微生物遗传学试卷(附解析)-生物工程-生物技术-制药工程-天津科技大学-02.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date微生物遗传学试卷(附解析)-生物工程-生物技术-制药工程-天津科技大学-02200 200 学年第 学期期末考试试卷题号一二三四五六七八总成绩得分得分一、名词解释（共24分，每小题3分）1启动子2操纵子 3增强子4基因5半保留复制6. 噬菌体效价7. 营养缺陷型8低频转导 得分二、填空题（共34分，每空1分）1DNA的基本组成单位是 ，RNA的基本组成单位是 。2每一个复制起点及其复制区为一个复制单位，称为 。3根据DNA复制方向的不同，可以分为 和 两种。4质粒纯化检测方法主要有 、 和 三种。5质粒有3种构型，即 、 和 。6请说明下列符号所表示的意义：lacZ ； LacZ ；strr ；D(lac,pro) ；gal T:IS1 。7 转座因子的遗传学效应包括 、 、 和 等。8代谢工程育种可以采用的措施有 、 和 等。9实施细菌应急反应的信号是 和 ，产生这两种物质的诱导物是 。10同源重组的分子模型有 、 和 三类，其中被广泛接受的模型是 。11利用枯草芽孢杆菌的芽孢具有较强的 能力和枯草芽孢杆菌产生蛋白酶的特性，设计实验筛选高产蛋白酶酶活的菌株。根据 可以初步确定酶活力，其比值越大，酶活力越高。12噬菌体的效价测定中采用双层平板培养基，底层是含2%琼脂的底层肉汤培养基，上层是在素琼脂中加入浓度较高的 和一定体积的 ，混匀后倾注。得分三、简答题（共30分）1何为SD序列，如何对翻译进行调控？（5分）2简述不依赖于因子的终止子的结构及其终止转录的机制。（5分）3解释端粒和端粒酶，以及二者各有何功能？ （6分）4简述DNA shuflling基本原理 （4分）5简述色氨酸弱化作用的调控机制。（5分）6简述噬菌体和宿主间的溶源性关系。以及噬菌体UV诱发裂解实验中，缓冲液中镁离子的作用和在获得噬菌体裂解液时加入氯仿处理的目的。（5分）得分四、实验设计题（共12分）1设计从土壤中筛选能产生淀粉酶的地衣芽孢杆菌的实验过程。（12分）试卷解析一、名词解释（共24分，每小题3分）1启动子 是位于基因5末端上游的一段长度为20200bp的非编码的核苷酸序列，其主要功能是与RNA聚合酶或转录因子结合，促进转录的起始。 2操纵子 是由调节基因、启动子、操作子和结构基因组成的一个完整的转录单位。 3增强子 是真核生物基因表达的重要调控元件。能使与其连锁的基因转录频率明显增强的DNA序列，长度一般为100200bp。4基因 是能被转录成RNA产物的完整DNA或RNA序列。5半保留复制 DNA复制的子代DNA分子的两条链一条来自于亲代DNA分子，另一条链是新合成的，所以称为半保留复制。6. 噬菌体效价 是指 1ml 培养液中含侵染性的噬菌体粒子数7. 营养缺陷型 野生型菌株由于基因突变，致使细胞合成途径出现某些缺陷，丧失合成某些物质的能力，必须在基本培养基中外源补加该营养物质，才能正常生长的一类突变株。8低频转导 指通过缺陷型(dg)以较低的频率将gal基因导入受体细胞。得分二、填空题（共34分，每空1分）1DNA的基本组成单位是 脱氧核糖核苷酸 ，RNA的基本组成单位是 核糖核苷酸 。2每一个复制起点及其复制区为一个复制单位，称为 复制子 。3根据DNA复制方向的不同，可以分为 单向复制 和 双向复制 两种。4质粒纯化检测方法主要有 琼脂糖凝胶电泳 、氯化铯-EB密度梯度离心和 电镜观察三种。5 质粒有3种构型，即 线性质粒 、 带有缺口的环型质粒 和超螺旋质粒 。6 请说明下列符号所表示的意义：lacZ 乳糖发酵的基因缺陷/突变 ； LacZ 乳糖发酵的基因缺陷/突变后的表现型 ；strr 链霉素抗性基因 ；D(lac,pro) 乳糖发酵基因到脯氨酸基因这一段染色体发生了缺失 ；gal T:IS1 galT基因内插入了插入序列IS1 。7 转座因子的遗传学效应包括 插入突变 、 极性效应 、 DNA重排 和 缺失/扩增/倒位 等。8 代谢工程育种可以采用的措施有 改变代谢途径 、 扩展代谢途径 和 构建新的代谢途径 等。9 实施细菌应急反应的信号是 鸟苷四磷酸/ppGpp 和 鸟苷五磷酸/pppGpp ，产生这两种物质的诱导物是 空载的tRNA 。10 同源重组的分子模型有 Holliday双链侵入模型 、 单链侵入模型 和 双链断裂修复模型 三类，其中被广泛接受的模型是 双链断裂修复模型 。11利用枯草芽孢杆菌的芽孢具有较强的 抗高温 能力和枯草芽孢杆菌产生蛋白酶的特性，设计实验筛选高产蛋白酶酶活的菌株。根据透明圈直径(H)和菌落直径(C)之比值(H/C) 可以初步确定酶活力，其比值越大，酶活力越高。12噬菌体的效价测定中采用双层平板培养基，底层是含2%琼脂的底层肉汤培养基，上层是在素琼脂中加入浓度较高的 受体菌 和一定体积的噬菌体裂解液 ，混匀后倾注。得分三、简答题（共30分）1 何为SD序列，如何对翻译进行调控？（5分）答案要点：SD(Shine-Dalgarno)序列：存在于RBS中，一般为5个核苷酸组成的富含G和A的短小序列。其功能是与核糖体16srRNA的3端互补配对，使核糖体结合到mRNA上，以利于翻译的起始。（2分）调控机制：(1)SD序列与16S rRNA序列的互补程度；(2)AUG到SD序列的距离，一般为410个核苷酸，9个最好；(3)mRNA 5端的空间结构影响30S亚基和mRNA的结合。（3分）2简述不依赖于因子的终止子的结构及其终止转录的机制。（5分）答案要点：结构特点：在转录终止点之前有一段长度为720bp的反向重复序列，反向重复序列中GC含量高，而且反向重复序列下游常有68个A。（2分） 转录终止机制：反向重复序列转录后，在转录泡中，形成的mRNA容易形成RNA-RNA发夹结构，其稳定性比转录产物mRNA和DNA的结合稳定性高，导致RNA从RNA-DNA杂合链上脱离，结果RNA聚合酶和RNA都从DNA链上脱离下来，转录终止。（3分）3解释端粒和端粒酶，以及二者各有何功能？ （6分）答案要点：端粒是位于真核生物染色体末端的一种特殊的结构，主要由一非常简单、富含G的重复序列组成。具有保护DNA双链末端免遭降解及彼此融合的功能。（3分） 端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的酶，其中RNA序列和端粒中的重复序列类似，可以和端粒重复序列互补，以RNA为模板，催化合成端粒的DNA，确保真核生物DNA复制时后随链缩短情况的发生。（3分）4简述DNA shuflling基本原理 （4分）答案要点：（4分） 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，当一个基因拷贝片段作为另一基因拷贝引物时，引起模板转换，重组因而发生，导入体内后，选择正突变体作为新一轮的体外重组。一般通过23个循环，得到产物大幅度提高的重组突变体。5简述色氨酸弱化作用的调控机制。（5分）答案要点： 在色氨酸操纵子前段有一段前导转录序列，不编码色氨酸利用相关基因，但编码一段前导肽。在前导转录序列中有四段碱基序列，相邻的两端之间可以互补配对形成发夹结构。（1分） 在前导肽的编码区内部有两个串联的色氨酸密码子，再后面不远处有一个翻译终止密码子。（1分） 当色氨酸浓度低时，4区被转录完成时，核糖体还停止在1区之前，干扰1区和2区的配对，结果形成2-3配对，3无法和4配对，不形成终止子。转录正常进行。当色氨酸浓度高时，核糖体可顺利通过1区，达到2区，无法形成2-3配对，形成3-4配对的径环终止结构。（3分）6简述噬菌体和宿主间的溶源性关系。以及噬菌体UV诱发裂解实验中，缓冲液中镁离子的作用和在获得噬菌体裂解液时加入氯仿处理的目的。（5分）答案要点：有些噬菌体在吸附和侵入宿主细胞后，其基因组并不接管和杀死宿主，而是存留在宿主细胞内整合到宿主核基因组，同宿主基因组一起复制，产生一群携带噬菌体基因的细胞，而宿主依然表现正常，可长期生长和繁殖，但这些细胞在适宜的环境条件下会产生并释放噬菌体。这种噬菌体和宿主之间的关系称为溶源性。（3分）镁离子的作用是促进裂解；（1分）获得噬菌体裂解液时加入氯仿处理的目的是使蛋白变性，使细胞碎片沉淀。（1分）得分四、实验设计题（共12分）1设计从土壤中筛选能产生淀粉酶的地衣芽孢杆菌的实验过程。（12分）答：1) 采样 （1分）2） 富集培养 取土样平摊于一干净的纸上，从四个角和中央各取一点土，混匀，称取1g，置于装有肉汤培养基的三角瓶中，于8090热水浴中保温1015min，然后于28摇床上振荡（120r/min）培养24h。（2分）3） 涂布分离 将培养液再一次热处理后，以10倍稀释法适当稀释，取最后三个稀释度的稀释液各0.1ml于无菌的淀粉培养基平板中，每个稀释度平均两皿。（2分） 用灭过菌的涂布棒将菌液均匀涂布在淀粉培养基平板上，倒置于30培养箱中培养2448h。（2分） 挑菌落 用碘液滴加在具有单菌落的淀粉平板中的菌落周围，由于菌落周围淀粉被水解而为无色透明，远离菌落的淀粉会与碘液反应呈兰色，因此可以根据透明圈直径和菌落直径比值(H/C)大小，挑取比值大的菌落，接种于斜面，30培养24h，备用。（3分）4）纯种鉴定 菌种经革兰氏染色，油镜观察，从细胞形态及菌落特征进行鉴别。（1分）5）纯化 将选定的菌株，于淀粉培养基平板上采用平板划线分离技术进行纯化。（1分）-