考研-华南理工大学-发酵工程-工业微生物复习题及答案(6)

2019-01-10 11:51

6.能否找到一种仅对某一基因具有特异性诱变作用的化学诱变剂?为什么? 否,化学诱变剂主要针对核酸的碱基,而与基因的特异性无关。

7.根据突变修复原理紫外线诱变处理菌种时,应注意什么?如何保证细胞均匀的受到诱变剂的处理? 一般微生物细胞内都具有光复活酶,所以,微生物紫外线诱变育种应在避光或红光条件下操作。

在实际工作中,要得到均匀分散的细胞悬液,通常可用无菌的玻璃珠来打散成团的细胞,然后再用脱脂棉或滤纸过滤。?

8、紫外诱变、5-溴尿嘧啶诱变的原理?

紫外线诱变机理是它会造成DNA链的断裂,或使DNA分子内或分子之间发生交联反应。交联是由二聚体引起的,二聚体可以在同一条链相邻的碱基之间产生,也可以是在二条链的碱基之间形成。它会引起DNA复制错误,正常的碱基无法配对,造成错义或缺失。嘧啶比嘌呤对紫外线敏感得多。嘧啶的光化产物主要是二聚体和水化物,已经了解得较清楚的是胸腺嘧啶二聚体。

5-溴尿嘧啶(5-bromouracil,5-BU)它和T很相似,仅在第5个碳原子上由溴(Br)取代了T的甲基。5-BU有两种异构体,一种是酮式,另一种是烯醇式,它们可分别与A及G配对结合,这样在DNA复制中一旦掺入5BU就会引起碱基的转换而产生突变。5-BU一般以酮式状态存在于DNA中,因而与A配对。5-BU很容易进行酮式与烯醇式结构的互变异构,当DNA复制时,烯醇式5-BU不与A而与G配对,从而造成A:T?G:C的转换。

9.诱变育种的基本环节有哪些?关键是什么?何故?

出发菌株的选择:适合的出发菌株具有特定生产性状的能力或潜力,即菌株是否具有产生特定代谢产物的催化酶系的基因,有效提高育种工作效率。

制备单孢子(或单细胞)悬液:诱变育种要求所处理的细胞必须是处于对数生长期同步生长的细胞,并且是均匀状态的单细胞悬液。

诱变处理:诱变剂的选择、诱变剂量的选择。

10、细菌接合作用机制?比较大肠杆菌的F、F、Hfr和F’菌株区别?

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。

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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。

+

11、发生转化的条件是什么?

(1)供体DNA与受体细胞间的接触与互作,受体细胞在生理上处于感受态(competence),能接受外源DNA实现转化。

(2)供体DNA的结合与穿入、联会和整合。最后,供体DNA的一条单链片段通过重组而整合到受体DNA中。 12.解释普遍性转导的机制?

通过温和噬菌体为转导的媒介,将供体菌基因组上任何小片段 DNA 携带到受体细胞中,使后者获得前者部分遗传性状的现象,称普遍性转导(Generalized transduction)。少数噬菌体将细菌的DNA误认做是它们自己的DNA,并以其外壳蛋白将其包围,从而形成转导噬菌体。由于可以转导细菌染色体组的任何不同部分,因此称为普遍性转导。

噬菌体DNA的包装机制:进入供体菌的P22DNA经环化(冗余末端之间重组)和滚环复制形成一个多联体(concatemer)分子。DNA的包装从基因组的一个特殊位点(pac,package)开始,用噬菌体编码的酶按顺序进行切割,并以―headful‖的长度进行包装,如此同时,该酶也能识别染色体DNA上类似pac的位点并进行切割,以―headful‖的包装机制包装进P22噬菌体外壳,形成只含宿主DNA的转导噬菌体颗粒。

13.什么叫准性生殖?说明利用准性生殖规律进行半知菌类杂交育种的一般过程。

是指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。自然条件下,一种真核微生物体细胞在同种而不同菌株的体

细胞间发生的自发性的原生质体融合,它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子。准性生殖是丝状真菌,特别是不产生有性孢子的丝状真菌如半知菌类特有的遗传现象。 准性生殖一般过程:菌丝联结、形成异核体、核配、体细胞交换和单倍体化。 14.什么是原生质体融合?其基本操作程序如何?它在育种工作中有何优点?

原生质体融合(Protoplast Fusion)是通过人工方法将遗传性状不同的两个细胞的细胞壁去除,采用物理、化学或生物学方法诱导它们的原生质体发生融合,而产生重组子的过程,亦可称为“细胞融合”(cell fusion)。

微生物原生质体融合的一般原理和过程见图。主要步骤为:选择亲株、制备原生质体、原生质体融合、原生质体再生及筛选优良性状的融合子。

与常规杂交相比,原生质体融合具有多方面优势:

重组频率较高、受接合型或致育性的限制较小、遗传物质的传递更为完整。

第七章 微生物的生态与环境保护

1. 什么叫生态平衡?微生物在自然界生态平衡中有何作用?

答案要点:生态系统发展到成熟阶段时,生物种类的组成,各个种群的数量及比率以及能量和物质的输入、输出等都处于相对稳定的状态,这种状态叫做生态平衡。

和动植物一样,微生物积极地参与了自然界中营养元素的生物循环。微生物在自然界物质循环中的作用主要包括:(1)生物食物链中的初级生产者,为高等的动植物提供原料;(2)有机物质的主要分解者,迅速把有机物分解为简单的无机物,供初级生产者再利用。 2. 为什么说土壤是微生物天然的培养基?

答案要点:由于具有下列特点,我们说土壤是微生物的天然培养基:

(1) 岩石在风化过程中产生的矿质元素和微量元素,能满足多数自养微生物的生长需要,土壤中的有机物质为异样微生物提供了良好的碳源、氮源和能源,土壤中的水分也可以满足微生物的要求。

(2)土壤的pH值接近中性,缓冲性也较强,适合大多数微生物生长。

(3)肥沃的土壤具有较好的团粒结构,空隙中充满着空气和水分,为好氧和厌氧微生物的生长提供了良好的环境。

(3)土壤的保温性能好,昼夜温差和季节温差的变化不大。在表土几毫米以下,微生物便可免于被阳光直射致死。

3. 简述水体、空气中微生物的分布规律。

答案要点:(1)水体分为淡水和海水,其中微生物的分布规律为:水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌,主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。

微生物在淡水水体中的分布受到环境条件的影响:营养物质影响最大,其次是温度、溶解氧等。水体内有机物质含量高,则微生物数量多;中温水体内微生物数量比低温水体内多;深层水中的厌氧微生物较多,而表层水内好氧微生物居多。

海水含有相当高的盐分,一般为3.2%?4.0%。海洋水体的特点是有机质等营养物的含量低、盐含量高、温度低,因此,海洋微生物具有耐压、嗜冷和低营养要求的特点。 4. 研究极端条件下的微生物有什么重要意义?试举例说明。

答案要点:极端环境下微生物的研究,对开发新的微生物资源具有重要的意义。

例如嗜热菌的新陈代谢快、酶促反应温度高和世代时间短等特点是嗜温菌所不及的,在发酵工业、城市和农业废物处理等方面均具有特殊的作用。但嗜热菌的抗热性能也造成了食品灭菌上的困难,造成食品的腐败变质。 5. 研究微生物生态的原位研究方法有何优点?

答案要点:自然状态下的微生物生态研究方法也称为原位研究法。微生物生态学主要是研究微生物在复杂生态环境中的结构与功能。实验室的纯培养方法在一定程度上可以研究自然环境中的微生物,但并不能完全揭示它们的组成和活动状况,因此发展自然状态下的微生物生态研究方法,十分必要。 6. 比较微生物相互之间三种偏利关系(偏利共生、互惠同生、共生)的异同。

答案要点:相同之处是偏利共生、互惠同生和共生均属于微生物之间的相互得益的偏利关系。 不同点重点从三者的定义来区分。

7. 比较微生物处理废水的活性污泥法、生物膜法和厌氧发酵法的原理与工艺。

答案要点:活性污泥法、生物膜法属于好氧处理法,厌氧发酵法属于厌氧处理法,因此处理废水的原理(包括微生物菌群)等均不相同。

8. 简述污染环境的生物修复对环境保护的作用。

答案要点:生物修复可将农药、石油烃类、有机磷、有机氯和重金属等污染物转变成无毒的物质或二氧化碳等。目前已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。 阐述污染物对环境的危害,证明生物修复的作用。

第八章 免疫学基础

1. 影响传染的因素有那些?简述彼此之间的关系。

答案要点:机体是否发生传染,与病原微生物、寄主和环境条件等3个因素有着密切的关系。没有病原微生物,机体就不会发生传染和传染病;寄主机体的免疫力的强弱,直接决定着传染是否发生;病原微生物和寄主当时所处的外界环境条件也能直接或间接地对传染是否发生和发展起到重要的作用。

2. 当前人类面临的传染疾病形势如何?试讨论人类能否消灭传染疾病,为什么?

答案要点:当前人类面临的传染病形势非常严峻:旧的传染病由于微生物的变异死灰复燃,因为地球表面的环境破坏新的传染性疾病不断产生,人类与其他生物的关系因资源与生存而日益恶化。

消灭传染病是人类的梦想,人类可以消灭部分传染病,如天花等,但由于微生物变异速度快,因此目前条件下不可能消灭所有传染病。比如流行性感冒已经与人类共存几百年,病毒几经变异,目前仍是人类健康的大敌。 3. 从抗体形成的规律解释接种乙型肝炎疫苗为何要分多次进行。

答案要点:乙型肝炎疫苗为抗原,进入机体后产生抗体遵循初次反应和再次反应的规律。多次接种完成后,如果机体遭遇乙型肝炎病毒入侵,则会产生大量的抗体,结合病毒,使人受到保护,免患乙型肝炎。 4. 什么是抗原?它应具备那些条件?

答案要点:抗原是能与机体中相应克隆的淋巴细胞上的独特抗原受体发生特异性结合,从而诱导该淋巴细胞发生免疫应答,并能与相应的抗体在体外发生特异性结合反应的一类物质。

抗原应具备的条件包括:一定的理化性状、结构复杂和异物性。可结合情况具体阐述。 5. 比较传染可能的3种结局之间的异同。

答案要点:相同之处是传染可能的3种结局均为病原菌入侵机体后产生的;不同之处重点从隐性传染、带菌状态和显性传染的定义区分。

6. 人工被动免疫和人工自动免疫各包括那些内容?

答案要点:人工自动免疫是指给机体注射某种抗原,由机体产生抗体。一般通过疫苗、类毒素等预防注射使机体产生免疫力。

用注射含有抗体的免疫血清来防治疾病,这种免疫血清是由其它动物或人体提供的,故称人工被动免疫。人工被动免疫包括给机体注射抗毒素、胎盘球蛋白、抗病毒血清、转移因子、胸腺素或免疫核糖核酸等。 7. 举例说明血清学反应在食品检测中的应用。

答案要点:微生物以及其它一些抗原性物质进入机体后,能在机体的血清中产生特异性的抗体。抗体与相应的抗原在体外相遇,可以表现出凝集、沉淀、溶解、补体结合等多种反应,这些试验一般都要用免疫血清,所以体外进行的抗原抗体反应常称之为血清学反应。

食品中病原菌的检测常常会利用血清学反应。例如环状沉淀反应试验常用来检查炭疽,称为Ascoli试验。 8. 简述酶联免疫吸附测定(ELISA)的原理。

答案要点:ELISA的基本原理:利用酶与抗原或抗体结合后,既不改变抗原或抗体的免疫学反应特异性,也不影响酶本身的特性,在特异抗原抗体反应后,形成酶—抗原—抗体复合物,再加入合适的酶底物,即会发生组织化学反应,产生可见的不溶性有色产物。常用的为辣根过氧化物酶,其次有碱性磷酸酶等。免疫酶技术可用于组织切片、细胞培养标本等组织细胞抗原的定性定位,也可用于可溶性抗原或抗体的测定,称酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)。

ELISA方法将可溶性抗原或抗体吸附到聚苯乙烯等固相载体上,再进行免疫酶反应,用分光光度计比色以定性或定量。


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