微生物学习题及答案-第八章教学提纲.doc

第8章微生物遗传四、习 题填空题1 是第一个发现转化现象的。并将引起转化的遗传物质称为 。2Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA和蛋白质的酶作用于有毒的s型细胞抽提物，然后分别与 混合，结果发现，只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化活性，说明DNA是转化所必须的转化因子。3Alfred DHershey和Martha Chase用P32标记T2噬菌体的DNA，用S35标记的蛋白质外壳所进行的感染实验证实：DNA携带有1、2的 。4HFraenkel Conrat用含RNA的烟草花叶病毒进行的拆分与重建，实验证明 也是遗传物质。5细菌在一般情况下是一套基因，即 ；真核微生物通常是有两套基因又称 。6近年来对微生物基因组序列的测定表明，能进行独立生活的最小基因组是一种 ， 只含473个基因。7大肠杆菌基因组为 的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中，该小体被称为 。8大肠杆菌基因组的主要特点是：遗传信息的 ，功能相关的结构基因组成 ， 结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝，基因组的重复序列少而短。9酵母菌基因组最显著的特点是 ，酵母基因组全序列测定完成后，在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序列，并称之为 。10詹氏甲烷球菌全基因组序列分析结果完全证实了1977年由 等人提出的 因此有人称之为“里程碑”的研究成果。11詹氏甲烷球菌只有40左右的基因与其他二界生物有同源性，其中有的类似于 ，有的则类似于 ，有的就是两者融合。12质粒通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中，但从细胞中分离的质粒大多是3种构型，即 型、 型和 型。13 质粒首先发现于大肠杆菌中而得名，该质粒含有编码大肠菌素的基因，大肠菌素是一种细菌蛋白，只杀死近缘且不含 质粒的菌株，而宿主不受其产生的细菌素的影响。14用一定浓度的吖啶橙染料或其他能干扰质粒复制而对染色体复制影响较小的理化因子处理细胞，可 。15原核生物中的转座因子有3种类型：、和。16 当DNA的某一位置的结构发生改变时，并不意味着一定会产生突变，因为细胞内存在一系列的 ，能清除或纠正不正常的DNA分子结构和损伤，从而阻止突变的发生。17营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段，由于这类突变型在 上不生长，所以是一种负选择标记，需采用 的方法进行分离。18两株多重营养缺陷型菌株只有在混合培养后才能在基本培养基上长出原养型菌落，而未混合的两亲菌均不能在基本培养基上生长，说明长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传 和 所致。19在 转导中，噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中；而在 转导中，噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。20根据感受态建立方式，可以分为 转化和 转化，前者感受态的出现是细胞一定生长阶段的生理特性；后者则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNA的能力，或人为地将DNA导人细胞内。21大多数酵母菌株含有一种称之为 的质粒，它们是封闭环状的双链DNA分子，周长约6 kb，以高拷贝数存在于酵母细胞中，每个单倍体基因组含60100个拷贝，约占酵母细胞总DNA的30。22线粒体的核糖体在大小上类似于原核生物的核糖体，线粒体与细菌之间的近缘关系，支持真核的细胞器(线粒体、叶绿体)是由 演化出来的假设。23丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和 过程，并通过遗传分析进行的，而 是丝状真菌，特别是不产生有性孢子的丝状真菌特有的遗传现象。24为了提高诱变效率，常用物理、化学两种诱变剂 ，待诱变的菌株或孢子悬液一定要混匀，使其能均匀接触诱变剂。25原生质体融合技术主要包括原生质体的 、原生质体的 、原生质体 和融合子选择等步骤。 选择题1Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物，选择性地破坏这些细胞成分，然后分别与无毒的R型细胞混合，结果发现，只有( )被酶解而遭到破坏的抽提物无转化作用，说明DNA是转化所必须的转化因子。 (1)RNA (2)蛋白质 (3)DNA (4)毒素2基因组通常是指全部一套基因。由于现在发现许多调控序列非编码序列具有重要的功能，因此，目前基因组的含义实际上包括编码蛋白质的结构基因、以及目前功能还尚不清楚的 ( )。 (1)RNA序列 (2)DNA序列 (3)调控序列 (4)操纵子序列3最小的遗传单位是( )。 (1)染色体 (2)基因 (3)密码子 (4)核苷酸4大肠杆菌及其他原核细胞的遗传物质就是以( )形式在细胞中执行着诸如复制、重组、转录、翻译以及复杂的调节过程。 (1)环状 (2)核酸 (3)真核 (4)拟核5大肠杆菌中，有些功能相关的RNA基因串联在一起，如构成核糖核蛋白体的3种RNA基因转录在同一个转录产物中，它们依次是16S rRNA、23S rRNA、5S rRNA。这3种RNA在核糖体中的比例是( )。 (1)1：l：l (2)l：2：l (3)2：l：2 (4)l：2：3 6原核生物基因组存在一定数量的重复序列但比真核生物( )，而且重复的序列比较短，一般为440个碱基，重复的程度有的是十多次，有的可达上千次。 (1)多得多 (2)多几倍 (3)多几千倍 (4)少得多7细胞在DNA复制过程中会出现差错，细菌细胞具有校正和修复功能，除了DNA聚合酶的纠错功能外，还有比较复杂的( )。 (1)光保护作用 (2)调控系统 (3)突变作用 (4)修复系统8酵母菌基因组结构最显著的特点是( )，其tRNA基因在每个染色体上至少是4个，多则30多个总共约有250个拷贝。 (1)高度重复 (2)操纵子结构 (3)少而短 (4)连续性9詹氏甲烷球菌只有40左右的基因与其他二界生物有同源性，可以说古生菌是真细菌和真核生物特征的一种奇异的结合体。一般而言，古生菌的基因组在结构上类似于( )。 (1)酵母 (2)丝状真菌 (3)细菌 (4)病毒10琼脂糖凝胶电泳是根据( )和电泳呈现的带型将染色体DNA与质粒分开。 (1)数量 (2)相对分子质量大小(3)凝胶用量 (4)线型结构11插入顺序和转座子有两个重要的共同特征：它们都携带有编码转座酶的基因，该酶是转移位置，即转座所必需的；另一共同特征是它们的两端都有( )。 (1)反向末端重复序列 (2)不同源序列 (3)同源序列 (4)不重复序列12Mu噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，其基因组上除含有为噬菌体生长繁殖所必需的基因外，还有为转座所必需的基因，因此它也是最大的( )。 (1)噬菌体 (2)插入顺序 (3)转座子 (4)转座因子13某个碱基的改变，使代表某种氨基酸的密码子变为蛋白质合成的终止密码子(UAA，UAG，UCA)。蛋白质的合成提前终止，产生截短的蛋白质，这种基因突变是( )。 (1)同义突变 (2)错义突变 (3)无义突变 (4)移码突变14F是携带有宿主染色体基因的F因子，FF- 的杂交与F+F-不同的是给体的部分染色体基因随F一起转入受体细胞，并且不需要整合就可以表达，实际上是形成一种部分二倍体，此时的受体细胞也就变成了( )。 (1)F+ (2)F (3)F- (4)F15形成转导颗粒的噬菌体可以是温和的也可以是烈性的，主要的要求是具有能偶尔识别宿主DNA的( )，并在宿主基因组完全降解以前进行包装。 (1)裂解机制 (2)包装机制 (3)识别机制 (4)侵入机制16线粒体是真核细胞内重要的细胞器，是能量生成的场所，还参与脂肪酸和某些蛋白质的合成，由于线粒体遗传特征的遗传发生在核外和有丝分裂和减数分裂过程以外，因此它是一种 ( )。 (1)质粒遗传 (2)细胞核遗传 (3)染色体遗传 (4)细胞质遗传17丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和准性生殖过程，准性生殖的过程可出现很多新的( )，因此可成为遗传育种的重要手段，其次，在遗传分析上也是十分有用的。 (I)减数分裂 (2)基因组合 (3)生殖现象 (4)有性生殖18诱变育种是指利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机( )，通过一定的筛选方法获得所需要的高产优质菌株。 (I)重组频率 (2)融合频率 (3)突变频率 (4)调控频率19在营养缺陷型突变株中，生物合成途径中某一步发生酶缺陷，合成反应不能完成。通过外加限量的所要求的营养物，克服生长的障碍，而又使最终产物不致于积累到引起( )的浓度，从而有利于中间产物或某种最终产物的积累。 (I)反馈调节 (2)突变 (3)生长增加 (4)基因霞组20对氟苯丙氨酸是苯丙氨酸的结构类似物，因此，对氟苯丙氨酸抗性菌株所产生的苯丙氨酸也不能与阻遏蛋白或变构酶结合，这样必然会在有苯丙氨酸存在的情况下，细胞仍然不断地合成苯丙氨酸，使其得到过量积累，这就是( )或抗反馈突变株。 (1)反馈 (2)抗阻遏 (3)阻遏 (4)抗药性21采用接合、转化、转导和原生质体融合等遗传学方法和技术使微生物细胞内发生基因重组，以增加优良性状的组合，或者导致多倍体的出现，从而获得优良菌株，这种育种方法被称为( )重组育种。(1)诱变 (2)体内基因 (3)体外基因 (4)融合基因是非题11952年，Alfred DHershey和Martha Chase为了证实T2噬菌体的DNA是遗传物质，他们用P32标记病毒的DNA，用S35标记病毒的蛋白质外壳。然后将这两种不同标记的病毒分别与其宿主大肠杆菌混合。结果发现决定蛋白质外壳的遗传信息是在DNA上，DNA携带有T2的全部遗传信息。21956年，HFraenkel Conrat用烟草花叶病毒所进行的拆分与重建实验，结果也证明DNA是遗传物质的基础。3大肠杆菌及其他原核生物编码rRNA的基因rrn多拷贝及结构基因的单拷贝，也反映了它们基因组经济而有效的结构。4酵母菌的DNA也是与4种主要的组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)结合构成染色质的14 bp核小体核心DNA；染色体DNA上有着丝粒和端粒，也有明显的操纵子结构，没有间隔区或内含子序列。5同时具有细菌和真核生物基因组结构特征的古生菌对研究生命的起源和进化无疑是十分重要的而许多古生菌特有的基因将为开发新的药物和生物活性物质，或在工业中实施新的技术开拓广阔的前景。6质粒作为细胞中的主要遗传因子，携带有在所有生长条件下所必需的基因。7F质粒是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象有关的质粒，携带F质粒的菌株称为Hfr，F质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称之为F+。8如果将一种类型的质粒通过接合或其他方式(如转化)导入某一合适的但已含另一种质粒的宿主细胞，只经少数几代后，大多数子细胞只含有其中一种质粒，那么这两种质粒便是亲和的。9Tn比IS分子大，与IS的主要差别是Tn携带有授予宿主某些遗传特性的基因，主要是抗生素和某些毒物抗性基因。lOMu噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，以裂解生长和溶源生长两种方式交替繁衍自己。其基因组上除含有为噬菌体生长繁殖所必需的基因外，还有为转座所必需的基因因此它也是最大的转座因子，全长约39 kb。11基因型和表型是遗传学中常用的两个概念，基因型是指可观察或可检测到的个体性状或特征；表型是指贮存在遗传物质中的信息，也就是它的DNA碱基顺序。12自然界的微生物可通过多种途径进行水平方向的基因转移，并通过基因的重新组合以适应随时改变的环境以求生存这种转移不仅发生在不同的微生物细胞之间，而且也发生在微生物与高等动植物之间，因此基因的转移和交换是普遍存在的，是生物进化的重要动力之一。13在F+x F- 的接合作用中是F因子向F- 细胞转移，含F因子的宿主细胞的染色体DNA也被转移，杂交的结果仍是给体细胞为F+细胞，受体细胞为F- 细胞。14F是携带有宿主染色体基因的F因子，FF- 的杂交与F+F- 不同的是给体的部分染色体基因随F一起转入受体细胞，而且需要整合才可以表达。15转导可分为普遍性转导和局限性转导两种类型，在普遍性转导中，噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中；而在局限性转导中，噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。16自然感受态除_广对线型染色体DNA分子的摄取外，也能摄取质粒DNA和噬菌体DNA，后者又称为转染。，17所谓结构类似物抗性菌株即是那些在含有类似物的环境中，其生长不被抑制的菌株，这种抗性菌株是dj于变构酶结构基因或调节基因发生突变的结果，使结构类似物不能与结构发生了变化的阻遏蛋白或变构酶结合，细菌生长不受抑制，但合成终产物被抑制。18原生质体融合技术中，再生培养基以高渗培养基为主，其目的足增加高渗培养基的渗透压就可显著地增加再生率。19DNA Shuffling基本原理是先将来源不同但功能相同的一组同源基因，用DNA核酸酶I进行消化产生随机小片段，由这些小片段组成一个文库，使之互为引物和模板，进行PCR扩增，引起 模板转换，重组因而发生，导人体内后选择正突变体做新一轮的体外重组，一般通过23次循环，可获得产物大幅度提高的重组突变体。问答题1从遗传学角度谈谈你对朊病毒(Prlon)的理解和看法。2在人类基因组计划的执行中，为什么要进行以微生物为主体的模式生物的全基因组序列测定?哪几种生物分别是已完成全基因组测序的第一个独立生活的生物?第一个真核生物?第一个自养生活的生物?3在细菌细胞中，均以环状形式存在的染色体DNA和质粒DNA，在质粒提取过程中发生了什么变化?这种变化对质粒的检测和分离有什么利用价值?4根据你所学的关于诱发突变的知识，你认为能否找到一种仅对某一基因具有特异性诱变作用的化学诱变剂?为什么?5根据突变的光复活修复作用、原理，你认为在进行紫外线诱变处理时，应注意什么?为了使被诱变的细胞能均匀地受到紫外线照射，你将如何做?6请设计实验来决定在一种特定的细菌中发生的遗传转移过程是转化、转导还是接合?说明每一种的预期结果。设想有下列条件和材料可以利用：(1)合适的突变株和选择培养基。(2)DNase(一种降解裸露DNA分子的酶)。(3)两种滤板：一种能够持留细菌和细菌病毒，但不能持留游离的DNA分子；另一种滤板只能持留细菌。(4)一种可以插入滤板使其分隔成两个空间的玻璃容器(如u型管)。7在第(6)题的实验中，为什么用双重或三重营养缺陷型?8HfrF和FF杂交得到的接合子都有性菌毛产生吗?它们是否都能被M13噬菌体感染呢?9为什么导致蛋白质表面氨基酸变化的突变一般不会引起表型的变化?而蛋白质内部氨基酸的替换则会引起表型变化?10DNA链上发生的损伤是否一定发生表型的改变?尽你所能说出理由。五、习题解答填空题1Griffith转化因子 2无毒的R型细胞 3全部遗传信息 4RNA 5单倍体 二倍体 6生殖道支原体 7双链环状 拟核 8连续性 操纵子结构 9高度重复 遗传丰余 10Woese 三域学说 11真细菌 真核生物 12CCC OC L13Col Col 14消除质粒 15插入顺序 转座子 某些特殊病毒 16修复系统 17选择培养基(或基本培养基) 影印平板 18交换 重组 19普遍性 局限性 20自然遗传 人工 212微米 22内共生细菌 23准性生殖 准性生殖 24交替使用 25制备 融合 再生选择题1(3) 2（2） 3（2） 4（4） 5（1） 6（4） 7（4） 8（1） 9（3） 10（2） 11（1） 12（4） 13（3） 14（2） 15（2） 16（4） 17（2） 18（3） 19（1） 20（2） 21（2） 是非题1+ 2_ 3+ 4_ 5+ 6_ 7_ 8_ 9+ 10+ 11_ 12+ 13_ 14_ 15+ 16+ 17_18+ 19+ 问答题1朊病毒(或朊粒)是不含核酸的蛋白质传染颗粒，但它不是传递遗传信息的载体，也不能自我复制而仍然是由基因编码的一种正常蛋白质(PrP)的两种异构体PrPc(存在正常组织中)和PrPsc(存在于病变组织中)，其氨基酸和线性排列顺序相同但是三维构象不同，因此，由PrPsc引起的疾病又称之为构象病。2因为微生物基因组小便于测定和分析，可从中获取经验改进技术方法，从而大大加快了人类基因组计划的进展。此外，微生物基因组包含着原核生物和真核生物，具有一定的代表性。第一个测序的自由生活的生物是流感嗜血杆菌，第一个测序的真核生物是酿酒酵母，第一个测序的自养生活的生物是詹氏甲烷球菌。3由于染色体DNA分子比质粒DNA分子大得多，在提取过程中易于断裂成大小不同的分子片段，但一般情况下仍然比质粒大，因此在琼脂糖凝胶电泳过程中随机断裂的染色体DNA片段，泳动速度较慢且带型不整齐，而质粒DNA由于相对分子质量小，在提取过程中一般不会断裂成小片段，相对分子质量一致，因此，泳动速度较快，且带型整齐，与染色体DNA分开，从而有利于质粒DNA的检测和分离。4理化诱变剂的作用主要是随机引起DNA链上碱基发生置换、颠换或其他损伤，虽然有突变热点，但并非针对某一基因诱变剂无基因特异性诱变作用主要是提高突变率。因此，要获得某一基因的突变不是靠选用何种诱变剂，而是靠合适的筛选方法。5在进行紫外线诱变处理时应注意避光，以防光复活修复作用。一般在红光下操作，在黑暗中培养。在紫外线照射时，盛菌液的培养皿应置于磁力搅拌器上，边照射边搅拌使细胞能均匀受到紫外线照射。6A将两种不同的二重或三重营养缺陷型菌株混合培养，在基本培养基上长出的菌落为重组菌株(发生了遗传交换)。B如果在混合培养期间加入DNase，在基本培养基卜无重组菌落出现，这说明上述重组是因细胞间的接触转化所致；如果仍有重组菌落产生，说明可能是由于接合和转导所致。C利用只能持留细菌的滤板相隔的U型管进行试验，如果在基本培养基上不产生重组菌落，则判断为接合作用，如果产生重组菌落，则又有两种可能，即转化或转导。D利用能持留细菌和细菌病毒而不能持留DNA的滤板相隔的U型管试验，如果不产生重组菌落则为转导，如果仍产生重组菌落则为转化。7为了排除在基本培养基上长出的原养型菌落是由于回复突变这一可能性。因为同时发生2个基因或3个基因的基因突变是不可能的。在大肠杆菌中，单营养缺陷型的回复突变率大约是10-8。8HfrF- 中由于Hfr菌株的染色体在向F- 的转移过程中，整合在染色体上的F因子除先导区外，绝大部分处于转移染色体的末端，由于转移过程中常被中断，因此F因子不易转移到受体细胞中所以HfrF- 得到的接合子仍然是F-，无性菌毛产生；F+F- 得到的接合子有性菌毛产生。能被M13噬菌体感染，因为M13的侵染途径是性菌毛。9蛋白质表面氮基酸的变化一般不影响蛋白质的功能，因此一般不会引起表型的变化但如果突变引起蛋白质内部的氨基酸发生变化(包括酶的活性位点)，就可能剧烈地改变蛋白质的三维结构，从而改变其功能，破坏酶的活性。10不一定，如下列情况：同义突变或沉默突变；发生了基因内另一位点或是另一基因的抑制突变(一般指tRNA基因的突变)使突变得到校正；即使是错义突变，但是否改变表型还视置换的氨基酸是否影响蛋白质的功能；各种修复机制可清除DNA的各种损伤，使其表型不发生改变。