微生物遺傳學(xué)試卷(附解析)-生物工程-生物技術(shù)-制藥工程-天津科技大學(xué)3

1、2008-2009學(xué)年第 一 學(xué)期本科試卷 學(xué) 院: 專 業(yè): 學(xué)號(hào): 姓名: 裝訂線 學(xué)院課程名稱:微生物遺傳學(xué)(B）題號(hào)一二三四五六七八總成績(jī)得分得分一、名詞解釋（共24分，每小題3分）1終止子2半不連續(xù)復(fù)制 3端粒酶4功能基因組學(xué)5核小體6. 噬菌體效價(jià)7. 營(yíng)養(yǎng)缺陷型8低頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 得分二、填空題（共34分，每空1分）1證明核酸是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是 、 和 。2染色體DNA復(fù)制的模板是 ，復(fù)制的酶主要是 ；端粒DNA復(fù)制的模板 ，復(fù)制的酶是 。3真核生物mRNA的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其5端有 ，其3端有 。4原核生物的終止子可分為 和 兩種。5質(zhì)粒消除的方法主要有 和 兩大類。6專一性

2、與DNA結(jié)合的DNA結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)類型主要有 、 和 。7誘變育種可以采用的措施有 、 、 和 等。8存在于單倍體細(xì)胞或病毒中的全部一套基因稱為 。第一個(gè)被測(cè)序的原核微生物是 ；第一個(gè)被測(cè)序的真核微生物是 ；第一個(gè)被測(cè)序的自養(yǎng)微生物是 。9代謝工程育種可以采用的措施有 、 和 等。10利用枯草芽孢桿菌的芽孢具有較強(qiáng)的 能力和枯草芽孢桿菌產(chǎn)生蛋白酶的特性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)篩選高產(chǎn)蛋白酶酶活的菌株。根據(jù) 可以初步確定酶活力，其比值越大，酶活力越高。11噬菌體的效價(jià)測(cè)定中采用雙層平板培養(yǎng)基，底層是含2%瓊脂的底層肉湯培養(yǎng)基，上層是在素瓊脂中加入濃度較高的 和一定體積的 ，混勻后傾注。得分三、簡(jiǎn)答題（共30分

3、）1簡(jiǎn)述原核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)及各部分的功能。（5分）2何為反義RNA? 如何對(duì)翻譯進(jìn)行調(diào)控？（5分）3簡(jiǎn)述基因敲除的定義及其基本過(guò)程。（5分）4簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)座因子的共同特征。 （4分）5簡(jiǎn)述乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明葡萄糖效應(yīng)的分子機(jī)制。（6分）6簡(jiǎn)述噬菌體和宿主間的溶源性關(guān)系。以及噬菌體UV誘發(fā)裂解實(shí)驗(yàn)中，緩沖液中鎂離子的作用和在獲得噬菌體裂解液時(shí)加入氯仿處理的目的。（5分）得分四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（共12分）1設(shè)計(jì)從土壤中篩選能產(chǎn)生淀粉酶的地衣芽孢桿菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。（12分）試題解析一、名詞解釋（共24分，每小題3分）1啟動(dòng)子 是位于基因5末端上游的一段長(zhǎng)度為20200bp的非編碼的核苷酸序列，其主要功能

4、是與RNA聚合酶或轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的起始。 2操縱子 是由調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)子、操作子和結(jié)構(gòu)基因組成的一個(gè)完整的轉(zhuǎn)錄單位。 3增強(qiáng)子 是真核生物基因表達(dá)的重要調(diào)控元件。能使與其連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增強(qiáng)的DNA序列，長(zhǎng)度一般為100200bp。4基因 是能被轉(zhuǎn)錄成RNA產(chǎn)物的完整DNA或RNA序列。5半保留復(fù)制 DNA復(fù)制的子代DNA分子的兩條鏈一條來(lái)自于親代DNA分子，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻模苑Q為半保留復(fù)制。6. 噬菌體效價(jià) 是指 1ml 培養(yǎng)液中含侵染性的噬菌體粒子數(shù)7. 營(yíng)養(yǎng)缺陷型 野生型菌株由于基因突變，致使細(xì)胞合成途徑出現(xiàn)某些缺陷，喪失合成某些物質(zhì)的能力，必須在基本培養(yǎng)基中外源補(bǔ)加

5、該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，才能正常生長(zhǎng)的一類突變株。8低頻轉(zhuǎn)導(dǎo) 指通過(guò)缺陷型(dg)以較低的頻率將gal基因?qū)胧荏w細(xì)胞。得分二、填空題（共34分，每空1分）1DNA的基本組成單位是 脫氧核糖核苷酸 ，RNA的基本組成單位是 核糖核苷酸 。2每一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)及其復(fù)制區(qū)為一個(gè)復(fù)制單位，稱為 復(fù)制子 。3根據(jù)DNA復(fù)制方向的不同，可以分為 單向復(fù)制 和 雙向復(fù)制 兩種。4質(zhì)粒純化檢測(cè)方法主要有 瓊脂糖凝膠電泳 、氯化銫-EB密度梯度離心和 電鏡觀察三種。5 質(zhì)粒有3種構(gòu)型，即 線性質(zhì)粒 、 帶有缺口的環(huán)型質(zhì)粒 和超螺旋質(zhì)粒 。6 請(qǐng)說(shuō)明下列符號(hào)所表示的意義：lacZ 乳糖發(fā)酵的基因缺陷/突變 ； LacZ 乳糖發(fā)

6、酵的基因缺陷/突變后的表現(xiàn)型 ；strr 鏈霉素抗性基因 ；D(lac,pro) 乳糖發(fā)酵基因到脯氨酸基因這一段染色體發(fā)生了缺失 ；gal T:IS1 galT基因內(nèi)插入了插入序列IS1 。7 轉(zhuǎn)座因子的遺傳學(xué)效應(yīng)包括 插入突變 、 極性效應(yīng) 、 DNA重排 和 缺失/擴(kuò)增/倒位 等。8 代謝工程育種可以采用的措施有 改變代謝途徑 、 擴(kuò)展代謝途徑 和 構(gòu)建新的代謝途徑 等。9 實(shí)施細(xì)菌應(yīng)急反應(yīng)的信號(hào)是 鳥(niǎo)苷四磷酸/ppGpp 和 鳥(niǎo)苷五磷酸/pppGpp ，產(chǎn)生這兩種物質(zhì)的誘導(dǎo)物是 空載的tRNA 。10 同源重組的分子模型有 Holliday雙鏈侵入模型 、 單鏈侵入模型 和 雙鏈斷裂修復(fù)

7、模型 三類，其中被廣泛接受的模型是 雙鏈斷裂修復(fù)模型 。11利用枯草芽孢桿菌的芽孢具有較強(qiáng)的 抗高溫 能力和枯草芽孢桿菌產(chǎn)生蛋白酶的特性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)篩選高產(chǎn)蛋白酶酶活的菌株。根據(jù)透明圈直徑(H)和菌落直徑(C)之比值(H/C) 可以初步確定酶活力，其比值越大，酶活力越高。12噬菌體的效價(jià)測(cè)定中采用雙層平板培養(yǎng)基，底層是含2%瓊脂的底層肉湯培養(yǎng)基，上層是在素瓊脂中加入濃度較高的 受體菌 和一定體積的噬菌體裂解液 ，混勻后傾注。得分三、簡(jiǎn)答題（共30分）1 何為SD序列，如何對(duì)翻譯進(jìn)行調(diào)控？（5分）答案要點(diǎn)：SD(Shine-Dalgarno)序列：存在于RBS中，一般為5個(gè)核苷酸組成的富含G和A的

8、短小序列。其功能是與核糖體16srRNA的3端互補(bǔ)配對(duì)，使核糖體結(jié)合到mRNA上，以利于翻譯的起始。（2分）調(diào)控機(jī)制：(1)SD序列與16S rRNA序列的互補(bǔ)程度；(2)AUG到SD序列的距離，一般為410個(gè)核苷酸，9個(gè)最好；(3)mRNA 5端的空間結(jié)構(gòu)影響30S亞基和mRNA的結(jié)合。（3分）2簡(jiǎn)述不依賴于因子的終止子的結(jié)構(gòu)及其終止轉(zhuǎn)錄的機(jī)制。（5分）答案要點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)之前有一段長(zhǎng)度為720bp的反向重復(fù)序列，反向重復(fù)序列中GC含量高，而且反向重復(fù)序列下游常有68個(gè)A。（2分） 轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制：反向重復(fù)序列轉(zhuǎn)錄后，在轉(zhuǎn)錄泡中，形成的mRNA容易形成RNA-RNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定

9、性比轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA和DNA的結(jié)合穩(wěn)定性高，導(dǎo)致RNA從RNA-DNA雜合鏈上脫離，結(jié)果RNA聚合酶和RNA都從DNA鏈上脫離下來(lái)，轉(zhuǎn)錄終止。（3分）3解釋端粒和端粒酶，以及二者各有何功能？ （6分）答案要點(diǎn)：端粒是位于真核生物染色體末端的一種特殊的結(jié)構(gòu)，主要由一非常簡(jiǎn)單、富含G的重復(fù)序列組成。具有保護(hù)DNA雙鏈末端免遭降解及彼此融合的功能。（3分） 端粒酶是一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶，其中RNA序列和端粒中的重復(fù)序列類似，可以和端粒重復(fù)序列互補(bǔ)，以RNA為模板，催化合成端粒的DNA，確保真核生物DNA復(fù)制時(shí)后隨鏈縮短情況的發(fā)生。（3分）4簡(jiǎn)述DNA shuflling基本原理 （4分）答案

10、要點(diǎn)：（4分） 先將來(lái)源不同但功能相同的一組同源基因，用DNA核酸酶I進(jìn)行消化產(chǎn)生隨機(jī)小片段，由這些小片段組成一個(gè)文庫(kù)，使之互為引物和模板，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，當(dāng)一個(gè)基因拷貝片段作為另一基因拷貝引物時(shí)，引起模板轉(zhuǎn)換，重組因而發(fā)生，導(dǎo)入體內(nèi)后，選擇正突變體作為新一輪的體外重組。一般通過(guò)23個(gè)循環(huán)，得到產(chǎn)物大幅度提高的重組突變體。5簡(jiǎn)述色氨酸弱化作用的調(diào)控機(jī)制。（5分）答案要點(diǎn)： 在色氨酸操縱子前段有一段前導(dǎo)轉(zhuǎn)錄序列，不編碼色氨酸利用相關(guān)基因，但編碼一段前導(dǎo)肽。在前導(dǎo)轉(zhuǎn)錄序列中有四段堿基序列，相鄰的兩端之間可以互補(bǔ)配對(duì)形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。（1分） 在前導(dǎo)肽的編碼區(qū)內(nèi)部有兩個(gè)串聯(lián)的色氨酸密碼子，再后面不遠(yuǎn)處有

11、一個(gè)翻譯終止密碼子。（1分） 當(dāng)色氨酸濃度低時(shí)，4區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時(shí)，核糖體還停止在1區(qū)之前，干擾1區(qū)和2區(qū)的配對(duì)，結(jié)果形成2-3配對(duì)，3無(wú)法和4配對(duì)，不形成終止子。轉(zhuǎn)錄正常進(jìn)行。當(dāng)色氨酸濃度高時(shí)，核糖體可順利通過(guò)1區(qū)，達(dá)到2區(qū)，無(wú)法形成2-3配對(duì)，形成3-4配對(duì)的徑環(huán)終止結(jié)構(gòu)。（3分）6簡(jiǎn)述噬菌體和宿主間的溶源性關(guān)系。以及噬菌體UV誘發(fā)裂解實(shí)驗(yàn)中，緩沖液中鎂離子的作用和在獲得噬菌體裂解液時(shí)加入氯仿處理的目的。（5分）答案要點(diǎn)：有些噬菌體在吸附和侵入宿主細(xì)胞后，其基因組并不接管和殺死宿主，而是存留在宿主細(xì)胞內(nèi)整合到宿主核基因組，同宿主基因組一起復(fù)制，產(chǎn)生一群攜帶噬菌體基因的細(xì)胞，而宿主依然表現(xiàn)正常

12、，可長(zhǎng)期生長(zhǎng)和繁殖，但這些細(xì)胞在適宜的環(huán)境條件下會(huì)產(chǎn)生并釋放噬菌體。這種噬菌體和宿主之間的關(guān)系稱為溶源性。（3分）鎂離子的作用是促進(jìn)裂解；（1分）獲得噬菌體裂解液時(shí)加入氯仿處理的目的是使蛋白變性，使細(xì)胞碎片沉淀。（1分）得分四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（共12分）1設(shè)計(jì)從土壤中篩選能產(chǎn)生淀粉酶的地衣芽孢桿菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。（12分）答：1) 采樣 （1分）2） 富集培養(yǎng) 取土樣平攤于一干凈的紙上，從四個(gè)角和中央各取一點(diǎn)土，混勻，稱取1g，置于裝有肉湯培養(yǎng)基的三角瓶中，于8090熱水浴中保溫1015min，然后于28搖床上振蕩（120r/min）培養(yǎng)24h。（2分）3） 涂布分離 將培養(yǎng)液再一次熱處理后，以10倍稀釋法適當(dāng)稀釋，取最后三個(gè)稀釋度的稀釋液各0.1ml于無(wú)菌的淀粉培養(yǎng)基平板中，每個(gè)稀釋度平均兩皿。（2分） 用滅過(guò)菌的涂布棒將菌液均勻涂布在淀粉培養(yǎng)基平板上，倒置于30培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2448h。（2分） 挑菌落 用碘液滴加在具有單菌落的淀粉