特异性外壳壳体化        否        是        否        否
辅助病毒外壳壳体化        是        否        是        否
抑制辅助病毒复制        是        是        是     
与辅助病毒序列同源性        是        否        否     
在体内和体外RNA的稳定性        低        低        高        高
 
第8章　微生物的遗传
一、术语及名词
 
1．基因组(genome) 指存在于细胞或病毒中的所有基因，由于现在发现许多非编码序列且有重要的功能，因此，目前基因组的含义实际上是指细胞中基因以及非基因的DNA序列组成的总称，包括编码蛋白质的结构基因、调控序列以及目前功能尚不清楚的DNA序列。
2．拟核 (nucliod) 大肠杆菌的基因组为双链环状的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则的小体形式存在于细胞中，该小体称为拟核。
3．遗传丰余 (genetic redundancy) 酵母基因组全序列测定完成以后，在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序列，称之为遗传丰余。
4．质粒(plsmid)  细胞中除染色体以外的一类遗传因子，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。
    5．转座因子(transposableelement)  也是细胞中除染色体以外的一类遗传因子，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。
    6．质粒的不亲和性(incompatibility)  如果将一种类型的质粒通过接合或其他方式(如转化)导人某一合适的但已含另一种质粒的宿主细胞，只经少数几代后，大多数子细胞只含有其中一种质粒，那么这两种质粒便是不亲和的(incompatible)，它们不能共存于同一细胞中。质粒的这种特性称为不亲和性(incompatibility)。
    7．消除(curing)  所谓消除是指细胞中由于质粒的复制受到抑制而染色体的复制并未明显受到影响，细胞可继续分裂的情况下发生的质粒丢失。质粒消除可自发产生，也可通过人工处理提高消除率。
    8．插入突变(insertionmutation)  当各种IS、Tn等转座因子插入到某一基因中后，此基因的功能丧失，发生的突变。
    9．基因突变(gene mutation)  一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换，而导致的遗传变化称为基因突变(gene mutation)，其发生变化的范围很小，所以又称点突变(point mutation)或狭义的突变
    10．同义突变(same—sense mutation)  这是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，显然，这是与密码子的简并性相关的。
    11．错义突变(mis—sense mutation)  是指碱基序列的改变引起了产物氨基酸的改变。有些
  错义突变严重影响到蛋白质活性甚至使之完全无活性，从而影响了表型。如果该基因是必需基因，则该突变为致死突变(1ethalmutation)。
    12．无义突变(nonsense mutation)  是指某个碱基的改变，使代表某种氨基酸的密码子变为蛋白质合成的终止密码子(UAA，UAG，UGA)。蛋白质的合成提前终止，产生截短的蛋白质。
    13．移码突变(frameshiftmutation)  由于DNA序列中发生1～2个核苷酸的缺失式插入，使翻译的阅读框发生改变，从而导致从改变位置以后的氨基序列的完全变化。
    14．表型(phenotype)  是指可观察或可检测到的个体性状或特征，是特定的基因型在一定环境条件下的表现。
    15．基因型(genotype)  是指贮存在遗传物质中的信息，也就是它的DNA碱基顺序。上述4种类型的突变，除了同义突变外，其他3种类型都可能导致表型的变化。
    16．营养缺陷型(auxotroph)  一种缺乏合成其生存所必须的营养物的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物(precursor)才能生长。
    17．抗药性突变型(resistantmutant)  由于基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性的一种突变，普遍存在于各类细菌中，也是用来筛选重组子和进行其他遗传学研究的重要正选择标记。这类突变类型常用所抗药物的前3个小写斜体英文字母加上“r”表示。
    18．条件致死突变型(conditionallethal mutant)  是指在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。这类突变型常被用来分离生长繁殖必需的突变基因。因为这类基因一旦发生突变是致死的(例如，为DNA复制所必需的基因)，因而也就不可能得到这些基因的突变。    ．
    19．形态突变型(morphologicalmutant)  是指造成形态改变的突变型，包括影响细胞和菌落形态、颜色以及影响噬菌体的噬菌斑形态的突变型。
    20．自发突变(spontaneousmutation)和诱发突变(induced mutation)  不经诱变剂处理而自然发生的突变称自发突变，其突变的频率是很低的，一般为10—6～10—l”。许多化学、物理和生物因子能够提高其突变频率，将这些能使突变率提高到自发突变水平以上的物理、化学和生物因子称为诱变剂(mutagen)。所谓诱发突变并非是用诱变剂产生新的突变，而是通过不同的方式提高突变率。
21．Ames试验  现已发现许多化学诱变剂能够引起动物和人的癌症，因此，利用细菌突变来检测环境中存在的致癌物质是一种简便、快速、灵敏的方法。该方法是由美国加利福尼亚大学的Ames教授首先发明，故又称Ames试验。
    22．回复突变(reversemutation或back mutation)  指突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变。
    23．光复活作用(photoreactivation)  光解酶在黑暗中专一地识别嘧啶二聚体并与之结合，形成酶—DNA复合物，当给予光照时，酶利用光能将二聚体拆开，恢复原状，使DNA损伤得到修复。
    24。切除修复(excisionrepair)  又称暗修复。是细胞内的主要修复系统，通过UvrA、B、C、D4种蛋白质的联合作用切除DNA损伤，留下的单链缺口由DNA聚合酶I和连接酶修复。
    25．重组修复(recombinationrepair)  这是一种越过损伤而进行的修复。是通过复制后，经染色体交换，使子链上的空隙部位面对正常的单链，再通过DNA聚合酶和连接酶修复空隙部分。
    26．SOS修复(SOS repair)  DNA受到广泛损伤时发生的复杂诱导型应急修复过程。
    27．接合作用(conjugation)  是指通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。
    28．转导(transduction)  是由病毒介导的细胞间进行遗传交换的一种方式。其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。
    29．普遍性转导(generalized transduction)  噬菌体可以转导给体染色体的任何部分到受体细胞中。
    30．局限性转导(specialized transduction)  噬菌体总是携带同样的片段到受体细胞中。
    31．遗传转化(genetic transformation)  是指同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)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。
    32．感受态(competence)  能从周围环境中吸取DNA的一种生理状态。
    33．中断杂交(interrupted mating)技术  此技术的基本要点是把接合中的细菌在不同时间取样，并把样品猛烈搅拌以分散接合中的细菌，然后分析受体细菌基因型，以时间(分•钟)为单位绘制遗传图谱。
    34．酵母菌的2μm质粒(2μmplasmid)  是封闭环状的双链DNA分子，周长约21xm(6kb左右)，是酵母菌中进行分子克隆和基因工程的重要载体，因此，以它为基础进行改建的克隆和表达载体己得到广泛的应用。
    35．准性生殖(parasexualreproduction)  是指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。在该过程中染色体的交换和染色体的减少不像有性生殖那样有规律，而且也是不协调的。
    36．诱变育种(mutationbreeding)  是指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。
    37．抗阻遏和抗反馈突变型(repression resistantand~edbackresistantmutants)  突变型都是由于代谢失调所造成的，它们都有共同的表型，即在细胞中已经有大量最终代谢产物时仍然继续不断地合成这一产物。只是前者为调节基因发生了突变；后者是由于变构酶基因发生了突变。
    38．原生质体融合(protoplastfusion)  是将遗传性状不同的两种菌(包括种间、种内及属间)融合为一个新细胞的技术。主要包括原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体再生和融合子选择等步骤。
    39．电融合技术(electrofusion)  是一项有效促成原生质体融合的手段。融合过程首先是原生质体在电场中极化成偶极子，并沿电力线方向排列成串，然后，在加直流脉冲后，原生质体膜被击穿，从而导致融合的发生。
    40．DNA Shuffling  1994年美国的Stemmer提出的一个全新的人工分子进化技术，该技术能模拟生物在数百万年间发生的分子进化过程，并可在短的实验循环中定向筛选出特定基因编码的酶蛋白活性提高几百倍甚至上千倍的功能性突变基因。
 
二、习  题
  填空题
    1．    是第一个发现转化现象的。并将引起转化的遗传物质称为         。
    2．Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA和蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物，然后分别与    混合，结果发现，只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化活性，说明    DNA是转化所必须的转化因子。
    3．AlkedD．Hershey和MarthaChase用P’’标记T2噬菌体的DNA，用S’‘标记的蛋白质外壳所进行    的感染实验证实：DNA携带有T2的    。
    4．H．FraenkelConrat用含RNA的烟草花叶病毒进行的拆分与重建，实验证明    也是遗传物质。
    5．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    。
    6．近年来对微生物基因组序列的测定表明，能进行独立生活的最小基因组是一种    ，只含473个基因。
    7．大肠杆菌基因组为    的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中，该小体被称为    。
    8．大肠杆菌基因组的主要特点是：遗传信息的    ，功能相关的结构基因组成    ，结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝，基因组的重复序列少而短。
    9．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    。
    10．詹氏甲烷球菌全墓因组序列分析结果完全证实了1977年由    等人提出的    。 因此有人称之为“里程碑”的研究成果。
    11．詹氏甲烷球菌只有40％左右的基因与其他二界生物有同源性，其中有的类似于     ，有的则类似于       ，有的就是两者融合。
12．质粒通常以共价闭合环状的超螺旋双链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。
13．            质粒首先发现于大肠杆菌中而得名，该质粒含有编码大肠菌素的基因，大肠菌素是          一种细菌蛋白，只杀死近缘且不含          质粒的菌株，而宿主不受其产生的细菌素的影响。
14．用一定浓度的吖啶橙染料或其他能干扰质粒复制而对染色体复制影响较小的理化因子处理细胞，可           。
  15．原核生物中的转座因子有3种类型：           、           和           。
    16．当DNA的某一位置的结构发生改变时，并不意味着一定会产生突变，因为细胞内存在一系列的        ，能清除或纠正不正常的DNA分子结构和损伤，从而阻止突变的发生。
  17．营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段，由于这类突变型在       上不生长，所以是一种负选择标记，需采用          的方法进行分离。
  18．两株多重营养缺陷型菌株只有在混合培养后才能在基本培养基上长出原养型菌落，而未混合的两亲菌均不能在基本培养基上生长，说明长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传           和            所致。
  19．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。
  20．根据感受态建立方式，可以分为           转化和            转化，前者感受态的出现是细胞 一定生长阶段的生理特性；后者则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNA的能力，或人为地将DNA导入细胞内。
  21．大多数酵母菌株含有一种称之为         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，约占酵母细胞总DNA的30％。
  22．线粒体的核糖体在大小上类似于原核生物的核糖体，线粒体与细菌之间的近缘关系，支持真核的细胞器(线粒体、叶绿体)是由          演化出来的假设。
  23．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。
  24．为了提高诱变效率，常用物理、化学两种诱变剂           ，待诱变的菌株或孢子悬液一定要混匀，使其能均匀接触诱变剂。
  25．原生质体融合技术主要包括原生质体的            、原生质体的             、原生质体              和融合子选择等步骤。
  选择题 (4个答案选1)
    1．Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有毒的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，结果发现，只有(    )被酶解而遭到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。   ARNA    B蛋白质    CDNA    D毒素
    2．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(    )  。
    ARNA序列    BDNA序列    C调控序列    D操纵子序列
    3．最小的遗传单位是(    )。    A染色体    B基因    ‘C密码子    D核苷酸
    4．大肠杆菌及其他原核细胞的遗传物质就是以(    )形式在细胞中执行着诸如复制、重组、转录、翻译以及复杂的调节过程。
A环状    B核酸    C真核    D拟核   
5．大肠杆菌中，有些功能相关的RNA基因串联在一起，如构成核糖核蛋白体的3种RNA基因转录在同一个转录产物中，它们依次是16SrRNA、23SrRNA、5SrRNA。这3种RNA在核糖体中的比例是(    )。A  1：1：1    B  1：2：1    C  2：1：2    D  1：2：3
    6．原核生物基因组存在一定数量的重复序列，但比真核生物(    )，而且重复的序列比较短，一般为4～40个碱基，重复的程度有的是十多次，有的可达上千次。    A多得多    B多几倍    C多几千倍    D少得多
    7．细胞在DNA复制过程中会出现差错，细菌细胞具有校正和修复功能，除了DNA聚合酶的纠错功能外，还有比较复杂的(    )。 A光保护作用    B调控系统    C突变作用    D修复系统
    8．酵母菌基因组结构最显著的特点是(    )，其tRNA基因在每个染色体上至少是4个，多则30多个，总共约有250个拷贝。  A高度重复    B操纵子结构    C少而短    D连续性
    9．詹氏甲烷球菌只有40％左右的基因与其他二界生物有同源性，可以说古生菌是真细菌和真核生物特征的一种奇异的结合体。一般而言，古生菌的基因组在结构上类似于(    )。 A酵母    B丝状真菌    C细菌    D病毒
  10．琼脂糖凝胶电泳是根据(    )和电泳呈现的带型将染色体DNA与质粒分开。 A数量    B相对分子质量大小  C凝胶用量    D线型结构
  11．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(    )。    (])反向末端重复序列    B不同源序列    C同源序列    D不重复序列
  12．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(    )。    A噬菌体    B插入／顷序    C转座子    D转座因子
  13．某个碱基的改变，使代表某种氨基酸的密码子变为蛋白质合成的终止密码子(UAA，UAG，UGA)。蛋白质的合成提前终止，产生截短的蛋白质，这种基因突变是(    )。A同义突变    B错义突变    C无义突变    D移码突变
  14．F+是携带有宿主染色体基因的F因子，F+x F—的杂交与F’xF—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体，此时的受体细胞也就变成了(    )。A  F’    B  F，    C  F—    D  F
  15．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。  A裂解机制    B包装机制    C识别机制    D侵入机制
  16．线粒体是真核细胞内重要的细胞器，是能量生成的场所，还参与脂肪酸和某些蛋白质的合成， 由于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 (    )。A质粒遗传    B细胞核遗传    C染色体遗传    D细胞质遗传
  17．丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和准性生殖过程，准性生殖的过程可出现很多新的 (    )，因此可成为遗传育种的重要手段，其次，在遗传分析上也是十分有用的。 A减数分裂  B基因组合 C生殖现象 D有性生殖
18。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。   
A重组频率    B融合频率    C突变频率    D调控频率
19．在营养缺陷型突变株中，生物合成途径中某一步发生酶缺陷，合成反应不能完成。通过外加限量的所要求的营养物，克服生长的障碍，而又使最终产物不致于积累到引起(    )的浓度，从而有利于中间产物或某种最终产物的积累。
    A反馈调节    B突变    C生长增加    D基因重组
20．对氟苯丙氨酸是苯丙氨酸的结构类似物，因此，对氟苯丙氨酸抗性菌株所产生的苯丙氨酸也不能与阻遏蛋白或变构酶结合，这样必然会在有苯丙氨酸存在的情况下，细胞仍然不断地合成苯丙氨酸，使其得到过量积累，这就是(    )或抗反馈突变株。   
A反馈    B抗阻遏    C阻遏    D抗药性
21．采用接合、转化、转导和原生质体融合等遗传学方法和技术使微生物细胞内发生基因重组，以增加优良性状的组合，或者导致多倍体的出现，从而获得优良菌株，这种育种方法被称为 (    )重组育种。A诱变    B体内基因    C体外基因    D融合基因