微生物学营养物质进入细胞的方式
微生物生理复习题及答案
微⽣物⽣理复习题及答案第⼀章绪论1、什么是微⽣物⽣理学？研究热点是什么？微⽣物⽣理学是从⽣理⽣化的⾓度研究微⽣物的形态与发⽣、结构与功能、代谢与调节、⽣长于繁殖等的机理，以及这些过程与微⽣物⽣长发育以及环境之间的关系的学科。
研究热点：环境修复；微⽣物发电、⽣物燃料；资源开发利⽤。
2、简要说明微⽣物⽣理学与其他学科的关系。
微⽣物⽣理学既是⼀门基础学科⼜是⼀门应⽤学科。
它的发展与其他学科有着密切的联系，既依赖于微⽣物学、⽣物化学、细胞⽣物学、遗传学基础学科的理论和技术，还需要数学、物理学、化学、化学⼯程、电⼦信息学和设备制造⼯程等的理论和技术。
3、简述微⽣物⽣理学中常⽤的技术与⽅法。
（1）电⼦显微技术，⼀种公认的研究⽣物⼤分⼦、超分⼦复合体及亚细胞结构的有⼒⼿段，也是研究微⽣物不可缺少的⼿段。
(2)DNA分⼦铺展技术，可⽤来检查细菌、噬菌体的染⾊体结构，还可进⾏动态跟踪。
（3）超速离⼼技术（4）光谱分析技术，包括可见光光度法（定量分析），紫外分光光度法，荧光分光光度法，红外分光光度法。
(5）层析技术，⼀种基于被分离物质的物理、化学及⽣物学特性的不同，使它们再某种基质中移动速度不同⽽进⾏分离和分析的⽅法。
纸层析，薄层层析，柱层析。
（6）电泳技术，⽤于对样品进⾏分离鉴定或提纯的技术。
等电聚焦电泳，双向电泳，⽑细管电泳，变性梯度凝胶电泳。
（7）同位素⽰踪技术，利⽤放射性核素作为⽰踪剂对研究对象进⾏标记的威廉分析⽅法。
（8）基因芯⽚与⾼通量测序技术第⼆章微⽣物的细胞结构与功能1.细胞壁及细胞膜的⽣理作⽤是什么？(2)控制细胞⽣长扩⼤(3)参与胞内外信息的传递(4)防御功能(5)识别作⽤（ps1、维持细胞形状,控制细胞⽣长，保护原⽣质体。
细胞壁增加了细胞的机械强度,并承受着内部原⽣质体由于液泡吸⽔⽽产⽣的膨压,从⽽使细胞具有⼀定的形状,这不仅有保护原⽣质体的作⽤,⽽且维持了器官与植株的固有形态.另外,壁控制着细胞的⽣长,因为细胞要扩⼤和伸长的前提是要使细胞壁松弛和不可逆伸展.2.细胞壁参与了物质运输与信息传递细胞壁允许离⼦、多糖等⼩分⼦和低分⼦量的蛋⽩质通过,⽽将⼤分⼦或微⽣物等阻于其外。
微生物对营养物质的吸收
微生物对营养物质的吸收微生物从外界摄取营养物质的方式随微生物类群和营养物质种类而异，可归纳为吞噬和渗透吸收两种类型。
多数原生动物能直接以细胞质膜包围并吞食营养物。
原生动物对固体颗粒状食物的捕食称为吞噬，对液体或胶体状小液滴状食物的捕食称为胞饮。
绝大多数微生物以渗透方式吸收营养物质。
以渗透方式通过细胞质膜从环境或寄主细胞中获取营养物质的微生物有细菌、放线菌、蓝细菌、藻类、真菌、原生动物中的孢子虫和鞭毛虫等。
微生物个体微小，比表面大，能高效率地进行细胞内外的物质交换。
影响营养物质进入细胞的的因素主要有三个: 其一是营养物质本身的性质。
分子量、溶解性、电负性、极性等都影响营养物质进入细胞的难易程度。
其二是微生物所处的环境。
温度通过影响营养物质的溶解度、细胞膜的流动性及运输系统的活性来影响微生物的吸收能力；pH和离子强度通过影响营养物质的电离程度来影响其进入细胞的能力。
例如，当环境pH比胞内pH高时，弱碱性的甲胺进入大肠杆菌后以带正电荷的形式存在，而这种状态的甲胺不容易分泌而导致细胞内甲胺浓度升高，当环境pH比胞内pH低时，甲胺以带正电荷的形式存在于环境中而难以进入细胞，导致细胞内甲胺浓度降低；当环境中存在诱导物质运输系统形成的物质时，有利于微生物吸收营养物质。
而环境中存在的代谢过程抑制剂、解偶联剂以及能与原生质膜上的蛋白质或脂类物质等成份发生作用的物质（如巯基试剂、重金属离子等）都可以在不同程度上影响物质的运输速率。
另外，环境中被运输物质的结构类似物也影响微生物细胞吸收被运输物质的速率，例如L-刀豆氨酸、L-赖氨酸或D-精氨酸都能降低酿酒酵母吸收L-精氨酸的能力。
其三是微生物细胞的透过屏障（permeability barrier）。
所有微生物都具有一种保护机体完整性且能限制物质进出细胞的透过屏障,渗透屏障主要由原生质膜、细胞壁、荚膜及粘液层等组成的结构。
荚膜与粘液层的结构较为疏松，对细胞吸收营养物质影响较小。
营养物质进入细胞的方式
营养物质进入细胞的方式1. 内容除原生动物外，其他各大类有细胞的微生物都是通过细胞膜的渗透和选择吸收作用而从外界吸取营养物的。
细胞膜运送营养物质有四种方式，即：单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。
2. 练习1.练习一、选择题1．基团转位和主动运输的主要差别是：（）A. 运输中需要各种载体参与B. 需要消耗能量C. 改变了被运输物质的化学结构答案：C2．单纯扩散和促进扩散的主要区别是：（）A. 物质运输的浓度梯度不同B. 前者不需能量，后者需要能量C. 前者不需要载体，后者需要载体答案：C3. 细菌中存在的一种主要运输方式为：（）A. 单纯扩散B. 促进扩散C. 主动运输D. 基团转位答案：C二、填空题1. 在营养物质的四种运输方式中，只有__________运输方式改变了被运输物质的化学组成。
答案：基团转位2.亚硝酸细菌在氧化__________的过程中获得细胞生长所需的能量，并利用这些能量将__________还原为细胞有机物，因此该菌的营养类型属于__________。
答案：NH3，CO2，化能自养型3. 在蓝细菌和藻类的光合作用中，以_________作供氢体，有__________放出，并将__________还原为细胞有机物。
答案：H2O，O2，CO24. 在绿硫细菌的光合作用中，没有__________放出，以__________作供氢体，将__________还原为细胞有机物。
答案：氧气，H2S，CO2三、简答题1. 试述细菌通过基团转位吸收糖进入细胞内的过程。
答案：基团转位将单糖吸收运输至细胞的过程如下：热稳定蛋白HPr被PEP活化（磷酸化），由酶1完成。
热稳定蛋白将活化的磷酸基团转移给酶3。
细胞膜上的酶2将葡萄糖由外膜转运至内膜，该糖分子立即被活化的酶3磷酸化。
在这一过程中，糖分子一方面由膜外到达膜内，并同时实现磷酸化。
2. 举例说明微生物在生长过程中培养基pH值可能发生的变化，并提出解决方法。
微生物学答案A
微生物学答案A微生物学答案A-天津科技大学2006~2007学年第一学期微生物学试卷（A）答案一、名词解释（每题2分，共20分）1. 芽孢：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的折光性很强的抗逆性休眠体，称为芽孢。
2. 烈性噬菌体：感染宿主细胞后，能引起宿主迅速裂解的噬菌体。
（或：在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟（装配）和裂解5个阶段而实现其繁殖的噬菌体。
）3. 化能异养型：能源和碳源都来自有机物的营养类型。
4. 巴氏消毒法：专用于牛奶、啤酒、酱油等不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料的低温消毒方法，此法可杀灭物料中无芽孢病原菌，又不影响其风味。
具体方法可分为：低温维持法（63℃，30分）和高温瞬时法（72℃，15秒）。
5. 发酵：指有机物氧化释放的氢（电子）最终传递给某种中间代谢产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物的过程。
6. 抗代谢物：一类在化学结构上与微生物所必需的代谢物（即生长因子）很相似，可干扰微生物正常代谢活动的化学物质。
7. 营养缺陷型：某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子（碱基、氨基酸或维生素等）的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷性。
8. Hfr菌株：即高频重组菌株。
在该菌株细胞中，F因子整合在核染色体组的特定位点，Hfr菌株与F–菌株接合后，发生基因重组的频率要比F+与F –接合后的频率高出数百倍。
9. 质粒：指一种独立于染色体之外的、能进行自主复制的双链闭合环状的DNA分子。
也有极少的质粒是线性的DNA分子。
10. 完全抗原：同时具有免疫原性和反应原性的抗原。
二、填空（每空0.5分，共30分）1. 原核微生物主要有六类，即细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体和立克次氏体。
2. 请将具有以下功能的原核生物的细胞构造添入下表相应的位置：功能细胞构造功能细胞构造控制细胞内外物质的运输、交换细胞膜保护细菌免受干旱、吞噬等损伤糖被固定细胞外型细胞壁抗逆性休眠体芽孢负载遗传物质拟核氧化磷酸化基地细胞膜运动功能鞭毛噬菌体识别位点性菌毛，革氏阳性菌细胞壁中的磷壁酸，革氏阴性菌细胞壁中的脂多糖3.链霉菌的菌丝分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝。
微生物学简答题
微生物学简答题1、G+菌和G-菌细胞壁结构和组成上有何差别，以及与革兰氏染色反应的关系。
结构：G+菌细胞壁厚，仅1层；G-菌细胞壁薄，有多层。
组成：G+菌细胞壁含有肽聚糖且含量高、磷壁酸；G-菌细胞壁薄含有肽聚糖但含量低，不含磷壁酸，但含有脂多糖、膜蛋白等。
与革兰氏染色反应的关系：G+菌细胞壁含有肽聚糖且含量高，经酒精脱色时，失水网孔变小，能够阻止结晶紫和碘复合物被洗脱；而G-菌细胞壁的外膜易被酒精洗脱，内层肽聚糖层薄，不能够阻止结晶紫和碘复合物被洗脱。
2、什么是糖被，其成分是什么，有何功能。
成分：多糖和糖蛋白；功能：保护作用，贮藏养料，作为透性屏障和离子交换系统，表面附着作用，细菌间的信息识别作用，堆积代谢废物；3、试述一位著名的微生物学家对微生物学的主要贡献？你从中有何启发。
XXX：发酵的实质；否定了生物的自然发生说；巴斯德消毒法；疫苗生产法。
启发：勇于实践，实践－理论－实践。
勤奋。
不畏权威。
4、简述原核微生物和真核微生物的主要区别?原核微生物：是指一大类细胞核无核膜包裹，只要称为核区的袒露的DNA的原始的单细胞生物，包括古细菌和真细菌两大类。
真核微生物：是指细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存有线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的微生物，包括真菌、微藻类、原生动物、地衣等。
原核微生物与真核微生物的主要区分：比较项目真核微生物原核微生物细胞大小较大（通常直径＞2微米）较小若有壁，其主要成分纤维素、几丁质多半为肽聚糖细胞膜中甾醇有无（支原体例外）细胞膜含呼吸和光组分无有细胞器有无鞭毛结构如有则粗而庞大（9+2型）如有则细而简单核膜有无DNA含量底（约5％）高（约10％）组卵白有少核仁有无染色体数一般大于1一般为1有丝分裂有无减数分裂有无鞭毛举动方式挥鞭毛旋转马达式遗传重组方式有性生殖、准性生殖转化、转导、接合繁育方式有性、无性等多种一般为无性（二平分裂）5、试述革兰氏染色方法步调及道理。
第四章 微生物的营养和培养及
第四章 微生物的营养与培养基目的要求：通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究与利用打下基础。
教学内容：1、微生物的6类营养要素2、微生物的营养类型3、营养物质进入细胞的方式单纯扩散(simple diffusion)促进扩散(facilitated diffusion)主动运输(active transport)基团移位(group translocation)4、培养基(media)配制的原则5、培养基的种类重点内容：微生物 营养类型营养物质进入细胞的方式培养基(media)配制的原则及主要培养基类型营养（nutrition）：微生物CUN 从外部环境中摄取对其生命活动必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖等生理活动的过程。
营养物质（nutrient）：那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质称为营养物质。
营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
第一节 微生物的六种营养要素一、微生物细胞的化学组成细胞化学元素组成：主要元素: 包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等，碳、氢、氧、氮、磷、硫等微量元素: 包括锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
微生物细胞组成：有机物、无机物和水。
有机物：主要包括蛋白质、糖、脂、核酸、维生素以及它们的降解产物和一些代谢产物等物质。
无机物：是指与有机物相结构或单独存在于细胞中的无机盐(inorganic salt)等物质。
水：细胞维持正常生命活动所不可少的，一般可占细胞重量的70%-90%。
二、微生物的营养要素营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
1、碳源：在微生物生长过程中能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质称为碳源。
碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质（如糖类、脂类、蛋白质等）和代谢产物，同时绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此碳源物质通常也是能源物质。
2011微生物学生作业6-8答案
【第六章微生物的营养】一、填空题1.培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。
2.按微生物所需的能源、氢供体和碳源来划分，微生物的营养类型可分为光能无机营养型，光能有机营养型，化能无机营养型和化能有机营养型四种。
微生物类型的可变性有利于提高微生物对环境条件变化的适应能力。
3.营养物质进入细胞的方式有单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团移位，而金黄色葡萄球菌是通过主动运输方式运输乳糖，大肠杆菌又是通过基团移位方式运输嘌呤和嘧啶的。
4.培养基按用途分可分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基和选择培养基四种类型。
5.若以所需碳源对微生物进行分类，则能利用有机碳源者称异养微生物，而利用无机碳源者则称自养微生物。
6.光能无机营养型微生物的能源是日光，氢供体是无机物，基本碳源是CO2，其代表性微生物如蓝细菌和藻类等。
7.光能有机营养型微生物的能源是光，氢供体是有机物，基本碳源是CO2和简单有机物，这类微生物的代表如红螺菌科得细菌等。
8.化能无机营养型微生物的能源是无机物，氢供体是无机物，基本碳源是CO2，这类微生物的代表如硝化细菌、硫化细菌、硫磺细菌、铁细菌和氢细菌等。
9.化能有机营养型细菌的能源是有机物，氢供体是有机物，基本碳源是有机物，其代表性微生物是多数细菌和全部真核微生物等。
10.微生物培养基中各营养要素的量有一定的比例，从含量最多的水开始，其他成分的次序是碳源(能源)、氮源、P、S，K、Mg和生长因子。
11.从整体上来看，细菌适合的pH条件是中性偏碱(7.0~7.5)，放线菌为偏碱(7.5~8.0)，真菌为较酸(4.0~6.0)，藻类为中性偏酸(6.0~7.0)，原生动物为近中性(6.0~8.0)。
12.实验室常用的培养细菌的天然培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，培养酵母菌的天然培养基为麦芽汁培养基，培养放线菌的组合(合成)培养基为高氏1号培养基等，培养真菌的组合培养基为察氏培养基等。
营养物质进入细胞的方式.
特点： 需载体蛋白参与； 载体蛋白具有较强的专一性； 载体蛋白通过构象变化而改变与被运送物质之间的亲和 力，载体蛋白构象变化需消耗能量； 运送物质： 无机离子（ K+等）； 糖（乳糖，麦芽糖，葡萄糖等 ）； 大部分氨基酸和有机酸。
4. 基团移位(group translocation)
需载体蛋白，耗能，被运送物质分子结构发生变化
1、单纯扩散(simple diffusion)
2、促进扩散(facilitated diffusion) 3、主动运输(active transport) 4、基团移位(group translocation)
1. 单纯扩散（simple diffusion）
又称“被动扩散”（passive transport） 属物理扩散。不需能量，无载体参与，以浓差为动力， 高浓向低浓扩散
基团移位位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中， 主要用于糖的运输。 目前尚未在好氧型细菌及真核生物中发现这种运输 方式； 尚未发现氨基酸通过这种方式运输。
(1) PEP + HPr 磷酸~HPr + 丙酮酸
特点： 需能量； 需载体蛋白； 逆浓差运输； 运输具有专一性； 物质在运送过程中 发生化学变化（磷 酸化），磷酸基团 来源于PEP
磷酸~HPr +葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 + HPr
运送机制： 磷酸转移酶系统（PTS） 包括: 酶Ⅰ（非特异性，胞内） 酶Ⅱa （非特异性，胞内） 酶Ⅱb （特异性，亲水性，接近膜） 酶Ⅱc（特异性，疏水性，膜上） HPr （热稳载体蛋白） （非特异性，膜上）
载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成 的动态平衡状态（促进扩散速度比单纯扩散快）； 这种性质类似于酶的作用特征，因此载体蛋白也称为透过酶； 透过酶大都是诱导酶,只有在环境中存在机体生长所需的营养 物质时，相应的透过酶才合成。
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酶II是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物具有特 异性选择作用，因此细胞膜上可诱导出一系列与底物分子 相应的酶II。
基团移位（group translocation）
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基团把HPr激活。
PEP &P-HPr
HPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上， 具有高能磷酸载体的作用。
2. 糖被磷酸化后运入膜内 膜外环境中的糖先与外膜表面的酶II结合，再被转运
到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通过酶 II的作用将糖-磷酸释放到细胞内。
➢ 需要消耗能量； ➢ 可以进行逆浓度运输； ➢ 需要载体蛋白参与； ➢ 对被运输的物质有高度的立体专一性； ➢ 被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化。
Comparison of passive and active transport
注意：不同微生物在主动运输过程中所需的能量来源不
同，好氧微生物直接来自呼吸能，厌氧微生物主要来自化学 能，光合微生物则主要来自光能。
主动运输是微生物吸收营养物质的主要方式。
基团移位(group translocation)
基团移位(group translocation)：指一类既需特异性载体 蛋白的参与，又需耗能，同时营养物质在运送前后还会发生 分子结构的变化的一种物质运送方式 ，因此它不同于一般的 主动运输。基团移位主要用于运送各种糖类(葡萄糖、果糖、 甘露糖和N-乙酰葡糖胺等)、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等物质。
基团移位主要存在于厌氧和兼性厌氧型细菌中，也主要 是用于运输单（或双）糖与糖的衍生物。
运送机制：是依靠磷酸转移酶系统，即磷酸烯醇式丙酮酸 -己糖磷酸转移酶系统。
运送步骤：
1. 热稳载体蛋白(heat-stable carrier protein，HPr)的激活
细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸
营养物质进入细胞的方式 主动运输和基团移位
演讲人：陈先荣 制作者：邹俞
微生物们是怎样吃东西的？
运 不通过膜上载体蛋白：单纯扩散
送
方
不耗能：促进扩散
式 通过膜上载体蛋白
耗能
运送前后溶质分子不变：主动运输 运送前后溶质分子改变：基团转移
主动运输(active transport)
定义：在能量的推动下，通过膜上特殊载体蛋白逆浓 度梯度吸收物质的过程