微生物学作业汇总及参考答案(5)

4．以EBM（伊红美蓝乳糖琼脂培养基）为例，分析鉴别培养基的作用原理。

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。

EBM培养基中伊红为酸性染料，美蓝为碱性染料，均为苯胺类染料。 当大肠杆菌分解乳糖产酸时细菌带正电荷被染成红色，再与美蓝结合形成紫黑色菌落，并带有绿色金属光泽。 在碱性环境中不分解乳糖产酸的细菌不着色，伊红和美蓝不能结合，故沙门氏菌等为无色或琥珀色半透明菌落。金葡菌在此培养基上不生长。常用的伊红美蓝乳糖培养基，可用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌。如果有大肠杆菌，因其强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体带H+，故菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可以看到金属光泽。 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？

第七章 微生物的代谢

一．填空填空

1．代谢是推动生物一切生命活动的动力源，它包括__分解代谢__和___合成代谢___；由于一

切生命活动都是耗能反应，因此，__能量代谢__就成了代谢中的核心问题。

2．在有机物为基质的生物氧化反应中，以氧为电子传递最终受体的方式称_有氧呼吸__；以

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无机氧化物为最终电子受体的称__无氧呼吸_；以生物氧化的中间代谢产物为最终电子受体的称___发酵_。

3．列举几种微生物底物脱氢的途径，主要有 EMP途径_、_ HMP途径_、___ ED途径___和_

磷酸解酮酶途径__四种途径。

4．电子传递系统中的氧化还原酶包括__NADH脱氢酶_、__黄素蛋白_、_铁硫蛋白_、__细胞色素___和__醌及其化合物____。

5．呼吸作用与发酵作用的根本区别在于___氧化还原反应中电子受体不同_____。

6．乳酸菌进行同型乳酸发酵时通过 EMP 途径，产物为 乳酸 ，肠膜明串珠菌进行异

型乳酸发酵时通过 ED 途径，产物为 乳酸 、 酒精 和 CO2 。

7．异养微生物的___能量ATP__和__还原力__均来自__有机物__的生物氧化，而化能自养微

生物在无机能源氧化过程中通过__氧化磷酸化__产生ATP。

8．乳酸细菌可利用葡萄糖产生乳酸，根据产物不同，乳酸发酵可分为_同型乳酸发酵__、__

异型乳酸发酵___和__双歧发酵__三种类型。

9．硝化细菌和硫细菌是通过_____电子逆呼吸链传递____来生成还原力。

10．兼性需氧微生物具有两套呼吸酶系，在有氧时 能以O2作为最终电子受体进行好氧呼

吸 ，在无氧时 以代谢中间产物为受氢体进行发酵作用 。

11．在自然界引起元素硫和无机硫化物氧化的真细菌主要有： 硫化细菌 、 丝状硫细菌 和 绿色及紫色硫细菌 。 二．是非题

1．EMP和HMP代谢途径往往同时存在于同一种微生物的糖代谢中。( √ ) 2．光合磷酸化和氧化磷酸化一样都是通过电子传递系统产生ATP。( √ ) 3．光合细菌和蓝细菌都是产氧的光能营养型微生物。( × )

4．光合叶绿素和高等植物中的叶绿素具有相类似的化学结构。( √ )

5．化能自养菌以无机物作为呼吸底物，以O2作为最终电子受体进行有氧呼吸作用产生能量。

（ √ ）

三．名词解释

1．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。

2．发酵 (fermentation)：有机物氧化释放的电子直接交给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的过程。

+

呼吸作用：指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

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等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程。

3．氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）：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。

底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。

4．无氧呼吸：化合物氧化脱下的氢和电子经呼吸链传递，最终交给无机氧化物的过程。

有氧呼吸：是指微生物氧化底物时以分子氧作为最终电子受体的氧化作用。 5．硝化作用：硝化作用：铵氧化成硝酸的微生物学过程。

反硝化作用：微生物还原NO3成气态氮的过程。即硝酸盐的异化还原。 四．选择题

1．当一个NADH分子经代谢并让它的电子通过电子传递链传递后，可产生（ C ） A 6个氨基酸分子 B 1个葡萄糖分子

C 3个ATP分子 D 1个甘油三酯和2个甘油二酯 2．微生物从糖酵解途径中可获得（ A ）个ATP分子。 A 2个 B 4个 C 36个 D 38个

3．对于青霉菌，每摩尔葡萄糖通EMP和TCA循环彻底氧化共产生（ B ）摩尔ATP。

A 34 B 36 C 38 D 39 4．下列光合作用微生物中进行的是非环式光合磷酸化作用的是（ C ）

A 甲藻 B 绿硫细菌 C 蓝细菌 D 嗜盐细菌 5．硝酸细菌依靠（ B ）方式产能。

A 发酵作用 B 有氧呼吸 C 无氧呼吸 D 光合磷酸化

6．下列微生物中同时具有固氧、氧化无机硫化物、氧化亚铁为高铁能力的是（ D ）

A 脱硫弧菌属Desulfovibrio B 着色菌属Chromatium C 贝氏硫细菌属Beggiotoa D 氧化亚铁硫细菌 f.ferrooxidans 7．巴斯德效应是指（ D ）

A 乳酸对微生物的抑制 B 酒精对葡萄糖分解的抑制 C 氧气对呼吸作用的抑制 D 氧气对发酵作用的抑制 五．问答题

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－

1、扼要说明酵母的一型、二型和三型发酵，它们的最终产物是什么？

a.酵母菌只有在pH3.5～4.5（弱酸性）和厌氧条件下才能进行正常的酒精发酵，称之为酵母菌的第一型发酵，亦称同型酒精发酵。G → 丙酮酸 → 乙醛 → 乙醇。

b.若有亚硫酸酸氢钠NaHSO3（3％）存在，与乙醛结合，而使磷酸二羟丙酮作为受氢体。 磷酸二羟丙酮 → α-磷酸甘油 → 甘油。此称为酵母菌第二型发酵，但仍有乙醇产生。 c.如果将发酵过程的pH值控制在微碱性（pH7.6左右）和厌氧条件下，乙醛分子间歧化反应一分子乙醛 → 乙酸（氧化）一分子乙醛 → 乙醇（还原）还有磷酸二羟丙酮 → 甘油。得到的产物主要是甘油、少量的乙醇、乙酸和CO2。此为酵母菌的第三型发酵。 2、简述“鬼火”形成的原因。

在无氧条件下，某些微生物在没有氧、氮或硫作为呼吸作用的最终电子受体时，可以磷酸盐代替，其结果是生成磷化氢（PH3），一种易燃气体。当有机物腐败变质时，经常会发生这种情况。若埋葬尸体的坟墓封口不严时，这种气体就很易逸出。农村的墓地通常位于山坡上，埋葬着大量尸体。在夜晚，气体燃烧会发出绿幽幽的光。长期以来人们无法正确地解释这种现象，将其称之为“鬼火”。 3、简述无氧呼吸的特征。

又称厌氧呼吸，是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化。特点是底物按常规途径脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物或有机物受氢，并完成氧化磷酸化产能反应。这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。

4、请指出以下作为电子最终受体的呼吸类型： NO3，NO2→→N2 硝酸盐呼吸 Fe3+→→Fe2＋铁呼吸 S→→ H2S 硫呼吸 O2→→H2O 有氧呼吸

CO2→→CH4 产甲烷菌产生甲烷的碳酸盐呼吸 Fumarate→→Succinde延胡索酸呼吸

5、何谓化能自型养微生物，它们是如何合成细胞物质的？ 6、简述反硝化作用的生态学作用？

反硝化作用指的是硝酸盐呼吸，一般是由于好氧性机体的呼吸作用使土壤及水环境氧气被消耗而造成局部的厌氧环境，从而使一些硝酸还盐原细菌能进行厌氧呼吸（硝酸盐呼吸）。 硝酸盐呼吸使土壤中植物能利用的氮（硝酸盐NO3-）还原成氮气而消失，从而降低了土

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壤的肥力。解决放大就是松土，排除过多的水分，保证土壤中有良好的通气条件。另一方面，反硝化作用在氮素循环中的起重要作用，硝酸盐是一种容易溶解于水的物质，通常通过水从土壤流入水域中。如果没有反硝化作用，硝酸盐将在水中积累，会导致水质变坏与地球上氮素循环的中断。

7、简述氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)为什么能在酸性环境下生活？

从亚铁到高铁状态的铁的氧化，对于少数细菌来说也是一种产能反应，但从这种氧化中只有少量的能量可以被利用。因此该菌的生长会导致形成大量的Fe3+ （Fe(OH)3）。亚铁（Fe2+）只有在酸性条件（pH低于3.0）下才能保持可溶解性和化学稳定；当pH大于4-5，亚铁（Fe2+）很容易被氧气氧化成为高价铁（Fe3+）。因此，能利用亚铁进行氧化产能的细菌通常也可以氧化硫化物产能，因此保证细菌生活的低pH环境（产生大量的硫酸） 8 、何谓初级代谢和次级代谢？扼要阐述初级代谢与次级代谢的关系？

微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。

相对于初级代谢而提出的一个概念。指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。 初级代谢与次级代谢的关系： 1、存在范围及产物类型不同

初级代谢：普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型，次级代谢：只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中； 2、对产生者自身的重要性不同

初级代谢产物：机体生存必不可少的物质，次级代谢产物：不是机体生存所必需的物质 3、同微生物生长过程的关系明显不同

初级代谢：自始至终存在于一切生活的机体中，同机体的生长过程呈平行关系；次级代谢：在机体生长的一定时期内，（通常是微生物的对数生长期末期或稳定期）产生的，它与机体的生长不呈平行关系。

4、对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同

初级代谢产物：敏感性小（即遗传稳定性大）；次级代谢产物：敏感，其产物的合成往往因环境条件变化而停止。 5、相关酶的专一性不同

初级代谢：酶专一性强；次级代谢：酶专一性不强，加入不同的前体物，往往可以导致机体合成不同类型的次级代谢产物。

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