暨大微生物考试篇(五、六章).doc

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生命不止奋斗不息

第五章、微生物的新陈代谢

*试述EMP途径在微生物生命活动中的重要性？

1是大多数微生物所共有的基本代谢途径，.供应ATP形式的能量和NADH2的还原力；

2.是连接其它几个重要代谢途径的桥梁，包括TCA、HMP、途径和ED途径等。

3.为生物合成提供多种见代谢物。

4.通过逆向反应可进行多糖合成。

5在无氧条件下产物丙酮酸还能酵解或发酵。

*试述HMP途径在微生物生命活动中的重要性？

（生理学意义）

1为核酸和核苷酸的生物合成提供磷酸戊糖

2.产生还原力。

为合成其他物质之用，有氧不用依赖TCA，

3。

连接EMP途径补偿对戊糖的要求

4，为芳香族及杂环族氨基酸合成提供原料

5，扩大碳源的利用范围6，在发酵工业的意义

发酵生产上的意义：

通过本途径而产生的重要发酵产物很多，例如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等。

*试述TCA途径在微生物生命活动中的重要性？

1.通过TCA循环从丙酮酸开始可产生大量的还原力和ATP。

2.TCA是一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位：

a.与各种有机酸的发酵生产有关；b.与各种氨基酸的形成有关。

c.与脂肪代谢有关

*什么叫无氧呼吸（厌氧呼吸）？

试列表对各种硝酸盐呼吸和延胡索酸呼吸加以简明比较。

无氧呼吸指的是呼吸链末端的氢或电子受体是外源无机物的生物氧化过程。

硝酸盐呼吸

延胡索酸呼吸

定义

以硝酸盐作为最终电子受体的无氧呼吸

以延胡索酸为呼吸链末端受氢体的无氧呼吸

功能

同化性硝酸盐还原，反硝化作用

能进行延胡索酸呼吸的微生物在加入延胡索酸后能快速生长有较高细胞得率

举例微生物

兼性厌氧菌，反硝化细菌Pseudomonasaeruginosa（铜绿假单胞菌）

兼性厌氧菌，Escherichia属等

试述在细菌鉴定中V.P.试验的原理？

见书P114

*试列表比较同型和异性乳酸发酵？

葡萄糖发酵产物只有乳酸的发酵称为同型乳酸发酵，发酵产物不只有乳酸的发酵称为异性乳酸发酵。

同型乳酸发酵

异型乳酸发酵

途径

EMP

HMP

产物/1葡萄糖

2乳酸

1乳酸1乙醇1CO2

1乳酸1乙醇1CO2

1乳酸1.5乙醇

产能/1葡萄糖

2ATP

1ATP

2ATP

2.5ATP

菌种代表

Lactobacillusdelbruckii（德式乳杆菌）

Leuconostocmesenteroides肠膜状明串珠球菌

Lactobacillusbrevis短乳杆菌

Bifidobacterinmbifidum双叉双岐杆菌

*细菌的酒精发酵途径如何？

（ED途径，Zymomonasmobilis运动发酵单孢菌）？

它与酵母菌的酒精发酵有何异同？

细菌的酒精发酵有何特点？

细菌的酒精发酵走的是ED途径，比如Zymomonasmobilis运动发酵单孢菌的酒精发酵，

与酵母菌的酒精发酵相比，它们相同点是：

发酵的目标产物都是乙醇。

不同点是.细菌的酒精发酵走的是ED途径，酵母菌的酒精发酵走的主要是HMP然后在无氧条件下转变成乙醇。

他跟传统的酵母菌发酵相比，有以下的优点：

1.代谢速率高：

2.产物转化率高：

Saccharomycescerevisiae：

EMP（88%），HMP（12%）；Zymomonasmobilis：

ED（100%）。

3.菌体生成少：

节省生长周期（或减少种子发酵罐这一工艺）。

4.代谢副产物少：

由于转化率高，副产物便少。

5.发酵温度高：

Zymomonasmobilis能耐高温，节省发酵过程的冷却水和电。

6.不必定期供养：

由于Zymomonasmobilis是微好痒菌。

缺点是：

1.容易染上杂菌：

Z.mobilis的生长pH为5，较易染菌，Yeast为pH3，一般bacteria在此pH不易染上。

2.耐乙醇能力低：

细菌耐乙醇力较Yeast为低，bacteria约为7.0%，Yeast为8～10%（古人饮酒量大的原因）。

什么叫呼吸？

什么是呼吸链（电子传递链）？

呼吸连有哪些组分？

呼吸又叫有氧呼吸，是指是指从葡萄糖或其他有机质脱下的H经过一系列呼吸链（电子传递链）最终传给外源分子氧并产生较多ATP能量的生物氧化过程。

呼吸链：

是指电子从NADH到O2的传递所经过的途径

由一系列按氧化还原电位有低到高顺序排列的氢（电子）传递体组成。

主要有NAD（P）FPFe.SCoQCyt.bCyt.cCyt.aCyt.a3

试列表比较呼吸、无氧呼吸、和发酵的异同。

（定义和特点）

有氧呼吸

无氧呼吸

发酵

定义

指从葡萄糖或其他有机基质脱下的电子氢经过一系列电子载体最终传递给外源分子氧并产生较多ATP的生物氧化过程。

指呼吸链末端的氢或电子受体是外源无机氧化物（少数为有机物）的生物氧化过程

参考下面一题

产能

多

较多

较少

实质

氧化水平磷酸化产生ATP

氧化水平磷酸化产生ATP

底物水平磷酸化产生ATP

底物

有机物

有机物

有机物

酶类

脱氢酶、氧化还原酶

脱氢酶、特殊氧化还原酶

脱氢酶

试从狭义和广义两方面来说明发酵的概念。

广义的发酵是指利用微生物生产各种有用代谢产物的一种生产方式，狭义的发酵是指能量代谢或生物氧化中，在无氧条件下，底物（有机物）氧化释放的H不经呼吸链传递，直接交给某种内源性未完全氧化的中间代谢产物的一类低效产能过程。

试图示由EMP途径中的重要中间代谢物——丙酮酸出发的六种发酵类型及其各自的发酵产物。

什么叫Stickland反应？

试图示其反应机制。

A）Saccharomycescerevisiae→酵母同型酒精发酵；

B）Lactobacillusdelbruckii→同型乳酸发酵；

C）Propionibacteriumshermanii→丙酸发酵；

D）Enterobacteraerogenes→2,3-丁二醇发酵（V.P.实验）；

E）E.coli→混合发酵（甲基红反应）

F）由各种厌氧梭菌进行的丁基型发酵：

clostridiumbutyricum（丁酸梭菌）；

clostridiumbutylicum（丁醇梭菌）；

clostridiumacetobutylicum（丙酮丁醇梭菌）；

以一种氨基酸作为氢供体，另外一种氨基酸作为氢受体而产能的独特发酵方式。

叫做Stickland反应。

ClostridiumSporogenes，生孢梭菌。

1.新称代谢：

简称代谢，是营养物质在生物体内发生的一切化学变化的总称。

分为分解代谢和合成代谢。

2.能量:

是自然界各种活动得以进行的一种能力，一切物理和化学变化过程都是能量的转移和应用的结果。

3.生物氧化：

就是发生在细胞内一系列产能性氧化反应的总称

4.底物水平磷酸化:

高能磷酸基团直接从磷酸化合物转移到ADP而形成ATP

5.氧化磷酸化：

电子通过一系列电子载体（NAD+等）被传给分子氧或其它有机化合物时发生磷酸化形成ATP

6.光合磷酸化：

只存在于能进行光合作用的细胞中，是指把捕获到光能通过电子传递链转化为以ADP和NADH形式储存的化合能。

7.EMP途径：

是一分子葡萄糖为底物，通过约十步反应产生2分子丙酮酸和2分子ATP同时产生2分子NADH（H+）过程。

8．同型乳酸发酵：

在葡萄发酵中，发酵产物只有乳酸作为唯一产物的乳酸发酵叫做同型乳酸发酵。

例如：

Lactobacillusdelbruckii，Lactobacillusbulguricus

9.HMP途径：

是一条葡萄糖不经EMP和TCA途径而得到彻底氧化，并且产生大量的NADPH（H+）形式还原力和大量中间代谢产物的代谢途径。

10.ED途径又称：

KDPG裂解途径（2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖裂解途径），是少数缺乏完整EMP途径的微生物所具有的一种代替途径。

11.TCA循环：

是指由丙酮酸经过一系列循化式反应而彻底氧化、脱羧，形成CO2、H2O和NADH2的过程。

12.呼吸又叫有氧呼吸，是指是指从葡萄糖或其他有机质脱下的H经过一系列呼吸连（电子传递链）最终传给外源分子氧并产生较多ATP能量的生物氧化过程。

13.呼吸链:

有一系列按氧化还原电位有低到高顺序排列的氢（电子）传递体组成。

14.硝酸盐呼吸：

以硝酸盐作为最终电子受体的生物氧化过程，又称反硝化作用。

15.延胡索酸呼吸：

以延胡索酸为无氧呼吸链末端氢受体的生物氧化呼吸。

微生物分解利用二糖的方式：

一是我们水解酶将其水解为单糖，另一种为由相应得磷酸化酶将其分解。

蔗糖（葡萄糖、果糖），麦芽糖（葡萄糖），乳糖（葡萄糖、半乳糖），纤维二糖（葡萄糖）

底物脱氢的四条主要途径：

EMP途径、HMP途径、ED途径、TCA途径

第六章、微生物的生长及控制

1.为什么抗菌素改成抗生素？

什么叫半合成抗生素？

在什么背景下产生半合成抗生素？

抗生素对微生物的作用机制分几种？

答：

1）抗生素是一类由微生物或其他生物生命活动过程中合成的次级代谢产物或其人工衍生物，它们在很低的浓度时就能抑制或干扰它种生物（包括病原菌、病毒、癌细胞等）的生命活动。

原来名叫抗菌素是因为此类物质最早在细菌中发现而且只作用于细菌，后来研究发现不仅细菌其他微生物也可以产生，作用的对象也变大了。

2）对天然抗生素的化学结构进行人为改造后的抗生素，称为半合成抗生素

3）随着抗生素的广泛应用，抗药性或耐药性突变株不断产生，从而使现有的抗生素逐渐失去往日的疗效，为解决这一矛盾，人们就开始人为改造抗生素。

4）抗生素对微生物的作用机制主要分为四种：

第一，抑制细胞壁的合成，如青霉素和头孢菌素；第二，干扰蛋白质的合成，如四环素和链霉素；第三，抑制核酸的合成，如利福平和丝裂霉素；第四，干扰细胞膜，如两性霉素和多粘菌素。

4.什么叫典型生长曲线？

它可分几期？

划分的依据是什么？

各个时期的特点和规律是什么？

对发酵工业和实践生产有何意义？

答：

将少量纯种非丝状单细胞微生物接种到恒容积的新鲜液体培养基中，在适宜的温度、通气等条件下培养，定时取样测定单位体积里的细胞数，以单位体积里细胞数的对数作纵坐标，以培养时间为横坐标，画出的曲线，就是非丝状的单细胞微生物的典型生长曲线。

它分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期等四个时期，划分依据是微生物的生长速率常数R的不同。

特点

对发酵和工业生产的应用

延滞期

1）生长速率常数R为零

2）细胞形态变大或增大，尤其是长轴最为明显，许多杆菌可长成丝状

3）细胞中RNA尤其rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性

4）合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速，容易产生何种诱导酶

5）对外界条件如NaCl溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感。

由于这时期延长微生物的正常生长周期，在发酵工业中会使生产周期延长，降低设备的利用率。

所以，生产中总是尽力设法缩短延滞期（方法有：

改变性状，用对数期做种子，培养前后培养基相差不要大，适当扩大接种量）

指数期

1）生长速率常数R最大且为常数，细胞没分裂一次所需的时间G最短且稳定

2）细胞进行平衡生长，菌体各部分的成长十分均匀

3）酶系活跃，代谢旺盛

1）最佳种龄的种子

2）是增值噬菌体的最适宿主菌龄3）采用各种措施尽量延长对数期以提高发酵生产力，这也是工业上连续发酵的基本原理。

（方法：

提高营养物的浓度和保证营养成分需要，培养条件要适宜。

）

稳定期

1）生长速率常数R降低至零

2）代时G延长

3）细胞重要的分化阶段（细胞开始衰老，原生质分布不均匀，出现液泡。

开始积累储存物质，产芽孢的菌开始形成芽孢，次生代谢产量开始大量合成）

4）菌