5. Metabolsk diversitet 1 - fototrofi og fermentering

Question 1

Hvad adskiller en fotoheterotrof fra en fotoautotrof?

a.
Energikilde

b.
Kulstofkilde

c.
Iltkrav

d.
Kulstof- og energikilde

e.
Vandkrav

Answer 1

Kulstofkilde

Question 2

Bacteriochlorophyll og chlorophyll indeholder ________ som cofaktor.

a.
Jern (II)

b.
Jern (III)

c.
Magnesium

d.
Mangan

e.
Selen

Answer 2

Magnesium

Question 3

Ved fotosyntese produceres NADH og NADPH fra NAD+ og NADP+ ved

a.
Reduktionsreaktioner

b.
Oxidationsreaktioner

c.
Fotofosforyleringsreaktioner

d.
Homofermentive reaktioner

e.
Heterofermentive reaktioner

Answer 3

Reduktionsreaktioner

Question 4

Hvilken af følgende er IKKE sandt for carotenoider?

• Er accessory pigmenter
• Giver fotobeskyttelse
• Producerer singletoxygen
• Neutralisere giftige oxygenarter
• Er hydrofobe pigmenter

Answer 4

Producerer singletoxygen

Question 5

Proteomanalyse af et mikrobielt samfund indikerede en overflod af phycobiliproteiner. Hvilken fototrof gruppe er sandsynligvis aktiv og dominerende i dette samfund?

a.
Prochlorofytter

b.
Eukaryote fototrofer

c.
Grønne ikke-svovl bakterier

d.
Grønne svovlbakterier

e.
Cyanobakterier

Answer 5

Cyanobakterier

Question 6

Ved de laveste lyskoncentrationer kan ________ stadig vokse godt på grund af deres ________, som tillader fotosyntese ved meget lave lysintensiteter.

a.
grønne bakterier / antennepigmenter

b.
grønne bakterier / klorosomer

c.
purpur bakterier / antennepigmenter

d.
purpur bakterier / klorosomer

e.
cyanobakterier / fotosystemer

Answer 6

grønne bakterier / klorosomer

Question 7

Mange chemolitotrofer og nogle fototrofer kan ikke opnå tilstrækkeligt reducing power (reducerende kraft) til deres metaboliske processer. Hvordan kan de afhjælpe dette problem?

a.
De reducerer ilt direkte via oxideringsprocesser.

b.
De bruger reverse (omvendt) elektrontransport, hvor en endergonisk reduktion kobles til en exergonisk reaktion.

c.
De øger mængden af organisk materiale til rådighed for oxidation.

d.
De udnytter simpel diffusion til at øge deres indtag af reducerende stoffer.

e.
De afhænger udelukkende af fotolyse for at få reducing power.

Answer 7

De bruger reverse (omvendt) elektrontransport, hvor en endergonisk reduktion kobles til en exergonisk reaktion.

Question 8

For at opretholde liv skal mikroorganismer opfylde tre vigtige metabolske krav. Hvilke er disse krav?

a.
Energi, redoxbalance og ilt

b.
Energi, ilt og redoxbalance

c.
Energi, elektronkilder og vand

d.
Energi, redoxbalance og nitrogen

e.
Energi, elektronkilder og redoxbalance

Answer 8

Energi, elektronkilder og redoxbalance

Question 9

Hvilken funktion udfører enzymet Rubisco i fotosyntesen, og hvorfor anses det for at være ineffektivt?

Answer 9

Det katalyserer fikseringen af CO₂ til en organisk forbindelse, men er ineffektivt, fordi det også binder O₂, hvilket fører til fotorespiration.

Question 10

Hvad er hovedfunktionen af carboxysomer i fotosyntetiske organismer?

a.
De lagrer ATP til energikrævende processer i fotosyntesen.

b.
De fungerer som lysfangende strukturer i kloroplasten.

c.
De koncentrerer CO₂ omkring Rubisco for at forbedre CO₂-fiksering og minimere fotorespiration.

d.
De transporterer elektroner mellem fotosystem I og II.

e.
De lagrer ilt for at optimere respiration under anaerobe forhold.

Answer 10

De koncentrerer CO₂ omkring Rubisco for at forbedre CO₂-fiksering og minimere fotorespiration.

Question 11

Den vigtigste pathway for CO2 fiksering er ______, som vha _______ enzymet fikserer CO2 og i første step danner _____.

a.
Calvin-cyklussen; RubisCO; ribulose-1,5-bisfosfat

b.
Calvin-cyklussen; RubisCO; 3-fosfoglycerat (3-PGA)

c.
Calvin-cyklussen; PEP carboxylase; 3-fosfoglycerat (3-PGA)

d.
C3-pathway; PEP carboxylase; ribulose-1,5-bisfosfat

e.
reverse citronsyre-cyklus; Phosphoenolpyruvat carboxylase; glyceraldehyde-3-phosphate (G3P)

Answer 11

Calvin-cyklussen; RubisCO; 3-fosfoglycerat (3-PGA)

Question 12

Hvad er den primære forskel mellem anoxygene og oxygen fotosyntese, hvad angår de produkter, der dannes, og de kilder som elektrondonerer?

Answer 12

Oxygen fotosyntese bruger vand som elektrondonor og producerer ilt, mens anoxygen fotosyntese bruger andre forbindelser som H₂S eller organisk materiale og producerer ikke ilt.

Question 13

Hvad er den primære funktion af klorofyl i fotosyntetiske organismer?

a.
At absorbere lysenergi og konvertere den til kemisk energi under fotosyntese.

b.
At transportere elektroner i den respiratoriske kæde.

c.
At lagre glukose til energibehov.

d.
At nedbryde organisk materiale i cellen.

e.
At fungere som en strukturkomponent i cellevæggen.

Answer 13

At absorbere lysenergi og konvertere den til kemisk energi under fotosyntese.

Question 14

Hvilke to typer elektrontransportproteiner findes i fotosyntetiske reaktionscentre?

a.
ATP-syntase og plastocyanin

b.
ATP-syntase og Q-type (Quinon-type)

c.
Cytochrome c og plastoquinon

d.
Ferredoxin og plastocyanin

e.
Q-type (Quinon-type) og FeS-type (Jern-svovl-type)

Answer 14

Q-type (Quinon-type) og FeS-type (Jern-svovl-type)

Question 15

To separate fotosystemer involveret i elektronflow er et kendetegn for:

a.
Anoxygene fototrofer

b.
Grønne svovlbakterier

c.
Oxygene fototrofer

d.
Purpurbakterier (purple bacteria)

Answer 15

Oxygene fototrofer

Question 16

Hvad vil der ske med en cyanobakterie, der har sit fotosystem II (PSII) blokeret?

a.
Yderligere elektronacceptorer, såsom NADP⁺, vil være nødvendige for at oxidere ilt og overvinde det tabte PSII-arbejde.

b.
Den vil dø, da den ikke kan skaffe energi til fotosyntesen.

c.
Fotoner vil generere overdreven reaktive iltarter, og cyanobakterien vil dø som en konsekvens.

d.
Kun anoxygen fotosyntese ved hjælp af fotosystem I (PSI) vil finde sted ved at bruge cyklisk fotofosforylering og en alternativ elektron donor som H₂S.

Answer 16

Kun anoxygen fotosyntese ved hjælp af fotosystem I (PSI) vil finde sted ved at bruge cyklisk fotofosforylering og en alternativ elektron donor som H₂S.

Question 17

Hvor meget fri energi kræves der typisk for at syntetisere 1 ATP-molekyle fra ADP og uorganisk fosfat (Pi) under substrat-niveau fosforylering, (svarende til den frie energi for hydrolyse af ATP til ADP og Pi)?

a.
31,4 kJ/mol

b.
31,8 kJ/mol

c.
35,7 kJ/mol

d.
34,0 kJ/mol

Answer 17

31,8 kJ/mol

Question 18

Hvordan bidrager hydrogenproduktion (H₂) til redoxbalancen under fermenteringsprocesser?

a.
Hydrogenproduktion er en metode til at reducere NAD⁺ til NADH, hvilket øger energiproduktionen.

b.
Hydrogenproduktion skaber en overskud af elektrondonorer, hvilket forbedrer glykolyseaktiviteten.

c.
Ved at producere H₂ kan fermenterende mikroorganismer regenerere NAD⁺ fra NADH, hvilket er essentielt for at opretholde redoxbalancen

d.
H₂ fungerer som en elektrondonor i anaerobe respiration, der reducerer CO₂ til organisk stof.

e.
H₂ produktionen hæmmer fermentering ved at blokere elektrontransportkæden.

Answer 18

Ved at producere H₂ kan fermenterende mikroorganismer regenerere NAD⁺ fra NADH, hvilket er essentielt for at opretholde redoxbalancen

Question 19

Hvilket af følgende beskriver korrekt Entner-Doudoroff pathway?

a.
En alternativ metabolisk vej, der omdanner glukose til pyruvat og genererer ATP og NADPH.

b.
En proces, der kun forekommer i eukaryote organismer under anaerobe forhold.

c.
En glykolytisk vej, der kræver ilt og producerer mere energi end den almindelige glykolyse

d.
En metabolisk vej, der udelukkende anvender acetat som substrat for energiproduktion.

Answer 19

En alternativ metabolisk vej, der omdanner glukose til pyruvat og genererer ATP og NADPH.

Question 20

Hvad er fermenteringsprodukterne af en heterofermentiv fermentering af glukose?

a.
Hexose –> 2 lactate + 2 H+

b.
HCOOH –> H2 + CO2

c.
Glukose –> lactate + ethanol + CO2 + H+

d.
Glukose –> 3 acetate + 3 H+

Answer 20

Glukose –> lactate + ethanol + CO2 + H+

Question 21

Glykolysefermentering af Clostridium arter producerer kun ATP når acetat og butyrat produceres. Hvorfor producerer disse organismer acetone og butanol efter stor generering af ATP med acetat- og butyrat-biprodukter?

a.
Produktion af acetone og butanol favoriseres for stabilitet til at lagre intracellulære kulstofkilder til potentielt næringsfattige forhold.

b.
Acetone og butanol fungerer som bedre kilder til NAD(P)+ reduktion.

c.
Acetat og butyrat er ikke længere nødvendige for biosyntetiske veje.

d.
Akkumulering af acetat og butyrat skaber et dødeligt surt miljø, som acetone og butanol ikke gør.

Answer 21

Akkumulering af acetat og butyrat skaber et dødeligt surt miljø, som acetone og butanol ikke gør.

Question 22

En bakterie, der kataboliserer en forbindelse ved at koble ionpumper for at etablere en proton- eller natriummotivkraft til energi:

a.
Kan omgå substrat-level og oxidativ fosforylering.

b.
Producerer utilstrækkelig energi til at vokse, men nok til cellulær vedligeholdelse for at overleve.

c.
Kræver en anden bakterie for at samarbejde om at drive gradienten (syntrofi).

d.
Kræver stadig et andet kulstofsubstrat for at give en kulstofkilde.

Answer 22

Kan omgå substrat-level og oxidativ fosforylering.

Question 23

Den proces, hvorved elektroner fra quinonpuljen tvinges imod den termodynamiske gradient for at reducere NAD⁺ til NADH, kaldes reverse (omvendt):

a.
Proton motive force

b.
Reduktion

c.
Elektrontransport

d.
Electron bifurcation

e.
Energiflow

Answer 23

Elektrontransport

Question 24

Hvis alanin er elektrondonor i en Stickland-reaktion med en anden aminosyre som acceptor, hvor mange C-atomer er der så i den dannede carboxylsyre?

a.
1 C-atom

b.
2 C-atomer

c.
3 C-atomer

d.
4 C-atomer

e.
5 C-atomer

Answer 24

2 C-atomer

Question 25

Hvordan skelnes der mellem primære og sekundære fermenteringer i mikrobiologiske processer?

a.
Primære fermenteringer er de indledende faser af glykolyse, mens sekundære fermenteringer kun involverer citronsyrecyklus.

b.
Primære fermenteringer involverer kun anaerobe organismer, mens sekundære fermenteringer inkluderer både anaerobe og aerobe processer.

c.
Primære fermenteringer refererer til produktionen af ATP gennem substrat-niveau fosforylering, mens sekundære fermenteringer involverer oxidativ fosforylering.

d.
Primære fermenteringer refererer til de første metaboliske skridt, der nedbryder glukose til ethanol og CO₂, mens sekundære fermenteringer refererer til efterfølgende processer, der omdanner biprodukter til andre forbindelser som organiske syrer.

e.
Primære fermenteringer forekommer kun i eukaryoter, mens sekundære fermenteringer kun forekommer i prokaryoter.

Answer 25

Primære fermenteringer refererer til de første metaboliske skridt, der nedbryder glukose til ethanol og CO₂, mens sekundære fermenteringer refererer til efterfølgende processer, der omdanner biprodukter til andre forbindelser som organiske syrer.

Question 26

Hvilken syre, der dannes ved sekundær fermentering, findes typisk i Emmentaler-ost?

a.
Eddikesyre

b.
Smørsyre

c.
Propionsyre

d.
Citron-syre

Answer 26

Propionsyre

Question 27

Hvad karakteriserer syntrofi i mikrobiologiske processer?

a.
Det involverer kun en type mikroorganisme, der udfører alle metaboliske reaktioner uafhængigt.

b.
Det beskriver samarbejdet mellem forskellige mikroorganismer, hvor de deler metaboliske produkter for at optimere energiproduktion og ressourceudnyttelse.

c.
Det refererer til processer, der kun forekommer under aerobe forhold.

d.
Det er en proces, der kun foregår i jorden og ikke i vandige miljøer.

e.
Det involverer kun bakterier og udelukker svampe og archaea.

Answer 27

Det beskriver samarbejdet mellem forskellige mikroorganismer, hvor de deler metaboliske produkter for at optimere energiproduktion og ressourceudnyttelse.

Question 28

Hvad står forkortelserne DIET og MIET for i relation til syntrofiske processer?

a.
DIET: Dissimilatory Interspecies Electron Transfer; MIET: Methanogenic Interspecies Electron Transfer.

b.
DIET: Dynamic Interspecies Electron Transfer; MIET: Mixed Interspecies Electron Transfer.

c.
DIET: Direct Intercellular Electron Transfer; MIET: Mediated Intercellular Electron Transfer.

d.
DIET: Direct Interspecies Electron Transfer; MIET: Mediated Interspecies Electron Transfer.

e.
DIET: Distributed Interspecies Electron Transfer; MIET: Mean Interspecies Electron Transfer.

Answer 28

DIET: Direct Interspecies Electron Transfer; MIET: Mediated Interspecies Electron Transfer.

Question 29

Hvad er de største kulstofreservoirer på Jorden?

a.
Biosfære og oceaner

b.
Atmosfære og oceaner

c.
Ferskvand og biomasse

d.
Sedimenter og rocks

Answer 29

Sedimenter og rocks

Question 30

Hvordan bidrager fotosyntese, respiration og fermentation til kulstofcyklussen, og hvilken rolle spiller disse processer i overførslen af kulstof mellem atmosfæren og biosfæren?

Answer 30

Fotosyntese omdanner kuldioxid fra atmosfæren til organisk materiale, respiration frigiver kuldioxid tilbage til atmosfæren ved nedbrydning af organisk materiale, og fermentation producerer kuldioxid som biprodukt uden at bruge ilt.

Question 31

Hvad er grundlæggende principper for metabolisk diversitet med fokus på energi og redox?

Answer 31

Metabolisk diversitet omhandler de forskellige måder, hvorpå mikroorganismer skaffer energi og elektroner til deres livsprocesser. Redoxreaktioner er centrale, hvor elektroner overføres fra en donor til en acceptor, hvilket frigiver energi.

Question 32

Hvad er autotrofe pathways?

Answer 32

Autotrofer er organismer, der selv producerer organisk materiale ud fra uorganiske forbindelser som CO2. De bruger enten lysenergi (fotosyntese) eller kemisk energi (chemosyntese) til dette.

Question 33

Hvad er fototrofi?

Answer 33

Fototrofi er en form for metabolisme, hvor lys bruges som energikilde. Det omfatter både fotosyntese og andre processer, der udnytter lys til energiproduktion.

Question 34

Hvad er fotosyntese, og hvilken rolle spiller klorofyl?

Answer 34

Fotosyntese er en proces, hvor lysenergi bruges til at omdanne CO2 og vand til organisk materiale og ilt. Klorofyl er et pigment, der absorberer lysenergi i denne proces.

Question 35

Hvad er forskellen på anoxygen fotosyntese og oxygen fotosyntese?

Answer 35

Anoxygen fotosyntese bruger ikke vand og producerer ikke ilt. Oxygen fotosyntese bruger vand og producerer ilt.

Question 36

Hvad er karotenoider og phycobiliner, og hvilken funktion har de i fotosyntesen?

Answer 36

Karotenoider og phycobiliner er pigmenter, der assisterer klorofyl ved at absorbere lys ved forskellige bølgelængder, hvilket udvider spektret af lys, der kan bruges i fotosyntesen.

Question 37

Hvad indebærer anoxygen fotosyntese?

Answer 37

Anoxygen fotosyntese er en form for fotosyntese, der ikke producerer ilt. Her bruges andre elektron donorer end vand, fx hydrogensulfid eller svovl. Denne type fotosyntese ses hos fx grønne og purpurfarvede bakterier.

Question 38

Hvad indebærer oxygen fotosyntese?

Answer 38

Oxygen fotosyntese er den mest almindelige form for fotosyntese, hvor vand bruges som elektron donor og ilt (O2) frigives som et biprodukt. Denne type fotosyntese findes hos cyanobakterier, alger og planter.

Question 39

Hvad er fermentering, og hvad er dens energimæssige og redox-betragtninger?

Answer 39

Fermentering er en metabolisk proces, hvor en organisk forbindelse både er elektrondonor og elektronacceptor. Det genererer energi ved substratniveau fosforylering uden brug af en elektron transportkæde. Redoxbalancen opnås ved at omdanne pyruvat eller andre organiske molekyler til fermenteringsprodukter.

Question 40

Hvad er mælkesyregæring og blandet syregæring?

Answer 40

Mælkesyregæring producerer primært mælkesyre fra pyruvat. Blandet syregæring producerer en blanding af organiske syrer (mælkesyre, eddikesyre, succinat, formiat), alkohol, CO2 og H2.

Question 41

Hvad er gæring af obligate anaerober?

Answer 41

Gæring hos obligate anaerober sker i fravær af ilt og resulterer ofte i en række produkter som butanol, aceton og forskellige syrer, men ikke ved hjælp af en elektron transportkæde eller ilt.

Question 42

Hvad er sekundær gæring?

Answer 42

Sekundær gæring indebærer gæring af de produkter, der er dannet af den primære gæring. Disse processer er vigtige i komplekse mikrobielle samfund og kan føre til forskellige produkter fra den oprindelige fermentering.

Question 43

Hvad er gæringer, der mangler substratniveau fosforylering?

Answer 43

Disse fermenteringer, f.eks. succinat gæring, mangler direkte dannelse af ATP ved substratniveau fosforylering. I stedet transporteres ioner over membranen der skaber et protongradient, der driver ATP syntese.

Question 44

Hvad er syntrofi?

Answer 44

Syntrofi er et metabolisk samarbejde mellem forskellige mikroorganismer, hvor den ene mikroorganisme er afhængig af produktet fra den anden for at kunne overleve. Det er meget almindeligt i anaerobe miljøer.

Question 45

Hvad er den generelle betydning af mikroorganismer i den biogeokemiske cyklus?

Answer 45

Mikroorganismer spiller en afgørende rolle i de biogeokemiske cyklusser ved at udføre vigtige transformationer af elementer som kulstof, nitrogen, svovl og fosfor. De er med til at nedbryde organisk materiale og genbruge næringsstoffer.

Question 46

Hvad er de centrale aspekter i den anaerobe behandling af spildevand?

Answer 46

Anaerob spildevandsbehandling bruger en række bakterier og archaea til at nedbryde organisk stof i fravær af ilt, hvilket resulterer i produktionen af metan og kuldioxid. Denne proces er afhængig af syntrofi mellem forskellige mikroorganismer.