6. Metabolsk diversitet 2 - Alternative elektronacceptorer/donorer

Question 1

I de fleste tilfælde er slutproduktet af svovloxidation:

a.
hydrogensulfid

b.
elementært svovl

c.
sulfat

d.
thiosulfat

Answer 1

sulfat

Question 2

Oxidation af ferrojern (Fe2+) sker generelt i miljøer med:

a.
Basiske forhold

b.
Høj H+ koncentration

c.
Højt iltindhold

d.
Lidt eller intet lys til stede

e.
høj temperatur

Answer 2

Høj H+ koncentration

Question 3

Hvilken metabolisk fordel har celler ved at opbevare det elementære svovl, der dannes som biprodukt fra oxidation af hydrogensulfid?

a.
Cellerne undgår at producere transportenergi, der går til spilde, når svovlet skal udskilles.

b.
Biproduktet fungerer som en elektronreserve til senere oxidation.

c.
Opbevaring af svovl mindsker intracellulær forsuring for sulfidoxiderende organismer, der ikke tåler lav pH.

d.
Biproduktet kan bruges til andre biosyntetiske veje, der anvender svovl, såsom Fe-S proteiner.

Answer 3

Biproduktet fungerer som en elektronreserve til senere oxidation.

Question 4

En celle, der mangler sulfite reductase , men stadig kan oxidere svovl for at opnå energi, er kendetegnet ved

Answer 4

adenosine phosphosulfate (APS) reductase koblet med substratlevel fosforylering.

Question 5

Anammox er en anaerob proces, der genererer energi fra ________ og danner N₂.

a.
ammoniak

b.
ammonium

c.
ammoniak og nitrat

d.
ammonium og sulfat

e.
ammoniak og nitrit

Answer 5

ammoniak og nitrit

Question 6

Hvad ville sandsynligvis ske, hvis en anammox-bakterie ikke havde anammoxosomet?

a.
Ammonium i stedet for ammoniak ville blive brugt på grund af ammoniaktoksicitet for andre cellulære processer i anammoxosomet.

b.
Det ville kræve en anden kilde til kulstofassimilation.

c.
Anammoxhastigheder ville være betydeligt langsommere på grund af manglende lokaliseret metabolisme.

d.
Toksiske produkter fra anammoxreaktionen kunne dræbe cellen.

e.
Cellens vækst ville stige markant.

Answer 6

Toksiske produkter fra anammoxreaktionen kunne dræbe cellen.

Question 7

Hos bakterier er den mest almindelige oxiderede form af nitrogen ________ og af svovl ________.

a.
nitrat / sulfat

b.
nitrat / sulfit

c.
nitrit / sulfat

d.
nitrit / sulfit

e.
ammoniak / thiosulfat

Answer 7

nitrat / sulfat

Question 8

Den metaboliske proces denitrifikation
a.
oxiderer N₂.

b.
oxiderer NO₃⁻.

c.
reducerer N₂.

d.
reducerer NO₃⁻.

Answer 8

reducerer NO₃⁻.

Question 9

Den metaboliske proces ammonifikation ________ ammoniak.

a.
oxiderer

b.
producerer

c.
reducerer

d.
omdanner

e.
fikserer

Answer 9

producerer

Question 10

Hvad ville resultatet være, hvis jorden blev tilført S₀ (elementært svovl)?

a.
Produktion af dimethylsulfid på grund af mixotrofer.

b.
Produktion af organisk kulstof på grund af anaerobe mikroorganismer.

c.
Jordforsuring på grund af chemolitotrofer

d.
Syntrofisk udnyttelse af sulfit.

e.
Øget dannelse af svovlbrinte

Answer 10

Jordforsuring på grund af chemolitotrofer

Question 11

Hvilken jernart produceres primært ved smeltning af jern og sjældent ved mikrobielle processer?

Answer 11

Jern (Fe⁰)

Question 12

Under hvilke forhold oxideres ferrojern (Fe²⁺) ikke spontant?

Answer 12

Sur pH

Question 13

Anvendelse af kvælstofgødning i landbruget

a.
reducerer den globale opvarmning ved at øge lagringen af kuldioxid i plantebiomasse.

b.
øger den globale opvarmning ved at øge den mikrobielle respiration i landbrugsjord.

c.
øger den globale opvarmning ved at øge produktionen af lattergas (N₂O) gennem denitrifikation i landbrugsjord.

d.
har lille eller ingen effekt på kvælstofkredsløbet.

e.
reducerer risikoen for sur nedbør

Answer 13

øger den globale opvarmning ved at øge produktionen af lattergas (N₂O) gennem denitrifikation i landbrugsjord.

Question 14

Hvad er det største reservoir af stabilt kvælstof?

Answer 14

N₂

Question 15

Hvilke processer bidrager denitrifikation til?

a.
Sur regn

b.
Nedbrydning af ozonlaget

c.
Global opvarmning

d.
Større N-udbytte ved gødning

Answer 15

• Sur regn
• Nedbrydning af ozonlaget
• Global opvarmning

Question 16

I havene findes svovl primært som

a.
hydrogensulfid (H₂S).

b.
thiosulfat (S₂O₃²⁻)

c.
elementært svovl (S₀).

d.
Calciumsulfat (CaSO₄)

e.
sulfat (SO₄²⁻).

Answer 16

sulfat (SO₄²⁻).

Question 17

Studier af redoxkredsløb af jern har ført til opdagelsen

a.
af bakterier, der overfører elektroner som en form for elektricitet.

b.
af bakterier, der nedbryder giftige metalioner.

c.
af archaea, der har Fe i deres cellevægge.

d.
At Fe begrænser primær produktion i terrestriske økosystemer.

Answer 17

af bakterier, der overfører elektroner som en form for elektricitet.

Question 18

Kvælstoffiksering resulterer i

Answer 18

tilsætning af biologisk tilgængeligt kvælstof til et økosystem

Question 19

Lattergas (N₂O) er

a.
et direkte produkt af ammonifikation

b.
et direkte produkt af kvælstoffiksering

c.
en potent drivhusgas, der er et produkt af nitrifikation

d.
en potent drivhusgas, der er et produkt af denitrifikation

Answer 19

en potent drivhusgas, der er et produkt af denitrifikation

Question 20

Nitrifikation og anammox

a.
danner begge kvælstofgas, men nitrifikation er aerob, mens anammox er anaerob.

b.
oxiderer begge ammoniak, men nitrifikation bruger O₂ som elektronacceptor, og anammox bruger NO₂⁻.

c.
er begge aerobe processer, men nitrifikation producerer NO₃⁻, og anammox producerer N₂-gas.

d.
forekommer begge i jord ved neutral pH.

e.
danner begge nitrat i slutproduktet

Answer 20

oxiderer begge ammoniak, men nitrifikation bruger O₂ som elektronacceptor, og anammox bruger NO₂⁻.

Question 21

Oxidation af ________ forekommer både biotisk og abiotisk, men biotisk oxidation er mere almindelig ved ________ pH-værdier.

Answer 21

Fe²⁺ / lav

Question 22

Chemolitotropher er ofte

Answer 22

Autotrofer

Question 23

Hos chemolitotrofer dannes reduktionskraft ved

a.
substratniveau fosforylering

b.
reverse electron transport

c.
elektrontransportkæde koblet med ATP-syntase

d.
fotosyntese

e.
direkte oxidation af glukose

Answer 23

reverse electron transport

Question 24

Hvorfor bliver jern-reducerende bakterier nødt til at have extracellulær elektrontransport?

a.
For at kunne optage jernioner direkte ind i cellen.

b.
For at kunne afgifte toksiske metalioner i miljøet

c.
For at kunne overføre elektroner til uopløselige jernmineraler uden for cellen

d.
For at kunne udføre nitrogenfiksering i anaerobe miljøer

e.
For at kunne udskille jern som et affaldsprodukt efter respiration

Answer 24

For at kunne overføre elektroner til uopløselige jernmineraler uden for cellen

Question 25

DsrAB møder vi to gange i kapitel 14 (figur 14.20 og figur 14.30). Hvad er forskellen?

a.
Det ene sted oxiderer DsrAB hydrogensulfid til sulfit, hvor svovlforbindelsen er elektrondonor, det andet sted reducerer DsrAB sulfit til hydrogensulfid, hvor svovlforbindelsen er elektronacceptor

b.
Det ene sted katalyserer DsrAB reduktionen af sulfat til elementært svovl, hvor sulfat er elektronacceptor, og det andet sted katalyserer DsrAB oxidationen af sulfat til svovlbrinte, hvor sulfat er elektrondonor

c.
Det ene sted reducerer DsrAB hydrogensulfid til svovlbrinte, hvor hydrogensulfid er elektronacceptor, og det andet sted oxiderer DsrAB svovlbrinte til sulfat, hvor svovlbrinte er elektrondonor

d.
Det ene sted omdanner DsrAB sulfit til svovl i en cyklisk proces uden elektronoverførsel, og det andet sted konverterer DsrAB svovl direkte til hydrogensulfid i en energikrævende reaktion

e.
Det ene sted katalyserer DsrAB dannelsen af ATP ved hjælp af svovlrespiration, og det andet sted fungerer DsrAB som en komponent i fotosyntese, hvor det bruger sulfat som energikilde

Answer 25

Det ene sted oxiderer DsrAB hydrogensulfid til sulfit, hvor svovlforbindelsen er elektrondonor, det andet sted reducerer DsrAB sulfit til hydrogensulfid, hvor svovlforbindelsen er elektronacceptor

Question 26

Hvad er chemolitotrofi, og hvordan adskiller det sig fra andre metaboliske processer?

Answer 26

Chemolitotrofi er en metabolisk proces, hvor uorganiske forbindelser bruges som energikilde og elektrondonorer, i modsætning til fototrofi, der bruger lys.

Question 27

Nævn nogle af de vigtigste uorganiske forbindelser der bruges i kemolitotrofi.

Answer 27

De vigtigste uorganiske forbindelser omfatter bl.a. hydrogen (H₂), hydrogensulfid (H₂S), ammoniak (NH₃), nitrit (NO₂⁻), jern (Fe²⁺) og mangan (Mn²⁺).

Question 28

Hvad er nitrifikation, og hvorfor er det vigtigt?

Answer 28

Nitrifikation er en kemolitotrof proces, hvor ammoniak (NH₃) oxideres til nitrit (NO₂⁻) og derefter til nitrat (NO₃⁻), hvilket er afgørende for kvælstofkredsløbet.

Question 29

Hvad er anammox, og hvilken rolle spiller det i kvælstofkredsløbet?

Answer 29

Anammox er anaerob ammoniak oxidation, hvor ammoniak oxideres med nitrit, hvilket producerer kvælstofgas (N₂), især vigtig i anoksiske miljøer.

Question 30

Hvordan fungerer svovloxidation og hvilke typer mikroorganismer udfører det?

Answer 30

Svovloxiderende mikroorganismer oxiderer reducerede svovlforbindelser (f.eks. H₂S) til sulfat (SO₄²⁻) og findes både som neutrofile og acidofile. Thiomargarita oxiderer H₂S til S⁰ anaerobt og S⁰ til sulfat aerobt.

Question 31

Hvad indebærer hydrogenoxidation?

Answer 31

Hydrogenoxidation er en kemolitotrof proces, hvor hydrogen (H₂) oxideres til vand (H₂O).

Question 32

Hvad er respiration?

Answer 32

Respiration er en metabolisk proces, hvor organiske eller uorganiske forbindelser oxideres, og elektroner overføres til en ekstern elektronacceptor via en elektrontransportkæde, hvilket genererer en protongradient og driver ATP syntese.

Question 33

Hvad er forskellen på aerob og anaerob respiration?

Answer 33

Aerob respiration bruger ilt (O₂) som elektronacceptor, mens anaerob respiration bruger andre elektronacceptorer som f.eks. nitrat (NO₃⁻), sulfat (SO₄²⁻).

Question 34

Hvad er denitrifikation, og hvorfor er det vigtigt?

Answer 34

Denitrifikation er en anaerob proces, hvor nitrat (NO₃⁻) reduceres til kvælstofgas (N₂), hvilket er en central del af kvælstofkredsløbet.

Question 35

Hvad er metanogenese?

Answer 35

Metanogenese er en anaerob proces, hvor CO₂, acetat, methylerede forbindelser eller H₂ bruges til at danne metan (CH₄).

Question 36

Hvad er kulstofkredsløbet?

Answer 36

Kulstofkredsløbet omfatter udveksling af kulstof mellem atmosfæren, biosfæren og geologiske reserver, hvor mikroorganismer spiller en central rolle i både fotosyntese og respiration.

Question 37

Hvilken betydning har metan i kulstofkredsløbet?

Answer 37

Metan (CH₄) er en kraftig drivhusgas, hvor mikroorganismer både producerer (metanogenese) og forbruger (metanotrofi) metan.

Question 38

Hvordan er mikroorganismer involveret i kvælstofkredsløbet?

Answer 38

Mikroorganismer deltager i afgørende trin som kvælstoffiksering, nitrifikation, denitrifikation og anammox.

Question 39

Hvad er den grundlæggende rolle af mikroorganismer i svovlkredsløbet?

Answer 39

Mikroorganismer er centrale i svovlkredsløbet, hvor svovloxiderende mikroorganismer oxiderer svovlforbindelser og sulfatreducerende mikroorganismer reducerer sulfat til sulfid.

Question 40

Hvad er “det marine metan paradoks”?

Answer 40

Det marine metan paradoks refererer til at metan dannes i havbunden, men meget lidt slipper ud i atmosfæren fordi det oxideres af aerobe metanotrofer.