（新编）微生物考试

一、填空题1. 微生物的生长曲线主要由： 延滞期 lag phase、对数期 log phase、稳定期 stationary phase、死亡期 death phase 组成。(P135)2. 病毒独立的核壳结构是由核酸以及包围在其外的蛋白质衣壳构成。3. 质粒在宿主体内主要以共价闭合环状 DNA 的形式存在。质粒作为克隆以及表达的载体，*其主要的特征在于：有选择性的遗传标记基因、在宿主体内可以自我复制、存在可与宿主 DNA 相连接的限制性酶切位点。4. 蛋白质合成过程中 tRNA 一端与相对应的氨基酸连接，另外一端带有反密码子，它决定了 tRNA 能否与核糖体上的 mRNA 上的相应密码子三联体连接。5. *细菌中遗传物质转移的主要方式：转化 transformation、转染 transduction、细菌接合 conjugation。这三种转移形式的共同特点是：（1）单方向转移；（2）都产生部分二倍体（partial ）；（3）基因只有整合到环状染色体上才能稳定地遗传。6. 微生物的生存与生长明显受环境因素的影响如：温度、PH 值、氧浓度、溶质与水活度、压力、辐射7. 革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁组分的主要差异在于，革兰氏阳性细菌的细胞壁的主要成分是：肽聚糖；而革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分是：脂多糖。8.RNA 聚合酶中 σ 因子的主要功能为：识别启动子序列，辅助转录。（ σ 因子:原核生物 RNA 聚合酶的一个亚基，是转录起始所必需的因子，具有协助核心酶识别转录起始位点的功能。）9. 微生物在进行生命活动中主要能量来源是：光能和化学能。10. 质粒在宿主体内主要以共价闭合环状 DNA 的形式存在。11．*细菌的 70S 核糖体由 30S 和 50S 两个亚基组成。（16SrRNA 在 30S 亚基中）12. 蓝细菌进行光合作用时的电子供体为 H2O。二、名词解释1、 *冈崎片段：DNA 双链进行半保留复制时,由于 DNA 合成要按照 5’-3’的方向合成，从而该使得后随链的合成是不连续的，该过程生成的核苷酸片段叫做冈崎片段。 （补充：先导链（leading strand）:DNA 复制过程中，与复制叉移动的方向一致，通过连续的 5ˊ-3ˊ聚合合成的新的 DNA 链。后随链：（lagging strand）：DNA 复制过程中，与复制叉移动的方向相反，通过不连续的 5ˊ-3ˊ聚合合成的新的 DNA 链。2、厌（无）氧呼吸：指某些厌氧和兼性厌氧微生物在无氧条件下，不以 为最终电子受体，而是以像 等外源氧化型无机物作为电子受体的呼吸作用。3、转座子（Transposon ）：携带为转座过程所需要的基因并可在染色体上移动的 DNA 片段称为转座子或转座因子。4、*噬菌体的溶源性：病毒吸附和侵入后，病毒基因组在产生新的噬菌体时并不控制和破坏宿主细胞，而是保留在宿主细胞内，并随细菌基因组一起复制，产生一个可以长时间生长和分裂，而且表现完全正常的感染细胞的克隆。在适当的环境下，每个受感染细菌都可以诱导产生噬菌体和裂解，它们不能被相同的病毒再次感染。这种噬菌体与宿主之间的关系称为溶源性。5、高频重组：（必考） 在细菌的接合中，F 因子整合在染色体上的高频重组细菌(Hfr)与 F-细菌接合时重组体出现的频率非常高，可比相应的 F+×F-接合的重组频率高出上千倍，但 F 因子本身很少转移,所以接合后所产生的重组体一般仍是 F-细菌，这种接合重组方式称为高频重组。6、*反转录：指以 RNA 为模板，在反转录酶的作用下合成 DNA 的过程，是 DNA 生物合成的一种特殊方式。7、趋化性：（不是很重要）通过运动靠近化学引诱剂或离开化学驱避剂就是趋化性。8、选择性培养基：指根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，而有利于所需微生物的生长，从而将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。9、生物固氮：指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。10、光能异养细菌(微生物)：指可以利用光能并以有机物作为电子供体和碳源（也可利用CO2）的微生物，如某些紫绿细菌。11、F 因子：细菌的致育因子（Fertility factor），一种携带细菌接合基因的质粒。能使其宿主细胞大肠杆菌在接合中成为基因供体。12、正链 RNA 病毒：单链 RNA 病毒中，若其 RNA 的碱基序列与病毒 mRNA 的序列相同，则称为正链 RNA 病毒。三、问答题1、举两例说明反转重复序列的生物学功能。答：（1）参与基因表达的调控 DNA 的反向重复序列可以转录到 mRNA 中，使其形成发夹结构，从而起到转录终止的作用，另外对稳定 mRNA 分子，使其免遭分解也有重要作用。（2）参与转位作用的转座因子的两端都有反向重复序列，其长度为 40bp~1000bp以上，由于这种序列可以形成回文结构，因此在转位作用中既能连接非同源的基因，又可以被参与转位的特异酶所识别。（3）参与复制水平的调节反向重复序列常存在于 DNA 复制起点区的附近，另外，许多反向重复序列是一些蛋白质（酶）和 DNA 的结合位点。2、阐述原核生物中 RNA 的种类以及主要作用。答：原核生物中 RNA 主要有 mRNA，tRNA，rRNA 三种，另外还有一些具有调控作用的小 RNA 存在。1) mRNA：即信使 RNA，主要起传递遗传信息的作用，即以 DNA 为模板转录合成的带有遗传信息的 mRNA 作为蛋白质合成的模板，决定了所合成肽链的氨基酸序列，从而将遗传信息从 DNA 传递到蛋白质中。2) tRNA：即转运 RNA，其生物学功能为在蛋白质的翻译过程中转运活化了的氨基酸，参与蛋白质的生物合成。3) rRNA：即核糖体 RNA，其生物学功能为与蛋白质结合而形成核糖体，作为 mRNA 的支架，使 mRNA 分子在其上展开，实现蛋白质的合成。小 RNA：除以上三种主要的 RNA 外，原核生物中还存在一些小 RNA 分子，它们或以质粒的形式存在，或整合到原核细胞的拟核中，主要是对基因的表达起到调控的作用。（例如，反义 RNA 具有能与另一靶 RNA 互补接合的碱基序列，是原核生物中调节基因表达的一种天然机制）3、论述微生物的代谢多样性与环境多样性的关系。答：地球生物圈在长期的演化过程中，形成了多种多样的生态环境类型，如富氧环境、低氧环境、无氧环境；有光照、无光照；有氧无氧……不同的环境下，与微生物生命活动密切相关的因素如：碳源、氮源、水分、无机离子、光照、温度、PH 等不同，因此在不同类型环境中生长的微生物为了适应各自所处的环境，进化出各种不同类型的代谢方式，如光合自养、光合异养，化能自养、化能自养，好氧代谢、厌氧代谢、兼性厌氧代谢……而不同的代谢方式决定了微生物的不同生长方式和生长状况，从而决定了微生物的生物多样性，同时不同微生物的的不同代谢方式，使其需要从环境中吸取不同的代谢原料，同时向环境释放不同的代谢产物，从而影响着周围的环境，进一步丰富了环境的多样性，而环境的多样性又反过来影响着微生物的代谢多样性和生物多样性，所以微生物的生物多样性、代谢多样性、环境多样性实际上是一个相辅相成，相互依赖的关系。4、简述原核生物和真核生物在细胞结构以及基因表达和表达调控方面的主要区别。答：（1）细胞结构：原核生物细胞一般个体较小，结构简单，没有典型的由核膜包被的细胞核，只有一个由大型环状 DNA 构成的拟核，不含有除核糖体以外的细胞器，通常具备由肽聚糖或者脂多糖构成的细胞壁结构；而真核生物细胞则比较大，结构较为复杂，具有典型的由核膜包被的细胞核，细胞质中含有多种复杂的细胞器，动物细胞不含有细胞壁，植物细胞具有由纤维丝和果胶组成的细胞壁，真菌细胞的细胞壁主要由甲壳质和纤维素组成。（2）基因表达：真核细胞的基因表达过程中，转录和翻译两个过程发生在不同的区域，转录发生在细胞核中，而翻译则发生在细胞质中的核糖体上，而原核细胞中转录和翻译是同时进行的；真核细胞基因的表达一般是以单个的基因为单位的，由于其基因含有内含子序列，所以转录形成 mRNA 之后，还要进行一些加工和修饰，去除内含子序列以及其他的一些修饰，而原核细胞中，基因的表达一般是以操纵子为单位的，并且由于其基因结构相对简单，所以 DNA 转录形成 mRNA 之后即可进行翻译。（3）基因表达调控：由于真核细胞基因表达过程的复杂性，使得其表达调控方式更为多样化，主要可分为转录水平调控、翻译水平调控以及翻译后水平调控，而原核生物的调控则主要是转录水平的调控以及转录后水平的调控，这主要是由于两者细胞以及基因结构方面的差异所造成的，原核细胞中不存在内质网、高尔基体等细胞器，所以一般不进行翻译后修饰调控，由于其基因结构相对简单，使得其表达调控相对而言简单。5、举出两种类型的厌氧代谢，并比较与有氧呼吸在能量生成和细胞生长方面的差异。答：(1) 硝酸盐异化还原:有些细菌能用硝酸盐作为电子传递链终端的电子受体，并产生 ATP；如肠道细菌、假单孢杆菌、芽孢杆菌属和副球菌属产甲烷菌：利用 或碳酸盐作为末端电子受体而进行厌氧代谢；某些细菌如脱硫弧菌里，硫酸盐也能起最终电子受体的作用，它被还原成硫化物（S 或 H2S）并接受 8 个电子。（2）能量生成：厌氧呼吸中合成 ATP 没有好氧呼吸有效，用硝酸盐、硫酸盐或 作最终电子受体的氧化磷酸化不会产生大量的 ATP，这些电子受体比氧有较低的正还原电势，这将导致 ATP 产量下降，而 NADH 和硝酸盐之间还原电势差比 NADH 和氧之间的还原电势差更小，因为能量产生量直接与还原电势差的大小有关，所以在厌氧呼吸中，只有少量能量可用于产生 ATP。细胞生长：由于有氧代谢微生物产能较多，代谢较快，能源物质利用率更高，所以生命力比较旺盛，细胞生长较快；而无氧代谢微生物由于产能少，代谢速率比较慢，所以细胞生长比较迟缓。6、*论述微生物的生物多样性，（光合作用，无氧呼吸，有氧呼吸）代谢多样性，与环境多样性的关系。答：地球生物圈在长期的演化过程中，形成了多种多样的生态环境类型，如富氧环境、低氧环境、无氧环境；有光照、无光照；有氧无氧……不同的环境下，与微生物生命活动密切相关的因素如：碳源、氮源、水分、无机离子、光照、温度、PH 等不同，因此在不同类型环境中生长的微生物为了适应各自所处的环境，进化出各种不同类型的代谢方式，如光合自养、光合异养，化能自养、化能自养，好氧代谢、厌氧代谢、兼性厌氧代谢……而不同的代谢方式决定了微生物的不同生长方式和生长状况，从而决定了微生物的生物多样性，同时不同微生物的的不同代谢方式，使其需要从环境中吸取不同的代谢原料，同时向环境释放不同的代谢产物，从而影响着周围的环境，进一步丰富了环境的多样性，而环境的多样性又反过来影响着微生物的代谢多样性和生物多样性，所以微生物的生物多样性、代谢多样性、环境多样性实际上是一个相辅相成，相互依赖的关系。7、（重要）图示并描述细菌氨基酸合成的弱化子调控模型。答：Trp 操纵子前导序列中 4 个分别以 1、2、3、4 表示的片段能以两种方式进行碱基配对，有时以 1-2 和 3-4 配对，有时只以 2-3 方式配对，TrpmRNA 转录的终止是通过前导肽基因的翻译来调节的，因为前导序列的第 10 和第 11 位上有相邻的两个色氨酸密码子。所以这个前导肽的翻译对 tRNATrp的浓度敏感。当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的 tRNATrp相应就少，此时翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢，当 4 区被转录完成时，核糖体才进行到 1 区（或停留在两个相邻的 trp 密码子处），这时的前导区结构是 2-3 配对，不形成 3-4 配对的终止结构，所以转录可继续进行，直到将 trp 操纵子中的结构基因全部转录。而当培养基中色氨酸浓度高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在 4 区被转录之前，核糖体就到达 2 区，这样使 2-3