微生物代谢习题及答案

第六章微生物的代谢习题及参考答案

一、名词解释

1．发酵

2．呼吸作用

3．有氧呼吸

4．无氧呼吸

5．异型乳酸发酵

6．生物固氮

7．硝化细菌

8．光合细菌

9．生物氧化

10．初级代谢产物：

11．次级代谢产物：

12．巴斯德效应：

13．Stickland反应：

14．氧化磷酸化

二、填空题

1．微生物的4种糖酵解途径中，是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径；是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有；是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。

2．同型乳酸发酵是指葡萄糖经途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH还原为乳酸。异型乳酸发酵经、和途径分解葡萄糖。代谢终产物除乳酸外，还有。

3．微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混合酸发酵、

发酵和发酵等。丁二醇发酵的主要产物是，发酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。

4．产能代谢中，微生物通过磷酸化和磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP等高能分子中；光合微生物则通过磷酸化将光能转变成为化学能储存在ATP中。磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。

5．呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给系统，逐步释放出能量后再交给。

6．巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从转换到下，糖代谢速率，这是因为比发酵作用更加有效地获得能量。

7．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像

22322423、CO O 、S 、SO 、NO NO ----等无机化合物，或 等有机化合物。

8．化能自养微生物氧化 而获得能量和还原力。能量的产生是通过

磷酸化形式，电子受体通常是O 2。电子供体是 、 、 和 ，

还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递， 能量。

9．微生物将空气中的N 2还原为NH 3的过程称为 。该过程中根据微生物和其他

生物之间相互的关系。固氮体系可以分为 、 和 3种。

10．次级代谢是微生物生长至 或 ，以 为前体，合成一些对微

生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的

化合物，如 、 、 、 、 及 等多种类别。

三、选择题（4个答案选1）

1．化能自养微生物的能量来源于（ ）。

A ．有机物

B ．还原态无机化合物

C ．氧化态无机化合物

D ．日光

2．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（ ）是最普遍的、存在于大多数生物体

内的一条主流代谢途径。

A ．EMP 途径；

B ．HEP 途径；

C ．E

D 途径；D ．WD 途径

3．下列葡萄糖生成丙酮酸的糖酵解途径中，（ ）是存在于某些缺乏完整EMP 途径

的

A ．EMP 途径；

B ．HEP 途径；

C ． E

D 途径；D ． WD 途径

4．酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是（ ）。

A ．糖酵解途径不同

B ．发酵底物不同

C ．丙酮酸生成乙醛的机制不同

D ．乙醛生成乙醇的机制不同

5．由丙酮酸开始的其他发酵过程中，主要产物是丁酸、丁醇、异丙醇的发酵的是（ ）。

A ．混合酸发酵

B ．丙酸发酵

C ．丁二醇发酵

D ．丁酸发醇

6、下列代谢方式中，能量获得最有效的方式是（ ）。

A ．发酵

B ．有氧呼吸

C ．无氧呼吸

D ． 化能自养

7．青霉素抑制金黄色葡萄球菌肽聚糖合成的（ ）。

A ．细胞膜外的转糖基酶

B ．细胞膜外的转肽酶

C ．细胞质中的“Park ”核苷酸合成

D ．细胞膜中肽聚糖单体分子的合成

8．下面对于好氧呼吸的描述（ ）是正确的。

A ．电子供体和电子受体都是无机化合物

B ．电了供体和电子受体都是有机化合物

C ．电子供体是无机化合物，电子受体是有机化合物

D ．电子供体是有机化合物，电子受体是无机化合物

9．无氧呼吸中呼吸链末端的氢受体是（ ）。

A ．还原型无机化合物

B ．氧化型无机化合物

C ．某些有机化合物

D ．氧化型无机化合物和少数有机化合物

10.硝化细菌是（ ）。

A ．化能自养菌，氧化氨生成亚硝酸获得能量

B ．化能自养菌，氧化亚硝酸生成硝酸获得能量

C ．化能异养菌，以硝酸盐为最终的电子受体

D．化能异养菌，以亚硝酸盐为最终的电子受体

11、Zymomonas mobiles 的同型酒精发酵通过下列哪个途径进行()

A、EMP途径;

B、ED途径;

C、HMP途径;

D、Sticland反应

四、是非题

1．无氧呼吸和有氧呼吸一样也需要细胞色素等电子传递体，也能产生较多的能量用于命活动，但由于部分能量随电子转移传给最终电子受全，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。

2．CO2是自养微生物的惟一碳源，异养微生物不能利用CO2作为辅助的碳源，

3．由于微生物的固氮酶对氧气敏感，不可逆失活，所以固氮微生物一般都是厌氧或兼性厌氧菌。

4．光能营养微生物的光合磷酸化没有水的光解，不产生氧气。

5．与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么

6．反硝化作用是化能自养微生物以硝酸或亚硝酸盐为了电子受体进行的无氧呼吸。

7．底特水平磷酸化只存在于发酵过程中，不存在于呼吸作用过程中。

8．发酵作用的最终电子受体是有机化合物，呼吸作用的最终电子受体是无机化合物。

9．发酵作用是专性厌氧菌或兼性厌氧菌在无氧条件下的一种有机物生物氧化形式，其产能机制都是底物水平磷酸化反应。

10．延胡索酸呼吸中，玻珀酸是末端氢受体延胡索酸还原后生成的还原产物，不是一般的中间代谢产物。

五、简答题

1．比较自生和共生生物固氮体系及其微生物类群。

2．比较光能营养微生物中光合作用的类型。

3．简述化能自养微生物的生物氧化作用。

4．蓝细菌是一类放氧性光合光物，又是一类固氮菌，说明其固氮酶的抗氧保护机制。

5．比较呼吸作用与发酵作用的主要区别。

6．试述分解代谢与合成代谢的关系。

7．试述初级代谢和次级代谢与微生物生长的关系。

8．微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义

六、论述题

1．比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。

2．试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生。

3．什么是无氧呼吸比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。

4．说明革兰低阳性细菌细胞肽聚糖合成过程以及青霉素的抑制机制。

5．说明次级代谢及其特点。如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷调节机制来提高抗生素的产量

6．如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产

微生物的代谢习题答案

一、名词解释

1．发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。

2．呼吸作用：指从葡萄糖或其他有机基质脱下的电子（氢）经过一系列载体最终传递给外源分子氧或其他氧化型化合物并产生较多ATP的生物氧化过程。

3．有氧呼吸：以分子氧作为最终电子受体的呼吸。

4．无氧呼吸：以氧以外的其他氧化型化合物作最终电子受体的呼吸。

5．异型乳酸发酵：是指发酵终生物中除了乳酸外还有一些乙醇（或乙酸）等产物的发酵。

6．生物固氮：微生物将氮还原为氨的过程称为生物固氮。

7．硝化细菌：能利用还原无机氮化合物进行自养生长的细菌称为硝化细菌。

8．光合细菌：以光为能源，利用CO2或有机碳化合物作为碳源，通过电子传递产生ATP 的细菌。

9．生物氧化：就是发生在或细胞内的一切产能性氧化反应的总称。生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或脱电子三种。

10．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。

11．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。

12．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。

13．Stickland反应：两种氨基酸共同参与反应，其中一种进行氧化脱氨，脱下来的氢去还原另一氨基酸，使之发生还原脱氨，二者偶联的过程。

14．氧化磷酸化：物质在生物氧化过程中形成的NADH和FADH2可通过位于线粒体内膜和细菌质膜上的电子传递系统将电子传递给氧或其他氧化型物质，在这个过程中偶联着ATP 的合成，这种产生ATP的方式称为氧化磷酸化。

二、填空题

1．EMP，ED，HMP；2．EMP，PK，HK，HMP，乙醇或乙酸；3．丙酸发酵，丁酸发酵2,3—丁二醇混合酸；4．底物水平，氧化，光合，底物水平；5．电子传递，最终电子受体；

6．厌氧条件，有氧条件，降低，好氧呼吸；7．延胡索酸8．有机物氧化磷酸化，H2，NH4+，H2S，Fe2+，消耗；9．生物固氮，共生固氮体系，自生固氮体系，联介固氮体系；10．指数期后期，稳定期，初级代谢产物，抗生素，激素，生物碱，毒素，色素，维生素

三、选择题

1．B；2．A；3．C；4．A；5．D；6．B；7．B；8．D；9．D；10．B,11、B

四、是非题

1．+；2．－；3．－；4．－；5．+；6．－；7．－；8．+；9．+；10．+

五、简答题

1．比较自生和共生生物固氮体系及其微生物类群。

答：（1）共生固氮体系：

①根瘤菌(Rhizobium)与豆科植物共生；

②弗兰克氏细菌(Frankia) 与非豆科植物共生；

③蓝细菌(cyanobacteria)与某些植物共生；

④蓝细菌与某些真菌共生

（2）自生固氮体系：

①好氧自生固氮菌(Azotobacter,Azotomonas,etc)；

②厌氧自生固氮菌（Clostridium）：

③兼性厌氧自生固氮菌(Bacillus,Klebsiella,etc)；

④大多数光合细菌（蓝细菌，光合细菌）

①光合细菌，环式光合磷酸化；

②绿硫细菌的非环式光合磷酸化；．

③嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜

上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差。

非环式光合磷酸化是绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型光合作用。光能驱动下，电子从光反应中心I(PS 1)的叶绿素a出发，通过电子传递链，连同光反应中心Ⅱ(PSⅡ)水的光解生成的H’，生成还原力；光反应中心Ⅱ(PSⅡ)由水的光解产生氧气和电子，电子通过电子传递链，传给光反应中心PS I，期间生成ATP。

环式光合磷酸化为光合细菌所特有。光能驱动下，电子从菌绿素分子出发，通过电子传递链的循环，又回到菌绿素，期间产生ATP，还原力来自环境中的无机化合物供氢，不产生

氧气。

有些光合细菌虽只有一个光合系统，但也以非环式光合磷酸化的方式合成ATP，如绿硫细菌和绿色细菌，从光反应中心释放出的高能电子经铁硫蛋白、铁氧还蛋白、黄素蛋白，最后用于还原NAD，生成NADH。反应中心的还原依靠外源电子供体如S2-、S2O32-等。外源电子供体在氧化过程中放出电子，经电子传递系统传给失去了电子的光合色素，使其还原，同时偶联ATP的生成。

嗜盐细菌的光合磷酸化是一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参与的独特的光合作用。是目前所知的最简单的光合磷酸化。嗜盐细菌紫膜上的细菌视紫红质吸收光能后，在膜内外建立质子浓度差，再由它来推动ATP酶合成ATP。

3．简述化能自养微生物的生物氧化作用。

答：化能自养微生物氧化无机物而获得能量和还原力。能量的产生是通过电子传

递链的氧化磷酸化形式，电子受体通常是O2，因此，化能自养菌一般为好氧菌。电子供体是H2、NH4+、H2S和Fe2+，还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递，同时需要消耗能量。

(1)氨的氧化。NH3和亚硝酸(NO2-)是作为能源的最普通的无机氮化合物，能被亚硝化细菌和硝化细菌氧化。

(2)硫的氧化。硫杆菌能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐)作能源。H2S首先被氧化成元素硫，随之被硫氧化酶和细胞色素系统氧化成亚硫酸盐，放出的电子在传递过程中可以偶联产生ATP。

(3)铁的氧化。从亚铁到高铁的生物氧化，对少数细菌来说也是一种产能反应，但这个过程只有少量的能量被利用。亚铁的氧化仅在嗜酸性的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)中进行了较为详细的研究。在低pH环境中这种细菌能利用亚铁氧化时放出的能量生长，在该菌的呼吸链中发现了一种含铜的铁硫菌蓝蛋白(rusticyanin)，它与几种Cyt c和一种Cyta，氧化酶构成电子传递链。

(4)氢的氧化。氢细菌能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2，也能利用其他有机物生长。氢细菌的细胞膜上有泛醌、维生素K2及细胞色素等呼吸链组分。在这类细菌中，电子直接从氢传递给电子传递系统，电子在呼吸链传递过程中产生ATP。

4．蓝细菌是一类放氧性光合光物，又是一类固氮菌，说明其固氮酶的抗氧保护机制。

答：有两种特殊的保护系统。(1)分化出异形胞，其中缺乏光反应中心Ⅱ，异形胞

的呼吸强度大于正常细胞，其超氧化物歧化酶的活性高。(2)非异形胞的保护方式：①时间上的分隔保护，白天光合作用，晚上固氮作用；②群体细胞中的某些细胞失去光反应中心Ⅱ，而进行固氮作用；③提高过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性来除去有毒氧化物。

5．比较呼吸作用与发酵作用的主要区别。

答：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，发酵作用脱下的电子最终交给了底物分解的中间产物；呼吸作用（无论是有氧呼吸还是无氧呼吸）从基质脱下的电子最终交给了氧。（有氧呼吸交给了分子氧，无氧呼吸交给了无机氧化物中的氧）。

6．试述分解代谢与合成代谢的关系。

答：分解代谢为合成代谢提供能量、还原力和小分子碳架；合成代谢利用分解代谢提供的能量，还原力将小分子化合物合成前体物，进而合成大分子。合成代谢的产物大分子化合物是分解代谢的基础，分解代谢的产物又是合成代谢的原料，它们在生物体内偶联进行，相互对立而又统一，决定着生命的存在和发展。

7．试述初级代谢和次级代谢与微生物生长的关系。

答：初级代谢是微生物细胞中的主代谢，它为微生物细胞提供结构物质，决定微生物细胞的

生存和发展，它是微生物不可缺少的代谢。次级代谢并不影响微生物细胞的生存，它的

代谢产物并不参与组成细胞的结构物质。次生代谢产物对细胞的生存来说是可有可无的。例如，当一个产红色色素的赛氏杆菌变为不产红色色素的菌株后，该菌照样进行生长繁殖。

8．微生物的次生代谢产物对人类活动有何重要意义

答：人类可利用微生物有益的次生代谢产物为人类的生产，生活服务：

（1）利用有益抗生素防治动植物病害，如用青霉素治疗人上呼吸道感染疾病，用井岗霉素防治水稻纹枯病。

（2）利用有益的毒素，如利用苏云金杆菌产生的伴胞晶体毒素防治鳞翅目害虫。

（3）利用微生物生产维生素，例如利用真菌生产维生素B2。

（4）利用微生物生产植物生长剌激素，如镰刀菌产生的赤霉素可促进植物生长。

（5）利用微生物生产生物色素安全无毒，如红曲霉产生的红色素。

（6）还可以利用霉菌生产麦角生物碱用于治疗高血压等病。

9.注明下列试验的阴阳性

答：

六、论述题

1.比较酵母菌和细菌的乙醇发酵。

答：主要差别是葡萄糖生成丙酮酸的途径不同。酵母菌和某些细菌(胃八叠球菌、肠杆菌)的菌株通过EMP途径生成丙酮酸，而某些细菌(运动发酵单胞菌、厌氧发酵单胞菌)的菌株通过ED 途径生成丙酮酸。丙酮酸丙酮酸之后的途径完全相同。

2．试比较底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化中ATP的产生。

答：底物水平磷酸化．发酵过程中往往伴随着一些高能化合物的生成，，如EMP途径中的1，3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸。这些高能化合物可以门按偶联ATP或GTP的生成。底物水平磷酸化可以以存在于发酵过程中．也可以存在于呼吸过程中，但产生能量相对较少。

氧化磷酸化，在糖酵解和三羧酸循环过程中，形成的NAD(P))If和FADH2，通过电子传递系统将电子传递给电子受体(氧或其他氧化性化合物)，同时偶联ATP合成的生物过程。

光合磷酸化，光能转变成化学能的过程。当一个叶绿素(或细菌叶绿素)分子吸收光量子时，叶绿素(或细菌叶绿素)即被激活，导致叶绿素(或细菌叶绿素)分子释放一个电子被氧化，释放出的电子在电子传递系统的传递过程中逐步释放能量，偶联ATP的合成。主要分为光合细菌所特有的环式光合磷酸化和绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的产氧型非环式光合磷酸化作用。

3．什么是无氧呼吸比较无氧呼吸和有氧呼吸产生能量的多少，并说明原因。

答：无氧呼吸是微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN 等电子载休．再经电子传递系统传给氧化型化合物，作为最终电子受体，从而生成还原型产物并释放出能量的过程；一般电子传递系统的组成及电子传递方向为：

NAD(P)→FP(黄素蛋白)→Fe．S(铁硫蛋㈠)→CoQ(辅酶Q)→Cyt b→Cyt c→Cyt a→Crt a3。

无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等，或延胡

索酸(fumarate)等外源受体，氧化还原电位差都小于氧气，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。

4．说明革兰低阳性细菌细胞肽聚糖合成过程以及青霉素的抑制机制。

答：革兰氏阳性菌肽聚糖合成的3个阶段。

(1)细胞质中的合成。

①葡萄糖→N-乙酰葡糖胺-UDP( G-UDP)→N-乙酰胞壁酸-UDP(M-UDP)

②M-UDP→“Park’’核苷酸，即UDP-N-乙酰胞壁酸五肽

(2)细胞膜中的合成。“Park”核苷酸一肽聚糖单体分子。

3)细胞膜外的合成。青霉素抑制转肽酶。青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D-丙氨酸-D-丙氨酸的结构类似物，两者竞争转肽酶的活力中心。

5．说明次级代谢及其特点。如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷调节机制来提高抗生素的产量

答：相对于初级代谢而言，一般认为，微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程，称为次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等多种类别。

次级代谢特点：

(1)次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，次级代谢途径某个环节发生障碍，致使不能合成某个次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。

(2)次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。

(3)次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。

(4)次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。

(5)质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。

(6)次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。

(7)次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。

某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生，可在发酵培养基中加入诱导物来增加产量。易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐，对某些抗生素的产生有抑制作用。在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用。

6．如何利用营养缺陷突变株进行赖氨酸发酵工业化生产

答：在微生物中，以天冬氨酸为原料，通过分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫

氨酸(下图)。为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。这个菌种由于不能合成高丝氨酸脱氢酶(HSDH)，故不能合成高丝氨酸，也就不能产生苏氨酸和甲硫氨酸。在添加适量高丝氨酸(或苏氨酸和甲硫氨酸)的条件下，在含有较高糖和铵盐的培养基上，能产生大量的赖氨酸。

天冬氨酸高丝氨酸苏氨酸

激酶脱氨酸

天冬氨酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸半醛高丝氨酸

甲硫氨酸

赖氨酸

图谷氨酸棒杆菌分支代谢合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸

代谢工程在工业微生物育种中的应用

代谢工程在工业微生物育种中的应用 摘要：传统的诱变育种仍是目前发酵工业菌种选育中最常用的育种技术，以基因工程技术为主的多元化育种方式的发展，为代谢途径操作引入了全新的理念和方法，使代谢工程得以发展。代谢工程是对细胞代谢网络的代谢流量及代谢控制进行定量地、系统地分析，并通过DNA重组技术和相关的遗传学手段对微生物细胞进行代谢改造，提高其目的产物代谢量。本文论述了微生物代谢工程的理论基础及其在发酵工业微生物育种中的应用现状。 关键词：代谢工程；代谢途径；菌种选育 发酵工业自20世纪40年代发展至今，在青霉素等抗生素的发酵生产、赖氨酸等一系列氨基酸的发酵生产以及核苷酸、有机酸等物质的发酵产业发展中起了极其重要的作用。在工业微生物育种的过程中，对个别基因进行改造的经典基因工程技术不能保证对微生物代谢网络结构和功能的准确分析和高效利用，影响了相关行业的生产效率的稳定和经济效益的提高。目前，几乎所有重要工业微生物模式菌种的基因组全序列已经或即将公布，转录组、蛋白质组、代谢组、通量组等数据资源正在迅速扩展。充分利用组学数据中包含的有用信息，可以更有效地改造和控制细胞性能、提高底物利用以及产品的产率、改善微生物工业适应性，促进工业生物技术发展[1]。 菌种筛选和持续不断的改良贯彻于发酵生产过程的始终，以基因工程为核心的现代生物技术正越来越显示出其在菌种改良上的魅力，将最终成为微生物育种的主导技术[2]。建立在重组DNA技术基础之上的代谢工程技术，可以更容易地选择菌种的改良靶点，构建具有新的代谢途径的微生物细胞，提高其发酵性能，生产特定目的产物，从而可以推动发酵工业的发展。 一、代谢工程概述 代谢工程（Metabolic engineering），又称途径工程（Pathway engineering），是指利用生物学原理，系统地分析细胞代谢网络，并通过DNA重组技术合理设计细胞代谢途径，通过遗传修饰，完成细胞特性改造的应用性学科。1974年，Chakrabarty在假单胞菌属的两个菌种中分别引入几个稳定的重组质粒，从而提高了对樟脑和萘等复杂有机物的降解活性，这成为代谢工程技术的第一个应用实例。代谢工程的概念是1991年由生化工程专

微生物课后答案

绪论 3微生物是如何分类的？ 答为了识别和研究微生物，将各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构，生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及谈们的亲缘关系，有次序的分门别类排列成一个系统，从小到大按域、界、门、纲、目、科、属、种等分类。 6微生物有哪些特点？ 答、①个体极小：微生物的个体极小，有几纳米到几微米，，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。②分布广，种类繁多环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。③繁殖快大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。④易变异多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。 第一章 1病毒是一类怎样的微生物？他有什么特点？ 答病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感素主体内的超微笑微生物。它们只具有简单的独特结构，可通过细菌过滤器。特点：个体小、

没有合成蛋白质结构----核糖体、也没有合成细胞物质和繁殖所必需的酶系统，不具有独立代谢能力，必须专性寄生在活的敏感细胞内依靠宿主细胞和成病毒的化学组成和繁殖新个体。 3病毒具有怎样的化学组成和结构？ 答、病毒的化学组成由蛋白质和核酸，个体大的病毒还含有脂质和多糖。病毒没有细胞机构，确有其自身特有的结构。整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者够成核衣壳。完整具有感染力的病毒体叫病毒粒子。病毒粒子有两种一种不具被膜（囊膜）的裸漏病毒粒子，另一种是在核衣壳外面有被膜包围所构成的病毒粒子。 4叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。 答、吸附、侵入、复制与聚集、释放。吸附：大肠杆菌T系噬菌体以及它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分。侵入：噬菌体的尾部借着尾丝的帮助固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量而收、、、、、、、、、、、、P18 5什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？ 答、噬菌体有毒性噬菌体和温和噬菌体两种类型，侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体。维恩和噬菌体则是：当他侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。 6什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？

微生物学课后习题及答案

第一章 一.微生物有哪些主要类群？有哪些特点？ 答：类群：1.真核细胞型；2.原核细胞型：细菌，放线菌，衣原体，支原体，立克次式体； 3.非细胞型：病毒。 特点：1.体小，面积大 2.吸收多，转化快3.生长旺，繁殖快4.分布广，种类多 5.适应强，易变异二.你认为现代微生物学的发展有哪些趋势？ 答：研究领域有制药、治理环境污染等，微生物的基因科学，微生物病毒学，现代微生物学已发展出很多的分支学科，如病毒学，微生物基因组学，应用微生物（生物农药，浸矿微生物等），病源微生物（主要指细菌），海洋微生物，古细菌等，现代微生物学的研究主要集中在菌种的遗传背景，市场化应用等，食品微生物快速检测技术、食用菌的生产、功能性成分的提取等。 三.简述微生物与制药工程的关系。 答：1.人类除机械损伤外的疾病都是由微生物造成的 2.微生物又是人用来防治疾病的常用方法 3.微生物在自然环境中分布广泛来源很多 4.微生物的代谢产物相当多样，可用于生物制药 5.微生物和人之间的关系，涉及人、微生物、植物的协同进化 6.遗传学与生态学 名词对照： 古菌域：Archaea 三域学说分为古菌域、细菌域、真核生物域，古菌域为其中一大类别。（不确定）细菌域：bacteria 三域学说分为古菌域、细菌域、真核生物域，细菌域为其中一大类别。（不确定）真核生物域：Eukarya 三域学说分为古菌域、细菌域、真核生物域，真核生物域为其中一大类别。（不确定） 微生物：microorganism 是所有形态体积微小的单细胞或者个体结构简单的多细胞以及没有细胞结构的低等生物的通称。 第二章 一.比较下列各队名词 ①.原核微生物与真核微生物：原核微生物没有明显的细胞核，无核膜，核仁，无染色体，其细胞核为拟核，细胞内么有恒定的内膜系统，核糖体为70S型，大多为单细胞微生物。真核微生物有明显细胞核，有各种细胞器，核糖体为80S型。 ②.真细菌与古菌：相同点：以甲硫氨酸起始蛋白质的合成，核糖体对氯霉素不敏感，RNA聚合酶和真核细胞的相似，DNA具有内含子并结合组蛋白。 不同点：细胞膜中的脂质是不可皂化的，细胞壁不含肽聚糖等。 ③.原生质体与球形体：原生质体是脱去细胞壁的细胞，是由原生质分化而来，具体包括细胞膜和细胞质以及细胞器；球形体：指在螯合剂等存在的条件下用溶菌酶部分除去革兰氏阴性菌的细胞壁而形成的缺损型细胞。 ④.鞭毛、菌毛和性菌毛：鞭毛是一端连于细胞膜，一端游离的、细长的波形纤丝状物。菌毛为一些菌体表面的非鞭毛的细毛状物，菌毛是许多革兰氏阴性菌菌体表面遍布的比鞭毛更为细、短、直、硬、多的丝状蛋白附属器。其化学组成是菌毛蛋白，菌毛与运动无关；性菌毛在少数革兰阴性菌，比普通菌毛略微稍粗，一个菌体只有1～4根，通常由质粒编码。带有性菌毛的细菌具有致育能力。 ⑤.芽孢与孢子：芽孢是有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。孢子是细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖或休眠作用的生殖细胞。能直接发育成新个体。 二.比较革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁结构，并说明革兰氏染色的原理。

微生物习题及答案1

一. 名词解释 1.芽孢： 2.糖被： 3.静息孢子： 4．菌落： 5．基内菌丝： 6. 孢囊: 7.质粒: 8.微生物： 9.鞭毛： 10.菌落： 11枯草芽孢杆菌 12鞭毛Flagella 13 Actinomyces 14荚膜： 二. 填空 1 芽孢的结构一般可分为、、和、四部分. 2 细菌的繁殖方式主要是，少数种类进行。 3 放线菌产生的孢子有、两种。 4 细菌的核糖体的沉降系数是 5 细菌的鞭毛有三个基本部分，，， 6 微生物修复受损DNA的作用有__ _和__ __. 7 基因工程中取得目的基因的途径有_条。 8 在低渗溶液中，G+ 菌的肽聚糖被破坏，细胞将 9原核细胞通过其附属物称为从一个细胞向另一个细胞转移DNA. 10支原体细胞膜中含有，与动物相似. 11.脂多糖是革兰氏阴性菌细胞壁特有成分,它由三部分组成,即、、 12.革兰氏阴性菌的细胞壁有层,内层称为,约厚，以_ 为主要成分,外层称为_,约_ 厚,不含_. 13.革兰氏阳性菌的细胞壁有_层,其厚度为_ 是革兰氏阳性细菌特有的化学成分 14.在周质空间中,存在着多种蛋白质,包括: _ , _, _ 和. 15.芽孢是某些细菌在生活史的一定阶段形成的没有_ 的休眠体,对_, 和_具有抗性. 16.芽孢具有_, _, _, _, _和_等多层结构 17.大肠杆菌鞭毛基体由四个盘状物构成,他们分别称为、_ 、、

18.荚膜的主要成分有_等,常采用_进行荚膜染色. 19.有些细菌细胞质内含有聚β－羟基丁酸，这是_贮藏物质，而异染色颗粒主要成分是_的聚合物，它是一种无机磷酸的贮藏物质 20.蓝细菌的异形胞仅含少量藻胆素,缺乏异形胞,他们不在产生氧气或固定CO2.这样,它们从结构和代谢上提供一个_ 环境,使_保持活性. 21细菌基本形态有_，_ 和_三种。 22细菌的大小是以_作为计量单位，而病毒的大小是以_ 作为计量单位。 23细菌细胞壁的主要成分是_,它主要由_、_二部分组成。 24测定微生物细胞大小的单位为_ 、_。 25微生物学的奠基人是_、_ 。 26根据放线菌菌丝形态和功能，其菌丝可分为 _、 _和 _三种。 27革兰氏染色操作的关键步骤是 _ 28 Bacillus thuringiensis是苏云金杆菌的学名， _是种名。（注:第十章） 29每种微生物都有自己的最适宜的pH值和一定的pH适宜范围。大多数细菌的最适pH 为_，放线菌的最适pH为_. 30、在人为条件下，用溶菌酶除尽革兰氏阳性菌原有细胞壁后所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞称为_。 31细菌荚膜的作用是_ _ _，__ 32原核微生物的细胞壁特有的组分是_，它是由_、__四肽尾或四肽侧链__和__肽桥或肽间桥___组成的亚单位聚合而成。 33微生物的特点是 _， _ _， _， _ 34 Staphylococcus aureusBacillus 是金黄色葡萄球菌的学名，其中 _是属名， _是种名。（注:第十章） 35鞭毛主要化学成分为 _，鞭毛主要功能为 _。 36脂多糖(LPS)是革兰氏_菌细胞壁_层的主要成分，它由_，_，_三部分构成。 37细菌的糖被是指_。包括三种类型，其中包裹在细胞群上的称_。 38细菌的明胶柱穿刺培养特征常用来鉴别菌株 _性能 39在菌体形态观察中，需要进行制片后才能在显微镜下观察，观察细菌时采取的制片方法是_，观察放线菌时采取的制片方法是_，观察真菌采取的制片方法是_ 40原核细胞的细胞膜内陷所形成的囊状或管状结构称_。 41是芽孢所特有的化学物质。一般它随着芽孢的形成而形成，随芽孢的萌发而消失。 42 是一类介于

代谢工程

代谢工程 科技名词定义 中文名称：代谢工程 英文名称：metabolic engineering 定义：通过基因工程的方法改变细胞的代谢途径。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；新陈代谢（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 代谢工程书籍图 代谢工程（Metabolic engineering）是生物工程的一个新的分支。代谢工程把量化代谢流及其控制的工程分析方法和用以精确制订遗传修饰方案并付之实施的分子生物学综合技术结合起来，以上述“分析——综合”反复交替操作、螺旋式逼近目标的方式，在较广范围内改善细胞性能，以满足人类对生物的特定需求的生物工程。 目录

发展前沿 展开 编辑本段发展 为了满足人类对生物的特定需求而对微生物进行代谢途径操作，已有将近半个世纪的历史了。在氨基酸、抗生素、溶剂和维生素的发酵法生产中，都可以找到一些典型实例。操作的主要方法是，用化学诱变剂处理微生物，并用创造性的筛选技术来检出已获得优良性状的突变菌株。尽管这种方法已被广泛地接受并已取得好的效果，但对突变株的遗传和代谢性状的鉴定是很不够的，更何况诱变是随机的，科学不足技巧补！ DNA重组的分子生物学技术的开发把代谢操作引进了一个新的层面。遗传工程使我们有可能对代谢途径的指定酶反应进行精确的修饰，因此，有可能构建精心设计的遗传背景。DNA重组技术刚进入可行阶段不久，就出现了不少可用来说明这种技术在定向的途径修饰方面的潜在应用的术语。如分子育种（1981年），体外进化（1988年），微生物工程或代谢途径工程（1988~1991年），细胞工程（1991年）和代谢工程（1991年）。尽管不同的作者提出不完全相同的定义，这些定义均传达了与代谢工程的总目标和手段相似的含义。 我们曾经把代谢工程定义为，代谢工程就是用DNA重组技术修饰特定的生化反应或引进新的生化反应，直接改善产物的形成和细胞的性能的学科。这样定义代谢工程强调了代谢工程工作目标的确切性。也就是说，先要找到要进行修饰或要引进的目标生化反应，一旦找准了目标，就用已建立的分子生物学技术去扩增、去抑制或删除、去传递相应的基因或酶，或者解除对相应的基因或酶调节，而广义的DNA重组只是常规地应用于不同步骤中，以便于达到这些目标。 编辑本段优势与研究方向 优势 尽管在所有的菌种改良方案中都有某种定向的含义，但与随机诱变育种相比较，在代谢工程中工作计划的定向性更加集中更加有针对性。这定向性在酶的目标的选择，实验的设计，数据的分析上起着支配的作用。不能把细胞改良中的所谓“定向” 解释为合理的途径设计和修饰，因为“定向选择”与随机诱变之间没有直接关系。相反地我们可借助于“逆行的代谢工程”（reverse metabolic engineering）, 从随机诱变而获得的突变株及其性状的实验结果，来提取途径及其控制的判断信息（critical information）。 研究方向

微生物代谢工程答案整理样本

1.微生物代谢工程定义、研究内容和研究手段。 定义: 经过某些特定生化反应的修饰来定向改进细胞的特性功能, 运用重组DNA技术来创造新的化合物。 研究内容: 生物合成相关代谢调控和代谢网络理论; 代谢流的定量分析; 代谢网络的重新设计; 中心代谢作用机理及相关代谢分析; 基因操作。 研究手段: 代谢工程综合了基因工程、微生物学、生化工程等领域的最新成果。因此, 在研究方法和技术方面主要有下列三大常见手段: (1)检测技术: 常规的化学和生物化学检测手段都可用于代谢工程的研究, 如物料平衡、同位素标记示踪法、酶促反应动力学分析法、光谱学法、生物传感器技术。 (2)分析技术: 采用化学计量学、分子反应动力学和化学工程学的研究方法并结计算机技术, 阐明细胞代谢网络的动态特征与控制机理, 如稳态法、扰动法、组合法和代谢网络优化等。 (3) 基因操作技术: 在代谢工程中, 代谢网络的操作实质上能够归结为基因水平上的操作: 涉及几乎所有的分子生物学和分子遗传学实验技术, 如基因和基因簇的克隆、表示、调控, DNA 的杂交检测与序列分析, 外源DNA 的转化, 基因的体内同源重组与敲除, 整合型重组DNA 在细胞内的稳定维持等。 2. 2.代谢改造思路和代谢设计原理。 代谢改造思路: 根据微生物的不同代谢特性, 常采用改变代谢流、扩展代谢途径和构建新的代谢途径三种方法。 (1)改变代谢途径的方法: 加速限速反应, 增加限速酶的表示量, 来提高产

物产率。改变分支代谢途径流向, 提高代谢分支点某一分支代谢途径酶活力, 使其在与其它的分支代谢途径的竞争中占据优势, 从而提高目的代谢产物的产量。 (2)扩展代谢途径的方法: 在宿主菌中克隆和表示特定外源基因, 从而延伸代谢途径, 以生产新的代谢产物和提高产率。扩展代谢途径还可使宿主菌能够利用自身的酶或酶系消耗原来不消耗的底物。 (3)转移或构建新的代谢途径: 经过转移代谢途径、构建新的代谢途径等方法来实现。 代谢设计原理: 现存代谢途径中改变增加目的产物代谢流: 增加限速酶编码基因的拷贝数; 强化关键基因的表示系统; 提高目标途径激活因子的合成速率; 灭活目标途径抑制因子的编码基因; 阻断与目标途径相竟争的代谢途径; 改变分支代谢途径流向; 构建代谢旁路; 改变能量代谢途径; 在现存途径中改变物流的性质: 利用酶对前体库分子结构的宽容性; 经过修饰酶分子以拓展底物识别范围; 在现存途径基础上扩展代谢途径: 在宿主菌中克隆、表示特定外源基因能够延伸代谢途径, 从而生产新的代谢产物、提高产率。 3. 微生物的基因操作技术有哪些? ( 举两例说明) 微生物的基因操作技术有: 核酸的凝胶电泳、核酸的分子杂交技术、DNA序列分析、基因的定点诱变、细菌的转化、利用DNA与蛋白质的相互作用进行核酸研究、PCR技术等。 基因定点突变(site-directed mutagenesis): 经过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列, 用于研究氨基酸残基对蛋白质的结构、催

我国在微生物代谢领域的研究现状及展望

我国在微生物代谢领域的研究现状及展望 发表时间：2012-06-18T14:33:59.827Z 来源：《赤子》2012年第8期供稿作者：李夏 [导读] 微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程，包括有机物的降解和微生物的增殖。 李夏（四川化工职业技术学院，四川泸州 646005） 摘要：微生物代谢是指微生物吸收营养物质维持生命和增殖并降解基质的一系列化学反应过程，包括有机物的降解和微生物的增殖。在分解代谢中，有机物在微生物作用下，发生氧化、放热和酶降解过程，使结构复杂的大分子降解；合成代谢中，微生物利用营养物及分解代谢中释放的能量，发生还原吸热及酶的合成过程，使微生物生长增殖。文章主要介绍我国在微生物代谢领域的研究现状及对未来的展望，为我们呈现了一个广阔的微生物代谢世界。 关键词：微生物代谢；分解代谢；合成代谢；研究现 前言 微生物在生长过程中机体内的复杂代谢过程是互相协调和高度有序的，并对外界环境的改变能够迅速做出反应。其原则是经济合理地利用和合成所需要的各种物质和能量，使细胞处于平衡生长状态。在实际生产中，往往需要高浓度的积累某一种代谢产物，而这个浓度又常常超过细胞正常生长和代谢所需的范围。因此要达到超量积累这种产物，提高生产效率，必须打破微生物原有的代谢调控系统，在适当的条件下，让微生物建立新的代谢方式，高浓度的积累人们所期望的产物[1]。 1 我国微生物代谢的研究现状 1.1 利用微生物代谢生产酶 工业上，曾由植物、动物和微生物生产酶。微生物的酶可以用发酵技术大量生产，是其最大的优点。而且与植物或动物相比，改进微生物的生产能力也方便得多。微生物的酶主要应用于食品及其有关工业中。酶的生产是受到微生物本身严格控制。为改进酶的生产能力可以改变这些控制，如在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变和筛选技术，以消除反馈阻遏作用。 1.2 利用微生物代谢产生的代谢产物生产目的物 在微生物对数生长期中，所产生的产物，主要是供给细胞生长的物质，入氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。这些产物称为初级代谢产物。利用发酵生产的许多初级代谢产物，具有重大的经济意义，我国现已可以根据微生物代谢调控的理论，通过改变发酵工艺条件如pH、温度、通气量、培养基组成和微生物遗传特性等，达到改变菌体代谢平衡，过量生产所需要产物的目的。 1.3 利用微生物代谢理论发展产生了代谢工程 代谢工程是指利用基因工程技术，定向的对细胞代谢途径进行修饰、改造，以改变微生物的代谢特征，并于微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合，构建新的代谢途径，生产新的代谢产物的工程技术领域。 1.4 改变微生物代谢途径生产目的物 改变代谢途径是指改变分支代谢的流向，阻断其他代谢产物的合成，以达到提高目的产物的目的。改变代谢途径有各种方法，如加速限速反应，改变分支代谢途径流向、构建代谢旁路、改变能量代谢途径等不同方法[1]。 1.5 利用微生物代谢进行发酵 数千年来由于科学技术进步缓慢，各种微生物工业也未能充分发展。直到20世纪中期才建立了一系列新的微生物工业。近几年来，由于微生物代谢工程的应用，发酵工业开始进入新的发展时期。发酵产品增长快、质量明显提高，在国民经济中起重要作用。 1.6 微生物代谢在环境方面的应用 微生物降解是环境中去除污染物的主要途径。深人了解污染物在微生物内的代谢途径，将有助于人们优化生物降解的条件，从而实现快速的生物修复。这些代谢中间体大都通过萃取、分析方法进行逐个研究，并借助专家经验拟合出代谢途径，其动力学过程亦很少触及。代谢组学方法的采用有可能改变这一现状[2]。 1.7 利用微生物代谢进行赖氨酸的生产 在许多微生物中，可用天冬氨酸作原料，通过分支代谢途径合成出赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。赖氨酸在人类和动物营养上是一种十分重要的必须氨基酸，因此，在食品、医药和畜牧业上需求量很大。但在代谢过程中，一方面由于赖氨酸对天冬氨酸激酶有反馈抑制作用，另一方面，由于天冬氨酸除用于合成赖氨酸外，还要作为合成甲硫氨酸和苏氨酸的原料，因此，在正常细胞内，就难以累积较高浓度的赖氨酸。 为了解除正常的代谢调节以获得赖氨酸的高产菌株，工业上选育了谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型菌株作为赖氨酸的发酵菌种。由于它不能合成高丝氨酸脱氢酶，故不能合成高丝氨酸，也不能产生苏氨酸和甲硫氨酸，在补给适量高丝氨酸的条件下，可在含较高糖浓度和铵盐的培养基上，产生大量的赖氨酸[3]。 1.8 微生物代谢与分子生物学方法的结合 随着遗传学、分子生物学等方法的不断发展，人们越来越多地将这些方法运用到微生物的研究工作中。一些野生菌的合成能力或分泌能力有限，目前可通过人工诱变或构建高效的基因工程菌株等方法对其进行改造以扩大应用范围此外，现在许多细菌合成拮抗物质的基因已被克隆测序，为使植物获得微生物所具有的特殊功能，一种可能的方法是通过基因工程将目的基因导入植物体内，使植物直接表达活性物质[4]。 2 展望 2.1 微生物代谢在医药行业的展望 微生物在代谢过程中可分泌蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等几十种胞外酶进入培养基，这些酶有的可以将药物成分分解转化，形成新的化合物，有的可水解植物细胞壁的纤维素、半纤维素、果胶质等，使细胞破裂，利于有效成分溶出。特别是采用一些酶作用于药用植物材料，使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解，使细胞破裂，细胞间隙增加，减小细胞壁、细胞间物质传递屏障、对有效成分从胞内向胞外扩散的阻力减少，可促进有效成分的吸收提高。 2.2 微生物代谢在生理生化、微生物遗传育种方面的展望 随着分子生物学理论与技术的飞速发展，尤其是基因组和后基因组时代的到来，传统上的生理学与遗传学的交叉融合越来越多，许多

《微生物》习题附答案

一．名词解释 1.巴氏消毒法： 2.致死温度： 3.同步生长： 4.生长限制因子 5.次生代谢物 6.温和噬菌体： 7.致死时间： 8.灭菌: 9.消毒与灭菌： 10．disinfection 消毒continuous culture 连续培养 11．纯培养： 二．填空 1．混菌法平板计数，在10-2稀释度的平板中平均有32个细菌菌落，每毫升原始牛奶中有个__________细菌. 2．__________是在10分钟内将悬液中的所有微生物都杀死的最低温度。 3．__________ 酶能消除超氧化物自由基的毒害。 4．厌氧菌可生长在__________的培养基中 5根据细菌的生长曲线可将细菌的生长分为__________，__________, _________和__________ 四个时期，作为研究材料应取__________时期细菌最合适。 6．氢离子浓度（pH）可影响到细胞质膜电荷和养料吸收，大多数细菌的最适生长pH值为__________ 。 7书写莫诺（Monod）经验公式：__________，其含义是表示______________ . 8巴氏消毒采取的条件为：___________。 9高压蒸汽灭菌采取的条件为：_____________________。 10设一种细菌在接种时的细胞浓度为100个/ml，经400min的培养，细胞浓度增至10亿个/ml，则该菌在该段时间内的G为__________ ；R为__________ ；n为__________ 。（注：1/lg2=3.322，整个培养过程都处于对数期） 11好氧的微生物需要较____________（高、低）的氧化还原电位。厌氧的微生物需要较_____________（高、低）的氧化还原电位。 12烘箱热空气灭菌法的操作条件是控制温度在__________ ，维持时间为__________ 。

微生物学试题库及答案

微生物学练习题 0绪论 五,问答题 1.微生物根据大小,结构,化学组成分为哪三大类微生物各大类微生物有何特点包括哪些种类的微生物 1细菌的形态与结构 一,填空题 1.测量细菌大小用以表示的单位是___________. 2.细菌按其外形分为_________,___________,___________三种类型. 3.细菌的基本结构有___________,____________,____________三种. 4.某些细菌具有的特殊结构是_______,_______,________,________四种. 5.细菌细胞壁最基本的化学组成是____________. 6.革兰阳性菌细胞壁的化学组成除了有肽聚糖外,还有____________. 7.革兰阴性菌细胞壁的化学组成主要有___________和___________. 8.菌毛分为____________和___________两种. 9.在消毒灭菌时应以杀死___________作为判断灭菌效果的指标. 10.细菌的形态鉴别染色法最常用的是___________,其次是_________. 三,选择题 【A型题】 1.保护菌体,维持细菌的固有形态的结构是 A.细胞壁 B.细胞膜 C.细胞质 D.细胞浆 E.包膜 2.革兰阳性菌细胞壁中的磷壁酸的作用是 A.抗吞噬作用 B.溶血作用 C.毒素作用 D.侵袭酶作用 E.粘附作用 3.细菌核糖体的分子沉降系数为 A.30S B.40S C.60S D.70S E.80S 4.普通光学显微镜用油镜不能观察到的结构为 A.菌毛 B.荚膜 C.鞭毛 D.芽胞 E.包涵体 5.下列哪类微生物属于非细胞型微生物 A.霉菌 B.腮腺炎病毒 C.放线菌 D.支原体 E.立克次体 6.下列中不是细菌的基本结构的是 A.细胞壁 B.细胞膜 C.细胞质 D.核质 E.荚膜 7.革兰阴性菌细胞壁中与致病性密切相关的重要成分是 A.特异性多糖 B.脂蛋白 C.肽聚糖 D.脂多糖 E. 微孔蛋白 8.普通菌毛主要与细菌的 A.运动有关 B.致病性有关

微生物生产L_苏氨酸的代谢工程研究进展_董迅衍

Advances in Microbial Metabolic Engineering to Increase L-Threonine Production DONG Xunyan 1，2， WANG Xiaoyuan *1，2 （1.State Key Laboratory of Food Science and Technology ，Jiangnan University ，Wuxi 214122，China ；2.School of Biotechnology ，Jiangnan University ，Wuxi 214122，China ） Abstract ：As an essential amino acid for mammals ，L-threonine has a wide application in the food ，feeds ，pharmaceutical and cosmetics industries.To date ，L-threonine is almost exclusively produced through microbial fermentation.Metabolic engineering provides an effective means to strain development and thus to enhancing the L-threonine production.In this article ，the pathway and regulation of L-threonine in the major industrial strains ，Corynebacterium glutamicum and Escherichia coli are summarized ，and advances on metabolic engineering to increase L-threonine production are reviewed. Keywords ：L-threonine ，Corynebacterium glutamicum ，Escherichia coli ，metabolic engineering ，fermentation 摘要：L-苏氨酸作为一种必需氨基酸被广泛用于食品、饲料、医药及化妆品行业。目前L-苏氨酸主要通过微生物发酵法生产。代谢工程技术的应用为菌种选育开辟了有效途径，使在现有高产基础上进一步提高氨基酸的产量成为可能。作者对两大氨基酸生产菌——— 大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌中的L-苏氨酸生物合成相关途径、代谢调控机理以及运用代谢工程技术提高L-苏氨酸产量所取得的成果进行了系统综述。 关键词：L-苏氨酸；谷氨酸棒杆菌；大肠杆菌；代谢工程；发酵中图分类号：Q 933 文献标志码：A 文章编号：1673—1689（2016）12—1233—08 微生物生产L-苏氨酸的代谢工程研究进展 董迅衍1，2，王小元*1，2 （1.食品科学与技术国家重点实验室，江南大学，江苏无锡214122；2.江南大学生物工程学院，江苏无锡 214122） 收稿日期：2016-07-08 基金项目：国家973计划项目（2012CB725202）；国家自然科学基金项目（NSFC31370131）；江南大学博士科研基金项目（JUDCF11025）。作者简介：董迅衍（1986—），女，江苏无锡人，发酵工程博士研究生，主要从事氨基酸生产菌株代谢工程方面的研究。 Email ：xunyandong@https://www.wendangku.net/doc/ff6051979.html, *通信作者：王小元（1965—），男，山西垣曲人，工学博士，教授，博士研究生导师，主要从事工业微生物代谢工程方面的研究。 E-mail ：xwang@https://www.wendangku.net/doc/ff6051979.html,

微生物代谢工程

微生物代谢工程 1.代谢控制发酵 代谢控制发酵就是利用遗传学的方法或生物化学方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢，使得目的产物大量的生成、积累的发酵。 代谢控制发酵的核心：解除微生物代谢控制机制，打破微生物正常的代谢调节，人为地控制微生物的代谢。 2.微生物代谢工程定义、研究内容和研究手段 定义：应用重组DNA技术和应用分析生物学相关的遗传学手段进行有精确目标的遗传操作，改变酶的功能或输送体系的功能，甚至产能系统的功能，以改进细胞某些方面的代谢活性的整套操作工作（包括代谢分析、代谢设计、遗传操作、目的代谢活性的实现）。简而言之，代谢工程是生物化学反应代谢网络有目的的修饰。 研究内容： (1)代谢流的定量和定向 (2)细胞对底物的吸收和产品的释放模型及分析 (3)研究胞内代谢物浓度的反应工程方法 (4)用13C标记实验进行胞内稳态流分析 研究手段 (1)采用遗传学手段的遗传操作 ①基因工程技术的应用。②常规诱变技术的应用。 (2)生物合成途径的代谢调控 ①生物合成中间产物的定量生物测定。②共合成法在生物合成中的应用。③酶的诱导合成和分解代谢产物阻遏。④无机磷对生物合成的调节。 (3)研究生物合成机制的常用方法 ①刺激实验法。②同位素示踪法。③洗涤菌丝悬浮法。④无细胞抽提法。⑤遗传特性诱变法。 3. 工业发酵的五字策略（图示加文字说明） ①进，在育种和发酵控制方面都要促进细胞对碳源营养物质的吸收； ②通，在育种方面解除对某些酶的反馈调节，在发酵控制方面，诱导这些酶的合成或激活这些酶，从而使来自各代谢物流（除碳架物流外海包括其他支持生物合成的物流）能够畅通的注入载流途径，汇入代谢主流，流向目的产物，特别是当发酵进入目的产物合成阶段后，必需确保载流路径通畅，代谢主流优势明显 ③节，采用育种或发酵控制手段，节制与目的产物的形成无关或关系不大的代谢支流，使碳架物质相对集中地流向目的产物。这里所谓的“节制”是指封闭或削弱以目的产物合成途径的起始底物或以中间产物为起始底物的分支途径； ④堵，采用育种或发酵手段消除或削弱目的产物进一步代谢的途径，包括目的产物参与的分解代谢和合成代谢，为了消除或削弱目的产物的进一步分解代谢，就必须降解目的产物进一步代谢的酶活力或酶量，甚至使这些酶不再合成或不起作用； ⑤出，促进目的产物向胞外空间分泌。在育种和发酵控制发面可通过调节细胞对目的产物的通透性，增加输送目的产物的载体蛋白的量，为目的产物输送代谢能的方法，使目的产物尽快转移出细胞。 4. 酶的阻遏机制，以大肠杆菌色氨酸或组氨酸操纵子为例来说明（图示加文字说明） 终端产物对其自身合成途径的酶的合成的反馈阻遏和弱化的机制反馈阻遏：

微生物学考试试题及答案

《微生物学》课程期末考试试题解答及评分标准99b 一．判断改错题（判断下列每小题的正错，认为正确的在题后括号内打“√”； 错误的打“×”，并予以改正，每小题1.5分，共15分） 01.真菌典型营养体呈现丝状或管状，叫做菌丝(√) 02.专性寄生菌并不局限利用有生命力的有机物作碳源。(×) 改正：专性寄生菌只利用有生命力的有机物作碳源 03.根据微生物生长温度范围和最适温度，通常把微生物分成高温性、中温性、低温性三 大类。(√) 04.放线菌、细菌生长适宜的pH范围：最宜以中性偏酸；(×) 改正：放线菌，细菌生长适宜中性或中性偏碱。 05.厌气性微生物只能在较高的氧化还原电位(≥0.1伏)生长,常在0.3-0.4V生长。(×) 改正：厌气性微生物只能在较低的氧化还原电位(≤0.1伏)才能生长,常在 0.1V生长； 06.波长200-300nm紫外光都有杀菌效能，一般以250-280nm杀菌力最强。(√) 07.碱性染料有显著的抑菌作用。(√) 08.设计培养能分解纤维素菌的培养基,可以采用合成培养基。(×) 改正:能分解纤维素菌的培养基,培养基中需加有机营养物：纤维素。

09.液体培养基稀释培养测数法，取定量稀释菌液，经培养找出临界级数，可以间接测定 样品活菌数。(√) 10.共生固氮微生物，二种微生物必须紧密地生长在一起才能固定氨态氮，由固氮的共生 菌进行分子态氮的还原作用。(√) 一．多项选择题（在每小题的备选答案中选出二至五个答案，并将正确的答案填在题干的括号内，正确的答案未选全或有选错的，该小题无分，每小题2分，共20分） 11.放线菌是能进行光合作用的原核微生物，其细胞形态（A；B；C；） A.有细胞壁; B.由分支菌丝组成; C.无核仁; D.菌体无鞭毛; E.菌体中有芽孢。 12.支原体[Mycoplasma],介乎于细菌与立克次体之间的原核微生物,其特点是：（A；B；）A.有细胞壁;B.能人工培养； C.有核仁; D.有鞭毛； E.非细胞型微生物。 13.无机化合物的微生物转化中，其硝化作用包括：（C；D；E；） A.硝酸还原成亚硝酸; B.硝酸还原成NH 3；C.NH 3转化成亚硝酸;D.铵盐转化成亚硝酸； E.亚硝酸盐转化成硝酸盐。 14.单细胞微生物一次培养生长曲线中，其对数生长期的特点：（A；D; E；）

微生物学检验题库及答案

《微生物学与检验》题库及答案 一.名词解释 1.医院感染 2.肥达反应 3.内基小体 4. 噬菌体： 5.血浆凝固酶 6.败血症 7.灭菌 8.药物敏感试验 9.外 - 斐氏试验 10.L 型细菌 11.菌群失调：12.微生物 13.细菌 14.最小抑菌浓度 15.菌落 16.汹涌发酵 17.无菌操作18.流感杆菌“卫星现象” 19.培养基 20.包涵体 21.正常菌群 22. 内毒素 23. 干扰现象： 24.菌血症 25菌丝： 二.填空题 1 L 型细菌是指（）。 2 杀灭物体上所有微生物的方法称为（）。 3 细菌 H-O 变异是指（）。 4 药敏试验所用标准培养基是，所用菌液相当于（）个细菌／ ml ，细菌接种采用（）划线接种法。 5 细菌致病因素包括（）、（）和（）。 6 细菌引起的全身感染包括（）、（）、（）和（）四种类型。 7 不染色标本检查主要用于观察细菌的（）。 8 影响革兰染色结果的关键步骤是（）。 9 有动力细菌在半固体培养基中的生长现象是穿刺接种线（），无动力细菌穿刺接种线（）。 10 糖发酵试验用于观察细菌分解糖是否产（）和（）。 11 靛基质试验的原理为，细菌产生的色氨酸酶分解蛋白胨中的色氨酸而生成（），此代谢产物与加入的试剂反应，生成（）。 12 链球菌根据溶血现象分为（）、（）和（）三种类型。 13 葡萄球菌触酶试验结果为（）性，链球菌触酶试验结果为（）性。 14 呈现脐窝状菌落的球菌是（）。 15 抗 O 试验是测定病人血清中（）抗体效价的试验，用于风湿热等疾病的辅助诊断。 16 血平板上呈现草绿色溶血环的病原性球菌是（）和（）。 17 IMViC 试验包括（）、（）、（）和（）四项试验。 18 分解乳糖的细菌在肠道选择平板上呈现（）菌落，不分解乳糖则为（）菌落。 19 KIA 斜面红色表明，底层黄色、有气泡表明（）、（），有黑色沉淀表明（）试验阳性 20 霍乱弧菌生物型包括（）和（）。 21 AIDS 的传染源是（）和（），传播途径主要有（），（）和（）。 22 真菌菌落有（）、（）和（）三种。 23 病毒培养方法有（）、（）和（）。 24 病毒的基本结构由（）和（）组成，有些病毒还具有（）。 25 流感病毒根据抗原结构不同分（）、（）、（）三型，其中容易引起流感大流行的是其中的（）型。 26 防止微生物进入机体和物品的操作方法称为（）。 27 含菌量较多的标本（如粪便）的接种通常采用（）接种法。

微生物代谢工程

生工学院 课程编号：020101 课程名称：分子生物学（Molecular Biology） 总学时：41 学分：2.0 主讲教师：王正祥（教授） 主要内容：前言、分子生物学方法、转录和转录后加工、翻译、DNA复制重组和转座、基因组、实验。通过学习掌握分子生物学的基本知识，了解分子生物学的最新进展，掌握分子生物学中常用专业英文词汇，基本掌握分子生物学研究中的核心技术。 课程编号：020102 课程名称：基因操作实验技术（Laboratory Techniques for Gene Manipulation） 总学时：56 学分：2.0 主讲教师：王正祥（教授） 主要内容： 课程编号：020201 课程名称：工业微生物资源（Sources and Application of Industrial Microorganisms） 总学时：46 学分：2.0 主讲教师：诸葛健(教授) 主要内容: 工业微生物资源、目的菌株筛选、模拟放大、工业微生物的初步鉴定与保藏、专利保护。通过学习，可以帮助同学掌握工业微生物资源的获得方法和应用工业微生物生产的技术；为学位研究课题奠定应用工业微生物的技术基础。 课程编号：020202 课程名称：工业微生物育种学（Genentic Improvement of Industrial Microorganisms） 总学时：46 学分：2.0 主讲教师：诸葛健(教授) 主要内容:绪论、诱变育种、原生质体育种技术、基因工程育种技术。通过本课程的学习，将进一步规范微生物操作，完成单元实验和组合实验，为进入研究课题奠定有关的基础理论和实验技能。 课程编号：020203 课程名称:现代微生物实验技术(Modern Microbiology Laboratory Manual) 总学时：46 学分：2.0 主讲教师：诸葛健(教授) 主要内容：显微技术、微生物细胞特殊结构的观察、噬菌体、工业菌种的标记获得、核酸的测定、固定化技术等。通过本课程的学习使学生进一步了解和初步掌握一些现代微生物学上应用的实验技术，有利于学位论文中更多采用现代微生物学实验技术。 课程编号：020204

医学微生物学试题及答案

一、选择题(每题1分,共30分) A型题: 每一考题有A、B、C、D、E五个备选答案，请从中选择一个最佳答案填入题干后括号内。 1．细菌的革兰染色性主要决定于：( ) A．核质结构B．细胞壁结构C．细胞膜结构 D．磷壁酸的有无E．中介体的有无 2．溶原性细菌是指：( ) A．带有前噬菌体基因组的细菌B．带有毒性噬菌体的细菌 C．带有温和噬菌体的细菌D．带有R质粒的细菌 E．带有F质粒的细菌 3．能引起内毒素性休克的细菌成分是：( ) A．肽聚糖B．磷壁酸C．LPS D．菌体抗原E．荚膜多糖 4．关于顿挫感染，下列叙述中哪项正确?( ) A. 因宿主细胞内有相应抑制物 B. 因宿主细胞DNA有关基因激活 C. 因宿主细胞缺乏有关酶 D. 因感染病毒有核酸缺失 E. 因感染病毒抗原性转变 5．细菌芽胞特有的、并与其高度耐热性有关的成分是：( ) A．磷脂B．肽聚糖C．磷壁酸 D．二氨基庚二酸E．吡啶二羧酸 6．下列哪种实验可用来检测致癌物质？( ) A．Ames test B．transformation test C．fluctuation test D．replica plating test E．Widal test 7．杀灭包括芽胞的所有微生物的方法称作：( ) A．消毒B．无菌C．灭菌D．灭活E．防腐 8. 下列无芽胞的细菌中，抵抗力最强的是: ( ) A. 乙型溶血性链球菌 B. 金黄色葡萄球菌 C. 淋病奈瑟菌 D. 肺炎球菌 E. 脑膜炎奈瑟菌 9. 下列哪项不是病毒在细胞内增殖的指标？( ) A. 细胞病变效应 B. 红细胞吸附 C. 细胞代谢的改变 D. 干扰现象 E. 细胞培养液混浊 10．霍乱弧菌能粘附定植于小肠粘膜上皮细胞是因为具有：( ) A．鞭毛B．ＬＴＡC．菌毛D．Ｋ抗原E．Ｖｉ抗原11．对青霉素产生耐药性的最常见的细菌是：( ) A．Streptococcus B．Staphylococcus C．Meningococcus D．Gonococcus E．Pneumococcus 12．分枝杆菌属最突出的特点是：( ) A．胞壁含大量脂质B．无特殊结构C．呈分枝生长 D．一般不易着色E．抗盐酸乙醇脱色 13. 下列哪种物质与结核结节和干酪样坏死有关？( ) A．分枝菌酸B．蜡质ＤC．磷脂 D．索状因子E．硫酸脑苷脂