微生物遺傳學試卷(附解析)-生物工程-生物技術-制藥工程-天津科技大學3

1、2008-2009學年第 一 學期本科試卷 學 院: 專 業(yè): 學號: 姓名: 裝訂線 學院課程名稱:微生物遺傳學(B）題號一二三四五六七八總成績得分得分一、名詞解釋（共24分，每小題3分）1終止子2半不連續(xù)復制 3端粒酶4功能基因組學5核小體6. 噬菌體效價7. 營養(yǎng)缺陷型8低頻轉導 得分二、填空題（共34分，每空1分）1證明核酸是遺傳物質基礎的三個經(jīng)典實驗是 、 和 。2染色體DNA復制的模板是 ，復制的酶主要是 ；端粒DNA復制的模板 ，復制的酶是 。3真核生物mRNA的主要結構特點是其5端有 ，其3端有 。4原核生物的終止子可分為 和 兩種。5質粒消除的方法主要有 和 兩大類。6專一性

2、與DNA結合的DNA結合蛋白的結構類型主要有 、 和 。7誘變育種可以采用的措施有 、 、 和 等。8存在于單倍體細胞或病毒中的全部一套基因稱為 。第一個被測序的原核微生物是 ；第一個被測序的真核微生物是 ；第一個被測序的自養(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的 能力和枯草芽孢桿菌產(chǎn)生蛋白酶的特性，設計實驗篩選高產(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噬菌體的效價測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、簡答題（共30分

3、）1簡述原核生物啟動子的結構及各部分的功能。（5分）2何為反義RNA? 如何對翻譯進行調控？（5分）3簡述基因敲除的定義及其基本過程。（5分）4簡述轉座因子的共同特征。 （4分）5簡述乳糖操縱子的結構，并說明葡萄糖效應的分子機制。（6分）6簡述噬菌體和宿主間的溶源性關系。以及噬菌體UV誘發(fā)裂解實驗中，緩沖液中鎂離子的作用和在獲得噬菌體裂解液時加入氯仿處理的目的。（5分）得分四、實驗設計題（共12分）1設計從土壤中篩選能產(chǎn)生淀粉酶的地衣芽孢桿菌的實驗過程。（12分）試題解析一、名詞解釋（共24分，每小題3分）1啟動子 是位于基因5末端上游的一段長度為20200bp的非編碼的核苷酸序列，其主要功能

4、是與RNA聚合酶或轉錄因子結合，促進轉錄的起始。 2操縱子 是由調節(jié)基因、啟動子、操作子和結構基因組成的一個完整的轉錄單位。 3增強子 是真核生物基因表達的重要調控元件。能使與其連鎖的基因轉錄頻率明顯增強的DNA序列，長度一般為100200bp。4基因 是能被轉錄成RNA產(chǎn)物的完整DNA或RNA序列。5半保留復制 DNA復制的子代DNA分子的兩條鏈一條來自于親代DNA分子，另一條鏈是新合成的，所以稱為半保留復制。6. 噬菌體效價 是指 1ml 培養(yǎng)液中含侵染性的噬菌體粒子數(shù)7. 營養(yǎng)缺陷型 野生型菌株由于基因突變，致使細胞合成途徑出現(xiàn)某些缺陷，喪失合成某些物質的能力，必須在基本培養(yǎng)基中外源補加

5、該營養(yǎng)物質，才能正常生長的一類突變株。8低頻轉導 指通過缺陷型(dg)以較低的頻率將gal基因導入受體細胞。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每一個復制起點及其復制區(qū)為一個復制單位，稱為 復制子 。3根據(jù)DNA復制方向的不同，可以分為 單向復制 和 雙向復制 兩種。4質粒純化檢測方法主要有 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 質粒有3種構型，即 線性質粒 、 帶有缺口的環(huán)型質粒 和超螺旋質粒 。6 請說明下列符號所表示的意義：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 轉座因子的遺傳學效應包括 插入突變 、 極性效應 、 DNA重排 和 缺失/擴增/倒位 等。8 代謝工程育種可以采用的措施有 改變代謝途徑 、 擴展代謝途徑 和 構建新的代謝途徑 等。9 實施細菌應急反應的信號是 鳥苷四磷酸/ppGpp 和 鳥苷五磷酸/pppGpp ，產(chǎn)生這兩種物質的誘導物是 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

7、模型 三類，其中被廣泛接受的模型是 雙鏈斷裂修復模型 。11利用枯草芽孢桿菌的芽孢具有較強的 抗高溫 能力和枯草芽孢桿菌產(chǎn)生蛋白酶的特性，設計實驗篩選高產(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噬菌體的效價測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、簡答題（共30分）1 何為SD序列，如何對翻譯進行調控？（5分）答案要點：SD(Shine-Dalgarno)序列：存在于RBS中，一般為5個核苷酸組成的富含G和A的

8、短小序列。其功能是與核糖體16srRNA的3端互補配對，使核糖體結合到mRNA上，以利于翻譯的起始。（2分）調控機制：(1)SD序列與16S rRNA序列的互補程度；(2)AUG到SD序列的距離，一般為410個核苷酸，9個最好；(3)mRNA 5端的空間結構影響30S亞基和mRNA的結合。（3分）2簡述不依賴于因子的終止子的結構及其終止轉錄的機制。（5分）答案要點：結構特點：在轉錄終止點之前有一段長度為720bp的反向重復序列，反向重復序列中GC含量高，而且反向重復序列下游常有68個A。（2分） 轉錄終止機制：反向重復序列轉錄后，在轉錄泡中，形成的mRNA容易形成RNA-RNA發(fā)夾結構，其穩(wěn)定

9、性比轉錄產(chǎn)物mRNA和DNA的結合穩(wěn)定性高，導致RNA從RNA-DNA雜合鏈上脫離，結果RNA聚合酶和RNA都從DNA鏈上脫離下來，轉錄終止。（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：端粒是位于真核生物染色體末端的一種特殊的結構，主要由一非常簡單、富含G的重復序列組成。具有保護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和蛋白質組成的酶，其中RNA序列和端粒中的重復序列類似，可以和端粒重復序列互補，以RNA為模板，催化合成端粒的DNA，確保真核生物DNA復制時后隨鏈縮短情況的發(fā)生。（3分）4簡述DNA shuflling基本原理 （4分）答案

10、要點：（4分） 先將來源不同但功能相同的一組同源基因，用DNA核酸酶I進行消化產(chǎn)生隨機小片段，由這些小片段組成一個文庫，使之互為引物和模板，進行PCR擴增，當一個基因拷貝片段作為另一基因拷貝引物時，引起模板轉換，重組因而發(fā)生，導入體內(nèi)后，選擇正突變體作為新一輪的體外重組。一般通過23個循環(huán)，得到產(chǎn)物大幅度提高的重組突變體。5簡述色氨酸弱化作用的調控機制。（5分）答案要點： 在色氨酸操縱子前段有一段前導轉錄序列，不編碼色氨酸利用相關基因，但編碼一段前導肽。在前導轉錄序列中有四段堿基序列，相鄰的兩端之間可以互補配對形成發(fā)夾結構。（1分） 在前導肽的編碼區(qū)內(nèi)部有兩個串聯(lián)的色氨酸密碼子，再后面不遠處有

11、一個翻譯終止密碼子。（1分） 當色氨酸濃度低時，4區(qū)被轉錄完成時，核糖體還停止在1區(qū)之前，干擾1區(qū)和2區(qū)的配對，結果形成2-3配對，3無法和4配對，不形成終止子。轉錄正常進行。當色氨酸濃度高時，核糖體可順利通過1區(qū)，達到2區(qū)，無法形成2-3配對，形成3-4配對的徑環(huán)終止結構。（3分）6簡述噬菌體和宿主間的溶源性關系。以及噬菌體UV誘發(fā)裂解實驗中，緩沖液中鎂離子的作用和在獲得噬菌體裂解液時加入氯仿處理的目的。（5分）答案要點：有些噬菌體在吸附和侵入宿主細胞后，其基因組并不接管和殺死宿主，而是存留在宿主細胞內(nèi)整合到宿主核基因組，同宿主基因組一起復制，產(chǎn)生一群攜帶噬菌體基因的細胞，而宿主依然表現(xiàn)正常

12、，可長期生長和繁殖，但這些細胞在適宜的環(huán)境條件下會產(chǎn)生并釋放噬菌體。這種噬菌體和宿主之間的關系稱為溶源性。（3分）鎂離子的作用是促進裂解；（1分）獲得噬菌體裂解液時加入氯仿處理的目的是使蛋白變性，使細胞碎片沉淀。（1分）得分四、實驗設計題（共12分）1設計從土壤中篩選能產(chǎn)生淀粉酶的地衣芽孢桿菌的實驗過程。（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，從四個角和中央各取一點土，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倍稀釋法適當稀釋，取最后三個稀釋度的稀釋液各0.1ml于無菌的淀粉培養(yǎng)基平板中，每個稀釋度平均兩皿。（2分） 用滅過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