固氮蓝细菌的一种生物标志物——异形胞糖脂及其研究进展
2022年南京师范大学生物技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案)
2022年南京师范大学生物技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、细菌菌落的形状一般为______；边缘______；大小______；表面______；颜色______，常见的颜色为______；质地常为______。
2、最先发现噬菌体的是______，他在培养______时在菌苔上发现了透明斑点。
3、分解代谢又称异化作用，是指复杂的有机分子通过分解代谢酶系的催化产生______、______和______。
4、微生物培养基中各营养要素的量有一定的比例，从含量最多的______开始，其他成分的次序是______、______、______、______和______。
5、真核生物的细胞核由______、______、______和______4部分组成。
6、第一个用自制显微镜观察到微生物的学者是______，被称为微生物学研究的先驱者，而法国学者______和德国学者______则是微生物生理学和病原菌学研究的开创者。
7、在面包、蛋糕中常加入______作为防腐剂。
8、微生物在自然环境中广泛存在的原因在于______、______、______、______和______等。
9、无论在原核生物还是真核生物中，DNA结合蛋白有几种共同的结构形式：______、______和______，这些形式对于蛋白质准确地与DNA相结合是非常关键的。
10、在人体当中，执行免疫功能的物质基础是______，它包括______、______、______。
二、判断题11、许多蓝细菌长有鞭毛，借此进行特殊的滑行运动。
（）12、大多数放线菌和真菌都是氨基酸自养型生物。
（）13、微生物的次生代谢物是微生物主代谢不畅通时，由支代谢途径产生的。
（）14、E.coli T偶数噬菌体的核心是由线状双链DNA构成的。
（）15、分生孢子是由分生孢子梗顶端细胞分化形成的，它是一种单细胞，单生或串生或簇生的孢子。
（）16、菌株实为一个物种内遗传多态性的客观反映，其数目极多，甚至是无数的。
固氮酶的研究进展
文章编号 ：０ ５—１３ （ ０ １ ０ ０ ６ —０ ２９ ７ ６ ２ １ ） ４— ０ １ ４
Ａｄ ａ ｃ ｆ ｓｕ ｎ ｎ ｔ ｏ ｅ ａ ｅ ｖ ｎ ｅ ｏ ｔ ｄｙ ｏ ｉｒ ｇ ｎ ｓ
ＸＵ Ｙｅ ＨＡＮＧ ｉ —ｈ ，Ｗ Ａ ａ ｇｌ ，Ｚ Ｊｎ ｃ ｉ ＮＧ Ｇｕ ｎ — ｎ，Ｚ ｉ ＨＵＡＮＧ Ｊａｙ ｏ ｉ—ａ
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和 Ｏ Ｂ 异 四聚体组成 的 Ｍ Ｆ 蛋 白组成。 固氮酶催化 的机 制 包括铁 蛋 白的氧还循 环 和钼铁 蛋 白的氧 还循 环两部 ． ｒ ｏｅ
分。Ｋｅｓ ｌ ｎｕ ｏｉｅ的 ｎ ｌ ｉ ｌ ｅｍ ｎａ ｂｅ ａｐ 矿基 因簇 由 ２ ０个基 因组成 ， 构成 了８个转录单位 ， 总长度 ２ ２ ６ ｐ 其操控机 制是 多水 ４０ｂ ， 平、 多层 次的调控 过程 。 同时综述 了固氮酶的 多样性 ， 目前 已经发现 的有钼铁 固氮酶 、 钒铁 固氮酶 、 铁铁 固氮酶 以及
4-1微生物的固氮作用
氮是组成生物细胞必不可少的重要元素之一。氮气 (N2)约占空气总体积的78%，但由于N≡ N三键非常稳 (N2)约占空气总体积的78%，但由于N≡ N三键非常稳 定，故N2不能被高等生物和大多数微生物利用，只有 定，故N2不能被高等生物和大多数微生物利用，只有 少数原核微生物能直接 利用N2作氮源，将其还原成氨， 利用N2作氮源，将其还原成氨， 供植物和其他微生物利用。 固氮微生物利用固氮酶的催化 作用将分子态氮转 化为氨的过程称为生物固氮。生物固氮是地球上仅次 化为氨的过程称为生物固氮。生物固氮是地球上仅次 于光合作用的第二大生物化学反应。生物每年在温和 条件下的固氮量约为高温高压(300℃ 300个大气压) 条件下的固氮量约为高温高压(300℃×300个大气压) 条件下工业固氮量的2倍多，约为1 条件下工业固氮量的2倍多，约为1亿吨，故生物固氮 对地球生态系统中的氮素循环和生物的生息繁衍具有 十分重要的作用。
固氮反应的必要条件： 固氮反应的必要条件： 大量ATP 还原力NAD(P)H2 固氮酶 N2 Mg2+ 严格的厌氧微环境 固定1mol N2需要消耗10～15molATP 。这些ATP由 呼吸、发酵或光合磷酸化过程提供。从不同生理类型的固 氮微生物细胞中抽提到的固氮酶具有相同结构，它们均含 Ⅰ、Ⅱ两种组分。组分Ⅰ为钼铁蛋白(MF)或钼铁氧还蛋白 (MoFd)，是真正的“固氮酶”；组分Ⅱ为铁蛋白(F)，是 固氮酶还原酶。
共生固氮菌 根瘤豆科植物： 根瘤菌属(Rhizobium) 非豆科植物： 弗兰克氏菌属放线菌(Frankia) 白蚁等动物肠道： 肠杆菌属(Enterobacter) 植物地衣： 念珠蓝菌属(Nostoc) 鱼腥蓝菌属(Anabaena) (单歧蓝菌属) 等(Tolypothrix) 满江红： 满江红鱼腥蓝菌(Anabaena azollae) 苏铁珊瑚根： Nostoc,A nabaena 肯乃拉草： Nostoc
生物固氮——精选推荐
生物固氮概念、类型、复合物及机制、所需条件、前景等几方面来写，重在谈复合物及机制生物固氮摘要具有生物固氮能力的仅限于原核生物，即细菌和蓝绿藻。
通过对生物固氮机制、生物固氮微生物与生物固氮微生物和植物之间的关系的研究，将生物固氮作用应用于农业定将在增加作物氮源供应、培肥地力、减少化肥用量、提高作物产量，以及促进农业生产的持续发展和环境保护方面发挥其效力。
关键词生物固氮种类和特点固氮机制应用近20年来，生物固氮研究异常活跃，已成为世界范围的重要课题。
纵观当前生物固氮研究的内容，大致有以下三个方面，即固氮资源的有效利用，固氮的遗传工程和化学模拟固氮。
在固氮资源的有效利用方面，许多国家都在大力发展豆科作物，通过其有效的共生固氮体系，增加生物氮源，改善土壤肥力，以促进农业增产。
此外，接种根瘤菌提高豆科作物产量已在全世界范围内使用。
在稻田里接种和放养红萍和固氮蓝藻，既能增加土壤中生物氮数量，又能提高水稻的产量。
这种共生固氮途径的有效利用，在我国和东南亚一些国家已有悠久的历史。
随着分子生物学的进展，固氮的遗传工程受到了广泛重视，已成为目前最活跃的研究领域。
1 生物固氮概念1.1 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。
固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。
2 生物固氮的种类和特点固氮微生物多种多样，不同的划分标准满足了不同的要求。
从它们的生物固氮形式来分，有自生固氮、联合固氮、和共生固氮3种。
2.1 自生固氮微生物自生固氮微生物是指能够在自由生活状态下固氮的微生物总称。
在自然界，自生固氮微生物种类很多，分散地分布在细菌和蓝细菌的不同科、属和不同的生理群中；并大致可以分为光合细菌和非光合细菌两类。
前者如红螺菌、红硫细菌和绿硫细菌等，其中的某些种类可与其它微生物联合而相互有利；后者的种类很多。
根据非光合细菌的自生固氮菌对氧的需求，可以分为厌氧的细菌如梭状芽胞杆菌；需氧细菌如自生固氮菌、贝捷林克氏固氮菌、固氮螺菌等；以及兼性细菌如多粘芽胞杆菌、克鲁伯氏杆菌、肠杆菌等。
周德庆微生物学教程思考题参考答案
一、名词解释。
1.原核生物：就是广义的细菌没有核膜包被的细胞核，只有称作核区的裸露0附的原始的单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类群。
2.细菌：一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。
3.费氏刺尾鱼菌：是在红海和澳大利亚海域生活的刺尾鱼肠道中发现的巨型的共生细菌, 细胞长度达到了 200-500〃m。
4.纳米比亚嗜硫珠菌：是迄今为止发现的最大的细菌，球状细胞，直径为0.32-1mm,用肉眼就可以看清楚，是在非洲西部大陆架的土壤中发现的，以海底散发的硫化氢为生。
5.革兰氏染色法：各种细菌经过革兰氏染色法染色后，可以分成两类，一类是被染成紫色的革兰氏阳性细菌，另一类是被染成红色的革兰氏阳性细菌，由丹麦医生C.Cram发明，故名。
6.（细菌）细胞壁：是位于细菌细胞最外层的一层厚实坚韧的外被，肽聚糖是其主要成分，具有固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；是细胞生长、分裂和鞭毛运动所必须的；阻拦大分子的有害物质进入细胞；赋予细菌以特定的抗原性和对特定抗生素及噬菌体的敏感性。
7.肽聚糖：又称黏肽，是真细菌细胞壁中的特有成分。
每一个肽聚糖单体都有三部分组成：双塘单位由一个N-乙酰葡糖胺通过6-1,4-糖苷键与另外一个N-乙酰胞壁酸相连；四肽尾由四个氨基酸分子按照L型和D型交替的方式连接而成；肽桥连接前后两个四肽尾分子，起桥梁作用。
8.磷壁酸：是革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要由甘油磷酸或核糖醇磷酸构成。
与肽聚糖分子共价结合的，成为壁磷壁酸；跨越肽聚糖层与细胞膜的脂质层共价结合的，称为膜磷壁酸。
9.外膜：又称外壁，是革兰氏阳性菌细胞壁的特有结构，位于壁的最外层，由脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白构成。
有控制细胞透性、提高Mg2+浓度、决定细胞抗原多样性的作用。
10.脂多糖：由类脂A、核心多糖和O-特异侧链三部分组成，是位于革兰氏阳性细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质，其中的类脂A是革兰氏阳性病原菌致病物质内毒素的物质基础。
生物固氮作用
生物固氮作用生物固氮作用生物固氮作用(biological nitrogen fixation): 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。
生物固氮只发生在少数的细菌和藻类中。
估计全球每年生物固氮作用所固定的氮(N2)约达17500万吨，其中耕地土壤约有4400万吨，超过了每年施入土壤4000万吨肥料氮素(工业固氮)的量(Burris，1977)。
因此，生物固氮作用有很大潜力。
生物固氮概括地说是指某些微生物和藻类通过其体内固氮酶系的作用将分子氮转变为氨的作用。
因地壳含有极少的可溶性无机氮盐，所有生物几乎都需要依赖固氮生物固定大气中的氮而生存，因此生物固氮对维持自然界的氮循环起着极为重要的作用。
对固氮生物的研究和利用能为农业开辟肥源，对维持和提高土壤肥力有很大意义。
固氮生物又叫做固氮微生物。
固氮微生物种类到1982年固氮微生物达70多个属，大多数是原核微生物(细、放、蓝细菌)，也有真菌。
根据固氮微生物与高等植物以及其他生物关系，分为三个类型:自生固氮微生物、共生固氮微生物和联合固氮微生物。
1( 自生固氮微生物: 在土壤中或培养基中生活时，可以自行固定空气中的分子态氮(氨态氮)。
在进行固氮作用时对植物或其它生物没有明显的依存关系。
常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻(异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮)。
(1) 光合固氮微生物能进行光合作用，以二氧化碳为碳源、光合产物为能源进行固氮作用的微生物。
有蓝细菌(见蓝藻门)中的许多属种(如念珠藻属、鱼腥藻属等)和光合细菌中的红螺菌属以及绿硫菌属等。
(2) 化能自养固氮微生物有些化能自养微生物(如氧化亚铁硫杆菌等)能以二氧化碳、亚铁氧化物和分子态氮为碳、能、氮源。
(3) 异养固氮微生物进行异养生活，以适宜的有机碳化合物为碳源和能源，满足生活和固氮的需要。
蓝细菌化学成分
蓝细菌（Cyanobacteria）作为一种原始的光合生物，其化学成分特点突出表现在以下几个方面：
1.脂类成分：蓝细菌与其他细菌相比，其细胞膜中含有较多的不饱和脂肪
酸，特别是含有两个或更多双键的多不饱和脂肪酸，这种特殊的脂类成分有助于维持其细胞膜的流动性并在各种环境条件下保持稳定。
2.色素：蓝细菌最为人所知的特点是含有叶绿素a，这是进行光合作用的关键
色素，使其能够利用太阳能合成有机物。
除此之外，蓝细菌还含有类胡萝卜素、藻胆蛋白等辅助色素，如藻红素和藻蓝素，赋予其独特的蓝色或蓝绿色外观。
3.蛋白质：蓝细菌拥有参与光合作用的光合系统I和II，这些系统由多种蛋白
质复合体构成，如PSI、PSII、Cytochrome b6f complex等，它们协同工
作以实现光能的吸收、转化和电子传递。
4.核酸：蓝细菌的遗传物质是DNA，属于原核生物，其DNA以环状染色体的
形式存在于细胞核区（称为拟核）。
5.碳固定：蓝细菌能够通过RuBisCO酶进行卡尔文循环（也称光合碳还原循
环），固定大气中的二氧化碳，合成有机物质。
6.异形胞：某些种类的蓝细菌具有一种特化的细胞结构——异形胞，它们负
责进行固氮作用，将氮气转化为可供植物利用的氨或其他含氮化合物。
7.其他代谢产物：蓝细菌还能产生多种代谢产物，如硫化氢、氧气（光合作
用过程中释放）、生物碱以及其他次生代谢产物。
总之，蓝细菌因其独特的化学成分和代谢功能，在地球生态系统中占有重要地位，不仅是早期地球氧气大气层形成的功臣，也是现今生态平衡中不可或缺的一部分。
某理工大学《微生物学教程》考试试卷(43)
某理工大学《微生物学教程》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（230分，每题5分）1. 通过EMP途径的逆向反应可进行多糖合成。
（）答案：正确解析：EMP途径的逆向反应可合成多糖。
2. DNA疫苗是指由任何DNA的片段制成的疫苗，用以提高机体的非特异性免疫水平。
（）答案：错误解析：DNA疫苗又称核酸疫苗或基因疫苗，指一种用编码抗原的基因制成的疫苗。
3. 真菌菌丝体的生长一般不需要光线。
（）答案：正确解析：大多数药用真菌菌丝体生长不需要直射的光线。
如果药用真菌在培养时受日光直射，因日光的紫外线有杀菌作用。
4. LPS所含有的三种特殊糖分子都分布在核心多糖部位。
（）答案：错误解析：LPS包括O特异侧链、核心多糖和类脂A三个组分，其中O特异侧链和核心多糖均含有特殊糖分子。
5. 噬菌体侵染宿主细胞时，蛋白质和核酸同时进入宿主细胞。
（）答案：错误解析：噬菌体侵染宿主细胞时，只有核酸进入宿主细胞，而蛋白质则留在细胞外。
6. 革兰氏阳性和阴性菌的鞭毛基体都由4个环构成。
（）[华东理工大学2017研]答案：错误解析：革兰氏阳性细菌的鞭毛上基本着生两个环，革兰氏阴性细菌则基本着生四个环。
7. 卵孢子的数量决定于与藏卵器交配的雄器中细胞核的数量。
（）答案：错误解析：卵孢子的数量取决于卵球的数量。
8. G＋细菌和G－细菌在鞭毛构造上是相同的。
（）答案：错误解析：G＋细菌和G－细菌在鞭毛构造上差异很大。
G＋细菌的鞭毛结构较简单，除其基体仅有相互分离的S和M两环外，其他均与G－细菌相同。
9. 进行接合试验时采用多重营养缺陷型菌株的原因是为了筛选方便。
（）[华中农业大学2017研]答案：错误解析：进行接合试验时采用多重营养缺陷型菌株的原因是控制培养出来的菌群，而不是为了筛选方便。