微生物生理学习题答案复习用

微生物生理学习题集答案习题

11.请总结基因概念的发展答基因的经典概念（孟德尔的遗传因子遗传性状由遗传因子决定；有显性和隐性的区别；在生物体内成对存在；遗传因子有分离规律和自由组合规律摩尔根的基因基因在染色体上；在同一染色体上的基因存在着重组和连锁现象;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；基因是染色体上的一个特定区段，它既是一个功能单位，同时也是重组单位和突变单位基因是不可分割、三位一体的最小单位）一个基因一种酶（遗传代谢障碍是基因突变的结果;每个基因的突变造成一个特定的障碍，使一个特定的生化反应不能进行；基因控制着酶的生理功能;每个基因控制着一种酶的一级结构，基因突变带来酶的一级结构的改变，从而使酶活性丧失）一个基因是一个顺反子（每个基因在染色体上占有一个特定的位置，这一位置只能为这一基因的各个等位基因所占有，不能为另一位座的基因占有；基因是一个功能单位，每个基因都有它特有的生理功能，因此，只要能证明它们具有不同的生理功能，就说明它们必然不是同一个基因；基因是遗传物质的一个功能单位，是连续的一段DNA一个基因可以发生许多不同位置上的突变，基因不是一个突变单位；属于同一基因的各个突变可以发生重组，基因不是一个重组单位）基因的不断完善重叠基因断裂基因移动基因假基因

2.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甘酸与另一个基因的核甘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

3.列突变型营养需要，说明

（1）A…E这一系列物质在代谢途径中的位置，以及突变型1…6的遗传性代谢障碍的位置

（2）突变型4和6的关系A BC DE F

1234563.大肠杆菌如何实现差错倾向修复的？答差错倾向修复SOS修复系统的保真度低，在胸像喀咤二聚体相对位置上，可以是任何碱基，因而引起突变差错倾向修复由〃勿和〃〃两基因产物引起，他们也是SOS基因，两者组成一个转录单位，受LexA阻遏在细胞DNA受到损伤时，〃勿〃和uinuD表达,且UmuD在结合有单链DNA的RecA作用下自我切割，产生其活化形式UmuDUmuD7和UmuC蛋白允许DNA聚合酶对DNA损伤区进行复制，然后会产生随机错误

4.由于研究的需要，需要得到一株对链霉素有抗性的大肠杆菌请根据学过的知识，设计一实验筛选链霉素抗性的大肠杆菌答1）利用随机突变获得突变基因，大肠杆菌对链霉素和T偶数噬菌体的抗性菌可通过适当方法,筛选得到梯度平板筛选链霉素抗性菌株2）克隆出链霉素抗性基因，将其插入适当的载体中，然后通过转化或者转导的方法入大肠杆菌中，然后在含有质粒或噬菌体的抗性选择基因的平板上进行转化或转导子的选择，然后再在含有链霉素的筛选平板中用适当的方法筛选出含有链霉素抗性基因的重组子最后挑取阳性克隆的单菌落进行富集培养

5.基因诱变遵循的原则是什么？答基因诱变遵循的原则选择简便有效的诱变剂；处理单细胞或单胞子悬液，使每个细胞均匀接促诱变剂并防止长出不纯菌落；选用最适剂量的诱变剂；设计或采用高效筛选方案或方法

6.如何快速地利用化学诱变剂获得微生物的突变？答化学诱变剂诱变的简便的方法

①平板上涂布出发菌株

②在其上分区并放置诱变剂颗粒或沾有诱变剂溶液的小滤纸片

③保温培养

④诱变剂周围有一透明的制菌圈，在制菌圈的边缘存在有若干突变株的菌落

⑤根据要求筛选所需突变菌株

7.如何利用TnlO或Tn5随机突变大肠杆菌？答利用TnlO的随机突变，具体做法制备X噬菌体（携带mini-TnlO）用噬菌体感染抑制菌株，制备噬菌体裂解物感染非抑制菌株40℃培养添加IPTG,诱导转座酶表达，筛选抗性菌株，得到突变体库，采用合适的方法，筛选得到目的突变株利用Tn5的随机突变主要原理人工体外构建携带Tn5转座酶识别的转座位点的抗性基因盒；独立表达纯化Tn5转座酶；体外使转座酶与抗性基因盒结合；电激转化受体菌，根据抗性筛选转化子

8.如何利用质粒pRL1063a进行细菌的随即突变？答自杀性质粒-pRL1063aTn5经过改造增加了能产生荧光的luxA和luxB两个基因；增加了复制原点riV（pl5A）；质粒本身的复制位点为ColEl；携带转移识别位点oriT在大肠杆菌中正常复制，大肠杆菌S17-1携带该质粒时，通过结合作用转移到其他细菌由于ColEl复制子是狭宿主范围的，因此在其他细菌中不能复制，通过筛选只能得到转座子发生转座的接合子

9.在利用物理、化学或生物法进行微生物突变后，如何进行突变体的富集？各种方法的原理是什么？答富集淘汰野生型菌株，使缺陷型得以浓缩以便检出1青霉素浓缩法原理青霉素只能杀死生长繁殖的细菌，不能杀死停止分裂的细菌25-澳脱氧尿甘浓缩法原理在DNA复制时、5-澳脱氧尿昔替代胸腺喀咤脱氧核甘掺入DNA分子中，但是携带5-澳脱氧尿昔的DNA对紫外线十分敏感不生长的细胞，DNA不复制，5-澳脱氧尿首也不能掺入DNA,在接触紫外线时能够存活下来3同位素自杀浓缩法原理经同位素标记（如3H,35s和32P）的细胞内分子，在细胞处于静止状态时，由于同位素的衰变，射线将细胞杀死，而突变细胞由于不能将同位素标记的代谢前体物掺入而免于死亡使用同位素标记的代谢前体物用于筛选蛋白质、核酸和脂类等大分子代谢突变株的筛选，用于特殊代谢途径突变菌株的筛选，如脂代谢，用于温度敏感突变菌株的筛选4差别杀菌法菌丝过滤法，高温法通过菌丝的特点不同和根据细菌对温度的敏感程度不同而进行富集

10.什么是麦康凯琼脂培养基和四氮嘤培养基？它们有何功用？答麦康凯琼脂培养基（MacConkey agarmedium）成分蛋白陈；中性洪和结晶紫（pH值的指示剂）；胆盐（选择性地抑制革兰氏阳性细菌的生长，同时也参与pH依赖的颜色变化）和某种碳水化合物特性利用碳水化合物的细菌在这种培养基上形成红色菌落，在发酵力强的细菌菌落周围有胆盐沉淀；不能够利用碳水化合物的细菌形成无色菌落四氮噪培养基（tetrazolium media）或称TTC培养基以营养琼脂为基础，添加氯化三苯四氮噗（TTC）氧化型TTC是水溶性的，无色；还原型TTC是水不溶性的，暗红色TTC能够被有代谢活性的细菌还原；低pH值可抑制还原型TTC的产生可利用碳水化合物的细菌，产生酸，故TTC可以将利用和不利用碳水化合物的细菌区别开来，即利用碳水化合物的细菌形成无色菌落，而不利用的菌落形成红色

11.举例说明“正向选择培养法”在筛选细菌基因突变株中的应用.答正向选择培养法在实验条件下，突变菌株能够生长，而野生菌株不能生长的筛选方法最典型正向选择是筛选细菌抗药性突变菌株筛选对代谢抑制物的抗性菌株，可得到物质转运的缺陷突变，或得到代谢调控方面的突变株如氨基酸结构类似物抗性菌株，往往是氨基酸转运缺陷型菌株;而鼠伤寒沙门氏菌5,5,5-三氟亮氨酸抗性菌株可能是抗反馈突变型或抗阻遏突变型，它们的亮氨酸产量都比野生菌高正向选择还可以用于筛选碳源物质利用的突变株如大肠杆菌野生菌株不能利用少于12个碳的脂肪酸为唯一碳源，但是如果将大肠杆菌涂布在以癸酸为唯一碳源的培养基上，就可得到利用短链脂肪酸的突变株，经分析这种突变株是的冰突变

12.何为“影印技术”？如何应用该技术筛选大肠杆菌谷氨酸营养突变菌株？答影印技术将诱变处理过的菌体涂布在能使野生菌株和突变菌株均能生长的培养基上或置于两者均能生长的培养条件下，制备母板然后用无菌的丝绒布制作‘印章，并将母板上的菌落对应地引印到区分野生菌和突变株的平板上,或将引印的两平板置于区分野生菌和突变株的培养条件下培养，根据两平板上菌株生长情况确定突变菌株如筛选大肠杆菌谷氨酸营养突变菌株:先把野生型菌和大肠杆菌谷氨酸营养突变菌株均放在含有添加谷氨酸的培养基中进行培养，培养后，用无菌的丝绒布制作‘印章，并将母板（含有谷氨酸的培养基）上的菌落对应地引印到区分野生菌和突变株的基础培养平板上，此时由于基础培养平板没有谷氨酸而大肠杆菌谷氨酸营养突变菌株不能生长，而野生型菌可以正常生长，在适合条件下进行培养后将2块平板进行对比，如果含谷氨酸培养基的平板上能长出菌体的相应位置上，基础培养基上不能长出正常菌体，则谷氨酸培养基平板上的那个菌体则为大肠杆菌谷氨酸营养突变菌株，最后挑取此单菌落在适合条件下进行富集培养

13.为了研究大肠杆菌DNA合成机制，需要筛选DNA合成的突变菌株请设计试验筛选大肠杆菌DNA合成突变菌株答大肠杆菌DNA合成突变株的筛选选择适当的诱变剂一-30℃诱变大肠杆菌一一30℃培养诱变后的菌体（使野生菌株和突变菌株均得到・生长）-一42C富集使用3H标记的胸腺喀咤核甘（使野生菌株死亡，富集突变菌株）一一30℃培养富集后的菌体（突变菌株）一一弓IEPJ至ij30c和42c进行筛选一一进行鉴定

14.何为“中断杂交”？在研究大肠杆菌中有何作用？答HfrXF—时，供体菌的染色体受F质粒的影响，是按一定方向和均匀速度逐渐进入F+,DNA转移从F质粒的”7起始，F质粒的主要部分在最后进入受体整个染色体进入受体菌约需用100分钟，由于在接合过程中常发生染色体断裂，一般不能完成完整的接合，因此F一菌株不变为F+中断杂交将一种Hfr菌株与一种F一菌株在培养液中进行通风培养，每隔一定时间取样，把菌液放入组织捣碎器中搅拌以中断杂交，经过稀释接种到鉴别培养基上，待形成菌落后鉴定它们的基因型DNA转移从F质粒的or”起始，因此越靠近oriT的基因，越先进入受体菌用多种Hfr菌株与F—杂交，证明了大肠杆菌染色体为环状利用中断杂交与P1噬菌体转导，确定了约2000个基因在染色体上的位置，即构建大肠杆菌染色体图

15.已知大肠杆菌HfrX的染色体转移以e为起点，并且已知s位置在a…e等全部基因的后端（a…d的相对位置未知）在HfrX a+b+c+d+e+sX未abcde-s『杂交中,在含有链霉素和a、b、c、d的培养基上选取重组子165个，并且分别测定重组子的标记a+,

70、b+,

0、c+,

85、d+,10写出基因的排列顺序答e ca db s

16.举例说明利用细菌接合和噬菌体转导进行大肠杆菌基因定位答上题为利用细菌结合进行大肠杆菌基因定位的实例P1噬菌体的特性P1噬菌体DNA序列长约lOOkb,是大肠杆菌一种噬菌体P1噬菌体采用随机包装机制进行成熟颗粒的包装P1噬菌体颗粒可携带约大肠杆菌2分钟的染色体,且随机根据杂交结果的重组率可以对基因进行定位例如受体菌WTD731,性状对氯离子敏感，氨卞青霉素抗性突变基因位置在大肠杆菌染色体12,-17,供体菌ME8975zA-3105::TnlO,13,TcRME8795z^601::TnlO,15’,TcRME8451zb^28Q::TnlO,16’,TcRME8799zbh-29::TnlO,18,，TcR杂交结果

17.简述各种鉴定未知基因方法的基本原理亚克隆确定未知基因将得到的携带野生未知基因的柯斯质粒，采用适当的限制性内切酶切割，并与适当的质粒载体连接将构建好的质粒载体，转化突变菌株筛选可使突变菌株回复野生性状的质粒，并检测其大小将得到的质粒进行DNA序列测定，确定目的基因PCR扩增待选基因应用生物信息学原理，对定位区域的DNA序列进行分析，确定待选基因将待选基因克隆到适当质粒载体上将上述质粒载体转化突变菌株，检测互补性状插入失活克隆基因将携带野生基因的柯斯质粒，转化含有转座子的菌株提取柯斯质粒，转化突变菌株，筛选未得到互补的菌株从未得到互补的菌株中提取柯斯质粒酶切提取到的质粒，并将得到DNA片段，克隆到适当的质粒载体上，筛选携带转座子抗性的菌落提取质粒，进行DNA序列测定，确定未知基因序列Southern杂交法提取总DNA,适当酶切制备使用同位素或其他荧光化合物标记的转座子特异探针通过Southern杂交，获得部分目的基因片段构建基因文库使用带转移系统的柯斯质粒（如PLAFR3）,构建野生菌株的基因文库通过接合作用互补突变菌株，筛选携带野生基因的柯斯质粒通过亚克隆等方法确定野生基因

18.简述鉴定同源基因的一般方法同源基因的判定生物信息学分析与已知基因高度同源，蛋白序列中有相对保守的活性位点，基因组中该基因附近有参与同一生理活动的其他类似基因总之，同源基因的鉴定可以借助生物信息学分析，确定目的基因可能的功能；用一些已经得到研究的细菌突变菌株进行互补分析，初步确定功能；构建突变菌株，再分析突变菌株的性状，进一步确定其功能

19.PCR介导的基因定点突变的基本原理答以质粒载体为模板，使用高保真的DNA聚合酶的长链PCR先解开质粒DNA双链，然后用含有预突变位点的突变引物进行退火，然后再用高保真的DNA聚合酶延伸引物，进行PCR反应后，得到含有预先设计的基因突变产物

20.何为“错误倾向PCR”？有何功用？答错误倾向PCR就是在PCR反应的过程中，认为制造不正常的PCR反应条件，例如适用过高的帼+浓度（大于7恻），利用Mn十代替部分的Mg+,另PCR反应物中的dNTP处于不平衡的条件下从而造成PCR反应过程中出现错误倾向，产生错误的PCR产物的过程，从而产生随机PCR产物的基因突变作用就是在PCR过程中随机产生基因突变

21.简述入噬菌体Red重组系统介导的基因敲除原理答案1）基于人噬菌体的Red重组系统，可有效利用线性DNA片段作为靶分子，对大肠杆菌染色体DNA进行基因敲除、替换、单碱基突变及体内克隆等修饰2）入噬菌体中负责同源重组的Red重组酶包括Exo、Beta和Gam,分别由eco（a）、bet（B）和ga/（丫）编码Exo具有核酸外切酶活性，从双链DNA末端按5-3方向消化，产生有3单链突出端的DNA分子；Beta是单链结合蛋白，结合在由Exo消化产生的3,单链末端，防止其被单链核酸酶消化，促进单链互补区域间的退火;Gam抑制宿主菌的RecBCD线性双链DNA外切酶活性，阻止其对外源线性分子的降解,协助Exo.Beta完成重组过程重组过程不依赖RecA蛋白，仅依赖噬菌体编码的重组酶蛋白3质粒pKD20or pKD46中exo、bet和gam基因都受阿拉伯糖启动子的调控，因此能用L-阿拉伯糖诱导重组酶基因的表达而且质粒的温度敏感型复制子使其很容易从细菌中去除4通过设计特定的引物，利用同源序列间的相似性和入噬菌体Red重组系统进行重组，从而替换掉靶序列中的目的基因

22.如何利用反义RNA技术构建突变菌株？答通过特定的方法和技术，以目的基因的相关序列为模板，设计编码目的基因序列转录后的RNA的反义RNA的DNA序列，通过适当的载体转入受体菌后，从而在受体菌内转录得到特定的反义RNA,使其可以与目的基因序列转录后得到的RNA进行结合，得到双链RNA,从而阻止其翻译，而阻断特定生理代谢过程，最终得到突变菌株的技术过程

23.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O在请根据学过的知识解释出现上述现象的原因答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

24.何为基因抑制？有哪些机制可能引起基因抑制？答大多数突变体，尤其是条件致死突变体，易于回复成野生型表现型一般地把第一次突变回复成野生型DNA序列的突变称为真回复突变而把由于另一基因的突变使第一次突变恢复正常表型效应的现象称为基因抑制，后一基因称为前一基因的抑制基因在任何生物中如果一个回复子和野生型杂交子代中出现突变型，就说明这一回复子不是一个真正的回复子而是一个被抑制的突变型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

25.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，该菌株是在小sG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，加sG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答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Rh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因子的作用，RNA聚合酶从DNA上脱离，结果造成后续基因的表达降低或减少习题

31.质粒的基本概念、在细菌细胞中的主要存在结构，如何检测质粒的存在？常用的质粒抽提方法？质粒如何命名？质粒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通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中，也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒质粒的检测提取所有胞内DNA后电镜观察，超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察通常用碱裂解法提取或者用试剂盒（Kit）抽提质粒的命名第1个字母（小写）P，质粒（plasmid）;第2,3个字母（大写）人名，实验室名，表型性状或其他特征的英文缩写;编号（阿拉伯数字）区别同一类型的不同质粒例pUC18,pUC19o

2.根据质粒所赋予宿主的生物学特性，质粒主要有几种类型？质粒主要有哪些特性？答质粒的主要类型质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应致育因子（Fertility factor,F因子），抗性因子（Resistancefactor,R因子），产细菌素的质粒（Bacteriocin productionplasmid）,毒性质粒（virulence plasmid）,代谢质粒（Metabolic plasmid）,隐秘质粒（cryptic plasmid）o质粒的特性

（1）非必要遗传物质，一般控制次要性状，能自我复制并稳定遗传质粒的存在一般也有助于生物在特殊环境下的生长；

（2）在细胞内的大小和数量不相同，一般大质粒（分子量＞60M道尔顿）拷贝数少，小质粒（分子量＜15M道尔顿）拷贝数较多氯霉素等可抑制染色体DNA复制而使质粒拷贝数扩增；

（3）互不相容性，属于同一组并具有共同阻遏物的质粒不能在同一细胞并存；

（4）具有可转移性及稳定性，以较高频率（＞10-6）,通过细胞间的接合作用或其它机制从供体转移至受体，在细胞分裂前复制，均等分配至子细胞中；

（5）可整合性，在一定条件下，质粒可以整合到染色体DNA上，并可重新脱落下来

（6）可重组性，不同质粒或质粒与染色体上的基因可以在细胞内或细胞外进行交换并形成新的重组质粒；

（7）可消除性，经高温、口丫咤橙或丝裂霉素C等可以消除质粒，宿主细胞同时也失去质粒所携带的表型性状；

3.何为严紧型质粒和松弛型质粒？质粒的主要复制机制有哪两种？答一般而言，质粒的拷贝数与其分子量成反比关系，分子量大的拷贝数低，分子量小的拷贝数高如F因子这一类质粒，每个细胞中只有12个拷贝的质粒，它们的复制受到严格控制，称为严紧型质粒〜（stringent plasmids）或低拷贝质粒分子量小的（如ColEl质粒）拷贝数高，每个细胞中有10100个拷贝的质粒，说明它们的复制不受〜到严格控制，称为松弛型质粒（relaxed plasmids）或高拷贝质粒基因工程中为获得大量的基因产物所用的载体质粒便是这类松弛型质粒质粒的复制机制质粒的复制主要是通过0型复制和滚环复制两种方式之一进行的，其中以9型复制为主在型复制中，有单向复制和双向复制两种类型

4.何为复制子？为什么说质粒的复制起始位点对一个质粒十分重要？答复制子（replicon）是一个复制单位，细菌染色体是一个复制子，每一个质粒也是一个复制子复制起点是复制子起始复制的部位，作为一个复制子,至少需要有一个复制起点，即”，位点复制起点（on）区的功能叶，位点周围的小范围DNA是质粒复制所必需的，在大多数质粒中，与复制有关的蛋白质基因位于它们的作用位点--班序列附近，将“/区克隆到一个不能自主复制的环状双链DNA分子上并引入原核细胞后,该重组DNA具有自主复制能力没有复制起始位点，则质粒就不能自主复制了ori区域常决定了质粒的许多特性，如质粒的寄主范围和质粒的拷贝数

5.ColEl复制调控机制如何？野生型ColEl的拷贝数约是20个/每个细胞,pUC18是通过人工构建的一个质粒载体，它使用了ColEl质粒的复制起始位点，为什么在细胞中pUC18的拷贝数能达到250个/每个细胞？答RNAII是质粒复制的引物前体,PRNAH是编码RNAII的启动子，RNAH转录是在RNA聚合酶作用下，从复制原点上游方向555bp处起始转录（将RNA与DNA的转换处定为复制原点）当这个RNA II延伸至复制原点oriV时，由RNAaseH将RNA切断，从而产生3-0H末端然后DNA聚合酶以此为引物合成DNA,复制从起始点riV开始向右进行质粒编码的两个负调控因子Rop蛋白质和反义RNA（RNA I），控制了DNA复制过程中所必需的引物的合成这个反义RNA I有1H个碱基与RNAH的5末端互补，这样,RNA I与RNAH互补形成双链RNA结构，使之不能为RNAase H所识别（人们通常认为RNAaseH只识别DNA-RNA杂合双链，而不识别双链RNA结构）RNAII的转录继续进行，不能在分子原点区域产生有活性的引物而对复制起负调控作用因此，RNAI控制着质粒的拷贝数这个机理解释了ColE质粒的拷贝数调控，由于RNA I是由质粒编码合成的，当质粒的浓度高时,就会产生较多的RNA I分子,而高浓度的RNA I就会来又干扰RNAII的加工,从而抑制复制调控蛋白，rop基因位于ColEl复制原点下游方向不远处Rop蛋白增强了RNA1和RNA2的相互作用，从而加强了RNA I的抑制作用抑制物-靶位调控，其特点是依赖一小段反向转录的RNA作为抑制物，通过它与目标RNA的互补结合以阻止质粒复制的起始目标RNA是质粒DNA复制的引物或是用于编码复制所需的Rep蛋白的mRNA由于反义RNA对质粒复制的抑制作用，控制着质粒的拷贝数，反义基因发生突变将会增进引物的形成和质粒的复制，即增加其拷贝数野生型ColEl的拷贝数约是20个/每个细胞，当反义基因发生缺陷时，其拷贝数超过250,人工构建的质粒载体pUC18没有反义RNA对质粒复制的抑制作用，所以能达到250每个细胞

6.简述R1质粒和pSClOl质粒的复制调控机制？答R1质粒复制调控R1质粒约60kb,拷贝数为每个细胞1-2个RepA蛋白是质粒复制起始必需的因子由repA基因编码，有两个转录启动子，AopB和PrepA从此opB转录产生CopB和RepA两个产物从BrepA转录仅产生RepAoCopB为PrepA的阻遏蛋白R1质粒复制区还有copA基因，转录产物为反义RNA,能与repA基因产物RNA互补，形成双链RNA,被RNaseHI降解，RepA无法合成，抑制质粒复制复制区有tap基因，其产物Tap蛋白为转录活化蛋白，能促进RepA的合成PSC101质粒复制调控重复子-竞争结合调控iteron-binding regulation这些质粒在复制的起始位点ori和复制基因rep附近存在着多个长度为17-22bp的DNA短片段叫做重复子，iteron,它们能与复制必需的Rep蛋白竞争性结合，从而抑制了质粒的复制和拷贝数的增加pSClOl是最简单的重复子质粒repA基因编码的RepA蛋白是复制起始所必需的，在ori区有3个重复子序列，Rl R2和R3,RepA就是通过与它们的结合而控制质粒的拷贝数RepA蛋白是pSClOl和许多其它重复子质粒复制所需的唯一由质粒编码的蛋白质寄主染色体编码的其它蛋白如DnaA,DnaB,DnaC和DnaG与ori区结合后，质粒的复制才起始

7.保证F质粒在细胞中稳定性的机制是什么？答属于主动分配机理质粒的稳定性1质粒结构中还存在编码主动分配体系的夕ar区2质粒编码的致死蛋白来抑制不含质粒的分离子Par区，又叫做分配区partition regions或分配座位partitionlocus是指在细胞分裂过程中使质粒拷贝数均等的分配到子细胞中的质粒DNA序列在F质粒中par区是同复制起点紧密相邻的，而在R1质粒中则是远离其复制起点质粒的复制与分配是分开独立进行的在F质粒中，夕ar区由和so08两个基因及so0区组成，这三个因素是质粒分配的基本因素，SOR4其中so“4和so夕6叫做反式作用基因trans-acting genes编码反式作用蛋白，so0叫做顺式作用位点cis-acting site顺式作用位点so由12个43bp的正向重复序列组成，在每个43bp的正向重复序列中，又有一对7bp的反向重复序列S0区的功能类似于真核染色体上的着丝粒，所以so夕区也叫类着丝粒位点centrmereTike site反式作用蛋白SopB与顺式作用位点区结合，形成蛋白-核酸复合体，称为分配复合体partition complex,参与质粒的分配质粒DNA在位于细胞中央的复制体replisome的作用下进行复制质粒复制后，分配蛋白与类着丝粒位点结合形成分配复合体然后，一种尚未知的结构很快地将质粒拷贝移向细胞的两极，使复制后的质粒DNA均等的分配到两个子细胞中接着可能是在分配蛋白的作用下，使分配后的质粒限定于细胞的特定区域F质粒基因组中控制寄主致死功能的基因ccdA和ccdB,,CcdA蛋白作为解毒剂专门与毒剂CcdB蛋白结合，并使之失效在没有CcdA蛋白的情况下，CcdB蛋白通过抑制DNA解旋酶的活性,或是通过引发解旋酶诱导寄主染色体DNA发生双链断裂从而使染色体在细胞分裂过程中无法进行正确的分配在新产生的无质粒的子细胞中，开始的时候是含有CcdA和CcdB这两种蛋白但由于无ccd操纵子可发生进一步的转录，因此随后这两种蛋白质的浓度便逐渐下降稀释

8.何为质粒之间的不相容性？主要与哪些因素有关？答不相容性通常是指亲缘关系相近的两种质粒，在非选择性条件下常常不能稳定地存在于同一个细胞中，经过若干代的培养，只含有同一种质粒的细胞越来越多，而含有两种质粒的细胞相对减少两个质粒如果不能同时稳定地共存于一种细菌细胞中，则这两个质粒属于同一不相容群，即Incgroups；如果能够稳定地存在于同一种细胞内，则它们属于不同的不相容群质粒的不相容性与质粒复制起始密切相关，质粒的不相容性与质粒分配也有关系

9.何为转移性质粒？实现转移性质粒转移的条件是什么？何为可移动质粒？这类质粒如何实现转移？答转移性质粒是指质粒能自动的从一个细胞转移到另一个细胞,甚至还能带动供体细胞的染色体DNA向受体细胞转移，这类质粒常常被叫做自主转移质粒self-transmissible plasmid□如F质粒有些质粒虽然不能自主转移，但能被其它一些自主转移质粒所转移，这类质粒又被叫做可移动质粒mobilizable plasmids如ColEl质粒.可移动质粒的转移必须利用同一细胞中自主转移质粒编码合成o的性菌毛才能进行可移动质粒的转移需要两种元件〃位点和加M基因儿/〃位点类似于F质粒的or”序列/ob基因功能类似于tra基因，负责质粒转移

10.何为广寄主范围质粒？答所谓广寄主范围质粒是指质粒能通过接合转作用转移到很多不同种甚至不同属的寄主内，并能稳定地存在于这些寄主细胞内

11.构建人工载体的基本要求有哪些？答

1.为一个独立的复制子，含有复制位点，能够自主复制

2.含有多个克隆位点，便于外源基因的插入

3.含有选择性标记，便于对阳性克隆筛选和鉴定

4.具有生物安全性习题

41.入噬菌体基因组的特点如何？入DNA全长48531bp,含66个基因，功能相关的基因排列成簇，编码头部、尾部、重组、调控、复制、裂解几大功能的基因各自聚集成特殊的基因簇•结构基因A F和Z J共19个基因，分别编码头、尾部蛋白质〜〜重组区att attachment为噬菌体附着区、int intagrate及xis excission分别编码入♦DNA的整合酶和切割酶调控区ci、cik cni为噬菌体溶源化所必需，其产物是阻遏物，抑制噬菌体其他基因的表达，♦如果这些基因突变则形成清晰的噬菌斑，而不会溶源化Cro基因编码的蛋白质也是一种阻遏蛋白，能同操纵基因X和结合而抑制转录OR和P为噬菌体复制基因，N和Q为正调节基因，它们都编码抗终止因子的基因，即可以中和♦宿主转录终止因子P的活性N和Q的产物分别促进噬菌体早期基因和晚期基因的转录，从而促进噬菌斑的形成S和R为控制细菌细胞裂解及子代噬菌体释放的两个基因，故称溶菌基因♦X噬菌体基因组有6个启动子，和分别负责启动子向左和向右的转录，和是CI基♦PL PRPRE PRM因的两个启动子主管建立溶源，主管维持溶源Pi启动转录int基因，P负责晚期基因的转PRE PRM录

2.X噬菌体的生活周期有何特点？1入噬菌体侵染细菌后，可将其DNA整合到宿主染色体中，随染色体DNA复制而复制，这种处于整合状态的噬菌体称为原噬菌体这种含有原噬菌体的宿主细菌称为溶源性细菌，或溶源体这一途径称为溶源途径溶源性细菌一般不被同种噬菌体再侵染，这一现象称为免疫性2入噬菌体感染寄主后也可以不通过溶源途径而是进入裂解途径，即入DNA进入细胞后,利用宿主的酶和原料进行自身复制形成噬菌体颗粒，最终使宿主裂解而死亡，这一过程也称为裂解循环或溶菌途径溶源性细菌受某些外界物理或化学因素（如紫外线、丝裂霉素C等）的作用，原噬菌体可以脱离细菌染色体而进行自主复制，最终导致细菌裂解，释放出大量噬菌体,这一过程称为诱导入噬菌体的生活史溶菌生长途径、溶源菌生长途径

3.入噬菌体基因的转录有何特点？何为CI蛋白和Cro蛋白？如何实现人噬菌体的生活周期转变？答X噬菌体基因的转录特点DNA进入宿主细胞后由两个黏性末端连接成环后，立即利用宿主RNA聚合酶开始转录整个转录过程分为三个阶段前早期、后早期、晚期其中前一阶段的转录产物决定着下一阶段的转录前早期转录基因转录的第一个阶段必须依赖于宿主细胞的工具在这一阶段通常只有少数几个基因被表达它们的启动子（promoter）与宿主细胞的启动子是不可区分的在人噬菌体中，这类基因被称为前早期（immediate early）基因前早期转录由PL及PR向左右转录左向转录终止在tLl位点，编码产生N蛋白，右向转录终止在tRl位点，编码产生Cr蛋白后早期转录入噬菌体从前早期转录向后早期转录的转化，是由N蛋白介导的抗终止作用实现的.N蛋白结合在nut位点之后与RNA聚合酶作用，中和宿主编码的终止因子P的活性，使转录从tL、tRl、tR2延伸，从而转录出复制基因（0和尸）和调节基因（久cr、CH、CIID,以及int、xis、ga勿等在这个阶段，Cro蛋白的浓度也已经达到足以同操作基因0L和OR相结合，从而关闭了从启动子起始的转录作用同时，由中期转录而合成出Q蛋白，担负着从中PLPR期转录转向晚期转录的开关作用晚期转录PR是整个晚期基因区的转录启动子，而晚期基因区包括与噬菌体头、尾及细胞裂解有关的许多基因对于从PR启动子起始的RNA合成，Q蛋白是一个抗终止子在Q蛋白缺乏的情况下，从PR合成一个非常短的RNA分子，翻译成Q蛋白Q蛋白介导的抗终止子像N蛋白一样需要特殊的识别信号方及宿主蛋白NusA,但不像N那样结合RNAoCI蛋白由CI基因从启动子转录，编码合成的阻遏蛋白，用于阻止早期基因转录，关闭Cro蛋白的PRM合成Cr蛋白由Cro基因从启动子转录，编码合成的蛋白质，用于阻止CI转录，从而阻止建立溶源性PR入噬菌体的生活周期分为溶菌生长途径和溶源菌生长途径裂解循环入噬菌体进入细胞后，若环境营养丰富则噬菌体进入裂解循环入DNA复制，产生噬菌体粒子溶源途径对数期后的细菌和营养物质的贫乏，有利于噬菌体溶源化溶源化状态时，大多数噬菌体的基因都不表达，而只有少数与溶源化有关的基因如才被表达噬菌体是进入裂解循环，还是整合到宿主染色体上形成溶源态，主要取决于CI蛋白和Cro蛋白的合成及其调控作用C I阻遏蛋白对于0L和0操纵基因的负调控和应在空间上与启动子PR和PL有重叠,当/阻遏蛋白优先结合0L1-0L2以及OR1-0R2之后，就抑制了RNA聚合酶接近相应的启动子，则左向早期转录被抑制，同时右向转录的不和复制蛋白和P也不能表达，裂解循环被阻止C I阻遏蛋白对于OR操纵基因的正调控阻遏蛋白结合0R2之后，促进RNA聚合酶结合PRM启动子从而激活其自身（cl）转录CH蛋白的功能促使PRE转录CI阻遏蛋白，同时PI促进转录整合酶（int）基因，阻碍Q蛋白合成，由此阻碍晚期基因的转录，CH蛋白在决定溶源和裂解途径中答

（1）A…E这一系列物质在代谢途径中的先后位置是FDBCAE突变型1的遗传性代谢障碍的位置D-B,突变型2的遗传性代谢障碍的位置B-C,突变型3的遗传性代谢障碍的位置F-D,突变型4的遗传性代谢障碍的位置C-A,突变型5的遗传性代谢障碍的位置A-E,突变型6的遗传性代谢障碍的位置C-A⑵突变型4和6的关系是同一基因内部不同位点的突变

4.一系列rll突变型的顺反位置效应测验结果见表如果rllv属于顺反子A,rllu属于顺反子B,

（1）其余各个突变型属于哪一顺反子（表中数字表示斜线上下两个双重突变型混合感染寄主细菌KB,在指示菌B上出现的噬菌斑数）；

（2）表中是否有不正常的数据？顺式单菌释放量反式单菌释放量rllu rllv/++250rll u+/+rllv250W X/++250W+/+x250U W/++250U+/+w250U X/++250U+/+X0U Y/++250U+/+Y0U Z/++250U+/+z0V W/++250V+/+w0V X/++250V+/+x250V Y/++250V+/+Y250V Z/++250V+/+z250W Y/++250W+/+Y0W Z/++250W+/+Z0Y Z/++250Y+/+Z0答本题有2种可能情况（老师说题目有问题导致）第一种情况突变型w和V属于同一顺反子，突变型U、X、Y和Z属于同一顺反子表中有不正常数据！W+/+Y和W+/+Z单菌释放量应为250而不是0第二种情况突变型V为一顺反子，而突变型W,U,X,Y和Z属于同一顺反子表中不正常数据则为W+/+X和U+/+W单菌释放量应为0而不是250而V+/+W单菌释放量应为250o而不是0o

5.al---a5是5个表型相同的突变型.下表结果说明al---a5分属于几个基因（+表示有互补作用，-表示无互补作用）起关键作用，但是cn蛋白极不稳定，易被特异性水解酶降解，半衰期不到一分钟cni蛋白的功能抑制细胞内降解cn蛋白的水解酶因此，只有ci、cn、和cni蛋白协同作用，才能使入溶源化DNACro蛋白的功能Cro蛋白优先结合和0,然后结合和0灯、0Cro蛋白与0结合，阻止了C I阻R3R2o L3遏蛋白与结合，从而抑制了CI蛋白的合成同时\Cro蛋白结合Q.和也抑制了早期基因从RR的转0R2OR,录总之，Cro蛋白和CI蛋白相互拮抗Cro蛋白阻止间接c I转录，从而阻止建立溶源性CI阻遏蛋白阻止早期基因转录，因此关闭Cro蛋白的合成这两个蛋白之间的拮抗其中心是解决溶源和裂解发育之间的平衡

4.入噬菌体的基因组如何实现与宿主染色体的整合和切离？入噬菌体的整合1人噬菌体侵染宿主以后，入DNA通过两端的cos位点很快环化环状人DNA在Int蛋白的作用下整合到染色体上2整合需要的条件-Int整合酶的作用促进入噬菌体的附着位点attP attachmentphage和细菌位点attBattachmentbacteria之间的位点特异性重组site-specific recombinnation.-attP和attBattB位于大肠杆菌染色体上半乳糖gal转录单元和生物素bio转录单元之间-核心序列0attP和attB之间的15bp相同序列0两侧的序列各不相同，细菌中称B和B而噬菌体称P和P，入噬菌体的切离1CI蛋白失去阻遏作用，则和PR启动子就开始转录2从PL转录的基因包括Int和Xis-噬菌体侵染后只形成Int,参与噬菌体DNA的整合；-而诱导后只形成Int和Xis切割酶excisase3入DNA的切割需要Int和Xis两种蛋白4当Int和Xis将XDNA从寄主染色体上进行切割时，和P基因也从启动子进行转录0和P促进切割的人DNA进行复制，因此，细胞DNA受损后，几分钟内噬菌体DNA就开始复制，阻遏物浓度降低，噬菌体进入裂解循环大约lh后，细胞就会发生裂解，释放出噬菌体粒子习题

51.总结因子在细菌基因表达调控中的作用亚基的作用参与启动子的结合以及转录起始复合物的异构化细胞内哪条DNA链被转录、转录的起始点的选择都与亚基有关a.o因子独立存在时，N端部分抑制了C端的DNA结合活性，与DNA不能结合b.当因子与核心酶组成全酶的时，空间构象改变，N端对C端抑制作用消失，可与DNA发生特异结合C.转录起始完成后因子脱落，核心酶不再停留在启动区部位，向下游滑动完成转录亚基对识别DNA链上的转录信号是不可缺少的，它是核心酶和启动子之间的桥梁因子的取代在细胞发育和对环境应答的反应中起主导作用如在枯草杆菌中就有不同相对分子质量的因子因子与核心酶结合帮助核心酶识别细菌启动子区启动转录细菌都使用不同的因子来识别不同基因的启动子，使RNA聚合酶转录不同的基因这是细菌的一种基因表达调控方式，它使细菌能针对不同环境条件的变化，改变基因的表达方式d.大肠杆菌的热激反应和枯草芽抱杆菌芽泡的发育过程，大肠杆菌在营养匮乏的情况下进入静止状态稳定期，这一状态受到因子调控，他控制着50多种基因的诱导或者转录e.某些噬菌体利用宿主细胞的RNA合成酶并为之提供因子，从而指导RNA聚合酶优先转录噬菌体的基因

2.原核生物启动子的结构特点答案启动子转录的起始是基因表达的关键阶段，启动子就是连接在基因3,端上游的DNA序列，其长度从100bp到200bp不等，是转录起始时RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，但其本身并不被转录不同的启动子都存在共同的保守序列，包括RNA聚合酶识别位点和结合位点1T0序列Pribnow框:解链区在转录起点上游大约T0处，有一个6bp的保守序列TATAAT,称Pribnow框此段序列出现在-4至频度:丁T89AS9T50AG5Ae5100卜13bp之间，每个位点的保守性在45%-100%o据预测，Pribnow框中，一开始的TA和第六位最保守的T在结合RNA聚合酶时起十分重要的作用目前认为，Pribnow框决定转录方向酶在此部位与DNA结合形成稳定的复合物，Pribnow框中的DNA序列在转录方向上解开，形成开放型起始结构，它是RNA聚合酶牢固的结合位点，是启动子的关键部位RNA聚合酶的结合，诱导富含AT的Pribnow框的双链解开，然后进一步扩大成17个核首酸长度的泡状物，在泡状物中RNA聚合酶从模板链开始转录RNA产物2-35序列Sexfama box识别区只含70序列的DNA不能转录，在-10序列上游还有一个保守序列，其中心约在-35位置,称为-35序列，此序列为RNA酶的识别区域各碱基出现频率如下:T GC A,其中TTG十分保守85T8381A616952-35序列的功能它是原核RNA聚合酶全酶依靠因子的初始识别位点因此，-35序列对RNA聚合酶全酶有很高的亲和性-35序列的核甘酸结构，在很大程度上决定了启动子的强度，RNA聚合酶易识别强的启动子-35序列提供RNA聚合酶识别信号，-10序列有助于DNA局部双链解开，启动子结构的不对称性决定了转录的方向

3.足迹法研究基因表达调控顺式作用元件的原理footprinting一种找到蛋白质结合的目标序列的方法1一条双链DNA,一端作标记2与该种蛋白质结合3在温和的条件下用DNase I消化该蛋白质DNA复合物，使每条DNA链上基本上都只有一个缺口4移去蛋白质并使DNA链失活5收集一段有标记的片断6电泳这些有标记的片断，并放射自显影基本就是被RNA聚合酶结合的部位不能被核酸酶降解,从而确定被RNA聚合酶结合的启动子的序列结构

4.热激反应热激应答反应heat shockresponse大肠杆菌生长在教高温下如42~50℃会产生热激状态，所转录的基因发生变化，在正常状态下表达的基因会关闭或表达水平低下，而编码热激蛋白heat shockprotien的基因开始表达，这些蛋白能提高菌体对高温的抵抗能力，这种现象称为热激反应

5.转录终止子的类型及其作用方式如何解释原核生物基因表达极性效应？1转录终止子终止子是位于一个基因或一个操纵子的末端，提供停止信号的DNA区段与启动子不同的是终止子仍能被RNA转录成mRNAoa.不依赖P的内源强终止子intrinsic terminator在体外无其他因子参与，核心酶也能在某些位点终止转录，这些位点称内源性终止子机制二级结构中的发夹长度7-20bp;反向重复序列中GC含量高反向重复序列下游常有6-8个A转录后形成6-8个连续的U,是使RNA聚合酶脱离模板的信号这两个特点都是终止所必需的终止需要的DNA序列位于终止位点序列之前；RNA-RNA发夹结构的形成使得RNA聚合酶结合以及DNA-RNA结构都变得不稳定，导致RNA和RNA聚合酶都从DNA上解离下来b.P-依赖型弱终止子rho-dependent terminator“热追踪hot-pursuit”模型P因子最初结合到RNA终止子上游一个伸展的约70个核甘酸单链区P因子结合到RNA上后，发挥它的ATP酶活性以提供在RNA上滑动的能量，直到它到达RNA-DNA杂合链区域，再发挥它的解旋酶活性，使双链体结构解开可能P因子沿RNA的移动比聚合酶沿DNA移动的速度快当酶遇到终止子时就暂停，如果P因子在此处赶上，则终止就发生2基因表达极性效应概念在某些情况下同一转录单位里，由于一个基因的无义突变，阻碍了下游相邻基因表达的效应，就称为基因表达的极性现象除了无义突变可以导致极性现象外，插入序列ISK IS2等DNA片段插入到操纵子的基因中也会发生极性现象机制为

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Rh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因子的作用，RNA聚合酶从DNA上脱离，结果造成后续基因的表达降低或减少

6.何谓“抗终止作用”抗终止作用P因子的作用可以被抗终止因子所抵消，这样,RNA聚合酶便可通过终止子（依赖于P因子的）继续转录后面的基因这种现象称为抗终止作用（anti-termination）

7.原核生物转录后调控的主要机制答转录生成mRNA以后，再在翻译或翻译后水平进行〃微调〃，是对转录调控的补充，它使基因表达的调控更加适应生物本身的需求和外界条件的变化包括翻译起始调控（SD序列、mRNA稳定性）、稀有密码子与重叠基因调控、严紧反应（pppGpp）、反义RNA调控、翻译的阻遏调控

8.SD序列，稀有密码子，细菌生长的严紧控制，反义RNA,翻译阻遏SD序列在细菌中受核糖体保护的起始序列约3540个碱基长，其中包含起始密码子AUG在起始密〜码子上游约410⑼个核甘酸之前还有一段富含喋吟的5…AGGAGG…3短小序列，它可以与〜核糖体30s亚基中16S rRNA3,端的3,…UCCUCC…5区段完全互补mRNA上的这段序列称为Shine Dalgarno序列（简称SD序列），与蛋白质合成过程中起始复合物生成有关稀有密码子带有相应反密码子的tRNA将氨基酸引导到mRNA上，进行蛋白质的翻译合成，然而在不同种类的生物中，各种tRNA的含量是有很大区别的，特别是原核生物尤其显著由于不同的tRNA含量上的差异很大，产生了对密码子的偏爱性，对应的tRNA丰富或稀少的密码子，分别称为偏爱密码子（biased codons）或稀有密码子（rare codons）□含稀有密码子多的基因必然表达效率低细菌生长的严紧控制细菌在不良生长条件下生长时，由于缺乏足够的氨基酸，细胞中鸟昔四磷酸QppGpp）和鸟甘五磷酸（pppGpp）的含量迅速增加，与此同时RNA（特别是rRNA）合成速度也迅速减少，蛋白质合成骤然下降，从而使细菌处于低代谢水平和缓慢生长的状态人们将细菌这种为了度过困难时期而表现出的适应性反应称为严紧控制（stringent controDo反义RNA（antisense RNA）指能与特定mRNA互补结合的RNA片段，由反义基因转录而来翻译阻遏（translational repression）大肠杆菌核糖体蛋白有50余种，它们既可与rRNA组装成核糖体，也可与自身mRNA翻译起始区结合当有过量核糖体游离蛋白质存在时即引起它自身及其有关蛋白质的阻遏这种在翻译上的阻遏作用称为翻译阻遏

9.酶合成的诱导和阻遏反馈阻遏和分解代谢物阻遏，操纵子答

（1）酶合成的诱导根据酶合成的方式，细胞内的酶组成酶和诱导酶组成酶指在所有的生长条件下都以相同量表达的酶通常是细胞在各种不同生长条件下生长所必须的关键酶类在生长的细胞中被连续的合成诱导酶和酶的诱导:参与物质分解代谢的酶类只有在其作用底物存在时才合成,这些酶称为诱导酶,这一过程称为酶的诱导参与碳源和分解代谢的酶类一般都是诱导型的其意义在于，使细胞只有在需要某一种酶的时候才进行合成A.协同诱导诱导物同时或几乎同时诱导几种酶的合成称为协同诱导如乳糖诱导大肠杆菌同时合成B-半乳糖普透性酶、8-半乳糖甘酶和半乳糖昔转乙酰酶等与分解乳糖有关的酶协同诱导使细胞迅速分解乳糖底物B.顺序诱导顺序诱导是先后诱导合成分解底物的酶和分解其后各中间代谢产物的酶例如色氨酸降解为儿茶酚的过程中，犬尿氨酸先协同诱导出色氨酸加氧酶、甲酰胺酶和犬尿氨酸酶，将色氨酸分解成邻氨基苯甲酸，后者再诱导出邻氨基苯甲酸双氧酶，催化邻氨基苯甲酸生成儿茶酚顺序诱导对底物的转化速度较慢

（2）酶的阻遏与酶合成的诱导相互补的现象是酶合成的阻遏细胞中有些酶的合成在通常情况下是受阻遏的，只有在环境中缺乏某种营养物质时，催化该物质合成的酶类才会合成酶合成的阻遏通常参与物质合成的酶类调控类型酶合成阻遏分为反馈阻遏和分解代谢物阻遏两种反馈阻遏也称终产物阻遏，是指由于终产物的过量积累而导致的生物合成途径中酶合成受到阻遏常常发生在氨基酸、喋吟和喀咤等这些重要结构元件生物合成的时候分解代谢物阻遏培养基中同时含有两种细菌能够分解利用的底物时，细菌对一种底物分解代谢的产物抑制其对另一种底物的利用，只有当一种底物分解完毕后才能开始利用另一种底物，称为分解代谢物阻遏操纵子（operon）是指在原核生物中几个功能相近或相关的结构基因排列在一起，由一个共同的启动子（promotor）、操纵基因（oprator）或其他调控序列来调控这些基因的转录包含这些结构基因和控制区的整个核甘酸序列就称为操纵子所以一个完整的操纵子主要应包括启动子、操纵基因、结构基因和终止子四个部分

4.细菌基因水平转移的主要方式有哪些？⑴转化转化是指供体菌裂解后游离DAN片段被受体菌直接摄取，从而使受体菌获得新的性状⑵转导转导是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，而使受体菌获得新的性状⑶接合接合是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（如质粒DNA）从供体菌转移给受体菌⑷溶源性转换指当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶源状态而使细菌获得新的性状5转座转座是指转座子、整合子在质粒之间或质粒与染色体之间的自行转换现象

10.可诱导负控制系统，可诱导正控制系统，可阻遏负控制系统和可阻遏正控制系统的比较可诱导负控制系统一一阻遏蛋白不与诱导物结合时，阻遏蛋白与操纵区相结合，结构基因不转录,阻遏蛋白结合上诱导物时，阻遏蛋白与操纵区分离，结构基因转录可阻遏负控制系统一一阻遏蛋白与辅阻遏物结合后被激活，结合操纵区，结构基因不转录可诱导正控制系统一一诱导物的存在使激活蛋白处于活性状态，转录进行可阻遏正控制系统一一效应物分子的存在使激活蛋白处于非活性状态，转录不进行.

11.下列两表是在研究大肠杆菌乳糖操纵子时所做的有关调控基因的遗传分析请填写表中未填写的性状并解释实验结果基因型不诱导经诱导Z Y A Z Y A

1、I+Z+Y+

2、I-Z+Y+

3、I+Z-Y+/F I-Z+Y+

4、I-Z-Y+/F I+Z+Y-

5、I-Z-Y+/F I-Z+Y+

6、ZY/F I-Z+Y+解释野生型基因一般都是显性的，「突变型基因一般都是隐性的，「为显性只要染色体的双倍体中含有调节基因I+,它编码出的调节蛋白I可以作用于染色体双倍体中的任何一条染色体，从而发挥作用基因型不诱导经诱导Z Y A ZYA

1、I+Z+Y+

2、FZ+Y+

3、「Z+Y+/F I+Z+Y+

4、「Z+Y+/F I-Z+Y-解释IS所产生的阻遏物不能与诱导物结合，始终结合在操纵基因上，阻遏结构基因的表达所以IS基因对于1+1-都是显性的

12.下列表格是在研究大肠杆菌乳糖操纵子时所做的有关启动子的遗传分析请填写表中未填写的性状并解释实验结果基因型不诱导经诱导ZYA ZYA

1、O+Z+Y+

2、OCZ+Y+

3、0+Z-Y+/F07+Y+

4、0+Z-Y+/F OCZ+Y-

5、O+Z+Y-/F OCZ-Y+解释操纵基因operator,其组成型突变标记为0c,也可以参与细胞中诱导酶的合成调控但是野生型基因一般都是显性的，突变型基因是顺式显性的即它们只对同一染色体临接位置上的结构基因起作用

13.以色氨酸操纵子为例解释转录弱化作用色氨酸操纵子的结构色氨酸操纵子由5个结构基因trp E、trp D、trpC、trpB和trpA组成一个多顺反子的基因簇其5端是启动子、操纵子、前导序列和弱化子区域在色氨酸操纵子中，除了阻遏物一操纵基因的调节以外，还存在一种在转录水平上调节基因表达的衰减作用attenuation,用以终止和减弱转录这种调节的作用部位称为衰减子或弱化子attenuatoro弱化子位于trpE起始密码子前面162nt的转录前导序列的123150位弱化子是一个不依赖P因子的终止〜子区城，在一小段富含GC的回文结构之后是8个连续的U残基如果这段序列能在RNA转录物中形成发夹结构，就可以作为一个高效的转录终止子，因而只有140bp的转录物被合成如果弱化子缺失，转录将被通读，结构基因将被转录色氨酸操纵子RNA的前导序列含有4个序列互补区，能形成不同的碱基配对的RNA结构前导RNA翻译形成前导肽时色氨酸的供应情况决定着转录的进行前导肽前导RNA序列中含有一个有效的核糖体结合位点并能形成由前导RNA27——68号碱基所编码的14个氨基酸的前导肽功能前导肽的第10和第11个密码子编码连续的色氨酸残基色氨酸是稀有氨基酸；通常两个色氨酸密码子连续出现的可能性很小，在色氨酸含量很低的情况下核糖体将会在这个位点停滞如缺乏色氨酸,核糖体到达色氨酸密码子时，由于没有色氨酰tRNA的供应，停留在该密码子位置，位于区段1,使区段2与区段3配对，区段4无对应序列配对呈单链状态，RNA聚合酶通过弱化子，继续向前移动，转录出完整的多顺反子序列当有色氨酸时,完整翻译短肽，核糖体停留在终止密码子处，邻近区段2位置，阻碍了2,3配对，使3,4区段配对，形成发夹结构终止子，RNA酶在弱化子处终止，不能向前移动

14.何谓“细菌群体感应调控”？目前在细菌发现几种类型的群体感应调控？有何异同点？细菌群体感应调控细菌在繁殖过程中不断分泌信号分子到胞外，并检测其浓度从而感知群体密度的变化，当其密度达到某个阀值时，就会启动某些基因的表达，这个过程称为群体感应QS这是一种利用信号分子相互交流，协调中群内细胞个体行动的调控方式QS系统的类型及异同点:G-G+G7G-号酰基高丝氨酸内自身诱导肽AIPAH吠喃酰基硼酸二酯AI2子酯AHLs All信分LuxI类AI合成寡肽信号分子以前体肽的形式合成，蛋白LuxS酶经加工修饰后由ABC ATPbindingcassette系统输出分泌信号分LuxR类AI结合双组分磷酸传递途径two componentAH,典型的革兰氏阴性细菌具有的子感应转录激活蛋白phosphor relaycircuits来感应寡AHL类但其感应系统类似革兰氏阳机制肽信号分子的存在性细菌的双组分磷酸传递系统AI-2o多种的革兰氏阴性和阳性细菌都可以产生这种AI2,其产生依赖于一个被称为LuxS的蛋白V.fischeri费S.aureus金黄色葡萄球菌V.harveyi哈氏弧菌代表菌希尔氏弧菌性种AI2是种间细胞交流的通用信号分有有异子，没有物种特异性物特

15.何谓细菌的S-层？有何功用？细菌的S-层细菌的细胞包被一般有细胞壁和细胞膜组成，除此之外，在许多古细菌和真细菌中还有一层表面结构，是由S-层蛋白质在菌体表面自装配形成规则晶格的单分子层，称S-层它与位于其下方的细胞包被细胞膜、外膜或细胞壁以非共价方式连接，完整地包裹着细菌菌体S-层的功能

1、S-层可以决定或维持细胞的形状；

2、保护作用；

3、分子筛和离子阱；

4、菌体外挂位点；

5、细胞识别和粘附；

6、病原菌的毒力因子之一

16.目前在有细胞生物体中发现几种类型的脂肪酸合成途径？有何异同点？答细菌脂肪酸合成与哺乳动物脂肪酸合成的差异Type Ifatty acidsynthetic pathwayMammals,Fungi andsome MycobacteriumMultifunctionalprotein•Active sitesin distinctdomains•Type I一all ofthe activesites presentin asingle proteinas inmammals andmycobacteriaor splitbetween twointeracting proteinsas infungi andCorynebacteriumammoniagenes-Unsaturated fatty acids synthesizedafter phospholipidsynthesizedAI第一类哺乳动物脂肪酸合成主要是在哺乳动物，真菌和分枝杆菌中发现，具有功能多样性蛋白，在不同的区域均有活性位点所有的活性位点都在一个单一的蛋白中哺乳动物或者分枝杆菌中或者分开在2个具有相互作用的蛋白质中真菌中在磷脂合成后合成不饱和脂肪酸Type11fattyacidsynthetic pathwayPlantsand mostbacteriaA seriesdiscrete proteinsEachprotein catalyzesa reactionTypell-each enzymaticactivity isfound asa discreteprotein-Unsaturated fattyacids synthesizedby TypeII FAS第二类细菌脂肪酸合成主要是在植物和细菌中，具有一系列的分泌蛋白，每种蛋白催化一个特定的反应每种酶活性都在一种分泌蛋白中被发现，不饱和脂肪酸的合成通过第二种脂肪酸合成系统被合成

17.目前在细菌发现几种类型的群体感应调控？有何异同点？G-G+G/G-信号分子酰基高丝氨酸自身诱导肽AIPAIl吠喃酰基硼酸二酯AI2AI内酯AHLsAIlLuxI类AI合成信号分子寡肽信号分子以前体肽蛋白LuxS合成分泌酶的形式合成，经加工修饰后由ABC（ATPbinding cassette）系统输出信号分子LuxR类AI结合双组分磷酸传递途径All,典型的革兰氏阴性细菌具有的感应机制转录激活蛋白（two componentAHL类但其感应系统类似革兰氏阳性phosphor relay细菌的双组分磷酸传递系统circuits）来感应寡肽AI-2多种的革兰氏阴性和阳性细菌都O信号分子的存在可以产生这种AI2,其产生依赖于一个被称为LuxS的蛋白代表菌V.fischeri费S.aureus金黄色葡萄V.harveyi哈氏弧菌希尔氏弧菌球菌物种特异有有AI2是种间细胞交流的通用信号分子，性没有物种特异性

18.目前临床使用的主要抗生素类药物的抑菌机理答抑制细菌细胞壁的合成；抑制细菌细胞内叶酸的代谢；与核糖体结合，阻止翻译；干扰核酸的合成1）抑制细菌蛋白质合成的抗生素

1.氨基糖首类抗生素抑制蛋白质合成的全过程（起始、延伸、终止）一静止期杀菌药起始阶段抑制30S亚基始动复合物和70S亚基始动复合物的形成延伸阶段与30s亚基的P10蛋白结合，致A位歪曲，mRNA错译，阻止移位；终止阶段阻止终止密码子与A位结合；阻止70s亚基的解离

2.四环素阻止氨酰tRNA与核糖体A位的结合

3.氯霉素作用于核糖体的50s上，抑制肽转移酶活性为一种广谱抗生素

4.红霉素作用靶是肽键转移酶，主要用于革兰氏阳性细菌2）抑制细菌细胞壁合成的抗生素

1.B—内酰胺类抗生素

2.糖肽类抗生素肽聚糖二肽前体（D-Ala-D-Ala）结合，阻止其插入细胞壁中3）抑制细菌DNA或RNA合成的抗生素

1.氟喳诺酮主要作用于细菌DNA旋转酶（gyrase）抗药性的产生主要是编码DNA旋转酶的A亚基的gyrA的突变，目前尚未发现携带抗药决定因子的质粒

2.利福平利福平是细菌RNA聚合酶唯一的抑制剂，主要用于革兰氏阳性细菌A1A2A3A4A5A1A2A3A4A5答下表结果说明al…a5分属于4个基因除突变型a2a3属于同一基因外，其他三个突变型分属于不同基因

6.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答图A,proB proA.和proBproA proC菌株能够互补无需添加任何应用物质都能生长，而图B,proB proA和proB proApro菌株不能互补，因为都不能产生Eb,不能合成C物质，菌株的生长需添加D或C物质才能生长所以以上B图中的2倍体是谷氨酸营养缺陷型菌株应为它必须添加C和D物质才能生长.

7.粗糙脉胞菌有两个缀氨酸营养缺陷型vail和val2,菌株vallvalZ上的培养液中有物质B积累,vall+val2的培养液中有物质A积累菌株vallval

2.能在含有缴氨酸或va12生长过的培养液中生长菌株vall%al2能在含有缴氨酸的培养液中生长，但不能在vail生长过的培养液中生长说明基因vail,val2以及物质A,B和缴氨酸的关系答他们几者的关系为B A_UaU缀氨酸解释说明本题目用营养缺陷的互养法的和假设法可以推出首先Vail代表Vail基因发生了突变，而Vall+代表Vail基因为野生型，未突变Val2基因类似而根据题目意思可知，本途径有两种可能的代谢途径,FW9F一»B缴氨酸或者B A缴氨酸根据题目信息vallval2+的培养液中有物质B积累，vall+val2的培养液中有物质A积累可以判断出，Val2基因控制着A物质向B或者向缄氨酸合成的途径，而Vali基因控制着B物质向A物质合成或者向缀氨酸合成的途径然后利用假设法，进行2条可能途径的筛选，假设他们的关系为——^Val2缎氨酸，则根据题目中的第2条信息，Vail突变后，此途径不能由B合成A,但如果提供缴氨酸，则可以继续生长，符合题意；若提供val2生长过的培养液，由于Val2生长过的培养基中B到A的合成途径正常进行，而A到缀氨酸的途径受阻而不能合成缴氨酸，但是培养基内含有A物质，而菌株vallval2+只是B到A的合成途径受阻，但A到缴氨酸途径任然正常，所以但培养基内含有A物质时，可以利用A物质的护养作用，继续合成缴氨酸从而正常生长，符合题意而菌株val/val2,由于val2基因突变，使A到缀氨酸的合成途径受阻，而无法合成缴氨酸而停止生长，当提供缴氨酸时，其可继续生长但是如果提供vail生长过的培养基，由于B到A的途径受阻，培养基内只含有物质B,菌株vallval2依旧无法利用A物质合成缀氨酸而依然不能生长，也符合题意当假设他们的关系为A Vai~B Val4~缴氨酸时，则不符合题意，这是由于当菌株为vallval2+,►细菌不能由B合成缴氨酸，而Val2生长过的培养基内只含有A物质，菌株vallval2+依然无法利用B合成缴氨酸，从而不能生长，不符合题意而菌株vall，al2不能利用4抑制细菌叶酸合成合成的抗生素磺胺类和三甲氧氨二氨喀咤磺胺是对氨基苯甲酸的结构类似物，它与对氨基苯甲酸竞争二氢喋酸合成酶DHPS三甲氧氨二氨喀咤是二氢叶酸的结构类似物，作用的酶是二氢叶酸还原酶

17.细菌抗药性的主要分子机制是什么？答1固有抗药性Intrinsic Resistance抗药性的产生并不依赖于抗菌药物的存在，而是细菌细胞所固有的，与细菌的遗传和进化密切相关固有抗药性是细菌稳定的遗传特性，它受细菌染色体DNA控制并且是同属细菌的共同特征a.自发基因突变N aturalMutat ion微生物在遗传进化的过程中，普遍存在自发基因突变的现象如果编码抗菌药物作用靶点的核甘酸发生点突变,且当这种突变积累到一定程度时,可以导致靶位的空间结构发生改变,其物理化学性质也可以随之发生变化,结果使药物一靶位之间的结合力下降或丧失，细菌随之产生抗药性自发基因突变所引起的抗药性是一个漫长的过程，对于一个特定的药物常常无法考证，但是从微生物的进化趋势和规律来看，这种现象是存在的b.药物外输作用引起的抗药性Efflux-Mediated Resistance:药物外输泵是一类位于细胞膜上的具有特殊结构的膜转运蛋白质，其作用机理为当细胞内的药物浓度聚集达到一定数值时，药物外输泵系统相关mRNA的表达增加，结果使细胞膜上外输泵的数量增加，使细胞内的药物被泵出c.细胞膜与细胞表面结构不同的细菌由于细胞膜与细胞表面的结构不同，也使细菌固有抗性表现出较大的差异最典型的是分枝杆菌的细胞壁2获得性抗药性Acquired Resistance:获得性抗药性是细菌在抗菌药物选择性压力存在下经过基因突变，或细菌在生长过程中由于移动耐药因子的转移而获得的一种表型移动因子包括质粒、转座子、整合子和噬菌体a.药物选择性压力下的基因突变Mutation Underthe SelectivePressure ofAntibioticTreatment抗菌药物压力下的基因突变发生在药物的作用靶位基因中，当发生突变后，靶位基因的表达产物的空间构型与理化性质发生变化，导致药物的结合作用下降或消失，产生抗药性b.质粒介导的抗药性Plasmid-Mediated Resistance质粒可以通过接合或转导作用在不同的细菌之间进行转移质粒所携带的基因还可以通过整和integration或剪切excision在染色体和质粒之间进行转移c.转座子介导的抗药性Transposon-Mediated Resistance转座子一般是很小的移动性遗传因子DNA,它可以在染色体中跳跃移动，或在同一细胞中的染色体与质粒间移动，通常通过复制插入到新的位点,也可以将自身从原位点剪切掉再插入到新的位点转座子还可以使位于染色体上和非接合质粒上的基因转移到接合质粒中，因此实现细菌间的基因转移

18.细菌抗药性的主要生化机制是什么？答

1.细菌对药物作用靶点的修饰如万古霉素抗性

2.细菌产生修饰抗生素的酶如氨基糖首甲基转移酶

3.细菌过量表达靶酶，如对三甲氧氨二氨喀咤的抗性

4.细菌主动外排抗生素，如TetA类型的四环素抗性

19.何谓“细菌药物外输泵”？目前发现主要有几种类型“细菌药物外输泵”是一类位于细胞膜上的具有特殊结构的膜转运蛋白质，其作用机理为当细胞内的药物浓度聚集达到一定数值时，药物外输泵系统相关mRNA的表达增加，结果使细胞膜上外输泵的数量增加，使细胞内的药物被泵出目前发现主要有5种类型MF家族、SMR家族、RND家族、ABC家族、MATE超家族

20.何谓“整合子”和“基因盒”？“整合子”是一种基因单位，包括位点特异性重组功能的基因决定簇，在整合酶的作用下能识别并俘获或删除移动性基因盒，并在位于整合子上有的启动子的作用下得到表达，使细菌具有耐药及多重耐药性“基因盒”是单一的可移动的DNA分子，大小一般为500bp~1000bp,通常以环形独立的状态存在，其中的基因主要为耐药基因只有当它被整合子捕获并整合到整合子中才能转录

22.目前已经完成基因组测序的细菌有上百种，但是功能得到鉴定的基因不足1075%,因此确定未知基因功能已成为后基因组时代的主要工作，科学家们已经发展了多种技术研究这些未知基因的功能其中通过生物信息学手段，寻找同源基因已经成为主要的鉴定基因功能的手段之一参与大肠杆菌的不饱和脂肪酸合成途径已经清楚，其中危加和危两个基因起到关键作用，这两个基因的突变都会使该细菌不能在基础培养基上生长，但是可以在添加油酸一种含十六个碳原子的不饱和脂肪酸的基础培养基上正常生长沙门氏菌全基因组测序完成后，通过同源序列比对，发现沙门氏菌也有类似大肠杆菌病以和给奶的同源基因请根据本学期学习内容，回答以下问题

1.大肠杆菌fabA突变菌株是什么类型的突变株

2.请设计实验，证明该沙门氏菌的病加基因是否同样参与油酸的合成

1、大肠杆菌fabA突变菌株属于营养缺陷型突变株

2、有两种方法第一种利用定点突变的实验手段和方法，使沙门氏菌的fabA基因突变，然后分别用基础培养基和添加油酸的基础培养基上培养突变后的沙门氏菌，看其是否可以在这2个平板上生长如果均可以在2个平板上生长，则其基因不是参与油酸合成的基因如果在基础培养基上不可以生长，但是在添加了油酸的基础培养基上可以生长的话，那这个基因应该就是可以参与油酸的合成第二种利用互补实验的方法来确定利用基因工程的方法克隆沙门氏菌的fabA基因后，连接到适当的载体上，再通过转化或者转导的方法转入题目中所提到的大肠杆菌fabA和fabB基因的突变菌株中，然后进行培养，在基础培养基上培养，如果大肠杆菌fabA和fabB基因的突变菌株可以恢复正常生长，形成菌落，则证明此沙门氏菌的fabA基因同样具有参与油酸合成的能力

23.心酰基-L-高丝氨酸内酯AHLs的产生方式答LuxI家族蛋白酶通过将脂酰基-酰基载体蛋白acyl-ACP上的脂酰基侧链结合到S-腺昔甲硫氨酸SAM的高半胱氨酸基团上，产生特异的酰化HSL分子，这种酰化的HSL分子再进一步内酯化变成acyl-HSLAHLs,AHLs分子可以任意地穿越细胞膜，因此它们可以在胞外随着菌体浓度增加而累积

24.革兰氏阴性细菌细菌群体感应调控机制菌体浓度较低时，信号分子合成的水平也较低合成的酰基高丝氨酸内酯AHL分子扩散到细胞外环境中随着菌体浓度增高，信号分子逐渐累积当信号分子浓度达到一定的阈值时，就会启动和LuxR蛋白的相互作用，形成LuxR/AHL复合物LuxR/AHL复合物结合到DNA的〃£XHDOX08开启发光基因的表达8进一步促使AHL分子通过LuxI高水平表达自诱导

25.信息肽的合成、加工和转运合成与加工革兰氏阳性菌使用的信号分子，多数是一种由一个较大前体经过翻译后加工得到的多肽转运信息肽通过ATP-结合盒转运体ATP-binding cassetteABC运出细胞外

26.目前发现有几种干扰细菌群体感应调节的途径？具体机制如何？1AiiA等一种芽胞杆菌Bacillus240B1能产生AiiA蛋白，它是一种降解AHL信号分子的胞内解酯酶，能使胡萝卜软腐欧文氏菌产生的AHL分子内酯键被打开，因此,软腐病菌中受QS系统调控的致病基因不能表达,从而极大减弱了该病菌的致病性2RNAIII抑制肽一种抑制RNAIH的肽类RIP抑制了血管移植大鼠模型的耐药性葡萄球菌感染RIP通过扰乱细菌细胞与细胞之间的交流即群体感应来抑制葡萄球菌的致病性，而不是直接杀死它们

27.革兰氏阴性细菌外膜的结构特点如何？1外膜的脂质双层是高度不对称的2脂多糖组成外膜的外层；磷脂酰乙醇胺组成外膜的内层3脂多糖和磷脂酰乙醇胺中脂酰链的数量基本相等4膜孔蛋白和OmpA为跨膜蛋白，胞壁脂蛋白附着在外膜内侧5外膜通过胞壁脂蛋白与细胞壁共价连接，通过OmpA与细胞壁非共价连接

28.名词脂多糖；类脂A；膜孔蛋白；内毒素脂多糖LPS位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚810nm的类脂多糖类物质〜类脂A是脂多糖的疏水部分，组成外膜的外层膜孔蛋白由3个相同的亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，其间有一直径为Inm的孔道，可通过孔的开闭来调节某些物质进入外膜层内毒素由于从细胞表面解离的脂多糖分子能激发巨噬细胞和内皮细胞分泌大量的细胞因子和促炎因子，导致致命的败血休克，因此又称脂多糖为内毒素

29.脂多糖的结构特点如何？

30.什么是生物膜？为什么要对生物进行研究？生物膜由附着在固相表面的多种微生物细胞形成的群落主要由微生物和细胞的胞外基质组成为什么要对生物进行研究1许多疾病与细菌生物膜的形成有关2体内包埋性医疗性装置非常容易形成生物膜，增加了设备附带性感染的机会3生物膜内细菌抗药性的增强使得一些慢性疾病难以治愈4对生物膜与感染性疾病关系的研究还涉及以下几方面

①吸附细胞的解离或生物膜的聚集可能引起血液或尿道感染；

②抗药性质粒可能会在生物膜细菌间转移；

③生物膜中的革兰氏阴性细菌可能会产生内毒素；

④生物膜细菌对动物体的免疫体系有抗性；5城市供水体统，生物膜的形成会造成一些病源细菌的传播6工业生产中生物膜的形成会造成材料表面腐蚀，降低传热效率等问题7食品加工中生物膜的形成，会造成食品变质和传播病原菌，直接影响食品质量8由于生物膜具有很大的生物量和具有固着化合物的特点，生物膜也被用于生物修复

31.查文献并阅读相关文献，谈谈你对细菌抗药性的认识如何有效控制细菌抗药性？1加强新的化学实体药物NCEs的研究与开发，改变药物结构，进行升级换代，其中包括新的抗生素的发现与筛选，以及动物专用抗菌药的研究开发,这是解决问题的根本出路⑵坚持合理用药即根据药物的性质、使用范围、用法和用量，做到对症下药；剂量要足够，疗程要适当，以维持血液中有效的药物浓度，避免抗药性的发生凡属可用可不用的.尽量不用；一种抗生素能够解决问题的，就不要同时使用多种抗生素3有计划地将抗生素等药物分期分批地交替使用，经常保留一两种较好的药物，以备急用因为获得抗药性的细菌.其抗药程度有的不够稳定，在某种药物停用一个时期后，病菌可重新恢复对它的敏感性，原来用过的药物又会重新发挥作用4尽量避免人用药物在兽医临床使用，同时应杜绝可产生抗药性的抗生素作为饲料添加剂使用⑸联合使用两种以上的药物，或应用免疫血清、疫苗和噬菌体等许多行之有效的方法来避免抗药性的形成和发展6加强对细菌抗药性的检测与研究,为生产用药提供指导⑺加强抗药性消除抑制剂的开发研究A合成物质B,当提供Vali生长过的培养基后，由于培养基内含有物质B,所以可以和菌株valTval2互养而使菌株利用B合成缴氨酸，从而继续生长，与题意不符合所以推得他们的关系应该是第一种假设而不是第二种假设

8.总结原核生物基因结构，染色体和基因组的一般特点答一基因结构的特点从分子生物学的角度讲，基因是一段具有特定功能和结构的DNA片段，是编码蛋白质或RNA分子的遗传信息基本单位一个完整的基因，不仅包括编码区，还包括5,末端和丁末端的特异性序列编码区是在DNA链上，由起始密码子开始到终止密码子为止的一个连续的编码序列，也叫做开放阅读框架启动子位于基因5,末端上游外侧紧挨转录起点的一段长度为20200bp的非编码核甘酸序列，其功〜是与RNA聚合酶形成转录起始复合物包括转录起点和两个区（-35区和-10区）转录起点是DNA模板链上开始转录的位点，通常在其互补的编码链对应位点标以“+1”-10区是RNA聚合酶核心酶与DNA分子紧密结合的部位，多包含有6bp的共有序列TATAATo-35区是RNA聚合前因子识别DNA分子的部位，共有序列为TTGACA终止子位于一个基因或一个操纵子的的末端，提供转录停止信号的DNA区段一般要被转录成mRNA在大肠杆菌中有两种类型的终止子

（1）不依赖P因子的终止子，为强终止子；

（2）依赖P因子的终止子RBS核糖体结合位点，是mRNA与核糖体结合的位点，共有序列为AGGAGG,一般与翻译起始密码子AUG相距610bp有些基因上游还有其它调控因子结合的位点，结合区域的序列不定〜一染色体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、重组及转录过程大肠杆菌中参与DNA折叠的蛋白称为类组蛋白，如Fis,H-NS,HU,IHF其中含量最多的是称为HU的小分子量碱性蛋白6bp,约1333内n是菌体的长度的1000倍表明这样的DNA分子以高度折叠、超螺旋形式存在一基因组

1.基因排列的连续性（lOOObp-1500bp为一个基因计，大肠杆菌约有4639个基因，实际有4288个，占88%表明基因组绝大部分用来编码蛋白质、RNA,其余为复制起点、启动子终止子和调节识别位点除个别细菌（鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌）和古生菌的rRNA和tRNA外，原核生物基因不含内含子）

2.以单基因为主的操纵子和双向基因表达

3.结构基因单拷贝而rRNA基因多拷贝（多数情况结构基因为单拷贝，而编码rRNA的基因往往是多拷贝大肠杆菌有7个rRNA操纵子，其中6个分布在复制起点附近，且按复制方向表达比较原核微生物基因组发现，结构基因的功能均以代谢、转运、调节、翻译和结构成分为主，其次是DNA复制和转录）

4.基因组的重复序列少而短（原核生物基因组存在一定数量的重复序列，但比真核生物少的多，且序列较短，一般为4-40bp,重复程度不等）

9.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

10.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-His3突变型1…Ala-Pro突变型2…Ala-Pro-Gly-Val-Lys-Asn-Ala-Met3突变型3说明突变型1,2,3的本质答突变型1是错义突变具体说可能是编码Ser的密码子TCA与编码Arg的密码子GCA中的第一个碱基对发生转换突变型2无义突变编码Trp的密码子UGG变成终止密码子UGA突变型3移码突变编码Trp的密码子UGG第一个碱基对缺失了

11.下列碱基替换哪些是转换？哪些是颠换？答（l）AT-TA,颠换

（2）AT-GC,转换

（3）GC-TA,颠换

12.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昔酸？答3个因为3个核昔酸编码一个氨基酸

13.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？答染色体畸变（缺失突变和插入突变）

14.什么原因造成温度敏感突变菌株对温度敏感？答由于基因突变，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常用的是温度敏感突变，即在某一温度（30℃）下菌株能正常生长，而在另一度（42℃）下菌株不能生长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

15.请说明引起缺失，倒位，重复和插入突变的原因答缺失一个基因内部缺失DNA序列或染色体缺失上千bp碱基序列的突变类型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片断丢失这种同源重组是由5到3方向的两个同向重复序列介导的倒位在染色体上基因的顺序发生了倒置，如原来顺序为ABCD,倒位后变成DCBA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这种同源重组是由5,到3方向的两个反向重复序列介导的重复在染色体上的基因增加了一个拷贝的突变造成重复突变的机制是两个DNA分子间发生了同源重组，使得基因拷贝增加这种同源重组是由5,到3,方向的两个同向重复序列介导的插入突变在一个基因内部插入一段额外的DNA序列转座子的转座是引起插入突变的主要原因

16.请说明下列符号所表示的意义His—和His+；hisC,力isG和如hisG~251,,LhisG,NiisDGhisD-rfb；hisG\:TnlO和hisG2148Oc；s靖和stro答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，表示野生型基因力区厂，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251hisG-25h缺失组氨酸合成所需的一个基因GNiisG,缺失组氨酸合成所需的基因不只一个基因LhisDG,跨越一个以上操纵子的缺失，由力延伸至g/7d并进入rfb的缺失A QhisD~rfb；IS一个特定的在力，sG基因中的TnlO插入，命名为加sG::TnlO一个在加sG基因中的赭石突变hisG21480c,链霉素抗性基因stro链霉素敏感基因stro

17.请问碱基类似物2-氨基喋吟和5T臭尿喀咤引起哪种碱基替换？答5-澳尿喀咤使TA变为CG,2-氨基噂吟使AT变为GC解释5T臭尿喀咤和T很相似，仅在第5个碳元子上由Br取代了甲基5-BU有，酮式，烯醇式两种异构体,可分别与A及G配对结合.若酮式以与A结合,则原序列没有发现变化,若以烯醇式与G结合，则原序列中的T将会变为G2-氨基喋吟2-AP也是碱基的类似物，有正常状态和稀有状态两种异构体，可分别与T和C配对结合当2-AP掺入到DNA复制中时，由于其异构体的变换而导致AT转变为G:C

18.作为诱变剂羟胺的特异性作用位点是什么？羟胺能否诱发无义突变型的回复突变？为什么？答只特异地和胞喀咤起反应，在第4个C原子上加-0H,产生4-0H-C,此产物可以和A配对，使CG转换成TAo不能，因为三种终止密码子其中2个UAG和UGA对应的DNA序列ATC和ACT C作用位点使得CG转换成TA,这样使得突变后的ATT翻译出来会成为另外一个终止密码子UAA,所以不能产生回复突变另一个无碱基C,羟胺无法作用

19.请总结DNA自发损伤，物理因素及化学因素引起DNA损伤机理？答DNA自发性损伤1DNA复制错误碱基异构引起DNA复制的错配互变异构，T和G有酮式和烯酮式，C和A有氨基式和亚氨基式使得正确配对A aTk和GkCa变为错误配对A aC⑴、AiCa和GkTe、GeTk2自发的化学变化脱喋吟A和G从脱氧核糖核酸上脱下来，剩下磷酸和五碳糖；脱氨基C脱氨基变为U,另外，腺喋吟脱氨基后成为次黄喋吟，鸟喋吟脱氨基后成为黄喋吟氧化损伤

1.过氧化物原子团02-H202,-0H等需氧代谢的副产物都是有活性的氧化剂，

2.它们可导致DNA的氧化损伤，

3.T氧化后产生T—乙二醇，

4.G氧化后产生8-氧-7,8二氢脱氧鸟喋吟、8-氧鸟喋吟8-0-G或“GO”，GO可和A错配，导致GfT物理化学因子引起的DNA损伤紫外线诱发胸背二聚体，使DNA停止复制电离辐射引起DNA损伤，产生0H自由基，导致碱基变化，脱氧核糖分解，DNA链断裂，DNA链、蛋白・质的交联化学因子引起的DNA损伤碱基类似物5T臭尿嚓咤和T很相似，仅在第5个碳元子上由Br取代了甲基5-BU有，酮式，烯醇式两种异构体，可分别与A及G配对结合；2-氨基喋吟2-AP也是碱基的类似物，有正常状态和稀有状态两种异构体，可分别与T和C配对结合当2-AP掺入到DNA复制中时，由于其异构体的变换而导致AT转变为GC,碱基的修饰亚硝酸introus acid,NA有氧化脱氨作用，可使G第2个碳原子上的氨脱去，产生黄喋吟xanthine,x,次黄喋吟II仍和C配对，故不产生转换突变但C和A脱氨后分别产生U和次黄喋吟H,产生了转换，使C G转换成A T,人丁转换成6；；羟胺只特异地和胞喀咤起反应，在第4个C原子上加-0H,产生4-0H-C,此产物可以和A配对,使CG转换成TA；烷化剂如甲基黄酸乙脂EMS,氮芥NM,甲基黄酸甲脂MMS，亚硝基胭NTG等，它们的作用是使碱基烷基化,EMS使G的第6位烷化,使T的第4位上烷化,结果产生的0-6-E-G和0-4-E-T分别和T、G配对，导致GC对转换成AT对；TA对转换成CG；嵌合剂和移码突变常用的有口丫咤橙、二氨口丫咤又称原黄素和我咤黄素等口丫咤衍生物，它们都是平面的三环化合物,大小与喋吟-喀咤对大致相等，在水溶液中能与碱基堆积在一起，并插入到两个碱基对之间，这一过程称为嵌入

20.从深海动物肠道中分离得到一种细菌请设计实验证明该种细菌是否拥有光复活修复系统答1检测其是否含有夕分基因，看其是否有编码光复活酶的活性2用紫外线照射分离的菌株，看其是否可以在黑暗中继续生长，以检测其是否已发生突变若不能生长，再回光亮处培养，看其是否可以恢复生长活性，若还能继续存活生长，则拥有光复活修复系统

21.解释光复活酶，烷基转移酶，N-糖基化酶与AP核酸内切酶和G0系统的作用机制光复活酶高度专一性的修复方式，只作用于由紫外线引起的DNA喀咤二聚体的修复由光复活前催化，喀咤二聚体形成后，光复活酶结合于损伤部位，酶被可见光所激活，进行修复，修复后酶被释放烷基转移酶当使用低剂量的烷化剂处理细菌细胞时，细胞会诱导产生一种39kD的甲基转移酶methyl transferase,Ada它可以专一性地将甲基从06-甲基鸟喋吟或04-甲基胸腺喀咤转移到酶蛋白上，使酶蛋白失活甲基化的酶蛋白激活编码该酶的操纵元的表达N-糖基化酶与AP核酸内切酶系统:DNA中碱基脱氨是一种潜在的突变，细菌已进化出了利用糖基化酶和AP核酸内切酶系统对碱基脱氨进行修复糖基化酶先切开缺陷碱基与脱氧核糖之间的糖基化键，释放缺陷碱基，产生一个无喋吟或无喀咤位点，称为AP位点AP核酸内切酶，也叫无喋吟核酸内切酶或无喀咤核酸内切酶把无喋吟或无喀咤位置的磷酸二脂键打开，进一步分解掉不带碱基的磷酸脱氧核糖最后在DNA聚合酶I和连接酶作用下，完成修复2G0系统G氧化后产生8-氧-7,8二氢脱氧鸟喋吟、8-氧鸟喋吟8-0-G或“GO”，GO可和A错配，导致Gf T大肠杆菌G0系统由MutM,MutT和MutY组成，分别由mutM,mutT和mutY三联普因编码这三个基因的突变对细胞的自发突变率具有累加效应其作.的G；家兔G0与A错误巴G0替换为未氧化的G答大肠杆菌UvrABC，胞对UV的敏感性UvrUvrD使被标记区解旋切酶修复

23.有人做过这样一个外线损伤的修复率一村;现转录链的修复率提高图21・8・氧日喋吟804160修复系统用机制如复制到70%,而非转录链的修复率仍为50%请解释上述实验结果的产生的原因当G0出现时\Mu1配答对在，转则录M链ut上Y则的可DN以A损而伤优先被UvrABC核酸内切酶修复一种RNA聚合酶介导的切除修复转录修复偶联因子MutTRTCF则参是与使这8一—过0-程TRCF由勿Fd基因mutation frequencydecline编码，非特异性的与dsDNA结合，TRCF帮助RNA聚合酶从损上位点解离；帮助UvrAzB与损伤位点结合，从而进行修复而非转录链

22.Uvr修复系统的作上由于没有RNA聚合酶结合，而没有此活性基因突变可提高细b

24.错配修复的机制？rBC在DNA上切一缺口；■伤优先被UvrABC核酸内―答错配修复校正活性所漏加校入4的种碱基，使复制的保真性提高IO倍错配修复系统组成DNA腺喋吟甲〜狎H复制基化酶m6A甲基化酶之纵子的两条DNA链的紫DNA polymeraseIII填补单链DNA缺口Helicase SSB外切核酸酶I和VII连接酶MCE mismatchcorrect enzyme-3subunits mutH,L,S具体过程链接酶MCE的3个亚基H,L,S与ATP共同作用下扫描和识别新生链中的含错配剪辑的DNA片段，并且在新生链中的非m6A的GATC序列上产生切口并在解旋酶Helicase和外切核酸酶I和皿的作用下切除含错误碱基的DNA片段，然后SSB与单链DNA片段结合防止单链DA被降解，在DNA聚合酶HI的作用下按碱基互补配对原则填补单链DNA,最后在连接酶的作用下连接切口，完成修复

25.有两个人噬菌体的突变菌株突变均为碱基替换，但两者的位置不同A和Bo用噬菌体A感染大肠杆菌而勿突变菌株该菌株无甲基化能力，抽提该噬菌体的DNA用噬菌体B感染大肠杆菌野生菌株，且用小标记DNA,抽提噬菌体DNA混合两种噬菌体的DNA,高温变性后复性，使用CsCl梯度离心，收集杂合的噬菌体DNA,并转染野生大肠杆菌，经检测发现新生的噬菌体主要为B型噬菌体请解释上述实验结果中为什么主要是B型噬菌体答:错配的核甘酸只是其碱基不能与母链配对，核甘酸本身结构是正常的，因此对正确母链和错配子链的区分至关重要原核细胞利用两条链的甲基化状态的不同来区分复制后的子链上GATC序列中的腺甘酸残基被d am基因产物d am甲基化酶作用而甲基化，但在新合成后的瞬间，子链未被甲基化，这样修复系统就能区分甲基化的母链和未被甲基化的子链在错配修复系统的作用下杂合链中未被甲基化的噬菌体A的突变单链被误认为子链并以噬菌体B的突变单链为模板进行修复这样得到的主要是噬菌体B突变体的DNA双链所以经检测发现新生的噬菌体主要为B型噬菌

26.请解释SOS诱导的修复的机制，解释差错倾向修复答SoS诱导的修复机制参与DNA损伤修复的蛋白是被DNA损伤诱导的SOS反应中的相关基因和作用力〃基因当细胞受到损伤时，有些参与DNA修复的基因，包括切除修复基因uvrA,uvrB和uvrC和重组修复基因recA,recF及其他基因umuC,umuD开始转录，他们统称din基因damage Induciblegene□许多din基因参与SOS修复，是SOS调节元的组分，因此乂称SOS基因基因/ex力基因产物SOS修复必需的，/ex/-不具有修复活性/ex/基因是一种调节基因，其产物为阻遏蛋白SOS基因上有都有20bp的LexA结合位点，LexA与这些位点结合起阻遏作用，同时对自身基因的表达也起抑制作用recZ基因rec力基因产物SOS修复必需的，性力-不具有修复活性re4突变是多效的，参与重组，DNA修复和细胞分裂等其具体作用途径如右图差错倾向修复SOS修复系统的保真度低，在胸像喀咤二聚体相对位置上，可以是任何碱基，因而引起突变差错倾向修复由〃勿u和U/〃必两基因产物引起，他们也是SOS基因，两者组成一个转录单位，受LexA阻遏在细胞DNA受到损伤时，umuC和umuD表达,且UmuD在结合有单链DNA的RecA作用下自我切割,产生其活化形式UmuD°UmuD/和umuC蛋白允许DNA聚合酶对DNA损伤区进行复制，然后会产生随机错误习题

21.有人做过这样一个实验先用紫外线处理入噬菌体，然后用此噬菌体分别感染经紫外线处理的大肠杆菌和未经处理的大肠杆菌结果发现在经紫外线处理的大肠杆菌中噬菌体的存活率高于未经处理的大肠杆菌，并且发现噬菌体的突变也被提高了请用学过的知识解释上述现象答SOS诱导的修复，参与DNA损伤修复的蛋白是被DNA损伤诱导的，被UV照射处理的大肠杆菌SOS修复被诱导，被紫外照射过的噬菌体由于突变被修复而存活率比较高，而没有被UV照射的大肠杆菌没有启动SOS修复系统，所以噬菌体在紫外线下的突变无法被修复而存活率低由于SOS修复系统能够引起基因突变，所以噬菌体的突变也被提高了

2.大肠杆菌中LexA和RecA功能是什么？答心基因/ex/基因产物SOS修复必需的，心火力-不具有修复活性心力基因是一种调节基因，其产物为阻遏蛋白SOS基因上有都有20bp的LexA结合位点，LexA与这些位点结合起阻遏作用，同时对自身基因的表达也起抑制作用RecA功能re力基因产物SOS修复必需的，re力-不具有修复活性re力突变是多效的，参与重组，DNA修复和细胞分裂等。