第八章微生物的遗传和变异习题一、填空题1、证明DNA是遗传物质的事例很多，其中最直接的证明有三个经典实验。2、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3、大肠杆菌基因组为双链环状的，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小形式存在于细胞中，该小体被称为04、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5、质粒通常以的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中，但从细胞中分离型、型和型。的质粒大多是3种构型，即和6、转座因子可引发多种遗传变化主要包括7、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。和8、细菌的结合作用是指细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的过程9、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，因此它是一种遗传。10、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。二、选择题1、最小的遗传单位是（）。（1）染色体（2）基因（3）密码子（4）核苷酸2、细菌直接摄取外界游离的DNA片段发生变异称为（）（4）转换（1）转导（2）转化（3）接合
第八章 微生物的遗传和变异 习 题 一、填空题 1、证明 DNA 是遗传物质的事例很多，其中最直接的证明有 、 、 三个经典实验。 2、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 。 3、大肠杆菌基因组为双链环状的 ，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的 不规则小形式存在于细胞中，该小体被称为 。 4、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 。 5、质粒通常以 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。 6、转座因子可引发多种遗传变化主要包括 、 和 。 7、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。 8、细菌的结合作用是指细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的 和 过程 9、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 遗传。 10、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。 二、选择题 1、最小的遗传单位是（ ）。 （1）染色体 （2）基因 （3）密码子 （4）核苷酸 2、细菌直接摄取外界游离的 DNA 片段发生变异称为（ ） （1）转导 （2）转化 （3）接合 （4）转换
3、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4、琼脂糖胶电泳是根据（）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5、由于个别碱基的置换、插入或缺失引起的突变称为（）（1）染色体突变（2）基因突变（3）自发突变（4）人工诱导突变6、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7、Mu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8、F是携带有宿主染色体基因的F因子，FXF的杂交与FXF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分二倍体，此时的受体细胞也就变成了（）。(1) F*(2) F(3)F(4) F9、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10、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。（1）重组频率（2）融合频率（3）突变频率（4）调控频率三、是非题1、Avery和他的合作者C.M.Macleod和M.J.McCarty为了弄清楚Griffith实验中的转化因子的实质，他们分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有度的S
3、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 4、琼脂糖胶电泳是根据（ ）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 5、由于个别碱基的置换、插入或缺失引起的突变称为（ ） （1）染色体突变 （2）基因突变 （3）自发突变 （4）人工诱导突变 6、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 7、Mu 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 8、F‵是携带有宿主染色体基因的 F 因子，F‵×F —的杂交与 F‵×F —不同的是 给体的部分染色体基因随 F‵—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分二倍体，此时的受体细胞也就变成了（ ）。 （1）F + （2）F‵ （3）F — （4）F 9、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 10、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。 （1）重组频率 （2）融合频率 （3）突变频率 （4）调控频率 三、是非题 1、Avery 和他的合作者 C.M.Macleod 和 M.J.McCarty 为了弄清楚 Griffith 实验 中的转化因子的实质，他们分别用降解 DNA、RNA 或蛋白质的酶作用于有度的 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，观察转化现象的发生。结果发现，只有DNA被酶解而遭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。2、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。3、大多数酵母菌株含有一种称之为1μm的质粒，它们是封闭环状的双链DNA分子，周长约6kb，以高拷贝数存在于酵母细胞中，每个单倍体基因组含60～100个拷贝，约占酵细胞总DNA的30%。4、酵母的DNA也是与4种主要的组蛋白（H2A、H2B、H3和H4）结合构成染色的14bp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、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。6、Tn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。7、线粒体基因组可编码一些为线粒体呼吸链所需要的蛋白质，大多数的线粒体蛋白质是由线粒体基因编码的。8、营养缺陷型是微生物遗传学研究重要的选择标记和育种的重要手段，由于这类突变型在基本培养基上不生长，所以是一种负选择标记，需采用划线分离的方法进行分离。9、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。1O、自然感受态除了对线型染色体DNA分子的摄取质粒DNA和噬菌体DNA，后者又称为转化。四、名词解释基因组遗传丰余转座因子同义突变结构类似物普遍性转导局限性转导遗传转化诱变育种原生质融合五、简答题1、请概述质粒、转座因子异同点。2、什么是准性生殖？简述其过程
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， 观察转化现象的发生。结果发现，只有 DNA 被酶解而遭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。 2、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。 3、大多数酵母菌株含有一种称之为 1μm 的质粒，它们是封闭环状的双链 DNA 分 子，周长约 6kb，以高拷贝数存在于酵母细胞中，每个单倍体基因组含 60～100 个拷贝，约占酵细胞总 DNA 的 30%。 4、酵母的 DNA 也是与 4 种主要的组蛋白（H2A、H2B、H3 和 H4）结合构成染色的 14bp 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、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。 6、Tn 比 IS 分子大，与 IS 的主要差别是 T n 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。 7、线粒体基因组可编码一些为线粒体呼吸链所需要的蛋白质，大多数的线粒体 蛋白质是由线粒体基因编码的。 8、营养缺陷型是微生物遗传学研究重要的选择标记和育种的重要手段，由于这 类突变型在基本培养基上不生长，所以是一种负选择标记，需采用划线分离的方 法进行分离。 9、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。 10、自然感受态除了对线型染色体 DNA 分子的摄取质粒 DNA 和噬菌体 DNA，后者 又称为转化。 四、名词解释 基因组 遗传丰余 转座因子 同义突变 结构类似物 普遍性转导 局限性 转导 遗传转化 诱变育种 原生质融合 五、简答题 1、请概述质粒、转座因子异同点。 2、什么是准性生殖？简述其过程
3、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？4、HfrXF和FXF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？5、简述DNAShuffling技术六、论述题1、从遗传学角度谈谈你对病毒（Prion）的理解和看法。2、DNA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。3、细菌接合作用机制？比较大肠杆菌的F、F、Hfr和F菌株区别？习题答案一、填空题1、细菌转化噬菌体繁殖病毒重建2、单倍体二倍体3、DNA分子拟核4、高度重复遗传丰余5、共价闭合状CCCOCL6、插入突变产生染色体畸变基因的移动和重排7、普遍性局限性8、转移重组9、细胞质遗传10、准性生殖准性生殖二、选择题1、（2)2、（2)3、（2）4、（2）5、（2）6、（1）7、（4）8、（2)9、（2）10、(3)三、是非题1、+2、+3、=4、=5、-6、+7、-8、-9、-10、-四、名词解释1、指存在于细胞或病毒中的所有基因2、基因组中许多较高同源性的DNA重复序列3、细胞中能改变自身位置的一段DNA序列。4、指某个碱基的变化没有改变产物氨基酸序列的密码子变化的突变
3、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？ 4、Hfr×F－ 和 F +×F －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？ 5、简述 DNA Shuffling 技术 六、论述题 1、从遗传学角度谈谈你对朊病毒（Prion）的理解和看法。 2、DNA 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。 3、细菌接合作用机制？比较大肠杆菌的 F +、F -、Hfr 和 F’菌株区别？ 习 题 答 案 一、填空题 1、细菌转化 噬菌体繁殖 病毒重建 2、单倍体 二倍体 3、DNA 分子 拟核 4、高度重复 遗传丰余 5、共价闭合状 CCC OC L 6、插入突变 产生染 色体畸变 基因的移动和重排 7、普遍性 局限性 8、转移 重组 9、细胞 质遗传 10、准性生殖 准性生殖 二、选择题 1、（2） 2、（2）3、（2） 4、（2）5、（2）6、（1）7、（4）8、（2）9、（2）10、 （3） 三、是非题 1、+ 2、+ 3、- 4、- 5、- 6、+ 7、- 8、- 9、- 10、- 四、名词解释 1、 指存在于细胞或病毒中的所有基因 2、 基因组中许多较高同源性的 DNA 重复序列 3、 细胞中能改变自身位置的一段 DNA 序列。 4、 指某个碱基的变化没有改变产物氨基酸序列的密码子变化的突变
5、一些和细菌体内氨基酸、嘌呤、维生素等代谢物产物结构类似的物质6、噬菌体可以携带染色体的任何部分到受体细胞中转导7、噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中8、同源或异源的游离DNA分子被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水平方向的基因转移过程。9、利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，通过一定的筛选方法（或特定的筛子）获得所需要的高产优质菌株。10、将遗传性状不同的两种菌（包括种间、中内及属间）融合为一个新细胞的技术。五、简答题1、质粒和转座因子都是一细胞中除染色体以外的另外两类遗传因子。前者是一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中：后者是位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。2、不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。准性生殖的过程包括异核体的形成、二倍体的形成以及体细胞交换和单元化。3、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，盛菌液的培养血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4、HfrXF-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未端，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Hfr×F-得到的接合子仍然是F-，无性菌毛的产生；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。5、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，由这些随机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个基因拷贝的引物时，引起模板转换，重组因而发生，导入体内后，选择正突变做新一轮的体外重组，一般通过2-3次循环，可获得产物大幅度提高的重组突变体
5、 一些和细菌体内氨基酸、嘌呤、维生素等代谢物产物结构类似的物质 6、 噬菌体可以携带染色体的任何部分到受体细胞中转导 7、 噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中 8、 同源或异源的游离 DNA 分子被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水 平方向的基因转移过程。 9、 利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，通过一定的筛 选方法（或特定的筛子）获得所需要的高产优质菌株。 10、将遗传性状不同的两种菌（包括种间、中内及属间）融合为一个新细胞的技 术。 五、简答题 1、质粒和转座因子都是一细胞中除染色体以外的另外两类遗传因子。前者是一 种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物 细胞中；后者是位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的 DNA 序列，广泛分 布于原核和真核细胞中。 2、不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。准性生殖的过程包括异核体 的形成、二倍体的形成以及体细胞交换和单元化。 3、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 4、Hfr×F－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 Hfr×F－得到的接合子仍然是 F －， 无性菌毛的产生；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。 5、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，由这些随机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个基因拷贝的引物时，引起模板转换，重组因而发 生，导入体内后，选择正突变做新一轮的体外重组，一般通过 2-3 次循环，可获 得产物大幅度提高的重组突变体
六、问答题1、阮病毒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有基因编码的一种正常蛋白质（PrP）的良种异构体PrP（存在正常组织中）和PrPsc（存在病变组织中），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、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，但是是否改变表型还看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。3、指供体菌（“雄性”）通过性菌毛与受体菌（“雌性”）直接接触，通过F质粒或其携带的不同长度的核基因组片段传递，产生的遗传信息的转移和重组过程。F*（雄性）菌株是指细胞内存在游离的F质粒，细胞表面有性菌毛的菌株F雌性菌株是指细胞中没有F质粒，细胞表面也无性毛的菌株，与F菌株或F菌株接合获得F质粒或F质粒，并转变成为F菌株或F菌株。细胞中F质粒从游离态转变成在核染色体组特定位点上的整合态的菌株。Hfr菌株与F-菌株的基因重组频率要比单纯用F与F-接合后的频率高出数百倍而得名。它的遗传性状介于F菌株与Hfr菌株之间，是Hfr菌株细胞内的F质粒因不正常切离而脱离核染色体组时，形成游离的、带小段染色体基因的环状的特殊F质粒，称F质粒
六、问答题 1、阮病毒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有基因编码的一种正常蛋白质（PrP）的良种异构体 PrPC (存 在正常组织中)和 PrPsC（存在病变组织中），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、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，但是是否改变表型还看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。 3、指供体菌（“雄性”）通过性菌毛与受体菌（“雌性”）直接接触，通过 F 质粒 或其携带的不同长度的核基因组片段传递，产生的遗传信息的转移和重组过程。 F +（雄性）菌株是指细胞内存在游离的 F 质粒，细胞表面有性菌毛的菌株。 F —雌性菌株是指细胞中没有 F 质粒，细胞表面也无性毛的菌株，与 F +菌株或 F′ 菌株接合获得 F 质粒或 F′质粒，并转变成为 F +菌株或 F′菌株。 细胞中 F 质粒从游离态转变成在核染色体组特定位点上的整合态的菌株。Hfr 菌 株与 F －菌株的基因重组频率要比单纯用 F +与 F －接合后的频率高出数百倍而得 名。它的遗传性状介于 F +菌株与 Hfr 菌株之间，是 Hfr 菌株细胞内的 F 质粒因 不正常切离而脱离核染色体组时，形成游离的、带小段染色体基因的环状的特殊 F 质粒，称 F′质粒