華南師范大學(xué)生科院微生物思考題二參考答案

2010年微生物復(fù)習(xí)思考題（二）1、試比較四種發(fā)酵途徑比較項(xiàng)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(zhuǎn)酮(或醛)醇酶主要特點(diǎn)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(yīng)步驟簡(jiǎn)單，但產(chǎn)能低，可獨(dú)立存在產(chǎn)能低以HMP途徑為基礎(chǔ)，磷酸己糖酮解酶催化兩步反應(yīng)，產(chǎn)能高非產(chǎn)能途徑，可為生物合成大量的還原力，其中間代謝產(chǎn)物（如磷酸戊糖）可作為重要物質(zhì)(如核酸)生物合成原料，不可獨(dú)立存在主要發(fā)酵產(chǎn)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(xì)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(yīng)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(jīng)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(yīng)，舉例說(shuō)明 Stickland反應(yīng)是兩個(gè)氨基酸之間的一個(gè)氨基酸作為氫（電子）供體，另一個(gè)氨基酸作為氫（電子）受體時(shí)的氧化-還原脫氨基反應(yīng)。它是微生物在厭氧條件下將一個(gè)氨基酸的氧化脫氨與另一個(gè)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(yīng)總反應(yīng)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(xì)菌的能量代謝的特點(diǎn) 化能自養(yǎng)生物：以CO2為主要或唯一碳源，從還原態(tài)無(wú)機(jī)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(diǎn)：1、無(wú)機(jī)底物上脫下的氫（電子）直接進(jìn)入呼吸鏈通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)能。2、由于電子可從多處進(jìn)入呼吸鏈，所以有多種多樣的呼吸鏈。3、產(chǎn)能效率，即氧化磷酸化效率（P/O值）通常要比化能異養(yǎng)細(xì)菌的低。所以代時(shí)長(zhǎng)，生長(zhǎng)緩慢，細(xì)胞產(chǎn)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(gè)產(chǎn)物都是SO32-，其通過(guò)亞硫酸氧化酶途徑或腺苷磷酸硫酸（APS）途徑氧化為SO42-和產(chǎn)能 亞硫酸氧化酶途徑中，由細(xì)胞色素-亞硫酸氧化酶將SO32-直接氧化成為SO42-，并通過(guò)電子傳遞磷酸化產(chǎn)能。大多數(shù)亞硫酸通過(guò)這條途徑氧化。 APS途徑中，亞硫酸與AMP反應(yīng)放出2個(gè)電子生成APS，放出的電子經(jīng)細(xì)胞色素系統(tǒng)傳遞給O2，此過(guò)程中通過(guò)電子傳遞磷酸化生成ATP。APS與Pi反應(yīng)轉(zhuǎn)變成ADP與SO42-的過(guò)程中通過(guò)底物水平磷酸化產(chǎn)能。在腺苷酸激酶的催化下，2分子ATP轉(zhuǎn)變成1分子ADP與1分子AMP，所以2分子SO32-經(jīng)APS途徑氧化產(chǎn)生3分子ATP，其中2分子經(jīng)電子傳遞磷酸化產(chǎn)生，1分子ATP通過(guò)底物水平磷酸化形成，每氧化1分子SO32-產(chǎn)生1.5分子ATP。6什么是細(xì)菌瀝濾（Bacterialleaching），舉例說(shuō)明細(xì)菌瀝濾的過(guò)程？ 細(xì)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(xì)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(guò)轉(zhuǎn)化成水溶性重金屬硫酸鹽，從低品位礦中浸出的過(guò)程。 以藍(lán)銅礦的細(xì)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(xì)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(xì)菌的光合作用? 細(xì)菌的光合作用：能將光能轉(zhuǎn)換成為ATP形式化學(xué)能的細(xì)菌——光合細(xì)菌，以光為能源，利用CO2(光能自養(yǎng))和有機(jī)碳化合物(光能異養(yǎng))作為碳源，通過(guò)電子傳遞產(chǎn)生ATP(光和磷酸化)的作用。8在自然界中，微生物通過(guò)哪些途徑固定CO2？固定CO2的途徑自養(yǎng)微生物類型特點(diǎn)卡爾文循環(huán)產(chǎn)氧光合細(xì)菌、不氧光合細(xì)菌中的紫色細(xì)菌及化能自養(yǎng)細(xì)菌氧好氧微生物(含有超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶)、兼性厭氧微生物、厭氧菌(分為耐氧菌、嚴(yán)格厭氧菌)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成和濃度對(duì)微生物生長(zhǎng)有影響19steriliztion、disinfetion、antisepsis是什么？用物理方法如何進(jìn)行殺菌？ 分別指的是滅菌、消毒、防腐。物理方法進(jìn)行殺菌高溫：蛋白質(zhì)變性干熱滅菌濕熱滅菌相對(duì)干熱滅菌的優(yōu)點(diǎn)：1、熱蒸汽對(duì)細(xì)胞成分的破壞作用更強(qiáng)；2、熱蒸汽比熱空氣穿透力強(qiáng)；3、蒸汽存在潛熱間歇滅菌法初次加熱殺死細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)體，同時(shí)刺激芽孢萌發(fā)，當(dāng)芽孢萌發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闋I(yíng)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(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味低溫：降低酶反應(yīng)速率冷藏法冷凍法輻射：蛋白質(zhì)和核酸變性或光敏感物質(zhì)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(qiáng)穿透力強(qiáng)可見(jiàn)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(guò)濾除菌：機(jī)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(guò)20如何進(jìn)行化學(xué)殺菌？化學(xué)方法進(jìn)行殺菌消毒劑(可抑制或殺滅微生物，對(duì)人體產(chǎn)生有害作用)和防腐劑(可抑制微生物生長(zhǎng)，對(duì)人體毒性較低)醇類可使膜損傷，同時(shí)能使蛋白質(zhì)變性，低級(jí)醇是脫水劑醛類使蛋白質(zhì)烷基化，改變酶或蛋白質(zhì)的活性酚類低濃度酚，破壞細(xì)胞膜組分；高濃度酚，凝固菌體蛋白。還能結(jié)合在膜上的氧化酶于脫氫酶，引起細(xì)胞迅速死亡表面活性劑類破壞菌體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，造成包內(nèi)物質(zhì)泄漏，蛋白質(zhì)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(zhì)的巰基，使蛋白質(zhì)和酶失活，強(qiáng)氧化劑可破壞蛋白質(zhì)的氨基和酚羥基重金屬類使蛋白質(zhì)變性酸堿類使蛋白質(zhì)變性強(qiáng)可見(jiàn)光400-700nm化學(xué)治療劑生長(zhǎng)因子類似物例如磺胺類藥物，它是對(duì)氨基苯甲酸的類似物，使細(xì)菌不能合成葉酸抗生素分3類：1、抑制細(xì)胞壁的合成；2、破壞細(xì)胞膜的功能；3、抑制蛋白質(zhì)的合成21什么是基因(gene)？基因組？基因組學(xué)（genomics)？基因:一個(gè)具有遺傳因子效應(yīng)的DNA片段，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位基因組：存在于細(xì)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(xué)：研究生物基因組的組成、組內(nèi)各基因的精確結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系及表達(dá)調(diào)控的科學(xué)22什么是質(zhì)粒(plasmid)、F因子、R因子、Col因子、降解質(zhì)粒、毒性質(zhì)粒？ 質(zhì)粒：細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立于染色體之外的復(fù)制子，常隨宿主染色體的復(fù)制而復(fù)制，并在細(xì)胞分裂時(shí)恒定地傳給子代的遺產(chǎn)因子。質(zhì)粒包括：F因子、R國(guó)子、Col因子、降解質(zhì)粒、毒性質(zhì)粒等。根據(jù)復(fù)制特點(diǎn)可分成嚴(yán)禁型和松弛型；根據(jù)在細(xì)胞間轉(zhuǎn)移的差異性可分成轉(zhuǎn)移性質(zhì)粒和非轉(zhuǎn)移性質(zhì)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(xì)菌對(duì)一種或幾種抗生素、金屬及其他藥物產(chǎn)生抗性的因子，屬轉(zhuǎn)移性質(zhì)粒 Col因子：大腸桿菌素質(zhì)粒，編碼產(chǎn)生大腸桿菌素的質(zhì)粒 降解質(zhì)粒：具有分解多種特殊分解化合物能力的因子 毒性質(zhì)粒：攜帶編碼產(chǎn)生毒素基因的質(zhì)粒23什么是插入序列(insertionsequence,IS)、轉(zhuǎn)座子(transposon，Tn)、Mu噬菌體？ 轉(zhuǎn)座因子,是生物體細(xì)胞中一類能在DNA分子內(nèi)和DNA分子間移動(dòng)位置的DNA序列。分為3類：IS、Tn、Mu噬菌體。 IS：IS只攜帶與其轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因，可編碼特殊的酶和調(diào)節(jié)蛋白，而并不給細(xì)菌以任何附加的表型特征，即沒(méi)有表型效應(yīng)。但其插入可干擾基因的正常讀嗎序列，導(dǎo)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(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多，能在同一細(xì)胞內(nèi)從一個(gè)質(zhì)粒移至另一個(gè)質(zhì)粒，也能從質(zhì)粒移到細(xì)胞染色體或原噬菌體上。 Mu噬菌體：同時(shí)具有溫和噬菌體和轉(zhuǎn)座因子的雙重特性，它不是細(xì)菌基因組的一個(gè)正常組分，故能方便的判斷出攜帶或不帶Mu的兩種細(xì)菌。24什么是接合(conjugation)、轉(zhuǎn)化(tranformattion)、轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)。怎樣區(qū)別之？ 接合：供體菌和受體菌的完整細(xì)胞互相直接接觸，通過(guò)接觸而進(jìn)行較大片段的DNA傳遞，一種傳遞遺傳信息的現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)化：受體細(xì)胞從外界直接吸收來(lái)自供體細(xì)胞的DNA片段，并與其染色體同源片段進(jìn)行遺傳物質(zhì)交換，從而使受體細(xì)胞獲得新的遺傳特性。 轉(zhuǎn)導(dǎo)：通過(guò)完全缺陷或部分缺陷噬菌體為媒介，把供體細(xì)胞的DNA片段轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，并使后者發(fā)生遺傳變異的過(guò)程。 區(qū)別：接合是通過(guò)細(xì)菌間的接觸，轉(zhuǎn)化是通過(guò)裸露的DNA，轉(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)？ 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(fù)制區(qū)段、控制細(xì)胞間傳遞的基因群區(qū)段、控制重組區(qū)段3個(gè)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(fù)制。 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：轉(zhuǎn)導(dǎo)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(shí)，所有轉(zhuǎn)到基因都能以相同的頻率轉(zhuǎn)移，使受體菌獲得這部分遺傳性狀。 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：當(dāng)某一溶源菌群經(jīng)誘導(dǎo)后，其中極少數(shù)原噬菌體從宿主染色體脫落時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)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(dāng)這樣的噬菌體侵染另一宿主菌時(shí)，便使受體菌獲得了這部分的遺傳性狀。26普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)是什么？試比較之.比較項(xiàng)目普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)限制性轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)生自然發(fā)生人工誘導(dǎo)噬菌體的形成錯(cuò)誤的裝配原噬菌體反常切除形成機(jī)制包裹選擇模型雜種形成模型內(nèi)含DNA只含宿主染色體DNA同時(shí)有噬菌體DNA和宿主DNA轉(zhuǎn)導(dǎo)性狀供體的任何性狀多為原噬菌體臨近兩端的DNA片段轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程通過(guò)雙交換使轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA替換了受體DNA同源區(qū)轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA插入，使受體菌為部分二倍體轉(zhuǎn)導(dǎo)子不能使受體菌溶源化轉(zhuǎn)導(dǎo)特性穩(wěn)定為缺陷溶源菌轉(zhuǎn)到特性不穩(wěn)定27什么是有性生殖、異核現(xiàn)象、準(zhǔn)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(jìn)行減數(shù)分裂，并發(fā)育成新的單倍體細(xì)胞。親本的基因重組主要是通過(guò)染色體的獨(dú)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(xì)胞內(nèi)存在一個(gè)以上不同遺傳型細(xì)胞核的現(xiàn)象。 準(zhǔn)性生殖：有一類不產(chǎn)生有性孢子的絲狀真菌不經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂就能導(dǎo)致染色體單元化和基因重組，由此導(dǎo)致的變異過(guò)程稱為準(zhǔn)性生殖。28準(zhǔn)性生殖的3個(gè)階段是什么？試比較有性生殖和準(zhǔn)性生殖？1、異核體形成：菌落中的某一條菌絲或一個(gè)細(xì)胞內(nèi)若同時(shí)具有兩種或兩種以上基因型的細(xì)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(nèi)2個(gè)不同基因型的單倍體細(xì)胞核在繁殖過(guò)程中融合成1個(gè)二倍體細(xì)胞核的過(guò)程。雜合二倍體：是指細(xì)胞核中含有2個(gè)不同來(lái)源染色體組的菌體細(xì)胞。3、單倍體化：雜合二倍體極不穩(wěn)定，在其進(jìn)行有絲分裂過(guò)程中，有極少數(shù)細(xì)胞，其同源染色體的兩條染色單體之間發(fā)生互換（稱體細(xì)胞重組），在體細(xì)胞分裂時(shí)，發(fā)生1個(gè)或1個(gè)以上標(biāo)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(xiàng)目準(zhǔn)性生殖有性生殖參與接合的親本細(xì)胞形態(tài)相同的體細(xì)胞形態(tài)或生理上有分化的性細(xì)胞獨(dú)立生活的異核體階段有無(wú)接合后二倍體的細(xì)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(guò)有絲分裂通過(guò)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(jié)構(gòu)及組成等遺傳物質(zhì)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(dǎo)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(zhuǎn)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(yīng)的氨基酸發(fā)生不改變錯(cuò)義突變多肽鏈上相應(yīng)的氨基酸發(fā)生不改變無(wú)義突變終止密碼子出現(xiàn)，導(dǎo)致多肽鏈合成終止染色體畸變?nèi)笔е貜?fù)對(duì)表型影響有劑量效應(yīng)、位置效應(yīng)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