25. 微生物在生态系统中扮演了那些角色？试以硫循环为例说明微生物在其中所起的作用并说明硫氧化作用的主要微生物类群（按照营养类型）。
答：微生物在生态系统中的角色有:有机物的主要分解者；物质循环中的重要成员；生态系统中的生产者；物质和能量的储存者；地球生物演化的先锋种类。以硫循环为例，硫循环包括还原态无机硫化物的氧化、异化硫酸盐还原、硫化氢的释放和同化硫酸盐还原，微生物参与所有这些循环。在硫的氧化中，无机硫化物(如S、H2S、FeS2、S2O32-和SO32-等 )被微生物氧化成硫酸。硫酸盐和硝酸盐相似，可以被微生物还原成H2S，H2S可以在胞内被结合到细胞组分中，微生物还可将硫酸盐作为末端电子受体将其还原成不被同化的H2S，前者是同化硫酸盐还原，后者是异化硫酸盐还原也称反硫化作用。生物残体和残留物中的含硫有机物可经微生物分解作用释放出H2S、CH3SH、(CH2)3S等含硫气体。硫氧化作用的微生物类群一般可分为两个不同的生理类群，包括好氧或微好氧的化能营养硫氧化菌和光营养硫细菌。此外异养微生物(如曲霉、芽孢杆菌、和微球菌)也具有氧化能力。
26. 微生物产生的抗生素为什么不能杀灭自身？
答: 微生物产生抗生素不能杀灭自身的原因有:①微生物可以通过合成抗生素的基因与其抗性基因的重叠来进行相互协调，保证了一种具有潜在毒性的抗生素的生物合成基因在其抗性基因有效表达之后才开始表达②抗生素作用的靶子在合成抗生素的微生物细胞内被修饰，使抗生素作用的部位对其敏感性降低，进而减轻抗生素的影响③合成的抗生素在细胞内受到自身的修饰或呈非活性的结构，以无活性状态存在与细胞内，而分泌到胞外时再去掉修饰和由某种膜蛋白催化，使其在胞外成为具有活性的结构。通过这样作用，微生物产生的抗生素才对自身不具有危害性，从而达到保护自身的作用。
27. 简述肽聚糖的结构并说明青霉素的抗菌机理与作用特点。
答：1.肽聚糖的结构：由N-乙酰葡糖胺与N-乙酰胞壁酸借β-1，4糖苷糖连接为聚糖骨架，与四肽侧链或四肽尾相连，再通过肽间桥连接前后两个四肽侧链构成。2.青霉素抗菌作用机理：革兰氏阳性菌细胞壁主要由粘肽构成，合成粘肽的前体物，需在转肽酶的作用下，才能交互联结形成网络状结构包绕着整个细菌，青霉素的化学结构与合成粘肽的前体物的结构部分相似，竞争地与转肽酶结合，使该酶的活性降低，粘肽合成发生障碍，造成细胞壁缺损，导致菌体死亡。3.青霉素的杀菌作用特点为：①对革兰阳性菌作用强，对革兰阴性菌作用弱；②对繁殖期细菌有作用，对静止期细菌无作用；③因为哺乳类动物和真菌细胞无细胞壁，故青霉素对人毒性小，对真菌无效。
28. 简述现代基因组学技术的发展对原核微生物种的概念的新认识。
答: 现代基因组学技术包括核酸序列分析，核酸碱基组成分析，核酸分子杂交等。随着现代分类学的不断进步，将有越来越多的分类单元不能以表型特征进行鉴别，必须测定基因型特征才能鉴定，现代基因组学技术的发展正好符合了这一要求。传统的根据原核生物形态特征来进行分类的方法由于可利用的形态特征少有很大的局限性，而且表型特征在不同类群中进化差异也很大，因此应用范围受到限制，而通过核酸碱基C+G的含量差别分析比较可以很好的判断出原核生物间亲缘关系的相近程度；通过比较原核生物rRNA，尤其是5S rRNA和16S rRNA的序列分析发现了古生菌，由此伍斯等人创立了三域学说，将生物界分为古生菌、真细菌和真核生物。正是由于现代基因组学技术的发展，才使得以上成就得以实现，对原核微生物种的认识进一步加深。★产甲烷的细菌，嗜热的细菌是人们早就熟知的细菌，过去只注重了它们产甲烷和耐热性的特性，一直归为真细菌的范畴。直到20世纪70年代后，由于现代基因组学技术尤其是16S rRNA序列分析方法的不断完善，才对甲烷细菌、嗜热细菌、嗜盐细菌等极端环境微生物的研究逐步深入，进而对古生菌的系统发育有了了解和认识。
29. 如何通过诱变技术获得一株His-的大肠杆菌菌株？（简要写出你的技术路线）
答: 1.先获得野生型大肠杆菌纯培养物。2.诱变：可选用多种诱变法，如紫外线诱变法，将一定浓度的野生型大肠杆菌菌液（可分成几等分分别做实验）放在一定强度的紫外灯下照射。注意菌液不可太稀太浓，操作应在黑暗(或红光)的条件下进行，只允许有紫外光，以免光修复造成突变失败。3.诱变后培养：将上述诱变后的大肠杆菌菌种液分别涂抹接种在配好的完全培养基上(牛肉膏-蛋白胨培养基)，倒置培养过夜。4.筛选：配置好基本培养基，添加一定浓度的His氨基酸营养液(必需氨基酸都要添加)，制成His的补充培养基，再用影印法将3中的大肠杆菌菌落分别影印到His的补充培养基和基本培养基上，倒置培养过夜。5.挑取：对比完全培养基、His补充培养基和基本培养基中的菌落位置的生长状况，挑取能够在His补充培养基和完全培养基中生长但在基本培养基上不生长的菌落，即为His-的大肠杆菌突变菌株。
30. 什么是反硝化作用？其对土壤肥力和地球氮循环有何作用？
答: 反硝化作用是反硝化细菌利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，把硝酸盐还原成亚硝酸、NO、N2O直至转变为氮气的过程。反硝化作用可引起土壤氮素损失，导致土壤肥力降低，同时也是氮素化肥利用率不高的一个重要原因。有人根据实验结果计算，土壤维持湿润时，每天每公顷土壤由反硝化损失的N2O态氮素2～3kg。而在自然界氮素循环中，反硝化作用是一种不可缺少的有益作用，它会影响大气中氮气含量和组分，进而影响地球氮循环和生物的生存。
31. 简述不可培养微生物研究的意义与主要方法。
答:不可培养微生物的研究意义:1.发掘具有潜在用途或价值的遗传资源和代谢产物，为微生物生理、遗传乃至生命科学及相关学科许多领域，如功能基因组学、生物电子器材等的研究提供新的课题和材料2.丰富微生物物种的多样性内容，进一步深化对微生物多样性的理解，为生物进化、分类和生命起源的研究提供新的材料。3.为微生物的应用开拓新的资源，如工业化大规模生产菌种的选育等。研究主要方法:DNA重组技术、核酸分子杂交技术，PCR技术和核酸序列分析技术等。采用从环境中直接分离并克隆不可培养微生物的rRNA，分析其序列和在分子进化树上的位置来确定其种类和进化情况，利用特异性rRNA探针进行荧光原位杂交(fluorescence in siut hybridization,FISH)，或进行原位PCR(in siut PCR)后再进行荧光原位杂交的技术对不可培养微生物进行定位、计数和形态观察。