华南师范大学生科院微生物思考题二参考答案

2010年微生物复习思考题（二）

1分子果糖-6-磷酸由磷酸己糖酮解酶催化裂解为赤藓糖-4-磷酸和乙酰磷酸；

另1分子果糖-6-磷酸则与赤藓糖-4-磷酸反应生成2分子磷酸戊糖，而其中1分子核糖-5-磷酸在磷酸戊糖酮解酶的催化下分解成甘油醛-3-磷酸和乙酰磷酸

1分子葡萄糖经磷酸己糖酮解酶途径生成1分子乳酸、1.5分子乙酸以及2.5分子ATP

3什么是Stickland反应，举例说明

Stickland反应是两个氨基酸之间的一个氨基酸作为氢（电子）供体，另一个氨基酸作为氢（电子）受体时的氧化-还原脱氨基反应。它是微生物在厌氧条件下将一个氨基酸的氧化脱氨与另一个氨基酸的还原脱氨相偶联的一类特殊发

酵。例如：甘氨酸和丙氨酸之间的Stickland反应总反应式为：

2H

2N-CH

2

COOH+CH

2

CH(NH

2

）COOH+ADP+Pi+2H

2

O→3CH

3

COOH+CO

2

+3NH

3

+ATP

4化能自养微生物是什么？化能自养细菌的能量代谢的特点

化能自养生物：以CO2为主要或唯一碳源，从还原态无机化合物（NH

4+、NO

3

-、

H 2S、S0、H

2

和Fe2+等）的生物氧化获的能量和还原力[H]的微生物。

能量代谢特点：1、无机底物上脱下的氢（电子）直接进入呼吸链通过氧化

磷酸化产能。2、由于电子可从多处进入呼吸链，所以有多种多样的呼吸链。3、产能效率，即氧化磷酸化效率（P/O值）通常要比化能异养细菌的低。所以代时长，生长缓慢，细胞产率低

5什么是亚硫酸氧化酶途径？什么是APS途径

硫化物氧化的第一个产物都是SO

3

2-，其通过亚硫酸氧化酶途径或腺苷磷酸硫

酸（APS）途径氧化为SO

4

2-和产能

亚硫酸氧化酶途径中，由细胞色素-亚硫酸氧化酶将SO

32-直接氧化成为SO

4

2-，

并通过电子传递磷酸化产能。大多数亚硫酸通过这条途径氧化。

APS途径中，亚硫酸与AMP反应放出2个电子生成APS，放出的电子经细胞色素系统传递给O

2

，此过程中通过电子传递磷酸化生成ATP。APS与Pi反应转变

成ADP与SO

4

2-的过程中通过底物水平磷酸化产能。在腺苷酸激酶的催化下，2分

子ATP转变成1分子ADP与1分子AMP，所以2分子SO

3

2-经APS途径氧化产生3分子ATP，其中2分子经电子传递磷酸化产生，1分子ATP通过底物水平磷酸化

形成，每氧化1分子SO

3

2-产生1.5分子ATP。

6什么是细菌沥滤（Bacterial leaching），举例说明细菌沥滤的过程？

细菌沥滤：人类利用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等嗜酸性氧化铁和硫的细菌，，具有氧化硫化物矿中的硫和硫化物的能力，从而将硫化矿中的重金属通过转化成水溶性重金属硫酸盐，从低品位矿中浸出的过程。

以蓝铜矿的细菌沥滤为例：1、氧化池中氧化亚铁硫杆菌将硫氧化成H

2SO

4

，

并与FeSO

4作用生成浸矿剂Fe

2

(SO

4

)

3

；2、低品位碎矿中的铜在细菌氧化生成的

浸矿剂Fe

2(SO

4

)

3

的作用下，以CuSO

4

的形式被浸出；3、用铁屑置换出CuSO

4

中的

铜并收集。

7如何理解细菌的光合作用?

细菌的光合作用：能将光能转换成为ATP形式化学能的细菌——光合细菌，以光为能源，利用CO

2

(光能自养)和有机碳化合物(光能异养)作为碳源，通过电子传递产生ATP(光和磷酸化)的作用。

固氮是还原分子氮合成氨的过程，需要大量能量和还原力。能量以ATP形式供应，还原力以NAD(P)H+H+或铁还原蛋白(Fd·2H)的形式提供，还原分子氮形成氨的作用由双组分固氮酶复合体催化。固氮酶组分I为固氮酶，是铁钼蛋白；固氮还原酶，是铁蛋白。

固氮分两个阶段：1、固氮酶的形成阶段：NAD(P)H+H+的电子经载体铁还原蛋白(Fd)或黄素氧还蛋白(Fld)传递到组分II的铁原子上形成还原型组分II，它先与ATP-Mg结合生成变构的组分II-Mg-ATP复合物；然后再与此时已与分子氮结合的组分I一起形成1：1的复合物——固氮酶。

2、固氮阶段：固氮酶分子的一个电子从组分II-Mg-ATP复合物转移到组分I 的铁原子上，由此再转移给钼结合的活化分子氮。通过6次这样的电子转移，将

。

1分子氮还原成2分子NH

3

10好氧固氮菌防止氧伤害其固氮酶的机制是什么？

1、固氮菌保护固氮酶的机制

(1)呼吸保护：以较强的呼吸强度迅速耗去固氮部位周围的氧，以使固氮酶处于无氧的微环境中

(2)构象保护：一种起着构象保护功能的蛋白质——Fe-S蛋白质II，在氧分压增高时与固氮酶结合，使其构象改变并失去固氮活力；一旦氧浓度降低，该蛋白从酶解离，固氮酶恢复原有的构象和固氮能力。

2、蓝细菌保护固氮酶的机制

(1)分化有异形胞的丝状细菌在异形胞中进行固氮作用。异形胞有很厚的细胞壁；缺乏产氧光合系统II；有高的脱氢酶和氢化酶活力，使得异形胞保持高度的无氧或还原状态；有高的超氧化物歧化酶活力，有解除氧毒害的功能；其呼吸强度也高于邻近的营养细胞。

(2)没有异形胞分化的蓝细菌有的将固氮作用与光合作用分开进行；有的在束状群体中央失去光合系统II的细胞中进行固氮；有的通过提高细胞内过氧化物酶或超氧化物歧化酶活力以解除氧毒害，保护固氮酶。

3、根瘤菌保护固氮酶的机制

根瘤菌以类菌体形式生活在豆科植物根瘤中。类菌体周围有类菌体周膜包着，膜上有一种能与氧发生可逆性结合的蛋白——豆血红蛋白(Lb)，它与氧的亲和力极强，起着调节根瘤中膜内氧浓度的功能，氧浓度高时与氧结合，低时则释放。

11细菌肽聚糖如何合成？青霉素、万古霉素、杆菌肽如何抑制肽聚糖的合成？

肽聚糖的合成：第一阶段：在细胞质中合成胞壁酸五肽。

(1)葡萄糖→N-乙酰葡糖胺-UDP(G-UDP) →N-乙酰胞壁酸-UDP(M-UDP)

(2) M-UDP→”Park”核苷酸(UDP-N-乙酰胞壁酸五肽)

第二阶段：在细胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽与N-乙酰葡糖胺合成肽聚糖单体——双糖肽亚单位。