(2)光合膜是光合细菌进行光合作用的场所。含有叶绿素、胡萝卜素等光和色素和酶类。 (3)其他内膜系统有很多其他的功能例如羧酶体可以固定CO2,是许多能同化CO2的自养细菌所特有的内含物。气泡是某些水生细菌所含有的泡囊状内含物,可以调节他在水中的位置。
14.芽孢萌发的条件及其过程。
芽孢萌发需要适宜的条件,例如合适的温度,一定的湿度与氧气含量,足够的营养物质等。首先芽孢发生吸胀作用,随之折光性和抗性丧失,继而呼吸作用代谢活性增强,芽孢特殊内含物分解,营养细胞壁迅速合成,最后,新形成的营养细胞从破裂的孢子囊里萌发出来. 回复营养生长。
15.磁小体、伴孢晶体:贮藏物颗粒包括哪些?*
磁小体存在于少数Aquaspirillum(水生螺菌属)和ilophococcus(嗜胆球菌属)等趋磁细菌中,大小均匀(20-100nm)分布。数目不等(2-20颗),形状为平截八面体,平行六面体或六棱柱体等,成分四氧化三铁,外有一层磷脂,蛋白质或糖蛋白膜包裹,无毒,具有导向功能,即借鞭毛引导细菌游向最有利的泥,水界面微氧环境处生活.趋磁细菌还有一定的实用前景,包括用作磁性定向药物和抗体,以及制造生物传感器等.
某些芽孢杆菌,如苏云芽孢金杆菌(BT),在形成芽孢的同时,会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的的碱溶性蛋白晶体,称为伴孢晶体。
贮藏物颗粒是一类有不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒,种类较多,主要功能是贮藏营养物。有聚-β-羟丁酸(PHB)、硫粒、藻青素、异染粒。
16.什么是细胞膜?简述其组成及生理功能,简述液态镶嵌模型的内容。
又称细胞质膜。细胞表面的一层柔软而富有弹性的半透膜。是细胞生存必须的重要结构。磷脂双分子层是构成细胞膜的的基本支架。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,含有少量糖类。其中部分脂质和糖类结合形成糖脂,部分蛋白质和糖类结合形成糖蛋白。 细胞膜的作用:
1选择性控制细胞内.外的营养物质和代谢产物的运送。
2膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶类,是细胞的产能基地。 3是合成细胞壁和糖被等有关成分的重要场所。
4是鞭毛基体着生的部位,提供鞭毛运动所需能量。 5维持细胞内正常渗透压的结构屏障。
细胞膜不是静态的,而是膜中的脂质和蛋白质都能自由运动。这种模型叫做流动镶嵌模型。这是个动态模型,表示细胞膜是由脂质双分子层和镶嵌着的球蛋白分子组成的,有的蛋白质分子露在膜的表面,有的蛋白质分子横穿过脂质双分子层。这种模型主要强调的是,流动的脂质双分子层构成了膜的连续体,而蛋白质分子像一群岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋”中。
第三章 微生物的营养与物质运输
1. 微生物的营养六要素,各自作用及应用实例。 1.碳源 作用:
(1)能满足微生物生长繁殖所需要的碳元素
(2)从简单的无机物(CO2到碳酸盐)到复杂的有机含碳化合物包括糖,脂类。有机酸。芳香族化合物等都可以被不同的微生物所利用。
(3)对一切异样微生物来说,其碳源同时又兼做能源。 实例:实验室常用的碳源:葡萄糖,果糖,蔗糖,淀粉等。 2氮源 作用:
(1)氮是组成核算和蛋白质的主要元素
(2)以分子氮和无机氮化合物到含氮的化合物都可以作为微生物的氮源。 实例:微生物培养基用的氮源都是牛肉膏,蛋白胨。酵母膏,硝酸盐,尿素。 工业发酵常用:豆饼粉,花生饼粉,玉米浆和蚕蛹粉等。 3能源 作用:
为微生物生命活动提供最初的能量来源的营养物或辐射能。 实例:化能异养微生物的能源就是碳源。 4.生长因子 作用: 调节微生物正常代谢。
实例:维生素,碱基,卟啉及其衍生物。 5.无机盐 作用:
(1)位微生物提供出碳源以外的各种重要元素。 (2)参与微生物细胞结构物质的组成。 (3)调节微生物的原生质胶体状态。
(4)调节细胞渗透压,氢离子浓度和氧化还原电位。 (5)酶的激活剂
(6)作为某些自养菌的能源。
实例:配置培养基时,首选K2HPO4和MgSO4,可以同时提供4种需要量最大的元素。 6.水 作用:
(1)优良的溶剂。
(2)维持各种生物大分子的结构稳定性,参与某些重要的生化反应。 (3)具有许多优良的物理性质。
实例:蓝细菌利用水作为二氧化碳的还原剂。
2. 微生物的营养类型根据碳源和能源划分有哪四种?各有何特点? (1)光能自养型,其碳源实二氧化碳,能源是光能。
特点:具有光合色素,能利用光能,并以水或还原态无机物为供氢体来同化二氧化碳。 (2)光能异养型,其碳源为有机物,能源为光源。
特点:一般以二氧化碳和简单的有机物为碳源,以有机物为供体;利用光能将CO2还原成细胞物质,生长时需要同时补充外援生长因子。
(3)化能自养型,其碳源实Co2货碳酸盐,能源为无机物。
特点:利用电子供体,如H2,H2S,Fe2+,或者亚硝酸盐等把二氧化碳还原成细胞物质,这类微生物的生长一般都比较的缓慢,在自然界中的物质循环和转化过程中起着重要的作用。 (4)化能异养型,其碳源和能源都为有机物。 特点:大多数微生物都属于化能异养型,这类微生物的能源来自于有机物氧化释放的化学能,碳源为有机化合物。
3. 影响营养物质进入细胞的细胞表面结构由哪几部分组成?各部分有何作用? 有糖被,细胞壁和细胞膜三部分组成,糖被和细胞壁都是通过其自身的性质限制进入分子的大小来控制,通过渗透作用。而细胞膜不仅有半透膜的选择性质,还有蛋白质为物质进入细胞膜提供载体的作用,而有的糖蛋白或糖脂类物质具有识别信号分子的作用,可以特异性的
运输一些物质。甚至可以逆浓度运输。
4. 营养物质进入细胞的方式有哪几种?各有何特点? (1)简单扩散
特点:a.以物质在细胞内外的浓度差为动力。 b.不消耗能量。
c.不需要膜上载体蛋白的参与,因此是非特异性的。 d.运输速度低。 (2)促进扩散
特点:a.特异性的识别。
b.能提高物质的运输速度。 c.会出现饱和效应。 (3)主动运输
特点:a.特异性,载体蛋白与营养物质之间存在对应的专一性。 b.消耗能量
c.逆浓度浓度梯度营养物质。 (4)基团转运
特点:a.需要能量。
b.使某些物质在发生质膜转移过程中发生化学变化。 c.此种方式主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中。
d.主要用于单糖,双糖,及糖的衍生物,核苷和核苷酸的运输。
5. 何谓离子载体?其运输营养物质的方式有哪些?试举例说明? 离子载体:一类溶于脂质双分子层疏水性的小分子,通过提高膜的离子通透性而促进离子的 跨膜运输。
运输方式及举例:
(1)移动载体,他通过改变与营养物质结合的部位(或旋转或穿梭)来输送营养物质。例:缬氨酶素氏环状分子,对结合K+有高度的选择性。K+可以结合在环状分子中心形成缬氨酶素-K+复合物,而环状分子外周的碳氢链使得该复合物能穿过膜的疏水中心,从而促进钾离子的跨膜运输。
(2)通道载体,它在膜上保持不动,但是有供溶质通过的通道。例:短杆菌肽A的疏水性侧链可以与阳离子结合,两个短杆菌肽A单体分子头头相对形成二聚体,沿螺旋的轴向构成一个穿过膜的亲水通道,离子可以穿过此通道进行跨膜运输。
6. 主动运输中载体蛋白的运输模式有哪些?
(1)单项运输。 (2).协同运输:同向运输和逆向运输。
7. 详述营养物质的运输调节受到哪些因素的影响。
(1)营养物质本身:一般来说相对分子量小的,脂溶性物质,不带电荷物质更容易穿过细胞膜。
(2)环境条件:温度,PH,代谢和呼吸的抑制剂和解偶联剂,通透性诱导物与被运输物质的结构类似物。
(3)载体物质生物合成调节:
8. 举例说明代谢产物氨基酸的分泌机制。
黄色短杆菌分别在生物素贫乏和生物素丰富的培养基中进行培养,分析细胞内外氨基酸含量,结果发现,生物素贫乏时,谷氨酸大量分泌,排出的谷氨酸占总游离氨基酸的92%左右;生物素丰富时,细胞分泌的谷氨酸少,仅占谷氨酸总量的12%。生物素是乙酰辅酶A的辅基,该酶催化乙酰辅酶A合成冰儿酰辅酶A,是脂肪酸合成的限速步骤,因此限制生物素供量就是限制了谷氨酸的合成,从而使磷脂含量减少,膜结构不完全,导致谷氨酸的分泌。
9. 简述有关孢外酶分泌机制的理论。
(1)分泌作用与胞外酶的化学结构有关。 (2)信号肽假说。
(3)以细胞的表层结构来解释细胞对的分泌机制。
10. 举例说明微生物进行糖的运输通过哪几种方式。 (1).促进扩散:单糖
(2).主动运输:乳糖,葡萄糖
(3).基团转移:磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸转移酶系统。
第四章 异养微生物的生物氧化
1、研究文生物代谢的方法
静息细胞法。微量气体测压法,酶抑制剂法,同位素示踪法,菌株诱变法
2、简述EMP途径中丙酮酸的去向 (1)参与细菌的同型酒精发酵 (2)参与同型乳酸发酵 (3)参与丁酸发酵 (4)参与丙酸发酵 (5)参与混合酸发酵 (6)参与2,3-丁二醇发酵
3、HMP途径的特点
1)生产大量NADPH,为细胞提供还原力2)生产大量的磷酸核糖和其他代谢产物3)与光合作用联系,实现某些单糖问题。
4、ED,PK途径的关键酶 ED:KDPG醛缩酶 PK:磷酸解酮酶
5、比较EMP、HMP、ED、PK途径的产能情况。(一分子葡糖糖) EMP:生产四个ATP但得消耗两个ATP,净生成两个ATP
HMP:产6分子NADPH最终产35个ATP,但HMP途径不是产能途径,而是为生物合成提供大量还原力和中间代谢产物
ED:产生一份子ATP,一份子NADPH和NADH。
PK:降解1分子葡萄糖只产生1分子ATP,相当于EMP途径的一半,另一特点是几乎产生
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