微生物的代謝

★1.比 較 紅 螺 菌 與 藍 細 菌 光 合 作 用 的 異 同 。
紅 螺 菌 進 行 光 合 作 用 , 是 走 環(huán) 式 光 合 磷 酸 化 的 途 徑 產 生 ATP, 沒有 氧 氣 的 放 出。藍細 菌 進 行 光 合 作 用 是 走 非 環(huán) 式 光 合 磷 酸 化 的 途 徑 , 在 非 環(huán) 式 光 合 磷 酸 化 途 徑 中, 能 光 解 水 , 有 氧 氣 放 出 , 并 有 還 原 力 產生。                                                                                                                     

★2.合 成 代 謝 所 需 要 的 前 體 物 有 哪 些 ?
合成代謝所需要的前體物有：氨基酸、核苷酸、脂肪酸、UDP- 葡 萄 糖胺                                                                                                                                                                                                                                                    

★3.試 述 分 解 代 謝 與 合 成 代 謝 的 關 系
分 解 代 謝 為 合 成 代 謝 提 供 能 量 , 還 原 力 和 小 分 子 碳架                                    
合 成 代 謝 利 用 分 解 代 謝 提 供 的 能 量 , 還 原 力 將 小 分 子 化 合 物 合 成 前 體 物 , 進 而合 成 大 分子。                                         合 成 代 謝 的 產 物 大 分 子 化 合 物 是 分 解 代 謝 的 基 礎, 分 解 代 謝 的 產 物 又 是 合 成 代謝 的 原 料 , 它 們 在 生 物 體 內 偶 聯 進 行 , 相 互 對 立 而 又 統 一 , 決 定 著 生 命 的 存 在和 發(fā) 展

★4.試 述 初 級 代 謝 和 次 級 代 謝 與 微 生 物 生 長 的 關 系。
初 級 代 謝 是 微 生 物 細 胞 中 的 主 代 謝 , 它 為 微 生 物 細 胞 提 供 結 構 物 質 , 決 定 微 生物 細 胞 的 生 存 和 發(fā) 展 . 它 是 微 生 物 不 可 缺 少 的 代謝。                                                       
次 級 代 謝 并 不 影 響 微 生 物 細 胞 的 生 存 ，它 的 代 謝 產 物 并 不 參 與 組 成 細 胞 的 結 構物 質 。 次 生 代 謝 產 物 對 細 胞 的 生 存 來 說 是 可 有 可 無 的 。 例 如 ,，當 一 個 產 紅 色 色素 的 賽 氏 桿 菌 變 為 不 產 紅 色 色 素 的 菌 株 后 ，該 菌 照 樣 進 行 生 長 繁 殖 。

★6.合 成 代 謝 所 需 要 的 小 分 子 碳 架 有 哪 些 ?
合 成 代 謝 所 需 要 的 小 分 子 碳 架 通 常 有 如 下 十 二 種。
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 蘚 糖、丙 酮 酸、琥 珀 酰 CoA、磷 酸 二 羥 丙 酮 、α-酮 戊 二酸                                                                                                             

★7.微 生 物 的 次 生 代 謝 產 物 對 人 類 活 動 有 何 重 要 意 義 ?
人 類 可 利 用 微 生 物 有 益 的 次 生 代 謝 產 物 為 人 類 的 生 產 , 生 活 服 務：利 用 有 益 抗 生素 防 治 動 植 物 病 害，如 用 青 霉 素 治 療 人 上 呼 吸 道 感 染 疾 病，用 井 崗 霉 素 防 治 水 稻 紋枯病。                           
利 用 有 益 的 毒 素 , 如 利 用 蘇 云 金 桿 菌 產 生 的 伴 胞 晶 體 毒 素 防 治 鱗 翅 目 害 蟲；利 用微 生 物 生 產 維 生 素 , 例 如 利 用 真 菌 生 產 維 生 素 B2。利 用 微 生 物 生 產 植 物 生 長 剌激 素 , 如 鐮 刀 菌 產 生 的 赤 霉 素 可 促 進 植 物 生 長；利 用 微 生 物 生 產 生 物 色 素 安 全 無毒 . 如 紅 曲 霉 產 生 的 紅 色 素；還 可 以 利 用 霉 菌 生 產 麥 角 生 物 堿 用 于 治 療 高 血 壓 等病                                                                                                                                         
★10.試 述 細 菌 合 成 脂 肪 酸 的 過 程 。

細 菌 合 成 脂 肪 酸 經 過 以 下 的 反 應 ：

乙 酰 CoA、在 乙 酰 轉 酰 基 酶 催 化 下 ，將 乙 酰 基 轉 結 ACP：

乙 酰 CoA + ACP → 乙 酰ACP +CoA                                                                    

(2)丙 二 酰CoA 在 丙 二 酰 轉 酰 基 酶 催 化 下 ，將 丙 二 酰 基 轉 給 ACP：

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

(3)乙 酰ACP 和 丙 二 酰ACP 縮 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 還 原 成 -羥 基 丁酰ACP             

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

(5)-羥 基 丁 酰ACP 脫 水 生 成 丁 烯酰ACP                                                                  

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

所 生 成 的 丁 酰ACP 再 與 丙 二 酰ACP 縮 合 ，重 復 上 述 反 應 ，生 成 長 鏈 的 脂 肪酸。    

★13.以 金 黃 色 葡 萄 球 菌 為 例 , 試 述 其 肽 聚 糖 合 成 的 途 徑 。

(1) UDP-NAG 生 成。                                                                                                   

UDP-NAM 生 成。                                                                                                    

上 述 反 應 在 細 胞 質 中 進 行 。

UDP-NAM上 肽 鏈 的 合 成 。

首 先 ，L-丙 氨 酸 與 UDP-NAM 上 的 羥 基 以 肽 鍵 相 連 。然 后 D-谷 氨 酸 ，L-賴 氨 酸，D-丙 氨 酸 和 D-丙 氨 酸 逐 步 依 次 連 接 上 去 ，形 成 UDP-NAM-5 肽 。連 接 的 過 程 中 每加 一 個 氨 基 酸 都 需 要 能 量 ，Mg2+ 或 Mn2+等，并 有 特 異 性 酶 參 加 。肽 鏈 合 成 在 細 胞質 中 進 行。   

組 裝 。

UDP-NAM-5 肽 移 至 膜 上 ，并 與 載 體 脂 -P 結 合 生 成 載 體 脂 -P-P-NAM-5 肽，放出 UMP。UDP-NAG 通 過 b-1，4 糖 苷 鍵 與 載 體 脂-P-P-NAM-5 肽 結 合 生 成 NAG-NAM-5肽-P-P-載 體 脂 ，放 出 UDP。新 合 成 的 肽 聚 糖 基 本 亞 單 位 可 以 插 入 到 正 在 增 長 的 細胞 壁 生 長 點 組 成 中 ，釋 放 出 磷 酸 和 載 體脂-P。       

肽 聚 糖 鏈 的 交 聯。

主 要 靠 肽 鍵 之 間 交 聯 。革 蘭 氏 陽 性 菌 組 成 甘 氨 酸 肽 間 橋 ，陰 性 菌 由一 條 肽 鏈上 的 第 4 個 氨 基 酸 的 羥 基 與 另 一 條 肽 鏈 上 的 第 3 個 氨 基 酸 的 自 由 氨 基 相 連。                

★1．化 能 異 養(yǎng) 微 生 物 進 行 合 成 代 謝 所 需 要 的 還 原 力 可 通 過 哪 些 代 謝 途 徑 產 生?

還 原 力 由EM 途 徑，HMP 途 徑，ED 途 徑，TCA 途 徑 產生                                                                                                                        

★2．自 然 界 中 的 微 生 物 在 不 同 的 生 活 環(huán) 境 中 可 通 過 哪 些 方 式 產 生 自 身 生 長所 需 要 的 能 量 ?

各 種 不 同 的 微 生 物 的 產 能 方 式 可 概 括 為 如 下 幾 種：

發(fā) 酵 產 能 、呼 吸 產 能 、氧 化 無 機 物 產 能 、靠 光 合 磷 酸 化 產能                                                                        

★3．試 述 多 糖 的 合 成 過 程 。

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

★4．在 TCA 循 環(huán) 中 可 為 合 成 代 謝 提 供 哪 些 物 質 ?

EMP 途 徑 能 為 合 成 代 謝 提 供 哪 些 物 質 ?

HMP 途 徑 可為 合 成 代 謝 提 供 哪 些 物 質 ?

ED 途 徑 可 為 合 成 代 謝 提 供 哪 些 物 質 ?

TCA 循 環(huán) 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 徑 能 為 合 成 代 謝 提 供：ATP ，NADH2 ，小 分 子 碳 架 ( 6-葡 萄 糖 , 磷 酸 二羥 丙 酮 , 3-P甘 油 酸 , PEP , 丙 酮 酸)                            

HMP 途 徑 可 為 合 成 代 謝 提 供：NADPH2，小 分 子 碳 架 ( 5-P 核 糖 , 4-P赤 蘚 糖)                                                        

ED 途 徑可 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．舉 例 說 明 微 生 物 的 幾 種 發(fā) 酵 類 型 。

微 生 物 的 發(fā) 酵 類 型 主 要 有 以 下 幾 種：

乳 酸 發(fā) 酵 , 如 植 物 乳 酸 桿 菌 進 行 的 酸 泡 菜 發(fā) 酵。                 

乙 醇 發(fā) 酵 : 如 酵 母 菌 進 行 的 酒 清 發(fā)酵。                             

丙 酮 丁 醇 發(fā) 酵 : 如 利 用 丙 酮 丁 醇 梭 菌 進 行 丙 酮 丁 醇 的 發(fā) 酵 生產。                                                                                                                                                 
丁 酸 發(fā) 酵 : 如 由 丁 酸 細 菌 引 起 的 丁 酸 發(fā) 酵。

★6.比 較 呼 吸 作 用 與 發(fā) 酵 作 用 的 主 要 區(qū) 別 。

呼 吸 作 用 和 發(fā) 酵 作 用 的 主 要 區(qū) 別 在 于 基 質 脫 下 的 電 子 的 * 終 受 體 不 同 ,發(fā) 酵 作 用 脫 下 的 電 子 * 終 交 給 了 底 物 分 解 的 中 間 產 物。呼 吸 作 用 ( 無 論 是 有 氧 呼吸 還 是 無 氧 呼 吸 ) 從 基 質 脫 下 的 電 子 * 終 交 給 了 氧。( 有 氧 呼 吸 交 給 了 分 子 氧 ,無 氧 呼 吸 交 給 了 無 機 氧 化 物 中 的 氧 )

★8.試 述 E.coli 細 胞 中 由a- 酮 戊 二 酸 合 成 谷 氨 酰 胺 的 過 程 。
分 成 兩 步 進 行 。首 先 由α-酮 戊 二 酸 經 氨 基 化 作 用 形 成 谷 氨 酸 ：

谷 氨 酸 脫 氫 酶

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

第 二 步 是 谷 氨 酸 再 經 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  微生物的生長

★⒉什么叫典型生長曲線？它可分幾期？劃分的依據是什么？

定量描述液體培養(yǎng)基中，微生物群體生長規(guī)律的實驗曲線，稱為生長曲線。

分為延滯期、指數期、穩(wěn)定期和衰亡期。

根據它們每小時分裂次數的不同。

★⒊延滯期有何特點？如何縮短延滯期？

** 生長速率常數為0 **細胞形態(tài)變大或增長 第三 細胞內的RNA尤其是rRNA含量增高，原生質呈嗜堿性 第四合成代謝旺盛 第五 對外界**條件如NaC1溶液濃度、溫度和***等理、化因素反應敏感。

** 用對數期的菌種接種 ** 接種量適量增大 第三 發(fā)酵培養(yǎng)基成分和種子培養(yǎng)基的成分盡量接近

★⒋指數期有何特點？處于此期的微生物有何應用？

**生長速率常數*大 ** 細胞進行平衡成長 第三 酶系活躍，代謝旺盛

是用作代謝、生理等研究的良好材料，是增殖噬菌體的*適宿主，也是發(fā)酵工業(yè)中用作種子的*佳材料。

★⒌穩(wěn)定期為何會到來？有何特點？

因為1微生物有害代謝產物的積累2營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡3營養(yǎng)物的比例失調4pH、氧化還原勢等物理化學條件越來越不適宜

特點是生長速率常數等于0，這時菌體產量達到*高點，而且菌體產量與營養(yǎng)物的消耗間呈現出有規(guī)律的比例關系。

★⒍連續(xù)培養(yǎng)有何特點？為何連續(xù)時間是有限的？

**流入新鮮培養(yǎng)基和無菌空氣的同時，以同樣的流速流出培養(yǎng)物 **，微生物長期

保持在指數期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率上

因為菌種長期處于*高生長速率狀態(tài)，突變嚴重，易使菌種退化。

★⒎什么是高密度培養(yǎng)，如何保證好氧菌的高密度培養(yǎng)？

是指微生物在液體培養(yǎng)中細胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)10倍以上的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術。

方法主要有：1選取*佳培養(yǎng)基成分和各成分含量2補料3提高溶解氧的濃度4防止有害代謝產物的生成

★⒏目前，一般認為氧對***毒害的機制是什么？

氧分子形成超癢化物陰離子自由基，超癢化物陰離子自由基因為有基數電子故帶負電荷，它既有分子性質，又有離子性質，其性質極不穩(wěn)定，化學反應能力極強，在細胞內可破壞各種重要生物大分子和膜結構，還可形成其他活性氧化物，故對生物體的毒害非常大。***不能合成SOD不能使超氧陰離子自由基歧化成過氧化氫，因此在氧存在時超癢化物陰離子自由基使***受到毒害。

★⒐微生物培養(yǎng)過程中pH變化的規(guī)律如何？如何調整？

升高或降低，加入生理酸性鹽或生理堿性鹽，作為其培養(yǎng)基成分。

★⒑試比較**、**、防腐和化療的異同。

**是指采用強烈的理化因素使任何物體內外部的一切微生物永遠喪失其生長繁殖能力的措施。

**是指采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內部一部分對人體或動、植物有害的病原菌而對被**對象基本無害的措施。

防腐是指利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖的措施。

化療是指利用對病原菌具有高度毒力而對其宿主基本無毒的化學物質來抑制宿主體體內病原微生物的生長繁殖，借以達到**該宿主傳染病的一種措施。

**完全殺死微生物，而其它方法則是抑制微生物的生長繁殖。

★11.影響濕熱**效果的主要因素有哪些？在實踐中應如何正確對待？
**物體含菌量越高需要**的時間越長2各類空氣排出程度，空氣要全部排盡3**對象PH，PH<6.0微生物已死亡PH在6.0-8.0之間微生物不會死亡4**對象的體積，大容積培養(yǎng)基**時必須延長**時間5加熱與散熱速度，會影響培養(yǎng)基成分的破壞程度，應適當控制。

★⒓***對微生物的作用機制分幾類？試各舉一例。

1抑制細胞壁合成，如：青霉素

2引起細胞壁降解，如：溶葡萄球菌素

3干擾細胞壁，如：多粘菌素

4抑制蛋白質合成，如：紅霉素

5抑制DNA合成，如：灰黃霉素

6抑制DNA復制，如：絲裂霉素

7抑制RNA轉錄，如：放線菌素D

8抑制RNA合成，如：利福平