微生物 第五章 微生物的新陈代谢

第五章微生物的新陈代谢

一、名词解释

新陈代谢：是推动生物一切生命活动的动力源和各种生命物质的“加工厂”，是活细胞中一切有序化学反应的总和。

生物氧化：发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应。

呼吸：是一种最重要最普遍的生物氧化或产能过程。

呼吸链：指位于原核微生物的细胞膜或真核生物的线粒体膜上，由一系列氧化还原势呈梯度差的，链状排列的递氢体或递电子体所组成的连续反应体系。无氧呼吸：指的是呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数有机氧化物）的生物氧化。

发酵：在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后产生的还原力未经呼吸链传递而直接交给内源性中间代谢产物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。

同型酒精发酵：酵母在无氧条件下，通过EMP途径，即葡萄糖→丙酮酸→乙醛→乙醇的过程，称为同型酒精发酵。

异型酒精发酵：细菌通过HMP途径进行，产生1分子乙醇和1分子乳酸，称为细菌异型酒精发酵。

Stickland反应：某些专性厌氧细菌如梭状芽孢杆菌、生孢梭菌、肉毒梭菌、斯氏梭菌在厌氧条件下生长时，以一种氨基酸作为底物进行氧化脱

氢（即供氢体），脱下的氢（还原力）以另外一种氨基酸作为氢

受体进行还原脱氨，两者偶联进行，实现生物氧化产能的发酵类

型称为Stickland反应。

两用代谢途径：凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径。

代谢回补顺序：是指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的应。

乙醛酸循环：中间代谢物中存在乙醛酸的循环。

固氮酶：是一种复合蛋白，由固二氮酶和固二氮酶还原酶两种相互分离的蛋白构成。

异形胞：某些丝状蓝藻所特有地变态营养细胞,是一种缺乏光合结构、通常比普通营养细胞大地厚壁特化细胞。

类菌体：根瘤菌进入宿主根部皮层细胞后，分化成膨大、形状各异、无繁殖能力，但具有很强固氮活性的细胞。

豆血红蛋白：豆科植物根瘤中发现的血红蛋白样红色蛋白质。有抗氧化活性，可避免同类细菌中的固氮酶受到抑制，是共生固氮所必需的。

类脂质体（细菌萜醇）：是一种含11个异戊二烯单位的C55类异戊二烯醇。Park核苷酸：UDP-N-乙酰胞壁酸五肽。

巴斯德效应：巴斯德发现的有氧氧化抑制糖的无氧酵解的作用。是有氧氧化产生了较多的ATP抑制了糖酵解的一些酶所致，有利于能源物质的经济

利用。

P/O比：伴随ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的分子数与消耗分子氧的氧原子数之比,称为P/O比。

二、填空题

1.微生物的可利用的最初能源有有机物、日光辐射能和还原态无机物三大

类，通过微生物的新陈代谢将最初能源逐步转变为通用能源ATP 。

2.生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢和失去电子3种形式，生物

氧化的过程可分为脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）3个阶段，生物氧化的功能包括3种，即产能（ATP）、产还原力[H] 和产小分子中间代谢物，生物氧化的类型包括呼吸、无氧呼吸和发酵。3.微生物糖酵解的4条途径为EMP途径、HMP途径、ED途径和TCA循环，

其中EMP途径是大多数生物体内的主流代谢途径，ED途径是由于微生物细胞体内缺乏EMP途径的某些酶而产生的一种替代途径，为微生物所特

有，HMP途径为微生物合成提供大量的C

3、C

4

、C

5

、C

6

和C

7

等前体物质。

4.ED途径又称KDPG 途径，ED途径存在一种特征酶为KDPG醛酸酶，具

有一个特征反应为KDPG裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛，终产物2分子的丙酮酸来历不同，1分子丙酮酸来自KDPG 直接裂解形成，另1分子丙酮酸由3-磷酸甘油醛经EMP 途径转化而来。

5.丙酮酸进入TCA循环前的入口反应是丙酮酸通过丙酮酸脱羧酶形成乙酰

CoA 后，在柠檬酸合成酶的作用下，与TCA中的草酰乙酸合成柠檬酸，而进入TCA循环。

6.在机体能量代谢中，ATP是体内最重要的供能的高能化合物。细胞ATP的

形成方式主要是氧化磷酸化，即在呼吸链传递氢（或电子）和受氢的过程中偶联ADP的磷酸化生成ATP，偶联部位有3个：NADH→CoQ（NADH-泛醌还原酶）、CoQ→Cyt c（泛醌-细胞色素c还原酶）和 Cyt aa3→O2（细胞色素C氧化酶）。

7.铁呼吸的末端氢受体是Fe3+。

8.细菌酒精发酵是细菌利用 ED途径途径将葡萄糖分解成丙酮酸，即葡萄糖→

丙酮酸→乙醛→产生2分子乙醇的过程。

9.化能自养型微生物所需要的能量是通过氧化无机底物获得，通过呼吸链氧

化磷酸化产能，所以化能自养型微生物一般都是好氧菌；而化能自养型微生物所需要的[H]还原力产生的方式是在消耗ATP的情况下，无机氢供体如（NH4+、H2S和H2等）通过逆呼吸链传递的方式形成。

10.嗜盐细菌细胞膜上存在能进行独特光合作用的紫膜，又称光介导ATP合

成或紫膜光合磷酸化，在无氧条件下，可利用光能造成其上的视黄醇辅基构象变化将细胞内质子驱动至膜外，从而建立膜内外质子动势，推动ATP酶合成ATP。

11.不同微生物在不同碳源下，代谢回补顺序不同，与EMP和TCA循环的补偿

途径约有10条，他们都围绕EMP中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 和TCA中的草酰乙酸（OA）这两种关键性中间代谢产物来进行。

12.自养微生物固定CO2的途径有：Calvin 循环、厌氧乙酰-CoA途径、逆向

TCA途径和羟基丙酸途径。

13.根据微生物生态类型可将固氮菌分为自生固氮菌、共生固氮菌和联合固

氮菌三种类型。

14.固氮菌进行生物固氮反应的6要素是ATP的供应、还原力[H]及其传递载体、

固氮酶、还原底物N2、镁离子和严格的厌氧微环境。

15.固氮酶由含铁和钼的固二氮酶和只含Fe不含钼的固二氮还原酶两种相

互分离的蛋白构成。

16.在细菌合成肽聚糖的过程中需要有UDP（尿苷二磷酸）和细菌萜醇两种

载体，由“Park”核苷酸合成肽聚糖单体是在细胞膜上进行，肽聚糖合成时，