热稳定蛋白Hpr
的激活:40.答案等渗溶液:透宜微生物的生长。
高渗溶液:微生物细胞发生质壁分离。 低渗溶液:微生物细胞吸水膨胀,对细胞壁脆弱
糖被磷酸化后运入膜内:膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2结合,再被转运到内膜表面,然后糖被Hpr~p上的磷酸激活,通过酶2的作用把糖~磷酸释放到膜内细胞质中:
或丧失的各种缺壁细胞(如原生质体、球状体、支原体)来说,在低渗溶液中还会破裂。
41.答案1).基础培养基(minimum media)在一定条件下含有某类微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基,也称为基本培养基。
2).加富培养基(enriched media)在普通培养基(如肉汤蛋白胨培养基)中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物。
Eg. 培养百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis)需要含有血液的加富培养基。
这些特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等。
3)增殖培养基(complete media)在普通培养基中加入一些某种微生物特别喜欢的营养物质,增加这种微生物的繁殖速度,逐渐淘汰其他微生物,这种培养基称为增殖培养基。常用于菌种筛选。Eg. 要分离出能利用石蜡油进行发酵的酵母菌,只需在配方里使用石蜡油作碳源。
4)选择性培养基(selected media)一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基,具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能,广泛用于菌种筛选等领域。例如,在培养基中加入链霉素、氯霉素可以抑制原核微生物的生长,这种培养基用于分离真菌。
5)鉴别性培养基(differential media)一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂,从而达到只需肉眼辨别颜色就能方便的从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。最常见的鉴别性培养基是伊红美蓝乳糖培养基,即EMB(Eosin Methylene Blue)培养基。例如, 试样中的多种肠道菌会在EMB培养基上产生易于用肉眼识别的多种特征性菌落,因而易于辨。例如 E. coli 强烈分解乳糖而产生大量的混合酸,
微生物细胞吸收葡萄糖、果糖、甘露糖、核苷酸、脂肪酸或腺嘌呤等物质,通常采用基团移位方式。
基团移位在大肠杆菌、金黄色葡萄球菌中研究较多。
38.答案培养一般细菌最适合使用肉汤蛋白胨天然培养基。
适用于实验室的斜面菌种、平板分离培养、液体培养或大生产的种子培养基或发酵用培养基。
培养放线菌最适合使用淀粉硝酸盐(即高氏一号)组合培养基。
该培养基用于营养、代谢、生理、生化、遗传、育种、菌种鉴定和生物测定等定量要求较高的研究工作。
培养真菌最适合使用马铃薯蔗糖半组合培养基。 该培养基适用于真菌的培养(斜面)、分离(平板)及菌种保藏等。
39.答案3种:琼脂、明胶、硅胶。
琼脂:为大多数固体培养基的凝固剂,如肉汤蛋白胨固体培养基等,一般用量为1.5%~2%。
明胶:多用考查微生物有无产蛋白酶能力的明胶柱培养基。由于明胶为蛋白质性质,可作为一些微生物的氮源,凝固温度低,耐加压灭菌性差,故一般固体培养基少用。
硅胶:是无机凝固剂,多用于分离自养菌的硅胶平板。
由于琼脂无营养价值(为聚半乳糖硫酸酯),极难被微生物分解,较少的用量和很强的耐加压灭菌性能,这些均优于明胶和硅胶,是微生物培养基制作中最优良的凝固剂,故为实验室中最常用的凝固剂。
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菌体呈酸性,菌落被染成深紫色,从菌落表面的反射光中还可看到绿色金属闪光(似金龟子色)。
42.答案水属于微生物营养要素之一,其生理功能为:
水是最优良的溶剂,是胞外营养物进入胞内及代谢产物排出细胞的媒介,也是胞内生化反应的媒介。
水可维持生物大分子结构的稳定,并参与重要的生化反应。
水具有高比热、高汽化热和高沸点等的物理特性,有利于微生物细胞代谢过程中余热的传递,不使细胞内温度骤然上升,有利于生化反应的进行。
固态水的密度小于液态水,有利于水体微生物的生命活动。
第六章 微生物营养代谢 一、复习题(50小题)
1.试述嗜盐菌紫膜光合磷酸化的基本原理。 2.试列表比较有机物(以葡萄糖表示)的生物氧化与非生物氧化(即燃烧)间的异同。
3.试述EMP途径在微生物生命活动中的重要性。 4.试述HMP途径在微生物生命活动中的重要性。 5.简述ED途径及其代谢特点。
6.试从反应式和产物分子上碳原子序号的角度来比较酵母和细菌的酒精发酵(包括同型与异型发酵)的异同。
7.试述细菌酒精发酵的优缺点。
8.何谓TCA循环?试简述其在细胞中的反应部位、反应底物、产物和产能水平。
9.试写出黑曲霉生成柠檬酸的生化反应(不必写分子结构)。
10.试列表比较呼吸、无氧呼吸和发酵的异同。 11.试列表比较原核生物与真核生物呼吸链的差异。 12.什么叫呼吸链(电子传递链)?试画一典型的呼吸链简图(用箭头表示即可)。
13.试简介化学渗透学说(chemiosmotic hypothesis) 14.营化能自养的硝酸菌,是如何获得其生命活动所必需的ATP和〖H〗的?
15.与异养微生物相比,化能自养微生物的能量代谢有何特点?
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16.简介无氧呼吸的5种类型。
17.为什么在硝化作用极其旺盛的土壤中,却只能找到极少量的硝化细菌菌体?
18.在厌氧发酵中,一种主要的含高能磷酸的化合物乙酰磷酸是如何产生的?又如何由它进一步产生ATP的?
19.“发酵”一词有哪两种主要涵义?
20.试列出由EMP途径的终产物丙酮酸出发的六条发酵途径及其代表菌名称。
21.试列表比较同型与异型乳酸发酵。
22.什么叫Stickland反应?哪些微生物能进行此反应?试写出以丙氨酸和甘氨酸为底物时的总反应(不必写分子式)。
23.什么是光合细菌?试简述其生物学特性。 24.试用表解方式列出红螺菌目光合细菌的亚目、科和主要属的名称。
25.何谓循环光合磷酸化?它有何特点? 26.何谓非循环光合磷酸化?它有何特点? 27.试列表比较循环光合磷酸化、非循环光合磷酸化和紫膜光合磷酸化的不同点。
28.试用表解和箭头方式写出Calvin循环中的甘油醛-3-磷酸是如何进一步转化和合成糖类、脂类和蛋白质的。
29.何谓Calvin循环?其中有哪两种关键酶?该循环可分几个阶段?试写出反应总式。
30.何谓厌氧乙酰辅酶A途径?试写出其主要反应步骤。
31.在生物固氮过程中,为何总是伴有H2的产生?H2的出路如何?
32.试列表比较固氮酶两种组分的特性(至少列出6项指标)。
33.简述好氧性自生固氮菌保护固氮酶免遭氧害的两种机制。
34.简述豆科植物根瘤菌保护氮酶免遭氧害的机制。 35.非豆科植物根瘤菌中的固氮酶是如何防止氧毒害的?
36.简述蓝细菌保护其固氮酶免遭氧害的几种机制。
37.何谓细菌萜醇?试简述其生理功能。
38.青毒素的制菌机制如何?为何它对休止细胞无效?
39.何谓操纵子?何谓诱导型操纵子?
40.肽聚糖作为微生物生物合成的一个典型例子有何积极意义?
二、参考答案(50小题)
1.答案原理:嗜盐菌的细胞膜上约有50%的斑状紫膜区;紫膜中的视紫红质与叶绿素相似,在光量子驱动下,起着质子泵的作用;视紫红质能把由光能照射后所产生
+
的H逐出细胞膜外,从而使紫膜内外造成一个质子梯
更多的戊糖; 可为多种芳香族氨基酸的合成提供原料(赤藓糖-4-磷酸); 可使微生物顺利利用C3~C7的各种糖作碳源。
5.答案又称KDPG裂解途径。是少数缺乏完整EMP途径的微生物所具有一条EMP替代途径。
特点:
1分子葡萄糖经4步反应即可快速完成反应; 产物为2丙酮酸、1NADH2、1NADPH2和1ATP; KDPG是反应中的关键中间代谢物。 6.答案一、酵母的酒精发酵
①反应式:C6H12O6+2ADP+2Pi→2+2CO2+2ATP
乙醇
+
度差;质子梯度差可驱使H通过ATP合成酶而重新进
入膜内,从而合成了ATP。
2.答案相同点:它们的总效应都是通过有机物的氧化反应而释放出其中的化学潜能、不同点(见表) 比较项目 燃烧 生物氧化 和。
②产物上碳原子序号:
反应 方式 二、细菌的同型酒精发酵
1.反应式:C6H12O6+ADP+Pi→2乙醇+2CO2+ATP
步骤 条件 催化剂 产能方式 能量利用率 一步式快速反应 激烈 无 多步式梯级反应 温和 酶(在细胞内有一定位置) 大部分为ATP 3.细菌的异型酒精发酵 2.产物上碳原子序号:
热、光 低 高 ①反应式:C6H12O6+ADP+Pi→乳酸+乙醇+CO2+ATP
3.答案产能:每个葡萄糖分子净产2ATP; 产中间代谢物:途径中的多种中间代谢物为多种合成反应提供必要的原材料; 是联接多种代谢途径的重要枢纽(如与HMP、ED和TCA的联接等)。
4.答案为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸;产生 可与EMP连接,大量NADPH2形式的还原力;以提供
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比较项目 所在部位 组分的类型 ②产物上碳原子序号:
有无分支链 比 组分可取代7.答案优点:代谢速率高;产物转化率高;菌体生成少(即营养消耗少);代谢副产物少;发酵温度高;不必定期通O2。
缺点:较易染杂菌(因pH较高);耐乙醇浓度低。8.答案①即三羧酸循环。 是绝大多数好氧生物所具有的关键性产能氧化反应途径,呈循环方式。
②反应部位: 真核生物:在线粒体中进行;原核生物:在细胞质中进行,
③反应底物、产物和产能水平:
性 受环境影响 真核产物 线粒体膜 少而稳定 一般无 较高(3) 弱 小 原核生物 细胞膜 多而变化 较普遍 较低(<3) 强 大 12.答案指位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上的、由一系列氧化还原势不同的氢(或电子)传递体组成的一组链状传递序列;它能把氢或电子从低氧化还原势的部位传递到高氧化还原势部位的分子氧或其他无机、有机氧化物,并使之还原;在氧或电子的传递过程中,通过与氧化磷酸化反应发生偶联,就可产生ATP形式的能量。
简图:
底物→NAD→FP→Fe-S→醌→cyt.b→cyt.c→cyb.a→cyt.a3→O2
13.答案由英国学者米切尔(mitchell)提出。
主要内容:在氧化磷酸化过程中,通过呼吸链酶系的作用,将底物分子上的质子从膜的内侧传递到外侧,
9.答案从而造成了质子在膜两侧的不均衡分布,于是形成了质子梯度差; 质子梯度差可通过ATP酶的逆反应把质子从膜的外侧再输回到内侧,结果,在消除质子梯度差的 同时,合成了ATP。
14.答案NO2-+H2O→NO3-+2H++2e
10.答案 项目 是否通过呼吸链 最终氢受体 呼吸 通过 氧分子 水分子 高 无氧呼吸 通过 无机或有机氧化物 无机或有机还原物 中 发酵 不通过 +
上式中产生的2H+2e,通过正向呼吸链传递可产
生ATP,而通过消耗ATP的逆向呼吸链传递,则可产生还原力〖H〗。
15.答案无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系(而异养
中间代谢物 还原后中间代谢物(乙醇、乳酸等) 低 微生物则要经EMP或TCA等途径);呼吸链的组分更为多样化,氢或电子可从任一组分进入呼吸链; 产能效率比异养微生物要低。
16.答案硝酸盐呼吸:某些微生物利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体;
硫酸盐呼吸:硫酸盐还原细菌把经呼吸链的氢交给硫酸盐这类末端氢受体;
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还原产物 产能效率 11.答案