特點：（1）電子循環(huán)式傳遞，光合色素為菌綠素（2）只有光合細(xì)統(tǒng)一（3）厭氧條件下進(jìn)行（4）產(chǎn)物只有ATP，沒有NADP（H）；（5）不產(chǎn)分子氧，非氧化型光合作用（6）只在綠色和紫色光合細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)。藍(lán)細(xì)菌（非環(huán)式光合磷酸化）特點：（1）電子傳遞途徑屬于非環(huán)式（2）在有氧氣條件下進(jìn)行（3）有光合系統(tǒng)一和二（4）反應(yīng)中同時產(chǎn)生ATP還原力H和O2（5

35、）NADPH的電子來自H2O（6）存在于植物、藻類和藍(lán)細(xì)菌，依靠葉綠素。極端嗜鹽菌 特點：（1）在無O2條件下進(jìn)行（2）不產(chǎn)生O2（3）是最簡單的光合磷酸化反應(yīng)（4）無葉綠素和細(xì)菌葉綠素，光合色素是紫膜上的視紫紅質(zhì)。3名詞解釋：光合色素、光合單位、光合磷酸化。光合色素：將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的關(guān)鍵物質(zhì)為光合色素。光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學(xué)反應(yīng)的色素。共分三類：葉綠素或細(xì)菌葉綠素，類胡蘿卜素和藻膽素。光合單位：光合作用中，在原初反應(yīng)里，每吸收和傳遞1個光子到反應(yīng)中心完成光學(xué)反應(yīng)所需要起協(xié)同作用的色素分子，稱為光合單位。光合磷酸化：是指光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程，當(dāng)一個葉綠素分子吸收光量

36、子時，葉綠素即被激活，導(dǎo)致葉綠素釋放一個電子而被氧化，釋放出的電子在電子傳遞系統(tǒng)中的傳遞過程中逐步釋放能量，這就是光合磷酸化的基本動力。4詳述嗜鹽細(xì)菌的光能轉(zhuǎn)換。該菌細(xì)胞膜制備物分為紅色和紫色兩部分。紅色部分的主要成分為細(xì)胞色素和黃素蛋白，這些組分構(gòu)成ETC，進(jìn)行經(jīng)典的電子傳遞磷酸化；紫色部分為紫膜面積約占質(zhì)膜總面積一班，而紫膜75%的蛋白組分稱細(xì)菌視紫紅質(zhì)。自摸能進(jìn)行獨特光合作用。菌視紫紅質(zhì)強(qiáng)烈吸收560nm處的光，在光驅(qū)動下，具有質(zhì)子泵的功能。菌視紫紅質(zhì)中的視黃醛吸收光后由全反式構(gòu)型變?yōu)轫槃輼?gòu)型，導(dǎo)致質(zhì)子被抽出膜外，隨著質(zhì)子在膜外的積累，就形成膜內(nèi)外質(zhì)子梯度差，質(zhì)子動勢驅(qū)動ATP酶合成AT

37、P。5比較說明環(huán)式與非環(huán)式光合磷酸化（詳述特點及代表菌）。環(huán)式光合磷酸化 非環(huán)式光合磷酸化電子循環(huán)式傳遞，光合色素為菌綠素 電子傳遞途徑屬循環(huán)式在厭氧條件下進(jìn)行 在有O2條件下進(jìn)行只有Ps1 有PS11產(chǎn)物只有ATP，不產(chǎn)O2 反應(yīng)中同時產(chǎn)生ATP，還原力H和O2NADPH的氫來自H2，H2S，S和有機(jī)物 NADPH的電子來自H2O只在綠色和紫色光合細(xì)菌中發(fā)現(xiàn) 存在于植物，藻類和藍(lán)細(xì)菌，依靠葉綠素6. 甲基營養(yǎng)菌的主要類群。1.甲基營養(yǎng)性細(xì)菌2.甲基營養(yǎng)酵母3.甲烷營養(yǎng)菌7. 說明甲基營養(yǎng)菌的甲醛代謝途徑。(1).甲醛氧化途徑中的甲基營養(yǎng)菌在甲胺或甲醇作為碳源和能源生長時，甲醇和甲胺首先被氧化

38、為甲醛。然后游離的甲醛與各種的輔因子的結(jié)合形成加合物而脫毒，這些輔因子在不同的微生物中各異，甲醛與輔因子的縮合為自發(fā)反應(yīng)，但可以被甲醛激活酶增強(qiáng)，這些反應(yīng)產(chǎn)生的甲醛加合物主要被氧化生成co2并再生輔因子，同時提供能量供微生物生長。(2).甲醛同化途徑有三種一是甲基營養(yǎng)細(xì)菌的同化甲醛的絲氨酸途徑；二是甲基營養(yǎng)細(xì)菌的同化甲醛的核酮糖單磷酸途徑；三是甲基營養(yǎng)酵母菌的木酮糖單磷酸途徑。8. 說明甲基營養(yǎng)菌甲醛代謝途徑關(guān)鍵酶的應(yīng)用。(1).制備生物濾器或濾池治理甲醛污染。(2).開發(fā)甲醛濃度檢測分析試劑盒。(3).提高轉(zhuǎn)基因植物的甲醛代謝能力。9. 根據(jù)所利用的底物，可將產(chǎn)甲烷菌分為哪三大類群。氫營養(yǎng)型

39、乙酸營養(yǎng)型甲基營養(yǎng)型10. 說明研究產(chǎn)甲烷菌的意義。產(chǎn)甲烷菌作為自然界碳素循環(huán)中厭氧生物處理后的最后一個成員環(huán)節(jié)，該菌與其他菌群協(xié)同作用，將大量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可再生能量，對自然界中的物質(zhì)循環(huán)及當(dāng)今社會能源危機(jī)中的能源替代問題具有極大的推動作用。第六章 微生物的合成代謝1、微生物固定二氧化碳的方式分為哪兩種？ 一種是自養(yǎng)型，一種是異養(yǎng)型。其中二氧化碳是自養(yǎng)微生物合成細(xì)胞物質(zhì)的唯一碳源，是異養(yǎng)微生物的輔助碳源。 2、卡爾文循環(huán)分為那三個階段？影響二氧化碳固定的關(guān)鍵酶有哪些？羧化階段，還原階段和再生階段。關(guān)鍵酶：1,5二磷酸核酮糖羧化酶；1,7二磷酸景天庚酮糖磷酸酯酶；5磷酸核酮糖激酶 3、合成代謝

40、的特點及生物合成三要素。 三要素：能量，還原力和小分子前體物質(zhì)。特點：（1）微生物細(xì)胞含有大量的核酸、蛋白質(zhì)和多糖等大分子物質(zhì)，這些大分子都是由很少種類的分子單體通過一定的化學(xué)鍵聚合而成，通過這種方式可以節(jié)約大量的能量和前體物質(zhì)。 （2）細(xì)胞大量利用同樣的酶同時催化合成代謝和分解代謝的一些反應(yīng)，可節(jié)約額外的前體物質(zhì)和能量。 （3）代謝途徑中關(guān)鍵部位有特定酶控制，一些關(guān)鍵酶催化合成代謝的關(guān)鍵步驟，另一些酶催化分解代謝，高效調(diào)節(jié)。 （4）合成代謝途徑總體上不可逆。 （5）真核微生物的某些物質(zhì)的合成代謝途徑和分解代謝途徑局限于細(xì)胞的不同區(qū)域 （6）合成代謝和分解代謝不同的輔基，分解代謝利用NADH，

41、合成代謝利用NADPH. 4、什么是回補(bǔ)途徑？微生物的回補(bǔ)途徑主要有哪兩種？回補(bǔ)途徑：能補(bǔ)充兼用代謝途徑中因合成代謝而消耗的中間產(chǎn)物的反應(yīng)?；匮a(bǔ)途徑種類 (1)乙醛酸循環(huán) 微生物可以乙酸為底物通過乙醛酸循環(huán)再生草酰乙酸，這條途徑中除了三羧酸循環(huán)的反應(yīng)外，還需要異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合成酶的參與。（2）甘油酸途徑 微生物可以甘氨酸，乙醇酸和草酸作為底物通過甘油酸途徑補(bǔ)充三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物。 5、固氮酶的組成及特點。解釋說明好氧菌固氮酶避氧害機(jī)制。（1）化學(xué)組成 固氮菌的鉬鐵蛋白由兩個亞基組成，每個亞基又包含兩個小亞基。鐵蛋白由兩個完全相同的亞基組成。 （2）不同來源的鉬鐵蛋白和鐵蛋白具有互補(bǔ)作

42、用，這表明固氮酶之間有高度的同源性。 （3）對氧的敏感性 固氮酶的催化反應(yīng)必須在低氧化還原電位條件下才能進(jìn)行。 （4）底物多樣性 固氮酶是一個專一性不很高的多功能催化劑，它可以將分子態(tài)氮還原為氨，也可以催化其他一些含三建的底物還原。好養(yǎng)性自生固氮菌的抗氧機(jī)制主要有兩種：呼吸保護(hù)和構(gòu)象保護(hù)。固氮菌以較強(qiáng)的呼吸作用迅速將周圍環(huán)境中的氧消耗掉，使細(xì)胞周圍微環(huán)境處于低氧態(tài)，以保護(hù)固氮酶不受氧損傷，該抗氧方式為呼吸保護(hù)。 構(gòu)象保護(hù)指固氮菌處于高氧分壓環(huán)境下時，其固氮酶能形成1個無固氮活性但能防止氧損傷的特殊構(gòu)象。 結(jié)構(gòu)保護(hù)，形成異形胞，胞內(nèi)有超氧化物岐化酶活性很高，可以解除氧毒害。 6、說明固氮作用的調(diào)

43、節(jié)方式有哪些。 （1）氨效應(yīng)固氮酶有嚴(yán)格的調(diào)節(jié)機(jī)制。固氮反應(yīng)可以為氧氣、已經(jīng)固定的氮以及某些氨基酸所阻遏。氨過量時，固氮酶合成迅速受到阻遏，防止ATP的浪費。某些固氮細(xì)菌中，固氮酶受到氨的調(diào)節(jié)，氨的“開關(guān)效應(yīng)”。過量的氨導(dǎo)致固氮酶體系中的固氮酶還原酶發(fā)生共價修飾，導(dǎo)致酶活性喪失。當(dāng)氨缺乏時，這類修飾蛋白又可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。 （2）谷氨酰胺合成酶與固氮酶的關(guān)系只有當(dāng)固氮產(chǎn)物氨立即被轉(zhuǎn)化為氨基酸進(jìn)而合成蛋白質(zhì)，固氮作用才能不斷進(jìn)行。 7、 固氮微生物的種類有哪些？ 自生固氮菌，共生固氮菌和聯(lián)合固氮菌。共生：必須與其他微生物共生才能固氮的微生物。聯(lián)合：必須生活在植物的根際、葉面或腸道等處才能固氮的

44、微生物。第七章 微生物的次級代謝1.什么是次級代謝，簡要說明次級代謝的特點及次級代謝的生理功能。 答：指在某些生物中，并在一定生長期內(nèi)出線的一類特殊代謝類型。是某些微生物為了避免在代謝過程中某種代謝產(chǎn)物的積累造成的不利作用而產(chǎn)生的一類有利于生存的代謝類型。 特點：（1）次級代謝的生物合成以初級代謝產(chǎn)物為前體，并受初級代謝調(diào)節(jié)。 （2）次級代謝產(chǎn)物一般在菌體生長后期合成，與微生物生長不呈平行關(guān)系。 （3）次級代謝酶轉(zhuǎn)移性質(zhì)。 （4）次級代謝產(chǎn)物的合成具有菌株特異性。 （5）次級代謝酶在細(xì)胞中具有特定位置和結(jié)構(gòu)。 （6）次級代謝產(chǎn)物的合成過程由多基因控制。 （7）次級代謝產(chǎn)物的合成與菌體的形態(tài)變化

45、有一定關(guān)聯(lián)。 （8）次級代謝產(chǎn)物的合成對環(huán)境因素特別敏感。 功能：（1）次級代謝可維持初級代謝的平衡。 （2）次級代謝產(chǎn)物是儲藏物質(zhì)的一種形式。 （3）使菌體在生存競爭中占優(yōu)勢。 （4）次級代謝產(chǎn)物是微生物進(jìn)化過程中的反應(yīng)系統(tǒng)所遺留的產(chǎn)物。 （5）與細(xì)胞分化有關(guān)。 2 .根據(jù)產(chǎn)物的主要成分及其與初級代謝的關(guān)系可以將次級代謝產(chǎn)物分為哪幾種類型？ 答：糖類、多肽類、聚酯酰類、核酸堿基類似物類。 3 .根據(jù)次級代謝產(chǎn)物的主要成分以及與初級代謝的關(guān)系可以將次級代謝產(chǎn)物分為哪幾類？ 答：抗生素、激素、生物堿、毒素、維生素。 4 ：簡要說明次級代謝產(chǎn)物生物合成的途徑。 答：（1）以糖或糖代謝產(chǎn)物為前體的合

46、成途徑。 （2）與脂肪酸代謝有關(guān)的合成途徑。 （3）與萜烯和甾體化合物有關(guān)的合成途徑。 （4）與TCA有關(guān)的合成途徑。 （5）與氨基酸代謝有關(guān)的合成途徑。 5 簡述研究抗生素合成的一般方法。 答：（1）抗生素生物合成的刺激試驗。 （2）同位素示蹤技術(shù)。 （3）菌絲洗滌法。 （4）同位素稀釋實驗。 （5）細(xì)胞提取實驗。 （6）營養(yǎng)缺陷型實驗。6 .說明次級代謝產(chǎn)物分子構(gòu)建單位的主要來源有哪些？ 答：（1）聚酮體。 （2）甲羥戊酸。 （3）糖類和氨基糖。 （4）不常見氨基酸。第八章 微生物的代謝調(diào)節(jié)及代謝調(diào)節(jié)理論在工業(yè)發(fā)酵上的應(yīng)用1. 名詞解釋：酶活性調(diào)節(jié)、酶合成調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)：通過改變代謝途徑中

47、一個或者幾個關(guān)鍵酶的活性來調(diào)節(jié)代謝速度的調(diào)節(jié)方式稱為酶活性的調(diào)節(jié)。酶合成調(diào)節(jié)：在微生物合成體系中，通過代謝產(chǎn)物抑制酶的生物合成或誘導(dǎo)酶的生物合成來調(diào)節(jié)生物的代謝。2.比較說明代謝調(diào)節(jié)的兩種類型的特點及差異。酶合成的調(diào)節(jié)是指微生物對自身酶合成量的調(diào)節(jié)，主要有誘導(dǎo)和阻遏兩種方式。酶活性的調(diào)節(jié)是指微生物通過改變已有酶的催化活力來調(diào)節(jié)其代謝的過程。主要有激活與抑制兩種方式。酶活性調(diào)節(jié)和酶合成調(diào)節(jié)的區(qū)別如下：（1）從調(diào)節(jié)對象看：酶合成的調(diào)節(jié)是通過酶量的變化控制代謝速率,而酶活性的調(diào)節(jié)是對已存在的酶活性進(jìn)行控制,它不涉及酶量變化.（2）從調(diào)節(jié)效果來看：酶活性調(diào)節(jié)快速而精細(xì)；酶合成調(diào)節(jié)間接而緩慢； 

48、;（3）從調(diào)節(jié)機(jī)制看,酶合成調(diào)節(jié)是基因水平調(diào)節(jié),它調(diào)節(jié)控制酶合成；酶活性調(diào)節(jié)是代謝調(diào)節(jié)在蛋白質(zhì)水平,它調(diào)節(jié)酶活性.2. 說明酶活性調(diào)節(jié)方式（分支、無分支、橫向）。1.無分支途徑的調(diào)節(jié)方式（1）前饋調(diào)節(jié)（2）終產(chǎn)物抑制（3）補(bǔ)償性激活2.分支代謝途徑的調(diào)節(jié)方式（1）協(xié)同反饋抑制（2）累積反饋抑制（3）增效反饋抑制（4）順序反饋抑制（5）同工酶調(diào)節(jié)（6）聯(lián)合激活或抑制調(diào)節(jié)3.代謝途徑的橫向調(diào)節(jié)（1）平衡合成（2）代謝互鎖4. 詳述變構(gòu)調(diào)節(jié)理論；共價修飾調(diào)節(jié)理論機(jī)制。變構(gòu)調(diào)節(jié)的作用程序是指小分子化合物與蛋白分子活性中心以外的某一部位特異結(jié)合，引起蛋白分子構(gòu)像變化、接著是活性中心的修飾從而改變蛋白的活

49、性。變構(gòu)蛋白：如果某種特殊的小分子與它結(jié)合，就會使它的構(gòu)象發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其活性的變化。因為這種結(jié)合是可逆的，所以變構(gòu)蛋白就能在代謝調(diào)節(jié)中直接或間接地發(fā)生作用。變構(gòu)蛋白一般具有多亞基四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，具有兩個或兩個以上的結(jié)合部位，當(dāng)其中兩個部位與效應(yīng)物（小分子物質(zhì)）結(jié)合后，蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生變化，性能也隨之變化。變構(gòu)酶有兩種模型：（順序模型）配基在與酶蛋白結(jié)合后會使各個亞基構(gòu)象依次變化從抑制狀態(tài)變?yōu)榇呋癄顟B(tài)有中間態(tài)。（協(xié)調(diào)模型）是指配基於酶蛋白結(jié)合后直接從抑制狀態(tài)變成催化狀態(tài)，沒有中間態(tài)。共價修飾調(diào)節(jié)：酶分子的一個或多個氨基酸殘基與一化學(xué)基團(tuán)發(fā)生共價修飾(連接或解開)，導(dǎo)致酶的化學(xué)組成發(fā)生變化從

50、而引起酶活性的改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)又稱共價修飾調(diào)節(jié)。共價修飾可以分為兩種：（1）可逆共價修飾（2）不可逆共價修飾：如酶原激活。5說明變構(gòu)調(diào)節(jié)的特征。(1).效應(yīng)物不與酶活性中心結(jié)合。不同于競爭性、非競爭性或無競爭性的抑制作用。(2).在低機(jī)制濃度下，隨機(jī)制濃度的提高，酶反應(yīng)速率的提高會加快，這種現(xiàn)象稱為正協(xié)同作用（S形曲線）。(3).效應(yīng)物同調(diào)節(jié)性酶的結(jié)合位點與基質(zhì)同酶的結(jié)合位點是分開的，但又相互有聯(lián)系，可用各種物理或化學(xué)方法處理使酶脫敏（即對效應(yīng)物不在敏感）但保留其催化活性。催化不影響調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)影響催化。(4).具有一個以上的結(jié)合位點，除了結(jié)合底物的活性中心外，在同一分子內(nèi)還存

51、在著獨立的能結(jié)合其他一些起抑制作用或活性作用的效應(yīng)物部位。(5).主要活性部位和副部位可同時被占據(jù)。(6)副部位的作用不一定是專一性的，可以結(jié)合不同的物質(zhì)而產(chǎn)生不同的效應(yīng)。(7).副部位上的結(jié)合可能引起蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的變化，從而影響主要部位的催化活性。(8).變構(gòu)效應(yīng)構(gòu)成反饋控制的基礎(chǔ)，這種反饋控制機(jī)制是調(diào)節(jié)代謝活動的有效辦法。6. 酶合成的阻遏的兩種類型及機(jī)理。分解代謝產(chǎn)物阻遏：在酶合成的阻遏中，如果代謝產(chǎn)物是某種化合物分解的中間產(chǎn)物，這種阻遏成為分解代謝產(chǎn)物阻遏。所有可以迅速利用或代謝的底物都能阻遏另一種被緩慢利用的底物所需酶的形成。例如乳糖分解利用葡萄糖效應(yīng)。和在混合碳源中出現(xiàn)的“二次生

52、長現(xiàn)象”。末端代謝產(chǎn)物阻遏：如果代謝產(chǎn)物是某種合成途徑的終產(chǎn)物，這種阻遏成為末端代謝產(chǎn)物阻遏。這是由于終產(chǎn)物的過量積累而導(dǎo)致生物合成途徑中酶合成的阻遏的現(xiàn)象。7、 葡萄糖效應(yīng)。在研究混合碳源對微生物的生長影響時發(fā)現(xiàn)，葡萄糖會抑制其他糖的利用，微生物會優(yōu)先利用葡萄糖，并只有當(dāng)葡萄糖耗盡后才開始利用其他糖。8、 簡述酶活性與能荷的關(guān)系。能荷不僅調(diào)節(jié)形成ATP的分解代謝酶類的活性，也調(diào)節(jié)利用ATP的生物合成酶類的活性。在細(xì)胞中異檸檬酸脫氫酶和磷酸果糖激酶等分解酶類受能荷的抑制，而丙酮酸羧化酶，乙酰CoA羧化酶，天冬氨酸激酶卻在同樣的能荷下被激活。9、 巴斯德效應(yīng)。本質(zhì)是能荷調(diào)節(jié)，巴斯德在研究酵母發(fā)酵

53、時發(fā)現(xiàn)，在通氧的條件下，由于進(jìn)行呼吸作用，酒精產(chǎn)量大大下降，糖的消耗速率也下降，這種有氧呼吸抑制發(fā)酵的作用叫做巴斯德效應(yīng)。10、 簡述在初級代謝調(diào)節(jié)中，提高細(xì)胞滲透性主要有哪些方法？（1）限制培養(yǎng)基中生物素濃度在15mg|l，這樣可以控制細(xì)胞膜中脂質(zhì)的合成，從而控制代謝物的產(chǎn)量。（2）通過誘變育種的方法，篩選細(xì)胞透性突變株。(3)添加表面活性劑或脂溶劑，將脂類從細(xì)胞壁中溶解出來，使細(xì)胞壁疏松，通透性增強(qiáng)。(4)添加青霉素。(5)控制錳離子，鋅離子濃度，干擾細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的形成。11.名詞解釋；營養(yǎng)缺陷型突變株，抗反饋控制突變株，組成型突變株，抗性突變株。 營養(yǎng)缺陷性菌株：是野生型菌株經(jīng)過人工誘變或自發(fā)突變失去合成某種成長因子的能力，只能在完全培養(yǎng)基或補(bǔ)充了相應(yīng)的生長因子的基本培養(yǎng)基中才能正常生長的變異菌株。 組成型突變株：操縱基因或調(diào)節(jié)基因突變引起酶合成誘導(dǎo)機(jī)制失靈，菌株不經(jīng)誘導(dǎo)也能正常合成誘導(dǎo)酶的調(diào)節(jié)突變型，稱為組成型突變株。 抗反饋控制突變株：初級代謝產(chǎn)物高產(chǎn)菌株的篩選需要打破原微生物原有的反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng).降低終端產(chǎn)物濃度:篩選終產(chǎn)物營養(yǎng)缺陷型、篩選細(xì)胞通透性改變的突變株(營養(yǎng)缺陷型、溫度敏感型、溶菌酶敏感型突變株) 。 抗性突變株：由于基因突變而使原始菌株發(fā)生了對某種化學(xué)藥物或致死因子抗性的變異類型.12.簡述