【正文】 ?蛋白質(zhì)表面氨基酸的變化一般不影響蛋白質(zhì)的功能，因此一般不會引起表型的變化，但如果突變引起蛋白質(zhì)內(nèi)部的氨基酸發(fā)生變化(包括酶的活性位點)，就可能劇烈地改變蛋白質(zhì)的三維結構，從而改變其功能，破壞酶的活性。10．DNA鏈上發(fā)生的損傷是否一定發(fā)生表型的改變?盡你所能說出理由不一定，如下列情況：①同義突變或沉默突變；②發(fā)生了基因內(nèi)另一位點或是另一基因的抑制突變(一般指tRNA基因的突變)使突變得到校正；③即使是錯義突變，但是否改變表型還視置換的氨基酸是否影響蛋白質(zhì)的功能；④各種修復機制可清除DNA的各種損傷，使其表型不發(fā)生改變。第八章微生物的生態(tài)習題問答題：1．具有甲基化無機汞能力的匙形棱菌的維生素B12的缺陷型菌株不能進行汞的甲基化，而且對無機汞比親株(野生型)要敏感得多，這說明什么?一方面說明維生素B12在汞的甲基化中起重要作用，維生素B12(鈷胺素)和甲基形成一種甲基鈷胺素復合物，而Hg2’可以奪取甲基鈷胺素中的甲基形成甲基汞。另一方面說明甲基汞對梭菌的毒性比無機汞要低，所以不能形成甲基汞的缺陷型菌株對無機汞更加敏感。2．微生物在從綠色植物到草食動物的能量流動中起重要作用，請指出這樣說的理由?大部分草食動物都缺乏分解綠色植物的纖維素酶，而草食動物對植物食料的利用依靠的是生長在它們胃腸道中的微生物，微生物分泌的纖維素酶把纖維素分解成脂肪酸及其他營養(yǎng)物質(zhì)，這些營養(yǎng)物質(zhì)為動物吸收利用，草食動物(如牛)的瘤胃共生就是微生物幫助草食動物利用綠色植物的明顯例證。3．簡述微生物作為重要成員在生態(tài)系統(tǒng)中所起到的重要作用。4．簡述生物修復中的強化措施。微生物在生態(tài)系統(tǒng)中可以在多個方面起重要作用，但主要作為分解者。其重要作用可以概括如下：①微生物是有機物的主要分解者，微生物分解存在于生物圈內(nèi)的動物、植物和微生物殘體等復雜有機物質(zhì)，并轉(zhuǎn)化成最簡單的無機物，再供初級生產(chǎn)者利用。②微生物是物質(zhì)循環(huán)中的重要成員，微生物參與所有的物質(zhì)循環(huán)，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。③微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者，光能營養(yǎng)和化能營養(yǎng)微生物具有固定太陽能和化學能的能力，成為生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者。④微生物是物質(zhì)和能量的貯存者，生態(tài)環(huán)境中的微生物貯存著大量的物質(zhì)和能量。⑤微生物是地球生物演化中的先鋒種類，微生物是地球上最早出現(xiàn)的生物體，微生物的活動為后來的生物進化打下基礎。5．在含有難降解污染物污水的生物處理中，向污水處理系統(tǒng)加一定量高效降解菌的生物強化(過去稱為投菌法)可以提高處理效果，請從微生物群落組成和功能的角度作出理論解釋。向處理系統(tǒng)投加高效降解菌從而提高了高效降解菌在整個降解菌群中的比例，改變了整個降解菌群的群落結構，結構決定功能，隨之整個群落的降解功能也就得到提高。6．某一化學農(nóng)藥廠合成一種化學農(nóng)藥，請你提一種實驗方法來評價這種農(nóng)藥的生物降解性?；瘜W農(nóng)藥主要用于防治農(nóng)作物的病蟲害，農(nóng)藥的生物降解主要體現(xiàn)在土壤中的生物降解。因此生物降解可以在土壤——植物組成的微宇宙中進行。把農(nóng)藥按標準使用量溶解后灑入宇宙，即時測定土壤中的農(nóng)藥的含量，以后按一定時間間隔取樣分析測定土壤中農(nóng)藥的濃度，這樣即可測出農(nóng)藥在自然土壤中的生物降解速率，從而知道這種農(nóng)藥的生物降解性。7．污水處理也可以說是一種微生物培養(yǎng)過程，試從微生物的基質(zhì)利用、培養(yǎng)方式和培養(yǎng)目的與微生物的工業(yè)發(fā)酵進行對比。污水處理和微生物工業(yè)發(fā)酵的基質(zhì)從根本上來說是一樣的，工業(yè)發(fā)酵的基質(zhì)是人工配制的易于為微生物利用的營養(yǎng)物，而污水處理中的營養(yǎng)物則是污水中各種有機物，有的易于利用，而有的是難降解的。從培養(yǎng)方式來說，工業(yè)發(fā)酵一般是不連續(xù)的批式培養(yǎng)，而污水處理是連續(xù)進行的。就培養(yǎng)目的而言，工業(yè)發(fā)酵的目的是收獲有用的代謝產(chǎn)物，產(chǎn)物可以存在于發(fā)酵液或菌體中，而污水處理的目的一般是使微生物降解污水中的各種有機物，降低其中的有機物含量，其目的主要在凈化方面。8．請對細菌遺傳轉(zhuǎn)化的概念作出解釋，并說明如何利用人工轉(zhuǎn)化技術獲得高降解、高競爭力的降解菌。遺傳轉(zhuǎn)化是指同源或異源的游離DNA分子(質(zhì)粒和染色體DNA)被自然或人工感受態(tài)細胞攝取，并得到表達的水平方向的基因轉(zhuǎn)移過程。獲得高效高競爭能力的降解菌的方法可以先篩選到對污染物的高效降解菌，要使這些菌株具有競爭力，主要的辦法是使它們獲得系統(tǒng)中的土生菌的競爭能力。因此，一般的方法是把處理系統(tǒng)的優(yōu)勢土生菌的DNA提取出來，而后處理高效降解菌達到感受態(tài)吸收土生菌的DNA，這樣就可獲得高效高競爭能力的降解菌。9．微生物分子生物技術可以在哪些方面給環(huán)境保護帶來新的發(fā)展和應用。微生物分子生物技術可以給環(huán)境保護帶來多個方面的發(fā)展和應用，主要包括：①構建具有更強的降解能力的遺傳工程菌，降解各種環(huán)境污染物，特別是難降解的環(huán)境污染物。②利用分子標記技術跟蹤監(jiān)測降解微生物在環(huán)境中的行為。③利用分子生物技術監(jiān)測環(huán)境中的有害微生物。④從分子水平上研究環(huán)境污染物對生物大分子(特別是DNA、RNA)的作用。⑤選育轉(zhuǎn)基因的優(yōu)良動、植物品種減少農(nóng)藥、化肥用量，減緩環(huán)境污染。10．活性污泥法處理污水的過程非常類似于恒濁的連續(xù)培養(yǎng)，那么兩者是如何實現(xiàn)恒濁，其不同點在哪里?活性污泥法處理污水過程的恒濁主要是維持曝氣池中活性污泥有相對穩(wěn)定的濃度，實現(xiàn)的方法是回流二次沉淀池沉降的污泥。恒濁連續(xù)培養(yǎng)實現(xiàn)恒濁的方法是調(diào)控培養(yǎng)器中流人、流出液的流速，使培養(yǎng)液中的微生物濃度基本恒定。其不同點在于前者靠回流維持污泥濃度恒定，后者則靠調(diào)控流速維持。第九章傳染與免疫習題一、名詞解釋：1. 免疫：生物體能夠辨認自我與非自我，對非我做出反應以保持自身穩(wěn)定的功能，稱為免疫。2. 病原微生物：寄生于生物(包括人)機體并引起疾病的微生物，又稱病原體pathogen)。3. 疾?。╠isease）：疾病是機體在一定的條件下，受病因損害作用后，因自穩(wěn)調(diào)節(jié)紊亂而發(fā)生的異常生命活動過程。4. 傳染（infection）：人和高等動物會受到各種病原微生物的侵害，當這些病原為微生物侵入機體后，在一定條件下他們會克服集體的防御機能，破壞集體內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定性，在一定部位生長繁殖，引起不同程度的病理過程，這個過程稱為傳染。5. 侵襲力：致病菌能突破宿主皮膚、粘膜生理屏障，進入機體并在體內(nèi)定植，繁殖和擴散的能力。6. 外毒素：由細菌所分泌、能在局部及全身產(chǎn)生毒性效應的蛋白質(zhì)成分。7. 內(nèi)毒素：只在細菌被破壞時才被釋放的細菌毒素。某些革蘭陰性菌(如布魯菌、腸桿菌、奈瑟菌、弧菌等)外膜相關的熱穩(wěn)定毒素，主要成分是脂多糖，在固有免疫及B細胞的多克隆激活中發(fā)揮作用。8. 類毒素：由于變性或化學修飾而失去毒性的毒素，但仍保留其抗原性。9. 抗毒素：對毒素具有中和作用的特異性抗體。10. 非特異免疫：機體在種系發(fā)育過程中由遺傳得來的一般生理防衛(wèi)功能，可抵御任何外界異物對機體的侵入而不需要特殊的刺激或誘導。又稱天然免疫(innate immunity)。11. 特異性免疫：機體在生命過程中接受抗原性異物刺激后產(chǎn)生的針對性排除、摧毀、滅活相關抗原的防御能力，又稱獲得性免疫(acquired immunity)。12. 炎癥：機體受到有害刺激時所表現(xiàn)的全身性防御應答，其作用為清除有害異物，修復受傷組織、保持自身穩(wěn)定性。13. 抗原：能誘導機體產(chǎn)生體液抗體和細胞免疫應答，并能與抗體和致敏淋巴細胞在體內(nèi)外發(fā)生特異結合反應的物質(zhì)。14. 抗體：機體在抗原物質(zhì)刺激下所形成的一類能與抗原特異結合的血清活性成分，又稱免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)。15. 免疫原性：抗原在體內(nèi)激活免疫系統(tǒng)，使其產(chǎn)生抗體和特異效應細胞的特性。16. 免疫反應性：抗原能與相對應的免疫應答產(chǎn)物(抗體及致敏淋巴細胞)發(fā)生特異結合反應的能力，又稱反應原性(reactinogenicity)。17. 完全抗原：具有免疫原性和反應原性的抗原，又稱免疫原(imunogen)。18. 不完全抗原：只有反應原性而沒有免疫原性的抗原，又稱半抗原(hapten)三、問答題：1．簡述病原體侵入機體的途徑及侵入人體后寄生造成的病變方式。呼吸道感染:腦膜炎球菌等；消化道感染:痢疾桿菌等；創(chuàng)傷感染:破傷風桿菌等；接觸感染:淋球菌等；節(jié)肢動物叮咬感染:鼠疫桿菌等；多途徑感染:結核桿菌等。2．病原菌對宿主防御機能的抵抗能力主要體現(xiàn)為哪幾個方面？（1）抗吞噬：通過莢膜、M蛋白、Vi抗原、K抗原、血漿凝固酶；（2）抗調(diào)理作用莢膜多糖中的唾液酸可阻斷旁路途徑的正反饋和C3b的調(diào)理作用；SPA可阻斷巨噬細胞Fc受體與抗體IgG的Fc段結合；（3）抗sIgA作用某些細菌可產(chǎn)生IgA蛋白酶，能分解sIgA降低機體局部防御功能3．試比較隱性傳染、帶菌狀態(tài)和顯性傳染的異同。隱性傳染中宿主的免疫力很強，而病原菌的毒力相對較弱，數(shù)量又較少，傳染后只引起宿主的輕微損傷，且很快就將病原體徹底消滅，基本上不表現(xiàn)臨床癥狀；帶菌狀態(tài)中病原菌與宿主雙方都有一定的優(yōu)勢，但病原體僅限于某一局部且無法大量繁殖，兩者長期處于相持的狀態(tài)；顯性傳染中宿主的抵抗力較低，或入侵病原菌的毒力較強、數(shù)量較多，病原菌很快在體內(nèi)繁殖并產(chǎn)生大量有毒產(chǎn)物，使宿主的細胞和組織蒙受嚴重損害，生理功能異常，出現(xiàn)一系列臨床癥狀。4．簡述炎癥既是一種病理過程，又是一種防御病原體的積極方式。炎癥既是一種病理過程，也是一種防御病原體入侵的積極的免疫反應，因為：（1）可動員大量吞噬細胞聚集在炎癥部位；（2）血流的加速使血液中抗菌因子和抗體發(fā)生局部濃縮；（3）死亡的細胞宿主堆集可釋放一部分抗菌物質(zhì)；（4）炎癥中心部位氧濃度的下降和乳酸濃度的提高，可抑制多中病原體的生長；（5）炎癥部位體溫的升高可降低某些病原體的繁殖速度。5．簡述免疫應答的基本過程。免疫應答的基本過程有三個階段：感應階段：機體接受抗原刺激的階段。免疫活性細胞表面有抗原受體，所以能夠識別抗原。每個淋巴細胞表面只有一種抗原受體，只能識別一種抗原，當它們結合后，抗原刺激細胞增殖、分化而產(chǎn)生免疫應答。反應階段：淋巴細胞識別抗原后，即被活化進行增殖、分化。受抗原刺激的淋巴細胞，在分化過程中，還有一部分細胞在中途停頓下來，不再增殖分化，成為記憶細胞，在體內(nèi)能較長時間存在。當再次受到同種抗原刺激時，能迅速分化增殖成大量致敏淋巴細胞和漿細胞，分別產(chǎn)生大量淋巴因子及抗體。效應階段：抗原成為被打擊的對象。6. 簡述一個細菌進入機體的遭遇。細菌進入機體的過程是細菌與機體發(fā)生相互關系的一個過程。首先，細菌必須突破宿主的“三道防線”即機械防御、非特異性免疫和特異性免疫系統(tǒng)后，在宿主的一定部位生長繁殖，并引起一系列病理生理過程。細菌若長期保持著潛伏狀態(tài)或亞臨床的感染狀態(tài)，則傳染病就不至于發(fā)生；反之，如果環(huán)境條件有利于細菌的大量繁殖，并隨之產(chǎn)生大量的酶和毒素來損害其宿主，則宿主即會患傳染病。第十章微生物的分類鑒定問答題1．蛋白質(zhì)和核酸分子被用作微生物進化譜系分析所依據(jù)的原理是什么?蛋白質(zhì)、核酸分子序列進化變化的顯著特點是進化速率相對恒定，也就是說分子序列進化的改變量(氨基酸或核苷酸替換數(shù))與分子進化的時間成正比。因此，可以通過比較不同類群的生物分子序列的改變量來確定它們之間的進化關系和推測它們的分歧時間。2．為什么16S(18S)rRNA目前被挑選作為研究微生物進化的主要對象?主要是因為：①16(18)SrRNA普遍存在于各類原核和真核生物中，在進化歷程中功能重要而穩(wěn)定，而且分子中存在高度保守、中度保守和高變化的序列區(qū)域，因此適用于對親緣關系遠近不同的各類生物的比較；②相對分子質(zhì)量大小適中，既含有適當?shù)男畔⒘?，在技術上又便于序列測定和序列資料的分析比較。3．試述古生菌和細菌的主要區(qū)別。主要區(qū)別是：古生菌的16S rRNA缺乏作為細菌特征的印跡序列；細胞壁無胞壁酸；有醚鍵分支鏈的膜脂；tRNA的T或T少C臂沒有胸腺嘧啶；特殊的RNA聚合酶；核糖體的組成和形狀也不同等。4．為什么在從事微生物的工作中不僅要注意種名還要注意菌株名稱?同種不同菌株雖然它們主要的鑒別特征相同，但其他非鑒別特征，如某些生化性狀(產(chǎn)生某些酶、抗生素、有機酸的種類和產(chǎn)量等)不同，是否具有某種質(zhì)粒等，而這些性狀或許正是我們所需要的。5．外單位送來一個細菌培養(yǎng)物要求鑒定，你如何將其鑒定到種?(說明工作步驟)大致步驟是：①檢查是否是純培養(yǎng)，若不純則需純化；②測定一些最基本的形態(tài)和生理生化特征，確定菌株屬于哪一大類；③查閱有關類群的分類檢索表或相關資料，根據(jù)資料提示的鑒別特征進行特征測定；④根據(jù)特征測定結果，逐步縮小菌株歸屬范圍，確定其所屬的科屬；⑤根據(jù)有關屬的分種檢索表或相關資料進一步進行特征測定，初步確定其所歸屬的種。6．現(xiàn)代微生物分類主要根據(jù)基因型特征來建立分類單元，基因型特征的測定通常都需要高新的復雜技術，而以實用為目的菌種鑒定卻希望采用更易于測定的表型特征，你認為如何解決這一矛盾?①研究建立簡便快捷的基因型特征測定方法；②更廣泛地研究各分類單元之間表型特征的區(qū)