第5章 微生物代谢.docx

第5章 微生物代谢.docx

《第5章 微生物代谢.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章 微生物代谢.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第5章微生物代谢

第5章微生物代谢

一、填空题

1．代谢是细胞内发生的全部生化反应的总称，主要是由______和______两个过程组成。

微生物的分解代谢是指______在细胞内降解成______，并______能量的过程；合成代谢是指利用______在细胞内合成______，并______能量的过程。

2．生态系统中，______微生物通过______能直接吸收光能并同化C02，______微生物分解有机化合物，通过______产生CO2。

3.微生物的4种糖酵解途径中，______是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径；______是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有；______是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。

4.______和______的乙醇发酵是指葡萄糖经______途径分解为丙酮酸后，进一步形成乙醛，乙醛还原生成乙醇；______的乙醇发酵是利用ED途径分解葡萄糖为丙酮酸，量后生成乙醇。

5．同型乳酸发酵是指葡萄糖经______途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸。

异型乳酸发酵经______、______和______途径分解葡萄糖，代谢终产物除乳酸外，还有______。

6．微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混合酸发酵、______发酵和______发酵等。

丁二醇发酵的主要产物是______，______发酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。

7，产能代谢中，微生物通过______磷酸化和______磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP等高能分子中；光合微生物则通过______磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP中。

______磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。

8．呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给______系统，逐步释放出能量后再交给______。

9．巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从转换到下，糖代谢速率______，这是因为______比发酵作用更加有效地获得能量。

10．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像N03-、NO2-；、SO42-、s2o3-、CO2：

等无机化合物，或______等有机化合物。

11．化能自养微生物氧化______而获得能量和还原力。

能量的产生是通过______磷酸化形式，电子受体通常是O2。

电子供体是______、______、______和______还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，______—能量。

12．光合作用是指将光能转变成化学能并固定C02的过程。

光合作用的过程可分成两部分：

在______中光能被捕获并被转变成化学能，然后在______中还原或固定C02合成细胞物质。

13微生物有两种同化C02的方式：

______和______。

自养微生物固定C02的途径主要有3条：

卡尔文循环途径，可分为______、______和______3个阶段；还原性三羧酸途径，通过逆向的三羧酸循环途径进行，多数酵与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖于ATP的______是个例外；乙酰辅酶A途径，存在于甲烷产生菌、硫酸还原苗和在发酵过程中将C02转变乙酸的细菌中，非循环式CO2固定的产物是______和______。

14．Staphylococcusaureus肽聚糖合成分为3个阶段：

细胞质中合成的______，在细胞膜中进一步合成______，然后在细胞膜外壁引物存在下合成肽聚糖。

青霉素在细胞膜外抑制______的活性从而抑制肽聚糖的合成。

15．微生物将空气中的N2：

还原为NH3的过程称为______。

该过程中根据微生物和其他生物之间相互的关系，固氮体系可以分为______、______和______3种。

16.固氮酶包括两种组分：

组分I（P1）是______，是一种______，由4个亚基组成；组分Ⅱ（P2）是一种______，是一种______，由两个亚基组成。

P1、P2单独存在时，都没有活性，只有形成复合体后才有固氮酶活性。

17.次级代谢是微生物生长至______或______，以______为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。

次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物如______’______、______、______、______及______等多种类别。

18．酶的代谢调节表现在两种方式：

______是一种非常迅速的机制，发生在酶蛋白分子水平上；______是一种比较慢的机制，发生在基因水平上。

19．分支代谢途径中酶活性的反馈抑制可以有不同的方式，常见的方式是______、______、______、______等。

______

20.细菌的二次生长现象是指当细苗在含有葡萄糖和乳糖的培养摹中生长时，优先利用

______，当其耗尽后，细菌经过一段停滞期，不久在______的诱导下开始合成______，细菌开始利用______。

该碳代谢阻遏机制包括______和______的相互作用。

二、选择题（4个答案选1）

1．化能自养微生物的能量来源于（）。

（1）有机物

（2）还原态无机化合物（3）氧化态无机化合物（4）日光

2．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（）是最普遍的、存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径。

（1）EMP途径

（2）HMP途径（3）ED途径（4）WD途径

3．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（）是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，产能效率低，为微生物所特有。

（1）EMP途径

（2）HMP途径（3）ED途径（4）WD途径

4．酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是（）。

（1）糖酵解途径不同

（2）发酵底物不同

（3）丙酮酸生成乙醛的机制不同（4）乙醛生成乙醇的机制不同

5．同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是（）。

（1）EMP途径

（2）HMP途径（3）ED途径（4）WD途径

6．由丙酮酸开始的其他发酵过程中，主要产物是丁酸、丁醇、异丙醇的发酵是（）。

（1）混合酸发酵

（2）丙酸发酵（3）丁二醇发酵（4）丁酸发酵

7．ATP或GTP的生成与高能化合物的酶催化转换相偶联的产能方式是（）。

（1）光合磷酸化

（2）底物水平磷酸化（3）氧化磷酸化（4）化学渗透假说8．下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是（）。

（1）发酵

（2）有氧呼吸（3）无氧呼吸（4）化能自养

9．卡尔文循环途径中COa固定（羧化反应）的受体是（）。

（1）核酮糖-5—磷酸

（2）核酮糖-1，5-Z磷酸

（3）3—磷酸甘油醛（4）3—磷酸甘油酸

10．C02固定的还原性三羧酸途径中，多数酶与正向三羧酸循环途径相同，只有依赖ATP（）是个例外。

（1）柠檬酸合酶

（2）柠檬酸裂合酶

（3）异柠檬酸脱氢酶（4）琥珀酸脱氢酶

11．青霉素抑制金黄色葡萄球菌肽聚糖合成的（）。

（1）细胞膜外的转糖基酶

（2）细胞膜外的转肽醇

（3）细胞质中的“Park”核苷酸合成（4）细胞膜中肽聚糖单体分子的合成．

12．不能用于解释好氧性固氮茁其固氮酶的抗氧机制的是（）。

（1）呼吸保护作用

（2）构象保护

（3）膜的分隔作用（4）某些固氮酶对氧气不敏感

13．以下哪个描述不符合次级代谢及其产物（）。

（1）次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确

（2）次级代谢产物的合成不受细胞的严密控制

（3）发生在指数生长后期和稳定期

（4）质粒与次级代谢的关系密切

14．细菌的二次生长现象可以用（）调节机制解释。

（1）组合激活和抑制

（2）顺序反馈抑制

（3）碳代谢阻遏（4）酵合成诱导

15．下面对于好氧呼吸的描述（）是正确的。

（1）电子供体和电子受体都是无机化合物

（2）电子供体和电子受体都是有机化合物

（3）电子供体是无机化合物，电子受体是有机化合物

（4）电子供体是有机化合物，电子受体是无机化合物

16.无氧呼吸中呼吸链末端的氢受体是（）。

（1）还原型无机化合物

（2）氧化型无机化合物

（3）某些有机化合物（4）氧化型无机化合物和少数有机化合物

17.厌氧微生物进行呼吸吗?

（）

（1）进行呼吸，但是不利用氧气

（2）不进行呼吸，因为呼吸过程需要氧气

（3）不进行呼吸，因为它们利用光合成作用生成所需ATP

（4）不进行呼吸，因为它们利用糖酵解作用产生所需ATP

18.碳水化合物是微生物重要的能源和碳源，通常（）被异养微生物优先利用。

（1）甘露糖和蔗糖

（2）葡萄糖和果糖

（3）乳糖（4）半乳糖

19．延胡索酸呼吸中，（）是末端氢受体。

（1）琥珀酸

（2）延胡索酸（3）甘氨酸（4）苹果酸

20．硝化细菌是：

（1）化能自养菌，氧化氨生成亚硝酸获得能量

（2）化能自养菌．氧化亚硝酸生成硝酸获得能量

（3）化能异养菌，以硝酸盐为量终的电子受体

（4）化能异养菌，以亚硝酸盐为最终的电子受体

三、问答题

1．比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。

2．试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生。

3．如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产?

参考答案

一、填空题

分解代谢 合成代谢 大分子物质 小分子物质 产生 小分子物质 大分子物质 消耗

2．光能自养 光合作用 异养 呼吸作用   

3．EMP ED HMP   

4．酵母菌 八叠球菌EMP 运动发酵单胞菌   

5．EMP PK HK HMP 乙醇或乙酸   

6．丙酸发酵 丁酸发酵 2，3—丁二醇 混合酸   

7．底物水平 氧化 光合 底物水平   

8．电子传递 最终电子受体   

9．厌氧条件 有氧条件 降低 好氧呼吸   

10．延胡索酸   

11．无机物 氧化磷酸化 H2 NH4+ H2S Fe2+ 消耗   

12．光反应 暗反应   

13．自养式 异养式 CO2的固定（羧化反应） 被固定CO2的还原（还原反应） CO2受体的再生 柠檬酸裂合酶 乙酸丙酮酸   

14．“Park”核苷酸（UDP-N-乙酰胞壁酸五肽） 肽聚糖单体分子 转肽酶

15．生物固氮 共生固氮体系 自生固氮体系 联合固氮体系   

16．固氮酶 钼铁蛋白（MoFe） 固氮酶还原酶 铁蛋白（Fe）   

17．指数期后期 稳定期 初级代谢产物 抗生素 激素生物碱 毒素 色素 维生素   

18．酶活性的调节 酶量的调节   

19．顺序反馈抑制 协同反馈抑制 同工酶 组合激活和抑制   

20．葡萄糖 乳糖 β—半乳糖苷酶 乳糖 降解物激活蛋白（CAP）或cAMP受体蛋白（CRP） cAMP

二、选择题

1．

（2）2．

（1）3．（3）4．

（1）5．

（1）6．（4）7.

（2）

8．

（2）9．

（2）10．

（2）11．

（2）12．（4）13．

（2）14．（3）

15．（4）16．（4）17．

（1）18．

（2）19．

（2）20．

（2）

三问答题

1．主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。

酵母菌和某些细菌（胃八叠球菌、肠杆菌）的

菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌（运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌）的菌株通过ED途径生成丙酮酸。

丙酮酸之后的途径完全相同。

2．底物水平磷酸化，发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，如EMP途径中的1，3—二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。

这些高能化合物可以直接偶联ATP或GTP的生成。

底物水平磷酸化可以存在于发酵过程中，也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。

氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD（P）H和FADH2，通过电子传递系统将电子传递给电子受体（氧或其他氧化性化合物），同时偶联ATP合成的生物过程。

光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。

当一个叶绿素（或细菌叶绿素）分子吸收光量子时，叶绿素（或细菌叶绿素）即被激活，导致叶绿素（或细菌叶绿素）分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP的合成。

主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷酸化作用。

3．在微生物中，以天冬氨酸为原料，通过分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸（图5—13）。

为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌（Corynebacteriumglutamicum）的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。

这个菌种由于不能合成高丝氨酸脱氢酶（HSDH），故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸。

在添加适量高丝氨酸（或苏氨酸和甲硫氨酸）的条件下，在含有较高糖和铵盐的培养基上，能产生大量的赖氨酸。