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4.名词解释
a.磷壁酸:
是G+细菌细胞壁结合在细胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
b.LPS(脂多糖):
是位于G-细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质,由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3
部分组成。
c.假肽聚糖:
是由N-乙酰葡萄胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以β-1,3-糖苷键交替连接而成的,连在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Ala
和L、Lys3
个L
型氨基酸组成,肽桥则由L-Glu1
个氨基酸组成。
d.PHB(聚-β-羟丁酸poly-β-hydroxybutyrate):
是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物,不溶于水而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用。
e.伴孢晶体:
是少数芽孢杆菌(如苏云金芽孢杆菌)在形成芽孢的同时,会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。
5.芽孢的结构(见课本P26)
6..蓝细菌的细胞有几种特化形式
a.异形胞,是存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞。
b.静息孢子,是一种长在细胞壁中间或末端的形大、壁厚、色深的休眠细胞,富含贮藏物,能抵御干旱等不良环境。
c.链丝段,是由长细胞链断裂而形成的短链段,具有繁殖功能。
e.内孢子,能在细胞内形成球形或三角形的内孢子,待成熟后即可释放,具有繁殖功能。
7.支原体:
是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。
8.支原体、立克次氏体和衣原体的比较(见P35表1-4)
第二章
真核微生物的形态,构造和功能
1
试解释菌物,真菌,酵母菌,霉菌和蕈菌。
a.真菌:
是不含叶绿体,化能有机营养,具有真正的细菌核,含有线粒体以孢子进行繁殖,不运动的典型的真核微生物。
b.酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。
c.霉菌是丝状真菌,通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。
d.
蕈菌又称伞菌,通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌,包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。
2
试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。
中心有一对包在中央鞘中的相互平行的中央微管,其外被9
个微管二联体围绕一圈,整个微管由细胞质膜包裹。
每条微管二联体由A,B
两条中空的亚纤维组成,其中A
亚纤维是一完全微管,而B
亚纤维则有10
个亚基围成。
3.什么叫锁状联合?
其生理意义如何?
试图示其过程。
锁状联合即形成状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂,从而使菌丝尖端向前延伸。
第三章
病毒
⒈什么是真病毒?
什么叫亚病毒?
真病毒是至少含有核酸和蛋白质两种组份的分子病原体。
亚病毒是凡在核酸和蛋白质两种成分中只含有其中之一病原体。
2.什么是类病毒、拟病毒和沅病毒?
类病毒是一类只含有RNA
一种成分,专心寄生在活细胞内的分子病源体。
拟病毒是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。
沅病毒是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。
3.病毒粒有哪几种对称形式?
每种对称又有几种特殊外型?
有螺旋对称、二十面体对称、复合对称,每种对称形式又有有包膜和无包膜之分。
4.病毒的特性(见课本P63)
5.病毒的形态的形态构造和化学成分(见课本P64)
6.什么是效价?
试简述噬菌体效价的双层平板法。
效价表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。
双层平板法主要步骤:
预先分别配制含2%和1%琼脂的底层培养基和上层培养基。
先用底层培养基在培养皿上浇一层平板,待凝固后,再把预先融化并冷却到45℃以下,加有较浓的敏感宿主和一定体积待测噬菌体样品上层培养基,在试管中摇匀后,立即倒在底层培养基上铺平待凝,然后在37℃下保温。
一般经10余h
后即可对噬菌斑计数。
7.噬菌体的繁殖一般分为五个阶段,吸附,侵入,增殖,成熟和裂解。
(各阶段的具体内容见课本P69)
8.什么是一步生长曲线?
它分几期?
各期有何特点?
(P72图3-9)
定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线,称为一步生长曲线。
它包括
潜伏期:
细胞内已经开始装配噬菌体粒子并可用电镜观察到
裂解期:
宿主细胞迅速裂解溶液中噬菌体粒子急剧增多。
3
平稳期:
感染后的宿主细胞已全部裂解,溶液中的噬菌体效价达到最高点。
9.溶源性:
温和噬菌体侵入相应宿主细胞后,由于前者的基因组整合到后者的基因组上,并随后者的复制而进行同步复制,因此,这种温和噬菌体的侵入并不引起宿主细胞的破裂,此即称溶源性或溶源现象。
10.温和噬菌体的存在形式有三种:
一,游离态;
二,整合态;
三,营养态
第四章微生物的营养和培养基
1.微生物的六类营养要素:
一,碳源;
二,氮源;
三,能源;
四,生长因子;
五,无机盐;
六,水
2.什么是氨基酸自养微生物?
试举一些代表菌,并说明其在实践上的重要性。
不需要利用氨基酸做氮源,能把尿素、铵盐、硝酸盐、甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸,为氨基酸自养微生物。
如根瘤固氮菌,能直接利用空气中的氮气合成自身所需的氨基酸,直接或间接地为人类提供蛋白质。
3.什么叫生长因子?
它包括哪几类化合物?
微生物与生长因子有哪几类关系?
举例并加以说明。
生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需,但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。
广义的生长因子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6
的分支或直链脂肪酸,有时还包括氨基酸营养缺陷突变株所需要的氨基酸在内,而狭义的生长因子一般仅指维生素。
生长因子与微生物的关系有以下3
类:
(1)生长因子自养型微生物,它们不需要从外界吸收任何生长因子,多数真菌、放线菌和不少细菌,如E.coli
等。
(2)生长因子异养型微生物,它们需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长,如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。
(3)生长因子过量合成型微生物,其代谢活动中,能合成并大量分泌某些维生素等生长因子的微生物,如各种生产维生素的菌种。
4营养物质进入细胞的方式
一、单纯扩散
二、促进扩散
三、主动运输
四、膜泡运输
5.﹡四种营养物质方式的概念、区别、比较(见课本P88和P89表4-5)
6.培养基:
只有人工配制而成的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合营养料。
7.选用和设计培养基的四个原则:
一,目的明确;
二,营养协调;
三,理化适宜;
四,灭菌处理。
9.理化适宜指培养基的PH值、渗透压、水活度和氧化还原势的物理化学条件较为适宜。
10.什么叫水活度?
它对微生物生命活动有何影响?
对人类的生产实践的日常生活有何意义?
水活度表示在天然或人为环境中,微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。
其定量含义为:
某溶液的蒸气压与纯水蒸气压之比。
生长繁殖在水活度高的微生物代谢旺盛,在水活度低的范围内生长的微生物抗逆性强。
了解各类微生物生长的水活度,不仅有利于设计培养基,而且还对防止食物的霉腐具有指导意义。
11.培养基的种类
按对培养基成分的了解做分类
一、天然培养基:
之一类利用动、植物或微生物体包括用其提取物制成的培养基,这是一类营养成分最复杂又丰富、难以说出其确切化学组成的培养基。
二、组合培养基:
又称合成培养基,指一类按微生物的营养要就精确设计后用多种高纯化合试剂配制而成的培养基。
三、半组合培养基:
又称半合成培养基,指一类主要以化学试剂配制,同时还加有某种或某些天然成分的培养基。
按培养基外观的物理状态作分类
一.液体培养基:
一类呈液体状态的培养基。
二.固体培养基:
一类外观呈固体状态的培养基。
三.半固体培养基:
指在液体培养基中加入少量的凝固剂而配置成的半固体状态培养基。
四.脱水培养基:
指含有除水以外的一切成分的商品培养基。
按培养基对微生物的功能作分类
一.选择性培养基:
选择培养基是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。
二.鉴别性培养基:
鉴别培养基是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,从而达到只须用肉眼鉴别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。
12、何谓固体培养基?
它有何用途?
试列表比较4
类固体培养基。
固体培养基是一类外观呈固体状态的培养基,在科研和生产实践上用途很广,如可用于菌种分离、鉴定、菌落计数、检验杂菌、选种、育种、菌种保藏、生物活性物质的生物测定、获取大量真菌孢子,以及用于微生物的固体培养和大规模生产等。
13.什么是选择培养基?
试举一例并分析其原理。
如酵母富集培养基中的孟加拉红抑制细菌的生长而对酵母菌无影响,偏酸性的环境有利于酵母菌的生长。
14、什么是鉴别培养基?
试以EMB
为例,分析其鉴别作用原理。
EMB
培养基中的伊红和美蓝可抑制革兰氏阳性菌和一些难养的革兰氏阴性菌。
产酸菌由于产酸能力不同,菌体表面带质子,与伊红美蓝结合从而有不同的颜色反应,可用肉眼直接判断。
15、培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序?
试言之。
在大多数化能异养微生物培养基中,除水分外,碳源含量最高,其后依次是氮源、大量元素和生长因子,它们间大体存在着十倍序列的递减趋势。
16、什么叫碳氮比?
试对5
种分子式清楚的常用氮源按其含氮量的高低排一个顺序。
碳源与氮源含量之比即为碳氮比
氨气>尿素>硝酸铵>碳酸铵>硫酸铵
第五章微生物的新陈代谢
名词解释
1、不产氧光合作用:
在某些光合细菌(如红螺菌中),由于没有光反应中心Ⅱ的存在,不能光解水,因而没有氧气放出,故称为不产氧光合作用。
2、产氧光合作用:
在蓝细菌中,由于有光反应中心Ⅱ的存在,能光解水,并有氧气放出,故称产氧光合作用。
3、发酵
:
是在微生物细胞内发生的一种氧化还原反应,在反应过程中,有机物氧化放出的电子直接交给基质本身未完全氧化的某种中间产物,同时放出能量和各种不同的代谢产物。
4、呼吸作用
微生物在降解底物过程中,将释放出的电子交给NAD(P)+,FAD或FMN等电子载体,再经电子传递系统传给外源电子受体,从而生成水或其他还原型产物并释放能量的过程。
5、无氧呼吸
指以无机氧化物(如NO3-,NO2-,SO42-等)代替分子氧作为最终电子受体的氧化作用。
6、有氧呼吸
指以分子氧作为最终电子受体的氧化作用。
7、生物氧化
生物体中有机物质氧化而产生大量能量的过程。
8、光合磷酸化
在光能驱动下通过电子的传递而完成磷酸化产能的过程。
9、合成代谢
微生物利用能量代谢所产生的能量,中间产物以及从外界吸收的小分子,合成复杂的细胞物质的过程为合成代谢。
10、分解代谢
营养物质或细胞物质降解为小分子物质并伴随着能量产生的过程。
11、产能代谢
微生物通过呼吸或发酵作用分解基质产生能量的过程。
12、耗能代谢
微生物在合成细胞大分子化合物时消耗能量ATP
的过程。
13、环式光合磷酸化
在某些光合细菌里,光反应中心的叶绿素通过吸收光而逐出电子使自己处于氧化状态,逐出的电子通过电子载体铁氧还蛋白,泛醌,细胞色素b
和细胞色素c
组成的电子传递链的传递,又返回叶绿素,从而使叶绿素分子又回复到原来的状态。
电子在传递过程中产生ATP,由于在这种光合磷酸化里电子通过电子传递体的传递后又回到了叶绿素分子本身,故称环式光合磷酸化。
14、初级代谢
指能使营养物质转变成机体的结构物质,或对机体具有生理活性作用的物质代谢以及能为机体提供能量的一类代谢.称初级代谢。
15、初级代谢产物
由初级代谢产生的产物称为初级代谢产物,这类产物包括供机体进行生物合成的各种小分子前体物,单体与多聚体物质以及在能量代谢和代谢调节中起作用的各种物质。
16、次级代谢
某些微生物为了避免在初级代谢过程中某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。
17、次级代谢产物
微生物在次级代谢过程中产生的产物称次级代谢产物。
包括:
抗生素,毒素,生长剌激素,色素和维生素等。
18、电子传递磷酸化
基质被氧化时脱下的电子经电子传递链传给电子受体过程中发生磷酸化作用生成ATP
的过程,一般常将电子传递磷酸化就叫做氧化磷酸化。
19、氧化磷酸化
生物利用化合物氧化过程中所释放的能量,进行磷酸化生成ATP
的作用,称为氧化磷酸化。
20巴斯德效应
在有氧状态下酒精发酵和糖酵解受抑制的现象,因为该理论是由巴斯德提出的,故而得名。
21底物水平磷酸化
是指在被氧化的底物水平上发生的磷酸化作用,即底物在被氧化的过程中,形成了某些高能磷酸化合物的中间产物,这些高能磷酸化合物的磷酸根及其所联系的高能键通过酶的作用直接转给ADP
生成ATP。
问答题
一、以葡萄糖发酵的四种途径为例:
1.EMP途径(Embden—Meyerhofpathway)
1>
第一步:
生成2中间代谢产物,无氧化还原反应(即甘油醛3-磷酸)
2>
第二步:
最后分解为丙酮酸,为氧化反应,产生4ATP,简去第一步用去的2ATP,全过程净产2ATP和2NADH。
丙酮酸在不同的微生物中可还原成不同的发酵产物,如:
乙醛乙醇(酵母菌)
丙酮酸CO2H
乳酸(乳酸菌)
H
2.HMP途径(Hexosemonophosphatepathway)(单磷酸己糖途径)
HMP途径循环一次可由一分子葡糖-6-磷酸产生:
5葡糖-6-磷酸
6葡糖-6-磷酸6CO2
12NADPH
不是产能途径,而提供大量的还原力(NADPH)和中间代谢产物.
3>
HMP途径也称异型乳酸发酵:
葡萄糖经发酵后除产生乳酸外,还产生乙醇,乙酸和CO2.
3.ED途径(Entner-Doudoroffpathway)
ED途径从1葡萄糖最后生成2丙酮酸,1ATP,1NADPH和1NADH。
ED途径可不依赖EMP和HMP而单独存在
经ED途径发酵生产乙醇的方法为细菌酒精发酵,与EMP途径形成乙醇的机制不同
4>
ED途径广泛分布于革兰氏阴性菌中
4.异型乳酸发酵(heterolacticfermentation)
两种类型:
经典途径——磷酸戊糖解酮酶途径(PK)
双歧杆菌途径——磷酸己糖解酮酶途径(HK)
经典途径(PK)
1个葡萄糖经分解,发酵产生乳酸,乙醇或乙酸和CO2,,并产生1ATP和1H2O.
磷酸糖解酮酶催化木酮糖-5-磷酸裂解成乙酰磷酸和甘油醛-3-磷酸.
双歧杆菌途径(HK)
2个葡萄糖经分解,发酵产生2个乳酸和3个乙酸,5分子ATP.
5.发酵4种途径的关系
4种途径相对独立,但又彼此关联
EMP与HMP通过(葡糖-6-磷酸),果糖-6-磷酸,3-磷酸甘油醛相联
EMP与ED通过(葡糖-6-磷酸),3-磷酸甘油醛相联
HMP与ED通过葡糖内酯-6-磷酸相联
5>
异型乳酸发酵途径(磷酸解酮酶)完全依赖于HMP,通过5-P-木酮糖相联
6>
异型乳酸发酵途径(磷酸解酮酶)通过3-P-甘油醛与EMP相联
二.呼吸作用
可分作两种呼吸:
有氧呼吸(aerobicrespiration)
无氧呼吸(anaerobicrespiration)
1.有氧呼吸
在三羧酸循环(Tricarboxylicacidcycle,TCA)中,一个丙酮酸完全氧化为三个分子CO2,四个分子NADH和一分子FADH2
NADH经电子传递系统重新被氧化,每分子NADH可生成三分子ATP。
FADH2经电子传递系统重新被氧化,每分子FADH2可生成两分子ATP。
底物水平磷酸化作用产生一分子GTP,GTP可转化为ATP,所以一次TCA产生15个ATP,2个丙酮酸分子将产生30个ATP。
每个葡萄糖分子经酵解(6+2),TCA和呼吸链(15+15),共产生6个CO2分子,6个H2O分子,38个ATP分子。
该途径脱下的氢最终被外源分子氧接受。
2.无氧呼吸
也需细胞色素等电子传递体。
能量释放过程中也伴随有氧化磷酸化作用(产生ATP).
最终电子受体不是氧,而是一些无机或有机氧化型化合物NO3-,NO2-,SO42-,S2O32-,CO2等外源受体,或一些有机物如甘氨酸,延胡索酸等。
三.自养微生物的生物氧化
微生物从氧化无机物(或光能)获得能量,同化合成细胞物质,这种氧化称自养微生物的生物氧化,也是通过氧化磷酸化产生ATP(呼吸链)
分为两种类型:
化能自养微生物:
能对无机物进行氧化而获得能量
光能自养微生物:
能利用日光辐射获得能量
<
一>
化能自养微生物(chemoautotrophs)
1.以无机物为最初底物进行氧化(NH4+、NO2-、H2S、H2、Fe2+),直接进入呼吸链。
2.产能途径主要借助呼吸链的氧化磷酸化反应。
3.无机底物按其相应的氧化还原势的位置进入呼吸链。
4.自养微生物呼吸链只具有很低的氧化磷酸化效率。
以硝化细菌为例:
氧化过程造成了跨膜质子梯度差即质子动势。
质子动势推动ATP酶合成ATP。
由NH3氧化为NO2-或者由NO2-氧化为NO3-,经很短的呼吸链,仅产生1分子ATP。
二>
光能营养微生物(Phototrophs)
光能微生物——指在自然界中,能进行光能营养,能将光能转化为化学能的一些微生物,特点是利用光合色素进行光合磷酸化作用。
1.光合色素
光合色素——是光合生物所特有的色素,可将光能转化为化学能的关键物质.
分为三类:
—叶绿素或细菌叶绿素(植物或绿藻和蓝绿细菌中)
—类胡萝卜素(所有光合生物中)
—藻胆素(主要是藻类)
2.光合磷酸化
光合磷酸化——在光能驱动下通过电子的传递而完成磷酸化产能的过程。
两种方式:
循环光合磷酸化
非循环光合磷酸化
循环光合磷酸化(cyclicphotophosphorylation)
一种存在于光合细菌中的原始光合作用机制,是以循环式方式传递电子完成磷酸化反应,一般在真细菌的光合细菌中进行(厌氧),紫、绿、菌。
a)电子传递途径呈循环方式,即在光驱动下,电子从菌绿素通过类似呼吸链又回到菌绿素
b)产能(ATP)与产还原力(H)分别进行。
c)还原力来自H2S等无机氢供体
d)不产生氧(与植物不同)
(1)环式光合磷酸化
光合细菌主要通过环式光合磷酸化作用产生ATP;
不是利用H2O,而是利用还原态的H2、H2S等作;
为还原CO2的氢供体,进行不产氧的光合作用
非循环光合磷酸化(non-cyclicphotophosphorylation)
非循环光合磷酸化——一种为植物,藻类和蓝细菌共有的光合作用机制,是以非循环方式的两个光合系统,光合系统I和光合系统II偶联而进行的光合磷酸化。
a)电子的传递途径是非循环式
b)在有氧条件下进行
c)有PSI(含叶绿素a)和PSII(含叶绿素b)2个光合系统
d)反应中可同时产ATP(自PSII),还原力(H)(自PSI)和O2(自PSII)
e)还原力NADPH2中的[H]来自H2O分子的光解产物H+和电子
紫膜的光合磷酸化(light-mediatedATPsynthesis)
一种只在嗜盐菌中才有的无叶绿素或菌绿素参与的独特光合作用。
也称光介导ATP合成
a)在无氧条件下
b)利用光能使紫膜蛋白上视黄醛辅基构象变化,质子不断去至膜外。
c)建立的质子动势推动ATP酶合成ATP.
四、举例说明微生物的几种发酵类型。
微生物的发酵类型主要有以下几种
乳酸发酵:
如植物乳酸杆菌进行的酸泡菜发酵。
乙醇发酵:
如酵母菌进行的酒清发酵。
丙酮丁醇发酵:
如利用丙酮丁醇梭菌进行丙酮丁醇的发酵生产。
丁酸发酵:
如由丁酸细菌引起的丁酸发酵。
五、比较呼吸作用与发酵作用的主要区别。
.呼吸作用和发酵作用的主要区别在于基质脱下的电子的最终受体不同,发酵作
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