微生物生理学习题汇总(华农生科院王教授的课).doc
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微生物生理学习题1
1.1…6是通过筛选获得的6株对某种氨基酸（F）营养缺陷型脉孢霉突变菌株，A…E五种不同的有机化合物，它们可能是氨基酸F合成代谢中的中间产物。
下表是进行补充养料获得的突变菌株的生长结果，+表示在基础培养基中添加某种有机物突变菌株能够生长，-表示突变菌株不能生长。
请根据表中结果推断氨基酸F的合成途径及各突变菌株发生突变的位点。
BECDAF
A
B
C
D
E
F
1
＋
－
－
－
－
＋
2
＋
－
＋
＋
＋
＋
3
－
－
－
－
－
＋
4
＋
－
＋
＋
－
＋
5
＋
－
－
＋
－
＋
6
＋
－
＋
＋
－
＋
2.粗糙脉孢菌有两个缬氨酸营养缺陷型val1和val2，菌株val1的培养液中有物质B积累，val2的培养液中有物质A积累。
菌株val1能在含有缬氨酸或val2生长过的培养液中生长。
菌株val2能在含有缬氨酸的培养液中生长，但不能在val1生长过的培养液中生长。
说明基因val1，val2以及物质A，B和缬氨酸的关系。
BVal1→AVal2→缬氨酸
5.已经证明T4噬菌体rII型快速溶菌突变由两个顺反子rIIA和rIIB控制。
现有一T4噬菌体，在rIIB中有一个点突变F。
此突变噬菌体与突变噬菌体1，2，3混合感染大肠杆菌K时，能够出现rII型噬菌斑，但是和突变噬菌体4则不能出现噬菌斑。
如何解释这一现象。
突变分别发生在两个基因中，顺式、反式均能互补。
A+
B−
A−
B+
A+
A−
B+
B−
反式
顺式
B+
A−
A−
B+
反式
6.1…10是10个表型相同的突变型.下表结果说明1…10分属于几个基因（+表示有互补作用,-表示无互补作用）
突变型
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
−
+
+
+
+
+
+
+
+
+
2
−
+
−
+
−
−
+
+
−
3
−
+
−
+
+
−
−
+
4
−
+
−
−
+
+
−
5
−
+
+
−
−
+
6
−
−
+
+
−
7
−
+
+
−
8
−
−
+
9
−
+
10
−
7.沙门氏菌从谷氨酸合成脯氨酸的途径如下图:
说明下列部分二倍体菌株哪一个为谷氨酸营养缺陷型。
8．总结原核生物基因结构，染色体和基因组的一般特点。
重点！
！
！
！
基因结构
1.基因结构特点：
a.包括编码区和非编码区
2.编码区指起始密码子到终止密码子的一段核苷酸序列，原核不含内含子，几个功能基因串联组成一个转录单位。
3.非编码区包括编码区上游调控区和下游终止子，上游调控区包括启动子和调控顺式作用元件以及RBS，下游终止子分为依赖于不依赖ρ因子的终止子
染色体：
1.原核生物遗传物质处在细胞内相对集中的区域，一般称为拟核，无核膜包裹。
2.原核生物的遗传物质是DNA，也称为染色体。
3.多数以双链、共价闭合、环状形式存在。
4.原核生物染色体以裸露DNA分子形式存在，其中DNA占80％以上，其余为RNA和蛋白质。
5.染色体中的蛋白质有些参于DNA的折叠，有些与DNA复制、重组及转录过程。
基因组：
1.基因排列的连续性
2.以单基因为主的操纵子和双向基因表达
3.基因组的重复序列少而短
4.非编码区主要是调控序列
9.解释下列概念：
顺反子，重叠基因，断裂基因，移动基因和假基因
顺反子：
一个不同突变之间没有互补作用的功能的区称之为顺反子。
一个顺反子就是一个功能水平上的基因。
重叠基因：
一个基因的核苷酸与另一个基因的核苷酸之间存在着一定程度的重叠。
断裂基因：
基因的编码序列在DNA分子上是不连续的，为不编码序列所隔开，编码序列为外显子，不编码序列为内含子。
移动基因：
可以从染色体或质粒DNA上的一个位置转移到另一位置的遗传元件。
也叫转座子。
假基因：
与功能型基因高度同源，但是由于各种突变，而不能编码蛋白产物的DNA片段。
习题2
1.孟德尔通过豌豆杂交试验得到了哪些遗传规律？
对基因（遗传因子）有怎样的认识？
a.分离定律：
在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，并且各自分配到不同的配子中去。
b.独立分离与自由组合：
决定两对相对性状的两对遗传因子在F1杂合子中互不混淆，各自保持其独立性
a.性状是由遗传因子控制的，相对性状是由细胞中相对遗传因子控制（遗传因子控制细胞的发育）
b.遗传因子在体细胞中成对存在，一个来自父本，一个来自母本。
c.孟德尔的遗传因子（基因）的概念并不代表物质实体，是一种与细胞的任何可见形态结构毫无关系的抽象单位。
2.摩尔根对果蝇的遗传研究得到了哪些结论？
对经典遗传学发展有何重要的意义？
1.基因在染色体上；
2.在同一染色体上的基因存在着重组和连锁现象；
3.在同一染色体上两基因之间的距离越远，重组的频率越高，而连锁的频率越低。
意义：
发展了基因的概念，把基因与染色体的平行关系阐述清楚，为日后的基因定位奠定理论基础。
3.“一个基因就是一个顺反子”理论的提出对基因概念有哪些重要修正？
1.基因是染色体上的一个特定区段。
2.基因在染色体上是按线性顺序排列的。
3.它既是一个功能单位，同时也是重组单位和突变单位。
4.基因是不可分割、三位一体的最小单位
4.“一个基因一个酶”的实质是什么？
基因是通过控制酶促反应，控制生理功能，进而决定遗传性状。
习题3
1.解释下列名词：
基因突变，点突变和染色体畸变。
基因突变：
是指生物体遗传物质发生了稳定的可遗传的变化。
包括点突变和染色体畸变。
点突变：
一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，即涉及一对或几对碱基的缺失、插入或置换。
染色体畸变：
涉及大段染色体的缺失、重复和到位等。
2.某一野生型和3个突变型的某一多肽的氨基酸序列是
…Ala-Pro-Trp-Ser-Glu-Lys-Cys-His…野生型
…Ala-Pro-Trp-Arg-Glu-Lys-Cys-His…突变型1
…Ala-Pro突变型2
…Ala-Pro-Gly-Val-Lys-Asn-Ala-Met…突变型3
说明突变型1，2，3的本质。
1.错义突变
2.无义突变
3.移码突变
3.下列碱基替换哪些是转换？
哪些是颠换？
（1）AT→TA；
（2）AT→GC；（3）GC→TA
1.颠换
2.转换
3.颠换
4.有一个发生缺失一个氨基酸突变的蛋白，请问基因序列中缺失了几个核苷酸？
3个。
因为3个核苷酸编码一个氨基酸
5.分离到一个突变菌株，研究发现此突变不能发生回复突变。
请问这一突变的本质是什么？
染色体畸变
6.什么原因造成温度敏感突变菌株对温度敏感？
a.由于基因突变，使得生物体在某一条件具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变体。
b.造成这种突变的原因是基因突变使得蛋白质的空间结构对温度敏感，即在低温时能维持正常的空间结构，而到高温时空间结构被破坏，蛋白失活。
7.请说明引起缺失，倒位，重复和插入突变的原因。
a.缺失：
造成缺失突变的机制是DNA分子上两区段间发生了同源重组，使得两区段间的DNA片断丢失。
b.倒位：
造成倒位突变的机制是DNA分子上两区段间发生了反向同源重组
c.重复:
造成重复突变的机制是两个DNA分子间发生了同源重组，使得基因拷贝增加。
d.插入：
转座子的转座是引起插入突变的主要原因。
8.请说明下列符号所表示的意义。
重点！
！
！
His－和His+；hisG＋，hisG和如hisG-251；∆hisG，∆hisDG和∆（hisD-rfb）；hisG:
:
Tn10和hisG2148（Oc）；strr和strs。
自身不能够合成组氨酸的菌株的表现型为：
His－
自身能够合成组氨酸的菌株的表现型为：
His+
参与组氨酸合成的基因型（其中之一），表示野生型基因：
hisG＋，指编码ATP磷酸核糖转移酶的DNA序列
参与组氨酸合成的基因型（其中之一）突变了的基因：
hisG，
合成组氨酸的其中一个基因G的一个突变基因（等位基因251）：
hisG-251；
缺失组氨酸合成所需的一个基因G：
∆hisG，
缺失组氨酸合成所需的基因（不只一个基因）：
∆hisDG，
跨越一个以上操纵子的缺失,由hisD延伸至gnd并进入rfb的缺失：
∆（hisD-rfb）；
一个特定的在hisG基因中的Tn10插入，命名为hisG:
:
Tn10
一个在hisG基因中的赭石突变：
hisG2148（Oc），
链霉素抗性基因：
strr。
链霉素敏感基因：
strs。
9.有一株大肠杆菌色氨酸营养突变株，经检测发现在编码色氨酸合成酶A亚基的基因中发生了一个无义突变（TAA）。
但是在研究该菌株的特性时，得到一株回复突变株，经检测A亚基基因中的无义突变仍然存在。
请根据学过的知识解释出现上述现象的原因。
一种基因间的抑制基因突变是tRNA基因突变。
主要对无义突变起作用由于某些tRNA基因的突变，形成带有不同于正常反密码子的tRNA。
这些反密码子能识别终止密码子，可他却带有氨基酸。
这些突变的tRNA能把某些氨基酸放在终止密码子的位置上，从而使蛋白合成继续进行。
10.何为基因抑制？
有哪些机制可能引起基因抑制？
一个突变型在另一突变基因同时存在的情况下，如果后者使前者的表型恢复正常，则后一基因称为前一基因的抑制基因。
而这种基因间的相互作用称为基因抑制。
基因内抑制：
置换抑制，移码抑制。
基因间抑制：
被抑制的基因并不发生另一改变，抑制基因通过代谢作用的补偿，功能上的替代或是通过翻译过程中的校正作用而使表型恢复正常。
如突变型tRNA，核糖体突变型，代谢补偿或功能替代。
11.大肠杆菌组氨酸操纵子中有关基因的排列次序为hisGDCBHAFI，今得到一株大肠杆菌组氨酸营养缺陷型菌株，该菌株是在hisG基因中发生了一个无义突变。
分析该操纵子中其他基因的表达发现，hisG的下游基因的表达均下降了。
请根据学过的知识解释发生上述现象的可能机理。
一个操纵子上游基因的无义突变和插入突变均能引起转录极性。
极性是转录提前终止的结果，即转录极性，上述现象是转录极现象，机制为：
1、原核生物的转录和翻译是偶联的，即转录和翻译紧密相连，不能够完成翻译就会很快导致转录终止。
2、正在转录的RNA聚合酶在每个结构基因内的某些位点会暂停，等待核糖体把mRNA翻译为蛋白，同时使RNA聚合酶从暂停点释放，继续转录。
3、如果蛋白质翻译变慢或阻断，转录终止因子Rho蛋白，装载到未翻译的mRNA上，且沿着mRNA移动，当遇到RNA聚合酶时，催化RNA聚合酶/DNA/mRNA三元复合物解离，即转录在某个暂停点终止。
无义突变在基因中引入了终止密码，导致翻译提前终止，从mRNA上解离下来，使得Rho因子有机会与mRNA结合，当RNA聚合酶到达暂停点时，转录暂停，同时由于Rho因
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