微生物第五章部分答案

1、-作者xxxx-日期xxxx微生物第五章部分答案【精品文檔】4、試述EMP途經(jīng)在微生物生命活動中的重要性。答：EMP途經(jīng)又稱糖酵解途徑或己糖二磷酸途徑。是多種微生物所具有的代謝途徑。（1） 供應(yīng)ATP形式的能量和NADH2形式的還原力。（2） 是連接其他幾個重要代謝途徑的橋梁，包括三磷酸循環(huán)（TCA）、HMP途徑和ED途徑等。（3） 微生物合成提供多種中間代謝物。（4） 通過逆向反應(yīng)可進行多糖合成。5、試述HMP途經(jīng)在微生物生命活動中的重要性。答：（1）供應(yīng)合成原料：為核酸、核苷酸、NAD(P)+、FAD(FMN)和CoA等生物合成提供戊糖-磷酸；途徑中的赤蘚糖-4-磷酸是合成芳香族、雜環(huán)族氨

2、基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和組氨酸）的原料。 （2）產(chǎn)還原力：產(chǎn)生大量NADPH2形式的還原力，不僅可供脂肪酸、固醇等生物合成之需，還可供通過呼吸鏈產(chǎn)生大量能量之需。 （3）作為固定CO2的中介：是光能自養(yǎng)微生物和化能自養(yǎng)微生物固定CO2的重要中介（HMP途徑中的核酮糖-5-磷酸在羧化酶的催化下可固定CO2并形成核酮糖-1，5-二磷酸）。 （4）擴大碳源利用范圍：為微生物利用C3C7多種碳源提供了必要的代謝途徑。 （5）連接EMP途徑：通過與EMP途徑的連接（在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸處），可為生物合成提供更多的戊糖。6、試述TAC循環(huán)在微生物產(chǎn)能和發(fā)酵生產(chǎn)中的重要性。答：T

3、CA位于一切分解代謝和合成代謝中的樞紐地位，產(chǎn)能效率極高，不僅可為微生物的生物合成提供各種碳架原料，而且還與人類的發(fā)酵生產(chǎn)密切相關(guān)。7、什么叫呼吸？什么是呼吸鏈（電子傳遞鏈）？呼吸連有哪些組分？答：呼吸，又稱好氧呼吸，是一種最普遍又最重要的生物氧化或產(chǎn)能方式，其特點是底物按常規(guī)方式脫氫后脫下的氫（常以還原力H形式存在）經(jīng)完整的呼吸鏈傳遞，最終被外源分子氧接受，產(chǎn)生水并釋放ATP形式的能量。呼吸鏈，指位于原核生物細胞膜上或真核生物線粒體膜上的、由一系列氧化還原勢呈梯度差的、鏈狀排列的氫（或電子）傳遞體，其功能是把氫或電子從低氧化還原勢的化合物逐級傳遞到高氧化還原勢的分子或其他無機物、有機氧化物，

4、并使他們還原。在氫或電子的傳遞過程中，通過與氧化磷酸化反應(yīng)相偶聯(lián)，造成一個跨膜質(zhì)子動勢，進而推動了ATP的合成。呼吸連的組分除醌類是非蛋白質(zhì)類和鐵硫蛋白不是酶外，其余都是一些含有輔酶或輔基的酶。8、什么是氧化磷酸化作用？什么是P/O比？什么是化學(xué)滲透學(xué)說？答：氧化磷酸化作用：又稱電子傳遞鏈磷酸化，是指呼吸鏈的遞氫（或電子）和受氫過程與磷酸化反應(yīng)相偶聯(lián)并產(chǎn)生ATP的作用。遞氫、受氫即氧化過程造成了跨膜得質(zhì)子梯度即質(zhì)子動勢，進而質(zhì)子動勢再推動ATP酶合成ATP。P/O比：每消耗1mol氧原子所產(chǎn)生的ATPmol數(shù)，表示呼吸鏈氧化磷酸化效率的高低?；瘜W(xué)滲透學(xué)說：在氧化磷酸化過程中，通過呼吸鏈有關(guān)酶系

5、的作用，可將底物分子上的質(zhì)子從膜的內(nèi)側(cè)傳遞到膜的外側(cè)，從而造成了膜兩側(cè)質(zhì)子分布不均勻，此即質(zhì)子動勢（質(zhì)子動力，pH梯度）的由來，也是合成ATP的能量來源。通過ATP酶的逆反應(yīng)可把質(zhì)子從膜的外側(cè)重新輸回到膜的內(nèi)側(cè)，于是在消除了質(zhì)子動勢的同時合成了ATP。10、試列表比較呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵的異同點。答： 環(huán)境條件終電子受體 來源性質(zhì)能進行代謝產(chǎn)能方式的微生物呼吸有氧環(huán)境 外源性環(huán)境 外源性胞內(nèi) 內(nèi)源性無氧呼吸無氧分子氧化合物（通常視為無機物）代謝中間物發(fā)酵無氧專性好氧微生物兼性好氧微生物微嗜氧微生物專性厭氧微生物兼性好氧微生物兼性好氧微生物耐氧厭氧微生物專性厭氧微生物14、試列表比較同型異型乳酸

6、發(fā)酵。答： 類型途徑產(chǎn)物/葡萄糖產(chǎn)能/1葡萄糖同型EMP2乳酸2ATP異型HMP1乳酸1乙醇1CO21ATP1乳酸1乙醇1CO22ATP1乳酸15、試比較“經(jīng)典”異型乳酸發(fā)酵與雙歧桿菌異型乳酸發(fā)酵途徑的異同。同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵異同點不同點同型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵參與發(fā)酵的微生物類群乳酸菌類類如（雙球菌、鏈球菌、乳桿菌等兼性微生物）腸膜狀明串珠菌、番茄乳桿菌、短乳桿菌、甘露醇乳桿菌、雙歧桿菌及真菌中的根霉關(guān)鍵酶磷酸果糖激酶、乳酸脫氫酶磷酸戊糖(或己糖)解酮酶發(fā)酵途徑EMP途徑PK、HK途徑途徑中參與的輔酶類型（電子供體）NADH（輔酶I）NADPH(輔酶II)過程途徑葡萄糖丙酮酸產(chǎn)物只有

7、乳酸葡萄糖乳酸、乙醇等產(chǎn)物只含乳酸乳酸、乙醇、CO2等理論發(fā)酵率100%（高）50%（低）總反應(yīng)式C6H12O6+2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2ATPC6H12O6+2ADP+2PiCH3COCOOH+CH3CH2OH+CO2+2ATP相同點：1、兩者均以葡萄糖為原料且產(chǎn)物中均有乳酸2、同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵均需在無氧條件下進行3、兩過程中凈生成+2ATP16、細菌的酒精發(fā)酵途徑如何？它與酵母菌的酒精發(fā)酵有何不同？細菌的酒精發(fā)酵有何優(yōu)缺點？答：究竟發(fā)酵途徑ED，酵母菌的酒精發(fā)酵EMP優(yōu)點：代謝速率高；產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高；菌體生成少；菌體副產(chǎn)物少；發(fā)酵溫度高；不必定期供氧；細菌為原核生物

8、，易于用基因工程改造菌種；厭氧發(fā)酵，設(shè)備簡單。缺點：生長pH為5，較易染菌；細菌耐乙醇力較酵母菌低；底物范圍窄（葡萄糖，果糖）。18、在化能自養(yǎng)細菌中，亞硝化細菌和硝化細菌是如何獲得生命活動所需的ATP和還原力H的？答：亞硝化細菌引起的反應(yīng)為：1） NH3+O2+2H+2e-氨單加氧酶（在細胞膜上）-NH2OH+H2O2） NH2OH+H2O-羥胺氧還酶（在周質(zhì)上）-HNO2+4H+4e-從反應(yīng)看出O2中的1個原子還原成水時，須耗去2個有羥胺氧化是產(chǎn)生的外源電子，然后從羥胺氧化還原酶流經(jīng)細胞色素C在供應(yīng)給氨單加酶。同時還可以看到，由NH3氧化為NO2-的過程中，共產(chǎn)生4 e-，其中僅2e-到達

9、細胞色素aa3這一末端氧化酶。在整個過程中，公產(chǎn)生1ATP。硝化細菌可利用亞硝酸氧化酶和來自H2O的氧把NO2-氧化為NO3-，并產(chǎn)生少量ATP。其反應(yīng)為：NO2-+H2O亞硝酸氧化酶（在細胞膜上）-NO3-+2H+2 e-19、什么叫循環(huán)光合磷酸化？什么叫非循環(huán)光合磷酸化？答：循環(huán)光合磷酸化：一種存在于光合細菌中的原始光合作用機制，因可在光能驅(qū)動下通過電子的循環(huán)式傳遞而完成磷酸化產(chǎn)能的反應(yīng)。特點（1）電子傳遞途徑屬循環(huán)方式，即在光能驅(qū)動下，電子從菌綠素分子上逐出，通過類似呼吸鏈的循環(huán)，又回到菌綠素，期間產(chǎn)生了ATP（2）產(chǎn)能ATP與產(chǎn)還原力H分別進行（3）還原力來自H2S等無機供氫體（4）不

10、產(chǎn)生氧。非循環(huán)光合磷酸化：是各種綠色植物、藻類和藍細菌所共有的利用光能產(chǎn)生ATP的磷酸化反應(yīng)。特點（1）電子傳遞途徑屬非循環(huán)方式（2）在有氧條件下進行（3）PS和PS2個光合系統(tǒng)，PS含葉綠素a，反應(yīng)中心的吸收光波為P700，有利于紅光的吸收，PS含葉綠素b反應(yīng)中心的吸收光波為P680，有利于藍光吸收（4）反應(yīng)中可同時產(chǎn)ATP（產(chǎn)自PS）、還原力H（產(chǎn)自PS）和O2（產(chǎn)自PS）(5)還原力NADPH2中的H來自H2O分子的光解產(chǎn)物H+和電子。21、試述嗜鹽菌紫膜光合作用的基本原理。答：一種只在嗜鹽菌中才有的唔葉綠素或菌綠素參與的獨特光合作用，也稱光介導(dǎo)ATP合成（1）在無氧條件下（2）利用光能

11、使紫膜蛋白上視黃醛輔基構(gòu)象變化，質(zhì)子不斷去向膜外（3）建立的質(zhì)子動勢推動ATP酶合成ATP24、什么叫乙醛酸循環(huán)？試述它在微生物生命活動中的重要功能。答：乙醛酸循環(huán)：在異檸檬酸裂解酶的催化下，異檸檬酸被直接分解為乙醛酸，乙醛酸又在乙酰輔酶A參與下，由蘋果酸合成酶催化生成蘋果酸，蘋果酸再氧化脫氫生成草酰乙酸的過程。是TCA循環(huán)的一條回補途徑，可使TCA循環(huán)不僅僅具有高效產(chǎn)能功能，而且還兼有可為許多重要生物合成反應(yīng)提供有關(guān)中間代謝物的功能。26、什么是CO2的固定的厭氧乙酰-CoA途徑？答：又稱活性乙酸途徑，主要存在于一些產(chǎn)乙酸菌、硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌等化能自養(yǎng)細菌中。（1）甲基來源：1個CO2

12、先還原為CHO-THF，轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3-THF 然后CH3-B12（2）羧基來源：另一個CO2脫氫形成CO-X與CH3-B12一起形成CH3-COX進一步形成乙酰CA（）最終產(chǎn)物：乙酰CA可進一步形成乙酸，或與第個CO2結(jié)合，形成合成代謝中的關(guān)鍵中間產(chǎn)物丙酮酸關(guān)鍵酶：CO脫氫酶同化個CO2不消耗ATP消耗個H27、什么是CO2固定的逆向（還原性）TCA循環(huán)？答：逆向TCA循環(huán)又稱還原性TCA循環(huán)，在稱作chlorobium（綠菌屬）的一些綠色硫細菌中，CO2固定是通過逆向TCA循環(huán)進行的。該循環(huán)起始于檸檬酸（6c化合物）的裂解產(chǎn)物草酰乙酸（4C）以它做Co2受體，每循環(huán)一周摻入2個CO2，并還原

13、成可供應(yīng)各種生物合成用的乙酰-COA（2C），由它再固定1分子Co2后，就可進一步形成丙酮酸，丙糖，己糖等一系列構(gòu)成細胞所需要的重要合成原料。存在一些綠色硫細菌中，Co2固定是通過逆向TCA循環(huán)進行的。31、什么是固氮酶？它含有哪兩種化學(xué)組分？各組分的功能如何？試列表加以比較。答：固氮酶是一種復(fù)合蛋白，由固二氮酶和固二氨酶還原酶兩種相互分離的蛋白構(gòu)成固二氮酶是一種含鐵和鉬的蛋白，鐵和鉬組成一個稱為Femoco的輔助因子，它是還原N2的活性中心。而固二氮酶還原酶則是一種含鐵的蛋白，具有適應(yīng)在極度缺鉬環(huán)境下還能正常進行生物固氮的功能。 固氮酶兩個組分的比較比較項目 固二氮酶（組分1） 固二氮酶還原

14、酶（組分二）蛋白亞基數(shù) 4（2大2?。?2（相同）相對分子質(zhì)量 22萬左右 6萬左右Fe原子數(shù) 30（24-32） 4不穩(wěn)態(tài)s原子數(shù) 28（20-32） 4Mo原子數(shù) 2 0Cys的SH基 32-34 12活性中心 鐵鉬輔助因子（Femoco） 電子活化中心（Fe4s4）功能 絡(luò)合，活化和還原N2 傳遞電子到組分1上對O2敏感性 較敏感 極敏感37、試用簡圖表示細菌細胞壁上肽聚糖的合成途徑。哪些化學(xué)因子可抑制其合成？其抑制部位如何？答：抑制因子 抑制部位環(huán)絲氨酸 細胞質(zhì)中Park核苷酸過程中合成D-丙胺酰-D-丙氨酸兩步反應(yīng)萬古霉素 細胞膜上由太聚糖類脂到磷酸類脂的過程桿菌肽 細胞膜上由二磷酸類脂脫Pi生成一磷酸類脂的過程青霉素 細胞膜外轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用過程38、什么叫類脂載體（細菌萜醇）？其結(jié)構(gòu)與功能如何?答：細菌萜醇是一種含11個異戊二烯單位的C55類異戊二烯醇，其結(jié)構(gòu)如下：功能：它可通過2個磷酸基與N-乙酰胞壁酸分子相接，使糖的中間代謝物呈現(xiàn)出很強的疏水性，從而使它能順利通過疏水性很強的細胞膜而轉(zhuǎn)移到膜外。除此之外它還可參與各類微生物多種胞外糖和脂多糖的生物合成，包括細菌的磷壁酸，脂多糖，細菌和真菌的纖維素以及真菌的幾丁質(zhì)和甘露聚糖等。39、什么叫派克（Park）核苷酸？它在肽聚糖合成中處于什么地位？答：“Park”核苷酸即UDP-N-乙酰胞壁酸五肽。由“Park”核苷