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大学微生物学上册《微生物遗传与变异》练习题

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本单元考点（4 个）

微生物基因突变的类型与特点质粒的特性及其在遗传工程中的应用基因转移与重组（转化、转导、接合）微生物育种常用方法（诱变、杂交等）

本单元练习题（27 题）

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1. 某研究者将不含F因子但携带链霉素抗性基因（str^R）的细菌菌株A的DNA提取物，加入对链霉素敏感的菌株B（str^S）培养物中，同时加入DNase（DNA酶）。培养后仅获得极少数str^R菌落；若在另一组实验中用噬菌体裂解液（来自菌株A，经DNase处理）感染菌株B，则获得较多str^R菌落。下列关于这两次抗性基因转移机制的判断，正确的是： A. 前者是转化，后者是转导；前者被DNase抑制，后者不受DNase抑制 B. 前者是接合，后者是转化；两者均被DNase完全抑制 C. 前者是转导，后者是接合；前者需细胞接触，后者需噬菌体介导 D. 前者是转化，后者是接合；前者依赖感受态，后者依赖F性菌毛

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2. 供体菌经裂解后取上清与F-受体菌共同培养，选择性平板上出现获得供体标记的重组菌。实验确认无供体与受体菌直接接触，也未检出噬菌体颗粒参与转移。该过程最可能属于 A. 转化 B. 转导 C. 接合 D. 性导

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3. 某实验室用普遍性转导噬菌体P1感染供体大肠杆菌（基因型 a⁺ b⁺ c⁺），收集裂解液去感染受体菌（基因型 a⁻ b⁻ c⁻）。实验测得：基因 a 与 b 的共转导频率为 0.20，基因 a 单独被转导的频率为 0.40。实验中将混合培养物涂布于只能允许 a⁺ 重组子生长的选择培养基上，共获得 600 个 a⁺ 转导子菌落。请计算：(1) 在这 600 个 a⁺ 转导子中，预期同时为 b⁺ 的菌落有多少个？(2) 若仅改变受体菌为 c⁻ 而供体与噬菌体不变，a 与 c 的共转导频率测得为 0.50，则 a 与 c 两个基因在染色体上的图距相对 a 与 b 的图距之比是多少（按共转导频率与图距成反比估算）？

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4. 某实验室用转化法进行细菌基因转移：将纯化的供体菌DNA（含 met⁺ 基因）与 met⁻ 受体菌混合培养，随后稀释涂布于基本培养基平板。经培养统计，每毫升反应液中形成 200 个 met⁺ 转化子菌落。已知加入的受体菌总数为 4×10⁷ 个/毫升。请计算每毫升反应液中受体菌的转化率（用百分数表示）。

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5. 某基因克隆实验中，将一段长度为1500 bp的外源DNA片段插入某环状质粒载体的单一酶切位点，得到重组质粒。经测序知该重组质粒全长为4800 bp，且目的基因插入方向为正向。已知：（1）该质粒在宿主菌内以松弛型复制，每个细胞平均含40个拷贝；（2）宿主菌染色体不含该目的基因序列；（3）质粒携带的抗性基因使转化子能在含抗生素平板上生长，未转化细胞不能生长。现将1 mL菌液（含5×10^7个细胞）涂布于含抗生素平板，长出2×10^6个菌落，且全部菌落均含正确重组质粒。请计算：①原质粒载体的碱基对长度；②平板上全部抗性菌落细胞中目的基因片段的总拷贝数（设每菌落由单细胞繁殖，各含40个质粒拷贝）。

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6. 某实验室用Hfr菌株（a⁺ b⁺ c⁺ str^S）与F⁻菌株（a⁻ b⁻ c⁻ str^R）混合培养，在不同时间取样并剧烈搅拌中断接合，涂布于含链霉素的选择平板上检测各供体基因进入受体菌的时间。结果：基因a在接合开始后8分钟首次被检出，基因b在16分钟，基因c在24分钟。关于该实验，下列判断正确的是： A. 三个基因在Hfr染色体上的转移顺序为 a→b→c，且c距转移起点最远 B. 基因转移依赖噬菌体颗粒介导，属于普遍性转导 C. 剧烈搅拌的作用是促进DNA直接摄取，转移方式为转化 D. 链霉素在实验中用于诱导供体菌裂解释放DNA

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7. 在细菌接合实验中，携带F因子的供体菌（基因型 lac⁺ str^S）与F⁻受体菌（lac⁻ str^R）混合培养后，涂布于含链霉素且以乳糖为唯一碳源的选择性平板上。只有发生基因转移并获得 lac⁺ 基因的受体菌才能在该平板上形成菌落。这种需要细胞间直接接触、由性菌毛介导的DNA转移方式称为____；若实验中改用能通过滤膜但细菌不能接触的装置培养，则几乎无重组菌落出现，据此可排除____和____这两种不需要细胞直接接触的基因转移方式。

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8. 某菌种厂欲提高青霉素产生菌的产量，可采用多种育种途径。下列关于微生物育种方法的叙述，正确的是： A. 诱变育种中，紫外线的主要作用是诱导细菌发生普遍性转导 B. 杂交育种（如酵母菌的有性杂交）能使不同菌株的优良性状组合到同一菌株中 C. 质粒只能通过转化方式转移，无法通过接合传递 D. 转座子插入基因后不改变该基因的功能，只起标记作用

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9. 某工厂欲选育高产蛋白酶的米曲霉菌株。将出发菌株孢子悬液用紫外线结合化学诱变剂（如亚硝酸）复合处理后，需经中间培养以分离表型延迟的突变体；随后采用含酪蛋白的平板依据透明圈大小进行初步筛选。若要避免“只挑透明圈大而菌落生长慢的个体”造成的误选，应采用的正确指标是____；若诱变剂量以致死率衡量，实践上通常选用致死率为____左右的剂量较易获得正突变；此外，将两个不同营养缺陷型菌株混合培养以获得重组子的育种方式称为____。

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10. 某实验室用F⁺供体菌（基因型 gal⁺ his⁺ str^S）与F⁻受体菌（基因型 gal⁻ his⁻ str^R）按1:10混合培养2小时，反应总体积为2 mL。取0.1 mL混合液涂布于含链霉素、以半乳糖为唯一碳源的选择性平板，培养后长出45个菌落；另测知反应液中受体菌总数为4×10⁷个。计算：本次接合实验中 gal⁺ 标记的重组频率（重组子数占受体菌总数的比例），用科学记数法表示。

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11. 某基因工程实验室构建重组质粒：将一段900 bp的目的基因插入某松弛型环状质粒载体的单一酶切位点，该载体本身带有氨苄青霉素抗性基因。已知重组质粒总长为6300 bp。将重组质粒导入大肠杆菌后，测得每个细胞中该质粒拷贝数为45。请计算：(1) 该质粒载体自身的长度；(2) 每个细胞中来自该质粒的目的基因片段总长度；(3) 判断该质粒属于严紧型还是松弛型，并说明该特性对基因工程中大量获取重组DNA产物的意义。

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12. 某实验室将溶源性噬菌体P22裂解液（经0.45 μm滤膜过滤除菌）与鼠伤寒沙门氏菌受体菌（his⁻ str^R）混合培养，涂布于含链霉素的基本培养基平板。设置三组对照：加DNaseⅠ处理组、加抗P22血清处理组、仅加受体菌组。结果：实验组出现his⁺重组菌；DNaseⅠ处理组重组频率不变；抗P22血清组重组频率降为零；仅受体菌组无生长。据此可判断该基因标记转移的方式是 A. 转化，因裂解液含裸露DNA B. 普遍性转导，噬菌体颗粒介导非特异性片段转移 C. 特殊性转导，转移位点紧邻的特定基因 D. 接合，因存在细胞间直接接触

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13. 某实验室用Hfr菌株（b⁺ str^S）与F⁻菌株（b⁻ str^R）进行中断接合实验，混合培养后在不同时间取样、剧烈搅拌中断接合，涂布于含链霉素的选择性平板，统计b⁺重组子占受体菌总数的比例f。实验测得：接合开始后10分钟时f=0；15分钟时f=0.05；20分钟时f=0.15；此后基因b以恒定速率继续转移。假设基因b进入受体的时间为t₀（分钟），t≥t₀后f与时间呈线性关系f=k(t−t₀)。请计算：(1) 转移速率k与基因b开始进入受体的时间t₀；(2) 接合开始后多少分钟时f达到0.25。

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14. 某抗生素产生菌育种中，将两株不同营养缺陷型的链霉菌（菌株A需添加甲硫氨酸、菌株B需添加组氨酸方能生长）的孢子混合培养，利用链霉菌间的接合实现遗传物质转移与重组，从中筛选能在基本培养基上生长的重组子，从而整合两亲本的优良性状。这种通过活细胞间直接接触转移基因以实现育种目标的方法称为____育种；若改用噬菌体介导的基因转移来获得重组菌株，则该途径称为____育种（填方法类型名称）。

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15. 某实验室将一段800 bp的外源DNA片段插入一种环状质粒载体的单一酶切位点，构建的重组质粒总长为4600 bp。该质粒在宿主菌中每个细胞平均维持20个拷贝，属于____型质粒（填"严紧"或"松弛"）；则每个细胞中该重组质粒DNA的总长度为____bp。

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16. 某实验室从一株野生型大肠杆菌中筛选得到一株突变菌株，经鉴定其突变是在未经任何诱变剂处理的正常培养过程中自然产生的，且该突变可以在世代间稳定遗传。这种在自然条件下未经人工诱变处理而发生的基因突变称为____突变；基因突变具有随机性、可遗传性、稀有性和____性（指同一突变可重复发生）等特点。

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17. 某实验室用普遍性转导噬菌体P1转导供体大肠杆菌（leu⁺）的DNA片段至leu⁻受体菌。取噬菌体裂解液与受体菌混合培养后涂布于基本培养基平板，统计得每毫升原反应液中转导子菌落数为180个。已知每毫升反应液中受体菌总数为9×10⁷个，计算该实验中leu⁺基因的转导频率，并用百分数表示。

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18. 某实验室进行转化实验：将1 mL转化反应体系（含纯化DNA与受体菌）于37℃培养1小时，体系中受体活菌总数为2×10⁸个。反应结束后，取原反应液0.1 mL，先加入9.9 mL无菌缓冲液进行稀释（稀释倍数100倍），再取稀释液0.1 mL涂布于含相应抗生素的选择性平板，37℃培养过夜后计数得50个转化子菌落。请计算：(1) 原反应液中转化子的浓度（个/mL）；(2) 该条件下的转化率（转化子数占受体菌总数的比例）。

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19. 细菌质粒通常是染色体外的____（填"线性"或"环状"）双链DNA分子，能自主复制并携带抗性基因等遗传信息，因而在基因工程中常被用作目的基因的____（填"载体"或"供体"）。

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20. 某课题组用紫外线对野生型枯草芽孢杆菌进行诱变处理，欲筛选营养缺陷型突变株。经诱变后将菌悬液置于含青霉素的基本培养基中培养，青霉素只杀死正在分裂繁殖的原养型细胞，营养缺陷型细胞因不能生长而被保留，这种筛选方法称为____；若初筛时将存活菌涂布于完全培养基与基本培养基对照，某菌株在完全培养基上形成菌落而在基本培养基上不能生长，则可判定其为____；要提高突变率，在诱变处理时可采用对数生长期的菌体，因为此时细胞____旺盛，对诱变剂最敏感。

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21. 在细菌遗传实验中，供体菌DNA片段由噬菌体携带进入受体菌，并在受体菌基因组中发生重组，该基因转移方式属于 A. 转化 B. 转导 C. 接合 D. 转座

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22. 某工厂欲提高菌株产酶能力，将菌悬液用紫外线照射适当时间后涂布平板，再经筛选获得高产菌株。这种育种方法属于（　　） A. 诱变育种 B. 杂交育种 C. 基因工程育种 D. 原生质体融合育种

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23. 某基因工程实验中，将一段1500 bp的目的基因插入总长为4500 bp的环状质粒载体的多克隆位点，构建重组质粒。该质粒含有两个酶切位点：A酶位点位于插入片段一侧、距插入片段左端500 bp处；B酶位点位于插入片段另一侧、距插入片段右端300 bp处（质粒骨架上无其他A、B位点）。提取某转化子菌落的质粒，用A酶和B酶同时完全酶切后电泳，观察到两条带。求：这两条DNA带的长度分别为多少bp？并说明未插入目的基因的空载体（总长4500 bp，A、B位点间距3000 bp）双酶切后会得到几条带、长度多少，以此判断该转化子是否为重组子。

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24. 某质粒载体的复制受宿主细胞的严格控制，每个细胞中通常仅维持1～2个拷贝，这类质粒被称为严紧型质粒；而另一些质粒每个细胞可含10个以上拷贝，被称为松弛型质粒。在基因工程中，为获得高产量的重组DNA产物，应优先选用上述____型质粒作载体；此外，质粒必须携带____（填"复制原点"或"终止密码子"）才能在宿主菌中自主复制，且常以抗生素抗性基因作为____（填"选择标记"或"结构基因"）以便筛选含重组质粒的转化子。

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25. 下列关于细菌质粒特性及其在基因工程中应用的叙述，正确的是（　） A. 质粒是细菌染色体的一部分，随染色体复制而复制，不能自主存在 B. 质粒通常为染色体外的环状双链DNA，能自主复制，故可作基因克隆的载体 C. 质粒都是线性单链RNA分子，携带少量蛋白质编码基因 D. 质粒必须整合到细菌染色体上才能在细胞分裂时传给子代

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26. 下列关于微生物基因突变特点的叙述中，正确的是：A. 突变总是对微生物自身有利，使其更好地适应环境 B. 同一基因的突变在任何条件下都不会重复出现相同的结果 C. 突变具有自发性，即可在无诱变剂存在时自发产生，且突变表型与诱因性质无对应关系 D. 基因突变的频率可随诱变剂使用次数增加而稳定无限升高

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27. 某实验室从大肠杆菌中分离到一种天然质粒，检测发现：它能独立于细菌染色体进行自我复制；当细胞中同时导入另一种利用相同复制起始机制的质粒时，两种质粒不能稳定共存于同一细胞中；该质粒还能通过接合作用在菌株间传递，其上携带的卡那霉素抗性基因可作为转化子的筛选标记。上述“两种质粒不能稳定共存”的特性在遗传学上称为质粒的____，而抗性基因在基因工程中可用作____（填写载体功能元件名称）。

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