微生物生理学题目参考答案 微生物生理学

微生物生理学复习题

1.写出三个以上你所熟知的微生物生理学奠基人（中英文均可，英文可只写Familyname）及各

自主要贡献（一句话）。

I.巴斯德and柯赫奠定了微生物生理学的基础：建立微生物基本操作，证实疾病病原菌学说。

II.贝捷克林发现固氮微生物，细菌的无氧呼吸。

DL布赫纳一一微生物生理学进入了分子水平。（发现酵母的无细胞提取液可将葡萄糖转化为酒精）

2.微生物细胞的显微和亚显微结构，按照在细胞中的部位与功能，可分为哪三部分？各自包括哪

些主要结构？

答：可分为基本结构、外部结构和内部结构三部分。

基本结构：是指一个细胞生存不可缺少的，或一般微生物通常具有的结构。例如细胞壁、细胞膜、细胞质、

类核和核糖体。

外部结构：包括细胞表面附属物如荚膜、鞭毛、纤毛等。

内部结构：包括除染色体外的细胞质内的所有物质和结构，如内膜系统、某些细菌产生的芽匏等等。

3.比较G’、G.真细菌的细胞壁结构、组成。（G+：肽聚糖、磷壁酸、壁醛酸、表面蛋白；G-：脂

多糖、脂蛋白、磷脂、蛋白质）

一、细胞壁：组成物质可分为两类：一是构成细胞壁的框架类物质，如细菌细胞壁的肽聚糖；二是位于框架

类物质间的填充类物质或称间质，如各种位于其间的蛋白质等。

不同微生物的细胞壁结构和化学组成各不一样。在传统的微生物分类鉴定中，可作为一个重要指标。

溶菌酶敏感N-乙酰氨基葡萄糖

（一）革兰氏阳性细菌\!

（1）肽聚糖：【（N-乙酰氨基葡萄糖G）-B（1-4）糖昔键-（N-乙酰胞壁酸M）】—（G—M—G—M—G-M）交替相连形

成多聚体。（N-乙酰胞壁酸）上连接有段肽链【卜丙氨酸一-D-谷氨酸--DA氨酸-一D-丙氨酸一-（D-丙氨酸）】，故

称肽聚糖。其中（D-丙氨酸）在肽聚糖合成中存在，肽链交联即被水解。

B（1-4）糖昔键可在溶菌酶作用下裂解生成N-乙酰氨基葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸的双糖单位。

肽桥交联方式：（四类）课本P7（革阳细胞壁肽聚糖肽链交联程度＞＞革阴）

1.其中一个DA上的氨基与另一上第四个成肽键。-CO-NH-（大数革阴+一些革阳杆）

2.（D-丙氨酸，四位）"（一个小肽或者一个氨基酸）一-（二氨基酸，三位）（多数革阳）

3.（D-丙氨酸，四位）~（与连接在胞壁酸上肽链相同的小肽链，可重复）-（二氨基酸，三位，例如可为赖

氨酸）

4.（D-丙氨酸，四位）一（赖氨酸/鸟氨酸）一（D-谷氨酸，二位）细胞壁肽聚糖四肽侧链中不含二氨基酸。

（2）磷壁酸：三种：

A.甘油磷壁酸：基本结构是多聚甘油磷酸。因甘油分子中的羟基被不同化合物取代而又可分三型：（I）重复单位

是甘油磷酸，糖或丙氨酸不参与骨架的形成-（-C1-C2-C3-P00H）n-；（II）重复单位是葡萄糖甘油磷酸；

-（-G-Cl-C2-C3-P00H）n-（III）重复单位是N-乙酰葡萄糖胺T-磷酸-甘油磷酸"N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸-

甘油磷酸-）n„在（II）和（III）中糖分子参与形成骨架链

B.核醇磷壁酸:核醇磷壁酸是以磷酸二酯键连接相邻核醇分子的C-1和C-5磷酸-（-C1-C2-C3-C4-C5-磷酸）n,C-2

上大多以酯键连接着D-丙氨酸，而C-4或C-3的羟基，可被各种糖所取代。磷壁酸和肽聚糖的结合：磷壁酸

以共价键与肽聚糖分子连接，其末端的磷酸通过一个N-乙酰氨基葡萄糖7-磷酸与肽聚糖的N-乙酰胞壁酸C-6

上的羟基形成酯键。（非所有肽聚糖都与磷壁酸相连接）。

甘油磷壁酸和核醇磷壁酸都是带负电荷聚合物，可结合高浓度二价阳离子，特别是镁离子，这样有利于保持细

胞壁的酶活性和细胞膜的完整性。

C.脂磷壁酸：脂磷壁酸又称膜磷壁酸，是由磷壁酸和糖脂组成的大分子化合物。

脂磷壁酸具有抗原特异性，酰化的脂磷壁酸能抑制溶菌酶的活性，脱酰基的脂磷壁酸则失去这种作用（开口）。

这种调节方式在细胞壁合成过程具有重要作用：老的细胞壁有限地水解产生缺口，新合成的肽聚糖插入缺口。

磷壁酸的功能：

1.使细胞壁更牢固；

2.形成带负电环境可与环境中Mg2+等阳离子结合，有利于位于细胞壁的酶活性和保持细胞膜的完整；

3.膜磷壁酸有利于G+致病菌吸附到宿主细胞；

4.赋于G+菌特异性表面抗原；

5.提供某些噬菌体的特异性的吸附受体。

（3）壁醛酸：某些G.细菌生长在限量磷酸盐培养基中时，往往不能合成磷壁酸，却能形成壁醛酸。壁醛酸是由糖

醛酸和氨基己糖交替连接形成的酸性杂多糖，分子结构中不含磷酸。

（4）分支菌酸：枝菌酸是具有分枝的长链B-羟基脂肪酸。连接在阿拉伯糖-半乳糖的阿拉伯糖残基上，并通过一

磷酸基团连接在肽聚糖链的N-乙酰胞壁酸（M）上

（二）革兰氏阴性细菌：

一般细胞壁较薄，可区分为外层和内层，可区分为外层和内层

外层（外侧：脂多糖内侧：磷脂），镶嵌有蛋白质------------------------------

.两者间由脂蛋白以共价键连接

内层：肽聚糖层（肽聚糖含量少、短肽交联程度低，结构松散）J

周质空间（有各种负责运输的蛋白及水解酶类/区别G+产的水解酶大部分分泌出细胞壁外）

细胞质膜

G-短肽上氨基酸联结方式：1.L-丙氨酸，2.D-谷氨酸，3.内消旋二氨基庚二酸，4.D-丙氨酸。

肽桥交联方式：（3.的内消旋二氨基庚二酸游离氨基）一肽键一（另一条4.D-丙氨酸峻基）

（1）脂多糖（外层外侧）：G-菌细胞壁特有的成分，位于革兰氏阴性菌细胞壁的最外侧。（三部分组成：0-侧链,

核心多糖和脂A）

0-侧链：向外，由若干个低聚糖重复单位组成，由于具有抗原性，故又称0-抗原或菌体抗原。糖的组成或连

接方式的不同，抗原性也就不同。

核心多糖：组成核心多糖的糖类在不同菌中变异不大，主要是由已糖、庚糖、辛糖酸以及磷酸和乙醇胺组成。

其中，庚糖和辛糖酸是特有的糖类。

脂A：基本结构：二个氨基葡萄糖组成的二糖，糖的羟基为脂肪酸和磷酸取代。脂A是以脂化的葡萄糖胺二

糖为单位，通过焦磷酸键构成的一种独特糖脂化合物。

脂肪酸的种类有月桂酸（C12饱和脂肪酸），肉豆蔻酸（14烷酸），棕桐酸（16烷酸）和R-羟基肉豆蔻酸。根据

脂A的分子量（＞10000）推测脂A可能是由3个上述的基本单位以磷酸二酯键连接而成的。类脂A的结构在不

同细菌中有所不同，脂A有毒性，是一种内毒素，是革兰氏阴性菌内毒素的毒性中心。

（2）脂蛋白：外层内侧（脂蛋白+磷脂）脂蛋白的脂部分构成细胞壁外层的内侧，与之共价结合的蛋白，则可能以

其另一端（C端）与细胞壁内层的肽聚糖分子共价结合。磷脂以磷脂酸乙醇胺为主，占细胞壁总磷脂的81%,其

次是磷脂酸甘油占17%,此外还有少量（约2%）的心脂即二磷脂酰甘油。

蛋白质：在G-细胞壁外层有许多蛋白。作用：（作为孔蛋白、酶、黏附素、invasins）

G-细菌外层具有选择渗透性（故只用溶菌酶〈作用于肽聚糖＞，很难制备出球质体，除非加入EDTA破坏外层渗透

性，溶菌酶可渗入而作用于内部肽聚糖）

G-细菌

G+细菌

性质内壁层外壁层

厚度（nm）20〜802〜38

结层次单层多层

构

肽聚糖结构多层，亚单位交联程度高,单层，亚单位交联程度低,

网格紧密坚固网格较疏松

肽聚糖占细胞壁干重的40〜90%5%~10%无

组

成磷壁（酸）质多数含有无无

多糖有无无

蛋白质有或无无有

脂多糖无无11%〜22%

脂蛋白无有或无有

对另手霉素敏感不够敏感

对溶菌酶敏感不够敏感

4.从嗜热菌的细胞壁和细胞膜的结构特点来阐释其耐热的机理。

对嗜热菌而言，细胞壁由蛋白质组成的菌其耐热性高于其他；来自嗜热嗜酸古细菌的四醒脂聚糖的结构是单

层分子组成的膜对嗜热微生物耐热的机理之一

（三）古细菌的细胞壁（无肽聚糖）

具有原核生物的基本特性，但在某些细胞结构的化学组成以及许多生化活性上又不同于细菌。大多生活在极

端环境：厌氧、高温、高压、极端酸性或碱性等。除热原体外，绝大多数有细胞壁。不含细胞壁的古细菌，具有

坚实的细胞质膜。它们的细胞质膜中含有特殊的脂、糖蛋白和脂多糖。

细胞壁化学组成有三种：

①由假肽聚糖或酸性杂多糖组成的细胞壁：假肽聚糖的B-（1-3）键不能被溶菌酶所分解，因此古细菌不能

被溶菌酶所溶菌和杀死。由于古细菌细胞壁假肽聚糖的短肽链没有D-丙氨酸，所以古细菌对那些干扰D-丙

氨酸反应的抗生素如D-环丝氨酸、青霉素和万古霉素等都不敏感。

②由蛋白质或糖蛋白的亚单位组成的细胞壁；嗜盐球菌的细胞壁：由几种糖、氨基糖、糖醛酸和甘氨酸组成的

酸性杂多糖构成，其结构更为复杂。特别是几乎所有的糖和糖醛酸上的部分羟基都被硫酸酯化，其氨基古洛

糖醛酸和硫酸盐含量甚高。这样的杂多糖称为硫酸化杂多糖。

③兼有假肽聚糖和蛋白质外层共同组成的细胞壁。盐杆菌，嗜热变形菌，对嗜热菌而言，细胞壁由蛋白质组成

的菌其耐热性高于其他

5.不同真菌细胞壁中多糖组成的一般规律。

真菌细胞壁的主要成分是多糖，此外也含有少量蛋白质和脂类。目前对次要组分的性质所知甚少，多糖

的性质因不同真菌而异。

一般规律：低等真菌中(如粘菌和卵菌)由纤维素组成细胞壁骨架，在高等真菌中则以几丁质和葡聚糖

为主。单细胞酵母菌则以葡聚糖和甘露聚糖等为主。

酵

母葡聚糖：内侧主要成分。一种是以B-(1-6)键连接分枝的B-(1-3)葡聚糖；另一种为以B-(1-3)

菌

壁键连接高度分枝的B-(1-6)葡聚糖。P-(1-3)葡聚糖形成一长而扭曲的链，一侧因羟基多而亲水，另

1三

一侧因次甲基多而疏水。两条这样的葡聚糖链可能以其疏水侧面相对而组成一个双螺旋结构，并以这样的

者3

结构平行排列在细胞壁中。

量

甘露聚糖蛋白质：甘露聚糖与蛋白质共价结合成网状，位于细胞壁外侧，具有抗原性，蛋白部分位于中央

质

几丁质：多存在于酵母菌出芽繁殖后在细胞壁上所留下的芽痕周围，只有在出芽时才开始合成几丁质

在酵母菌细胞壁和细胞质膜之间有周质空间，其中含有转化酶，酸性磷酸酯酶，a-半乳糖甘酶和天门冬酰

胺酶等。

丝状真菌细胞壁：不同分类地位的丝状真菌的细胞壁化学组成不尽相同，可作为分类鉴定指标

藻类细胞壁：多数藻类细胞壁的结构骨架都是纤维素组成，少数为木聚糖和甘露聚糖代替纤维素。骨架性多糖一般

占细胞壁干重的50280%,填充性物质：杂多糖和少量的蛋白质。

6.微生物细胞膜的生理功能？

①物质转运作用。细菌吸取营养和排出代谢物均需通过细胞膜，细胞膜上有许多具有选择性通透作用的小孔,

控制着物质的膜内外的进出交流；细胞膜上的载体蛋白能主动转运特异性的营养物质;

②生物合成作用。细胞膜上有多种合成酶。肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、英膜和鞭毛等重要物质的合成都是

在细胞膜上进行的；

③呼吸作用。原核微生物的呼吸酶系统和电子转移系统定位于细胞膜上，可以转运电子和偶联氧化磷酸化

作用，进行产能代谢；

④传递信息。细胞膜有某些特殊蛋白，能接受来自光、电及化学物质等刺激信号并发生构象变化，并将此

信息传递给相应的胞内蛋白，引起一系列相应基因的表达、或关闭、或部分受阻的变化和产生相应的表型反

应；

⑤染色体分离

®维持细胞的结构完整，保护细胞内成分；

⑦细胞表面纤毛、鞭毛的着生位点；

⑧细胞抗原-抗体特异性识别的物质基础和位置

⑨渗透屏障

7.真细菌细胞膜的主要脂类有：

组成真细菌细胞膜的主要脂类有磷脂、糖脂和鞘脂等极性的脂类；此外，还含有非极性的脂酿、类胡萝卜素、

聚异戊烯脂和幽醇等。

细胞膜化学组成：主要物质是脂类和蛋白质

⑴脂类（真细菌/古细菌/真核微生物）

真细菌：组成细胞膜的主要脂类有磷脂、糖脂和鞘脂等极性的脂类；此外，还含有非极性的脂醛、类胡萝卜

素、聚异戊烯脂和幽醇等

磷脂：磷脂是甘油-3-磷酸的衍生物，磷脂酰乙醇胺是真细菌细胞膜中最常见磷脂；少数厌氧菌细胞膜

中含有一种特殊的磷脂：CT位上羟基不是与一饱和脂肪酸的竣基脱水形成酯键，而是和一个不饱和

的脂肪醇的羟基脱水形成叫键。这样结构的甘油磷脂称为质脂

糖脂：第一类是糖基二脂酰甘油，第二类是糖的一个或多个羟基被长链脂肪酸脂酰化而形成的糖脂

鞘脂：以鞘氨醇代替甘油分子所形成的磷脂称为鞘脂。鞘脂在细菌中并不普遍存在

其他脂类：细胞膜中还含有一些微量但起重要生理作用的非极性脂类。脂醒类的泛配(UQ即CoQ)和

蔡醒(MK)是好氧性微生物氧化磷酸化电子传递链的重要成员，有些细菌的细胞膜中含有类胡萝卜素用

以保护细菌免遭光氧化的损害。此外，细菌细胞膜中也含有聚异戊烯脂，作为合成细胞壁和胞外多糖的

中间产物载体。菌质体的细胞膜中有胆固醇，以游离或与糖结合成固醇糖昔的方式存在。

古细菌：含有特殊的脂类，这也是构成古细菌区别于其他细菌和真核微生物的一个重要特性.分为极性脂和

非极性脂。

极性脂：盐杆菌的细胞膜中，有三种磷脂和一种糖脂；来自嗜热嗜酸古细菌的四醛脂聚糖的结构是单层

分子组成的膜对嗜热微生物耐热的机理之一

非极性和中性脂类：

真核微生物：(只研究了啤酒酵母)

(2)蛋白质：膜蛋白分为：运输蛋白和酶蛋白，按存在位置分为：镶嵌、外周、脂钾钉

8、酵母细胞中有关韵醇的情况。

在酵母细胞中，常见的幽醇是麦角幽醇和酵母幽醇，此外还有少量的脱氢麦角畜醇，它是合成麦角幽醇的前

体。麦角幽醇经紫外线光照射时，B环开裂，生成维生素D。

9、细菌鞭毛和真核微生物鞭毛的组成、特点及运动方式

细菌鞭毛真核生物

组成鞭毛丝、鞭毛钩、基体鞭杆、基体。

特点鞭毛丝不含半胱氨酸和色氨酸，脯氨酸、鞭杆和基体之间有一过渡区。鞭杆外有一

酪氨酸和组氨酸的含量也很低。鞭毛蛋白

具有抗原特异性，称为H抗原层单位膜包围，此膜与细胞质膜相连。

鞭毛钩蛋白亚单位的氨基酸中，苯丙氨酸鞭杆：9+2型结构。中央有一对微管，

和蛋氨酸的含量较高外围环绕有9对二联体

基体由L、P、$、M环组成。基体：9+0型。外围有9个三联体，中

央没有微管和鞘

M环转动的动力来自细胞质膜内外的质

子浓度梯度

运动旋转波浪形摆动（鞭打）以推动细胞前进

方式

螺旋转动

10、哪些细菌具有发达的内膜系统？为什么？

蓝细菌等光合细菌年、硝化细菌和甲烷氧化菌

因为蓝细菌中有大量光合膜，硝化细菌和甲烷氧化菌的内膜系统与氧化气体取得能量有关

11、细胞型微生物需要的营养物可分为哪五类？

碳源、氮源、无机盐、生长因子、水

12、依据微生物获取能源、碳源、氢或电子供体的方式，将微生物分为哪四种营养方式？

营养类型能源主要碳电子供体实例

源

蓝细菌

光能自养型光能CO2H2.H,S、

S：H,O紫疏细菌

绿疏细菌

藻类

氢细菌

化能自养型无机物82或珥、H2SS

碳酸盐Fe?+、加3、疏细菌

铁细菌

H2O

硝化细菌

光能异养型光能CO2和有机物红螺细菌

简单有

机物

化能异养型有机物有机物有机物绝大多数微生

物，原生动物

13、化能无机营养菌的四大类群为：硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌

14、微生物对小分子营养物质的吸收主要通过哪四种方式，各有何特点？

单纯扩散：动力：物质在膜两侧的浓度差；

物质运输过程中不消耗能量；

参与运输的物质本身的分子结构不发生变化；

不能进行逆浓度运输;

运输速率与膜内外物质的浓度差成正比

（扩散并不是微生物细胞吸收营养物质的主要方式，水是唯一可以通过扩散自由通过原生质膜的分

子，脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些气体分子（02、C02）及某些氨基酸在一定程度上也可通过扩散

进出细胞。）

促进扩散：动力：物质在膜两侧的浓度差；

物质运输过程中不消耗能量；

运输速率与膜内外物质的浓度差成正比。；

有载体（carrier）的参与，而且每种载体只运输相应的物质，具有较高的专一性。

主动运输：是微生物吸收营养的主要方式；

可逆浓度梯度运输，耗能；

需载体蛋白，有特异性；

运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类；

需要特异性载体蛋白，需要能量来改变载体蛋白的构象；

亲和力改变一蛋白构象改变f耗能

基团转移：属主动运输类型

溶质分子发生化学修饰——定向磷酸化

需复杂的运输酶系参与

运输葡萄糖、果糖、甘露糖、喋吟、核甘、脂肪酸等

每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP的能量。

15、基团转运的典型例子有哪两种，大概情况如何？

1、依赖磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸转移系统：在磷酸转移酶的作用下，将磷酸基团转移给所运输的底

物如糖，将糖分子以磷酸化糖的形式运进细胞。运输的能量主要来自于代谢的中间产物--磷酸烯醇式丙酮

酸，运输的物质主要是糖类如乳糖，葡萄糖，甘露糖，甘露醇以及一些嘿吟喀咤类物质，主要过程为：a、

热稳定性载体蛋白的激活；b、糖磷酸化运入膜内。

2、长链脂肪酸运输中的CoA转移系统：大肠杆菌和酵母菌吸收长链脂肪酸也是通过基团转运的方式进行的，

脂肪酸结合到长链脂肪酸运输蛋白FadL导致其构象改变，形成一个运输通道,FA由通道进入，进入后在FadD-ATP

作用下，生成长链脂肪酰CoA,再进行B氧化，形成脂肪酰CoA。

16、到目前为止，大肠杆菌中发现了两种蛋白质转运系统，分别是：Sec转运系统、Tat转运系统。

17.影响营养物质进入细胞的因素有哪些？

①营养物质本身性质；②微生物所处环境：温度，pH,离子强度，被运输物质结构类似物等；③菌的透过屏

障：细胞壁，细胞膜，英膜。粘液层等组成都会影响物质运输，如英膜与粘液层结构松，则影响小；G，菌细胞壁

结构紧密，影响物质进入；细胞膜对物质运输尤为重要，具有选择性。

18、参与促进扩散的膜运输蛋白一般可分为哪两种？

载体蛋白(carrierprotein)和通道蛋白(channelprotein)两种。

19、什么是有氧呼吸、无氧呼吸、发酵？

有氧呼吸：在有氧条件下，细胞将有机物氧化放出的电子交给电子传递体，以分子氧为最终电子受体，放出

能量的过程。

无氧呼吸：在无氧条件下，细胞将有机物氧化放出的电子交给电子传递体，以中间代谢产物为最终电子受体,

放出能量的过程

发酵：厌氧条件下，在没有外源电子受体时，微生物将有机物氧化放出的电子直接交给底物本身未完全氧化

的某一中间产物，产生各种不同的代谢产物，同时放出能量的过程。

20、ATP几乎是生物组织和细胞能够直接利用的唯一能源。除了ATP外，一些特定的高能化合物如:

PEP、L3-2P-GA、酰基磷酸（Ac-P）、酰基硫代酯（ScCoA）等也可以作为能量载体。

21、化能异养微生物的有氧分解代谢可划分为哪三个阶段，具体内容如何？

第一阶段：大分子营养物质被水解或者降解成单体。（不释放能量。）

第二阶段：将第一阶段所产生的单体产物进一步降解成更为简单的丙酮酸、乙酰辅酶A、以及能进入三竣酸循环

的某些中间产物，在有氧或无氧的环境下都能进行，并且会产生ATP、NADH及FADIk

第三阶段：通过三较酸循环将第二阶段产物完全降解成CO2,并且产生ATP、NADH及FADL,三段酸循环在有氧情

况进行，并且释放大量能量，第二和第三阶段产生的NADH及NADH+1T通过电子传递链被氧化，可以产

生大量ATP,有氧呼吸对以分子氧作为最终电子受体，无氧呼吸时以氧以外的一些无机物作为电子传

递链的最终受体。

22、合成代谢与分解代谢的关系

分解代谢的功能在于保证合成代谢的进行，而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更好的条件。

1.兼用代谢途径：在分解代谢和合成代谢途径中双向都可利用途径

分解代谢

息切3淅有机能源一日.

最初能源>_r_"»二氧化碳

ATP[H]中间代谢产物

生长繁殖<---------------9丁'—.小分子分子营养物质

细胞组分合成代谢

2.代谢物回补顺序：补充兼用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的反应

23、简述淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶及果胶酶等胞外酶的组成、产生菌的种类及在有机物质转化

和农业生产中的作用。

淀粉晦分为4种类型：

a）a-淀粉酶（液化型淀粉酶）：作用于淀粉内部a-1,4糖昔键，最终产物为麦芽糖、少量葡萄糖和含有

a-1,6糖昔键的糊精，分布与细菌、放线菌、霉菌等；

b）B-淀粉酶（外切型淀粉酶）：从淀粉的外端开始作用于a-1,4糖苔键，产物为麦芽糖、带分支侧链的

寡糖及糊精，广泛存在于霉菌中，细菌中少见；

c）葡萄糖淀粉酶（糖化酶）：从淀粉分子的非还原性末端以葡萄糖为单位水解a-1,4糖甘键，产物为葡

萄糖；

d）异淀粉酶：能水解a-1,6糖音键，主要分布在霉菌中。

纤维素酶有三种类型的酶组成：分解纤维素的微生物主要是真菌，堆肥的高温阶段纤维素的分解主要依靠

高温放线菌

a）E,（内切型纤维素酶）：水解纤维素分子内BT,4糖昔键，产物为寡糖；

b）Ez（外切型纤维素酶）：从纤维素的非还原性末端开始，水解纤维素为纤维二糖；

c）E3（B-葡萄糖甘酶）：将纤维二糖水解为葡萄糖。

蛋白酶：按蛋白酶作用的最适pH得不同，分为碱性、中性和酸性蛋白酶，真菌分解蛋白质的能力较强，

大多数细菌不能利用天然蛋白质，只能利用一些蛋白质的降解物，酱油就是大豆蛋白在米曲霉作用下分解

而成的混合氨基酸溶液。

果胶酶：包括多聚半乳糖醛酸酶、聚半乳糖醛酸裂解酶、聚甲基半乳糖醛酸裂解酶和果胶酯酶，前三者裂

解或水解果胶类大分子的糖昔键，后者取出果胶分子中的甲基，生成过脚酸和甲醇，果胶能被多种细菌和

真菌分解；

几丁质酶：能分解几丁质形成氨基葡萄糖和乙酸，细菌、放线菌、真菌中都有分解几丁质的种类，分解几

丁质能力强的细菌有嗜几丁质杆菌和几丁质色杆菌。在农业方面可用作饲料添加剂，提高动物免疫力，在

植物中具有防治植物病虫害、促进植物生长的功能。启动植物防御系统，使其本身处于不易受侵害的生态

环境中。同时该寡聚糖具有抗菌、抑菌效果，用该类寡糖做的肥料不利于土壤中病菌和细菌的生长。

24、分解脂肪的微生物都具有脂肪酸。在脂肪酶作用下，脂肪水解为甘油和脂肪酸。甘油经糖酵解和

三一酸循环作用可被迅速地降解。脂肪酸经过氧化形成乙酰CoA。在有氧的条件下，产生的乙酰CoA

进入三班酸循环后，可被彻底氧化。

25、EMP、HMP、ED、P（H）K途径的特征酶、功能分别是什么？

EMP：1,6一二磷酸果糖醛缩酶。

功能：为菌体提供生理活动所需的ATP、NADH

为菌体合成细胞物质提供原料

一定条件下可沿EMP途径逆转合成糖类

HMP：转酮酶(TK)、转醛酶(TA)

功能：为生物合成提供多种碳架物质

为生物合成提供还原力

HMP途径中的5-磷酸核酮糖可以转换为

1,5-二磷酸核酮糖，在竣化酶的作用下固定二氧化碳。

注意：产生的NADPH通常用于合成，因此不要将HMP途径作为产生ATP的途径。

ED：KDPG醛缩酶

功能：产能效率低，只产生一分子ATP,不普遍，只有少数微生物具有，提供还原力，提供原料，Mb独特。

P(H)K：磷酸解酮酶

功能：就目前所知仅存在于肠膜明串珠菌和双岐杆菌中，分解产物为乳酸、C02、乙醇或乙酸。

26、什么是底物水平磷酸化，什么是氧化磷酸化？

底物水平磷酸化：高能化合物直接将高能键转给ADP(或GDP)偶联ATP(或GTP)的生成，这种产生ATP等

高能化合物的方式称为底物水平磷酸化。

氧化磷酸化：通过电子传递系统将电子传递给氧或其他氧化性，同时偶联ATP生成的生物过程，称作氧化璘

酸化

27、论述利用酵母菌对葡萄糖进行一型、二型、三型发酵的条件和各种类型发酵的内容及特点,

包括产能情况。

I型发酵：弱酸性条件

C6H,206+2ADP+2Pi-2cH3cH20H+2C0z+2ATP

二型发酵：在厌氧条件下，加入亚硫酸氢钠（3%）

由葡萄糖生成一分子甘油，没有ATP的产生

亚硫酸氢钠与乙醛反应，生成难溶的磺化羟基乙醛，所以乙醛不能作为NADH（还原型烟酰胺

腺喋吟）的受氢体，故不能形成乙醇，从而迫使磷酸二羟丙酮代替乙醛作为受氢体，生成a-

磷酸甘油，进一步脱磷酸而生成甘油。

三型发酵：厌氧,pH7.6

两个乙醛分子间发生歧化反应，一分子乙醛被氧化成乙酸，另一分子乙醛被还原成乙醇。与此同

时,磷酸二羟丙酮代替乙醛作为受氢体，被还原为甘油。不能获得能量

28、菌的酒精发酵由什么途径进行？（同型：EMP或ED；异型：HMP.HP）

同型酒精发酵：厌氧发酵单胞菌利用ED途径分解葡萄糖为丙酮酸，进而脱峻生成乙醛，乙醛又被还原生

成乙醇。从1分子葡萄糖到两分子丙酮酸，净得1分子ATP,其产能只有酵母菌酒精发醉的一半。

异型酒精发酵：由肠膜明串珠菌等通过HMP、HP等途径进行的

C6H闻6+ADP+Pi-CH3CHOHCOOH+CH3cH20H+C02+ATP

29、细菌型同型乙醇发酵的优缺点（P105）

优点：代谢速率快，产物转化率高，菌体生成量小，代谢副产物少，发酵温度高以及不必定期供应氧等

缺点：对乙醇的耐受力差（细菌约耐7%乙醇，酵母菌为8%〜10%）,利用基质范围较窄（细菌乙醇发酵仅利

用葡萄糖和果糖。）

30、青贮饲料，腌泡菜和渍酸菜过程中的乳酸发酵的情况。(P106)

人为地创造厌氧条件，抑制好氧性的腐败微生物生长，促使乳酸细菌利用植物中的可溶性养分进行乳酸发酵，

产生乳酸，最后达到完全抑制其他微生物的活动。

无论腌泡菜、渍酸菜或青贮饲料都不会降低营养价值，而能提高营养价值。这是因为乳酸细菌既不具备分解

纤维素的酶系统又不具备水解蛋白质的酶系统。因此它们既不会破坏植物细胞的组织，也不会使蛋白质分解。而

乳酸在饲料青贮的过程中既起着防腐作用，又增加了饲料的风味，促进牲畜的食欲。

31、什么是同型乳酸发酵和异型乳酸发酵？分别由什么途径进行？

同型乳酸发酵：乳酸为唯一产物的乳酸发酵称为同型乳酸发酵。EMP途径

异型乳酸发酵：发醉产物除乳酸外还有乙醇和乙酸等其它物质的乳酸发酵称为异型乳酸发酵。

HMP途径或PK途径，因微生物种类的不同，其发酵的途径也有所不同

32、TCA循环的关键酶是什么？TCA循环的生理功能是什么？厌氧条件下如何合成TCA循环中的中

间产物？(P118)

关键酶：柠檬酸合成酶(CS)、异柠檬酸脱氢酶(ICD),a-酮戊二酸脱氢酶系

生理功能：・为细胞提供能量

・为细胞的生物合成提供中间产物，如乙酰CoA是脂肪酸合成的原料，琥珀酰CoA是合成叶琳、

类咕琳、细胞色素、叶绿素的原料

•是糖、蛋白质、脂肪代谢的桥梁

・发酵工业中获得不同代谢产物的途径

厌氧微生物或兼性厌氧微生物在厌氧条件下，缺乏丙酮酸脱氢酶系和a-同戊二酸脱氢酶系，因而不能形成完

整的三竣酸循环，为了保证提供生物合成所需要的前提物质，微生物一方面可经氧化途径由柠檬酸合成a-

酮戊二酸，另一方面可通过还原途经由草酰乙酸还原为琥珀酸。

葡,榜

I

丙酮酷

UO2

革蹴乙酸二—

廷演蒙酸弄柠檬嗓

2H—I-------2n

琥珀限"南虎二欣

汪原氧不匕

34、和线粒体的呼吸链相比，细菌呼吸链有何特征？厌氧微生物有无呼吸链(P126)?(P124)

细菌的呼吸链的组成可因细菌的种类和培养条件不同而改变。与真核生物线粒体膜上的呼吸链相比，原核生

物细胞膜上的呼吸链有多个方面的不同。

①细胞色素类型多样；②氧化还原载体的取代性强；③氧化还原载体数量可增可减；

④电子传递方式多样：CoQ-cyt,也可不经过此途径；⑤存在分支呼吸链

厌氧微生物也有呼吸链，厌氧呼吸的呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化(个别为有机物)的生物氧化。

35、化能无机营养菌有哪几类？各自的能源是什么？

①硝化细菌：氧化氨释放能量

②硫化细菌：氧化还原态无机硫化物（HzS、S、S2O3-、SO3-）等

③铁细菌：氧化F/

④氢细菌：氧化压

36、氢细菌中含有哪两种氢化酶？各有何作用？

颗粒状氢化酶：不需NAD*,它是含6个铁原子和不稳定硫的铁硫蛋白，它结合在细胞质膜或壁膜间隙中。

作用：能催化压的氧化反应。该酶位于质膜上，在氧化Hz并通过ETC传递电子的过程中驱动H+跨膜

移动（向膜外释放2H）,造成质子浓度的跨膜梯度，为ATP合成提供动力。氧化放出的电子

经ETC传给,在传递过程中形成3ATP。

可溶性氨化酶：需要NAD",它是一种寡聚铁硫黄素蛋白，酶呈自由态溶于细胞质中。

作用：催化乩氧化形成NADH。生成的NADH主要用于还原CO2的生物合成。

37、什么是放氧性光合作用、非放氧性光合作用？光能营养型微生物有哪些（3类）？

放氧性光合作用：光合作用还原CO?的电子是来自水，并释放氧气，这种类型光合作用称为非放养性光合作

用。

非放氧性光合作用：光合细菌中，光合作用还原C02的电子是来自还原型无机硫、氢或有机物，无氧释放，

这种类型光合作用称为非放养性光合作用。

藻类、蓝细菌、光合细菌，嗜盐细菌（兼性光能菌）

38、光能微生物进行能量转换可通过环式光合磷酸化和非环式光合磷酸化，其中绿硫细菌和紫硫细

菌采用环式光合磷酸化，蓝细菌采用非环式光合磷酸化。

39、化能无机营养菌生长缓慢的原因是什么？

生长底物简单，能量产生少，能量消耗多（能量大量消耗在从简单底物合成复杂的细胞组分以及逆呼吸链产

生合成所需的还原力）

40、试述嗜盐菌紫膜产生ATP的机理。

视黄醛，有光时为反式结构，处于低能量状态，容易吸收质子；黑暗时为反式和顺式结构的混合物（1：D,

顺式结构为高能量状态，容易释放质子。光照条件下，反式结构从膜内吸收质子，然后转变为顺式结构，顺

式结构上的质子释放到膜外，然后又转变为反式结构，再吸收质子，循环进行。产生质子动力，质子动力推

动ATP酶合成ATP

41.酵母菌氧化一分子硬脂酸为CO?和H20能产生多少ATP?如何产生的？

42.葡萄糖进入微生物细胞后在有氧、无氧条件下如何分解转化?产物是什么？

‘葡萄糖1糖酵解一丙酮酸―乙酰CoA+CCh+NADH（也可以

I经过TCA循环生成二氧化碳和

NADH）

有氧条件：I

NADH+O2经过呼吸链生成水

产物：水、二氧化碳。

无氧条件：葡萄糖到糖酵解生成丙酮酸经过丙酮酸脱氢酶生成乙醛经过乙醇脱氢酶生成乙醇，也可以丙酮酸直接

生成乳酸。

产物：乳酸、乙醇、二氧化碳。

43、微生物的合成代谢必须具备哪三要素？小分子前体物质、能量(ATP)、还原力(NADPH+IT)

44、在自养微生物中，固定C02主要有哪三条途径？卡尔文循环途径、还原性三竣酸途径、乙酰CoA

途径。

45、甲烷氧化菌氧化甲烷的一系列产物及所涉及到的酶的情况。

甲烷单加氧酶(MM0)甲醇脱氢酶(MDH)甲醛脱氢酶(FaldDH)甲酸脱氢酶(FateDH)

甲烷________________►甲醇_______________►甲醛__________________A甲酸______________AC02

46、二碳化合物的同化途径，归纳起来主要为乙醛酸途径和甘油酸循环两个代谢

途径。

47、糖异生及过程

单糖合成的核心环节是葡萄糖的合成。

葡萄糖的异生可以通过逆糖酵解途径进行，但有三个步骤在细胞中是不可逆的：磷酸烯醇式丙酮酸到丙酮酸,

6-磷酸果糖到1,6-二磷酸果糖和葡萄糖的磷酸化。

CO2+ATP+H2OACM

丙酮酸丙酮酸竣化酶,草驻乙酸

GTPGDP+CO2

草酰乙酸PE^一＞PEP二磷酸果糖磷酸酶

1Q-二磷酸果糖+为0＞6-磷酸果糖+H3P

6-磷酸葡萄糖磷酸豆

6-磷酸葡萄糖+H,O---------------------＞葡萄糖+H3P。4

48、细菌细胞壁肽聚糖合成是微生物特有的合成反应，简述其过程，并通过肽聚糖合成过程说明

青霉素等抗生素抑制革兰氏阳性细菌生长的机理。(P171)

第一阶段：在细胞质中的合成，第乙酰胞壁酸五肽

由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸

ATPADPGinGlu

这一阶段起始于N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸，它是由葡萄糖经一系

葡萄糖葡萄糖6磷酸一►果糖-6■璘酸

列反应生成的；自N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸开始，以后的N-乙酰乙酰aAGPA

葡糖胺《•磷酸・N•乙酰葡糖胺6磷酸--------

葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是与糖载体UDP

结合的；

第二阶段：在细胞膜中的合成：在细胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽与

N-乙酰葡萄糖胺合成肽聚糖单体一一双糖肽亚单位。

第三阶段：肽聚糖的交联：已合成的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中，并交联形成肽聚糖。

这一阶段分两步:

第一步：是多糖链的伸长一一双糖肽先是插入细胞壁生长点上作为引物的肽聚糖骨架（至少含6~8

个肽聚糖单体分子）中，通过转糖基作用（transglycosylation）使多糖链延伸一个双糖单位；

第二步：通过转肽酶的转肽作用使相邻多糖链交联一一转肽时先是D-丙氨酰-D-丙氨酸间的肽链断

裂，释放出一个D-丙氨酰残基，然后倒数第二个D-丙氨酸的游离峻基与相邻甘氨酸五肽的游离氨

基间形成肽键而实现交联。

抑制机理：1、抑制UDP-NAM-五肽的合成，由于磷霉素和磷酸烯醇式丙酮酸结构类似，故可竞争性地抑制UDP-NAG

丙酮酸转移酶，因此抑制了UDP-NAM的形成。

2、抑制肽聚糖单体形成，万古霉素和杆菌肽分别抑制细菌苗醇焦磷酸和细菌苗醇磷酸的释放。阻止

N-乙酰胞壁酰基（NAM-）和n-乙酰葡糖酰基（NAG-）参与肽聚糖骨架的形成。

3、抑制交联作用，青霉素和细菌细胞壁五肽尾末端的D-丙氨酰-丙氨酸的结构类似物，他们竞争性与

转肽酶的活性中心结合，从而阻止肽聚糖分子中肽桥的交联。青霉素对已合成的肽聚糖没有破坏

作用。

49、微生物固氮体系有哪些？各有哪些微生物？

自生固氮体系：好氧：固氮菌属、氧化亚铁硫杆菌属、蓝细菌等

兼性厌氧：克雷伯氏菌属、红螺菌属等

厌氧：巴氏梭菌、着色菌属、球假单腿菌属等

共生固氮体系：根（茎）瘤菌与豆科植物

根瘤菌与非豆科植物（榆科）

弗氏放线菌与非豆科植物

蓝细菌与植物

蓝细菌与真菌（如地衣）

联合固氮体系：根际：生脂固氮螺菌芽胞杆菌属等

叶面：克雷伯氏菌属、固氮菌属等

动物肠道：肠杆菌属、克雷伯氏菌属等

50、固氮酶有哪些性质？

①化学组成

从不同生理类型的固氮微生物细胞中抽提到的固氮酶具有相同结构，它们均含I、n两种组分。组分I为

铝铁蛋白(MF)或铝铁氧还蛋白(MoFd),是真正的“固氮酶”；组分H为铁蛋白(F),是固氮酶的还原酶。

②不同来源的铝铁蛋白和铁蛋白具有互补性

③对氧的敏感性

④底物多样性

⑤对冷不稳定性

51、氨基酸的生物合成主要有哪三种方式？

a-酮酸与氨反应形成相应的氨基酸(氨基化作用)

氨基酸的转氨基作用

由前体物质转化为氨基酸

52、简述微生物合成代谢的意义、类型、原料、基本路线及与分解代射的关系。

意义：合成代谢是利用分解代谢的能量、还原能力、中间产物以及从外界吸收的小分子，合成复杂大分子，

最后产生新的细胞个体。

类型:

分类依据合成反应类型举例

产物分子量1.单体合成氨基酸，单糖，单核昔酸

2.大分子聚合物合成蛋白质，多糖，核酸

产物性质1.初级代谢产物蛋白质，多糖，核酸，脂类

2.次级代谢产物抗生素，激素，毒素，色素

合成反应在生物体1.生物共有合成反应初级代谢产物的合成

中的分布2.微生物特有合成反应肽聚糖合成，固氮，微生物

次级代谢反应

原料：小分子物质、能量、还原力

基本路线：合成代谢经历三个阶段：分解代谢的第三阶段即合成代谢的第一阶段，这阶段中生成的小分子中

间代谢产物作为合成的起始原料，也就是说在这一阶段产生合成代谢所需要的各种前体物质，从这里就进入

合成的第二阶段。在第二阶段，各种前体物质转化为各类生物大分子的单体物质。第三阶段，这些单体物质

再聚合成生物大分子物质。

与分解代谢关系：合成所需要的能量来自分解代谢的第三阶段即合成代谢过程第一阶段。合成代谢过程中很

多小分子物质来源于分解代谢过程中产生的中间产物，分解代谢的功能在于保证合成代谢的进行，而合成代

谢反过来为分解代谢创造了更好的条件。

53、次级代谢的概念，次级代谢及其产物的特点。

初级代谢是指对微生物的生命活动必不可少的所有代谢活动，缺少初级代谢，微生物就不能生存，它贯穿于

微生物生长的所有阶段。

次级代谢是指存在于微生物生长的一定时期（一般是稳定生长期）、对微生物的生命活动并不是必不可少的代

谢活动。

次级代谢及其产物的特点:

(1)在分批培养过程中，次级代谢产物的合成出现在生长阶段之后的发育阶段；

(2)对生长无明显功能；

(3)仅为狭窄的类群菌株所产生；

(4)具有多种非同寻常的化学结构；

(5)常以化学结构类似的多组分形式出现。

原因：次级代谢的酶专一性低，对底物分子中各种功能基团的取代不太敏感，形成结构类似的次级代谢产物。

54、次级代谢产物根据其作用可分为哪些类型？

根据次生代谢产物的作用可分为下列类型：

1)抗生素：抗生素是微生物产生的次生代谢产物中非常重要的一类。

2)激素：许多微生物可产生激素，可刺激动、植物的生长或者性器官发育，如赤霉菌产生的赤霉素

3)毒素：毒素与许多病原菌的致病力相关，经过多步骤、多方面地参与致病。目前巳鉴定出约300多种由

不同种类细菌产生的毒素，产生毒素的细菌包括革兰阳性和革兰阴性细菌

4)色素：很多微生物可产生色素，有水溶性色素和非水溶性色素，如金黄色葡萄球菌产生的黄色非水溶性非

色素，粘质赛氏杆菌产生非水溶性的灵菌红素。放线菌中有许多能产生色彩鲜艳的各种水溶性色素，而使培

养基呈现颜色。

5)维生素：维生素是微生物生长所必需的，应该属于初生代谢的范畴，但如果产生的量远远超过自身需要量，

则也把它看作是次生代谢产物。

6)生物碱：麦角菌(Clavicepspurpurea)可以产生麦角生物碱。

7)菇类化合物:许多真菌特别是担子菌类产生菇类化合物

55、初级代谢产物大概经过哪三个步骤逐步合成次级代谢产物？

第一步是前体聚合，如在四环素合成中，前体物质丙二酰CoA首先在多酮链合成酶的作用下形成多酮链，然

后再逐步形成四环素。

第二步是结构修饰，环化、氧化、甲基化、氯化等修饰反应。如四环素合成中，前体物质经过聚合形成多酮

链后，再经过脱水、甲基化，环闭合形成