2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——微生物與化學(xué)相結(jié)合的領(lǐng)域考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋1.化學(xué)生物學(xué)2.微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物3.生物轉(zhuǎn)化4.微生物耐藥性5.生物催化二、填空題1.微生物的營(yíng)養(yǎng)要素包括______、______、______、______和生長(zhǎng)因子。2.糖酵解途徑的終產(chǎn)物是______和______。3.三羧酸循環(huán)是______和______的代謝樞紐。4.微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成通常發(fā)生在生長(zhǎng)的______期。5.抗生素是由______產(chǎn)生的具有生物活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物。6.微生物可以通過(guò)______和______作用來(lái)降解環(huán)境中的污染物。7.微生物酶具有______、______和______等特點(diǎn)。8.微生物與宿主之間的相互作用可以分為_(kāi)_____和______兩種類型。9.微生物在生物修復(fù)中的應(yīng)用主要包括______、______和______。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述微生物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和功能。2.簡(jiǎn)述微生物核糖體的結(jié)構(gòu)與功能。3.簡(jiǎn)述微生物遺傳變異的幾種主要方式。4.簡(jiǎn)述微生物對(duì)重金屬污染的耐受機(jī)制。5.簡(jiǎn)述微生物酶作為生物催化劑的特點(diǎn)。6.簡(jiǎn)述微生物在藥物合成中的應(yīng)用。四、論述題1.論述微生物代謝途徑的調(diào)控機(jī)制。2.論述微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成途徑及其生理功能。3.論述微生物與化學(xué)藥物相互作用的機(jī)制。4.論述微生物在生物能源開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用前景。試卷答案一、名詞解釋1.化學(xué)生物學(xué)：研究生命現(xiàn)象中化學(xué)過(guò)程的基礎(chǔ)科學(xué)，側(cè)重于生物分子的化學(xué)性質(zhì)及其相互作用，特別是在生物體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和調(diào)控機(jī)制。2.微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物：微生物在生長(zhǎng)后期合成的一類不直接參與細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖等基本生命活動(dòng)，但具有多種生理功能（如抗競(jìng)爭(zhēng)、抗捕食等）的代謝產(chǎn)物。3.生物轉(zhuǎn)化：指生物體（主要是微生物）利用酶或其他生物催化劑，對(duì)環(huán)境中的外源化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾的過(guò)程，通常包括相I（氧化、還原、水解）和相II（結(jié)合）反應(yīng)。4.微生物耐藥性：微生物（尤其是細(xì)菌）對(duì)曾經(jīng)有效抑制其生長(zhǎng)或殺滅其活力的化學(xué)藥物（如抗生素）產(chǎn)生抵抗的能力。5.生物催化：利用生物催化劑（主要是酶）來(lái)加速化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，具有高效、專一、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。二、填空題1.水分、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源2.丙酮酸、[NADH]3.糖酵解、三羧酸循環(huán)（或TCA循環(huán)）4.滯后期（或生長(zhǎng)后期）5.微生物（或放線菌）6.降解、轉(zhuǎn)化7.高效、專一、溫和條件8.協(xié)同、拮抗9.大氣污染控制、水體污染治理、土壤污染修復(fù)三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述微生物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和功能。*答案：細(xì)菌細(xì)胞壁主要成分是肽聚糖，具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其功能包括：維持細(xì)胞固有形態(tài)、保護(hù)細(xì)胞免受滲透壓破壞、作為物質(zhì)運(yùn)輸?shù)钠琳?、參與細(xì)胞識(shí)別和免疫反應(yīng)。*解析思路：首先明確提問(wèn)對(duì)象是細(xì)胞壁，區(qū)分細(xì)菌、真菌等不同微生物的細(xì)胞壁成分（細(xì)菌是肽聚糖，真菌是幾丁質(zhì)）。然后描述其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）。最后列出其核心功能：形態(tài)維持、滲透壓保護(hù)、物質(zhì)運(yùn)輸屏障、識(shí)別與免疫。這幾個(gè)功能是細(xì)胞壁最基本和最重要的特性。2.簡(jiǎn)述微生物核糖體的結(jié)構(gòu)與功能。*答案：微生物核糖體是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，由核糖體RNA（rRNA）和核糖體蛋白組成，具有核糖體大亞基和小亞基。其功能是根據(jù)mRNA的指令，將氨基酸連接成多肽鏈，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)合成。*解析思路：明確核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。回答其組成（rRNA和蛋白質(zhì)，大、小亞基）。核心功能是翻譯作用，即根據(jù)mRNA模板合成蛋白質(zhì)，將氨基酸連接成長(zhǎng)鏈。3.簡(jiǎn)述微生物遺傳變異的幾種主要方式。*答案：微生物遺傳變異的主要方式包括：基因突變（點(diǎn)突變、插入、缺失等）、基因重組（通過(guò)接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式發(fā)生）、染色體畸變（缺失、重復(fù)、易位、倒位等）。其中，基因突變是主要的變異來(lái)源，基因重組可以產(chǎn)生新的基因組合。*解析思路：從遺傳學(xué)角度出發(fā)，列出微生物產(chǎn)生遺傳變異的三大主要途徑：突變（點(diǎn)突變是基礎(chǔ)）、重組（接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)是具體方式）、染色體畸變（更大片段改變）。強(qiáng)調(diào)突變是主要來(lái)源，重組產(chǎn)生多樣性。4.簡(jiǎn)述微生物對(duì)重金屬污染的耐受機(jī)制。*答案：微生物對(duì)重金屬的耐受機(jī)制主要包括：細(xì)胞壁/膜屏障作用（阻止重金屬進(jìn)入細(xì)胞）、細(xì)胞內(nèi)積累（通過(guò)離子泵將重金屬泵出細(xì)胞或儲(chǔ)存在特定細(xì)胞器如內(nèi)含體中）、酶學(xué)機(jī)制（如產(chǎn)生金屬螯合蛋白、金屬還原酶等改變重金屬毒性）。*解析思路：從細(xì)胞層面思考微生物如何應(yīng)對(duì)重金屬脅迫?？梢詮奈锢砥琳希?xì)胞壁/膜）、化學(xué)平衡（細(xì)胞內(nèi)積累、螯合）和生物學(xué)機(jī)制（酶的解毒作用）三個(gè)方面來(lái)回答，覆蓋了阻止進(jìn)入、排出/儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)化降低毒性等策略。5.簡(jiǎn)述微生物酶作為生物催化劑的特點(diǎn)。*答案：微生物酶作為生物催化劑具有以下特點(diǎn)：催化效率極高（比無(wú)機(jī)催化劑快百萬(wàn)倍以上）、高度專一性（一種酶通常催化一種或一類反應(yīng)）、作用條件溫和（通常在常溫、常壓、中性或接近中性的水溶液中）、對(duì)環(huán)境因素敏感（易受溫度、pH、抑制劑等影響）。*解析思路：回答生物催化劑（酶）區(qū)別于一般化學(xué)催化劑的顯著特征。重點(diǎn)突出其高效性、專一性、溫和條件和敏感性這幾個(gè)核心優(yōu)勢(shì)與特性。6.簡(jiǎn)述微生物在藥物合成中的應(yīng)用。*答案：微生物在藥物合成中應(yīng)用廣泛，主要包括：利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)抗生素、維生素、氨基酸等藥物原料；利用微生物酶進(jìn)行手性藥物拆分或有機(jī)合成；利用基因工程改造微生物生產(chǎn)特效藥物（如胰島素、抗體等）；篩選具有藥用價(jià)值的微生物及其代謝產(chǎn)物。*解析思路：聚焦微生物在藥物“合成”環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用。從原料生產(chǎn)（發(fā)酵）、酶工程（酶催化）、基因工程（生產(chǎn)目標(biāo)藥物）和資源發(fā)掘（篩選新藥）四個(gè)方面展開(kāi)，覆蓋了藥物研發(fā)的主要環(huán)節(jié)。四、論述題1.論述微生物代謝途徑的調(diào)控機(jī)制。*答案：微生物代謝途徑的調(diào)控機(jī)制復(fù)雜而精密，主要包括：終產(chǎn)物阻遏（當(dāng)途徑終產(chǎn)物積累到一定濃度時(shí)，會(huì)抑制途徑中關(guān)鍵酶的合成或活性）；底物水平磷酸化調(diào)控（某些途徑中間產(chǎn)物的水平會(huì)影響后續(xù)步驟）；別構(gòu)調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)物與關(guān)鍵酶非共價(jià)結(jié)合，改變酶構(gòu)象從而調(diào)節(jié)其活性）；酶合成調(diào)控（通過(guò)操縱子機(jī)制等控制酶的合成速率）；反饋抑制（代謝途徑下游產(chǎn)物抑制上游關(guān)鍵酶活性）；激素類物質(zhì)調(diào)節(jié)（某些微生物產(chǎn)生的信號(hào)分子可調(diào)控特定代謝途徑）。這些機(jī)制相互協(xié)調(diào)，確保微生物能夠根據(jù)環(huán)境變化和自身需求，高效、經(jīng)濟(jì)地合成所需物質(zhì)，并避免代謝浪費(fèi)。*解析思路：首先點(diǎn)明代謝途徑調(diào)控的重要性。然后分點(diǎn)詳細(xì)闡述主要的調(diào)控方式，包括產(chǎn)物反饋、能量信號(hào)、別構(gòu)、酶合成、激素等。強(qiáng)調(diào)這些機(jī)制的作用方式和相互關(guān)系，最后總結(jié)其整體協(xié)調(diào)性，確保代謝的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。2.論述微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成途徑及其生理功能。*答案：微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成途徑多樣，通常涉及復(fù)雜的酶促反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，常見(jiàn)類型包括：萜類化合物途徑（如聚酮化合物、甾體等）、氨基酸衍生化合物途徑（如氨基酸苷、肽類等）、芳香族化合物途徑（如生物堿、酚類等）。這些途徑往往由多基因編碼的操縱子控制，合成過(guò)程可能分階段進(jìn)行。次級(jí)代謝產(chǎn)物的生理功能廣泛，主要包括：作為化學(xué)防御物質(zhì)（抗生素、毒素、色素等，用于抵抗競(jìng)爭(zhēng)者或捕食者）；作為信號(hào)分子（信息素，用于種內(nèi)或種間通訊）；作為能量?jī)?chǔ)存物質(zhì)（某些脂類或聚合物）；作為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑等。其功能體現(xiàn)了微生物在復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)中的生存策略。*解析思路：先概述次級(jí)代謝產(chǎn)物的多樣性及其合成特點(diǎn)（途徑復(fù)雜、基因調(diào)控、多階段）。然后按常見(jiàn)類別（萜類、氨基酸衍生、芳香族）舉例說(shuō)明合成類型。接著重點(diǎn)闡述其廣泛而重要的生理功能，特別是防御和信號(hào)作用，并聯(lián)系微生物的生存競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。3.論述微生物與化學(xué)藥物相互作用的機(jī)制。*答案：微生物與化學(xué)藥物（特別是抗生素）的相互作用機(jī)制是多方面的。從微生物角度看，包括：外排泵系統(tǒng)將藥物泵出細(xì)胞外，降低細(xì)胞內(nèi)藥物濃度；產(chǎn)生酶性滅活劑（如β-內(nèi)酰胺酶水解β-內(nèi)酰胺類抗生素）；靶點(diǎn)修飾（改變抗生素作用的靶位點(diǎn)，如改變核糖體結(jié)構(gòu)或拓?fù)洚悩?gòu)酶）使藥物失去結(jié)合能力；改變細(xì)胞膜通透性，減少藥物進(jìn)入。從藥物角度看，微生物可影響藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄（生物轉(zhuǎn)化），通過(guò)酶催化等方式改變藥物結(jié)構(gòu)，影響其藥理作用或毒副作用。這種相互作用是抗生素耐藥性產(chǎn)生的基礎(chǔ)，也影響著抗菌藥物的臨床應(yīng)用效果。*解析思路：從兩個(gè)主體（微生物和藥物）分別闡述相互作用機(jī)制。在微生物方面，側(cè)重耐藥性的具體機(jī)制（外排、滅活酶、靶點(diǎn)改變、膜通透性）。在藥物方面，側(cè)重微生物對(duì)藥物代謝的影響。最后點(diǎn)明這種相互作用的核心是耐藥性及其對(duì)臨床應(yīng)用的關(guān)聯(lián)。4.論述微生物在生物能源開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用前景。*答案：微生物在生物能源開(kāi)發(fā)中具有巨大潛力。首先，許多微生物（特別是古菌和光合細(xì)菌）能在極端環(huán)境（高溫、高壓、厭氧等）下利用不常見(jiàn)的碳源（如CO2、甲醇、甲烷等）和能量（光能、化學(xué)能）進(jìn)行生長(zhǎng)和代謝，為生物能源轉(zhuǎn)化提供了多樣化途徑。其次，微生物能高效降解植物纖維素、半纖維素等生物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為可用于發(fā)酵產(chǎn)乙醇或氫氣的簡(jiǎn)單糖類。此外，通過(guò)基因工程改造微生物，可以構(gòu)建高效的“細(xì)胞工廠”，用于直接生產(chǎn)乙醇、氫氣、甲烷、生物柴油等液體燃料或燃?xì)?。微生物還可以用于生物質(zhì)廢棄物的資源化