第五章 微生物的新陈代谢
怀念的日子-一杠三星
第五章 微生物的新陈代谢
一， 选择题
1,好氧性自生固氮菌保护其固氮酶不受氧毒害的机制之一是：
保护；
B.豆血红蛋百保护； C.形成异形胞； D.呼吸保护；
答：（ D ）
2,在一下四条二氧化碳同化途径中，未能在自养微生物中发现的一条是：
A.卡尔文循环； B.厌氧乙酰辅酰A途径；C.4碳途径；D.还原性TCA途径；
答：（ C ）
3,在以下4属微生物中，能使豆科植物结根瘤的共生固氮菌是：
A.弗兰克氏菌； B.固氮菌； C.根瘤菌； D.德克氏菌；
答：（ C ）
4,酶活性的调节属于酶分子水平上的代谢调节，它包括酶活性的：
A.激活； B.抑制； C.阻遏； D.激活和抑制；
答：（D）
5,凡能在厌氧条件下进行光合作用的细菌，都归在：
A.红螺菌目中；
B.着色菌目中；C.红螺菌亚目中； D.着色菌亚目中；
答：（A ）
6,在一下4属微生物中，进行好氧，光能自养的自生固氮菌是：
A.红螺菌； B.红假单胞菌； C.念珠蓝菌； D.着色菌；
答：（ C ）
7,氧化乙酸脱硫单胞菌所进行的无氧呼吸属于：
A.硝酸盐呼吸；
B.硫酸盐呼吸； C.硫呼吸； D.碳酸盐呼吸；
答：（ C ）
8,最先与生物固氮中最初产物NH3相结合的有机物是：
A.谷氨酸；
B.谷氨酰胺； C.α-酮戊二酸； D.α-二酸；
答：（ A ）
9,在以下4属微生物中，可引起非豆科植物结根瘤的共生固氮菌是：
A.固氮菌； B.固氮螺菌； C.弗兰克氏菌， D.根瘤菌；
答：（ C ）
10,以下四类能进行光合作用的细菌中，不含叶绿素活菌绿素的是：
A.红螺菌； B.蓝细菌； C.衣藻； D.嗜盐菌；
答：（D ）
11,下列四种磷酸化反应中，最为简单的光合磷酸化反应是：
A.循环光合磷酸化； B.非循环光合磷酸化；
C.低物水平磷酸化； D.紫膜的光合磷酸化；
答：（D ）
12,迄今能有严格厌氧菌大规模生产的发酵产物只有一种，这就是：
A.乙醇发酵； B.丙酸发酵； C.乳酸发酵； D.丙酮丁醇发酵；
答：（D ）
13,青霉素可抑制细菌细胞壁肽聚糖合成中的：
A.转氨酶；
B.转肽酶； C.转糖基酶； D.L-丙氨酸消旋酶；
答：（B）
14,青霉素对原核微生物抑制作用的物质基础是：
A.肽聚糖； B.磷壁酸； C.脂多糖； D.荚膜多糖；
答：（ A ）
15,产乙酸细菌所进行的无氧呼吸是：
A.硝酸盐呼吸；
B.硫酸盐呼吸；
C.碳酸盐呼吸；
D.延胡索酸呼吸；
答：（C ）
16,在以下四种微生物中，进行好氧，化能异养的自成固氮菌是：
A.固氮菌（属）； B.氧化亚铁硫杆菌；
C.鱼腥蓝菌（属）； D.大豆根瘤菌；
答：（ B ）
17,在自然界，纤维素，半纤维素和木质素的主要分解者是：
A.放线菌； B.霉菌， C.酵母菌； D细菌；
答：（ B ）
18,在下列四类微生物中，不利用卡尔文循环固定二氧化碳的一类细菌是;
A.蓝细菌； B.光合细菌； C.化能自养菌； D.化能异养菌；
答：（D ）
19，在四条产能代谢途径中，有3条途径可形成NADH+H+,它们是：
,HMP及TCA； ,ED及TCA；
,HMP及ED； ,ED及TCA；
答：（ D ）
二， 填空题
１， 在肽聚糖合成的3个阶段中，均受相应抗生
素的抑制；在细胞质中时，___环丝氨
酸（恶唑毒素）___可抑制L-丙氨酸消旋酶反应；在细胞膜
上时，__万古霉素_____和____
杆菌肽___分别有一个抑制反应，而在细胞壁上时，则可由
___青霉素_____抑制转肽酶的转
肽作用。
２， 化能异养微生物的能源来
自于对_____有机物_______的分解，例如，大肠杆菌通过
氧化_____葡萄糖_____
以获取生命活动所需要的能量。
３， 合成代谢的功能与分解代谢相反，是指在有关酶系的催化下，由
__简单分子_____，
__ATP____，和_____[H]（还原力）____成____复
杂大分子______的过程。
４， 微生物可以利用的最初能源有___有机物____，___日
光____和___还原态（无机物）
____3类，它们经生物氧化等反应，最终产生___通用能源
（ATP）_______。
５，
６，
在微生物的新陈代谢中，『H』表示___还原力___或称__还原当量_____。
从葡萄糖开始的肽聚糖生物合成过程中，最重要的4中中间代谢物是__
N-乙酰葡
萄胺_____， __N-乙酰胞壁酸______，____
Park核苷酸___和___肽聚糖蛋体_____。
7,在厌氧发酵产能机制中的一个重要化合物
乙酰磷酸，可由__丙酮酸__或_乙酰CoA____等
中间 代谢物产生
，乙酰磷酸再通过___乙酸激酶____酶的催化，就可完成___
底物水平磷酸化___方式产AT
P。
8,在EMP途径中，有一个3碳中间代谢物___磷酸烯醇式丙酮酸___在__丙酮酸激酶_
__的催
化下产生了___丙酮酸____，
其间产生本途径中的第二个ATP，这是借___底物__水平磷酸化产ATP的有一个实例。
9,微生物的种类多主要体现在以下四个方面，即____生理代谢类型多，__代谢产物类型多
___，_物种数量多____和___遗传类型多__。
10,微生物具有多种为动植物所没有的生理，代谢类型，例如：
A.__
细菌光合作用____,B___嗜盐菌紫膜的光合作用___,
C___化能自养作用（化能合成作用）____,D___厌氧产能途径（厌氧生活方式）____,
E___生物固氮作用____,F___合成多种次生代谢物的能力____,G___对复杂有机分
子的生物
转化能力_____。
11，微生物调节其代谢流的大小有两种方法，其中的“粗调
”指调节____酶的合成量____，
而其中的“细调”则是指调节_____酶分子的催化活力__
_________。
12,在光能自养微生物中，其ATP和『H』都是通过以下3类光合磷酸化反
应获得的：①__
循环光合磷酸化______，例如：____光合细菌_____（菌名），②__
_非循环光合磷酸化____，
例如：____蓝细菌____（菌名），
③____紫膜的光合磷酸化_____，例如：___嗜盐菌_______（菌名）。
13，光能自养和光能异养微生物的能源均来自于____日光___的__辐射____能。
14,细菌的“异型酒精发酵”，是由__肠膜状明串珠菌_____菌等通过__ HMP ____
_途径进行
的，这是一葡萄糖分子可产生一分子_乳酸____，一分子__乙醇____，一分子二氧
化碳和一
分子ATP。
15,工业生产上常用的菌种按其产物的性质，可分为3类：生产__
__分解酶类_____，生产____
代谢产物及生物合成产物_______和生产菌体蛋白。 <
br>16,保持地球上生物圈繁荣昌盛的最重要的两个生物化学作用是____光合作用_______和__
_
生物固氮（作用）______，具有前一作用的主要生物是____绿色植物（或光合生物）___
____，
而具有后一种作用的生物是_____固氮微生物________。
三，
是非题
1，ED途径是某些微生物所特有的一种糖代谢途径，它也被称为KDPG途径。（ A ）
2，在菌细胞壁肽聚糖合成过程中，其肽尾的氨基酸残基是恒定的。（ B ）
3，按最新的化学渗透学说来看，一切生物的通用能源只有ATP这一种形式。（ B ）
4，在乳糖分解代谢系统中，乳糖操纵子经常处于阻遏状态。（ A ）
5，在酒精发酵技术——阿米露法中，所采用的糖化菌是米根霉。（ B ）
6，硝酸细菌所需要的能量（ATP）和还原力『H』都是由水合硝酸（H2O?NO2-）脱氢，
并
分别经呼吸链和逆呼吸链提供的。（ A ）
7，微生物细胞中，诱导酶的种类要比组成酶的种类多得多。（A ）
8，在代谢调节中，反馈抑制具有作用较间接，效果较缓慢等特点。（ B ）
9，在谷氨酸
发酵中，生物素的浓度对其产量有明显的影响，高浓度的生物素有利于谷氨酸
的高产。( B ) <
br>10，在柠檬酸发酵过程中，黑曲霉菌丝相互纠结，形成中空的颗粒并可见到退化细胞和许多
孢子
梗，这就是菌丝球。它的形成有利于氧的传递和柠檬酸产量的提高。（B ）
11,环丝氨酸和青霉
素抑制肽聚糖生物合成的机制都属于代谢类似物对有关酶活性中心竞争
作用。(A )
12，
凡是能够为微生物的生命活动提供结构物质，能量，代谢调节物质和良好生理环境的物
质，均称为微生物
的营养物。（ A ）
13，按最新的化学渗透学说来看，一切生物的通用能源只有ATP这一种形式。（B ）
14,由于固氮酶对氧极度敏感，故固氮作用必须在严格厌氧条件下才能进行。（ A ）
15,在光能营养型生物中，凡属原核生物者必不产氧。（B ）
16,反馈抑制是指某代
谢途径的末端产物（即终产物）过量是，会反过来直接抑制其前一个
酶的活性的现象。（ B ）
17,紫硫细菌，绿硫细菌，硝化细菌，硫化细菌和氢细菌生长所
需要的碳源物是CO2或碳酸
盐。（ A ）
18,凡光合细菌都是厌氧菌。（ A ）
19,若从细胞水平来看，微生物的代谢调控能力大大超过复杂的动植物。（ A ）
20,乳糖对乳糖操纵子的代谢调节，属于正调节。（ B ）
21,有的放线菌，若诺卡氏菌，能与非豆科植物共生固氮。（ B）
22,在柠檬酸发酵
过程中，黑曲霉菌丝体相互紧密纠结，形成颗粒状的菌丝球，均匀地悬浮
在发酵液中，这将有利于氧的传
递和产量的提高。（ A ）
23,在光能营养型生物中，反能产氧者，必是真核生物。（ B）
四，名词解释
1,抗反馈调节突变株（regulation
defective mutant） 1,指一种对反馈抑制不敏感或对阻
遏有抗性的组成性菌
株，或兼而有之的菌株，因此能分泌大量的末端代谢产物。例：多种氨
基酸和核苷酸的高产发酵菌种。
2,转肽作用（transpeptidation）2,在细菌细胞壁肽聚糖合成部位上进行的一个生化反应。
功能：使前后两条多糖链间通过形成甘氨酸五肽“桥”而发生纵向交联。此反应可被青霉
素所抑制。
3,最初能源（primary energy source）3,指生物为合成其
通用能源ATP而有赖外界提供的
营养源，其主要形式为有机物，日光或还原态无机物3类。
4,末端产物阻遏（end-product
repression）4,指由某代谢途径末端产物的过量积累而引起
的阻遏。
5,菌苔（lawn）,多个菌落相互连成一片即为菌苔。菌苔在微生物学工作中应用很多，例
如要研究
微生物的生理生化或其他有关特性以及生产实际中，往往选用。
6,异型乳酸发酵（hetrolactic fermentation）6,指一分子葡萄糖通过HMP途径
产生乳酸，
乙醇（或乙酸）和CO2等多种产物的发酵。如肠膜状明串珠菌可进行异性乳酸发酵。
7,酶活性调节（regullation of enzyme activity
）7,指在酶分子水平上的一种代谢调节，可通
过改变现成的酶分子活性来达到调节新陈代谢速率的目的
。包括酶活性的激活和抑制两个方
面。
8,紫膜（purple memb
rane）嗜盐菌细胞膜上呈斑片状独立分布，能进行独特光合作用的
紫色膜，其主要成分是一种称为细
菌视紫红质的蛋白质，以紫色的视黄醛作铺基。
9,阻遏（repression
）9,指当代谢途径中某末端产物过量时，通过阻碍该途径中包括关键
酶在内的一系列酶的生物合成，从
而达到更彻底地控制代谢和减少末端产物合成的作用
10,酶合成调节（regulation of enzyme synthesis）0,是一种通过调节酶
的合成量进而调节代
谢速率的调节机制，这是一种建立在基因水平上的代谢调节。包括酶合成的诱导和阻
遏两个
方面。
11,同型乳酸发酵（homolactic fermentation）11,指1分子葡萄糖通过EMP途
径只产生两
分子乳酸的发酵。如德氏乳杆菌可进行同性乳酸发酵。
12,生物氧化（biological oxidation）12,发生在活细胞内一系列产能性氧化反应的
总称，包
括呼吸，无氧呼吸和发酵等类型。
13,硝酸盐呼吸（nitrate respiration）13,无氧呼吸的一种，又称为反硝化作用。或
称异化
性的硝酸盐还原作用。指在无氧条件下，某些微生物利用硝酸盐作为呼吸连的最终氢受体并
还原成亚硝酸，从而实现氧化磷酸化的产能反应。
五, 问答题
1,简介无氧呼吸的5种类型？
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；
硫呼吸：无机硫作为无氧呼吸链的最终氢受体；
碳酸盐呼吸：以CO2或重碳酸盐作为无氧呼吸链的最终氢受体；
延胡索酸呼吸：延胡索酸充作无氧呼吸链的末端氢受体；
（注：也可用图示法回答）
2,试述EMP途径在微生物生命活动中的重要性？
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HMP，ED和TCA的联接等
）
。
3,简述好氧性自生固氮菌保护固氮酶免遭氧害的两种机制？
,呼吸保护：
利用一条分支的，与磷酸化解偶联的呼吸链进行较强的呼吸作用，可迅速地将
周围环境中的氧耗尽，以保
护固氮酶。构象保护：固氮酶在高氧下会形成一个无无固氮活性
但能防止氧损伤的特殊构想。
4,微生物的种类多（即多样性）表现在哪些方面？试以生理代谢类型为例，详细分析其多样
性
？
物种数量多：至今已记载的超过10万种；
生理代谢类型多；
代谢产物种类多；
遗传变异类型多；
生态系统类型多；
生理代谢类型举例：
分解初级有机物的能力（如天然气，石油，纤维素，木质素等）；
多种产能方式（细菌光合作用，紫膜光合作用，化能自养作用，厌氧产能方式）；
生物固氮；
合成复杂有机物（抗生素等次生代谢产物）；
对复杂有机物分子进行生物转化；
分解剧毒物质；
适应极端环境的能力；
病毒等非细胞生物的独特繁殖方式。
5,当把谷氨酸产生菌的油酸缺陷型菌株培养在限量添加油酸的培养基中时，可提高谷氨酸的
产量。试言其故？
油酸是一种含有一个双键的不饱和脂肪酸——十八碳烯酸，由它构成了细胞膜磷脂的主要成
分。
只有在油酸限量的培养基中，它合成了有少量缺损的细胞膜，这时既可保持细胞的正
常生长，由有利于谷氨酸的分泌，而且也不致产生反馈抑制。于是提高了谷氨酸的产量
6,试写出异养微生物的能源谱？
能源谱-——有机物：化能异养微生物
-——辐射能：光能异养微生物
7,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？
,原因：硝化细菌氧化亚硝酸时的产能效率极低；
硝化细菌还原CO2以合成细胞物质时，要消耗需大量耗能才能形成的还原力[H]。
乙酰辅酶A
丙酮酸能――
柠檬酸
8,试写出黑曲霉生成柠檬酸的生化反应（不必写分子结构）？
,葡萄糖——－ CO2
---草酰乙酸
丙酮酸
9,青毒素的制菌机制如何？为何它对休止细胞无效？
青霉素是肽聚糖单体无肽尾末端D-丙氨酸-D-丙氨酸的结构类似物，
它们两者可相互竞争转肽酶的活力中心。
当转肽酶被青霉素结合后，可使前后两个肽聚糖
单体间的肽桥交联反应受阻，无法合
成具正常机械强度的肽聚糖，从而形成了细胞壁缺损的细胞（如原生
质体，球状体等），极
易在不利条件下裂解。青霉素的作用机制在于抑制肽聚糖的生物合成。由于休止细
胞不进行
肽聚糖的生物合成，故青霉素也就无法显示其抑菌效果了。