5. 论述核苷酸的分泌透性与细胞内Mn2＋浓度的关系。
   核苷酸是不易分泌出细胞外的，Mn2+对产氨短杆菌核苷酸的分泌起关键作用。Mn2+引起细胞形态的变化，在Imp发酵中控制Mn2+限量，造成细胞膨胀的不规则形，膜发生异常，非常专一的膜透性被破坏，核苷酸生物合成补救途径的酶系以及HX和R5P都分泌与体外。但当Mn2+过量时，菌体成小球状，抑制这些物质的分泌。Mn2+限量与生物素限量的谷氨酸分泌机制不同，Mn2+限量时，细胞脂肪酸含量提高，其机制尚未清楚；生物素限量是使脂肪酸的含量降低。
6. 试述胞外酶的分泌机制。
    同步翻译机制：蛋白质的分泌机制重点介绍信号假说模型：信号序列被翻译成信号肽，信号肽一旦出现就会引导核糖体到膜上去，信号肽段在膜上可以识别一个或多个受体蛋白，通过氨基酸末端的碱性区与质膜带负电的内面受体蛋白结合，蛋白质翻译时，信号序列的疏水核心不断插入膜中，直至切点露出膜外为止，于是在膜外形成一个孔眼或隧道，新生肽链即通过孔眼被输出，当蛋白质部分或全部输出后，信号肽就被一种特异的蛋白酶，即信号肽酶切割，该酶切点在信号肽和分泌蛋白间。
    翻译后分泌机制：膜触发器假说和改良的信号假说见课本P80
★7. 试述细菌细胞分裂控制的特点。
   答：细菌在分裂过程中都经历了染色体复制前的准备、染色体复制和细胞分裂3个阶段。这3个阶段所经历的时间不同。尽管细菌的时代时间长短不一，但DNA复制和细胞分裂过程总是相互协调，DNA复制和细胞分裂相协调的模型依据：分裂期间的细胞质量及细胞大小随生长速率变化，但不管生长速率如何，DNA开始复制时的质量是恒定的。据此模型可以认为细菌内有3种蛋白质起作用
1启动因子负责启动DNA复制，但DNA复制开始后，它立即被代谢掉，在下一次复制之前，这种启动子又合成，当达到一定浓度时又启动DNA复制。
2 启动子不仅负责启动DNA复制，同时也启动分裂蛋白质的合成，这种分裂蛋白在DNA复制完成之后进行组装和修饰，最后成为有生物活性的分裂蛋白
3 不管生长速率如何，DNA复制保持恒定的时间，在DNA复制结束时合成一种终止蛋白，，它能引起细菌分裂所需要的一系列反应，最后终止蛋白和分裂蛋白质共同作用导致细胞分裂。
★8. 真核细胞周期各时期的生理特点及核的变化有哪些？
    G1期：合成细胞生长所需物质，蛋白质，糖类，脂类等。不合成DNA，染色质解凝集，为DNA复制做准备
    S期：进行蛋白质的合成和DNA复制，形成核小体串珠状结构。
    G2期：合成一些亚细胞结构，染色质重新组装成高螺旋化的染色体
    M期：细胞分裂，核也分裂，细胞膜也分裂，遗传物质分到两个子细胞中去。
   答：真核细胞的细胞周期可分为4个时期：G1期、S期、G2期、和M期
    G期：控制细胞周期的长短蛋白质和RNA的合成增加，
    S期：DNA合成期，蛋白质合成以诱发最后的百分之三的DNA复制
    G2期：合成的蛋白质分裂诱导因子
    M期，有丝分裂期
★9. 举例说明细菌、酵母、霉菌细胞形态分化的特点。节杆菌、芽孢菌、酵母菌的二型性，霉菌的二型性
    答：以粪肠球菌而论，新细胞扩增的步骤:1 新细胞壁合成从前一分裂周期中形成的赤道壁带上开始，新的横隔开始形成，并在前沿继续合成。2 间体的作用似乎是构成新壁合成的引发点，并使DNA附着在膜上。间体在细胞分裂过程中也发展成为两个，核质分离，此时子细胞的赤道壁带上开始出现一个凹痕，是下一个细胞周期的开始。3 新壁继续合成，逐渐延伸为横跨细胞的横隔，从而完成下一次分裂。新细胞壁的生长依赖于原有胞壁肽聚糖的局部解离，这是有胞壁溶菌酶引起的。
啤酒酵母的细胞壁是由碱可溶性葡聚糖、碱不溶性葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、磷脂及硫等交织而成，各成分在增殖期间合成速度是不同的。见可溶性葡聚糖在细胞周期前半期增量显著，而碱不溶性葡聚糖主要在后半期合成，可能前者是后者的前体物。甘露聚糖在整个细胞周期大体是直线上升的。芽殖时，母细胞壁几乎不增加，新和成的壁都在子壁上，随着子细胞的生长，新壁接连不断的形成。部分旧壁溶解是新壁组分插入。出芽时，在母壁内侧的葡聚糖层上，生成牢固的几丁质环状结构，由此而长出子细胞。啤酒酵母出芽时，内质网特别发达，前端分裂成小泡并集中在芽尖。
霉菌是单细胞或多细胞的多核菌丝体，主要以孢子为繁殖体。霉菌的孢子在固体培养基上发芽，首先形成未分化的菌丝体，随着菌丝扩增并分化为成熟的菌落。深层通风培养基以菌丝断裂形成新的菌丝球方式生长。
10. 何谓比生长速率？营养物质对生长速率有何影响？表征微生物生长速率的一个参数
   答：比生长速率:以单位细胞浓度（或单位质量）为基准来表示各个组分浓度变化的速率
营养物质对微生物生长的影响包括营养物的浓度和质量两个方面：
   营养物的浓度：当所有其他必须成分都过量存在时，改变其中一特定的生长必须营养物的浓度，对生长速率的影响可用Monod方程表示
   营养物的组成成分：营养物的质量方面表现为组成成分上，对比生长速率也有较大影响。当所有成分都过量存在时，培养基营养丰富，则代时短，比生长速率高；反之，营养物简单贫乏，代时就长，比生长速率低。因为营养丰富的培养基可以给微生物提供合成蛋白质等重要细胞成分的前提物质，可以省下合成这些前提物质所需的能量为微生物生长所需。
11. 微生物生长与产物形成的关系分哪几种类型？
  答：1 类型Ⅰ——相关型指产物的生成与细胞的生成相关的过程，产物是细胞能量代谢的结果，此时产物通常是基质的分解代谢产物，代谢产物的生成与细胞的生长是同步的。乳酸、乙醇的发酵
  2 类型Ⅱ——部分相关型该类反应产物的生成与基质消耗仅有间接关系，产物是能量代谢的间接结果，在细胞生长期内，基本无产物生成。柠檬酸和氨基酸的发酵
  3 类型Ⅲ——非相关型产物的生成与细胞的生长无间接联系，它是次级代谢产物。它的特点是当细胞处于生长阶段时，并无产物积累，而当细胞生长停止后，产物却能大量生成。抗生素、微生物毒素的发酵生产
12. 何谓极端微生物？为什么目前微生物发酵生理学的研究热点从一般微生物转向极端微生物？
    答：极端环境通常是指普通微生物不能生存的那些环境条件，例如高温、低温、高酸、高碱、高盐、高干燥、高辐射、高压、高药物浓度或寡营养等环境都属于极端环境。在这些极端条件下，还有不同类型的微生物生活着，这些微生物被称为极端（环境）微生物（extreme environmental microorganisms）或嗜极菌（extremophiles）。
20世纪70年代开始了极端微生物学的研究，是微生物学及微生物生理学发展的前沿领域。由于极端微生物的生理习性特异，是一般微生物所不具备的，可利用于不同领域，如利用嗜热菌的代谢快、世代时间短、酶的热稳定性高等特
点，用于发酵可减少污染、节约能量、降低成本、提高产品质量；嗜盐菌的紫膜具有特殊光能转化作用，可作为生物能电池；嗜碱菌的胞外酶具耐高碱特性，可用于工业酶制剂生产，并处理碱性工业污水；嗜酸菌已广泛用于金属矿物的溶浸，目前铜、铀等金属已用该法于生产。此外，极端微生物的生态、机能、生理、生化反应和遗传基因等理论方面的研究有助于我们扩大并加深对生命本质及生物进化等方面的了解和认识。
13. 说明嗜热菌种的耐热可能机制及耐热菌的开发前景。
   答：1 细胞膜类脂的特殊结构
嗜热菌细胞质膜中的化学成分，如类脂总含量和细胞膜中热熔点的饱和脂肪酸，均随环境温度升高而增加，但不饱和脂肪酸则明显降低。因此，嗜热菌在高温下能维持膜的功能，较好的生存。类脂成分以长链碳氢化合物与甘油分子以醚建相连。这种结构有助于耐高温
   2 重要代谢产物的迅速再合成
嗜热菌的tRNA的周转速度大于中温菌，并且核酸中GC含量比中文菌的GC含量高。嗜热菌tRNA的GC含量也较高，因此，嗜热菌中tRNA的热稳定性大于中温菌
   3大分子的热稳定性
对于核酸来说，核酸中的GC含量高，增加其稳定性，碱基中加入硫元素来增加核酸的稳定性。最主要的还是蛋白质的热稳定性高，主要是因为嗜热菌蛋白质的氢键和二硫键比较多。
   4 超结构的稳定性
嗜热菌的细胞膜、核糖体和中温菌均有差异。一般而言，菌的生长下限温度取决于类脂溶解温度，上限温度取决于蛋白质性质，所以细胞膜中的类脂和蛋白质与热稳定性有极大关系。
   5重要离子提高大分子的热稳定性
比如钙离子可以提高蛋白质和酶的热稳定性，镁离子可以提高trna的解链温度。
    嗜热菌在实践应用中具有很多优良的特性，在①工业生物技术中发挥了巨大的作用，一个最成功的例子是从嗜热菌——水栖嗜热菌中提取的DNA聚合酶在嗜热菌生产中是热媒有高温反应活性，以及对有机溶剂、去污剂和变性剂的较强抗性，使它在食品、医药、制革、石油开采、环境保护等方面都有广泛的应用潜力。在②环境保护方面，嗜热菌在污水及废物处理方面有着其它方法无法比拟的优越性。随着嗜热酶研究的深入，其在③生物催化及生物转换方面的作用日益引起人们的重视。④发酵工业上，利用它进行发酵生产，可以节约成本，能量，提高产品质量，减少污染。
14. 何谓嗜冷微生物？试述嗜冷微生物的耐冷机制。
   嗜冷微生物是指在0度或更低温度下可以生存的微生物。
①细胞膜：细胞膜中的脂类和不饱和脂肪酸含量比较高，有利于细胞膜在低温环境下仍然能够保持较好的流动性。
②tRNA：转录后修饰的程度低，含有二氢尿嘧啶多，使得其具有一定的柔性和流动性，有利于蛋白质的合成。
③低温酶：低温酶在低温条件下仍能维持活性，低温酶在低温条件下，有一定的柔性，可以迅速调整结构来适应环境的变化。
④冷休克蛋白的超量表达;是一种Mrna的分子伴侣，稳定信使RNA的结构，帮助它翻译形成蛋白质，细胞在低温环境下，会诱导表达，来帮助细胞适应这一环境变化。
⑤细胞壁比较厚，孔蛋白的孔径比较小，一些毒素等物质进入不了。
耐冷机制：1 调节膜中类脂变化，嗜冷菌细胞膜中类脂含量较多，其中含有较多的直链和支链不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸的增加会引起之类熔化点的降低，从而在低温下使膜中脂类处于液态和流动态，有助于其在低温下吸收环境中的营养物质。
⑥膜蛋白和脂多糖的磷酸化和去磷酸化感应机制感受温度变化对于生物适应环境是非常重要的，这就需要生物具有相应的机制感受环境信号的变化。微生物感受环境温度变化是很复杂的，磷酸化和去磷酸化机制是生物感受环境信号变化的首要机制。
⑦较强的蛋白质合成能力，嗜冷菌在它们的生长温度范围内有10%-15%的细胞内蛋白是通过积极的调节机制合成的，温度影响细胞总蛋白质的合成或某种蛋白质的合成，是通过影响核糖体上蛋白质的翻译速度，或是通过影响某种特意mRNA翻译的起始或翻译速率实现的。
4低温酶的存在嗜冷菌在低温环境下生存是由于其酶在低温下有效的发挥作用，即从生理代谢和生化特征两方面，在一定范围内补偿了低温对细胞造成的负面影响。
5 冷休克蛋白的超重表达嗜冷菌适应低温的另一机制是当温度突然降低，细胞中会合成一种冷休克蛋白，即一种特殊形式的基因表达是细胞适应这一急剧降低的低温环境。
15. 试述嗜酸微生物的耐酸机制与嗜碱微生物的耐碱机制，以及它们在工业生产中的应用前景。
    嗜酸微生物是指必须生长在酸性的外部环境中，但是细胞内部的环境必须是中性的，所以必须有一些机制来保证细胞的内部环境是中性的。有三种假说，质子泵学说、道南平衡说、屏蔽学说等。以屏蔽说为主。①认为细胞质膜是两种环境的屏障，使得外部的氢离子和氢氧根离子都进入不到内环境，从而维持内部环境的中性。②有些细菌（氧化硫杆菌）的周知空间里有酸性蛋白酶，可以帮助细胞适应酸性环境。③从遗传学角度看，有编码酸稳定蛋白的基因。