1、微生物遗传育种一、选择填空(10 分)1. D 于 1941 年用 X 射线处理粗糙脉孢霉(Neurospora crassa)的分生孢子，分离到了营养缺陷型，从而揭开了微生物遗传学新的一页。A. G. B. Reed B. J.L. Alloway C. F. Griffith & P.Hadley D. G. Beadle & E. Tatum2. 1943 年， D 用严密的实验证实了细菌的抗性是基因突变的结果。A. F.Griffith & O.T. Avery B. E. Tatum C. J. Lederberg D. S.E. Luria & M. Delbruck3. 1952
2、 年，J 和 E. Lederberg 夫妇用 C 直接证明了突变的性状与引起突变间的原因无直接对应关系。A. 波动实验 B. 涂布实验 C. 影印实验 D. 彷徨实验4. 5嗅尿嘧啶(5-BU) 是 C 的结构类似物，可代替 C 参入到 DNA 中，从而造成 AT到 GC 的转换而引起突变。A. A B. G C. T D. C5. A 可引起氧化脱氨反应，使 A 变为 H，C 变为 U，G 变为 X，从而改变配对性质，造成碱基转换突变。AHNO 2 B2-Ap CDES DNTG6.羟胺在 pH6.0，浓度为 0.11.0mol/L 时，专一地与 D 起反应，将 D 转变为只能与 A 配对
3、的修饰碱基而引起碱基对的转换。AA BT CG DC7. 用 NTG 处理大肠杆菌群体，在叠氮化钠抗性突变型中出现较多的 Leu 和 Ara 突变型，说明 B 。A.NTG 对这几个基因作用有特异性B.它们是突变的“热点”C. NTG 使它们发生缺失D.这几个基因是邻近的8. 吖啶类染料和 ICR 类化合物主要引起 C 。A碱基置换 B同义突变 C移码突变 D无声突变9. 对细菌进行诱变育种时，其常用的细胞悬浮液浓度为 B 。A10 6 个/ml B10 8 个/ml C10 7 个/ml D10 9 个/ml10. 进行化学诱变时，其细胞悬浮液常使用 C 配制。A无菌水 B无菌生理盐水 C无
4、菌缓冲液 D无菌的培养基二、填空(20 分) 1. 1928 年 Griffith 在肺炎链球菌中发现了转化；1944 年 Avary 证明了 DNA 的化学本质是 核酸 。2. 1946 年 Tatum 和 Lederberg 报道了在大肠杆菌中采用营养缺陷型作为选择性标记，发现了细菌的基因重组现象。3. 微生物作为遗传学研究材料的优越性在于 代时短，易于获得纯培养，可在已知组分培养基上培养，快速获得多个个体，多数为单倍体，生化研究完全，其它（易于获得突变体，基因组较小等） 。 4. 在基因符号书写时，一般应先写生化缺陷标记，然后是糖发酵标记和 抗性突变 ，最后是像 噬菌体一类附加体在细菌内
5、的存在状况及细胞 反应和抑制基因符号。5. 从对遗传信息的改变来看，点突变中的碱基替代，可进一步分为同义突变、错义突变、无义突变；其中错义突变根据其表型变化又分为致死突变 、渗漏突变、中性突变；其中无义突变根据密码子变化的不同又分为三种类型分别为琥珀突变（UAG） 、赭石突变（UAA） 、乳白突变（UGA） 。6.中性突变连同同义突变一起被称为无声突变。7. 基因突变的规律有不对应性、自发性、稀有性、独立性、诱发性、稳定性、可逆性。8. 形成突变热点的主要原因为 小型连续重复片段 和 5-甲基胞嘧啶 的存在。9. 表型延迟现象的原因为 分离延迟 和 生理延迟 。10. 营养缺陷突变株的筛选一般
6、要经过诱变剂处理、消除野生型、营养缺陷型的检出、营养缺陷型的鉴定四个环节；其中在第二个环节中常使用的方法有青霉素浓缩、菌丝过滤、差别杀菌法、饥饿法；第三个环节常使用的方法有逐个检出、夹层培养法、限量补给法、平板影印法；最后一个环节最常用的方法是生长谱法。11. 抗性突变株的筛选常用梯度平板法。12. 微生物育种常采用“进、通、截、堵、出”五字策略；常采用的措施有 切断分支代谢途径，消除菌种自身反馈调节，增加前体物的合成，排出终产物，利用特殊调节机制 。13. 诱变育种工作中应考虑的原则包括选择优良的原始菌株，制备单细胞悬液，选择简单有效的诱变剂，采用合适的诱变剂量，充分利用复合处理的协同作用，
7、中间培养，创建与利用形态学、生理学与产量的相关性指标，设计及采用高效选择的方法或手段 。14. 在育种实践中，常以杀菌率来作诱变剂的相对剂量。15. 在提高诱变率的基础上，既能扩大变异幅度，又能促使突变向正变方向的剂量，就是合适的剂量。三、按基因符号与命名原则对下列符号进行解释(5 分)trpA trpB 17 trp-46 rfa uvrB hisG 46 galT Tn10trpA: 色氨酸 A 基因座突变trpB 17: 色氨酸 B 基因座 17 号位点突变trp-46: 色氨酸未知基因座 46 号位点突变rfa: 深度粗糙突变 uvrB: 染色体 uvrB 基因座缺失hisG 46：组
8、氨酸 G 基因座 46 号位点突变galT Tn10：由于转座子 Tn10 转座导致 galT(半乳糖发酵基因 )座位突变 四 、 写 出 下 列 表 示 每 部 分 代 表 的 含 义 ， 并 根 据 基 因 型 写 出 相 应 的 表 型 (5 分 )Escherichia coli As1.1017 F- trpB lacZ thi strAA B C DA-菌株名称B-菌株编号C-缺少 F 质粒D-遗传标记该菌株的表型为：缺少 F 质粒，色氨酸缺陷，半乳糖缺陷，硫胺素缺陷，链霉素抗性的大肠杆菌菌株。 （或 Trp-、Lac -、B 1-、Str r E-coli 菌株）五、名词解释(2
9、0 分)1. Promoter up 启动子上升突变：突变位点存在于启动子区域，能增强启动子对于转录的启动作用。2. auxotroph 营养缺陷型：野生型菌株由于发生基因突变，而丧失合成一种或几种生长因子的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型。3. transposable elements 转座元件：原核或真核细胞基因组中可以从一个位置转移到另一个位置的遗传因子。4. mutator genes 增变基因：生物体内有些基因与整个基因组的突变率直接相关，当这些基因突变时，整个基因组的突变率明显增高。 5.photoreactivation 光复活：可见光对紫外线的杀菌或诱变作用
10、的修复过程 6.W-reactivation W复活：经紫外线照射的 噬菌体感染的 E.coli 由于大部分的噬菌体已经被杀死，不具有感染活性，而存活下来的噬菌体出现许多突变。如果把经紫外线照射的噬菌体感染用低剂量的紫外线照射的 E.coli，存活的噬菌体数量大为增加，同时突变的噬菌体数目也增加。7.Amest test Ames 实验：1975 年，美国学者 Ames 发明的能够利用微生物来检测药物致癌性的试验方法，同时支持了致癌物质是诱变剂的说法。8.mutat on rate 突变率：微生物在某一段时间内的突变速率。 9.SOS reaction SOS 应答：在细胞内存在一种应答系统，
11、这种应答依赖于某些蛋白质的诱导合成，它是细胞内的一种新的修复机制。10.leaky mutation 渗漏突变：由于 DNA 的碱基置换造成氨基酸密码子改变，只是蛋白质只具有部分功能的基因突变。六、在时间 0 时取 3.00105 个细菌涂于培养皿上，立即喷上噬菌体 T4，然后培养。另取同样的培养皿培养 5 小时(这时细菌数为 3.07108)，然后喷上噬菌体后培养，前一培养皿上不出现菌落，而后一培养皿上出现 307 个菌落，计算突变率。(5 分)75800 109.60.317.69.69.2ln/)( nmmMtt七、 有三只斜面菌种，一只为 Strr 菌株，一只为 Strs 菌株，一只为
12、 Strd 菌株，但现在三只菌种管上均无标签，请你设法通过实验，为它们贴上标签。(5 分)37 培养The strd圆形滤纸片敏感型(str s)远离滤纸抗性(str r)依赖型(str d)靠近滤纸生长用str s菌株划线strs八、 简述烷化剂诱发突变的机理(5 分)烷化剂可以与许多 DNA 位点反应，在 DNA 上加上烷基，故通过这种改变 DNA 结构的方法从而引发突变。九、简述自发突变的机理(5 分)辐射或环境因子引发突变微生物自身产生诱变剂DNA 分子内部的改变环出效应十、已知谷氨酸棒杆菌产生赖氨酸的代谢途径如下：天冬氨酸 AK天冬氨酰磷酸天冬氨酰半醛 赖氨酸 高丝氨酸 苏氨酸 蛋氨
13、酸AK 为天冬氨酸激酶，不存在同功酶，该酶受 Lys, Thr 的协同反馈抑制，根据你所学到的育种知识要选育赖氨酸高产菌株，应通过育种手段选择什么样的菌株？说明你的理由。(10 分)答：应筛选高丝氨酸缺陷的营养缺陷型菌株。 （或苏氨酸缺陷型）在高丝氨酸缺陷型中，由于缺乏催化天门冬氨酸-半醛为高丝氨酸的高丝氨酸脱氢酶，因而丧失了合成高丝氨酸的能力。这就一方面切断了生物合成苏氨酸和蛋氨酸的支路代谢，使天门冬半醛这一中间产物全部转入赖氨酸的合成，另一方面通过限量添加高丝氨酸，可使蛋氨酸苏氨酸的生成有限，因而解除了苏氨酸、赖氨酸对天门冬氨酸激酶的协同反馈抑制，使赖氨酸得以积累。十一、用 NTG 和紫外线对枯草芽孢杆菌进行诱变，经用生长谱法初步鉴定，leu, met, thr 发生了突变，在这一发生突变的群体中，可能有一缺、二缺和三缺的突变菌株，请设计一实验，将这些突变一一加以分离和鉴别出来。(10 分)答案见下图：MM: 基本培养基、 CM:完全培养基、ABC 代表哪个不重要A- B- C- A-B- B-C- A-C- A-B-C-MM CM MM+A+B MM+A+C MM+B+C MM+A+B+C 分析：一缺或；二缺；三缺
