微生物生理学从微生物生理生化的角度研究微生物细胞的形态结构

1、1. 微生物生理学： 从微生物生理生化的角度研究微生物细胞的形态结构和功能、新陈代谢、 生长繁殖等微生物生命活动规律的学科。2. 原核微生物和真核微生物的特点及包括的种类。原核细胞：核物质外没有核膜，只有称作核区的裸露DNA勺原始单细胞生物。可分为两大系： 古细菌和真细菌。古细菌包括产甲烷菌、嗜热嗜酸菌和极端嗜盐菌等。大多数原核生物属于 真细菌，其中包括细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体和蓝细菌等。真核细胞：核物质外有核膜包围， 具有明显的核结构， 能进行有丝分裂， 细胞质中存在细胞 器。包括真菌酵母菌、霉菌、原生动物、真核藻类和微型后生动物等。3. 原核微生物和真核微生物的相同点和不同

2、点有哪些？相同点： 遗传物质的本质相同，它们的细胞内同时兼有 DNA和RNA 病毒除外： 都 具有选择性的膜结构； ATP是生物用来进行能量转换的主要枢纽物质之一；一般都有产生能量与合成细胞物质的完整的酶系统； 细胞元素组成、糖代谢、核苷酸与氨基酸赖 氨酸除外的生物合成途径根本相同； 蛋白质与核酸生物合成的方式也根本相同。特征原核微生物真核微生物大小110 卩 m10100m结构 组成细胞壁肽聚糖、脂多糖、磷壁酸几丁质*、多聚糖等细胞膜无甾醇有甾醇鞭毛无9+ 2结构有9+ 2结构细胞核核膜无有核结构类核完整的核结构染色体数1条:1条以上核仁无有繁殖二分裂或菌丝断裂有丝分裂核糖体(30+ 50)

3、 70S(40+60) 80S细胞器无线粒体、叶绿体有呼吸链定位于细胞膜，类型多样线粒体膜，两条4.原核微生物和真核微生物鞭毛和纤毛的主要区别及真核微生物鞭毛和纤毛的相同点和不 同点.特征原核微生物细菌的鞭毛真核微生物的鞭毛真核微生物的纤毛长度约20 im150 im510 im直径1218nm150300nm0.3 0.5 nm轴结构无9+ 2结构，由鞭毛蛋 白的亚基以螺旋列围绕 着柱形轴排列、无膜9+ 2图形，有膜9+2图形，有膜化学组成单一蛋白质组成、称鞭 毛蛋白或鞭毛素70 %蛋白质，20%脂类，10%的糖与少量核酸70 %蛋白质，20%脂类，10%的糖与少量核酸氨基酸不存在半胱氨酸普

4、通氨基酸普通氨基酸5. 原核微生物鞭毛的根本结构和化学组成.结构：基体、鞭毛钩和鞭毛丝。化学组成主要为蛋白质，并含有少量的脂类、多糖和核酸。6. 真核微生物鞭毛的根本结构和化学组成。结构：9+2:中央有2根微管，外周有9对二联管微管环绕，中央的2根微管之间有架桥相连， 外包中央鞘。外周的二联管有 A管亚纤维和B管亚纤维组成， A管亚纤维上伸出内外2条动力蛋白臂。A管和相邻的B管间有细纤丝相连。轴丝外有鞭毛外膜包裹着。化学组成主要为70%蛋白质，20%脂类，10%的糖与少量核酸。7. 菌毛的主要功能及其与性菌毛的主要区别。菌毛的主要功能是粘连作用。性菌毛和菌毛有一定的区别，在细胞上的数量比菌毛少

5、，通常只有110根，其作用也不同。一般见于G-细菌的雄性菌株中，具有向雌性菌株传递遗传物质的作用。8. 荚膜的化学组成及生理作用。化学组成：约占90%的水分，主要成分是多糖外表多糖与胞外多糖，少数是蛋白质或多肽，也有多糖与多肽复合型的。生理作用：保护作用；抗枯燥；贮存物质；有利于固氮菌的生存。9. G+和G-细胞壁的结构和组成。10. 磷壁酸的类型和生理功能。类型：甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。生理功能：1.使细胞呈电负性，通过静电引力在细胞的一定区域维持高浓度的二价离子Mg2+ ,以保持细胞壁的稳定和提高有关合成细胞壁的酶活性。2.增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、防止被白细胞吞噬等。3.赋予G+

6、细菌特异的外表抗原，可用于菌种鉴定。4.储存磷元素；5.可作为噬菌体的特异性吸附受体；6.调节细胞内自溶素的活力，防止细胞因自溶而死亡。11. LPS的组成和生理功能。脂多糖由类脂A、多糖核心和O-特异侧链三局部组成。主要功能有：a.是G-菌致病物质的根底，类脂 A为G-细菌内毒素的毒性中心。 b.具有吸附 Mg2+ Ca2+等阳离子以提高它们在细胞外表的浓度的作用。c .脂多糖特别是其中的 O-特异性多糖的组成和结构的变化决定了 G-细菌细胞外表抗原决定族的多样性。 d.是许多噬菌体 在细菌细胞外表的吸附受体。12. G+细菌和G-细菌细胞壁生理学特性比拟。成分G+细菌G-细菌壁厚度nm10

7、 8010 15肽聚糖量占干重%30 7010革兰氏染色反响能阻留结晶紫被染成紫色经脱色而被复染成红色外壁层外膜-+脂多糖-+磷壁酸+-类脂和脂蛋白含量低仅抗酸性细菌含有高鞭毛结构一对环两对环士 士丿毒素以外毒素为主以内毒素为主对机械力的抗性强弱抗溶菌酶弱强对冃霉素和磺胺敏感不敏感对链霉素、氯霉素及四环素不敏感敏感对叠氮化钠敏感不敏感对枯燥抗性强抗性弱产芽孢有的产不产13.真核微生物细胞壁的组成。真菌细胞壁主要由多糖、 少量蛋白质和脂类物质组成。藻类细胞壁由纤维素组成，也有些种类由木聚糖和甘露糖组成的多糖来代替纤维素。14. 微生物的营养类型： 光能异养型：红螺细菌；化能异养型：绝大多数细菌和

8、全部真核微 生物；光能自养型：蓝细菌和藻类；化能自养型：氢细菌和硝化细菌。15. 微生物所需要的营养素：1碳源和能源：微生物不可或缺的营养物和提供生命活动所需的能量来源。2氮源：是保持生命的根本物质。氮素是微生物生长所需要的主要营养源。3生长因子：微生物生长所不可缺少的微量有机物质。4无机盐：为微生物提供碳、氮源以外的各种重要元素。5水：细胞生化反响需水的寻在，同时水还参与很多反响。6溶解氧：水和有机化合物的元素成分。16. 大肠杆菌趋化性调控机制在大肠杆菌的细胞膜内，有一种甲基接受趋化性蛋白MCP，它是一种化学刺激物分子 的结合蛋白。结合蛋白与特定的营养氨基酸、糖、无机离子等有很高的亲和力，

9、每一类对各自的特定化合物有趋化反响。而丧失结合蛋白将失去对相应化合物的趋化反响，但对大肠杆菌运动并无阻遏，因它的作用只是梯度感应，而不直接参与运动。MCP横贯细胞膜的内外，能将细胞外表的信息传入细胞内。MCP的活性还要受到甲基化作用的调节，而甲基化作用导致细胞的趋化性反响。处于高活性蛋白上的特异羧基暴露易于甲基化；而低活性蛋白那么易于脱甲基化。这两种情况下都使MCP的活性恢复到中间状态，这是由于细菌长久处于引诱齐域排斥剂的环境中产生的一 种适应性反响。MCP可逆的甲基化作用受趋化性蛋白因子B及z的控制。B因子为一种甲基转移酶，可将S-腺苷酰-甲硫氨酸的一个甲基转移到多肽链的一个酸性氨基酸的羧基

10、上去，形成甲脂 键；而Z因子那么为一种酯酶，能使此甲酯键水解而释放一分子甲醇，从而使蛋白质脱甲基 化。17. 微生物营养运输的方式、特点及其区别与联系。方式简单扩散促进扩散主动运输基团转位特点不需能量，顺梯 度，非特异性不耗能量，顺梯 度，需膜载体需载体能量逆浓度运输需载体能量逆浓度运输载体蛋白无有有有运送速度慢快快快溶质运送方向由浓至稀由浓至稀由稀至浓由稀至浓平衡时内外浓度内外相等内外相等内部浓度高内部浓度高运送分子无特异性特异性特异性特异性能量消耗不需要不需要需要需要运送前后溶质分子不变不变不变改变载体饱和效应无有有有与溶质类似物无竞争性有竞争性有竞争性有竞争性运送抑制剂无有有有运送对象举

11、例H2O CO2 02、甘油、乙醇、少数氨 基酸、盐类、代谢 抑制剂SO42-、PO42-、糖类真核微生 物氨基酸、乳糖等糖类、Na+、Ca2+等无机离子葡萄糖、果糖、 甘露糖、嘌吟、 核苷、脂肪酸等18. 影响营养物质运输的因素有哪些？营养物质本身的特性： 一般来说，小分子物质比大分子物质、脂溶性物质比水溶性物质、不带电荷物质比带电荷物质更容易通过细胞膜。环境条件：1、温度2、pH3、代谢和呼吸的抑 制剂与解偶联剂4、通透性诱导物与被运输物质的结构类似物 载体物质生物合成调节：1大 肠杆菌己糖磷酸运输系统 2鼠伤寒沙门氏菌 PTS载体物质生理活性调节：1膜电势调节2. 胞内磷酸糖调节3.CA

12、MP环化酶与渗透酶的共同调节19. 为什么ATP是最重要的高能化合物？在生物细胞中，生物氧化放出的能量不能与需能反响直接发生偶联，必须借助能量载体才能供应能量，ATP就是能量的携带者，通过 P基因的传递而传递能量，起承上启下的作用。生物体通过ATP的生成与水解使放能反响与需能反响偶连起来。20. ATP生成的方式有哪些？1 基质底物水平磷酸化：微生物在基质氧化过程中，产生一种含高自由能的中间体，这 一中间体将高能键交给ADP，使ADP磷酸化而生成 ATP。2 .氧化磷酸化：微生物在在 氧化底物后产生的电子，通过电子传递体系传递并产生ATP的过程。3光合磷酸化：光引起叶绿素、菌绿素或菌紫素逐出电

13、子，通过电子传递产生ATP的过程。21. 葡萄糖的酵解途径及产能情况。1.EMP途径：产生2分子 ATP和2分子NADH °2.HMP途径：1分子ATP和大量NADPH3.ED 途径的结果：1分子 ATP, 1分子NADPH 和1分子NADH4.PK 途径22. 发酵的类型及产能情况。1、乙醇发酵：2ATP ;甘油发酵：不产 ATP。2、乳酸发酵：同型：2ATP;异型：1ATP ;双 歧：2.5ATP。3、丙酸发酵：琥珀酸一丙酸途径 2ATP ;丙烯酸途径：3ATP.4、丁酸发酵：3ATP; 丙酮一丁醇发酵：2ATP。5、混合酸发酵：2.5ATP; 丁二醇发酵：2ATP。23. 呼吸

14、链的组成。NADH脱氢酶、黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白和辅酶Q。24. 呼吸链氧化磷酸化的机制。化学渗透学说。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至外侧，从而造成了质子分布不均一一质子梯度质子动力、pH梯度等，这是产生ATP的来源，因为可通过 ATP合成酶的逆反响，把质子从膜的外侧再输回到内侧，结果 消除了质子梯度，合成了ATP。25. 无氧呼吸的类型。1、无机盐呼吸：硝酸盐呼吸、硫酸盐呼吸、硫呼吸、 铁呼吸、碳酸盐呼吸。2、有机盐呼吸： 延胡索酸呼吸、甘氨酸呼吸、氧化三甲呼吸。26. 光合磷酸化的类型及特点。1、循环光合磷酸化：只有一个光反响系统不放氧

15、，复原力来自H2S等无机氢供体，产能与产复原力分别进行。2、非循环式光合磷酸化：电子的传递途径是属非循环式的，在有氧条 件下进行，有两个光合系统，反响中可产ATP、复原力和O2，复原力来自H20的光解。27. 化能自养菌的类群及其能量代谢的特点。 氢细菌，硝化细菌，硫化细菌，铁细菌。特点：1无机底物的氧化直接与呼吸链发生关系与EMP、TCA过程不同;2呼吸链组分更具多样化，氢或电子可从任一组分进入呼吸链；3产能效率较低P/O。28. 生物合成三要素及合成代谢的特点。要素：能量、复原力一一NADP+NADH、小分子前体物特点：大分子物质都是由很少种类 的分子单体通过一定的化学键聚合而成；细胞大量

16、利用同样的酶同时催化合成代谢和分解代谢的一些反响；合成和分解代谢途径中的关键部位由特定的酶控制；合成代谢途径总体不可逆；真核微生物的合成和分解代谢途径局限于细胞的不同区域；合成和分解代谢采用不同的辅基。29. 微生物单糖葡萄糖合成的主要途径及其前体物质的主要来源。主要途径一般都是通过 EMP途径的逆向反响合成 6-磷酸葡萄糖，再转化为其他二糖和多糖。 来源：1自养微生物通过卡尔文循环产生3磷酸甘油醛，通过复原的羧酸环产生草酰乙酸或乙酰COA。2异养微生物利用乙酸为碳源，经乙醛酸循环产生草酰乙酸；利用乙醇酸、 草酸、甘氨酸为碳源通过甘油酸途径省省3磷酸甘油醛；以乳酸为碳源时。可直接氧化形成丙酮酸

17、。3甲养菌利用一碳化合物时，可通过核酮糖磷酸进行碳同化作用，也可通过丝氨 酸途径进行。30. 微生物肽聚糖的合成过程。各类抗生素对肽聚糖生物合成的抑制机理。合成过程：1双糖肽单位合成2十一萜醇循环阶段细胞膜、壁3聚合阶段磷霉素：抑制UDP N 乙酰葡萄糖胺烯醇式丙酮酸的产生。环丝氨酸杆菌肽：抑制丙氨酸消旋酶和丙氨酸一丙氨酸连接酶。3 -内酰胺类抗生素：抑制肽聚糖的交联一转肽作用。31. 自养微生物二氧化碳同化的方式有哪几种？卡尔文循环中的物质转换和能量利用情 况。卡尔文循环；复原性三羧酸循环固定 CO2 逆向TCA循环途径；厌氧乙酰CoA途径。 卡尔文循环又称核酮糖二磷酸途径或复原性戊糖磷酸循

18、环。这一循环是光能自养微生物和化能自养微生物固定 CO2的主要途径。1 羧化反响：CO2的受体是1,5-二磷酸核酮糖，它是在 5-磷酸核酮糖激酶的催化下，由5-磷酸核酮糖产生的。然后，在1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用下，1,5二磷酸核酮糖吸收一个CO2，生成2分子3-磷酸甘油酸。2 复原反响：被固定的 CO2的复原，这一过程是紧接在羧化反响后，立即发生3-磷酸甘油酸上羧基复原为醛基的反响经EMP途径的逆反响进行，生成3-磷酸甘油醛。将酸还原成醛需要复原态的 NADPH，还需要3-磷酸甘油酸激酶和 3-磷酸甘油醛脱氢酶。32各类自养微生物复原力产生途径。化能自养微生物1.直接偶联：氢细菌的电子

19、传递系统，在氧化 H2的同时，生成NADH2。 2电子反向传递：呼吸链中，均从复原电位低t高，放能反响；而在电子反向传递中，从 高t低，必定需要能量，最后传给NAD NAD+ 或NADP NADP+ 产生复原力。光能微生物： 在非环式光合磷酸化反响中，绿色植物，蓝细菌一一光合系统in、光合 细菌在此过程中，均有 NADH或NADPH产生。大多数光合细菌进行环式光合磷酸化反 应：由ATP驱动反向电子传递，从复原 NAD+中获得NADH。33. 脂肪酸饱和和不饱和的合成途径。饱和脂肪酸的合成引物的生成：乙酰CoA 原料+ ACP t乙酰-ACP + CoA供体的生成：由乙酰CoA生成三碳单位，三碳

20、单位再与引物结合时，同时发生脱羧过程，引物上每 次增加一个二碳单位。脂肪酸碳链的延长：脂肪酸碳链的延长分 4步进行，包括合成、还原、脱水、复原循环不饱和脂肪酸的合成大致有以下两种方式：1减饱和作用好养：饱和脂肪酸脱氢t不饱和脂肪酸2不饱和脂肪酸合成支路： 厌氧条件下合成一个双键 不饱和脂肪酸时，其双键 是在合成10个碳原子的脂酰-ACP之前产生的。超过10C只能合成饱和脂肪酸。34. 生物固氮及固氮微生物的分类。生物固氮：由微生物将自然界中的分子氮复原为氨的过程。分类：1自身固氮微生物：厌氧菌、兼性厌氧菌、好氧菌、蓝细菌。2共生固氮微生物：与豆科植物共生的根瘤菌，与非豆科植物共生的固氮菌。35

21、. 固氮酶的构成及特点。固氮酶由两局部构成：即固氮铁钼氧还蛋白和固氮铁氧还蛋白 特点：1含钼辅因子2固氮酶的专一性复原三键化合物。固氮酶不仅催化氮复原成氨，还能催化HCN、NO2、C2H2等复原成相应的产物。 3固氮酶对02的敏感性：被氧处理后可 导致酶活性不可逆地丧失。4固氮酶的冷不稳定性：固氮酶在摄氏零度左右比在室温下更容 易失活。参加乙醇可起保护作用。36. 有氧环境中固氮菌的保护机制。1呼吸保护作用：通过加强呼吸来提高氧的消耗率，使氧在到达固氮酶反响部位之前被消 耗。2.构象保护作用：利用构象改变，使氧敏感部位隐藏起来。3结构保护：异形细胞：异形细胞的外表积与体积之比拟小，且细胞壁较厚

22、，这样环境中的氧就较难进入细胞。另外,异形细胞内缺乏产氧的光合系统n。37. 固氮酶活性的调节。氨调节：固氮菌在氨过量时，它的固氮酶系统会受抑制。仁氨甲酰磷酸的作用：微生物可以将氨同化生成氨甲酰磷酸。而氨甲酰磷酸抑制固氮酶的活性和合成。2 谷氨酰胺合成酶的作用：固氮酶基因受谷氨酰胺合成酶的控制，在缺少谷氨酰胺合成酶时，固氮酶不能合成。其它因子的调节：1. ATP/ADP比率调节：比率降低，固氮酶的活性受到抑制；比率提高， 活性也相应增加。2钼调节：固氮酶的酶 I及其铁钼辅因子都必需钼元素。3 氧调节：氧不仅能使固氮酶失活，同时氧也能阻遏固氮酶的合成。38. 蛋白质的合成过程。1.氨基酰tRNA

23、的形成；2.合成起始：;3.肽链的延伸；4.肽链的终止；5翻译后的修 饰39. 嘌呤、嘧啶核苷酸的合成及其调节。嘌呤核苷酸的合成：合成次黄嘌呤核苷酸(IMP)阶段；次黄嘌呤核苷酸合成鸟嘌呤核苷酸(GMP)和腺嘌呤核苷酸(AMP)阶段。嘧啶核苷酸的合成：1氨甲酰磷酸与天冬氨酸缩合，生成氨甲酰天冬氨酸。然后，经脱水、 脱氢生成乳清酸。乳清酸同5-磷酸核糖焦磷酸反响、生成乳清酸核苷酸，再经脱羧生成尿嘧啶核苷酸。2胞嘧啶核苷酸是在尿嘧啶核苷酸的根底上，经两次磷酸化和氨化作用转变而 来。3由嘧啶碱和核苷合成核苷酸尿嘧啶+5-磷酸核糖焦磷酸t尿嘧啶核苷酸+PPi;尿嘧啶+1-磷酸核糖t尿嘧啶核苷 +ADP

24、尿嘧啶核苷+ATPt尿嘧啶核苷酸+Pi。调节：在三个控制点受终产物反响抑制。1.氨甲酰P合成酶受UMP反响抑制；2.天冬氨酸转氨甲酰酶和CTP合成酶，受CTP反响抑制。40. 细胞对酶代谢调节的主要类型。1酶活性调节：属代谢调节，通过终产物或中间产物对已有的酶分子活性的激活或抑制来控 制代谢速率(也称反响抑制)。2酶合成调节：属基因调节，调节酶分子的合成量主要通过： 诱导式和阻遏式。41. 协同反响抑制、累积反响抑制、增效反响抑制、顺序反响抑制的概念和机制。1协同反响抑制有 2种情况：在分支代谢途径中有2个或2个以上终产物同时过量时(E,G),可抑制共同途径的起始步骤，单独过量时不表现抑制作用

25、。当终产物单独过量时， 抑制各终产物前的酶活性，不抑制共同途径酶活性，只有同时过量时，才协同抑制。2累积反响抑制：分支代谢途径中的几个终产物，任何一个过量时都能对共同途径中的某个 酶产生局部抑制作用，总的效果是累加的，并且各个末端产物所引起的抑制作用互不影响， 只是影响这个酶促反响的效率。3增效反响抑制：分支代谢途径的几个终产物，其中任何一个过量时仅局部抑制共同途径中 某个酶的活性。同时过量时，其抑制程度可超过各产物单独存在时抑制值的总和。4顺序反响抑制：通过逐步调节，到达平衡。42. 用能荷调节来解释巴斯德效应。巴斯德效应：02的存在可使酵母菌细胞行呼吸作用而造成乙醇产量显著下降。02的存在

26、使EMP的终产物进入 TCA.使ATP、柠檬酸和异柠檬酸量增大，抑制PFK活性。造成6 PG浓度上升，使 G输入细胞速率下降。消耗速率也下降。43. 简述变构酶的结构、变构效应及变构效应的类型。结构：是调节酶中较重要的一种酶，同时兼有酶活性中心和别构中心，它们处于酶分子的不同部位。其中活性中心负责酶与底物的结合，另构中心负责调节酶的活性。变构效应：调节物或效应物与酶分子的别构中心结合后，诱导或稳定住该分子的某种构象，因结合后的该亚基形状即改变一一并可促使其他亚基的结合部位发生变化，从而导致酶活性中心与底物的结合受到影响，调节酶的反响速度及代谢过程。简述变构作用机制的分子模型。 类型：1、同促效

27、应，调节物即底物，一般有2个以上底物结合中心，其调节作用取决于被占据的底物结合中心数。 2、异促效应：调节物不是底物分子，是底物以外的代谢物。44. 简述变构作用机制的分子模型。协调模型齐变、对称模型：变构酶存在两种构象状态，即R状态催化状态或松弛 态和T状态抑制状态或紧张态，在两种状态间有一个平衡，添加底物、激活剂或抑制 剂可以使R状态和T状态两种构象状态的平衡发生移动，底物和激活剂对 R状态亲和性大，当激活剂与酶的一个亚基结合后，所有亚基都变成易于与底物结合的活化型，结果提高了酶的活性，反之，抑制剂与酶结合后变成抑制型，使酶活性降低或消失。顺序模型序变模型：酶的活化型和抑制型之间有一个连续的中间状态，当激活剂与酶的一个亚基结合后，其余的亚基的构象逐个依次变化，最后形成活化型的酶分子。反之，抑制剂与酶分子结合后， 各个亚基经顺序变构后，形成抑制型的酶分子。45. 以大肠杆菌谷氨酰胺合成酶 GS为例说明腺苷酰化/脱腺苷酰化对酶活性的调节。谷氨酰胺浓度高，调节调节蛋白 PH脱尿苷酰化，从而使腺苷酰转移酶 AT催化GS腺苷酰 化，导致酶活性很低，防止谷胺酰胺过量合成；谷氨酰胺浓度低，调节调节蛋白Pn脱尿苷酰化，从而使腺苷酰转移酶 AT催化GS去腺苷酰化，GS活性高，谷氨酰胺迅速合成。46. 乳糖操纵子的结构。包括启动基因、操纵基因