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第一章 微生物的细胞结构与功能真菌细胞的质膜中具有甾醇，原核生物的质膜中很少或没有甾醇。载色体 亦称色素体或叫光合膜：是光合细菌进行光合作用的场所羧酶体 又称多角体是自养细菌特有的内膜结构，由3.5nm厚的蛋白质单层膜包围，是自养细菌固定CO2的场所类囊体（thylakoid）是蓝细菌进行光合作用的场所内质网 指细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成高尔基体 是一种内膜结构，由许多小盘状的扁平双层膜和小泡组成，与细胞的分泌活动和溶酶体的形成等有关是合成、分泌糖蛋白和脂蛋白以及进行酶切加工的重要场所。磁小体 是趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4 / Fe3S4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹芽孢 某些细菌在其生长发育后期 ， 在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体溶酶体是胞质中一类包着多种水解酶的小泡 溶酶体的标志酶是酸性水解酶微体 是一种单层膜包裹的、与溶酶体相似的小球形细胞器，但其所含的酶与溶酶体所含的不同一什么是原核生物与真核生物？原核微生物是细胞内有明显核区，但没有核膜包围；核区内含有一条双链DNA构成的细菌染色体；能量代谢和很多合成代谢均在质膜上进行；蛋白质合成“车间”-核糖体分布在细胞质中。真核微生物是细胞核具有核膜、核仁，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的一类微生物。二比较原核生物和真核生物的异同点？相同点：不论是原核生物还是真核生物，它们的遗传物质的本质相同；在它们的细胞中同时具有DNA和RNA；一般都有产生能量与合成细胞物质的完整的酶系统；ATP是生物用来进行能量转换的物质之一；细胞的元素组成，糖代谢，核苷酸与氨基（除赖氨酸以外）生物合成途径基本相同；蛋白质和核酸生物合成的方式也基本相同比较项目原核生物真核生物细胞大小较小（通常直径小于2um）较大（通常直径大于2um）细胞壁主要成分多数为肽聚糖纤维素、几丁质等细胞器无有鞭毛结构如有，则细而简单如有，则粗而复杂鞭毛运动方式旋转马达式挥鞭式繁殖方式无性繁殖有性、无性等多种细胞核核膜无有组蛋白无有DNA含量高（约10）低（约5）核仁无有有丝分裂无有细胞质线粒体无有叶绿体无光合自养生物中有高尔基体无有核糖体70S80S(指细胞质核糖体)贮藏物PHB等间体部分有无三何谓鞭毛？原核与真核微生物鞭毛结构有何特点？原核微生物鞭毛：有些细菌细胞的表面，着生有一根或数根由细胞内伸出的细长、波曲、毛发状的丝状体结构即为鞭毛。是细菌的运动器官。真核微生物鞭毛：在有些真核微生物的表面长有或长或短的长发状细胞器，具有运动功能，较长者称为鞭毛，较短者则称纤毛。生长在某些细菌体表的长丝状蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目为一至数条，具有运动功能。细菌鞭毛真核生物组成鞭毛丝、鞭毛钩、基体鞭杆、基体。特点鞭毛丝不含半胱氨酸和色氨酸，脯氨酸、酪氨酸和组氨酸的含量也很低。鞭毛蛋白具有抗原特异性，称为H抗原鞭毛钩蛋白亚单位的氨基酸中，苯丙氨酸和蛋氨酸的含量较高基体由L、P、S、M环组成。M环转动的动力来自细胞质膜内外的质子浓度梯度鞭杆和基体之间有一过渡区。鞭杆外有一层单位膜包围，此膜与细胞质膜相连。鞭杆：92型结构。中央有一对微管，外围环绕有9对二联体基体：90型。外围有9个三联体，中央没有微管和鞘运动方式旋转波浪形摆动四荚膜有何生理作用？（1） 保护作用：保护细菌免受干旱损坏 防止噬菌体的吸附和裂解 免受细胞吞噬（2） 贮藏养料（3） 作为透性屏障或离子交换系介质（4） 附着作用（5） 细菌间的信息识别作用（6） 堆积代谢废物五何谓细胞壁？细菌细胞壁有什么物质组成的？细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构；约占细胞干重的 10-25% 。N乙酰葡萄糖胺N乙酰胞壁酸短肽细菌：肽聚糖磷壁酸脂多糖六革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌细胞壁有什么区别？成分占细胞壁干重G+G-肽聚糖含量很高（30-95）含量很低（5-20）磷壁酸含量较高（<50）0类脂质一般无（<2）含量较高（-20）蛋白质0含量较高七磷壁酸的主要作用是什么？ 因带负电荷，故可与环境中的Mg等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要。 保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连 赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原 提供某些噬菌体以特异的吸附受体 贮藏磷原素 调节细胞内自溶素的活力防止细胞死亡八细胞壁的生理作用是什么？ 固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透压等外力的损伤。 为细胞的生长、分裂、和鞭毛运动所必需。失去了细胞壁的原生质体，也就没有了这些重要的功能。 阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（相对分子质量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶等有害物质的损伤。 赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。九什么是细胞膜？简述其生理作用及组成。细胞膜是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性的半透性膜。脂类： 占2030%细胞膜的化学组成主要： 蛋白质：占6070%hopanoid（藿烷类化合物 ）真核细胞与原核细胞在其质膜的构造和功能上十分相似，在化学组成中，真菌细胞的质膜中具有甾醇，而在原核生物的质膜中很少或没有甾醇。作用：1、控制内外物质的运送、交换；2、维持细胞内正常渗透压的屏障；3、合成细胞壁各种组分（LPS，肽聚糖，磷壁酸）和荚膜大分子的场所；4、进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地；5、许多酶和电子传递链的所在部位；6、鞭毛着生点并为其运动提供能量。十何谓间体，间体的主要功能？间体是细菌细胞内唯一的“细胞器”，由细胞膜内陷而成的一种层状、管状或囊状物，其结构和化学组成与细胞膜相同。一般位于细胞分裂部位或其邻近部位。常见于G+菌, 在有些G-细菌中不明显。功能：1) 呼吸作用电子传递系统的中心，相当于高等生物的线粒体，间体上有细胞色素氧化酶，玻珀酸脱氢酶等呼吸酶系。2) 与合成细胞壁，特别是横隔壁有关，因间体常出现于细胞分裂时新形成的横隔壁处。3) 参与遗传物质的复制与核分裂有关，因DNA的复制点和间体结合在一起。4) 间体一边和膜相连，另一侧和核物质紧密接触，起着向核运送营养物质和能量的作用。5) 芽孢的形成也与间体有关。十一何为质粒？质粒有何特点和功能？质 粒是独立存在于细菌染色体外或附加在染色体上的遗传物质。特点：1、不亲和性：可以共存于同一细胞中的不同质粒彼此是亲和的，而不能共存于同一细胞的质粒彼此不亲和，质粒的这种特性称为不亲和性。2、可消除性 3、能自我复制，稳定的遗传4、没有质粒的细菌不能自发产生质粒,但可以通过转化转导或接合作用获得质粒 5、质粒可以携带供体细胞的DNA转移。功能：1、质粒控制细菌的某一遗传性状；2、可作为基因转移的载体。第二章 微生物营养l 营养物质（nutrient)：能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。l 营养：微生物获得和利用营养物质的过程称为营养六大营养要素 碳源、氮源、能源、水 生长因子、无机盐l 光能自养型，亦称光能无机自养型，是一类能以CO2作为惟一碳源或主要碳源、并利用光能进行生长的细菌。l 光能异养型 此类细菌不能以CO2作为主要碳源或惟一碳源，需以简单的有机物（如有机酸、醇等）作为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质。l 化能无机自养型是 一类能从无机物氧化过程中获得能量，并以CO2作为惟一碳源或主要碳源进行生长的细菌。由于无机物氧化时产能有限，以致此类细菌的生长较迟缓。l 化能有机异养型 一类以有机物作为能源和碳源的细菌，大多数细菌均属此类，已知的所有致病菌均属此种类型的l 单纯扩散是物质运输的一种最简单的形式。这种形式不需要能量，是以物质在细胞内外的浓度差为动力，即基于分子的热运动而进行的物质运输过程l 促进扩散 顺浓度梯度，将外界物质运入细胞内，不需要能量。需要一种存在于膜上的载体蛋白参与运输。有较高的特异性，一般每种载体只帮助一类物质运输。l 主动运输 是营养物质逆浓度差和膜电位差运送到细胞膜内的过程。需要载体蛋白，而且还需要能量l 基团转移 某些物质在通过细胞膜的转移过程中发生化学变化，如加上一个磷酸基团，此运输方式称为基团转移。需要能量，类似主动运输。1 C源对微生物生物生长有何作用？微生物的主要碳源、次要碳源物质都有哪些？作用:供给微生物碳素，可以构成微生物结构或代谢产物中碳架来源的营养物质。次要碳源：脂质主要碳源 糖类2 何谓 N 源物质？ N 源物质分为那两类？各是什么？凡是提供微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质，称为氮源。无机氮化物和有机氮源3 何谓生长因子？生长因子必需之原因是什么？生长因子分那三类？生长因子的生理作用及其特点是什么？ 微生物生长所必需且需要量很少，微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。三类：维生素，氨基酸以及嘌呤和嘧啶碱基。维生素:它们组成各种酶的活性基的成分，缺乏酶，便没有活性，代谢活动将无法进行，生命将终止。维生素需要量一般都很低，浓度在1-50ng/ml。氨基酸：氨基酸是组成蛋白质和酶的结构物质，需要量一般在20-50g/ml之间。嘌呤、嘧啶及其衍生物：某些微生物需要核酸降解物来维持生长，乳酸菌需要嘌呤和嘧啶用以合成核苷酸，所需浓度10-20g/ml。4 向培养基中加入牛肉膏、酵母膏及植物汁液有何作用？培养基中无前体物质，不同微生物对生长因子的需求种类不同，当对微生物生长所需的生长因子的本质还不了解时，加入牛肉膏、酵母膏及植物汁液以满足其需要。六 什么叫自养菌、异养菌？ 自养型生物以无机碳（CO2）为碳源，还原细胞物质。异养型以有机碳为碳源。7 微生物的营养类型按能量与营养物质划分时各分为那几类？各有何特点？ 营养类型主要碳源能源举例光能自养型CO2光能蓝细菌，绿硫细菌，藻类光能异养型有机物光能红螺细菌化能自养型CO2无机物氢细菌，铁细菌，硝化细菌等化能异养型有机物有机物绝大多数细菌，全部真核微生物8 影响微生物营养物质进入细胞的环境因素有那些？各种因素是如何影响营养物质运输的？ 1. 温度：温度通过影响营养物质的溶解度、细胞膜的流动性及运输系统的生理活性来影响微生物的吸收能力。2. pH：pH通过影响营养物质的电离程度来影响其进入细胞的能力。3. 代谢和呼吸的抑制剂和解偶联剂：代谢和呼吸的抑制剂和解偶联剂影响ATP的浓度。4. 通透性诱导物与被运输物质的结构类似物：存在通透性诱导物，有利于吸收营养物质，有结构类似物时降低吸收率。9 营养物质进入细胞的方式有哪几种？各有何特点？三章 微生物的生物氧化分解代谢是指营养物质在分解酶类催化下，由结构复杂的大分子变成简单的小分子物质的反应合成代谢 在合成酶催化下，不同的小分子结构的物质被合成为大分子物质的过程称为合成代谢发酵是指微生物在无外源电子受体时，以底物水平磷酸化方式产生 ATP 的生物学过程有氧呼吸是以分子氧为最终电子受体的基质生物氧化，产生 ATP 的过程。在有氧条件下，好氧微生物或兼性厌氧微生物可将葡萄糖彻底氧化一生物氧化放出的能量途径有哪几条？1. 葡萄糖酵解途径2. 发酵作用3. 呼吸作用4. 天然多聚物的氧化分解二微生物糖酵解的途径有哪几种？各有何特点？1.EMP 途径EMP 途径的特点是： 葡萄糖的分解是从 1,6 二磷酸果糖开始的 整个途径仅在第1、3、10步反应是不可逆的 EMP 途径中的特征酶是1,6-二磷酸果糖醛缩酶 整个途径不消耗分子氧， EMP 途径的有关酶系位于细胞质中。葡萄糖经EMP途径生成两分子丙酮酸，同时产生两个 ATP ，整个反应受 ADP 、 Pi 、 NAD+含量的控制。2. HMP途径HMP 途径有以下特点： HMP 途径是从 6 -磷酸葡萄糖脱羧开始降解的，与 EMP 途径（在双磷酸己糖基础上开始降解）是不同的； 该途径中有两种特征酶：转酮酶（ TK ）和转醛酶（ TA ) ， HMP 途径一般只产生 NADPH ，不产生 NADH ， HMP 途径中的酶系定位于细胞质中。3. ED途径 2-酮- 3 -脱氧-6 -磷酸葡萄糖酸裂解途径ED途径是少数缺乏完整EMP途径的微生物所具有的一种替代途径ED 途径的特点是：1 . ED 途径的特征反应是 2-酮- 3 -脱氧-6 -磷酸葡萄糖酸（ KDPG ）裂解为丙酮酸和 3 -磷酸甘油醛。2 . ED 途径的特征酶是 2 -酮- 3 -脱氧-6- 磷酸葡萄糖酸醛缩酶。3 . ED 途径中两分子丙酮酸来历不同，一分子是由 2 -酮- 3 -脱氧- 6-磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子丙酮酸是由磷酸甘油醛经 EMP 途径转化而来。4 . 1 摩尔葡萄糖经 ED 途径只产生 1 摩尔 ATP 。4. WD途径因该途径中的特征酶是磷酸解酮酶，所以又称磷酸解酮酶途径。根据磷酸解酮酶的不同，把具有磷酸戊糖解酮酶的叫 PK 途径，把具有磷酸己糖解酮酶的叫 HK 途径。 5. 葡萄直接氧化途径有些细菌不具备己糖激酶，但具有葡萄糖氧化酶，能利用空气中的氧，把葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸再经磷酸化进行降解。3 何为微生物发酵？根据微生物发酵葡萄糖所形成的主要产物类型，可将葡萄糖发酵分为那几种类型？其中由酵母菌完成的是那几种发酵？由细菌完成的是那几种发酵？所谓发酵是指微生物在无外源电子受体时，以底物水平磷酸化方式产生 ATP 的生物学过程。酒精发酵甘油发酵乳酸发酵丁酸发酵丁醇丙酮发酵混合酸发酵丁二醇发酵丙酸发酵酵母菌的酒精发酵和甘油发酵细菌的酒精发酵 ， 乳酸发酵 ，丁酸发酵，丁二醇发酵，丙酸发酵四 酵母菌的第 I 、 II 、 III 型发酵是在什么条件下进行的？产物是什么？(1)酵母的一型发酵（PH3.5-4.5）在酵母菌的乙醇发酵中，酵母菌可将葡萄糖经EMP途径降解为两分子丙酮酸，然后丙酮酸脱羧生成乙醛，乙醛作为氢受体使NAD+再生，发酵终产物为乙醇，这种发酵类型称为酵母的一型发酵 。(2) 酵母的二型发酵但当环境中存在亚硫酸氢钠时，它可与乙醛反应生成难溶的磺化羟基乙醛。由于乙醛和亚硫酸盐结合而不能作为NADH2的受氢体，所以不能形成乙醇，迫使磷酸二羟丙酮代替乙醛作为受氢体，生成-磷酸甘油。-磷酸甘油进一步水解脱磷酸而生成甘油，称为酵母的二型发酵。(3)酵母的三型发酵在弱碱性条件下（pH 7.6），乙醛因得不到足够的氢而积累，两个乙醛分子间会发生歧化反应，一分子乙醛作为氧化剂被还原成乙醇，另一个则作为还原剂被氧化为乙酸。氢受体则由磷酸二羟丙酮担任。发酵终产物为甘油、乙醇和乙酸，称为酵母的三型发酵。5 何谓乳酸发酵？乳酸发酵有那两条途径？产物各是什么？何谓同型发酵？异型发酵？指在乳酸菌的作用下，糖经无氧酵解而生成乳酸的发酵过程。乳酸发酵有三种类型： 同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和 双歧发酵。葡萄糖经 EMP 途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被NADH还原为乳酸。对于只生成乳酸一种产物的发酵称为同型乳酸发酵。异型乳酸发酵是某些乳酸菌利用 HMP 途径分解葡萄糖为 5 磷酸核酮糖，底物除乳酸还有一部分乙醇。这个反应由磷酸酮醇酶催化，它是异型乳酸发酵的关键酶。双歧发酵途径：双歧发酵是两歧双歧杆菌发酵葡萄糖产生乳酸的一条途径。7 丙酮、丁醇发酵是在什么条件下进行的？解释其机理。在丁酸发酵过程中，由于丁酸的生成，会导致环境pH的下降，当pH 降至4.5时，CoA转移酶被活化，这时部分乙酰CoA转变成乙酰乙酸，再脱羧成丙酮，另一部分乙酰-CoA变成丁酰-CoA，再被还原生成丁醇。8 何谓混合酸发酵、丁二醇发酵？这两类发酵的细菌主要有那些？发酵路线与产物各是什么？两种发酵的主要酶类有那些？肠杆菌属如埃希氏菌，沙门氏菌和志贺氏菌属中的一些细菌，能够利用葡萄糖进行混合酸发酵。先通过EMP途径将葡萄糖分解为丙酮酸，然后由不同的酶系将丙酮酸转换成不同的产物，如乙酸、乳酸、甲酸、乙醇、CO2和H2，还有一部分生成琥珀酸。而肠杆菌、赛氏杆菌、欧文氏菌属中的一些细菌在发酵过程中，能将丙酮酸转变成乙酰乳酸，乙酰乳酸经过一系列反应形成大量的2,3-丁二醇，产生大量气体。产物大肠杆菌的混合酸发酵(mol/100mol葡萄糖)产气肠杆菌的丁二醇发酵(mol/100mol葡萄糖)甲酸2.417.0乙酸36.50.5琥珀酸10.7-乙醇49.869.52,3-丁二醇0.366.4CO288.0172.0H275.035.4乳酸79.529酶系：丙酮酸甲酸裂解酶，乳酸脱氢酶和乙酰乳酸合成酶9. 何谓丙酸发酵？丙酸发酵有两条途径？写出发酵路线。糖经无氧酵解而生成丙酸的发酵过程。由葡萄糖生成丙酸，可能是经 EMP 途径生成两分子丙酮酸，其中一分子丙酮酸经羧化生成乙酸和二氧化碳，另一分子丙酮酸经羧化生成草酰乙酸，再转化成琥珀酸，琥珀酸经甲基丙二酰COA，最后经脱羧和转辅酶A反应生成丙酸。书77页10 微生物是怎样利用单糖的？除葡萄糖外，其他常见的单糖，如果糖、甘聚糖、半乳糖、阿拉伯糖也可以作为微生物的碳源和能源。这些单糖通过一定的代谢途径转换为糖酵解的中间产物，从而进入糖酵解做进一步的降解。11 什么叫微生物的呼吸作用？比较发酵与呼吸的异同。微生物通过氧化作用生成电子，并将释放的电子经电子传递链传给外源电子受体，从而生成水或其他还原性产物并释放出能量的过程，称为呼吸作用。不同：发酵是电子不经过电子传递链，直接交给代谢中间物，如丙酮酸，主要靠底物水平磷酸化产能。呼吸作用能量来源主要是氧化磷酸化，电子受体为外源物质。相同点：都是将有机物进行氧化，都产生能量。十二 不饱和脂肪酸是如何氧化的？脂肪酸是如何进入线粒体的？(PPT第三章)不饱各脂肪酸的氧化途径与饱和脂肪酸的氧化途径基本上是一样的。不同的是天然不饱和脂肪酸的双键都是顺式的，而且位置也相当有规律。它们活化后进入-氧化时，生成3 顺烯脂酰CoA，此时需要3,4顺2,3反异构酶催化使其生成2,3反式烯脂酰CoA以便进一步反应。脂肪酸的氧化首先须被活化，在ATP、Co-SH、Mg2+存在下，由位于内质网及线粒体外膜的脂酰CoA合成酶,催化生成脂酰CoA。催化脂肪酸氧化的酶系存在于线粒体基质内，故活化的脂酰CoA 必须先进入线粒体才能氧化，但已知长链脂酰辅酶A是不能直接透过线粒体内膜的，因此活化的脂酰CoA要借助肉毒碱（camitine），即L-3羟-4-三甲基铵丁酸，而被转运入线粒体内一般10个碳原子以下的活化脂肪酸不需经此途径转运，而直接通过线粒体内膜进行氧化。13 呼吸作用和发酵作用的根本区别是什么？呼吸作用与发酵作用的根本区别在于氧化还原反应中电子受体不同。十四 呼吸链中的电子传递体由那些物质组成？最重要的中间电子传递体成员有那些？载体除醌及其衍生物以外，其余的都是一些带有辅基的蛋白质，电子传递通过这些辅基来完成。这些带有辅基的蛋白质的氧化还原电位在NAD+和氧之间。组成：NADH脱氢酶，黄素蛋白，铁硫蛋白，细胞色素，醌及其衍生物。15 呼吸链在细菌、真菌及其它真核生物中的定位有何不同？与真核生物线粒体呼吸链相比，细菌呼吸链有何特点？特点：细菌的呼吸链位于细胞膜上电子供体多样，除NADH以外，还有甲酸，H2和S等。电子受体多样，除分子氧外，还有延胡索酸、硝酸盐和S2-呼吸链的氧化还原载体含量可因细菌种类与培养条件不同而改变，呼吸链有分支 末端氧化酶多样化；电子传递系统不完整细胞色素种类多样；氧化磷酸化效率一般比真核生物低，电子传递方式多样化，呼吸链在原核生物中位于细胞膜中，在真核生物中位于线粒体内膜上。17. 无氧呼吸有何特点？与有氧呼吸相比有何异同？ 无氧呼吸有那几种类型？ 特点:无氧呼吸是以外源物质（除分子氧外）作为最终电子受体的呼吸作用。在电子传递系统中，氧化 NADH 最常见的电子受体是分子氧，但微生物还能利用其它的电子受体。外源电子受体包括分子氧和其它的外源电子受体（有无机元素、无机离子、无机氧化物和某些有机物）。异:无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO3-、SO42-、S2O32-、CO2等一类外援受体，由于部分能量随电子传递传给最终电子受体，电子传递链壁有氧呼吸时短，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。同: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过程,也产生能量用于生命活动.1. 以硝酸作为最终电子受体的无氧呼吸 2以硫酸为最终电子受体的无氧呼吸3 以CO2为最终电子受体的无氧呼吸 4延胡索酸呼吸18. ATP 形成有那几种方式？ 什么叫底物水平磷酸化？电子传递磷酸化？光合磷酸化？ 底物水平磷酸化。 呼吸链（或氧化）磷酸化。 光合磷酸化。 底物水平磷酸化:在生物氧化过程中,常生成一些含高能建的化合物,而这些化合物可直接偶联到ATP或GTP的合成,这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化. 底物水平磷酸化的特点：底物在生物氧化中脱下的电子或氢不经过电子传递链传递，而是通过酶促反应直接交给底物自身的氧化产物，同时将释放出的能量。氧化磷酸化: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,这种产生ATP的方式称为氧化磷酸化. 氧化磷酸化是与膜有关的向量（有空间方向）的过程，是由几种有着空间构型的氧化还原载体（呼吸链）参与的一系列顺序氧化还原反应来实现的。 光合磷酸化: 由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程称光合磷酸化. 厌氧微生物或兼性厌氧微生物在厌氧条件下，缺乏丙酮酸脱氢酶和酮戊二酸脱氢酶，因而不能形成完整的三羧循环。 第4章 自养微生物的生物氧化叶绿素或细菌叶绿素及类胡萝卜素等在光合膜上组成光合单位。一. 什么叫化能自养微生物？化能自养菌可分为那四个类群？各有何特点？ 自养微生物是指能够在完全无机环境中生长的微生物，它们氧化无机物或利用光能获得能量，以CO2为碳源进行生长。 一些微生物可以通过氧化无机物获得能量,同时合成细胞物质,这类微生物称为化能自养微生物. 根据生长时提供能源的无机物类型不同，化能自养菌主要分为硝化细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等类群；硫细菌:能过利用一种或多种的还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫元素,硫化物,硫代硫酸盐,)作能源.硝化细菌:NH3同亚硝酸一样可以作为能源最普通的无机氮化合物,能被硝化细菌所氧化。铁细菌：在低pH环境中能利用亚铁放出的能量生长。氢细菌：在该菌中，电子直接从氢传递给电子传递系统，然后在呼吸链传递过程中偶联产生ATP。2 光合微生物分为那两种类群？主要代表性微生物有那些？ 放氧型光合作用:植物、藻类和蓝细菌在光合作用中同化的电子来自水的光解，并伴随有氧的释放，称为放氧型光合作用。l 非放氧型光合作用:在光合细菌中，同化CO2的电子不能来自水的光解，只能来自还原态的H2、硫化物或有机物，没有氧的放出Buchong 环式光合磷酸化是存在于光合细菌中的一种原始产能机制，可在厌氧条件下进行，产物只有ATP，无NADP(H)，也不产生分子氧，是非放氧型光合作用。三 何为氢效应？氢效应发生的原因？ 在以化能自养方式生长时，H2的存在能抑制菌体对有机物的利用，称为氢效应一方面因为H2和O2的存在阻遏了分解果糖的ED途径中的酶的合成，因而不能利用果糖生长；另一方面，有氧时，氢化酶使NAD+还原为NADH，菌体内的NAD+减少，果糖分解脱下的氢不能交给NAD+使得果糖分解受阻。4 简述产甲烷细菌的特点和从二氧化碳生产甲烷的途径？ 形态上具有多样性，分为球形、八叠球状、螺旋型，短杆状、长杆状、丝状和盘状等。多数为G-，少数为G+。细胞壁不含有肽聚糖。细胞内不含有过氧化氢酶，也不含有过氧化物酶，氧和其他氧化剂对其也有极强的毒害作用，严格厌氧。产甲烷细菌含有其他真细菌所没有的独特的酶系统，用于甲烷的生成。途径：CO2被甲烷呋喃活化；被还原成甲酰基；甲酰基从甲烷呋喃转移到四氢甲烷蝶呤；脱水；还原成亚甲基和甲基；甲基从甲烷蝶呤转移到辅酶M；甲基辅酶M通过甲基还原酶系统还原为甲烷。l 亚硝化细菌对氨的氧化氨氧化为羟胺 羟胺氧化为亚硝酸第五章 微生物的合成代谢 什么叫合成代谢？生物合成三要素具体是什么，各有何作用？合成代谢又称同化作用或生物合成，是从小的前体或构件分子（如氨基酸和核苷酸）合成较大的分子（如蛋白质和核酸）的过程。生物合成三要素：能量、还原力和小分子前体物。作用：1、生物合成消耗能量 2.所有微生物都要消耗一些ATP，用以维持其生命的完整。3.溶质主动运输和基团转移运输的过程要消耗能量，然而很难计算ATP的消耗量。4.有些ATP是以热的形式散失了5. 具有鞭毛的微生物，它们的运动也消耗能量。6.所有微生物在正常生长情况下，都含有少量自由ATP，常称为ATP库。还原力主要指NADH和NADPH，NADPH在微生物合成代谢中起到了重要作用。其作用除了作为供氢体促进代谢中间产物还原成发酵产物和通过呼吸链产生ATP外，一个重要的作用就是通过转氢酶的催化转变为NADPH用于微生物细胞物质的合成。小分子物质：糖代谢过程中产生中间代谢物，如乙酰辅酶A和各种有机酸等小分子物质，这些物质可以直接用于微生物物质的合成过程二 异养、自养微生物的还原力是怎样产生的？116页NaDH， NADPH EMP途径和TCA途径产生大量的NADH 其作用除了作为供氢体外通过转氢酶的催化转变为NADPH用于微生物细胞物质的合成，某些微生物还可以通过磷酸解酮酶途径或非环式光合磷酸化等方式产生NADPH 三. 自养和异养微生物分别通过哪些途径实现CO2的固定的？ 自养：1、二磷酸核酮糖途径，2.还原性三羧酸循环。3.还原性乙酰辅酶A途径4.3-羟基丙酸途径异养型 CO2的固定主要是合成 TCA 环的中间产物。4 何为同多糖和杂多糖？多糖合成具有何特点？同多糖：同多糖是由相同单糖分子聚合而成的糖类。杂多糖：杂多糖是由不同单糖分子聚合而成的糖类。特点：1.不需要模板指令，是由转移酶类的特异性来决定亚单位在多聚链上的次序。2.合成的开始阶段需要引子3.多糖合成时，由糖苷酸作为糖基载体，将单糖分子转移到受体分子上，使得多糖链逐渐延长。五. 根据固氮微生物与其他生物之间关系，生物固氮被分为那三种类型？ 共生固氮体系，自生固氮体系和联合固氮体系。第六章 微生物的代谢调节 微生物代谢调节是指对微生物自身各种代谢途径方向的控制和代谢反应速度的调节代谢调节的部位 细胞膜（细胞器膜 酶本身 酶与底物的相对位置及间隔状况 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的酶活性调节的分子机制变构调节理论（酶分子构象的改变） 共价修饰调节理论（酶分子结构的改变）酶的共价修饰是酶蛋白在修饰酶催化下，可与某些物质发生共价键的结合或解离，从而导致调节酶的活化或抑制，以控制代谢的速度和方向。代谢速度的调控 酶合成的调节（粗调） 酶活性的调节（细调） 酶活调节的影响因素包括：底物和产物的性质和浓度、压力、pH、离子强度、辅助因子以及其他酶的存在等。特点是反应快速。激活：在某个酶促反应系统中，加入某种低分子量的物质后，导致原来无活性或活性很低的酶转变为有活性或活性提高；抑制：导致酶活力降低。协同诱导：一种诱导剂可以同时诱导产生若干种酶的现象。顺序诱导：一种诱导剂诱导产生的酶的反应产物可继续诱导产生下一个酶，这种连续诱导产生一系列酶的现象称为顺序诱导。末端代谢产物阻遏。在酶合成的阻遏中，如果代谢产物是某种合成途径的终产物，这种阻遏方式称为分解代谢产物阻遏在酶合成的阻遏中，代谢产物是某种化合物分解的中间产物，这种阻遏方式称为操纵子是指基因组DNA分子的一个片段，这个片段由启动子、调节基因、操纵基因和结构基因组成1. 酶活性调节的途径是什么？何谓反馈抑制？反馈分为那两种？ 1 无分支代谢途径 前馈作用 终产物抑制 补偿性激活2 分支代谢途径 协同反馈抑制 累积反馈抑制 增效反馈抑制 顺序反馈抑制 同工酶的反馈抑制 反馈抑制是指生物合成途径的终产物反过来对该途径中第一个酶(调节酶)活力的抑制作用。 反馈分为正反馈和负反馈两种。2. 何谓酶活性调节？酶反馈调节有几种模式？单向反馈与分支途径反馈各有那几种类型？ 酶活性调节 通过改变代谢途径中的一个或几个关键酶的活性来调节代谢速度的调节方式称为酶的活性调节。酶反馈调节有协同反馈抑制、累积反馈抑制、增效反馈抑制、顺序反馈抑制、同工酶的反馈抑制。答案结合上一题3 酶活性调节与酶合成调节各有何特点？ 酶活性调节 .酶活性调节的对象是酶(组成酶和诱导酶)的催化能力，调节的结果是酶量发生变化；酶活性调节的机制通过酶与代谢过程产生物质的可逆性结合进行调节；酶活性调节的特点：快速、精确；酶合成调节 :酶合成调节是通过酶量的变化来控制代谢的速率。组成酶在细胞内一直存在，它的合成只受基因调控；诱导酶只有环境中存在诱导物才能合成它的合成受基因与诱导物共同控制；酶合成调节的对象是诱导酶；调节的结果是使细胞内酶的种类增多；酶合成调节的机制(本质)原核生物基因表达的调控，如大肠杆菌乳糖操纵子学说；3. 酶合成调节之实质是什么？酶合成调节分那两种类型？实质：酶合成的调节是在基因表达水平上起作用的。微生物酶合成的调节方式有两种类型：酶合成的诱导和酶合成的阻遏。5. 大肠杆菌二次生长发生的原因和机制？由于利用葡萄糖的酶系是固有的，而利用乳糖、（或阿拉伯糖、半乳糖等）的酶系是诱导形成的。在有葡萄糖的情况下，乳糖根本不能被吸收到细胞内,而且阻遏了利用乳糖的酶系的合成。只有当葡萄糖被完全利用完后，乳糖才能被吸收进入细胞，然后乳糖诱导相关的分解乳糖的酶系。由于合成新的酶系需要一定的时间，所以在二次生长之间出现了一段停滞期。微生物发酵工艺条件的控制方法控制培养基成分 控制发酵条件 添加前体 添加诱导剂 发酵与分离过程耦合w 葡萄糖效应的机制w 因为葡萄糖的存在，分解葡萄糖的组成酶迅速将葡萄糖降解成某种中间产物X，X既会阻止ATP环化形成cAMP，又会促进cAMP分解成AMP，使细胞内cAMP水平下降，而cAMP是聚合酶与启动子有效结合所必需的。如果聚合酶不能和启动子结合，则转录无法进行，阻遏了与乳糖降解有关的诱导酶合成。第七章 微生物的次级代谢生源是指次级代谢产物分子构建单位的来源 聚酮体甲羟戊酸 糖类和氨基糖次级代谢产物合成方式l 产物由单一前体聚合而成l 产物由中间产物结构修饰而成l 产物由不同前体装配而成1. 何为次级代谢？次级代谢有何特点？ l 次级代谢：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。次级代谢产物：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次级代谢特点 次级代谢产物的产生与微生物的生长不呈平行关系次级代谢以初级代谢产物为前体，并受初级代谢的调节次级代谢酶的专一性低产物种类繁多，结构特殊次级代谢酶在细胞中具有特定的位置和结构次级代谢产物的合成对环境因素特别敏感菌种与次级代谢产物的结构之间没有明确的分类学上的内在联系次级代谢产物的合成过程由多基因控制2. 次级代谢产物按作用分为哪几类，各有何特点？ 抗生素：抗生素是微生物产生的次级代谢产物中非常重要的一类。激素：许多微生物可产生激素，可刺激动、植物的生长或者性器官发育，如赤霉菌产生的赤霉素。毒素：毒素与许多病原菌的致病力相关，经过多步骤、多方面地参与致病。目前巳鉴定出约300多种由不同种类细菌产生的毒素，产生毒素的细菌包括革兰阳性和革兰阴性细菌。维生素 ：可调节物质代谢过程。生物碱：是指一类来源于生物界（以植物为主）的碱性含氮有机物。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。3. 次级代谢产物合成过程？ 第一步是前体聚合，如在四环素合成中，前体物质丙二酰CoA首先在多酮链合成酶的作用下形成多酮链，然后再逐步形成四环素。第二步是结构修饰，环化、氧化、甲基化、氯化等修饰反应。如四环素合成中，前体物质经过聚合形成多酮链后，再经过脱水、甲基化，环闭合形成6-甲基四环酰胺。第三步是不同组分的组装，许多次级代谢产物是有几个不同的组分组成，这些组分分别合成后，再经装配组成成熟的次级代谢产物。第八章 微生物的生长繁殖与环境分批培养 在一封闭培养系统内含有初始限制量的基质的培养方式连续培养 细胞生长到一定浓度后，不断补偿微生物生长消耗的营养物质和排除有害的代谢产物，使微生物长时间保持在对数生长期的培养方式生长是细胞体积，内含物和细胞数目的增加，而繁殖则是产生新一代的过程多细胞微生物来说，菌丝体的延长，分裂产生同类细胞的过程称为个体生长单细胞通过细胞分裂使群体数目或质量增加的过程，无性或有性孢子萌发并通过菌丝断裂而使群体数目和质量增加的过程称为群体生长 同步生长就是各个个体细胞在生活周期中都处于相同的趋向性是微生物对环境变化作出反应的种特性。当环境有利于微生物生长时，它们则向着变化了的环境运动，此为正趋向性。如果环境不利于微生物生长，它们背向运动避离这种环境，此为负趋向性。按照引起微生物产生趋向性因子不同，可以分为趋光性，趋化性