第四章微生物的代谢3
微生物学 微生物的代谢
第四章真核微生物1.试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原生质体制备方法。
*答：细胞壁成分的异同细菌分为G+和G-，G+肽聚糖含量高，G-含量低；G+磷壁酸含量较高，而G-不含磷壁酸；G+类脂质一般无，而G-含量较高；G+不含蛋白质，G-含量较高。
放线菌为G-，其细胞壁具有G-所具有的特点。
酵母菌和霉菌为真菌，酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖；而霉菌的细胞壁成分为几丁质、蛋白质、葡聚糖。
原生质体制备方法： G+菌原生质体获得：青霉素、溶菌酶；G-菌原生质体获得：EDTA鳌合剂处理，溶菌酶；放线菌原生质体获得：青霉素、溶菌酶；霉菌原生质体获得：纤维素酶。
2.试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。
*鞭毛(flagella)，长100-200 μm，以挥鞭方式推动细胞运动。
鞭毛由伸出细胞外的鞭杆、嵌埋在细胞质膜上的基体以及把这两者相连的过渡区共3部分组成。
鞭杆的横切面呈9+2型，即中心有一对中央微管，其外有9个微管二联体，整个鞭杆由细胞质膜包裹。
每条微管二联体由A，B两条中空的亚纤维组成，其中A亚纤维是一完全微管，而B亚纤维则有10个亚基围成，所缺3个亚基与A亚基纤维共用。
通过动力蛋白臂与相邻的微管二联体的作用，可使鞭毛作弯曲运动。
3.试简介真核细胞所特有的几种细胞器的结构及主要功能答：（线粒体、溶酶体、叶绿体、高尔集体、液泡、内质网、微体、膜边体、氢化酶体、几丁质酶体。
）膜边体又称须边体或质膜外泡，为许多真菌所特有。
它是一种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间，由单层膜包裹的细胞器。
膜边体可由高尔基体或内质网特定部位形成，各个膜边体能互相结合，也可与别的细胞器或膜相结合，功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。
几丁质酶体又壳体，一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊，内含几丁质合成酶，其功能是把其中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面，使该处不断合成几丁质微纤维，从而保证菌丝不断向前延伸。
微生物学各章知识点总结
微生物学各章知识点总结第一章：微生物的概念和分类体系1. 微生物的概念微生物是指肉眼不可见的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
它们在自然界中广泛分布，对生态系统的循环和平衡起着重要作用。
2. 微生物的分类体系微生物按照生物学特征可以分为原核生物和真核生物两大类，其中原核生物包括细菌和蓝藻，真核生物包括真菌和原生动物。
此外，病毒是一种非细胞生物，通常被单独归类。
第二章：微生物的结构和形态1. 细菌的结构和形态细菌是单细胞微生物，其主要结构包括细胞壁、细胞膜、胞质和遗传物质。
细菌的形态多样，包括球菌、杆菌和螺旋菌等。
2. 真菌的结构和形态真菌是多细胞或单细胞微生物，其主要结构包括菌丝、分生子、孢子和细胞壁等。
真菌的形态多样，包括酵母菌、霉菌和子囊菌等。
3. 病毒的结构和形态病毒是非细胞微生物，其主要结构包括蛋白质外壳、遗传物质和蛋白质套等。
病毒的形态多样，包括线状、球状和多棱体等。
第三章：微生物的生长和繁殖1. 细菌的生长和繁殖细菌的生长是指细胞的增加和分裂过程，主要包括营养摄取、分裂和排泄等。
细菌的繁殖有二分裂、分裂和梭孢子等方式。
2. 真菌的生长和繁殖真菌的生长是指菌丝的延伸和分支过程，主要包括分生子的产生和分裂等。
真菌的繁殖有无性生殖和有性生殖两种方式。
3. 病毒的生长和繁殖病毒的生长是指在寄主细胞内复制遗传物质和合成蛋白质，主要包括吸附、穿透和复制等。
病毒的繁殖有裸核和包膜两种方式。
第四章：微生物的代谢和营养1. 细菌的代谢和营养细菌的代谢包括异养和自养两种方式，同时也可根据在氧气的存在下进行厌氧和需氧代谢。
细菌的营养包括糖类、氨基酸和脂肪等多种。
2. 真菌的代谢和营养真菌的代谢包括异养和自养两种方式，同时也可根据生长温度进行低温菌和高温菌。
真菌的营养包括糖类、氨基酸和无机盐等多种。
3. 病毒的代谢和营养病毒是非细胞生物，因此没有自身代谢和营养循环，其复制和生长需要依赖寄主细胞的物质和能量。
4、微生物的合成代谢
（一）淀粉和糖原的合成
1.淀粉合成：引物是一个至少有四个葡萄糖 残基的寡聚糖，单糖的活化形式，在植物中 为UDP-葡萄糖，在细菌中是ADP-葡萄糖， 糖-磷酸键水解释放的能量用于淀粉合成：
在淀粉合成中，引物可以由麦芽糖在转葡萄 糖苷酶的作用下产生。
在某些菌中，合成的途径有所不同。
支链淀粉是在直链的基础上形成的。
第四章 微生物的合成代谢
微生物利用能量代谢所产生的能量、中间产物 以及从外界吸收的小分子，合成复杂的细胞物 质的过程称合成代谢。
自养型微生物以CO2为碳源，以无机物为电子供体； 异养型微生物则以有机物为碳源和电子供体。
生物合成三要素
能量 还原力 NADP+NADH 小分子前体物
在利用蔗糖合成葡聚糖或果聚糖时，只要通过转糖 基作用就能延长多糖的链，此过程中利用的能量只是 蔗糖分子中糖苷键的能量的转化，不需要消耗ATP。
（三）纤维素的合成
纤维素是真菌和植物的细胞壁的组分。
有些细菌如胶醋杆菌(A.xylinum)的细胞外粘 液层中也含有纤维素，这说明胶醋杆菌也能 合成纤维素。胶醋杆菌合成纤维素的方式与 合成淀粉的方式相似，只不过引物是小分子 纤维素，单糖的活化形式是UDP-葡萄糖。
透明质酸的合成也需要小分子引物，供体 则为UDP-N-乙酰葡萄糖胺和UDP-葡萄糖醛 酸，两者交替向引物上转移糖苷，从而合 成大分子的透明质酸。
葡萄糖醛酸由葡萄糖氧化而成，氧化前葡 萄糖必须变成UDP-葡萄糖的形式。
（二）肽聚糖的合成
1.双糖肽单位合成（细胞质中）:N-乙酰葡萄 糖胺(NAG)、N-乙酰胞壁酸(NAMA)的生成和 N-乙酰胞壁酸短肽的合成，以及由NAG、 NAMA和短肽构成的双糖短肽单位的生成等。
食品微生物学习题
《食品微生物学》习题第一章绪论1. 什么是微生物？什么是微生物学？微生物的五大特性？2. 什么是食品微生物学？它与微生物学有何异同？3. 为什么微生物学比动、植物学起步晚 , 但却发展迅速 ? 并成为生命科学研究的“ 明星” ?4. 你认为食品微生物学研究的重点任务包括哪些方面？阐明你的理由。
5. 用具体事例说明人类与微生物的关系。
6. 简述微生物学在生命科学发展中的地位 , 并描绘其前景。
7. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人 ?8. 食品微生物学的研究对象是什么？第二章微生物的形态结构和功能一名词解释：1、细菌2、菌落3、缺壁细菌4、芽孢5、糖被6、肽聚糖7、鞭毛8、菌毛9、间体10、L型细菌11、伴孢晶体12、放线菌14、蓝细菌15、支原体16、衣原体17、立克次氏体18、螺旋体19、霉菌20、蕈菌21、假根22、子实体23、同宗结合24、异宗结合25、次生菌丝26、锁状联合27、噬菌斑28、病毒29、温和噬菌体30、烈性噬菌体 31、溶源菌33、溶源转变34、噬菌斑35、拟病毒36、朊病毒prion 37、包涵体38、一步生长曲线39、溶源性40、溶源菌复愈41、溶源菌免疫性 42、类病毒 43、自发裂解 44、诱发裂解 45、有性繁殖 46、无性繁殖 47、半知菌二填空：1. 按生物六界分类系统，微生物包括、、和。
2. 细菌的形态十分简单，基本上只有、、三大类。
3. 细菌是以方式繁殖，并是一种性较强的核微生物。
4. 细胞的特殊结构有，，，。
5. 细菌大小的度量单位是，球菌用表示，杆菌用表示。
6. 原生质体和球状体有几个共同特点，主要是，细胞呈状，对十分敏感。
7. 异染粒功能是和，并可。
8. 放线菌是一类呈，以繁殖的革兰氏-----性细胞。
其菌丝有____ ___、____ ___和____ ___三种类型。
9. 真菌一般包括，，三种。
10. 酵母菌的无性繁殖方式主要有和.酵母菌的生活史类型包括__ ____、__ _____和__ ___三种。
微生物学第二版参考答案
微生物学第二版参考答案微生物学第二版参考答案微生物学是研究微生物的科学，涉及到生物学、医学、环境科学等多个学科领域。
对于学习微生物学的学生来说，掌握正确的参考答案是提高学习效果的关键。
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第一章：微生物的概述1. 微生物的定义：微生物是一类不能用肉眼观察到的生物，包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
2. 微生物的分类：微生物可以根据其细胞结构、生活方式和遗传物质等特征进行分类。
3. 微生物的重要性：微生物在生态系统中起着重要的角色，如参与物质循环、维持生态平衡等。
第二章：微生物的结构和功能1. 细菌的结构：细菌包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和核酸等结构。
2. 细菌的功能：细菌具有多样的功能，如合成蛋白质、分解有机物、产生抗生素等。
3. 真菌的结构：真菌包括菌丝、孢子、菌核和菌盖等结构。
4. 真菌的功能：真菌可以分解有机物、产生酶、参与土壤生态系统等。
第三章：微生物的生长和繁殖1. 微生物的生长：微生物的生长包括营养摄取、代谢、生长分裂等过程。
2. 微生物的繁殖：微生物可以通过二分裂、芽生、孢子形成等方式进行繁殖。
3. 微生物的生长曲线：微生物的生长曲线包括潜伏期、指数期、平台期和死亡期等阶段。
第四章：微生物的遗传与变异1. 微生物的遗传物质：微生物的遗传物质包括DNA和RNA，其中DNA是主要的遗传物质。
2. 微生物的遗传变异：微生物可以通过基因突变、基因重组等方式发生遗传变异。
3. 微生物的遗传传递：微生物的遗传信息可以通过垂直传递和水平传递进行传递。
第五章：微生物的代谢与生态1. 微生物的代谢类型：微生物的代谢包括光合作用、呼吸作用、发酵作用等多种类型。
2. 微生物的生态功能：微生物在生态系统中参与物质循环、能量转化等功能。
3. 微生物的微生态系统：微生物可以形成微生态系统，如肠道微生态系统、土壤微生态系统等。
第六章：微生物与人类1. 微生物与人类的关系：微生物与人类有着密切的关系，如参与人体免疫、引起疾病等。
微生物学-第四章营养与代谢
微生物的生长因子
为某些微生物生长所必需、其自身又不能合成、需要 外源提供但需要量又很小的有机物质通称为 生长因 子 （ growth factor ）
狭义：维生素 广义：维生素、氨基酸、碱基、脂肪酸等
1).生长因子自养型微生物（auxoautotrophs) 2).生长因子异养型微生物（auxoheterotrophs) 3).生长因子过量合成型微生物 4).营养缺陷型微生物（nutritional deficiency)
• 特点：
• 有特异性的载体蛋白参与
• 需要消耗能量
• 可以逆浓度梯度运输
• 微生物的主要物质运输方式
微生物主动运输示意图
基团转位
• 基团转位（ group transport ） 是一种既需要载体 蛋白又需要消耗能量的物质运输方式。其与主动运 输方式不同的是它有一个复杂的运输酶系统来完成 物质的运输，同时底物在运输过程中发生化学结构 变化。
• 例： 2NH3 + 2O2 • CO2 + 4H+
2HNO2 + 4H+ + 能量 (CH2O) + H2O
光能无机营养型微生物
• 光能无机营养型 又称为 光能自养型 。 这是一 类含有光合色素、能以 CO 2 作为唯一或主要 碳源并利用光能进行生长的微生物。它们能以 无机物如硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机硫化 物，以及水作为供氢体，使 CO 2 还原成细胞 物质。藻类、蓝细菌、绿硫细菌和紫硫细菌就 属于这类微生物。
微量元素与微生物生理功能
无机盐及其生理功能
水
水在微生物机体中具有重要的功能，是维持微生物生命活动不可缺少的 物质：
• ① 水是微生物细胞的重要组成成分:它占微生物体湿重的 70 ％ ～ 90 ％，水还供给微生物氧和氢两种元素。
第四章异养微生物的产能代谢
第四章异养微生物的产能代谢第一节新陈代谢的概念与微生物代谢的特点第二节发酵第三节呼吸作用第四节天然多聚物的氧化分解第五节能量转换第四章异养微生物的产能代谢第一节新陈代谢的概念与微生物代谢的特点一、新陈代谢（metabolism）的概念新陈代谢简称代谢，这是微生物生命活动的基本特征之一。
它包括微生物体内所进行的全部化学反应的总和。
二、新陈代谢的途径当营养物质（A）进入微生物体内后，发生一系列的化学反应：A→B→C→D→E，称为代谢途径。
途径中的物质（B→D）称为中间产物。
经过不同的中间产物，进行一系列化学反应，最后形成终点产物（E）。
每一步反应都有专一的酶催化进行。
A到E得到一个终点产物，是直线途径。
一种营养物质有时可被代谢成一个以上的终点产物，是分支代谢途径。
（A）和(C)都是前体。
所谓前体是指微生物从外界吸收的、或在代谢途径中形成的、可被进一步转变成终点产物的化合物。
F→GA→B→C→D→EH三、代谢分类代谢作用包括分解代谢和合成代谢，或分别称异化代谢和同化代谢。
1、分解代谢催化分解代谢的酶称为分解酶类。
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为分解代谢，所经历的过程为分解途径，所得到的产物称为分解产物。
在物质分解过程中同时产生能量。
分解代谢的三个阶段2、合成代谢催化合成代谢的酶类称为合成酶类。
在合成酶的催化下，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，所经途径为合成途径。
所得产物为合成产物。
合成代谢过程中需要能量。
合成代谢能量与代谢关系3、两向代谢途径由于多数酶促反应是可逆的，所以某些代谢途径就不只具有一种功能。
例如EMP途径，不仅作为使糖分解成小分子物质的分解途径，而且也能作为使小分子物质（二羧酸）合成糖原（糖原异生）的合成途径。
这种具有双重功能的途径称为两向代谢途径。
4、初级代谢一般把具有明确的生理功能，对维持生命活动不可缺少的物质代谢过程，称为初级代谢。
第04章环境工程微生物学课件
6.抑制剂对酶促反应的影响 抑制剂对酶促反应的影响 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 重金属离子（ ）、CO CO、 如：重金属离子（Ag+、Hg2+）、CO、H2S等。 抑制剂作用机理： 抑制剂作用机理： a.竞争性抑制 a.竞争性抑制 b.非竞争性抑制 b.非竞争性抑制
k 3 [ E ][ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS ] v= K m + [S ]
从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。 从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。实 [E] 有关 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 1.[E]对酶促反应的影响 1.[E]对酶促反应的影响 理论： 理论：当底物分子浓度足够时 酶促反应速度与[E]成正比， [E]成正比 ，酶促反应速度与[E]成正比， 即当[S]足够大时，[E]越大 [S]足够大时 越大， 即当[S]足够大时，[E]越大， 酶促反应速度越快。 酶促反应速度越快。 实际： [E]达到一定浓度时， 实际：当[E]达到一定浓度时， 达到一定浓度时 酶促反应速度就趋于平缓。 酶促反应速度就趋于平缓。
第二节 微生物的营养
营养:微生物获得和利用营养物质的过程。 营养 微生物获得和利用营养物质的过程。 微生物获得和利用营养物质的过程 营养物质:能够满足机体生长、 营养物质 能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理 能够满足机体生长 活动所需要的物质。 活动所需要的物质。 营养物质是微生物生存的物质基础， 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分， 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分，并将 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。
微生物笔记-微生物的代谢调节
微生物的代谢新陈代谢：发生在活细胞内的所有化学反应的总称微生物的能量代谢1.新陈代谢的核心问题能量代谢的中心任务：生物体如何将环境中多种形式的最初能源转换称为对一切生命活动都能使用的通用能源。
实质：ATP 的生成和利用能源的转化a.最初能源有机物日光无机物微生物化能异养菌光能营养菌化能自养菌通用能源ATPATP ATP生物氧化反应的三个阶段脱氢：一种失去电子或氢的过程电子供体：被氧化的物质电子受体：接受电子的物质i.递氢：电子供体氧化脱下的氢交给氢载体，并通过多个载体完成电子从供体到受体的传递一般不直接交给电子受体ii.受氢：最终电子受体接受载体上电子的过程iii.b.生物氧化的产能途径底物水平磷酸化生物氧化过程中生成的含有高能键的化合物在酶的作用下，直接将能量转给ADP(GDP)生成ATP(GTP)1)存在于呼吸和发酵过程中2)发酵过程中唯一的能量获取方式3)微生物代谢中的底物水平磷酸化4)底物水平磷酸化反应偶联形成的高能分子1,3-二磷酸甘油酸—>3-磷酸甘油酸ATP 磷酸烯醇式丙酮酸—>丙酮酸ATP 琥珀酰辅酶A —>琥珀酸GTP 乙酰磷酸—>乙酸ATP ATPi.c.微生物的能量代谢2022年4月7日21:49丙酰磷酸—>丙酸ATP 丁酰磷酸—>丁酸ATP甲酰四氢叶酸—>甲酸ATP（电子传递）氧化磷酸化生物氧化中伴随着电子传递发生的磷酸化作用1)发生在呼吸作用（有氧或无氧）中呼吸时大多数伴随ATP 的合成a)2)典型的呼吸链：3分子ATP ，2分子ATP(黄素蛋白起始)a)3)ii.光和磷酸化只发生在光合细胞中1)循环式光合磷酸化：反应产物只有ATP2)非循环式光合磷酸化：反应的产物是ATP 、氧和NADPH3)iii.生物氧化的类型发酵：没有外源的最终电子受体的生物氧化方式电子受体和供体都是有机物1)无电子传递链2)i.呼吸：有外源的最终电子受体的生物氧化方式有氧：以分子氧作为最终电子受体的呼吸方式无机物氧化脱氢a)细菌氢细菌铁细菌硫化细菌硝酸盐细菌能源物质氢气铁硫或硫化物氨或亚硝酸1)无氧：以除氧外的物质作为最终电子受体的呼吸a)2)ii.化能营养型微生物的代谢产能方式iii.产能方式有氧呼吸无氧呼吸发酵环境条件有氧无氧无氧最终电子受体来源环境，外源性环境，外源性胞内，内源性最终电子受体分子氧化合物（通常中间代谢产物d.性质为无机物）能进行该代谢产能方式的微生物专性好氧微生物、兼性厌氧微生物、微嗜氧微生物兼性厌氧微生物、专性厌氧微生物兼性厌氧微生物、耐氧厌氧微生物、专性厌氧微生物呼吸作用和发酵作用的比较相同点：氧化时，底物上脱下的氢和电子都和相同的载体结合，形成NADH 和FADH1)不同点：NADH 和FADH 上的电子和氢的去路不同2)iv. 消耗一分子葡萄糖产生的ATP 数量不同葡萄糖的分解代谢和发酵产物葡萄糖——>丙酮酸1.四种途径：EMP、HMP、ED、PK丙酮酸——>?产物进行各种发酵，一般以产物来命名乙醇发酵酵母菌乙醇发酵i.EMP途径乙醇发酵类型类型条件受氢体ATP主要产物酸性乙醛2乙醇亚硫酸氢钠磷酸二羟丙酮0甘油碱性磷酸二羟丙酮0甘油、乙醇、乙酸细菌的乙醇发酵ii.运动发酵单胞菌ED 途径a.乳酸发酵同型乳酸发酵：产物只有乳酸的乳酸发酵i.b.2.异型乳酸发酵：产物中除乳酸外还有乙醇和二氧化碳的乳酸发酵ii.混合酸发酵c.微生物将葡萄糖转变为琥珀酸、乳酸、甲酸、乙酸、氢气、二氧化碳等多种产物的生物学过程甲基红试验（MR 试验）将细菌接种至葡萄糖蛋白胨水培养基中，置37摄氏度培养48小时，然后沿管壁加入甲基红指示剂，呈红色者为阳性，不呈红色者为阴性。
《环境微生物》课后答案完整版
《环境微⽣物》课后答案完整版第⼀篇微⽣物学基础第⼀章⾮细胞结构的超微⽣物——病毒1 病毒是⼀类什么样的微⽣物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋⽩质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独⽴的代谢能⼒，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有⽣命的超微⽣物，然⽽，在宿主体外却呈现不具⽣命特征的⼤分⼦物质，但仍保留感染宿主的潜在能⼒，⼀旦重新进⼊活的宿主细胞内⼜具有⽣命特征，重新感染新宿主。
2病毒的分类依据是什么？分为哪⼏类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒⼦的⼤⼩、病毒的结构、有或⽆被膜等进⾏分类的。
根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。
按核酸分类：有DNA病毒和RNA病毒。
3病毒具有什么样的化学组成和结构？答：病毒的化学组成有蛋⽩质和核酸。
还含有脂质和多糖。
整个病毒体分两部分：蛋⽩质⾐壳和核酸内芯，两者构成核⾐壳。
蛋⽩质⾐壳是由⼀定数量的⾐壳粒按⼀定的排列组合构成的病毒外壳。
核酸内芯有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
4叙述⼤肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。
答：⼤肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程有：吸附、侵⼊、复制、聚集与释放。
⾸先，⼤肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表⾯上某⼀特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭⽑，或是纤⽑。
噬菌体侵⼊宿主细胞后，⽴即引起宿主的代谢改变，宿主细胞内的核酸不能按⾃⾝的遗传特性复制和合成蛋⽩质，⽽由噬菌体核酸所携带的遗传信息所控制，借⽤宿主细胞的合成机构复制核酸，进⽽合成噬菌体蛋⽩质，核酸和蛋⽩质聚集合成新的噬菌体，这个过程叫装配。
⼤肠杆菌T系噬菌体的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘、尾髓和尾丝，并逐个加上去就装配成⼀个完整的新的⼤肠杆菌T系噬菌体。
食品微生物作业习题
《食品微生物学》作业题第一章绪论一、填空⑴第一个发明显微镜并观察到微生物的科学家是。
⑵巴斯德发明了杀菌方法。
⑶科赫发明了什么技术。
⑷二十世纪生物科学的重大科学成是。
⑸二十世纪Fleming的医学魔弹是。
⑹ 1969年的Whittaker的五界分类方法把生物分为。
1979年六界分类方法分为。
（7）被誉为“微生物学之父”的科学家是_____________。
二、问答题1. 什么是微生物？2. 什么是食品微生物学？3. 微生物有什么重要的特性？4. 什么是曲？5.微生物的发展经历了几个阶段？各阶段的代表人物为谁？6.食品微生物学的主要研究任务是什么？三、判断是非题：1.人们不能用肉眼看见微生物。
2.巴氏消毒法可用于牛奶、啤酒等饮料的消毒。
3.原生动物是最低等的动物。
4.放线菌属于原生生物界。
第二章微生物的形态结构一、名称解释原核微生物真核微生物间体芽孢烈性噬菌体温和性噬菌体假菌丝荚膜菌落半孢晶体原生质体球状体鞭毛质粒 PHB二、填空1.细菌的基本形态有、、。
2.细菌的大小用单位描述，病毒大小用单位描述。
3.荚膜的功能主要是。
4.金黄色葡萄球菌的细胞壁主要由___和___构成，革兰氏染色反应为___色。
5.大肠杆菌的细胞壁外层主要由___构成，内层由___构成，革兰氏染色反应为___色。
6.病毒的繁殖方式是__ ，其繁殖步骤有、、、、。
7.鞭毛的功能是。
8.芽孢有、、性质。
9.细菌的主要繁殖方式是。
10.酵母菌的主要繁殖方式是。
11.病毒的主要繁殖方式是。
12. 革蓝氏阳性菌的细胞壁主要化学成分是和，革蓝氏阴性菌的细胞壁外层主要化学成分是，内层主要是。
13. 放线菌的繁殖方式有。
14. 大多数细菌主要以为碳源，大多数霉菌主要以为碳源。
15. 酵母的主要碳源是。
16. 放线菌的菌体形态由、、三部分构成。
17.酵母菌美兰染色形态观察时，兰色细胞是，无色细胞是。
18. 细菌细胞壁的主要成分是__________。
代谢复习总结-03
第一章微生物的生长与调节1、细胞群体的生长细菌籍二等分分裂繁殖，但两个子细胞可能以不同的生长速率生长，其分裂也不一定同步。
因此，在一正在生长得群体中存在范围广的不同世代时间，故群体的“倍增时间”这一术语通常是指测量的时间，而不是平均世代时间。
2、比生长速率P7比生长速率就是菌体生长速率与培养基中菌体浓度之比。
3、细胞群体的生长周期细胞周期指细胞的一系列可鉴别的周而复始的生长活动。
这一周期包括停滞期，指数生长期，静止期。
4、细胞数目的测量方法P7直接显微计数；平板活菌计数；载片培养计数；微孔过滤法；库尔特计数器；流动细胞光度计；表荧光滤光光技术；荧光-抗体技术；微型-ELISA；电子显微镜。
5、测量菌浓的方法P8干重法（DCW）；比浊法；离心压缩细胞体积（PCV）法.6、水的活度：在相同的温度和压力下，体系中溶液的水蒸汽压与纯水的蒸汽压之比。
7、环境对生长的影响(物理环境、化学环境)物理因素：温度、搅拌、渗透压、水活度、空气流量、超声波、膜过滤化学因素：PH值、溶氧、、碳源、氮源、烷醇、有机酸8、生长得率概念生长得率的概念是假定所利用的基质与生成的细胞之间的固定化学计量关系。
这种关系只有在培养生长在限制性基质上和在一定的条件下成立，即消耗单位基质所生成的细胞量为一常数。
9、表示方法分子得率系数；碳转化效率；以电子平均数为基准的得率Y ave e-；基于热的产生的得率Y kcal；以氧耗为基准的得率系数Y O；基于ATP消耗的得率Y ATP。
10、生长得率的影响因素微生物的遗传特性；菌的生理状态：不同的生理代谢导致不同的物料与能量平衡碳源的性质；基质的分解代谢途径；不同基质的提供，特别是氮的能量需求不同（AA,NH3,硝酸盐）；不利于离子平衡的抑制性物质或其它会对运输系统提出额外要求的培养基组分；对于连续培养，限制性基质的性质。
11、哪些因素会影响微生物的生长？环境对生长的影响(物理环境、化学环境)：物理因素：温度（温度通过影响膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成及活性、RNA的结构、转录等影响微生物的生命活动）、搅拌（在搅拌罐中靠近搅拌叶尖的地方是高能输入区。
第四章-微生物的生理
到体外，这个过程称为新陈代谢（简称代谢）。
新陈代谢包括同化作用（物质合成，吸收能量）和异化作用 （物质分解，释放能量）。 两者是相辅相成的：异化作用为同化作用提供物质基础和能 量，同化作用为异化作用提供基质。
了解微生物的营养及其所需营养物的种类和数量，首先要了
解微生物的化学组成、元素组成和生理特性。
2013-7-7
第二节 微生物的营养
营养物质:能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所 需要的物质. 营养:微生物获得和利用营养物质的过程。
营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持 和延续其生命形式的一种生理过程。
新陈代谢过程：微生物从外界不断地摄取营养物质，经过一系 列的生物化学反应，转变成细胞的组分，同时产生废物并排泄
无机盐的生理功能： 细胞内一般分子成分(如P，S，Ca， Mg，Fe等) 大量 元素
一般功能
生理调节物质
维持渗透压 酶的激活剂 pH的稳定
无 机 盐
微量 元素
特殊功能
化能自养菌的能源(S、Fe2+ 、NH4+ 、 NO2-) 无氧呼吸时的氢受体(NO3-、SO42-)
酶的激活剂（Cu2+、Mn2+、Zn2+等） 特殊分子结构成分（Co、Mo等）
凡能供给微生物碳素营养的物质，称为碳源。
碳源的主要作用:是构成微生物细胞的含碳物质(碳架)和供给微 生物生长、繁殖及运动所需要的能量。 充当碳源的物质，往往同时又是能量的提供者（自然界中含碳的 有机物，一般都含有较高的能量，在被分解时能释放出来，为微 生物所利用）。
碳源种类: 无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。
（2）利用无机氮作为氮源的微生物
能利用氨(NH3)、铵盐(NH4+)、亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐 (NO3-)的微生物有亚硝化细菌、硝化细菌、大肠杆菌、产气杆 菌、枯草杆菌、铜绿色假单胞菌、放线菌、霉菌、酵母菌及藻 类等。
食品微生物学-第四章 微生物的代谢
第四节 微生物独特的合成代谢
1 自养微生物的CO2固定： CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物将CO2作 为辅助碳源，将空气中的CO2同化成细胞物质的过程，称为CO2的固定作用。
自养微生物+ CO2
细胞物质（糖）同化有卡尔文循环、
还原性三羧酸循环、还原性的单羧酸循环三个途径。
异养微生物+ CO2
双歧杆菌： C6H12O6 3CH3COOH + 2.5ATP
2CH3CHOHCOOH +
乳糖发酵：
乳糖 葡萄糖
C6H12 O6 + 半乳糖
异构化成
第二节 自养微生物的生物氧化
一些微生物可以从氧化无机物获得能量，同化合成细胞物质，这类 细菌称为化能自养微生物，它们在无机能源氧化过程中通过氧化 磷酸化产生ATP。能进行光能营养的微生物真菌中有藻类及原核 生物中蓝细菌。
3 柠檬酸发酵：关于柠檬酸的发酵，目前大多数的学者认为柠檬酸并非只有 TCA循环产生，还可由葡萄糖经EMP途径生存丙酮酸，丙酮酸羧化反应形成草 酰乙酸，与乙酰辅酶A形成柠檬酸。
葡萄糖
磷酸稀醇式丙酮酸
草酰乙酸
CO2
柠檬酸
丙酮酸
乙酰辅酶A
4 乳酸发酵：乳酸是乳酸菌发酵的最终产物。乳酸菌的种类有许多，发酵的方 式有正型乳酸发酵和异型乳酸发酵两种。
（3）发酵作用（fermentation）：广义的发酵最早是指 从不断冒泡并产生有用发酵产物的一些自然现象开始的；目 前发酵泛指任何利用好氧性或厌氧性微生物来生产有用代谢 产物或食品、饮料的一类生产方式。狭义的发酵是指在无氧 等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]经 呼吸链传递而直接交中间代谢物，以实现底物水平磷酸化产 能的一类生物氧化反应。
第四章 微生物的代谢调控与代谢
[实际上乳糖不是真正的诱导物，它必须先转化为 别构乳糖才能起诱导剂的作用] ������ 诱导剂也可以不是该酶的作用底物 如异丙基- β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）是β-半乳 糖苷酶合成的极佳诱导剂，但不是作用底物；
������ 酶的作用底物不一定有诱导作用 如对硝基苯-α-L-阿拉伯糖苷是β-半乳糖苷酶的底 物，但不能诱导该酶的合成。
凡是能促进酶合成的调节称为诱导；而能阻碍酶合 成的调节称为阻遏。
������ ������ 同调节酶的活性的反馈抑制等相比，通过 调节酶的合成而实现代谢调节的方式是一类较间接 而缓慢的调节方式；其优点是通过阻止酶的过量合 成，有利于节约生物合成的原料和能量。
一）酶合成调节的类型
诱导 阻遏 末端产物阻遏
三、分支生物合成途径的调节
1、同工酶（isoenzyme）调节 某一分支途径中的第一步反应可由多种酶催化，但这些酶 受不同的终产物的反馈调节. (酶的分子结构不同)
D
A B C F
E
G
Y
Z
如：大肠杆菌的天门冬氨酸族氨基酸的合成途径中，有三 个同工酶：天门冬氨酸激酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分别受赖氨酸、 苏氨酸和甲硫氨酸的反馈调节
������ 1指由某代谢途径末端产物过量积累而引起的阻 遏。 ������ 2对直线式途径来说，末端产物阻遏的情况较简单， 即产物作用于代谢途径中的各种关键酶，使之合成 受阻； 对于分支代谢途径而言，情况较复杂，每种末端产 物仅专一地阻遏合成它的那条分支途径的酶。代谢 途径分支点以前的“公共酶”仅受所有分支途径末 端产物的阻遏（多价阻遏作用）。 3末端产物阻遏在代谢调节中有重要作用，保证细 胞内各种物质维持适当的浓度；普遍存在于氨基酸 核苷酸生物合成途径中。
5、顺序反馈调节 (sequential feedback regulation)
微生物第四章
第四章微生物的代谢代谢（metabolism）：也称新陈代谢，指生物体内进行的全部化学反应的总和。
（一）分解代谢：细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在此过程中产生能量的过程。
不同营养类型的微生物进行分解代谢所利用的物质不同，异氧微生物利用的是有机物，自养微生物利用的是无机物。
（二）合成代谢：细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子物质，并在此过程中贮藏能量的过程。
（三）物质代谢：物质在体内进行转化的过程。
（四）能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化的过程。
（五）初级代谢：能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。
产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。
（六）次级代谢：某些微生物进行的非细胞结构物质和维持其正常生命活动的非必须物质的代谢。
产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等，与生命活动无关，不参与细胞结构，也不是酶活性必需，但对人类有用。
合成代谢和分解代谢的关系1.分解代谢为合成代谢提供能量和原料，保证正常合成代谢的进行，合成代谢又为分解代谢创造更好的条件。
2.合成代谢和分解代谢都是由一系列连续的酶促反应构成的，前一步反映的产物是后续反应的底物。
微生物代谢的特点1.代谢旺盛（代谢强度高、转化能力强）2.代谢类型多样化（导致营养类型的多样化）3.某些微生物在代谢过程中除产生其生命活动必须的初级代谢产物和能量外，还会产生一些次级代谢产物，次级代谢产物与人类生产与生活密切相关，是微生物学的重要研究领域。
4.微生物的代谢作用使得微生物在自然界的物质循环中起着极其重要的作用。
第一节微生物的能量代谢第二节微生物的物质代谢第三节微生物代谢的调节第四节微生物次级代谢与次级代谢产物第一节微生物的能量代谢微生物能量代谢是指微生物把环境提供的能源或本身储存的能源转变为微生物生命活动所需能源的过程。
微生物的产能代谢是指生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，又称生物氧化。
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（2）硫酸盐呼吸
是一类称作硫酸盐还原细菌的严格厌氧菌在无氧 条件下获取能量的方式，其特点是底物脱氢后，经呼 吸链递氢，最终由末端氢受体硫酸盐受氢，在递氢的 过程中与氧化磷酸化相偶联而获得ATP。
（3）硫呼吸
以无机硫作为呼吸链的最终氢受体产生H2S的生 物氧化作用.
41
（4）铁呼吸
呼吸链的末端受体是Fe3+。
经典途径
利用葡萄糖：乳酸、乙醇、CO2、H2O 利用核糖：乳酸、乙酸、 H2O
利用果糖：乳酸、乙酸、 甘露醇、 CO2
双歧杆菌途径
利用葡萄糖：乙酸、乳酸
菌株有：肠膜明串珠菌、乳脂明串珠菌、短乳杆菌、两歧双 歧杆菌等。
18
乙醇
乙醛
乙酰CoA
ATP ADP NAD+ NADH
NAD+ NADH
葡萄糖
6-磷酸 葡萄糖
乙酸激酶
2乳酸
2乙酸
乙酸 20
同型乳酸发酵与异型乳酸发酵的比较
类型 途径 产物
同型 EMP 2乳酸 1乳酸
异型 HMP 1乙醇 (WD) 1CO2 1乳酸
异型 HMP 1乙酸 (WD) 1CO2
产能/葡萄糖
菌种代表
2ATP
Lactobacillus debruckii
1ATP Leuconostoc mesenteroides
37
TCA循环
38
2、无氧呼吸（anaerobic respiration）
又称厌氧呼吸，一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧 化物（个别为有机氧化物）的生物氧化，是一种无氧条件下 进行的产能效率较低的特殊呼吸。
是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物的生物氧 化。
39
（1）硝酸盐呼吸
以硝酸盐作为最终电子受体的生物学过程，也称为异 化性硝酸盐还原作用（Dissimilative）。
这条途径是在研究嗜糖假单胞菌的代谢时发现的，所以简称为ED途径。
13
4.磷酸解酮酶途径
明串珠菌进行异型乳 酸发酵过程中分解己 糖（HK）和戊糖(PK) 的途径
14
酵母菌发酵葡萄糖产生乙醇
一型发酵：终产物为乙醇 二型发酵：生成甘油 三型发酵：终产物为甘油、乙醇、乙酸
乳酸菌发酵葡萄糖产生乳酸
同型发酵：通过EMP途径仅产生乳酸的发酵 异型发酵：通过HMP(PK)途径产生乳酸、乙醇、
H2
乙酸激酶
乙酸
24
鉴别肠道细菌的试验
❖ 产酸产气试验： Escherichia与Shigella在 利用葡
萄糖进行发酵时，前者具有甲酸氢解酶，可在产
酸的同时产气，后者则因无此酶，不具有产气的 能力。
❖ 甲基红试验：大肠杆菌与产气气杆菌在利用葡萄 糖进行发酵时，前者可产生大量的混合酸，后者 则产生大量的中性化合物丁二醇，因此在发酵液 中加入甲基红试剂时，前者呈红色，后者呈黄色。
通过WD途径产生乙醇、乳酸等，总反应如下：
葡萄糖+ADP+Pi
乳酸+乙醇+CO2+ATP
22
②细菌的乙醇发酵 葡萄糖
菌种：运动发酵单胞菌等 途径：ED
+ATP 2H
2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸
3-磷酸甘油醛 2H 2ATP
丙酮酸
2CO2
丙酮酸
乙醇
乙醛
2乙醇 23
混合酸发酵
葡萄糖
❖概念：埃希氏 菌、沙门氏菌、 志贺氏菌属的一 些菌通过EMP途 径将葡萄糖转变
33
5、铜原子： 位于线粒体内膜的细胞色素氧化酶上，形成
类似于铁硫蛋白的结构，通过Cu2+、Cu1+的变化传 递电子。
6、细胞色素： 分子中含有血红素铁，以共价形式与蛋白
结合，通过Fe3+、Fe2+形式变化传递电子，呼吸 链中有5类，即：细胞色素a、a3、b、c、c1， 其中a、a3含有铜原子。
34
间产物的需要量相关
11
3、ED途径
12
ED 途径的特点是：
① 2- 酮 -3- 脱氧 -6- 磷酸葡萄糖酸（ KDPG ）裂解为丙酮酸和 3- 磷酸 甘油醛是有别于其它途径的特征性反应。 ② 2- 酮 -3- 脱氧 -6- 磷酸葡萄糖酸醛缩酶是 ED 途径特有的酶。 ③ ED 途径中最终产物，即 2 分子丙酮酸，其来历不同。 1 分子是由 2- 酮 -3- 脱氧 -6- 磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另 1 分子是由磷酸甘油 醛经 EMP 途径获得。这 2 个丙酮酸的羧基分别来自葡萄糖分子的第一 与第四位碳原子。 ④ 1mol 葡萄糖经 ED 途径只产生 1 mol ATP ，从产能效率看， ED 途 径不如 EMP 途径。
25
鉴别肠道细菌的V.P试验
2丙酮酸
鉴别原理
缩合
脱羧
乙酰乳酸
乙酰甲基甲醇
碱性条件
二乙酰
（与培养基中精氨酸的胍基结合）红色化合物
26
产气杆菌：
V.P.试验阳性 甲基红试验阴性
大肠杆菌：
V.P.试验阴性 甲基红试验阳性
27
（二）递氢和受氢
28
（三）电子传递与氧化呼吸链
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30
电子传递 部位：电子传递链在真核细胞发生在线粒体内膜上， 在原核细胞发生在质膜上。 成员 ：呼吸链电子载体主要有：NAD+、黄素蛋白、 辅酶Q 、铁硫蛋白、铜原子、细胞色素等。
31
1、NAD+ 即烟酰胺嘌呤二核苷酸，是体内很多脱氢
酶的辅酶，连接三羧酸循环和呼吸链。
2、黄素蛋白： 含FMN或FAD的蛋白质，每个FMN或 FAD可接受2个电子2个质子。呼吸链上具 有FMN为辅基的NADH脱氢酶，以FAD为 辅基的琥珀酸脱氢酶。
琥泊酸
PEP羧化酶
草酰乙酸
磷酸烯醇式丙酮酸
成琥珀酸、乳酸、 甲酸、乙醇、乙 酸、H2和CO2等 多种代谢产物，
乳酸 乳酸脱氢酶 丙酮酸 +2H 丙酮酸甲酸裂解酶
由于代谢产物中 含有多种有机酸， 故将其称为混合 酸发酵。
乙醛 乙醛脱氢酶 乙酰 CoA
磷酸转乙酰酶
甲酸
甲酸-氢裂解酶 pH﹤6.2
乙醇
乙酰磷酸 CO2
有机物 化能异养菌 最初能源 日 光 光能营养菌 通用能源（ATP）
无机物 化能自养菌 能量代谢是新陈代谢的核心问题
3
（一）化能异养微生物的生物氧化和产能 生物氧化就是发生在活细胞内的一系列产能性氧 化反应； 生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢和失 去电子3种；
生物氧化的过程有脱氢（或电子）、递氢（或电 子）、和受氢（或电子）3个阶段。
（5）碳酸盐呼吸
吸链的末端氢受体是CO2 或重碳酸盐。
（6）延胡索酸呼吸
呼吸链的末端氢受体是延胡索酸，琥珀酸是 还原产物。
42
（二）、自养微生物生物氧化
一些微生物可以氧化无机物获得能量， 同化合成细胞物质，称为化能自养微生 物。
43
化能自养微生物 还原CO2所需要的ATP和[H]是通过氧化无机物而
一、电子传递过程
电子传递过程包括电子从还原型辅酶上通过 一系列 按照电子亲和力递增顺序排列的电子载体所构成的电子传 递链传递到氧的过程。
需氧细胞内糖、脂肪、氨基酸等通过各自的分解途径， 所形成的还原型辅酶，包括NADH和FADH2通过电子传递途径 被重新氧化。还原型辅酶上的氢原子以质子形式脱下， 其电子沿着一系列的电子载体转移，最后转移到分子氧。 质子和离子型氧结合成水。在电子传递过程中释放出的大 量自由能则使ADP磷酸化成ATP。
8
EMP途径提供 ATP和NADH
9
2、HMP（戊糖磷酸途径 ）
大多数好氧和兼性厌氧菌都存在HM途径， 且往往与EMP途径同时存在。
10
HMP途径的重要意义
为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。 产生大量NADPH2，一方面为脂肪酸、固醇等物质的合成提供还原力，
另方面可通过呼吸链产生大量的能量。 与EMP途径在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，可以调剂戊
4
产能（ATP） 生物氧化的功能： 产还原力[H]
产小分子中间代谢物
呼吸 生物氧化的类型： 无氧呼吸
发酵
5
发酵（fermentation）
定义： 是指无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力 不经过呼吸链传递而直接交给一内源氧化性中间代 谢产物的一类低效产能反应。在发酵工业上，发酵 是指任何利用厌氧或好氧微生物来生产有用代谢产 物的一类生产方式。
葡萄糖经不同脱氢途径后的产能效率的特点和差别
35
根据脱氢后，递氢过程，尤其是受氢体的不同，生物氧化 可分为下列三种类型：
36
1、呼吸（respiration）
又称好氧呼吸，其特点是底物常规方式脱氢后， 脱下的氢经完整的呼吸链又称电子传递链传递，最终 被外源分子氧接受，产生了水并释放出ATP形式的能 量。是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式.
2ATP Lactobacillus brevis
21
酒精（乙醇）发酵
❖酵母菌（在pH3.5-4.5时）的乙醇发酵
~脱羧酶
~脱氢酶
丙酮酸
乙醛
乙醇
❖细菌(Zymomonas mobilis)的乙醇发酵
通过ED途径产生乙醇，总反应如下：
葡萄糖+ADP+Pi
2乙醇+2CO2+ATP
❖细菌(Leuconostoc mesenteroides)的乙醇发酵
糖供需关系。 途径中的赤藓糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸合成、碱基合成、