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2、什么叫生物氧化?试分析燃烧)与生物氧化间的异同。

生物氧化:发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。它与非生物氧化的相同点是两者的总效应都是通过底物的氧化反应而释放其中的化学潜能。

比较项目 步骤 条件 催化剂 燃烧 一步式快速反应 激烈 无 生物氧化 多步式梯级反应 温和 酶(酶在细胞内有一定位置) 产能形式 能量利用率

热、光 低 大部分为ATP 高 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。

脱氢和产能的途径:EMP、HMP、ED、TCA四条途径。

1. EMP途径的特点是:以1分子葡萄糖为底物,经耗能和产能两阶段产生2分子丙酮酸、

2分子还原辅酶Ⅰ(NADH+)和2分子ATP的生化反应过程。

2. HMP途径的特点是葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化,并能产生大量

NADPH+形式的还原能力以及多种重要中间代谢产物。

3. ED途径是葡萄糖只经过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。

4. TCA循环的特点有:a、氧虽不直接参与其中反应,但必须在有氧条件下运转;b、每

分子丙酮酸可产生4个NADH+H+、一个FADH2和1个GTP,总共相当于15个ATP,

因此产能效率极高;c、TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位。

4、试述EMP途径在微生物生命活动中的重要性。

EMP途径又称糖酵解途径,是绝大多数生物所共有的一条主流代谢途径。其产能效率虽

低,但生理功能极其重要:

a.供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力。

b.是连接其他几个重要代谢途径的桥梁,包括三羧酸循环、HMP途径和ED途径等。

c.为生物合成提供许多中间代谢物。

d.通过逆向反应可进行多糖合成。

6、 试述TCA循环在微生物产能和发酵产生中的重要性。

TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位,产能效率极高,不仅可为微生

物的生物合成提供各种碳架原料,而且还与人类的发酵生产(如柠檬酸、苹果酸等)紧密相关。

7、什么是呼吸?什么是呼吸链(电子传递链)?

呼吸:生物体在有氧条件下脱下的氢经完全的呼吸链传递的生物氧化或产能方式。

呼吸链:位于原核生物的细胞膜或真核生物的线粒体膜上,有一系列氧化还原势呈梯度差

的、链状排列的氢传递体,其功能是把氢或电子传递到分子氧或其他无机、有机氧化物,并使它们还原。

8、什么是无氧呼吸?

无氧呼吸:在无氧条件下产能效率比较低的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。 (列表P112)

9、 试列表比较呼吸、无氧呼吸和发酵的异同点。 呼吸 无氧呼吸 不同点 发酵 呼吸是必须在有氧条件下进行,脱 无氧呼吸是在无氧条件下,产能 发酵是在无氧等外源氢受 下的氢经过完成的呼吸链传递,被 较低,氢受体是外源无机氧化物 体下进行,脱下的氢未经 外源分子氧接受, 是一种高效产 呼吸链传递而直接交给某 能方式; 一内源性中间代谢物 相同点 以葡萄糖为反应物,过程都有NADPH2和丙酮酸生成,都生成CO2和ATP

10.从狭义和广义两方面说明发酵的慨念。

狭义:它是指在无氧等外源氢受体的条件下,底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链

传递而直接交某一内源性中间代谢物接受,以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。

广义:目前已泛指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。

11、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 1乳酸、1乙酸、1CO2 1乳酸、1.5乙酸 产能/1葡萄糖 2ATP 1 ATP 2ATP 2.5ATP 菌种代表 得氏乳杆菌 肠膜明串球菌 短乳杆菌 两歧双歧杆菌 12、细菌的酒精发酵途径如何,它与酵母的酒精发酵有何不同,细菌的酒精发酵有何优缺点?

细菌的酒精发酵是通过ED途径进行,葡萄糖只需经过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。其途径如下:葡萄糖在ATP作用下生成6-磷酸葡萄糖,再经G-6-P脱氢酶作用下产生6-磷酸葡萄糖酸,在6-PG脱水酶下产生KDPG,最后再KDPG醛缩酶下获得丙酮酸、ATP、NADH+H+、NADPH+H+,丙酮酸再无氧发酵得到乙醇。

酵母菌的酒精发酵是通过EMP途径,其途径是:1分子葡萄糖经过10步反应而产

生2分子丙酮酸、2分子NADH+H+和2分子ATP,丙酮酸再无氧发酵产生酒精。

细菌酒精发酵优缺点:

优点:代谢速率高;产物转化率高;菌体生成少;代谢副产物少;发酵温度高;不必定期供氧;细菌为原核生物,易于用基因工程改造菌种;厌氧发酵,设备简单。

缺点:生长pH为5,较易染菌;细菌耐乙醇力较酵母菌为低(细菌7%乙醇,酵母菌耐8-10%乙醇);底物范围窄(葡萄糖、果糖)。

13、 什么是两用代谢途径?它有哪些特点?

两用代谢途径:凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径。EMP、HMP、

和TCA循环都是重要的两用代谢途径。

特点:a. 在两用代谢途径中,合成途径并非分解途径的完全逆转,即某一反应的逆反应并不

是总是由同样的酶进行催化的。

b. 在分解代谢与合成代谢途径的相应代谢步骤中,往往还包含了完全的中间代谢物。

c. 在真核生物中,分解代谢和合成代谢一般在不同的分隔区域内分别进行,即分解代谢一般在线粒体、微粒体或溶酶体中进行,而合成代谢一般在细胞质中进行,从而有利于两者可同时有条不紊的运转。

14、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。

重要作用:对生物圈的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。

能固氮的微生物有根瘤菌,蓝细菌等。分类:从生态类型来分,可分为3类。 (1)自生固氮菌:不依赖与它种生物共生二能独立进行固氮的微生物。 (2) 共生固氮型:必须与它种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物。 (3)联合固氮型:必须生活在某种特定的环境下才能固氮的微生物,只利用所需要环境。

15.什么是氧化磷酸作用?什么是P\\O比?什么是化学渗透学说?

氧化磷酸作用:指呼吸链的递氢和受氢过程与磷酸化反应相偶联并产生ATP的作用。

P\\O比:1mol氧原子所产生的ATP摩尔数。

化学渗透学说:在氧化磷酸化过程中,通过呼吸链有关酶系的作用,可将底物分子上的质子从膜的内侧传递到膜的外侧,从而造成了膜两侧分子分布不均匀,此即质子动势的由来,也是合成ATP的能量来源。

第六章

同步生长:是通过获得同步培养物的手段。使微生物细胞群体内的各个个体都处于同

一细胞分裂周期的特殊生长状态。

连续发酵:连续培养是相对于典型生长曲线时所采用的那种单批培养。连续培养如用

于生产实践,就称为连续发酵。

专性好氧菌:是一类必须在较高浓度分子氧的条件下才能生长有完整的呼吸链,以分

子氧作为最终的氢受体,具有SOD和过氧化氢酶的微生物。

兼性厌氧菌:是一类主要生长在有氧条件下又可在无氧条件下的微生物,特点是在有

氧下借呼吸产能,而在无氧条件下可借发酵或无氧呼吸产能。

微好氧菌:是一类只能在较低氧分下下才能正常生长的微生物。

厌氧菌:一类对分子氧高度敏感的微生物,有氧情况下不能生存。

耐氧菌:是一类可在有氧条件下正常生长却不需要氧而仅借发酵和底物水平磷酸化产