第五章 微生物的新陈代谢.docx
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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、生物氧化、呼吸、呼吸链、无氧呼吸、发酵、同型和异型酒精发酵、Stickland反应、两用代谢途径、代谢回补顺序、乙醛酸循环、固氮酶、异形胞、类菌体、豆血红蛋白、类脂质体（细菌萜醇）、Park核苷酸、巴斯德效应、P/O比
二、填空题
1.微生物的可利用的最初能源有________、_________和_________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_________。
2.生物氧化的形式包括________、_________和________3种形式，生物氧化的过程可分为_________、_________和_______3个阶段，生物氧化的功能包括3种，即__________、_________和_______，生物氧化的类型包括__________、________和_________。
3.微生物糖酵解的4条途径为__________、_________、_________和_______，其中__________是大多数生物体内的主流代谢途径，_________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，_________为微生物合成提供大量的Ｃ3、Ｃ4、Ｃ5、Ｃ6和Ｃ7等前体物质。
4.ED途径又称______________途径，ED途径存在一种特征酶为__________，具有一个特征反应为________________，终产物2分子的丙酮酸来历不同，1分子丙酮酸来自________直接裂解形成，另1分子丙酮酸由________经________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________酶形成_______后，在柠檬酸合成酶的作用下，与TCA中的__________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：
__________、________和___________。
7.铁呼吸的末端氢受体是___________。
8.细菌酒精发酵是细菌利用__________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________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__________；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__________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__________，又称__________或__________，在无氧条件下，可利用光能造成其上的__________辅基构象变化将细胞内质子驱动至膜外，从而建立膜内外__________，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__________和TCA中的__________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：
________、________、_______和__________。
13.根据微生物生态类型可将固氮菌分为________、_______和__________三种类型。
14.固氮菌进行生物固氮反应的6要素是___、_____、____、____、___和__________。
15.固氮酶由含铁和钼的________和只含Fe不含钼的________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_______和______两种载体，由“Park”核苷酸合成肽聚糖单体是在________上进行，肽聚糖合成时，在细胞膜外肽聚糖单体与引物分子发生________使多糖链延长，通过________发生多糖链间交联。
17.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______。
18.无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，如NO3-、NO2-、SO42-、S2O3-、CO2等无机化合物，或______等有机化合物。
19.11．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。
20.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。
21.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。
______
22.二次生长现象是指当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，优先利用______，耗尽后，细菌经过一段停滞期，在______的诱导下开始合成______，细菌开始利用______。
23.细菌生长所需要的戊糖、赤藓糖等可以通过_________途径产生。
24.微生物的次生代谢产物包括:
______、______、_____、_____、______。
25.无氧呼吸是以________作为最终电子受体，发酵是在_____条件下发生的。
26.微生物细胞合成ATP的三种方式是_________、_________和_________。
27.卡尔文循环中两个特征性酶是_________________和__________________；ED途径中关键性酶是________；HMP途径中的关键性酶是______________；EMP途径中关键性酶是__________。
三、选择题
1.TCA循环的大多数酶位于真核生物的线粒体基质中或位于原核生物细胞质中，而只有（）例外，位于线粒体或原核细胞的膜上。
A、柠檬酸合成酶B、琥珀酸脱氢酶
C、苹果酸脱氢酶D、-酮戊二酸脱氢酶系
2.铁细菌、硫细菌和硝化细菌同化二氧化碳的还原力来自于（）。
A、消耗ATP逆呼吸链产生B、NAD（P）H通过呼吸链传递产生
C、有机物氧化分解产生D、水光解作用产生
3.下列哪项不是ED途径的产物（）
A、1个ATPB、1个NADPH＋HC、1个NADH＋H
D、2个丙酮酸E、2分子乙醇
4.酵母菌利用葡萄糖进行第一型发酵（乙醇发酵）时，（）作为NADH2的受氢体。
A、丙酮酸B、乙醛C、磷酸二羟丙酮D、磷酸烯醇式丙酮酸
5.乳酸杆菌属和链球菌属的多数细菌都可以利用1分子葡萄糖经EMP途径进行同型乳酸发酵，其产物为（）。
A、2分子乳酸和2分子ATPB、1分子乳酸和2分子ATP
C、乳酸、乙醇、CO2D、乳酸、乙酸、CO2
6.在化能无机营养型的微生物中，用于合成复杂有机物的能量和还原力的来源是（）。
A、能量和还原力都通过氧化磷酸化产生
B、能量通过底物磷酸化产生，还原力通过H2提供。
C、能量通过无机物氧化产生，还原力通过消耗ATP逆呼吸链产生。
D、能量通过有机物氧化产生，还原力通过H2提供。
7.
如图，E1分别受到终产物D、E、F的一定比例抑制，当三种终产物同时过量完成抑制E1的活性，这种代谢调节方式为（）。
A、累积反馈抑制B、协同（多价）反馈抑制
C、顺序反馈抑制D、代谢互锁
8.酵母菌利用葡萄糖进行第二型发酵（甘油发酵）时，（）作为NADH2的受氢体。
A、丙酮酸B、乙醛C、磷酸二羟丙酮D、磷酸烯醇式丙酮酸
9.绿色硫细菌Chloroflexusaurantiacus固定CO2的途径是（）
A、Calvin循环B、厌氧乙酰-CoA途径
C、逆向TCA途径D、羟基丙酸途径
10.乙酸菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等化能自养细菌固定CO2的途径是（）
A、Calvin循环B、厌氧乙酰-CoA途径
C、逆向TCA途径D、羟基丙酸途径
11.蓝细菌和绝大部分光合细菌固定CO2的途径是（）
A、Calvin循环B、厌氧乙酰-CoA途径
C、逆向TCA途径D、羟基丙酸途径
12.HMP途径的生理功能是多方面的，在微生物代谢可与其他代谢途径连接，在（）和（）处与EMP连接，在（）处可与ED途径连接。
A、果糖-1,6-二磷酸B、甘油醛-3-磷酸C、6-磷酸葡萄糖酸D、丙酮酸
13.HMP途径产生形成的（）是光能和化能自养微生物固定CO2的中介。
A、核酮糖-5-磷酸B、木酮糖-5-磷酸C、赤藓糖-4-磷酸D、核糖-5-磷酸
14.氧化呼吸链上合成ATP的部位有3个，下列哪个不是（）
A、Cytaa3→O2:
细胞色素C氧化酶B、CoQ→Cytc:
泛醌-细胞色素c还原酶
C、NADH→CoQ:
NADH-泛醌还原酶D、FADH→CoQ:
琥珀酸-泛醌还原酶
15.酵母在无氧条件下进行同型酒精发酵时氢受体是（），而在II型酒精发酵时氢受体是（）。
A、丙酮酸B、乙醛C、磷酸二羟丙酮D、α-磷酸甘油
16.下列哪种发酵类型不是通过EMP途径进行的（）
A、同型乳酸发酵B、同型酒精发酵C、丁酸型发酵D、细菌酒精发酵
17.下列哪种发酵类型是通过HMP途径进行的（）
A、细菌异型酒精发酵B、同型乳酸发酵C、混合酸发酵D、II型酒精发酵
18.下列哪种发酵类型是通过ED途径进行的（）
A、同型乳酸发酵B、细菌酒精发酵C、混合酸发酵D、II型酒精发酵
19.肠膜状明串珠菌经（）进行异型乳酸发酵。
A、ED途径B、HMP途径C、EMP途径D、TCA循环途径
20.化能自养微生物的能量来源于（）。
A、有机物B、还原态无机化合物C、氧化态无机化合物D、日光
21.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。
A、EMP途径B、HMP途径C、ED途径D、WD途径
22.下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（）是微生物所特有。
A、EMP途径B、HMP途径C、ED途径D、WD途径
23.同型乳酸发酵中由葡萄糖生成丙酮酸的途径是（）。
A、EMP途径B、HMP途径C、ED途径D、WD途径
24.丙酮酸发酵过程主要产物是丁酸、丁醇、异丙醇的发酵是（）。
A、混合酸发酵B、丙酸发酵C、丁二醇发酵D、丁酸型发酵
25.卡尔文循环途径中CO2固定的受体是（）。
A、核酮糖-5-磷酸B、核酮糖-1，5-二磷酸C、3-磷酸甘油醛D、3-磷酸甘油酸
26.在还原性三羧酸途径固定CO2时，（）与与正向三羧酸循环途径不同。
A、柠檬酸合成酶B、柠檬酸裂合酶C、琥珀酰-CoA合成酶D、琥珀酸脱氢酶
27.磷霉素在细菌肽聚糖合成过程中有抑制作用，其抑菌机理是（）。
A、与PEP结构类似，竞争抑制PEP-UDP-N-乙酰葡萄糖胺转移酶活性。
B、与肽聚糖单体五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，竞争抑制转肽酶活性。
C、与D-丙氨酸-D-丙氨酸结构类似，抑制丙氨酸消旋酶和D-丙氨酸-D-丙氨酸合成酶。
D、与细菌萜醇结合，抑制载体的再生。
E、与N-乙酰胞壁酸五肽焦磷酸-十一异戊烯中五肽上的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端结合，阻止肽聚糖亚单位移动到肽聚糖生长点。
28.D-环丝氨酸在细菌肽聚糖合成过程中有抑制作用，其抑菌机理是（）。
A、与PEP结构类似，竞争抑制PEP-UDP-N-乙酰葡萄糖胺转移酶活性。
B、与肽聚糖单体五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，竞争抑制转肽酶活性。
C、与D-丙氨酸-D-丙氨酸结构类似，抑制丙氨酸消旋酶和D-丙氨酸-D-丙氨酸合成酶。
D、与细菌萜醇结合，抑制载体的再生。
E、与N-乙酰胞壁酸五肽焦磷酸-十一异戊烯中五肽上的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端结合，阻止肽聚糖亚单位移动到肽聚糖生长点。
29.青霉素在细菌肽聚糖合成过程中有抑制作用，其抑菌机理是（）。
A、与PEP结构类似，竞争抑制PEP-UDP-N-乙酰葡萄糖胺转移酶活性。
B、与肽聚糖单体五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，竞争抑制转肽酶活性。
C、与D-丙氨酸-D-丙氨酸结构类似，抑制丙氨酸消旋酶和D-丙氨酸-D-丙氨酸合成酶。
D、与细菌萜醇结合，抑制载体的再生。
E、与N-乙酰胞壁酸五肽焦磷酸-十一异戊烯中五肽上的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端结合，阻止肽聚糖亚单位移动到肽聚糖生长点。
30.杆菌肽在细菌肽聚糖合成过程中有抑制作用，其抑菌机理是（）。
A、与PEP结构类似，竞争抑制PEP-UDP-N-乙酰葡萄糖胺转移酶活性。
B、与肽聚糖单体五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，竞争抑制转肽酶活性。
C、与D-丙氨酸-D-丙氨酸结构类似，抑制丙氨酸消旋酶和D-丙氨酸-D-丙氨酸合成酶。
D、与细菌萜醇结合，抑制载体的再生。
E、与N-乙酰胞壁酸五肽焦磷酸-十一异戊烯中五肽上的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端结合，阻止肽聚糖亚单位移动到肽聚糖生长点。
31.万古霉素在细菌肽聚糖合成过程中有抑制作用，其抑菌机理是（）。
A、与PEP结构类似，竞争抑制PEP-UDP-N-乙酰葡萄糖胺转移酶活性。
B、与肽聚糖单体五肽尾末端D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，竞争抑制转肽酶活性。
C、与D-丙氨酸-D-丙氨酸结构类似，抑制丙氨酸消旋酶和D-丙氨酸-D-丙氨酸合成酶。
D、与细菌萜醇结合，抑制载体的再生。
E、与N-乙酰胞壁酸五肽焦磷酸-十一异戊烯中五肽上的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端结合，阻止肽聚糖亚单位移动到肽聚糖生长点。
32.硝化细菌是（）
A、化能自养菌，氧化氨获得能量B、化能自养菌．氧化亚硝酸获得能量
C、化能异养菌，硝酸盐为电子受体D、化能异养菌，亚硝酸盐为电子受体
33.下列不属于微生物细胞中的高能磷酸化物（）
A、乙酰磷酸B、1,3-二磷酸甘油酸C、6-葡萄糖
D、磷酸肌酸E、磷酸烯醇式丙酮酸
34.自然界中的大多数微生物是靠_________产能（）。
A、发酵B、呼吸C、光合磷酸化
35.在细菌和古菌细胞中主要靠（）途径将单糖降解生成丙酮酸。
A、EMPB、HMPC、EDD、PK
36.在下列微生物中能进行产氧的光合作用（）。
A、链霉菌B、蓝细菌C、紫硫细菌D、光合细菌
37.合成氨基酸的重要前体物α-酮戊二酸来自（）。
A、EMP途径B、ED途径C、TCA循环D、HMP途径
38.反硝化细菌进行无氧呼吸产能时，电子最后交给（）。
A、硝酸盐、亚硝酸、NO、N2OB、O2C、中间产物D、H2
39.参与肽聚糖生物合成的高能磷酸化合物是（）
A、ATPB、GTPC、UTPD、CTP
四、判断题
1.递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基或辅因子。
（）
2.光能自养型微生物可以不通过光合磷酸化ATP产能。
（）
3.自养微生物化学合成的起点是从还原氧化程度极高的CO2开始。
（）
4.三羧酸循环又称Krebs循环、柠檬酸循环、Calvin循环。
（）
5.在EMP途径的反应过程中所生成的NADH2不能积累，厌氧微生物及兼厌氧性微生物在无氧条件下通过发酵作用消耗掉。
（）
6.EMP途径往往是和HMP途径同时存在于同一种微生物中，以EMP途径作为一唯一降解途径的微生物极少。
（）
7.葡萄糖通过ED途径经过4步反应即获得丙酮酸。
（）
8.ED途径的终产物2分子丙酮酸来历不同。
（）
9.递氢和受氢实际上就是能量的传递和释放过程。
（）
10.ATP的生成必须以提供电子传递为前提。
（）
11.硝酸盐既可以作为微生物的氮源，也可以作为某些微生物的能源。
（）
12.延胡索酸的还原产物是琥珀酸。
（）
13.化能自养微生物呼吸链的组分多元化，氢或电子可以从任何一个组分进入呼吸链。
（）
14.微生物合成次级代谢产物因菌株不同而异，与分类地位无关。
（）
15.应用油酸缺陷型菌株生产谷氨酸时，通过限量添加油酸，可以使细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸产量。
（）
16.硝化细菌可以利用水将NO2-氧化成NO3-。
（）
17.光合细菌是通过循环式传递完成磷酸化产能。
（）
18.藻类和蓝细菌利用光能产生ATP的过程中伴随氧气的产生。
（）
19.微生物可以通过添补反应补充两用代谢途径中因合成而消耗的中间产物。
（）
20.青霉菌和黑曲霉具有乙醛酸循环途径。
（）
21.固氮菌固氮过程中还原力75%用来还原N2，25%以H2形式被浪费。
（）
22.肽聚糖单体是在细菌细胞膜合成的。
（）
23.同型酒精发酵是酵母菌在无氧条件下，利用EMP途径将葡萄糖分解成丙酮酸，然后在丙酮酸脱羧酶作用下，脱羧生成乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶作用下，被还原成乙醇。
（）
24.Stickland反应的偶联反应并不是在任意两种氨基酸之间都能发生。
（）
25.羟基丙酸循环是少数绿色硫细菌在以H2或H2S作为电子供体进行自养生活时固定CO2的机制。
（）
26.在古细菌和真细菌中均存在还原性TCA循环途径。
（）
27.在乙酸菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等化能自养细菌中存在活性乙酸途径。
（）
28.厌氧乙酰-CoA途径式以H2作为电子供体，先分别把2CO2还原成乙酸的甲基和羧基，然后形成乙酰-CoA，再形成乙酸，最终形成丙酮酸用于其他代谢。
（）
29.羟基丙酸循环从乙酰-CoA开始经历两次羧化，先后形成羟丙酰-CoA和甲基丙二酰-CoA，将2个CO2转变为草酰乙酸和乙酰-CoA。
（）
30.无氧呼吸和有氧呼吸都需要电子传递体，但无氧呼吸生成的能量不如有氧呼吸。
（）
31.CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物不能利用CO2作为辅助的碳源。
32.虽然固氮酶对氧气敏感，不可逆失活，但固氮微生物大多数是好氧菌。
（）
33.有利于细胞大量生长的碳源，可能会变成次级代谢的阻遏物。
（）
34.Stickland反应对生长在厌氧和蛋白质丰富环境中的微生物非常重要，使其可以利用氨基酸作为碳源、能源和氮源。
（）
35.当从厌氧条件转换到有氧条件时，微生物转向有氧呼吸，糖分解代谢速率加快。
（）
36.反硝化作用是化能自养微生物以硝酸或亚硝酸盐为电子受体进行的无氧呼吸。
（）
37.由于蓝细菌的光合作用产生氧气，氧气对生物固氮有毒害作用，所以蓝细菌通常都不具有固氮作用。
（）
38.底物水平磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。
（）
39.发酵作用的最终电子受体是有机化合物，呼吸作用的最终电子受体是无机化合物。
（）
40.氧化磷酸化只存在于有氧呼吸作用中，不存在于发酵作用和无氧呼吸作用中。
（）
41.延胡索酸呼吸中，琥珀酸是末端氢受体延胡索酸还原后生成的还原产物，不是一般的中间代谢产物。
（）
42.EMP途径主要存在于厌氧生活的细菌中。
（）
43.乳酸发酵和乙酸发酵都是在厌氧条件下进行的。
（）
44.维生素、色素、生长剌激素、毒素以及聚-羟基丁酸都是微生物产生的次生代谢产物。
（）
五、问答题
1.化能异养微生物进行合成代谢所需要的还原力可通过哪些代谢途径产生?
2.微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义?
3.合成代谢所需要的小分子碳架有哪些?
4.在化能异养微生物的生物氧化中，其基质脱氢和产能途径主要有哪几条？
试比较各途径的主要特点。
5.试述EMP途径和HMP途径在微生物生命活动中的重要性。
6.试列表比较呼吸、无氧呼吸和发酵的异同点。
7.细菌的酒精发酵途径如何？
它与酵母菌的酒精发酵有何不同？
细菌的酒精发酵有何优缺点？
8.在化能自养细菌中，亚硝化细菌和硝化细菌是如何获得其生命活动所需的ATP和还原力【H】的？
9.试述嗜盐菌紫膜光合作用的基本原理。
10.试简述磷酸烯醇丙酮酸与草酰乙酸这两种关键中间代谢物的回补途径。
11.什么叫乙醛酸循环？
试述它在微生物生命活动中的重要功能。
12.固氮过程需要满足哪些条件？
目前所认识的固氮生化机制是怎样的？
13.试简述不同类型好氧固氮菌的抗氧机制。
14.试用简图表示细菌细胞壁上肽聚糖的合成途径。
哪些化学因子可抑制其合成？
其抑制部位如何？
15.微生物代谢调节有何特点？
它们调节代谢流的主要方式有哪两类？
16.根据呼吸链末端氢受体不同，可把无氧呼吸分为哪些类型，它们的氢受体和还原产物是什么？
无氧呼吸类型
氢受体
还原产物
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