10. 从地球物质循环方面来看，浸矿微生物主要氧化那两个元素？并列举两种常见的浸矿微生物，说明它们在浸矿过程中的作用。
答: ①主要氧化铁和硫两种元素；②常见的浸矿微生物有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁微螺菌和氧化铁杆菌；③微生物浸矿过程中，浸矿微生物参与浸矿剂的再生。氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌能够通过氧化作用将亚铁变为三价铁，产生酸性硫酸高铁可以作为矿物氧化铜还原性铁离子；同时它们也可以通过将低价硫氧化为硫酸，进而将矿物中的金属浸出。
11. 何谓分解代谢阻遏？在含有乳糖和葡萄糖的培养基中，微生物的生长会出现什么现象？请从操纵子模型解释这一现象。
答:(1)分解代谢物阻遏又被称为葡萄糖效应，当培养基含有多种能源物质时，微生物首先利用更易于分解利用的能源物质，而首先被利用的这种物质的分解对利用其它能源物质的酶产生有阻遏作用；(2)会出现两个生长高峰，第一个是利用葡萄糖的，第二个是利用乳糖的；(3) 该现象的产生是由于乳糖操纵子受到了葡萄糖分解代谢物的阻遏，该机制涉及一种激活蛋白对乳糖操纵子转录的调控。这种激活蛋白是一种变构蛋白，当它与cAMP结合后构象发生变化，这时才能与操纵子DNA结合并促进RNA聚合酶的结合。cAMP由腺苷酸环化酶催化ATP而产生，葡萄糖能抑制cAMP形成并促进cAMP分泌到胞外。葡萄糖进入细胞后，胞内的cAMP水平下降，RNA聚合酶不能与启动子结合。因此，乳糖操纵子就不能表达。当葡萄糖消耗完以后，这种抑制作用解除，乳糖操纵子的功能正常表达。
12. 肽聚糖单体由哪几个部分组成？何谓革兰氏染色？试从肽聚糖的结构变化说明革兰氏染色的机制。
答: ①肽聚糖单体由三部分组成:双糖单位，由一个N-乙酰葡糖胺通过β-1,4糖苷键与另一个N-乙酰胞壁酸相连；四肽尾或四肽侧链，由四个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成；肽桥或肽间桥，连接前后两个肽尾分子的桥梁。肽聚糖的多样性变化主要反应在肽桥上。②革兰氏染色是指通过结晶紫初染、碘液媒染、脱色(乙醇或丙酮)和复染(沙黄或番红)使不同的细菌染上不同的颜色，其机制是细菌之间细胞壁化学成分存在差异。革兰氏染色是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色方法，由丹麦学者革兰发明，它根据染上的颜色把细菌分为两大类，即革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G-)。③革兰氏染色的机制:通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇乙醇或丙酮作脱色处理时因失水使网孔缩小，再加上它不含类脂，所以乙醇处理不会溶出缝隙，而把结晶紫和碘的复合物滞留在壁内呈现紫色。革兰氏阴性菌的细胞壁薄、外膜类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能将结晶紫与碘复合物留在壁内，经乙醇脱色后呈无色，再经沙黄等红色染料复染后使革兰氏阴性菌为红色，同时革兰氏阳性菌仍保留紫(加红)色。
13. 何谓“三界生物”理论，伍斯创立这一理论主要依据何种基因序列信息？为什么选用这一基因作为进化与分类的指征？目前这一理论遇到什么挑战？
答：(1)三界生物理论把生物分成三界（后来改称三个域）：古生菌、真细菌和真核生物；(2)伍斯创立这一理论主要依据16S rRNA(古生菌和真细菌)或18S rRNA（真核生物）基因序列同源性的比较。(3)选用16S rRNA或18S rRNA作为进化与分类指征的主要原因是：它们普遍存在原核生物和真核生物的细胞中；参与生物蛋白质的合成过程，有重要而稳定的生理功能；在细胞中含量较大、易于提取；在细胞中不像质粒DNA那样会转移而稳定的；既含有高度保守的序列区域又有中度和高度变化的序列区域，适用于进化距离不同的各类生物亲缘关系比较；含有足以广泛比较各类生物的信息量，且分子量适中，便于序列分析。(4)目前这一理论遇到的挑战是：随许多微生物基因组测序比较表明，16S和18S rRNA寡核苷酸测序很难代表全基因组的分子进化，许多真核生物基因组及其具有代表性的功能蛋白则更近于细菌而非三域中所指的与古生菌相邻，随着各种生物全基因序列的揭示，三域学说必将面临更大的考验。
14. 为什么浸矿微生物通常容易从酸性环境中分离得到？它们通常是否容易通过固体平板培养进行分离纯化？为什么？
答：浸矿微生物为化能(无机)自养型，通过氧化无机物来为自身的生命活动提供能量，这些环境可以为浸矿微生物提供还原态无机物，为其产能提供物质基础。浸矿微生物一般氧化硫、铁等还原无机物，生成酸性的硫酸高铁和硫酸，使细胞所处的环境显酸性。此外，因为浸矿微生物大多为嗜酸菌，其外被需要高H+来维持其结构，且其细胞壁、细胞膜具有排斥H+，对H+不渗透或把H+从细胞内排出的机制，因而能够在酸性条件下生长繁殖，故能从酸性环境中分离得到。通常容易通过液体培养基进行分离纯化，浸矿微生物的生长环境一般为酸性液体环境，且以CO2为唯一碳源，液体环境有利于CO2的吸收。再因其为化能无机营养类型，对培养基的要求简单，培养基是完全的无机培养基，其他大多数的有机营养类型很难在此培养基上生长，因此分离纯化相对容易。
15. 何谓微生物的初级代谢与次级代谢？它们之间的主要区别在哪些方面？
答: 初级代谢是微生物从外界吸收的各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢生成维持生命活动的物质和能量的过程；次级代谢是指微生物在一定生长时期，以初级代谢物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。主要区别有：初级代谢为微生物生命活动所必需，它一直存在微生物的生命历程中，为微生物所必需；对环境的变化不敏感，参与的酶专一性都很强。次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期；会受到环境条件的影响；某些催化次级代谢的酶专一性不高；而且大多数跟质粒有关。
16. 蓝白斑筛选是通过哪种基因重组方式来进行重组克隆子筛选的？属于哪一种类型的突变表型效应？说明其所涉及到的主要试剂及筛选原理。
答: 通过特异位点重组的方式(异常重组也称复制性重组方式)来进行重组克隆子筛选；属于营养缺陷型；所涉及的主要试剂: X-gal、IPTG(异丙基硫代-β-D-半乳糖苷)、氨苄青霉素(Amp)；筛选原理: 携带lacZ’ 基因的一段序列的载体能够编码β-半乳糖苷酶的α肽。而宿主细胞含lacZ ΔM15 的突变基因，其产物没有β-半乳糖苷酶活性，但在IPTG的诱导下，遇α肽可发生α互补作用，产生具有生物活性的酶，使培养基中无色物质X-gal分解，菌落呈蓝色；若将外源基因插入到载体上lacZ’ 的序列中，失去α互补作用，结果带有外源基因的菌落呈白色，不带外源基因的菌落呈蓝色，从而将两者区分开来。