2008年江南大学803微生物学综合科目考研真题.docx

江南大学803微生物学综合科目2008年硕士研究生入学考试试题及解析江南大学08发酵微生物试题一、 选择（2分× 10 ，其中*为多项选择）1、细菌细胞膜的功能不包括(A)A、与DNA的分离和复制有关 B、 细菌细胞能量合成场所C、鞭毛运动支点 D、 维持细胞内正常渗透压2、用麦芽汁培养基摇瓶培养 Saccharomyces cerevisiae ,其繁殖方式是(D)A、裂殖 B、 芽殖 C、 假菌丝繁殖 D、 子囊孢子繁殖3、下面不属于细菌的特殊构造的是(A)A、核糖体 B、 性菌毛 C、 鞭毛 D、 荚膜4、酵母菌在PH8的环境下发酵葡萄糖，主要积累的发酵产物是(D)A、草酸 B、 乙醇 C、乙酸 D、 甘油5、真核生物目的基因的获得不能采用的方式是(B)A、DNA文库筛选 B、 cDNA文库筛选 C、 PCR体外扩增 D、 DNA的合成6、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7、下列营养物质中最不可能通过简单扩散进出微生物细胞的是(B)A、气体 B、 K+ C、 脂溶性小分子 D、 水8、下列属于微生物有性孢子的是(B)A、分生孢子 B、 子囊孢子 C、 孢子囊孢子 D、 游动孢子9*、下列现象中属于环境污染的是(BE)A、农作物收获后残留在农田的大量秸秆 B、城市汽车、烟囱等排出的含硫、铅废气C、梅雨季节降雨量大造成地表水进入水体D、农村饲养的畜禽类的大量粪便E、工厂高浓度有机废水未经处理直接进入水体10*、下列微生物菌种中能产生芽孢的种是(AD)A、Bacillus subtilis B、Staphylococcus aereus C、 Corynebacterium Pekinese D、Clostridium acetobutylicum E、Aspergillus niger二、名词解释（4分*10）1 间体细胞膜内陷形成。功能：1）拟线粒体，呼吸酶系发达。2）与壁合成，核分裂，芽孢形成有关。2 周质空间一般指位于C细菌细胞壁外膜与细胞膜之间的狭窄空间，呈胶状，内含各种周质蛋白，包括各种酶类和受体蛋白等。3 选择培养基根据不同微生物的营养需求或对某种化学物质敏感性不同，在培养基中加入相应营养物质或化学物质，抑制不需要微生物的生长，将所需微生物从复杂的微生物群体中选择分离出来。4 共生关系二种生物共居在一起，相互分工协作、相依为命，甚至形成在生理上表现出一定的分工，在组织和形态上产生了新的结构的特殊的共生体。共生一般有二种情况：互惠共生（二者均得利）和偏利共生（一方得利，但另一方并不受害）5 BOD5(五日生化需氧量)：20时，每L废水所含有机物在5天内进行微生物氧化时所消耗的氧量，mg/L。6 倒位染色体的的片段发生了180°的位置颠倒7 多克隆位点是克隆载体上一个带有不同限制酶单一识别位点的短66DNA片段，外源基因可随意插人任何一个切点。多克隆位点常位丰一个基因的编码区之中，因此，基因的插入失活极易被检测到。8 葡萄糖效应Monod研究E. coli 对混合碳源利用，发现葡萄糖抑制其它糖利用，出现二次生长。所有迅速代谢能源都能阻抑较慢代谢的能源所需酶的合成。酶的生成被易分解碳源所阻遏。此称葡萄糖效应。酶大多数是诱导酶。葡萄糖效应并不是由葡萄糖直接造成，而是葡萄糖某种分解代谢物引起。9 大肠菌群任何37 24小时能够发酵乳糖产酸产气的革兰氏阴性杆状无芽孢,兼性厌氧的肠道细菌,典型代表E.coli,产气肠杆菌,柠檬酸杆菌属.10 EcoR 1一种限制性内切酶,能够切开基因上的相应内切酶位点,露出粘性末端.三、问答（90分） 1 试讨论细菌细胞壁的组成及其结构与革兰氏染色之间的关系。当对一株未知细菌进行革兰氏染色时，怎样才能保证结果正确可靠。（15分）通过结晶紫液初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶与水的结晶紫与碘的复合物。G+菌由于其细胞壁较厚，肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫和碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。而G-菌因其细胞壁薄，外膜层类脂含量高，肽聚糖层薄和较联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出，因此细胞退成无色，这时，再经沙黄等红色染料复染，就使G-菌呈红色，而G+菌仍为紫色。通过这一染色过程，可把几乎所有细菌分为G+和G-两类，是分离鉴定菌种的重要指标。同时证明了G+和G-主要由于其细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性（脱色能力）的不同，正由于这一物理特性的不同才决定了最终染色反应的不同。 为了保证结果正确可靠,主要需要掌握脱色的时间要合适,涂片不能太厚,菌龄一般采用培养20-24小时的培养物.2 试述在营养缺陷型突变株筛选中淘汰野生型的目的、原理及方法。（15）在基础理论中,营养缺陷性不仅被广泛应用于阐明微生物代谢途径上,而且在遗传学的研究中具有特殊的地位.在遗传学规律中的转化、转导、原生质体融合、质粒和转座因子等的研究中，营养缺陷型是常用的标记菌种，在生产实践中，常用营养缺陷型来切断代谢途径，积累中间代谢产物；营养缺陷型还能协助解除代谢的反馈调控机制，以积累分支代谢途径中某一代谢产物；也可将营养缺陷型菌株作为生产菌种杂交、重组育种的遗传标记。营养缺陷型菌株是野生型菌株经过人工诱变或者自发突变失去合成某种营养物质的能力，只能在完全培养基或补充相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。营养缺陷型菌株是一种生化突变型，是由基因突变所引起的，生长因子的生物合成代谢是在一系列酶的催化下通过多步生化反应而完成的。若编码其中的任何一个酶的基因发生突变导致该酶失活，则反映将在此受阻，相应的生长因子就不能合成，菌株就表现为该生长因子的营养缺陷型。第一步，诱变剂处理，与一般诱变处理相同 第二步，淘汰野生型：通过抗生素法或菌丝过滤法就可淘汰为数众多的野生型菌株，从而达到浓缩极少数营养缺陷型的目的 第三步，检出缺陷型：有夹层培养法，限量补充培养法，逐个检出法，影印平版法 第四步，鉴定缺陷型，可借生长谱法进行。3 试讨论紫外线对DNA的损伤及其修复。（10 ）紫外线作用：同链DNA的相邻T间形成共价T二聚体，阻碍碱基间正常配对，从而引起突变或死亡。机体对损伤DNA的修复：1、光复活作用：经UV照射后的微生物暴露于可见光下，可明显降低起死亡率，此称光复活作用。2、暗修复作用（切补修复）：与光无关，须4种酶参与：核酸内切酶、核酸外切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶。3、重组修复：发生在DNA复制过程或复制之后，不切除DNA损伤部位的修复。DNA链在复制时，受损的模板作用消失，互补单链（新链）里留下空隙，产生诱导信号，recA基因被诱导，产生大量重组蛋白，与新链缺口结合，引起 子链和母链交换。交换后母链缺口，通过聚合作用，以对侧子链为模板合成DNA 片段填充，连接酶连接新旧链完成复制。4、SOS修复 ：一种能够引起误差修复的紧急呼救修复，是在无模板DNA 情况下合成酶的诱导修复。正常情况下无活性有关酶系，DNA受损伤而复制又受到抑制情况下发出信号，激活有关酶系，对DNA损伤进行修复，其中DNA多聚酶起重要作用，在无模板情况下，进行DNA修复再合成，并将DNA片段插入受损DNA空隙处。5、DNA 多聚酶的校正作用：DNA 多聚酶除了对多核苷酸的多聚作用外，还具有3到5核酸外切酶作用，依靠这一作用，能在复制过程中随时切除不正常的核柑酸。上述修复中前3种属无错误修复，使诱变作用降低。而SOS修复属易误修复，造成误差修复，引起突变。4 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。（20）大肠杆菌一般进行无性生殖，成为裂殖，首先是细胞核区伸长并分裂，同时在细胞赤道附件的细胞质膜由外向中心做环状推进，然后闭合形成一个垂直于细胞长轴的细胞质隔膜，并使细胞分开，第二步是形成横膈膜，最后是将细胞等分为两个子细胞。酵母繁殖方式主要分无性繁殖和有性繁殖，无性繁殖包括芽殖、裂殖和裂芽繁殖。有性繁殖是形成子囊孢子进行繁殖。红曲霉的有性繁殖是形成卵孢子和接合孢子，无性繁殖有游动孢子，孢囊孢子和厚膜孢子噬菌体的繁殖主要分为吸附、侵入、增殖、成熟和释放五步，温和性噬菌体可以整合到宿主基因组上繁殖。微生物繁殖方式多种多样，每类微生物的繁殖方式各不相同，及时同类微生物，不同的种属之间的主要繁殖方式也各有千秋，可见大自然中微生物的多样性。各个种群由于突变、自然选择或其他原因，往往在遗传上不同。因此，某些种群具有在另一些种群中没有的基因突变，或者在一个种群中很稀少的等位基因可能在另一个种群中出现很多。这些遗传差别使得有机体能在局部环境中的特定条件下更加成功地繁殖和适应。不仅同一个种的不同种群遗传特征有所不同，即存在种群之间的基因多样性；在同一个种群之内也有基因多样性。在一个种群中某些个体常常具有基因突变。这种种群之内的基因多样性就是进化材料。具有较高基因多样性的种群，可能有某些个体能忍受环境的不利改变，并把它们的基因传递给后代。环境的加速改变，使得基因多样性的保护在生物多样性保护中占据着十分重要的地位。5 单细胞微生物生长规律如何？结合细菌谷氨酸发酵，谈谈生长规律对工业发酵生产有何指导意义？（15）细胞生长的标志在外观上是细胞由小长大，在细胞内部则是细胞物质的增加、细胞结构和细胞器的组建。将少量纯培养接种到一恒定体积的新鲜液体培养基中，适宜条件下培养，定时取样测定细菌含量，以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速率为纵坐标，得繁殖曲线，对单细胞而言，又称生长曲线。根据生长速率不同，分为几个时期。（一）延迟期 lag phase(停滞期、调整期）表现：不立即繁殖，生长速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大。特点：分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感。原因：调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境。消除：增加接种量；采用最适菌龄接种；培养基成分（种子、发酵）（二）对数期 log phase表现：代谢活性最强，几何级数增加，代时最短，生长速率最大。特点：细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性。影响G因素：菌种、营养成分、营养物浓度（很低时影响）、培养温度。（三）稳定期 stationary phase(最高生长期、静止期）表现：新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态平衡。特点：生长速率又趋于0，细胞总数最高。原因：养分减少；有毒代谢物产生。稳定期细胞内开始积累贮存物，此阶段收获菌体，也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。延长：补料，调pH、温度等。此时，菌体总数量与所消耗的营养物之间存在一定关系，称为产量常数（生长效率）。Y = X - X0 /C 其中X-稳定期细胞干重/ml， X0 -接种时干重/ml，C-限制性营养物浓度。根据这一原理，可进行生物测定。将未知混合物加到只缺乏特定限制性营养物的完全培养基中，测定培养基所能达到的生长量，就可以计算出原混合物中特定限制性营养物的浓度。（四）衰亡期 decline phase表现：出现 “负生长 ”，有些细胞开始自溶。对于丝状真菌，细胞数目不呈几何级数增加，无对数生长期，一般有调整期，最高生长期，衰退期。在谷氨酸发酵中，细菌在恒定期大量积累谷氨酸，并且能保持一定的时期，所以在发酵上尽量延长这一时期，来增大谷氨酸的产量。6 某一微生物菌株有如图所示的代谢途径，图中的各个字母分别代表一种氨基酸。请问应如何对野生型菌种进行遗传改造，才能打破原有的代谢调控获得中间代谢产物D 的高产突变株？原因如何？（15）A B C D E 反馈抑制 反馈阻遏为了大量积累D，并且接触E的反馈抑制，需要首先将D通向E的代谢途径切断，可以通过营养缺陷型突变来达到。同时由于D具有反馈阻遏，可以通过通过筛选细胞膜透性突变株或者抗阻遏突变株来达到目的。