华南师范大学生科院微生物思考题二参考答案

2010年微生物复习思考题（二）1、试比较四种发酵途径比较项目EMP途径ED途径PK途径HM途径磷酸戊糖酮解酶途径磷酸己糖酮解酶途径ATP2112.50还原力2（NADH+H+）NAD+H+NADPH+H+NADH+H+012(NADPH+H+)特征性酶磷酸果糖激酶，它的存在意味着该微生物具有TMP途径2-酮-3-脱氧糖酸-6-磷酸裂解酶磷酸戊糖酮解酶磷酸己糖酮解酶转酮(或醛)醇酶主要特点绝大多数生物所共有的代谢途径少数EMP途径不完整的微生物特有的糖酵解途径，反应步骤简单，但产能低，可独立存在产能低以HMP途径为基础，磷酸己糖酮解酶催化两步反应，产能高非产能途径，可为生物合成大量的还原力，其中间代谢产物（如磷酸戊糖）可作为重要物质(如核酸)生物合成原料，不可独立存在主要发酵产物乙醇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（细菌乙醇发酵）乳酸、乙醇（异型乳酸发酵）乳酸、乙酸（双岐发酵）参与双岐发酵2、磷酸己糖酮解酶途径是怎样的 1分子果糖-6-磷酸由磷酸己糖酮解酶催化裂解为赤藓糖-4-磷酸和乙酰磷酸； 另1分子果糖-6-磷酸则与赤藓糖-4-磷酸反应生成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分子葡萄糖经磷酸己糖酮解酶途径生成1分子乳酸、1.5分子乙酸以及2.5分子ATP3什么是Stickland反应，举例说明 Stickland反应是两个氨基酸之间的一个氨基酸作为氢（电子）供体，另一个氨基酸作为氢（电子）受体时的氧化-还原脱氨基反应。它是微生物在厌氧条件下将一个氨基酸的氧化脱氨与另一个氨基酸的还原脱氨相偶联的一类特殊发酵。例如：甘氨酸和丙氨酸之间的Stickland反应总反应式为：2H2N-CH2COOH+CH2CH(NH2）COOH+ADP+Pi+2H2O→3CH3COOH+CO2+3NH3+ATP4化能自养微生物是什么？化能自养细菌的能量代谢的特点 化能自养生物：以CO2为主要或唯一碳源，从还原态无机化合物（NH4+、NO3-、H2S、S0、H2和Fe2+等）的生物氧化获的能量和还原力[H]的微生物。 能量代谢特点：1、无机底物上脱下的氢（电子）直接进入呼吸链通过氧化磷酸化产能。2、由于电子可从多处进入呼吸链，所以有多种多样的呼吸链。3、产能效率，即氧化磷酸化效率（P/O值）通常要比化能异养细菌的低。所以代时长，生长缓慢，细胞产率低5什么是亚硫酸氧化酶途径？什么是APS途径 硫化物氧化的第一个产物都是SO32-，其通过亚硫酸氧化酶途径或腺苷磷酸硫酸（APS）途径氧化为SO42-和产能 亚硫酸氧化酶途径中，由细胞色素-亚硫酸氧化酶将SO32-直接氧化成为SO42-，并通过电子传递磷酸化产能。大多数亚硫酸通过这条途径氧化。 APS途径中，亚硫酸与AMP反应放出2个电子生成APS，放出的电子经细胞色素系统传递给O2，此过程中通过电子传递磷酸化生成ATP。APS与Pi反应转变成ADP与SO42-的过程中通过底物水平磷酸化产能。在腺苷酸激酶的催化下，2分子ATP转变成1分子ADP与1分子AMP，所以2分子SO32-经APS途径氧化产生3分子ATP，其中2分子经电子传递磷酸化产生，1分子ATP通过底物水平磷酸化形成，每氧化1分子SO32-产生1.5分子ATP。6什么是细菌沥滤（Bacterialleaching），举例说明细菌沥滤的过程？ 细菌沥滤：人类利用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等嗜酸性氧化铁和硫的细菌，，具有氧化硫化物矿中的硫和硫化物的能力，从而将硫化矿中的重金属通过转化成水溶性重金属硫酸盐，从低品位矿中浸出的过程。 以蓝铜矿的细菌沥滤为例：1、氧化池中氧化亚铁硫杆菌将硫氧化成H2SO4，并与FeSO4作用生成浸矿剂Fe2(SO4)3；2、低品位碎矿中的铜在细菌氧化生成的浸矿剂Fe2(SO4)3的作用下，以CuSO4的形式被浸出；3、用铁屑置换出CuSO4中的铜并收集。7如何理解细菌的光合作用? 细菌的光合作用：能将光能转换成为ATP形式化学能的细菌——光合细菌，以光为能源，利用CO2(光能自养)和有机碳化合物(光能异养)作为碳源，通过电子传递产生ATP(光和磷酸化)的作用。8在自然界中，微生物通过哪些途径固定CO2？固定CO2的途径自养微生物类型特点卡尔文循环产氧光合细菌、不氧光合细菌中的紫色细菌及化能自养细菌氧好氧微生物(含有超氧化物歧化酶、过氧化氢酶)、兼性厌氧微生物、厌氧菌(分为耐氧菌、严格厌氧菌)营养物质营养物质的组成和浓度对微生物生长有影响19steriliztion、disinfetion、antisepsis是什么？用物理方法如何进行杀菌？ 分别指的是灭菌、消毒、防腐。物理方法进行杀菌高温：蛋白质变性干热灭菌湿热灭菌相对干热灭菌的优点：1、热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强；2、热蒸汽比热空气穿透力强；3、蒸汽存在潜热间歇灭菌法初次加热杀死细菌营养体，同时刺激芽孢萌发，当芽孢萌发转变为营养体后，在下次的加热中被杀死巴斯德消毒法只能消毒，不能灭菌，不损坏食品的营养和风味低温：降低酶反应速率冷藏法冷冻法辐射：蛋白质和核酸变性或光敏感物质的氧化紫外线100-400nm,紫外线穿透能力很差电离辐射X射线和γ射线，具有较强穿透力强可见光400-700nm干燥和渗透压：降低微生物可利用水的数量或活度干燥渗透压过滤除菌：机械化地移去微生物小于0.22μm孔径易引起滤孔阻塞；大于0.22μm孔径病毒或支原体可通过20如何进行化学杀菌？化学方法进行杀菌消毒剂(可抑制或杀灭微生物，对人体产生有害作用)和防腐剂(可抑制微生物生长，对人体毒性较低)醇类可使膜损伤，同时能使蛋白质变性，低级醇是脱水剂醛类使蛋白质烷基化，改变酶或蛋白质的活性酚类低浓度酚，破坏细胞膜组分；高浓度酚，凝固菌体蛋白。还能结合在膜上的氧化酶于脱氢酶，引起细胞迅速死亡表面活性剂类破坏菌体细胞膜的结构，造成包内物质泄漏，蛋白质变性染料与菌体的羧基或磷酸基作用，形成弱电离的化合物氧化剂类作用于蛋白质的巯基，使蛋白质和酶失活，强氧化剂可破坏蛋白质的氨基和酚羟基重金属类使蛋白质变性酸碱类使蛋白质变性强可见光400-700nm化学治疗剂生长因子类似物例如磺胺类药物，它是对氨基苯甲酸的类似物，使细菌不能合成叶酸抗生素分3类：1、抑制细胞壁的合成；2、破坏细胞膜的功能；3、抑制蛋白质的合成21什么是基因(gene)？基因组？基因组学（genomics)？基因:一个具有遗传因子效应的DNA片段，是遗传物质的最小功能单位基因组：存在于细胞或病毒中的所有基因，包括基因和非基因的DNA序列基因组学：研究生物基因组的组成、组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学22什么是质粒(plasmid)、F因子、R因子、Col因子、降解质粒、毒性质粒？ 质粒：细菌细胞内独立于染色体之外的复制子，常随宿主染色体的复制而复制，并在细胞分裂时恒定地传给子代的遗产因子。质粒包括：F因子、R国子、Col因子、降解质粒、毒性质粒等。根据复制特点可分成严禁型和松弛型；根据在细胞间转移的差异性可分成转移性质粒和非转移性质粒。 F因子：致育性因子，控制性丝的形成 R因子：抗药性因子，决定细菌对一种或几种抗生素、金属及其他药物产生抗性的因子，属转移性质粒 Col因子：大肠杆菌素质粒，编码产生大肠杆菌素的质粒 降解质粒：具有分解多种特殊分解化合物能力的因子 毒性质粒：携带编码产生毒素基因的质粒23什么是插入序列(insertionsequence,IS)、转座子(transposon，Tn)、Mu噬菌体？ 转座因子,是生物体细胞中一类能在DNA分子内和DNA分子间移动位置的DNA序列。分为3类：IS、Tn、Mu噬菌体。 IS：IS只携带与其转座有关的基因，可编码特殊的酶和调节蛋白，而并不给细菌以任何附加的表型特征，即没有表型效应。但其插入可干扰基因的正常读吗序列，导致基因失活或引起突变。 Tn：与IS的主要不同在于它携带能赋予宿主某种遗传特性的基因，主要是抗生素的抗性基因。Tn通常比IS因子大，结构也复杂得多，能在同一细胞内从一个质粒移至另一个质粒，也能从质粒移到细胞染色体或原噬菌体上。 Mu噬菌体：同时具有温和噬菌体和转座因子的双重特性，它不是细菌基因组的一个正常组分，故能方便的判断出携带或不带Mu的两种细菌。24什么是接合(conjugation)、转化(tranformattion)、转导(transduction)。怎样区别之？ 接合：供体菌和受体菌的完整细胞互相直接接触，通过接触而进行较大片段的DNA传递，一种传递遗传信息的现象。 转化：受体细胞从外界直接吸收来自供体细胞的DNA片段，并与其染色体同源片段进行遗传物质交换，从而使受体细胞获得新的遗传特性。 转导：通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体为媒介，把供体细胞的DNA片段转移到受体细胞中，并使后者发生遗传变异的过程。 区别：接合是通过细菌间的接触，转化是通过裸露的DNA，转导则需要噬菌体作媒介。25什么是F因子、F’因子、F’菌株、Hfr菌株？什么是普遍性转导和局限性转导？ F因子：控制着大肠杆菌性丝的形成，其基因组由控制自主复制区段、控制细胞间传递的基因群区段、控制重组区段3个主要区段组成，有游离态和整合态两种形式。 F’因子：带上宿主染色体的遗传因子的F因子。 F’菌株：具有F’因子的大肠杆菌。 Hfr菌株：高频重组菌株，其F因子从游离态变成整合在宿主染色体特定部位的整合态，并与宿主染色体同步复制。 普遍性转导：转导噬菌体可携带供体基因组中的任何一部分染色体片段，在感染受体时，所有转到基因都能以相同的频率转移，使受体菌获得这部分遗传性状。 局限性转导：当某一溶源菌群经诱导后，其中极少数原噬菌体从宿主染色体脱落时产生错误切割，从而把宿主的某些基因整合到噬菌体的基因组上，当这样的噬菌体侵染另一宿主菌时，便使受体菌获得了这部分的遗传性状。26普遍性转导和局限性转导的特点是什么？试比较之.比较项目普遍性转导限制性转导转导的发生自然发生人工诱导噬菌体的形成错误的装配原噬菌体反常切除形成机制包裹选择模型杂种形成模型内含DNA只含宿主染色体DNA同时有噬菌体DNA和宿主DNA转导性状供体的任何性状多为原噬菌体临近两端的DNA片段转导过程通过双交换使转导DNA替换了受体DNA同源区转导DNA插入，使受体菌为部分二倍体转导子不能使受体菌溶源化转导特性稳定为缺陷溶源菌转到特性不稳定27什么是有性生殖、异核现象、准性生殖？ 有性生殖：真菌的有性生殖和性的融合发生于单倍体核之间。大多数真菌核融合后进行减数分裂，并发育成新的单倍体细胞。亲本的基因重组主要是通过染色体的独立分离和染色体之间的交换。 异核现象：指在一些真核菌丝体的菌丝细胞内存在一个以上不同遗传型细胞核的现象。 准性生殖：有一类不产生有性孢子的丝状真菌不经过减数分裂就能导致染色体单元化和基因重组，由此导致的变异过程称为准性生殖。28准性生殖的3个阶段是什么？试比较有性生殖和准性生殖？1、异核体形成：菌落中的某一条菌丝或一个细胞内若同时具有两种或两种以上基因型的细胞核，则称为异核体。2、核融合和杂合二倍体：核融合：是指异核体内2个不同基因型的单倍体细胞核在繁殖过程中融合成1个二倍体细胞核的过程。杂合二倍体：是指细胞核中含有2个不同来源染色体组的菌体细胞。3、单倍体化：杂合二倍体极不稳定，在其进行有丝分裂过程中，有极少数细胞，其同源染色体的两条染色单体之间发生互换（称体细胞重组），在体细胞分裂时，发生1个或1个以上标记的纯合现象，从而形成具有新性状的单倍体杂合子。比较项目准性生殖有性生殖参与接合的亲本细胞形态相同的体细胞形态或生理上有分化的性细胞独立生活的异核体阶段有无接合后二倍体的细胞形态与单倍体基本相同与单倍体明显不同二倍体变为单倍体的途径通过有丝分裂通过减数分裂接合发生的概率偶然发生，概率低正常出现，概率高29什么是突变(muitation)，突变的类型有哪些？ 突变：广义上，指染色体数量、结构及组成等遗传物质发生多种变化的现象，包括基因突变和染色体畸变等，它可导致后代形态、功能的改变。 基因突变根据碱基特性的改变碱基的置换（包括转换、颠换）缺失插入移码突变根据遗传信息意义的改变同义突变多肽链上相应的氨基酸发生不改变错义突变多肽链上相应的氨基酸发生不改变无义突变终止密码子出现，导致多肽链合成终止染色体畸变缺失重复对表型影响有剂量效应、位置效应倒位易位使基因的连锁和互换规律发生改变30什么是自发突变