華南師范大學生科院微生物思考題二參考答案

2010年微生物復習思考題（二）1、試比較四種發(fā)酵途徑比較項目EMP途徑ED途徑PK途徑HM途徑磷酸戊糖酮解酶途徑磷酸己糖酮解酶途徑ATP2112.50還原力2（NADH+H+）NAD+H+NADPH+H+NADH+H+012(NADPH+H+)特征性酶磷酸果糖激酶，它的存在意味著該微生物具有TMP途徑2-酮-3-脫氧糖酸-6-磷酸裂解酶磷酸戊糖酮解酶磷酸己糖酮解酶轉酮(或醛)醇酶主要特點絕大多數(shù)生物所共有的代謝途徑少數(shù)EMP途徑不完整的微生物特有的糖酵解途徑，反應步驟簡單，但產能低，可獨立存在產能低以HMP途徑為基礎，磷酸己糖酮解酶催化兩步反應，產能高非產能途徑，可為生物合成大量的還原力，其中間代謝產物（如磷酸戊糖）可作為重要物質(如核酸)生物合成原料，不可獨立存在主要發(fā)酵產物乙醇1，甘油2，乙醇、乙酸、甘油3，乙醇4，乳酸5，乳酸、乙酸、甲酸、乙醇、琥珀酸6，丁二醇7，丙酮、丁醇、乙酸8，丁酸9乙醇（細菌乙醇發(fā)酵）乳酸、乙醇（異型乳酸發(fā)酵）乳酸、乙酸（雙岐發(fā)酵）參與雙岐發(fā)酵2、磷酸己糖酮解酶途徑是怎樣的 1分子果糖-6-磷酸由磷酸己糖酮解酶催化裂解為赤蘚糖-4-磷酸和乙酰磷酸； 另1分子果糖-6-磷酸則與赤蘚糖-4-磷酸反應生成2分子磷酸戊糖，而其中1分子核糖-5-磷酸在磷酸戊糖酮解酶的催化下分解成甘油醛-3-磷酸和乙酰磷酸 1分子葡萄糖經磷酸己糖酮解酶途徑生成1分子乳酸、1.5分子乙酸以及2.5分子ATP3什么是Stickland反應，舉例說明 Stickland反應是兩個氨基酸之間的一個氨基酸作為氫（電子）供體，另一個氨基酸作為氫（電子）受體時的氧化-還原脫氨基反應。它是微生物在厭氧條件下將一個氨基酸的氧化脫氨與另一個氨基酸的還原脫氨相偶聯(lián)的一類特殊發(fā)酵。例如：甘氨酸和丙氨酸之間的Stickland反應總反應式為：2H2N-CH2COOH+CH2CH(NH2）COOH+ADP+Pi+2H2O→3CH3COOH+CO2+3NH3+ATP4化能自養(yǎng)微生物是什么？化能自養(yǎng)細菌的能量代謝的特點 化能自養(yǎng)生物：以CO2為主要或唯一碳源，從還原態(tài)無機化合物（NH4+、NO3-、H2S、S0、H2和Fe2+等）的生物氧化獲的能量和還原力[H]的微生物。 能量代謝特點：1、無機底物上脫下的氫（電子）直接進入呼吸鏈通過氧化磷酸化產能。2、由于電子可從多處進入呼吸鏈，所以有多種多樣的呼吸鏈。3、產能效率，即氧化磷酸化效率（P/O值）通常要比化能異養(yǎng)細菌的低。所以代時長，生長緩慢，細胞產率低5什么是亞硫酸氧化酶途徑？什么是APS途徑 硫化物氧化的第一個產物都是SO32-，其通過亞硫酸氧化酶途徑或腺苷磷酸硫酸（APS）途徑氧化為SO42-和產能 亞硫酸氧化酶途徑中，由細胞色素-亞硫酸氧化酶將SO32-直接氧化成為SO42-，并通過電子傳遞磷酸化產能。大多數(shù)亞硫酸通過這條途徑氧化。 APS途徑中，亞硫酸與AMP反應放出2個電子生成APS，放出的電子經細胞色素系統(tǒng)傳遞給O2，此過程中通過電子傳遞磷酸化生成ATP。APS與Pi反應轉變成ADP與SO42-的過程中通過底物水平磷酸化產能。在腺苷酸激酶的催化下，2分子ATP轉變成1分子ADP與1分子AMP，所以2分子SO32-經APS途徑氧化產生3分子ATP，其中2分子經電子傳遞磷酸化產生，1分子ATP通過底物水平磷酸化形成，每氧化1分子SO32-產生1.5分子ATP。6什么是細菌瀝濾（Bacterialleaching），舉例說明細菌瀝濾的過程？ 細菌瀝濾：人類利用氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫桿菌等嗜酸性氧化鐵和硫的細菌，，具有氧化硫化物礦中的硫和硫化物的能力，從而將硫化礦中的重金屬通過轉化成水溶性重金屬硫酸鹽，從低品位礦中浸出的過程。 以藍銅礦的細菌瀝濾為例：1、氧化池中氧化亞鐵硫桿菌將硫氧化成H2SO4，并與FeSO4作用生成浸礦劑Fe2(SO4)3；2、低品位碎礦中的銅在細菌氧化生成的浸礦劑Fe2(SO4)3的作用下，以CuSO4的形式被浸出；3、用鐵屑置換出CuSO4中的銅并收集。7如何理解細菌的光合作用? 細菌的光合作用：能將光能轉換成為ATP形式化學能的細菌——光合細菌，以光為能源，利用CO2(光能自養(yǎng))和有機碳化合物(光能異養(yǎng))作為碳源，通過電子傳遞產生ATP(光和磷酸化)的作用。8在自然界中，微生物通過哪些途徑固定CO2？固定CO2的途徑自養(yǎng)微生物類型特點卡爾文循環(huán)產氧光合細菌、不氧光合細菌中的紫色細菌及化能自養(yǎng)細菌氧好氧微生物(含有超氧化物歧化酶、過氧化氫酶)、兼性厭氧微生物、厭氧菌(分為耐氧菌、嚴格厭氧菌)營養(yǎng)物質營養(yǎng)物質的組成和濃度對微生物生長有影響19steriliztion、disinfetion、antisepsis是什么？用物理方法如何進行殺菌？ 分別指的是滅菌、消毒、防腐。物理方法進行殺菌高溫：蛋白質變性干熱滅菌濕熱滅菌相對干熱滅菌的優(yōu)點：1、熱蒸汽對細胞成分的破壞作用更強；2、熱蒸汽比熱空氣穿透力強；3、蒸汽存在潛熱間歇滅菌法初次加熱殺死細菌營養(yǎng)體，同時刺激芽孢萌發(fā)，當芽孢萌發(fā)轉變?yōu)闋I養(yǎng)體后，在下次的加熱中被殺死巴斯德消毒法只能消毒，不能滅菌，不損壞食品的營養(yǎng)和風味低溫：降低酶反應速率冷藏法冷凍法輻射：蛋白質和核酸變性或光敏感物質的氧化紫外線100-400nm,紫外線穿透能力很差電離輻射X射線和γ射線，具有較強穿透力強可見光400-700nm干燥和滲透壓：降低微生物可利用水的數(shù)量或活度干燥滲透壓過濾除菌：機械化地移去微生物小于0.22μm孔徑易引起濾孔阻塞；大于0.22μm孔徑病毒或支原體可通過20如何進行化學殺菌？化學方法進行殺菌消毒劑(可抑制或殺滅微生物，對人體產生有害作用)和防腐劑(可抑制微生物生長，對人體毒性較低)醇類可使膜損傷，同時能使蛋白質變性，低級醇是脫水劑醛類使蛋白質烷基化，改變酶或蛋白質的活性酚類低濃度酚，破壞細胞膜組分；高濃度酚，凝固菌體蛋白。還能結合在膜上的氧化酶于脫氫酶，引起細胞迅速死亡表面活性劑類破壞菌體細胞膜的結構，造成包內物質泄漏，蛋白質變性染料與菌體的羧基或磷酸基作用，形成弱電離的化合物氧化劑類作用于蛋白質的巰基，使蛋白質和酶失活，強氧化劑可破壞蛋白質的氨基和酚羥基重金屬類使蛋白質變性酸堿類使蛋白質變性強可見光400-700nm化學治療劑生長因子類似物例如磺胺類藥物，它是對氨基苯甲酸的類似物，使細菌不能合成葉酸抗生素分3類：1、抑制細胞壁的合成；2、破壞細胞膜的功能；3、抑制蛋白質的合成21什么是基因(gene)？基因組？基因組學（genomics)？基因:一個具有遺傳因子效應的DNA片段，是遺傳物質的最小功能單位基因組：存在于細胞或病毒中的所有基因，包括基因和非基因的DNA序列基因組學：研究生物基因組的組成、組內各基因的精確結構、相互關系及表達調控的科學22什么是質粒(plasmid)、F因子、R因子、Col因子、降解質粒、毒性質粒？ 質粒：細菌細胞內獨立于染色體之外的復制子，常隨宿主染色體的復制而復制，并在細胞分裂時恒定地傳給子代的遺產因子。質粒包括：F因子、R國子、Col因子、降解質粒、毒性質粒等。根據(jù)復制特點可分成嚴禁型和松弛型；根據(jù)在細胞間轉移的差異性可分成轉移性質粒和非轉移性質粒。 F因子：致育性因子，控制性絲的形成 R因子：抗藥性因子，決定細菌對一種或幾種抗生素、金屬及其他藥物產生抗性的因子，屬轉移性質粒 Col因子：大腸桿菌素質粒，編碼產生大腸桿菌素的質粒 降解質粒：具有分解多種特殊分解化合物能力的因子 毒性質粒：攜帶編碼產生毒素基因的質粒23什么是插入序列(insertionsequence,IS)、轉座子(transposon，Tn)、Mu噬菌體？ 轉座因子,是生物體細胞中一類能在DNA分子內和DNA分子間移動位置的DNA序列。分為3類：IS、Tn、Mu噬菌體。 IS：IS只攜帶與其轉座有關的基因，可編碼特殊的酶和調節(jié)蛋白，而并不給細菌以任何附加的表型特征，即沒有表型效應。但其插入可干擾基因的正常讀嗎序列，導致基因失活或引起突變。 Tn：與IS的主要不同在于它攜帶能賦予宿主某種遺傳特性的基因，主要是抗生素的抗性基因。Tn通常比IS因子大，結構也復雜得多，能在同一細胞內從一個質粒移至另一個質粒，也能從質粒移到細胞染色體或原噬菌體上。 Mu噬菌體：同時具有溫和噬菌體和轉座因子的雙重特性，它不是細菌基因組的一個正常組分，故能方便的判斷出攜帶或不帶Mu的兩種細菌。24什么是接合(conjugation)、轉化(tranformattion)、轉導(transduction)。怎樣區(qū)別之？ 接合：供體菌和受體菌的完整細胞互相直接接觸，通過接觸而進行較大片段的DNA傳遞，一種傳遞遺傳信息的現(xiàn)象。 轉化：受體細胞從外界直接吸收來自供體細胞的DNA片段，并與其染色體同源片段進行遺傳物質交換，從而使受體細胞獲得新的遺傳特性。 轉導：通過完全缺陷或部分缺陷噬菌體為媒介，把供體細胞的DNA片段轉移到受體細胞中，并使后者發(fā)生遺傳變異的過程。 區(qū)別：接合是通過細菌間的接觸，轉化是通過裸露的DNA，轉導則需要噬菌體作媒介。25什么是F因子、F’因子、F’菌株、Hfr菌株？什么是普遍性轉導和局限性轉導？ F因子：控制著大腸桿菌性絲的形成，其基因組由控制自主復制區(qū)段、控制細胞間傳遞的基因群區(qū)段、控制重組區(qū)段3個主要區(qū)段組成，有游離態(tài)和整合態(tài)兩種形式。 F’因子：帶上宿主染色體的遺傳因子的F因子。 F’菌株：具有F’因子的大腸桿菌。 Hfr菌株：高頻重組菌株，其F因子從游離態(tài)變成整合在宿主染色體特定部位的整合態(tài)，并與宿主染色體同步復制。 普遍性轉導：轉導噬菌體可攜帶供體基因組中的任何一部分染色體片段，在感染受體時，所有轉到基因都能以相同的頻率轉移，使受體菌獲得這部分遺傳性狀。 局限性轉導：當某一溶源菌群經誘導后，其中極少數(shù)原噬菌體從宿主染色體脫落時產生錯誤切割，從而把宿主的某些基因整合到噬菌體的基因組上，當這樣的噬菌體侵染另一宿主菌時，便使受體菌獲得了這部分的遺傳性狀。26普遍性轉導和局限性轉導的特點是什么？試比較之.比較項目普遍性轉導限制性轉導轉導的發(fā)生自然發(fā)生人工誘導噬菌體的形成錯誤的裝配原噬菌體反常切除形成機制包裹選擇模型雜種形成模型內含DNA只含宿主染色體DNA同時有噬菌體DNA和宿主DNA轉導性狀供體的任何性狀多為原噬菌體臨近兩端的DNA片段轉導過程通過雙交換使轉導DNA替換了受體DNA同源區(qū)轉導DNA插入，使受體菌為部分二倍體轉導子不能使受體菌溶源化轉導特性穩(wěn)定為缺陷溶源菌轉到特性不穩(wěn)定27什么是有性生殖、異核現(xiàn)象、準性生殖？ 有性生殖：真菌的有性生殖和性的融合發(fā)生于單倍體核之間。大多數(shù)真菌核融合后進行減數(shù)分裂，并發(fā)育成新的單倍體細胞。親本的基因重組主要是通過染色體的獨立分離和染色體之間的交換。 異核現(xiàn)象：指在一些真核菌絲體的菌絲細胞內存在一個以上不同遺傳型細胞核的現(xiàn)象。 準性生殖：有一類不產生有性孢子的絲狀真菌不經過減數(shù)分裂就能導致染色體單元化和基因重組，由此導致的變異過程稱為準性生殖。28準性生殖的3個階段是什么？試比較有性生殖和準性生殖？1、異核體形成：菌落中的某一條菌絲或一個細胞內若同時具有兩種或兩種以上基因型的細胞核，則稱為異核體。2、核融合和雜合二倍體：核融合：是指異核體內2個不同基因型的單倍體細胞核在繁殖過程中融合成1個二倍體細胞核的過程。雜合二倍體：是指細胞核中含有2個不同來源染色體組的菌體細胞。3、單倍體化：雜合二倍體極不穩(wěn)定，在其進行有絲分裂過程中，有極少數(shù)細胞，其同源染色體的兩條染色單體之間發(fā)生互換（稱體細胞重組），在體細胞分裂時，發(fā)生1個或1個以上標記的純合現(xiàn)象，從而形成具有新性狀的單倍體雜合子。比較項目準性生殖有性生殖參與接合的親本細胞形態(tài)相同的體細胞形態(tài)或生理上有分化的性細胞獨立生活的異核體階段有無接合后二倍體的細胞形態(tài)與單倍體基本相同與單倍體明顯不同二倍體變?yōu)閱伪扼w的途徑通過有絲分裂通過減數(shù)分裂接合發(fā)生的概率偶然發(fā)生，概率低正常出現(xiàn)，概率高29什么是突變(muitation)，突變的類型有哪些？ 突變：廣義上，指染色體數(shù)量、結構及組成等遺傳物質發(fā)生多種變化的現(xiàn)象，包括基因突變和染色體畸變等，它可導致后代形態(tài)、功能的改變。 基因突變根據(jù)堿基特性的改變堿基的置換（包括轉換、顛換）缺失插入移碼突變根據(jù)遺傳信息意義的改變同義突變多肽鏈上相應的氨基酸發(fā)生不改變錯義突變多肽鏈上相應的氨基酸發(fā)生不改變無義突變終止密碼子出現(xiàn)，導致多肽鏈合成終止染色體畸變缺失重復對表型影響有劑量效應、位置效應倒位易位使基因的連鎖和互換規(guī)律發(fā)生改變30什么是自發(fā)突變