微生物生理复习题总编.doc

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1、微生物生理学复习题1. 写出三个以上你所熟知的微生物生理学奠基人及各自主要贡献。答：1.巴斯德发现了酵母菌的芽殖现象，发明了“巴氏消毒法”；2.维诺格拉斯基发现了化能自养型微生物；3.贝捷林克发现病毒及豆科植物和微生物之间的共生固氮作用；4.布赫纳发现了酵母菌的无细胞提取液可将蔗糖转化为酒精的现象，从此微生物生理学进入了分子水平；2. 微生物细胞的显微和亚显微结构，按照在细胞中的部位和功能，可分为哪三部分？各包括哪些主要结构？答：基本结构：是指一个细胞生存不可缺少的，或一般微生物通常具有的机构，如细胞壁、细胞膜、细胞质、类核和核糖体；外部结构包括细胞表面附属物如荚膜、鞭毛、纤毛和表面多糖等；内

2、部结构包括除染色体外的细胞质内的所有物质和结构，如内膜系统、某些细菌产生的芽孢。3. 比较G+，G-真细菌的细胞壁结构、组成。性 质 G+ 细菌 G- 细菌 内壁层 外壁层 厚度（nm） 2080 23 8结 构 层次 单层 多层 肽聚糖结构多层，亚单位交联程度高，网格紧密坚固 单层，亚单位交联程度低，网格较疏松组成 肽聚糖 占细胞壁干重的4090% 5%10% 无 磷壁（酸）质 多数含有 无 无 多糖 有 无 无 蛋白质 有或无 无 有 脂多糖 无 无 11%22% 脂蛋白 无 有或无 有 对青霉素 敏感 不够敏感 对溶菌酶 敏感 不够敏感 答：4. 从嗜热菌的细胞壁和细胞膜的结构特点来解释

3、其耐热的机理答：嗜热菌的细胞壁的成分主要为糖蛋白亚单位，相比较与其他类型的细胞壁来说，对于高温的耐受性更强。有些古细菌是没有细胞壁的，如嗜酸嗜热菌中的Thermoplasma acidophilus和产甲烷菌中的Methanoplasma elizabethii。但它们具有坚实的细胞质膜。这些细胞质膜中含有特殊的脂（二植烷二甘油四醚）、糖蛋白和脂多糖。蛋白质占60%，脂类25%，碳水化合物10%。5. 不同真菌细胞壁中多糖组成的一般规律。答：真菌细胞壁的主要成分是多糖，此外也含有少量的蛋白质和脂类。多糖的性质因不同真菌而异。在低等真菌中，如黏菌和卵菌，由纤维素组成细胞壁骨架。在高等真菌中则以几

4、丁质和葡聚糖为主。单细胞酵母菌则以葡聚糖和甘露聚糖等为主。6微生物细胞膜的一般功能。答： 维持细胞的结构完整，保护细胞内成分； 细胞表面纤毛、鞭毛的着生位点； 细胞抗原-抗体特异性识别的物质基础和位置； 传递信息。细胞膜有某些特殊蛋白，能接受来自光、电及化学物质等刺激信号并发生构象变化，并将此信息传递给相应的胞内蛋白，引起一系列相应基因的表达、或关闭、或部分受阻的变化和产生相应的表型反应； 物质转运作用。形成渗透屏障 Osmotic Barrier。 细菌吸取营养和排出代谢物均需通过细胞膜，细胞膜上有许多具有选择性通透作用的小孔，控制着物质的膜内外的进出交流；细胞膜上的载体蛋白能主动转运特异性

5、的营养物质； 呼吸作用。原核微生物的呼吸酶系统和电子转移系统定位于细胞膜上，可以转运电子和偶联氧化磷酸化作用，进行产能代谢； 分解作用； 生物合成作用。细胞膜上有多种合成酶。肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、荚膜和鞭毛等重要物质的合成都是在细胞膜上进行的。7真细菌细胞膜的主要脂类有？答：组成真细菌细胞膜的主要脂质有磷脂、糖脂、鞘脂等极性的脂类，此外还含有非极性的脂醌、类胡萝卜素、聚异戊烯脂和甾醇。8酵母细胞中有关甾醇的情况.答：酵母菌的原生质膜中含有主要的两种脂类：甘油磷脂和甾醇，两者所占的摩尔比为5:1.在酵母菌细胞膜中常见的甾醇是麦角甾醇和酵母甾醇，此外还含有少量的脱氢麦角甾醇，是合成麦角甾醇的前体

6、。9细菌鞭毛和真核微生物鞭毛的组成，特点及运动方式？答：细菌鞭毛：呈波浪形，直径1218nm，长约1520um的纤细丝，具有可再生性。着生方式包括单根、丛束极生和周生。由鞭毛丝、鞭毛钩和基体三部分组成。运动方式为旋转运动。动力来自细胞质膜内外的质子浓度梯度。当鞭毛逆时针转动时，细菌做直线运动，顺时针转动时，细菌就翻腾转向。真核微生物的鞭毛：某些低等水生真菌和藻类表面存在，单级生或双极生。长为150200um。主要由鞭杆和基体两部分组成，两者之间存在一过渡区。鞭毛的功能是运动，以波浪形摆动以推动细胞前进，过程中消耗ATP，运动的机制为“滑动微管模式”假说。10哪些细菌具有发达的内膜系统？为什么？

7、答：1.间体：由于细胞质膜内陷形成的一种膜状结构； 2.光合膜：进行光合作用的膜结构。主要存在于绿硫细菌、蓝细菌等； 3.其他内膜系统：在硝化细菌和甲烷氧化菌中有很明显的内膜系统，不同与真核细胞中的内质网，有两种类型的排列方式，1是盘状泡囊成束地平行排列在细胞中央，如甲基单胞属和甲基细菌属，2是双层膜沿细胞的边缘平行排列，如甲基弯菌属和甲基杆菌属。这些内膜似乎与氧化气体获得能量有关。11. 细胞型微生物需要的营养物可分为哪五类？答：碳源、氮源、矿质营养、生长因子和水12. 依据微生物获取能源、碳源、氢或电子供体的方式，将微生物分为哪四种营养方式？答：如下图：营养类型能源主要碳源电子供体实例光能

8、自养型光能CO2H2、H2S、S、H2O蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类化能自养型无机物CO2或碳酸盐H2、H2S、Fe2+、NH3 、 H2O氢细菌、硫细菌、铁细菌、硝化细菌光能异养型光能CO2和简单有机物有机物红螺细菌化能异养型有机物有机物有机物绝大多数微生物，原生动物13.化能无机营养菌的四大类群为：答：硝化细菌：能氧化铵盐或亚硝酸盐获得能量的严格化能自养菌。分为亚硝化细菌群和硝化细菌群硫化细菌：能氧化还原态无机硫化物(H2S、S、S2O3SO3-)以获取能量，好氧或兼性厌氧的细菌，多数为专性的化能自养菌。铁细菌：将Fe2+氧化为Fe3+以获取能量通化CO2氢细菌 ：具有氢化酶，因而能氧

9、化氢以获取能量。14.微生物对小分子营养物质的吸收主要通过哪四种方式，各有何特点？答：1.被动扩散：动力物质在膜两侧的浓度差；物质运输过程中不消耗能量；参与运输的物质本身的分子结构不发生变化；不能进行逆浓度运输；运输速率与膜内外物质的浓度差成正比。2.促进扩散：动力物质在膜两侧的浓度差；物质运输过程中不消耗能量；运输速率与膜内外物质的浓度差成正比。；有载体(carrier)的参与，而且每种载体只运输相应的物质，具有较高的专一性。3.主动扩散：是微生物吸收营养的主要方式；可逆浓度梯度运输，耗能；需载体蛋白，有特异性；运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类；需要特异性载体蛋白，需要能量来改变载

10、体蛋白的构象；亲和力改变蛋白构象改变耗能 4.基团转运：属主动运输类型；溶质分子发生化学修饰 定向磷酸化或乙酰基化；需复杂的运输酶系参与. 15.基团转运的典型例子有哪两种，大概情况如何？答：1.依赖磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸转移酶系统(PTS):1）热稳定性载体蛋白(heat stable carrier protein, HPr) 的激活 PEP+ HPr EI 丙酮酸 + P-HPr2）糖磷酸化后运入膜内 P-HPr +糖 EII 糖-P+HPrPEP：磷酸烯醇式丙酮酸；EI：第一个酶I；HPr：低分子量热稳定性载体蛋白；EII：第二个酶II磷酸烯醇式丙酮酸-糖基磷酸转移酶(PTS

11、)系统:高能磷酸从HPr转移至溶解态EIIa, 磷酸再从EIIa转移至EIIb，再经过EIIc穿膜的转运过程而转移至糖基。两类磷酸烯醇式丙酮酸-糖基磷酸转移酶(PTS)系统：高能磷酸从HPr转移至溶解态EIIA, EIIA与EIIB在甘露糖和甘露醇转运系统中相连，在葡萄糖转运系统中分开。无论那种形式，磷酸都从EIIA转移至EIIB，再经过穿膜的转运过程而转移至糖基。2.长链脂肪酸运输中的CoA转移系统E. Coli吸收长链脂肪酸的机制E. Coli外膜上的长链脂肪酸运输蛋白FadL16.到目前为止，大肠杆菌中发现了两种蛋白质转运系统，分别是：答：Sec转运系统和Tat转运系统共性：1.蛋白质前

12、体上均在N-端有介导转运的信号肽，信号肽均由3部分形成，信号肽在蛋白质穿越细胞内膜时被信号肽酶切除。2.蛋白质的转运都需要消耗能量，Sec转运系统的能源来自于ATP的水解，在不同的阶段还需要质子梯度提供能量。而Tat转运系统的能量来自于质子梯度。差异性：Sec转运系统转运的蛋白质以松散的线状形式转运，而Tat转运系统以折叠形式转运。Tat信号肽通常比Sec信号肽长，含有双精氨酸保守序列核心S/T-R-R-x-F-L-K 。丝/苏-精-精-N-苯丙氨酸-亮-赖.17.影响营养物质进入细胞的因素有哪些？答：1.营养物质本身性质2.微生物所处环境：温度、pH、离子强度、被运输物质结构类似物都会影响3

13、.菌的透过屏障：CW、CM、荚膜、粘液层等组成，影响物质运输。如：荚膜与粘液层结构松，影响小；G+ CW结构紧密，影响物质进入；CM对物质运输尤为重要，选择性。18.参与促进扩散的膜运输蛋白一般可分为哪两种？答：参与促进扩散的膜运输蛋白一般可分为载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)两种。1载体蛋白与被转运底物有专一性的结合位点，并通过构型的变化改变与底物的亲和性，因而在与底物结合、释放的过程中，将底物从高浓度侧运向低浓度侧；在促进扩散中不需要消耗能量，也不能改变最终达到内外物质浓度相等的动态平衡；由于载体蛋白与酶的作用方式相似，因而载体蛋白又称

14、为渗透酶；渗透酶多为诱导酶，只有在相应底物存在时才能诱导合成。2通道蛋白和载体蛋白显著的差异在于通道蛋白并不与底物分子结合，通道蛋白主要以-螺旋或-折叠两种类型的跨膜蛋白存在，在横跨细胞膜形成亲水性孔洞或通道，使亲水性物质顺浓度梯度进入细胞或流出细胞，并通过打开或关闭通道来调节物质的进出。（1）甘油运输体(GlpF)：GlpF是存在于大肠杆菌内膜上的一个-型通道，甘油以促进扩散的方式通过通道进入细胞，但这一通道专一性不强，除可运输甘油外，还可以运输多羟基醇类和其它一些小分子物质如脲，甘氨酸，但不能运输带电分子如3-磷酸甘油醛和二羟丙酮。同样，酵母细胞的GlpF的专一性也不是很强，除甘油外还可以

15、运输水和小的溶质分子。（2）水特异的亲水性通道（aquaporin-Z）：作为重要的生理分子，水除了通过被动扩散方式进出细胞外，在大肠杆菌中水还可通过对水特异的亲水性通道（aquaporin-Z）以促进扩散方式进出细胞，使细胞适应外环境渗透压的突发变化，维持细胞的稳定性。 （3）动力敏感离子通道（mechanosensitive channels, Msc）：与维持细胞的膨胀压有着密切的关系。当细胞转入低渗的环境中时，动力 敏感离子通道将被快速激活，将谷氨酸、钾离子、一些相溶的溶质和ATP通过促进扩散的方式排出细胞，并把钠离子和氢离子运入细胞，以维持细胞的膨胀压，使细胞处于正常的生理状态，以保

16、证细胞在生长的过程中，随着细胞体积的增大，细胞膜能向外扩展。 19. 4种运送小分子营养物质方式的比较。答：如下图20. 什么是有氧呼吸、无氧呼吸、发酵？答：发酵:在有机物质的分解代谢过程中，没有外源的或额外的电子受体参与，通常由分解代谢的中间代谢物充当电子受体。呼吸:物质的分解代谢利用外源的无机物质作为电子受体。当这种无机物为氧时，称之为有氧呼吸；若电子受体为氧以外的无机物时，称之为无氧呼吸或厌氧呼吸。21.ATP几乎是生物组织和细胞能够直接利用的唯一能源。除了ATP外，一些特定的高能化合物如：PEP、1,3-2P-GA、酰基磷酸 (Ac-P)、酰基硫代酯(ScCoA)等也可以作为能量载体。

17、22.化能异养微生物的有氧分解代谢可划分为哪三个阶段，具体内容如何？答：第一阶段：大分子营养物质（如蛋白质、多糖、脂类等）被水解或者降解成单体（氨基酸、单糖、脂肪酸等），此阶段不放能第二阶段：将第一阶段产生的单体产物进一步降解成更为简单的丙酮酸、乙酰辅酶A以及能进入TCA的某些中间产物，该阶段在有氧或厌氧下都能进行，且产ATP、NADH、FADH2。第三阶段：有氧呼吸通过TCA将第二阶段产物完全降解生成CO2，且产生ATP、NADH、FADH详见下图23.合成代谢与分解代谢的关系答：分解代谢的功能在于保证合成代谢的进行，而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更好的条件。1. 兼用代谢途径：在分解代

18、谢和合成代谢途径中双向都可利用途径2. 代谢物回补顺序：补充兼用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的反应25.分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。在脂肪酶作用下，脂肪水解为甘油和脂肪酸。甘油经糖酵解和三羧酸循环作用可被迅速地降解。脂肪酸经过b-氧化形成乙酰CoA。在有氧的条件下，产生的乙酰CoA进入三羧酸循环后，可被彻底氧化。26.EMP、HMP、ED、P(H)K途径的特征酶、功能分别是什么？答：EMP: 1,6二磷酸果糖醛缩酶：1,6二磷酸果糖3-磷酸甘油醛+磷酸二羟丙酮HMP：转酮酶（TK)、转醛酶（TA)：戊糖磷酸之间发生基团转移ED：KDPG醛缩酶：特征反应是2-酮3-脱氧-6-磷酸葡萄

19、糖酸（KDPG）裂解为丙酮酸和3磷酸甘油醛P(H)K：磷酸戊糖解酮酶：催化5-磷酸木酮糖裂解成3-磷酸甘油醛和乙酰磷酸,6-磷酸果糖裂解酶：催化6-磷酸果糖裂解为4-磷酸赤藓糖与乙酰磷酸。27.什么是底物水平磷酸化，什么是氧化磷酸化？答：底物水平磷酸化:在底物氧化过程中，首先合成含有高能磷酸键的化合物，然后高能磷酸键的能量直接将ADP磷酸化生产ATP，这种产生ATP的方式称为底物水平磷酸化。氧化磷酸化: 营养物质在生物氧化过程中形成的NAD(P)H和FADH2，通过电子传递链将氢和电子传递给氧或其他氧化型物质，同时偶联着ATP的形成，这种产生ATP的方式，即氧化磷酸化。29.细菌的酒精发酵由什

20、么途径进行？答：同型: 酵母型：EMP：与酿酒酵母发酵产能是相同的，1葡萄糖2乙醇+2ATP细菌型：ED：分解葡萄糖为丙酮酸，进而脱羧生成乙醛，乙醛又被还原生成乙醇。1葡萄糖2丙酮酸+1ATP，其产能只有酵母菌酒精发酵的一半。异型:PK途径24.简述淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶及果胶酶等胞外酶的组成、产生菌的种类及在有机物质转化和农业生产中的作用。答：如下表所示组成产生菌种类有机物转化作用农业生产作用淀粉酶四种类型：淀粉酶；淀粉酶；糖化酶；异淀粉酶细菌产生的主要是淀粉酶；霉菌产生的主要为淀粉酶和异淀粉酶淀粉酶：内切型淀粉酶切割内部-1，4糖苷键，不能切断-1，6糖苷键。催化反应：淀粉麦芽糖、少量葡

21、萄糖、含有-1，6糖苷键的糊精淀粉酶：外切型淀粉酶从淀粉外端开始作用于-1，4糖苷键，每次水解产生一个麦芽糖分子，不能水解和越过-1，6糖苷键。催化反应：淀粉麦芽糖、分子量较大的糊精糖化酶：葡萄糖淀粉酶非还原端开始作用，水解1，4糖苷键，每次一个葡萄糖分子，产物：葡萄糖。异淀粉酶：专门作用-1，6糖苷键。产物：支链淀粉侧支工业上利用曲霉或细菌(地衣芽孢杆菌)发酵生产淀粉酶。纤维素酶纤维素酶系E1（C1酶）；E2（Cx酶）；E3分解能力较强的微生物主要是真菌如木、根、青、黑曲霉等，食用菌中的大多数分解纤维素的能力很强。堆肥的高温阶段纤维素的分解主要是依靠高温放线菌。E1（C1酶）内切型葡聚糖水解

22、酶任意水解纤维素分子内部的1，4糖苷键。产物：寡糖；E2（Cx酶）外切型葡聚糖水解酶从纤维素分子非还原性末端开始逐步水解纤维素为纤维二糖；E3葡萄糖苷酶将纤维二糖水解为葡萄糖。E1和E2的酶活性受纤维二糖与葡萄糖反馈抑制；E3活性受葡萄糖反馈抑制堆肥的高温阶段纤维素的分解主要是依靠高温放线菌半纤维素酶真菌中的曲霉、青霉及木霉等将木聚糖、阿拉伯聚糖等半纤维素分解成相应单糖果胶酶原果胶酶果胶酯酶多聚半乳糖醛缩酶多种细菌和真菌麻纤维脱胶的原理:麻类植物纤维的化学成分为纤维素，存在于茎杆的韧皮部内，纤维素与果胶类物质结合在一起。麻纤维脱胶就是利用果胶分解微生物有分解果胶能力而不分解纤维素的特点，将果胶

23、分解掉，使纤维完好地脱离出来。 28.论述利用酵母菌对葡萄糖进行一型、二型、三型发酵的条件和各种类型发酵的内容及特点，包括产能情况 答：图在书P104上型发酵乙醇发酵II型发酵甘油发酵III型发酵条件弱酸性、缺氧厌氧，加入亚硫酸氢钠（3%）厌氧，pH7.6内容酵母菌利用EMP途径将葡萄糖分解为丙酮酸,然后在丙酮酸脱羧酶催化下脱羧形成乙醛,乙醛在乙醇脱氢酶作用下被还原为乙醇。C6H12O6 + 2ADP + 2Pi2CH3CH2OH + 2CO2 + 2ATP亚硫酸氢钠与乙醛反应，生成难溶的磺化羟基乙醛，所以乙醛不能作为NADH（还原型烟酰胺腺嘌呤 ）的受氢体，故不能形成乙醇，从而迫使磷酸二羟丙

24、酮代替乙醛作为受氢体，生成-磷酸甘油，进一步脱磷酸而生成甘油。C6H12O6 + NaHSO3 甘油+ CO2 + -磷酸甘油酵母菌在pH7.6时，由于还原型的NADH不足而造成乙醛的积累，两个乙醛分子间发生歧化反应，一分子乙醛被氧化成乙酸，另一分子乙醛被还原成乙醇。与此同时,磷酸二羟丙酮代替乙醛作为受氢体,被还原为甘油特点丙酮酸脱羧酶-关键性酶；发酵条件对发酵过程与产物影响很大。乙醇发酵是一种厌氧发酵，如将厌氧条件改为好氧条件,葡萄糖分解速度降低，乙醇生成停止。当重新返回厌氧条件时，葡萄糖分解加速，伴随大量乙醇产生。巴斯德首先发现这种现象，故谓之巴斯德效应。氢受体磷酸二羟丙酮为了提供维持菌体

25、所需的能量，必须控制NaHSO3加入量，一般控制在亚适量（3%）水平，以保证有足够3-磷酸甘油醛进入乙醇发酵途径。否则菌体会因得不到能量而停止生长。但加入的NaHSO3越少，代谢就越倾向于乙醇发酵。氢受体磷酸二羟丙酮该发酵中有乙酸产生，乙酸累积会导致pH下降，使甘油发酵重新回到乙醇发酵。因此，利用该途径生产甘油时，需不断调节pH，维持pH在微碱性产能1Glu 2ATP由葡萄糖生成一分子甘油，无ATP不能获得能量，只能在非生长的条件下进行30.细菌型同型乙醇发酵的优缺点.答：优点:代谢速率快；产物转化率高；菌体生产量小；代谢副产物少；发酵温度高；不必定期供应氧。缺点：对乙醇耐受力差；利用基质范围

26、较窄31.青贮饲料，腌泡菜和渍酸菜过程中的乳酸发酵的情况.答：1.乳酸发酵指某些细菌在厌氧条件下利用葡萄糖生成乳酸及少量其它产物的过程。2.青贮饲料，腌泡菜和渍酸菜过程中的乳酸发酵的情况是指人为地创造厌氧条件，抑制好氧性的腐败微生物生长，促使乳酸细菌利用植物中的可溶性养分进行乳酸发酵，产生乳酸，最后达到完全抑制其他微生物的活动。3.无论腌泡菜、渍酸菜或青贮饲料都不会降低营养价值，而能提高营养价值。这是因为乳酸细菌既不具备分解纤维素的酶系统又不具备水解蛋白质的酶系统。因此它们既不会破坏植物细胞的组织，也不会使蛋白质分解。而乳酸在饲料青贮的过程中既起着防腐作用，又增加了饲料的风味，促进牲畜的食欲。

27、32.什么是同型乳酸发酵和异型乳酸发酵？分别由什么途径进行答：1.同型乳酸发酵：乳酸为唯一产物的乳酸发酵称为同型乳酸发酵。过程如下， 葡萄糖 2丙酮酸 2ADP 2ATP 2NAD+ 2NADH+H+ EMP途径 2乳酸2NAD+2NADH+H+乳酸脱氢酶2.异型乳酸发酵： 发酵产物除乳酸外还有乙醇和乙酸等其它物质的乳酸发酵称为异型乳酸发酵。代表菌种肠膜状明串珠菌，这些微生物因缺乏EMP途径中若干重要的酶如醛缩酶和异构酶，因此其葡萄糖的降解完全依赖HMP途径或PK途径。能够进行异型乳酸发酵的微生物，因微生物种类的不同，其发酵的途径也有所不同，所以其发酵终产物也不尽相同，有的产生乙醇，有的产生乙

28、酸。33.TCA循环的关键酶是什么？TCA循环的生理功能是什么？厌氧条件下如何合成TCA循环中的中间产物？答：关键酶：1.柠檬酸合成酶( CS): 受NADH的变构抑制。 2种类型: （1）大分子量的（ MW=20万，四个亚基),存在于G-菌，对NADH （2）小分子量的（ MW=10万，二个亚基)对NADH不敏感 2.异柠檬酸脱氢酶（ICP)：受ATP, GTP的抑制。 2种类型: （1）以NAD为辅基的，存在于线粒体中，需要Mg2+激活； （2）以NADP为辅基的,存在于线粒体或细胞质中，需要Mn2+激活。 3.-酮戊二酸脱氢酶系：对氧的缺乏十分敏感，而且也易受葡萄糖的阻遏。生理功能：1.

29、为细胞提供能量 2.为细胞的生物合成提供中间产物，如乙酰CoA是脂防酸合成的原料，琥珀酰 CoA是合成卟啉、类咕啉、细胞色素、叶绿素的原料 3.是糖、蛋白质、脂肪代谢的桥梁厌氧条件下TCA循环中的中间产物合成：1.经氧化途径由柠檬酸合成-酮戊二酸;2.经还原途经由草酰乙酸合成琥珀酸。延胡索酸还原酶是厌氧条件下形成琥珀酸的关键酶34.E.coli分解一分子葡萄糖为CO2和H2O产生多少ATP？如何产生的？答：大肠杆菌合成ATP主要是有氧呼吸，共产生38ATP，产生过程如下：有氧呼吸的三个阶段A、第一阶段： 在细胞质的基质中，发生反应为C6H12O6+酶2丙酮酸+4H+2ATP，这一阶段不需要氧的

30、参与，是在细胞质基质中进行的。B、第二阶段： 丙酮酸进入线粒体的基质中，发生反应为2丙酮酸+6H2O+酶20H+6CO2+2ATP，这一阶段也不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。C、第三阶段： 在线粒体的内膜上，在前两个反应基础上，发生反应为24H+6O2+酶12H2O+34ATP，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。35.和线粒体的呼吸链相比，细菌呼吸链有何特征？厌氧微生物有无呼吸链？答：细菌呼吸链特征:1.ETC位于细胞质膜上2.最终电子受体多样：如O2、NO3-、NO2-、NO-、延胡索酸等等； 3.电子供体多样： H2、S、Fe2+、NH4+、NO2-、G、其他有机质等；

31、 4.含各种类型细胞色素：a、a1、a2、a4、b、b1、c、c1、c4、c5、d、o等；5.末端氧化酶多样：cyt a1、a2、a3、d、o，H2O2酶、过氧化物酶；6.呼吸链组分多变7.存在分支呼吸链：细菌的电子传递链更短并PO比更低，在电子传递链的几个位置进入链和通过几个位置的末端氧化酶而离开链。8.电子传递多样： 多数细菌中电子可经CoQ cyt.也可不经过此途径厌氧微生物有呼吸链，比以分子氧为终端的电子传递链短，传递过程中释放能量少，产能效率低.36.化能无机营养菌有哪几类？各自的能源是什么？答：化能自养菌共有4大类：1.氢细菌，氧化氢获取能量 2.硝化细菌，氧化铵盐或亚硝酸盐获得能

32、量严格化能自养菌 3.硫化细菌，氧化还原态无机硫化物（如SO42- 、SO32-、S2O32- ） 4.铁细菌，将Fe2+氧化成Fe3+获取能量同化CO237. 氢细菌中含有哪两种氢化酶？各有何作用？答：（1）不需NAD+的颗粒状氢化酶(particulate hydrogenase):颗粒状氢化酶是由两个亚基组成的，一个亚基分子量为37000，另一个亚基分子量为37000，二者之比为1：1。颗粒状氢化酶含6个铁原子和不稳定硫的铁硫蛋白，分子量90，000，结合在细胞质膜或膜壁间隙中，直接与呼吸链偶联，不经过依赖于NAD+的脱氢酶作中间体，催化氢的氧化，并把电子直接传给呼吸链产生ATP。 （2

33、）可溶性氢化酶(so1uble hydrogenase):可溶性氢化酶是一种寡聚铁硫黄素蛋白，分子量约200，000，含有几个 2Fe-2S、4Fe-4S中心和FMN，酶呈自由态溶于细胞质中。可溶性氢化酶催化氢的氧化，能直接还原NAD+，还能还原Cytb、Cytc等。它的主要功能是为菌体生长提供固定CO2的还原力。另外，它可直接运送电子进入呼吸链。38. 什么是放氧性光合作用、非放氧性光合作用？光能营养型微生物有哪些（3类）？答：1.放氧性光合作用：在植物、藻类和蓝细菌的光合作用中，还原CO2的电子是来自水的光解，并有氧的释放，这类光合作用称为放氧型光合作用。2.非放氧性光合作用：在光合细菌中

34、，光合作用还原C02的电子来自还原型无机硫、氢或有机物，无氧的释放，这类光合作用称为非放氧型光合作用3.光能营养型微生物：藻类、蓝细菌、光合细菌39.光能微生物进行能量转换可通过环式光合磷酸化合和非环式光合磷酸化，其中绿硫细菌和紫硫细菌采用环式光合磷酸化，蓝细菌采用非环式光合磷酸化。40.化能无机营养菌生长缓慢的原因是什么？答：由于化能自养微生物产能效率低，还原力的获得需要电子逆呼吸链传递，消耗能量，所以化能自养菌再以CO2为唯一碳源生长时，表现出生长慢、代时长、细胞得率低。41.试述嗜盐菌紫膜产生ATP的机理。答：紫膜主要由细菌视紫红质组成，细菌视紫红质是一种含视黄醛的蛋白质，视黄醛有光时为

35、反式结构，处于低能量状态，容易吸收质子；黑暗时为反式和顺式结构的混合物（1：1），顺式结构为高能量状态，容易释放质子。光照条件下，反式结构从膜内吸收质子，然后转变为顺式结构，顺式结构上的质子释放到膜外，然后又转变为反式结构，再吸收质子，循环进行，产生质子动力, 质子动力推动ATP 酶合成ATP。42.酵母菌氧化一分子硬脂酸为CO2和H2O能产生多少ATP？如何产生的？答：一分子硬脂酸需要经过8轮氧化，生成9个乙酰CoA，8个FADH2 和8NADH，9个乙酰CoA可生成ATP：109=90个；8个FADH2可生成ATP ：1.58=12个；8个NADH可生成ATP：2.58=20个；以上总计为

36、122个ATP，但是硬脂酸活化为硬脂酰CoA时消耗了两个高能磷酸键，一分子硬脂肪酸净生成120个ATP。43.葡萄糖进入微生物细胞后在有氧、无氧条件下如何分解转化?产物是什么?答：TCA有氧： 葡萄糖糖酵解丙酮酸乙酰CoA + CO2 +NADH呼吸链 CO2 + NADH乙醇脱氢酶丙酮酸脱羧酶 NADH+O2 H2O 产物为H2O和CO2无氧：葡萄糖糖酵解丙酮酸 乙醛 乙醇 乳酸 产物为乳酸、乙醇和CO244.微生物的合成代谢必须具备哪三要素？答：1.小分子物质：小分子物质指直接被机体用来合成细胞物质基本组成成分的前体物(氨基酸、核苷酸及单糖等.。形成这些前体物的小分子碳架主要有12种： 6

37、-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖、磷酸二羟丙酮、 3-磷酸甘油醛、 PEP、丙酮酸、4-磷酸赤藓糖、 5-磷酸核糖、乙酰CoA、草酰乙酸、 -酮戍二酸及琥珀酸，它们可通过单糖酵解途径及呼吸途径由单糖等物质产生。 2.能量3.还原力：主要指还原型烟酰胺腺嘌呤核苷酸类物质，即NADPH2或NADH2，这两种物质在转氢酶作用下可以互换。NADP+NADH NADPH+NAD。在化能异养微生物中，还原力NADPH2或NADH2通过发酵或呼吸过程形成。在化能自养型细菌里，氢细菌中都存在可溶性氢酶和颗粒性氢酶，分别催化形成NAD(P.H2和ATP；其它的化能自养型细菌都是在消耗ATP的前提下，电子通过在电子传递

38、链上的逆转过程(由高电位向低电位流动.产生NAD(P.H2。消耗大量的ATP，故这类细菌生长缓慢。光合生物：蓝细菌通过非环式电子传递产生还原力。紫色和绿色光合细菌，利用光能推动电子逆流产生还原力。45.在自养微生物中，固定CO2主要有哪三条途径？答：卡尔文循环（二磷酸核酮糖途径）P153 丙酮酸合酶还原性三羧酸循环固定CO2：还原性TCA循环与TCA循环的逆反应极其相似，但存在三个关键的反应：a-酮戊二酸合酶1.乙酰-CoA的还原羧化反应:CH3CO-SCoA+CO2+Fd(red) CH3COCOOH+CoASH+Fd(ox)ATP-柠檬酸裂解酶2. 琥珀酰-CoA的还原羧化反应：琥珀酰-C

39、oA+CO2+Fd(red) -酮戊二酸+CoASH+Fd(ox)3. 柠檬酸的裂解 柠檬酸+ATP 乙酰CoA+草酰乙酸+ADP+Pi还原乙酰CoA途径：在辅因子四氢叶酸的参与下，微生物通过还原性乙酰辅酶A途径固定CO2，合成乙酸46.甲烷氧化菌氧化甲烷的一系列产物及所涉及到的酶的情况。答：2NDAH2 O2 2NAD+ 2H2O PQQ PQQH2 NAD+ NADH2 NAD+ NADH2CH4 CH3OH HCHO HCOOH CO2MMO（甲烷单加氧酶） MDH（甲醇脱氢酶） FaldDH（甲醛脱氢酶） FateDH（甲酸脱氢酶）同化成细胞物质47.二碳化合物的同化途径答：归纳起来主

40、要为乙醛酸途径（当微生物以乙酸作为底物时，草酰乙酸将会通过乙醛酸途径再生。关键酶：异柠檬酸裂解酶、苹果酸合成酶）和甘油酸循环（当微生物以甘氨酸、乙醇酸和草酸作为底物时，则通过甘油酸途径补充TCA循环中的中间产物。甘油酸途径：由乙醛酸生成甘油酸的途径。 P169）两个代谢途径。48.糖异生及过程：葡萄糖的异生可以通过逆糖酵解途径进行，但有三个步骤在细胞中是不可逆的：答： CO2+ATP+H2O ADP+Pi GTP GDP+CO2丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸激酶 丙酮酸 草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）二磷酸果糖磷酸酶1,6-二磷酸果糖+H2O 6-磷酸果糖+H3PO46-磷酸葡萄糖磷酸酶6

41、-磷酸葡萄糖+H2O 葡萄糖+H3PO449.细菌细胞壁肽聚糖合成是微生物特有的合成反应，简述其过程，并通过肽聚糖合成过程说明青霉素等抗生素抑制革兰氏阳性细菌生长的机理。答：肽聚糖合成：第一阶段：在细胞质中的合成，葡萄糖UDP-N-乙酰葡糖胺UDP-N-乙酰胞壁酸UDP-N-乙酰胞壁酸五肽;第二阶段：在细胞膜中的合成，在细胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽与N-乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖单体双糖肽亚单位；第三阶段：肽聚糖的交联，已合成的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中，并交联形成肽聚糖。这一阶段分两步：第一步：是多糖链的伸长双糖肽先是插入细胞壁生长点上作为引物的肽聚糖骨架中，通过转糖基作用使多糖链延伸一

42、个双糖单位；第二步：通过转肽酶的转肽作用使相邻多糖链交联转肽时先是D-丙氨酰-D-丙氨酸间的肽链断裂，释放出一个D-丙氨酰残基，然后倒数第二个D-丙氨酸的游离羧基与相邻甘氨酸五肽的游离氨基间形成肽键而实现交联。抗生素对肽聚糖合成的抑制： 抑制UDP-NAM-五肽的合成（由于磷霉素和磷酸烯醇式丙酮酸结构类似，故可竞争性地抑制UDP-NAG丙酮酸转移酶，因此抑制了UDP-NAM的形成） 抑制肽聚糖单体形成（万古霉素和杆菌肽分别抑制细菌萜醇焦磷酸和细菌萜醇磷酸的释放，阻止N-乙酰胞壁酰基（NAM-）和n-乙酰葡糖酰基（NAG-）参与肽聚糖骨架的形成） 抑制交联作用（青霉素、头孢霉素是-内酰胺类抗生素

43、，能抑制肽聚糖链的交联即转肽作用。抑制机理： 青霉素和细菌细胞壁五肽尾末端的D-丙氨酰-丙氨酸的结构类似物，他们竞争性与转肽酶的活性中心结合，从而阻止肽聚糖分子中肽桥的交联。青霉素对已合成的肽聚糖没有破坏作用）50.微生物固氮体系有哪些？各有哪些微生物？答：自生固氮体系、共生固氮体系和联合固氮体系。1）自生固氮菌：一类不依赖与它种生物共生而能独立进行固氮的生物。好氧：固氮菌属、氧化亚铁硫杆菌属、蓝细菌等；兼性厌氧：克雷伯氏菌属、红螺菌属等；厌氧：巴氏梭菌、着色菌属、縁假单脃菌属等。2） 共生固氮菌：必须与它种生物共生在一起才能进行固氮的生物。根(茎.瘤菌与豆科植物、根瘤菌与非豆科植物(榆科.、弗氏放线菌与非豆科植物、蓝细菌与植物、蓝细菌与真菌（如地衣）。3） 联合固氮菌：必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮的生物。根际：生脂固氮 螺菌芽胞杆菌属等；叶面：克雷伯氏菌属、固氮菌属等；动物肠道：肠杆菌属、克雷伯氏菌属等。51.固氮酶有哪些性质？答：1. 化学组成：从不同生理类型的固氮微生物细胞中抽提到的固氮酶具有相