微生物遗传育种学试卷.doc

微生物遗传育种
《微生物遗传育种学》试卷（A）
一、填空题〖每个1分，共计20分〗
1、设A、B分别对a、b为完全显性，则对于aabb×AABB杂交，其F2表型有4种，基因型有9种。
2、基因突变的规律有自发性、不对应性（随机性）、稀有性、独立性、诱变性、稳定性/可遗传性和可逆性。
3、确立遗传物质化学本质的经典实验有肺炎链球菌的转化实验、噬菌体感染实验和病毒的拆分和重建实验。
4、由于一对碱基为另一对碱基所取代会造成密码子的变化，根据突变后密码子与原密码子所表示的意义的关系可将这种突变分为错义突变、同义突变和无义突变。
5、DNA损伤的修复机制有光复活、切补修复（暗修复）、重组修复、SOS修复和N-糖基酶修复。

二、判断题〖每小题1分，共计10分。正确打（√）、错误打（×）〗
1、Ames试验是利用细菌突变来检测环境中存在的致癌物质，是一种简便、快速、灵敏的方法。可以通过某待测物质对微生物的诱变能力间接判断其致癌能力。（√）
2、普遍性转导产生的转导子一般都是非溶源菌。（√）
3、5-溴尿嘧啶都能诱发碱基置换，因此在大多数情况下，它诱发的突变都可以被它们自己诱发而得以回复。（√）
4、两株具有不同营养缺陷型标记的霉菌进行准性生殖时，所形成的杂合二倍体的分生孢子在基本培养基上不能生长。（×）
5、细菌细胞的遗传物质染色体成分是由DNA和组蛋白组成。（×）
6、在细胞进行有丝分裂时，着丝粒发生分裂；在细胞减数分裂Ⅰ，着丝粒不发生分裂，在细胞减数分裂Ⅱ，着丝粒才分裂。（√）
7、所有限制性核酸内切酶都可以识别特定的序列并在识别序列内将DNA分子切开。（×）
8、SOS修复系统是诱导产生的一种修复体系，它属于一种倾向差错的修复。（√）
9、属于同一不亲和群的细菌质粒结构上具有更多的相似性。（√）
10、F+×F—杂交后，F—细胞转变为F+细胞同时F+细胞转变为F—细胞（×）

三、名词解释〖每小题2分，共计20分〗
1、Hfr菌株：高频重组菌株，含有整合态的F因子，细胞表面有性纤毛。
2、PCR：聚合酶链式反应，一种体外DNA扩增技术，用于扩增位于两段已知序列之间的DNA区段(靶序列)。过程：变性、退火、延伸。
3、pUC18：质粒载体，p——plasmid质粒，UC——发现者或实验室名称缩写，18——编号；（或只提质粒载体，并说明该质粒的特点）。
4、HindⅢ：一种Ⅱ型限制性内切酶，Hin：菌名的缩写Haemophilus influenzae，d：菌株名的缩写，Ⅲ——编号。
5、原生质体融合育种：通过人为方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并产生重组子的过程。其优点：基因重组频率提高、重组的亲本范围扩大、融合子集中两亲本优良性状的机会增大。
6、抗反馈调节突变株：是指一种对反馈抑制不敏感突变株或对阻遏有抗性的组成型突变株，或兼而有之的突变株。（或从原理的角度阐述也行）。
7、移码突变：由于一对或少数几对（不是三的倍数）核苷酸的插入或缺失，而造成此后一系列遗传密码子的阅读框发生移位错误的突变。
8、感受态：受体细菌能吸收外源DNA（接受转化）时，所处的生理状态称为感受态。
9、前突变：物理或化学诱变剂接触细胞后，对遗传物质造成的损伤。
10、等位基因：在同源染色体上占有相同位置，控制一对相对性状的两个基因。

四、问答题〖每小题10分，共计50分〗；
1、在营养缺陷型突变株筛选过程中，淘汰野生型的目的是什么？并写出3种主要方法及其原理。
目的：降低野生型细胞的数量和比例，使营养缺陷型细胞得以相对浓缩，便于营养缺陷型菌株的筛选。
（1）抗生素法：青霉素能杀死生长态的细菌而对休止态的细菌无作用。细胞经饥饿培养、加抗生素处理、注意高渗保护原理限制营养成分使缺陷型细胞生长受到抑制，野生型细胞在生长过程中被杀死。（2）菌丝过滤法：适用于丝状真菌。将诱变后的孢子接种至MM中，控制培养时间，使野生型长成菌丝体，通过过滤而除去菌丝体，反复几次后，剩余的多为缺陷型孢子。（3）差别杀菌：利用芽孢或孢子比营养细胞更耐热的特点。将诱变处理的细菌形成芽孢，把芽孢在基本培养液中培养一段时间，然后加热杀死营养体。由于野生型芽孢能萌发所以被杀死，而营养缺陷型不能萌发不被杀死。
2、试述紫外诱变筛选E、coli strr突变株的一般步骤，并说明主要步骤的目的及注意事项。
一般步骤：同步、对数期培养液→菌悬液的制备→UV诱变处理→后培养→strr突变株的筛选→菌种保藏。
（1）对数期：生长旺盛，细胞浓度较高；同步培养物：诱变剂处理后，群体中变化一致。（2）菌悬液的制备，玻璃株打散形成单细胞悬液，有利于诱变剂的处理。（3）诱变处理，利用UV诱变作用，提高突变频率。照射以后要避免光复活现象，红灯下操作、避光培养。（4）后培养（液体完全培养基中培养）：突变基因纯合并且表达，消除表型延迟现象。（5）strr突变株筛选：str药物平板筛选（药物浓度可以用临界浓度或采用梯度平板）。以一定浓度的str作为筛子，检出突变株。
3、何谓基因工程？简述基因工程操作的基本步骤。
基因工程又称重组DNA技术，是将不同生物的基因在体外人工剪切组合并和载体（质粒、噬菌体、病毒）DNA连接，然后转入微生物或动植物细胞内，进行扩增，并使转入的基因在细胞内表达，产生所需要的蛋白质。基因工程操作的主要步骤：（1）目的基因的获得；分离或合成基因。（2）通过体外重组将基因插入载体。（3）将重组DNA导入细胞。（4）扩增克隆的基因。（5）筛选重组体克隆。（6）对克隆的基因进行鉴定或测序。（7）控制外源基因的表达。（8）得到基因产物或转基因动物、转基因植物。（或答微生物学书上的五个方面说明也可以）
4、试讨论按表型效应将突变型进行分类的情况。
（1）形态突变型：引起细胞个体形态和菌落形态发生改变的突变型。（2）生化突变型：引起特定生化功能的丧失而无形态学效应的突变型。包括营养缺陷型、抗性突变型、糖代谢突变型等。（3）致死突变型lethalmutant：由于基因突变造成个体死亡或生命力下降的突变型。（4）条件致死突变型conditionlethalmutant：在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。如：温度敏感突变型。（5）调节突变型regulatorymutant：丧失对某一基因或操纵子表达能力调节的突变型。
5、试对微生物中存在的主要基因重组方式进行简单比较。
基因重组：又称遗传重组（遗传重组是指遗传物质从一个细胞向另一个细胞传递并导致DNA交换和重排的过程）。
真核微生物：有性生殖和准性生殖。原核微生物：接合、转化、转导。
有性生殖过程：细胞之间直接接触，通过质配、核配、减数分裂。涉及整套染色体的重组。准性生殖：通过细胞之间的直接接触，异核体、杂合二倍体、体细胞交换或单元化过程，在有丝分裂过程中发生低频率的染色体重组。
接合：细菌细胞通过性纤毛暂时沟通，涉及部分染色体的重组。转化和转导是供受体细胞不直接接触，而且只涉及个别或少数基因的重组。转化是受体细胞直接吸收供体的DNA片段，转导是依靠噬菌体作为媒介。

《微生物育种学》试卷（B）
一、选择题〖每个1分，共计10分。*为多选题〗；
1、转化过程不包括（D）
A、DNA的吸收B、感受态细胞C、限制修饰系统D、细胞与细胞的接触
2、F+×F-杂交时，以下哪个表述是错误的。（B）
A、F-细胞转变为F+细胞B、F+细胞转变为F-细胞
C、染色体基因基本不能转移D、细胞与细胞间的接触是必须的
3、以下碱基序列中最容易受紫外线破坏的是（B）
A、AGGCAA B、CTTTGA C、GUAAAU D、CGGAGA
4、在U形玻璃管中，将一滤片置于二株不同的营养缺陷型菌株之间使之不能接触，在一侧发现有原养型菌出现，这一现象不是由于（A）造成的。
A、接合B、转化C、普遍性转导D、局限性转导
5、A、B、C分别对a、b、c为完全显性，则对于aabbCC×AABBCC杂交，其F2表型种类有（B）。
A、1种B、4种C、9种D、8种
6、一个大肠杆菌(E.coli)的突变株不同于野生型菌株，它不能合成精氨酸，这一突变株称为（A）。
A、营养缺陷型B、温度依赖型C、原养型D、抗性突变型
7、诱变处理时，下列可采用的化学诱变剂是（C）。
A、青霉素B、紫外线C、吖啶类染料D、转座子
8、*证明核酸是遗传物质的经典试验有（ABD）。
A、肺炎链球菌的转化试验B、病毒的拆开与重建试验
C、涂布试验D、噬菌体感染试验E、波动试验
9、*原核生物（细菌、古生菌）的基因组的特点有（ACE）。
A、双链环状的DNA分子B、基因组上遗传信息不具有连续性
C．功能相关的结构基因组成操纵子结构D、结构基因和rRNA基因都是单拷贝
E、基因组的重复序列少而短
10、*基因工程中常用的柯斯质粒载体的特点有（ABCD）。
A、具有λ噬菌体的粘性末端B、能自主复制
C、带有抗性基因和多克隆位点D、具有高容量的克隆能力
E、不具高容量的克隆能力

二、名词解释〖每小题2分，共计20分〗；
1、粘性末端：双链DNA分子两端呈互补关系的单链部分。可通过限制性酶切后获得。
2、准性生殖：主要是半知菌类的真菌中营养细胞间存在的一种生殖方式，通过有丝分裂达到基因重组。过程：异核体、杂合二倍体、体细胞交换或单元化。
3、hisA23：突变基因，组氨酸A基因23位碱基发生改变。
4、EcoRI：表示一种限制性核酸内切酶（说明各个部分所代表的意思）。大肠杆菌Rey菌株中发现的第一种限制性核酸内切酶。
5、cDNA文库：指通过RNA的逆转录制备的DNA拷贝被插入载体后构建的文库，不含有非编码区序列。
6、PCR：聚合酶链反应，通过变性、退火、延伸循环操作，用于扩增位于两段已知序列之间的DNA区段。
7、染色体畸变：染色体数目的变化或染色体结构发生较大片段的异常改变。
8、条件致死突变：在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。如：温度敏感突变型。
9、基因定位诱变：用合成的DNA和重组DNA技术在基因精确限定的残基上引入突变。
10、松弛性质粒：质粒复制不与染色体同步，可以高拷贝数存在宿主细胞中的质粒。

三、填空题〖每小题1分，共计20分〗
1、证明基因突变具有自发性和不对应性的经典实验有波动实验（彷徨实验）、涂布实验和影印实验。
2、染色体结构的改变的方式有重复、缺失、倒位和易位。
3、根据作用方式的不同，可以把化学诱变剂分主要为（天然）碱基的结构类似物、烷化剂（与碱基进行化学反应）和移码诱变剂三类。
4、在微生物中存在多种基因重组方式，其中涉及整套染色体重组的方式有有性生殖和准性生殖；只涉及个别或少数基因重组的方式有转导、转化和性导。
5、原生质体融合育种的优点有基因重组频率提高，重组的亲本范围扩大和融合子集中两亲本优良性状的机会增大。
6、Hfr菌株中含有整合态的F因子；Hfr×F-杂交的结果是F-仍为F-。

四、问答题〖每小题10分，共计50分〗；
1、以紫外线诱发损伤的修复为例，说明微生物修复系统中暗修复、重组修复和SOS修复的特点。
紫外线诱发产生损伤主要为T=T。微生物修复系统中：（1）暗修复（切补修复）：是一种细胞内普遍存在的，对DNA损伤的修复机制。特异性酶识别DNA链中的损伤部位，在核酸酶的作用下切除损伤部分，在DNA聚合酶和连接酶的作用下完成修复。有先补后切和先切后补。也是一种避免差错的修复机制。（2）重组修复：又称复制后修复，原母链中的T-T二聚体并未被切除，复制时形成有缺口的链，通过姐妹染色体间交换重组；重新合成互补链并封闭缺口。（3）SOS修复是细胞经诱导产生的一种修复系统，受伤的DNA发出信号，使recA基因的产物活化，诱导形成SOS修复诱导酶，对损伤进行修复。它是一种倾向差错的修复。
2、以谷氨酸棒杆菌为出发菌株，通过诱变育种，为什么筛选高丝氨酸缺陷型（Hser-）突变株，可以获得赖氨酸（Lys）高产菌株？并进一步叙述营养缺陷菌株筛选的主要步骤及理由。
谷氨酸棒杆菌代谢途径中赖氨酸和苏氨酸对天冬氨酸磷酸激酶（AK酶）有协同反馈抑制作用。通过筛选高丝氨酸缺陷型（Hser-）突变株：①可以解除协同反馈抑制，因为高丝氨酸是合成苏氨酸的前体物质。②可以改变代谢流，切掉一个支路，使代谢流转向赖氨酸方向。所以选育Hser-突变株能得到Lys高产菌株。
主要步骤及理由：同步的对数期的单细胞菌悬液制备，有利于诱变剂的作用诱变后的菌液进行；诱变处理：紫外线照射，提高基因突变的频率；完全培养基中后培养：突变基因纯合并且表达，消除表型迟延现象；淘汰野生型：用抗生素法淘汰野生型细胞，浓缩营养缺陷型；检出Hser-：先检出氨基酸缺陷型，再进一步筛出Hser-。
3、普遍性转导中转导噬菌体、完全转导子、流产转导子的形成机制。
普遍性转导是指能传递供体细菌染色体上任何基因的转导。普遍性转导噬菌体是完全缺陷的噬菌体；机制是选择包裹模型，在成熟阶段，蛋白质外壳误包了寄主染色体DNA片段。产生完全转导转导子，供受体基因发生低频率的重组形成稳定的转导子；流产转导，注入受体细胞的供体基因不复制，但可以转录并合成基因产物，形成流产转导子。
4、某人将一细菌培养物用紫外线照射后，立即涂在加有链霉素的平板上，放在有光条件下培养，从中筛选Str抗性突变株，结果没有长出Str抗性菌落，试分析失败原因。
紫外照射后，必须经过后培养，使突变基因纯合并表达（形成新的核糖体），否则细胞接触Str药物仍能将其杀死，从而没有菌落形成。紫外线诱变后见光培养，造成光修复，使得突变率大大下降，以至选不出Str抗性菌株。紫外线的照射后可能根本没有产生抗Str的突变。
5、试从微生物遗传学的不同角度阐述你对微生物多样性的认识。
（1）微生物遗传物质及其存在状态具有多样性：大多数是DNA少数病毒是RNA；真核微生物中DNA与蛋白质组成典型的染色体；原核微生物中以cccDNA方式存在；病毒中，DNA或RNA，单链或双链。（2）遗传物质复制方式的多样性：DNA的半保留复制模型、DNA的二向复制模型(θ模型)和DNA的滚环复制模型。（3）微生物中基因重组方式的多样性：真核微生物中有有性生殖和准性生殖；原核微生物中有接合、转化、转导等方式。

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