微生物生理学复习

2010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（中英文均可，英文可只写Family name）及各自主要贡献（一句话）。

巴斯德：巴斯的效应（在厌氧发酵的培养基中通入空气，发酵产物的形成会被抑制）、巴氏灭菌法。

科赫：建立了微生物基本操作方法，证实了疾病的病原菌学说。

2、微生物细胞的显微和亚显微结构，按照在细胞中的部位与功能，可分为哪三部分？各自包括哪些主要结构？可分为基本结构、外部结构和内部结构三部分。

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结构，例如细胞壁、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、纤毛等。

内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等等。

3、比较G+、G-真细菌的细胞壁结构、组成。

（G+：肽聚糖、磷壁酸、壁醛酸、表面蛋白；G-：脂多糖、脂蛋白、磷脂、蛋白质）5、不同真菌细胞壁中多糖组成的一般规律。

一般规律：低等真菌中（如粘菌和卵菌）由纤维素组成细胞壁骨架高等真菌中则以几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、微生物细胞膜的生理功能?①物质转运作用。

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的营养物质；②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；③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；④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；⑤染色体分离⑥维持细胞的结构完整，保护细胞内成分；⑦细胞表面纤毛、鞭毛的着生位点；⑧细胞抗原-抗体特异性识别的物质基础和位置⑨渗透屏障Osmotic Barrier7、真细菌细胞膜的主要脂类有：磷脂、糖脂、鞘脂等极性的脂类8、酵母细胞中有关甾醇的情况。

在酵母细胞中,常见的甾醇是麦角甾醇和酵母甾醇，此外还有少量的脱氢麦角甾醇，它是合成麦角甾醇的前体。

麦角甾醇经紫外线光照射时，B环开裂，生成维生素D。

9、细菌鞭毛和真核微生物鞭毛的组成、特点及运动方式10、哪些细菌具有发达的内膜系统？为什么？蓝细菌等光合细菌年、硝化细菌和甲烷氧化菌因为蓝细菌中有大量光合膜，硝化细菌和甲烷氧化菌的内膜系统与氧化气体取得能量有关 11、细胞型微生物需要的营养物可分为哪五类？碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、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？13、化能无机营养菌的四大类群为： 硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌 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？单纯扩散：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（扩散并不是微生物细胞吸收营养物质的主要方式，水是唯一可以通过扩散自由通过原生质膜的分子，脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些气体分子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上也可通过扩散进出细胞。

）主动扩散：动力：物质在膜两侧的浓度差；物质运输过程中不消耗能量；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。

主动运输：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，需要能量来改变载体蛋白的构象；亲和力改变→蛋白构象改变→耗能集团转移：属主动运输类型溶质分子发生化学修饰 定向磷酸化需复杂的运输酶系参与运输葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP 的能量。

15、基团转运的典型例子有哪两种，大概情况如何？1、依赖磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 的磷酸转移系统：2、长链脂肪酸运输中的CoA转移系统16、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：Sec转运系统、Tat转运系统。

18、参与促进扩散的膜运输蛋白一般可分为哪两种？载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)两种。

19、4种运送小分子营养物质方式的比较。

20、什么是有氧呼吸、无氧呼吸、发酵？有氧呼吸：在有氧条件下，细胞将有机物氧化放出的电子交给电子传递体，以分子氧为最终电子受体，放出能量的过程。

无氧呼吸：在无氧条件下，细胞将有机物氧化放出的电子交给电子传递体，以中间代谢产物为最终电子受体，放出能量的过程发酵：厌氧条件下，在没有外源电子受体时，微生物将有机物氧化放出的电子直接交给底物本身未完全氧化的某一中间产物，产生各种不同的代谢产物，同时放出能量的过程。

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。

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？第一阶段：大分子营养物质被水解或者降解成单体。

（不释放能量。

）第二阶段：将第一阶段所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、以及能进入三羧酸循环的某些中间产物，在有氧或无氧的环境下都能进行，并且会产生ATP、NADH及FADH2。

第三阶段：通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解成CO2，并且产生ATP、NADH及FADH2。

三羧酸循环在有氧情况进行，并且释放大量能量，第二和第三阶段产生的NADH及NADH+H+通过电子传递链被氧化，可以产生大量ATP，有氧呼吸对以分子氧作为最终电子受体，无氧呼吸时以氧以外的一些无机物作为电子传递链的最终受体。

23、合成代谢与分解代谢的关系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。

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。

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 -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？EMP：1,6—二磷酸果糖醛缩酶。

功能：为菌体提供生理活动所需的ATP、NADH为菌体合成细胞物质提供原料一定条件下可沿EMP途径逆转合成糖类HMP：转酮酶（TK)、转醛酶（TA)功能：为生物合成提供多种碳架物质为生物合成提供还原力HMP途径中的5-磷酸核酮糖可以转换为1，5-二磷酸核酮糖，在羧化酶的作用下固定二氧化碳。

注意：产生的NADPH通常用于合成，因此不要将HMP途径作为产生ATP的途径。

ED：KDPG醛缩酶功能：P（H）K：磷酸解酮酶功能：就目前所知仅存在于肠膜明串珠菌和双岐杆菌中,分解产物为乳酸、CO2、乙醇或乙酸。

27、什么是底物水平磷酸化，什么是氧化磷酸化？底物水平磷酸化：高能化合物直接将高能键转给ADP（或GDP）偶联ATP（或GTP）的生成，这种产生ATP等高能化合物的方式称为底物水平磷酸化。

氧化磷酸化：通过电子传递系统将电子传递给氧或其他氧化性，同时偶联ATP生成的生物过程，称作氧化磷酸化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。

Ⅰ型发酵：弱酸性条件C6H12O6 + 2ADP + 2Pi →2CH3CH2OH + 2CO2 + 2ATP二型发酵：在厌氧条件下，加入亚硫酸氢钠（3%）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。

不能获得能量29、细菌的酒精发酵由什么途径进行？同型: EMP或ED;异型: HMP,HP30、细菌型同型乙醇发酵的优缺点（P105）优点：代谢速率快，产物转化率高，菌体生成量小，代谢副产物少，发酵温度高以及不必定期供应氧等缺点：对乙醇的耐受力差（细菌约耐7%乙醇，酵母菌为8%～10%），利用基质范围较窄（细菌乙醇发酵仅利用葡萄糖和果糖。

）31、青贮饲料，腌泡菜和渍酸菜过程中的乳酸发酵的情况。

(P106)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。

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。

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？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。

EMP途径异型乳酸发酵：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。

HMP途径或PK途径,因微生物种类的不同，其发酵的途径也有所不同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？（P118）关键酶：柠檬酸合成酶( CS)、异柠檬酸脱氢酶（ICD)、α-酮戊二酸脱氢酶系生理功能：●为细胞提供能量●为细胞的生物合成提供中间产物，如乙酰CoA是脂肪酸合成的原料，琥珀酰CoA是合成卟啉、类咕啉、细胞色素、叶绿素的原料●是糖、蛋白质、脂肪代谢的桥梁●发酵工业中获得不同代谢产物的途径厌氧微生物或兼性厌氧微生物在厌氧条件下，缺乏丙酮酸脱氢酶系和 -同戊二酸脱氢酶系，因而不能形成完整的三羧酸循环，为了保证提供生物合成所需要的前提物质，微生物一方面可经氧化途径由柠檬酸合成α-酮戊二酸，另一方面可通过还原途经由草酰乙酸还原为琥珀酸。

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(P126)？（P124）细菌的呼吸链的组成可因细菌的种类和培养条件不同而改变。

与真核生物线粒体膜上的呼吸链相比，原核生物细胞膜上的呼吸链有多个方面的不同。

①细胞色素类型多样；②氧化还原载体的取代性强；③氧化还原载体数量可增可减；④电子传递方式多样：CoQ→cyt，也可不经过此途径；⑤存在分支呼吸链厌氧微生物也有呼吸链，厌氧呼吸的呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化（个别为有机物）的生物氧化。