微生物的代谢

微生物的代谢

★1.比 较 红 螺 菌 与 蓝 细 菌 光 合 作 用 的 异 同 。
红 螺 菌 进 行 光 合 作 用 , 是 走 环 式 光 合 磷 酸 化 的 途 径 产 生 ATP, 没有 氧 气 的 放 出。蓝细 菌 进 行 光 合 作 用 是 走 非 环 式 光 合 磷 酸 化 的 途 径 , 在 非 环 式 光 合 磷 酸 化 途 径 中, 能 光 解 水 , 有 氧 气 放 出 , 并 有 还 原 力 产生。                                                                                                                     

★2.合 成 代 谢 所 需 要 的 前 体 物 有 哪 些 ?
合成代谢所需要的前体物有：氨基酸、核苷酸、脂肪酸、UDP- 葡 萄 糖胺                                                                                                                                                                                                                                                    

★3.试 述 分 解 代 谢 与 合 成 代 谢 的 关 系
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

★4.试 述 初 级 代 谢 和 次 级 代 谢 与 微 生 物 生 长 的 关 系。
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 。

★6.合 成 代 谢 所 需 要 的 小 分 子 碳 架 有 哪 些 ?
合 成 代 谢 所 需 要 的 小 分 子 碳 架 通 常 有 如 下 十 二 种。
1- P 葡 萄 糖、5-P 核 糖 、PEP 、3-P 甘 油 酸、烯 酸 式 草 酰 乙 酸、乙 酸CoA、     6-P 葡 萄 糖 、4-P 赤 藓 糖、丙 酮 酸、琥 珀 酰 CoA、磷 酸 二 羟 丙 酮 、α-酮 戊 二酸                                                                                                             

★7.微 生 物 的 次 生 代 谢 产 物 对 人 类 活 动 有 何 重 要 意 义 ?
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：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。                           
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；利 用微 生 物 生 产 维 生 素 , 例 如 利 用 真 菌 生 产 维 生 素 B2。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；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；还 可 以 利 用 霉 菌 生 产 麦 角 生 物 碱 用 于 治 疗 高 血 压 等病                                                                                                                                         
★10.试 述 细 菌 合 成 脂 肪 酸 的 过 程 。

细 菌 合 成 脂 肪 酸 经 过 以 下 的 反 应 ：

乙 酰 CoA、在 乙 酰 转 酰 基 酶 催 化 下 ，将 乙 酰 基 转 结 ACP：

乙 酰 CoA + ACP → 乙 酰ACP +CoA                                                                    

(2)丙 二 酰CoA 在 丙 二 酰 转 酰 基 酶 催 化 下 ，将 丙 二 酰 基 转 给 ACP：

丙 二 酰CoA + ACP → 丙 二 酰ACP +CoA                                                              

(3)乙 酰ACP 和 丙 二 酰ACP 缩 合 成 乙 酰 乙 酰ACP ，并 放 出 CO2 和 一 分 子 ACP：乙酰ACP + 丙 二 酰ACP → 乙 酰 乙 酰ACP + CO2 + ACP

(4)乙 酰 乙 酰ACP 被 NADPH2 还 原 成 -羟 基 丁酰ACP             

乙 酰 乙 酰ACP + NADPH2 → -羟 基 丁酰ACP                                                 

(5)-羟 基 丁 酰ACP 脱 水 生 成 丁 烯酰ACP                                                                  

(6)丁 烯 酰ACP 被 NADPH2 2还 原 成 丁 酰ACP。                                                       

所 生 成 的 丁 酰ACP 再 与 丙 二 酰ACP 缩 合 ，重 复 上 述 反 应 ，生 成 长 链 的 脂 肪酸。    

★13.以 金 黄 色 葡 萄 球 菌 为 例 , 试 述 其 肽 聚 糖 合 成 的 途 径 。

(1) UDP-NAG 生 成。                                                                                                   

UDP-NAM 生 成。                                                                                                    

上 述 反 应 在 细 胞 质 中 进 行 。

UDP-NAM上 肽 链 的 合 成 。

首 先 ，L-丙 氨 酸 与 UDP-NAM 上 的 羟 基 以 肽 键 相 连 。然 后 D-谷 氨 酸 ，L-赖 氨 酸，D-丙 氨 酸 和 D-丙 氨 酸 逐 步 依 次 连 接 上 去 ，形 成 UDP-NAM-5 肽 。连 接 的 过 程 中 每加 一 个 氨 基 酸 都 需 要 能 量 ，Mg2+ 或 Mn2+等，并 有 特 异 性 酶 参 加 。肽 链 合 成 在 细 胞质 中 进 行。   

组 装 。

UDP-NAM-5 肽 移 至 膜 上 ，并 与 载 体 脂 -P 结 合 生 成 载 体 脂 -P-P-NAM-5 肽，放出 UMP。UDP-NAG 通 过 b-1，4 糖 苷 键 与 载 体 脂-P-P-NAM-5 肽 结 合 生 成 NAG-NAM-5肽-P-P-载 体 脂 ，放 出 UDP。新 合 成 的 肽 聚 糖 基 本 亚 单 位 可 以 插 入 到 正 在 增 长 的 细胞 壁 生 长 点 组 成 中 ，释 放 出 磷 酸 和 载 体脂-P。       

肽 聚 糖 链 的 交 联。

主 要 靠 肽 键 之 间 交 联 。革 兰 氏 阳 性 菌 组 成 甘 氨 酸 肽 间 桥 ，阴 性 菌 由一 条 肽 链上 的 第 4 个 氨 基 酸 的 羟 基 与 另 一 条 肽 链 上 的 第 3 个 氨 基 酸 的 自 由 氨 基 相 连。                

★1．化 能 异 养 微 生 物 进 行 合 成 代 谢 所 需 要 的 还 原 力 可 通 过 哪 些 代 谢 途 径 产 生?

还 原 力 由EM 途 径，HMP 途 径，ED 途 径，TCA 途 径 产生                                                                                                                        

★2．自 然 界 中 的 微 生 物 在 不 同 的 生 活 环 境 中 可 通 过 哪 些 方 式 产 生 自 身 生 长所 需 要 的 能 量 ?

各 种 不 同 的 微 生 物 的 产 能 方 式 可 概 括 为 如 下 几 种：

发 酵 产 能 、呼 吸 产 能 、氧 化 无 机 物 产 能 、靠 光 合 磷 酸 化 产能                                                                        

★3．试 述 多 糖 的 合 成 过 程 。

在 多 糖 合 成 中，通 常 是 以 核 苷 二 磷 酸 糖 ( 如 UDP- 葡 萄 糖 ) 作 为 起 始 物，逐 步加 到 多 糖 链 的 末 端，使 糖 链 延 长 。    

★4．在 TCA 循 环 中 可 为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?

EMP 途 径 能 为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?

HMP 途 径 可为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?

ED 途 径 可 为 合 成 代 谢 提 供 哪 些 物 质 ?

TCA 循 环 可 提 供：GTP ，NADH2，NADPH2， FADH2，小 分 子 碳 架 (a- 酮 戊 二 酸 ,乙 酰 CoA , 琥 珀 酰 CoA , 烯 醇 式 草 酰 乙 酸)              

EM 途 径 能 为 合 成 代 谢 提 供：ATP ，NADH2 ，小 分 子 碳 架 ( 6-葡 萄 糖 , 磷 酸 二羟 丙 酮 , 3-P甘 油 酸 , PEP , 丙 酮 酸)                            

HMP 途 径 可 为 合 成 代 谢 提 供：NADPH2，小 分 子 碳 架 ( 5-P 核 糖 , 4-P赤 藓 糖)                                                        

ED 途 径可 提 供：ATP，NADH2，NADPH2，小 分 子 碳 架 ( 6-P葡 萄 糖，3-P甘 油酸，PEP，丙 酮 酸 )  

★5．举 例 说 明 微 生 物 的 几 种 发 酵 类 型 。

微 生 物 的 发 酵 类 型 主 要 有 以 下 几 种：

乳 酸 发 酵 , 如 植 物 乳 酸 杆 菌 进 行 的 酸 泡 菜 发 酵。                 

乙 醇 发 酵 : 如 酵 母 菌 进 行 的 酒 清 发酵。                             

丙 酮 丁 醇 发 酵 : 如 利 用 丙 酮 丁 醇 梭 菌 进 行 丙 酮 丁 醇 的 发 酵 生产。                                                                                                                                                 
丁 酸 发 酵 : 如 由 丁 酸 细 菌 引 起 的 丁 酸 发 酵。

★6.比 较 呼 吸 作 用 与 发 酵 作 用 的 主 要 区 别 。

呼 吸 作 用 和 发 酵 作 用 的 主 要 区 别 在 于 基 质 脱 下 的 电 子 的 * 终 受 体 不 同 ,发 酵 作 用 脱 下 的 电 子 * 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 * 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 )

★8.试 述 E.coli 细 胞 中 由a- 酮 戊 二 酸 合 成 谷 氨 酰 胺 的 过 程 。
分 成 两 步 进 行 。首 先 由α-酮 戊 二 酸 经 氨 基 化 作 用 形 成 谷 氨 酸 ：

谷 氨 酸 脱 氢 酶

α-酮 戊 二 酸 + NH3 + NADPH2 ———————— 谷 氨 酸 + H2O +NADP        

第 二 步 是 谷 氨 酸 再 经 氨 基 化 形 成 谷 氨 酰 胺 ：

谷 氨 酰 胺 合 成 酶

谷 氨 酸 + NH3 + ATP ———————→ 谷 氨 酰 胺 + ADP + Pi

第六章  微生物的生长

★⒉什么叫典型生长曲线？它可分几期？划分的依据是什么？

定量描述液体培养基中，微生物群体生长规律的实验曲线，称为生长曲线。

分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。

根据它们每小时分裂次数的不同。

★⒊延滞期有何特点？如何缩短延滞期？

** 生长速率常数为0 **细胞形态变大或增长 第三 细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性 第四合成代谢旺盛 第五 对外界**条件如NaC1溶液浓度、温度和***等理、化因素反应敏感。

** 用对数期的菌种接种 ** 接种量适量增大 第三 发酵培养基成分和种子培养基的成分尽量接近

★⒋指数期有何特点？处于此期的微生物有何应用？

**生长速率常数*大 ** 细胞进行平衡成长 第三 酶系活跃，代谢旺盛

是用作代谢、生理等研究的良好材料，是增殖噬菌体的*适宿主，也是发酵工业中用作种子的*佳材料。

★⒌稳定期为何会到来？有何特点？

因为1微生物有害代谢产物的积累2营养物尤其是生长限制因子的耗尽3营养物的比例失调4pH、氧化还原势等物理化学条件越来越不适宜

特点是生长速率常数等于0，这时菌体产量达到*高点，而且菌体产量与营养物的消耗间呈现出有规律的比例关系。

★⒍连续培养有何特点？为何连续时间是有限的？

**流入新鲜培养基和无菌空气的同时，以同样的流速流出培养物 **，微生物长期

保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上

因为菌种长期处于*高生长速率状态，突变严重，易使菌种退化。

★⒎什么是高密度培养，如何保证好氧菌的高密度培养？

是指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养10倍以上的生长状态或培养技术。

方法主要有：1选取*佳培养基成分和各成分含量2补料3提高溶解氧的浓度4防止有害代谢产物的生成

★⒏目前，一般认为氧对***毒害的机制是什么？

氧分子形成超痒化物阴离子自由基，超痒化物阴离子自由基因为有基数电子故带负电荷，它既有分子性质，又有离子性质，其性质极不稳定，化学反应能力极强，在细胞内可破坏各种重要生物大分子和膜结构，还可形成其他活性氧化物，故对生物体的毒害非常大。***不能合成SOD不能使超氧阴离子自由基歧化成过氧化氢，因此在氧存在时超痒化物阴离子自由基使***受到毒害。

★⒐微生物培养过程中pH变化的规律如何？如何调整？

升高或降低，加入生理酸性盐或生理碱性盐，作为其培养基成分。

★⒑试比较**、**、防腐和化疗的异同。

**是指采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。

**是指采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动、植物有害的病原菌而对被**对象基本无害的措施。

防腐是指利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖的措施。

化疗是指利用对病原菌具有高度毒力而对其宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体体内病原微生物的生长繁殖，借以达到**该宿主传染病的一种措施。

**完全杀死微生物，而其它方法则是抑制微生物的生长繁殖。

★11.影响湿热**效果的主要因素有哪些？在实践中应如何正确对待？
**物体含菌量越高需要**的时间越长2各类空气排出程度，空气要全部排尽3**对象PH，PH<6.0微生物已死亡PH在6.0-8.0之间微生物不会死亡4**对象的体积，大容积培养基**时必须延长**时间5加热与散热速度，会影响培养基成分的破坏程度，应适当控制。

★⒓***对微生物的作用机制分几类？试各举一例。

1抑制细胞壁合成，如：青霉素

2引起细胞壁降解，如：溶葡萄球菌素

3干扰细胞壁，如：多粘菌素

4抑制蛋白质合成，如：红霉素

5抑制DNA合成，如：灰黄霉素

6抑制DNA复制，如：丝裂霉素

7抑制RNA转录，如：放线菌素D

8抑制RNA合成，如：利福平