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③ 生长因子过量合成的微生物。
7、什么叫水活度（aw）？它对微生物的生命活动有何影响？对人类的产生实践和日常生活有何意义？
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。器定量涵义是：在同温同压下，某溶液的蒸汽压（P）与纯水蒸汽压（P0）之比。即该溶液的百分相对湿度值（ERH），aw＝P/P0＝ERH/1OO。
知道了各类微生物生长的aw后，有利于设计他们的培养基，而且还对防止食物的霉腐具有指导意义。
9、什么叫做基因移位？试述其分子机制
答：基因移位指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点就是溶质在运送前后都会发生分子结构的变化，不同于一般的主动运送。 分子机制：
（1）热稳载体蛋白（HPr）的激活 细胞内高能磷酸化合物－磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团通过酶Ⅰ的作用把HPr激活：PEP+ HPr=丙酮酸＋P~ HPr HPr作为磷酸载体结合到细胞膜上。HPr和酶Ⅰ在磷酸转移过程中均无底物特异性。 （2）糖经磷酸化而转入细胞膜内 膜外环境中的糖分子结合到细胞膜外表上的特异性膜蛋白－酶Ⅱc，接着糖分子被经P~ HPr→酶Ⅱa→酶Ⅱb逐级传递来的磷酸基团激活，最后通过酶Ⅱc把这一磷酸糖释放到细胞质中。 如下图：
10、什么是选择性培养基？试举一例并分析其中的原理。 是一类根据某微生物的特殊营养要求或对某种化学、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种变成优势菌的功能，广泛用于菌种的筛选。
例如：无氮培养基，可以抑制非固氮菌的生长，从而达到富集好氧性自生固氮菌目的。 11、什么是鉴别性培养基？试以EMR培养基为例，分析其鉴别作用的原理。
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辨别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌的培养基。
+
EMR培养基，即伊红美蓝乳酸培养基，含有伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制G细菌和
-一些难培养的G细菌。在低酸度下，这两种染料会结合并形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。详：
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G+菌：受抑制 产酸力强菌落在透射光下呈紫色，反射光下呈绿色金属闪光 如：大肠杆菌 能发酵乳酸，产酸 G菌 －产酸能力弱，菌落棕色 如：肠杆菌属 不发酵乳酸，不产酸，菌落无色透明 如：沙门氏菌
第五章 微生物的新陈代谢
事先说明：本章之难度，非吾等所能彻底领悟与概括，故曾一度为本章是否该杀菌而产生争议，最终顶着压力而上，终于完成，但仍请各位对本章答案参考为主，不离课本。
3. 在化能异养微生物的生物氧化中，其基质脱氢和产能途径主要有哪几条？试比较各途径的主要特点。
答：在化能异养微生物的生物氧化中，其底物脱氢和产能主要有4条途径
① EMP途径，又称糖酵解途径。它以1分子葡萄糖为底物，经过10步反应而产生2分子
＋
的丙酮酸、2分子NADH＋H和2分子ATP。 特点是：产能效率低，但是生理功能极其重要，是连接其他重要代谢途径的桥梁，为生物合成提供多种中间代谢物，通过逆反应进行多糖合成
② HMP途径，又称戊糖磷酸途径。其特点是葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧
＋
化，并能产生大量NADPH＋H形式的还原力以及多种重要中间代谢产物
③ ED循环。特点：葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步反应才能形
成的丙酮酸；具有一特征反应――KDPG（葡萄糖-6-磷酸）裂解为丙酮酸和甘油醛-磷酸；存在一特征性酶－KDPG醛缩酶；终产物2分子丙酮酸来历不同，其一由KDPG直接裂解而来，而另外一个来自3-磷酸-甘油醛经过EMP途径转化而来；产能效率很低 ④ TCA循环，三羧酸循环。特点是：氧不直接参与其中反应，但必须在有氧情况下运转；
美分子丙酮酸可以产生4个NADH和一个FADH2 和一个GTP/ATP，产能效率很高； TCA还是其它分解和合成代谢的中间枢纽
9、什么叫无氧呼吸？试列表对各种无机盐呼吸和延胡索酸呼吸加以简单的比较。 无氧呼吸又称厌氧呼吸，指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物的生物氧化。 类型 硝酸盐呼吸 硫酸盐呼吸 电子受体 硝酸盐 硫酸盐 微生物 反硝化细菌 主要是硫还原菌和古细菌 Copyright of 04 生物
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铁呼吸 碳酸盐呼吸 延胡羧酸呼吸 Fe3+ CO2或碳酸盐 延胡羧酸 专性厌氧菌和兼性厌氧菌（包括化能异养细菌、化能自养细菌和某些真菌） 同型乙酸菌，专性厌氧菌，产甲烷古细菌 存在于某些兼性厌氧菌和某些厌氧菌
10、试列表比较呼吸、无氧呼吸和发酵的异同点。 相同点 不同点 呼吸 需氧（必需） 完整的呼吸链 [H]受体为外源的O2 氧化磷酸化反应产生ATP 产能效率高 无氧 部分呼吸链递氢 无氧呼吸 无氧 不经呼吸链递氢 发酵 底物均发生脱氢氧化反应，为微生物生长发育提供能量 [H]受体是外源无机氧化[H]受体为内源性中物（少数为有机氧化物） 间代谢物 氧化磷酸化产能 产能效率比较低 底物水平磷酸化产能 产能效率低
11、试从狭义和广义两个方面来说明发酵的改概念。 广义的发酵概念：任何利用好氧性或厌氧性微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。
“发酵”还有“利用”的意思，如“该菌能发酵乳糖”即“该菌能利用乳糖作为碳源或/和能源”。
狭义的发酵概念：在无外源电子供体和电子受体的条件下，底物脱氢后所产生的电
子未经呼吸链传递而直接交给某一内源性电子受体，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
13．试述在细菌鉴定中V.P.试验的原理。
答：V.P.试验是利用E.aerogenes（产气肠杆菌）能产生3-羟基丁酮（乙酰甲基甲醇）的原理，因为它在碱性条件下可被氧化成二乙酰，若用有胍基的精氨酸与二乙酰反应，就可产生特征性的红色反应（即V.P.阳性），而与E.aerogenes近缘的E.coli呈V.P.阴性，故极易区别两菌。
14.试列表比较同型和异型乳酸发酵。 类型 同型 异型 途径 EMP HMP 产物/1葡萄糖 2乳酸 1乳酸 1乙醇 1CO2 产能/1葡萄糖 2ATP 1ATP 菌种代表 德氏乳杆菌 粪链球菌 肠膜明串球菌 Copyright of 04 生物
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1乳酸 1乙酸 1CO2 1乳酸 1.5乙酸 2ATP 短乳杆菌 2.5ATP 两歧双歧杆菌 16.细菌的酒精发酵途径如何？它与酵母菌的酒精发酵有何不同？细菌的酒精发酵有何优缺点？
答：酵母菌通过EMP（即糖酵解）途径发酵，某些缺乏完整EMP途径的微生物通过ED途径发酵。EMP途径总共十步反应，总反应式见课本103页，ED途径只经过四步反应即可获得由EMP途径须经十步反应才能形成的丙酮酸。总反应式及途径简图见课本105页。（不好意思，图和反应式不太容易打在这上面，请同学们看课本吧）
细菌酒精发酵的优点：代谢速率高，产物转化率高，菌体生长少，代谢副产物少，发酵温度较高，以及不必定期供氧等；
细菌酒精发酵的缺点：生长pH较高（细菌约pH5，酵母菌为pH3），较易染杂菌，并且对乙醇的耐受力较酵母菌低（细菌约耐7%乙醇，酵母菌为8%~10%）。
18、在化能自养细菌中，亚硝化细菌和硝化细菌是如何获得其生命活动所需的ATP和还原力[H]的？
答：由亚硝化细菌引起的反应反应式讲课本121页，由NH3氧化为NO2的过程中，共产生
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4e－，其中仅2e到达细胞色素aa3这一末端氧化酶。在整个反应过程中，共产生1个ATP。
－
硝化细菌可利用亚硝酸氧化酶（nitrite oxidase）和来自H2O的氧把NO2氧化为NO3，并引起电子流经过一段很短的呼吸链而产生少量ATP。反应式见课本121。
19、什么叫循环光合磷酸化？什么叫做非循环光合磷酸化？ 答：循环光合磷酸化是一种存在于光合细菌中的原始光合作用机制，可在光能驱动下通过电子的循环式传递而完成磷酸化产能反应。 非循环光合磷酸化是各种绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应，即通常所说的光合作用。
21 试述嗜盐菌紫膜光合作用的基本原理。
答：嗜盐菌在无氧条件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上视黄醛辅基构象的变化，可使质子不断驱至膜外，从而在这个质子泵的作用下使膜两侧建立一个质子梯度差，根据化学渗透学
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－－
说，这一梯度差（即质子动势）驱使H通过ATP酶的孔道进入膜内以到达质子平衡，推动ATP酶合成ATP，此为光介导ATP合成，即紫膜的光合作用。
24．什么叫乙醛酸循环？试述它在微生物生命活动中的重要功能。
答：乙醛酸循环又称乙醛酸支路（glyoxylate shunt）,因循环中存在乙醛酸这一关键中间代谢物而得名。（考虑到大家在考微生前会对生化进行一番痛苦的记忆，若是够强，可把乙醛酸循环途径写下来）
它是TCA循环的一条回补途径，可使TCA循环不仅具有高效产能功能，而且还兼有可为许多重要生物合成反应提供有关中间代谢物的功能，例如，草酰乙酸可合成天冬氨酸，α－酮戊二酸可合成谷氨酸，琥珀酸可合成叶卟啉等。在乙醛酸循环中有两个关键酶——异柠
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檬酸裂合酶（isocitrate lyase, ICL）和苹果酸合酶（malate synthase, MS），它们可使丙酮酸和乙酸等化合物源源不断地合成4C二羧酸，以保证微生物正常生物合成的需要，同时对某些生长在以乙酸为唯一碳源的微生物来说，更有至关重要的作用。
29、什么是生物固氮作用？它对生物圈的繁荣发展有何重要作用？能固氮的微生物有哪几类？
生物固氮是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力，生物固氮作用是地球上仅次于光合作用的生物化学反应，它为整个生物圈中一切生物的生存和繁荣发展提供了不可或缺和可持续供应的还原态氮化物的源泉。能固氮的微生物从其生态类型来分，有以下三类：1.自生固氮菌；指一类不依赖与他种生物共生而能独立进行固氮的微生物。2.共生固氮菌；指必须与他种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物。3.联合固氮菌；指必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮的微生物。
34、在生物固氮中，为何常伴有H2的产生？
因为在还原N2时，还原一个分子，需要六个点子，但是实际测定却需要8个点子，其中2个消耗在产生H2上（见136页图5-34），所以在生物固氮中常伴有H2产生。固氮酶除能催化N2——NH3外，还具有催化2H+ + 2e- ——H2 反应的氢化酶活性。当固氮菌在缺N2环境下，其固氮酶可将H+全部还原为H2释放；在有N2环境下，也只是把75%的还原力[H]去还原N2,而把另外25%的[H]以产H2方式浪费掉了。
35、既然固氮酶在有氧条件下会丧失其催化互利，为何多数固氮菌（包括蓝细菌）却都是好氧菌？试简述不同类型好氧固氮菌的抗氧机制。
因为好氧生化反应如好氧呼吸和非循环光合磷酸化能够给固氮微生物的生命活动包括生物固氮提供大量能量，而且好氧性固氮菌在长期进化过程中，早已进化出适合在不同条件下保护固氮酶免受氧害的机制。1、好氧性自生固氮菌的抗氧化保护机制：（1）呼吸保护 至固氮菌科的菌种能以极强的呼吸作用迅速将周围环境中的氧消耗掉，使细胞周围微环境处于低氧状态，借此保护固氮菌。（2）构象保护 在高氧分压条件下，维涅兰德固氮菌和褐球固氮菌等固氮酶能形成一个无固氮活性但能防止氧害的特殊构象，称为构象保护，构想保护的原因是存在一种耐氧蛋白即铁硫蛋白Ⅱ，它在高氧条件下可与固氮酶的两个组分形成耐氧的复合物。2、蓝细菌固氮酶的抗氧化保护机制：蓝细菌是一类放氧性光合生物，在光照下，会因光合作用放出的氧而使细胞内氧浓度急剧增高，他们进化出若干固氮酶的特殊保护系统，主要有（1）分化出特殊的还原性异形胞，异形胞的体积较一般营养细胞大，细胞外有一层由糖脂组成的片层式的较后外膜，它具有组织氧气进入细胞的屏障作用；异形胞内缺乏产氧光合系统Ⅱ，加上脱氢酶和氢化酶的活性高，使异形胞能维持很强的还原态；其中超氧化物歧化酶的活性很高，有解除氧毒害的功能；此外异形胞还有比邻近营养细胞高出2倍的呼吸强度，借此可以消耗过多的氧并产生对固氮必须得ATP.(2)非异形胞蓝细菌固氮酶的保护：他们一般缺乏独特保护机制，但却有相应的弥补方法（例子见138页）。3、豆科植物根瘤菌固氮酶的抗氧化保护机制：许多类菌体被包在一层类菌体周膜中，维持着一个良好的氧、氮和营养环境。最重要的是此层膜的内外都存在着一种独特的豆血红蛋白。豆血红蛋白通过氧
3+2+
化态（Fe）和还原态（Fe)间的变化可发挥“缓冲剂”作用，借以使游离O2维持在低而恒定的水平上，使根瘤中的豆血红蛋白结合O2与游离氧的比率一般维持在10000比1的水平上。
都是了解题，所以一起答，26什么是CO2固定的厌氧乙酰－CoA途径？
具体请看反应步骤 27什么是CO2固定的逆向（还原性）TCA循环？
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