微生物学[第九章微生物基因表达的调控]山东大学期末考试知识点复习
第九章 微生物基因表达调控
CAP结合位点
• CAP以两种方法来激活转录： （1）它可能直接和RNA Pol相互作用； （2）作用于DNA，改变其结构，从而帮 助RNA Pol结合。
CAP
R基因 CAP位点
T T T ACA -35区
P
T AT GT T -10区
O
5′-ATTAAT GTGAGTTAGCTCAC TCATTAGG-3′
1.2 lacY基因：基因长780bp，编码由260个氨基酸组成，分 子量30000的半乳糖透过酶（半乳糖透性酶），促使环境 中的乳糖进入细菌； 1.3 lacA基因：基因长825bp，编码含275氨基酸，分子量为 32000的转乙酰基酶，以二聚体活性形式催化半乳糖的乙 酰化，形成乙酰半乳糖（在对乳糖的利用并非必需）。
阻遏蛋白的负性调节
I
CAP
P
O
Z
Y
A
• 2.当环境有乳糖存在时，乳糖在透性酶的作用下进 入细菌细胞，与阻遏蛋白结合，改变其三维构象， 调节蛋白四聚体解聚成单体，失去与操纵基因的亲 和力，操纵基因区没有被阻遏物占据，这时，RNA 聚合酶便与启动子结合。所以启动子能够顺利起始 mRNA的合成。
• 注意乳糖进入细胞后由半乳糖苷酶催化变为别乳糖， 别乳糖是真正的诱导物。
未诱导：结构基因被阻遏
阻遏物 四聚体
LacI
P O
lacZ
lacY
lacA
图 16- 当无诱导物时阻遏物结合在操纵基因上
诱导：基因被打开
β -半乳糖苷酶
透性酶
乙酰转移酶
图 16-7 诱导物和阻遏物成为调节操纵子的开关
四、乳糖操纵子的正调控
1.激活蛋白（ CAP ） • 代谢降解物基因激活蛋白简称CAP或cAMP受体蛋白 或CRP。 • CAP是二聚体蛋白质，它对转录没有直接的影响,只 有cAMP与它结合才起作用，与阻遏蛋白的阻遏作用 相反，起激活作用。结合后它就获得与DNA专一部位 结合的能力,可增加邻近操纵子的转录速度。 • 在1ac操纵元的启动子1acP上游端有一段与lacP部分 重叠的序列，能与CAP特异结合，称为CAP结合位点。 CAP与该序列结合时，可增强RNA聚合酶的转录活性， 使转录提高50倍。
2022年山东大学生物科学专业《微生物学》期末试卷B(有答案)
2022年山东大学生物科学专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、衣原体的特点是：______、______、______、______、______和______等。
2、亚病毒包括______、______、______和______。
3、化能自养菌产能的途径主要是借助于经过呼吸链的氧化磷酸化反应，因此，化能自养菌一般都是______。
4、一般情况下，培养微生物的器具，在使用前必须先进行______，使容器中不含______。
5、我国自古以来就利用曲霉做发酵食品，如利用______的蛋白分解能力作酱，利用______的糖化能力制米酒。
6、采用筛选抗生素相类似的程序，筛选非抗生素的生理活性物质，发展非常迅速，______、______、______、抗氧化剂和植物生长调节剂等，从微生物中纷纷筛选到，正逐渐形成了一个新的研究领域——微生物药物学。
7、获得微生物同步生长的方法主要有两类：① ______，如______等；② ______，如______等。
8、微生物生态学是生态学的一个分支，它的研究对象是______与其周围的______和______环境条件间的相互作用规律。
9、基因突变的自发性和不对应性曾有三个著名实验予以证明，它们是______等人的______，______的______，以及______等的______。
10、免疫球蛋白分为______、______、______、______、______5类，按照其存在形式又分为______和______两种。
二、判断题11、核糖核蛋白体是核酸和蛋白质合成的场所。
（）12、用涂抹法测微生物活菌数时，每个平皿中的菌液加入量是0.1ml。
（）13、按米切尔的化学渗透学说来看，一切生物都可利用的通用能源就是ATP一种形式。
（）14、当前在人类的传染病中，病毒性病原体已占70%～80%，故它是人类健康的重大敌人。
（）15、Mucor和Rhizopus所形成的孢囊孢子无鞭毛，不能游动，通常为圆形。
微生物群落中的基因表达和调控
微生物群落中的基因表达和调控在自然界中，微生物群落是广泛存在的一种生态系统。
微生物群落由多种不同的微生物组成，在其中可以进行多种复杂的生化反应。
这些反应与细胞内的基因表达和调控密切相关。
因此，微生物群落的基因表达和调控是一种十分重要的研究领域。
第一部分：微生物群落微生物群落是指在一个特定生态环境中，由不同种类细菌、真菌、古菌、原生动物等微生物组成的群体。
微生物群落可存在于多种环境中，如土壤、水体、海洋、人类肠道等。
微生物群落中的微生物种类非常多，它们可能搭建出各种不同的代谢途径，从而在整个群落中形成多种复杂的代谢途径网络。
微生物群落的代谢途径在多种情况下会发生变化，如在环境中某种物质的浓度变化，或者微生物的生长条件发生变化时。
这种情况下，微生物群落中的基因表达和调控会发生变化，以适应新的环境条件。
第二部分：微生物群落中的基因表达微生物群落中的基因表达与单细胞生物的基因表达有一些不同。
由于微生物群落中存在多种不同的微生物，不同微生物之间的信号调节会极大干扰群落中基因表达的变化。
此外，群落中不同的基因组拥有不同的随机激活方式和不同的表达水平。
虽然微生物群落中的基因表达是相对复杂的，但是微生物群落中的基因表达研究已经取得了显著进展。
研究者们通过研究微生物的表达水平，可以深入了解微生物群落中的代谢通路。
第三部分：微生物群落中的基因调控微生物群落中的基因调控包含了多种机制。
在微生物中，基因表达的调控大致可以分为两类：转录后调控和转录前调控。
转录后调控包括RNA稳定和翻译后调控，它们可以通过调控mRNA的降解速度和蛋白质的稳定性来调控基因表达。
转录前调控则包括转录抑制和转录激活两种方式。
转录抑制通过非编码RNA和小分子RNA来调控，而转录激活则通过转录因子和组蛋白修饰来调控。
尽管微生物群落中的基因调控机制相对于单细胞生物来说更为复杂，但是现有的研究结果表明，微生物群落中的基因调控是受外界环境和内部代谢信号影响的。
基因表达与调控知识点总结
基因表达与调控知识点总结基因表达和调控是生物学中非常重要的概念，关乎着生物个体的生长发育、适应环境以及疾病的产生。
本文将对基因表达和调控的相关知识点进行总结，以帮助读者更好地理解这一领域。
一、基因表达的概念与过程基因表达是指通过DNA转录成RNA，再通过RNA翻译成蛋白质的过程。
这个过程可分为三个主要步骤：转录、剪接和翻译。
1. 转录：转录是指DNA模板上的信息被RNA聚合酶酶依据碱基互补配对的原则合成成为一条mRNA链的过程。
转录分为起始、延伸和终止三个阶段，其中起始阶段涉及到转录起始因子和启动子的结合，延伸阶段则是RNA链的合成过程，终止阶段是转录终止信号的识别和RNA链的释放。
2. 剪接：在转录后，mRNA经历了剪接这一过程。
剪接是指将mRNA上含有内含子（introns）的序列剪除，只保留外显子（exons）的过程。
这是因为在真核生物中，基因上的非编码区域和编码区域是交错存在的，剪接的目的是产生功能蛋白质所需的成熟mRNA。
3. 翻译：翻译是指mRNA上的信息被核糖体翻译成蛋白质链的过程。
翻译过程中，mRNA的密码子与tRNA上的氨基酸互相匹配，从而合成出特定顺序的氨基酸链。
翻译完成后，蛋白质会进一步经历折叠和修饰过程，最终形成功能蛋白质。
二、基因调控的方式及相关机制基因表达的调控是指细胞根据环境和内部信号对基因表达的调整和控制。
基因调控主要包括转录水平的调控和转录后的调控。
1. 转录水平的调控（1）启动子和转录因子：启动子是位于基因的上游区域，能够招募转录因子结合并促进或抑制基因转录。
转录因子是一类能够识别和结合到启动子上的蛋白质。
不同基因的启动子和转录因子组合形成了复杂的转录调控网络，大大影响基因的表达水平。
（2）组蛋白修饰：组蛋白修饰是指对染色质上的组蛋白进行化学修饰，从而影响染色质的结构和染色质的开放程度。
这些化学修饰包括甲基化、磷酸化、乙酰化等，能够影响基因的可及性和转录因子的结合。
2022年山东大学生物技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案)
2022年山东大学生物技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、支原体因缺乏细胞壁，故出现一系列其他特征，包括______、______、______和______等。
2、病毒的非增殖性感染有______、______和______3种类型。
3、在豆血红蛋白分子中，其蛋白质部分由______所触发，再由______ 的基因进行编码和合成；而血红素部分则由______所触发，再由______ 基因进行编码和合成。
4、化能有机营养型微生物的能源是______，氢供体是______，基本碳源是______，其代表性微生物是______和______等。
5、霉菌产有性孢子、结构复杂的子实体称为______，其外形有______、______和______三种。
6、人类对微生物的发现和认识，比对动、植物晚得多，其原因是微生物具有______、______、______和______四个特点。
7、为获得微生物的高密度生长，常可采用以下几个措施：① ______，② ______，③______，④ ______等。
8、在自然界中存在许多极端环境，并进化出与这类环境相适应的各种极端微生物，如______、______、______、______、______、______和______等。
9、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。
10、巨噬细胞在非特异性和特异性免疫中主要有以下四个作用： ______，______，______和______。
二、判断题11、革兰氏染色法是细胞质染色，而不是细胞壁染色。
（）12、氨基酸在碳源缺乏时可被微生物用作碳源物质，但不能提供能源。
（）13、在微生物代谢调控中存在着两种主要的机制，其一为“粗调”，借以调节现成酶分子的催化能力，另一为“细调”，借以调节酶合成量的多寡。
基因表达调控复习笔记
基因表达调控复习笔记一、基因的选择性表达式细胞特异性的基础1．基因表达基因表达是指通过DNA的转录和翻译而产生其蛋白质，或转录后直接产生其RNA产物的过程。
2．基因调控基因调控是指对基因表达过程的调节，其一般是某一个体系在需要时被打开，不需要时被关闭，包括转录水平的调控和翻译水平的调控。
二、原核生物的基因表达调控1．酶的类型（1）诱导酶是指只有在某些特定的物质或诱导物存在时，才能产生的酶。
（2）组成酶是指与化学环境无关，无论某种特定物质是否存在，它们都可以不断地被合成的酶。
2．大肠杆菌的乳糖操纵子模型图22-1乳糖操纵子模型示意图（1）操纵子相关概念①操纵子操纵子是指由在功能上彼此有关的几个结构基因和控制区所组成DNA片段，控制区包括启动子和操纵基因，只在原核生物中存在。
②结构基因结构基因是指一类编码蛋白质（或酶）或RNA的基因。
③调节基因调节基因是指参与其他基因表达调控的RNA和蛋白质的编码基因，其编码的调节物通过与DNA上的特定位点结合来控制转录，是调控的关键。
调节基因通常处在受调节基因的上游，其产物是阻遏蛋白。
④启动子启动子是指标志转录起始位点的一段短DNA核苷酸序列，RNA聚合酶在这一位点与DNA 接触，并开始进行转录。
⑤操纵基因操纵基因是指DNA上不编码任何蛋白质的一小段序列，是调节基因所编码的阻遏蛋白的结合部位，其决定了RNA聚合酶是否能够与DNA序列上的启动子接触，从而沿着DNA 分子移动，启动RNA的转录。
（2）乳糖操纵子①负控诱导a．当无乳糖存在时，调节基因编码的阻遏蛋白与调节基因结合，阻遏了下游结构基因的编码，使得乳糖不能被利用；b．当乳糖存在时，调节基因编码的阻遏蛋白与乳糖的异构体形成复合物而失活，不与操纵基因结合，使得下游结构基因可以正常转录，利用乳糖。
②正控阻遏a．当葡萄糖和乳糖同时存在时，葡萄糖的代谢产物能抑制cAMP的合成，使得不能形成cAMP-CAP（代谢激活蛋白）复合物，从而没有cAMP-CAP复合物与启动子区结合而激活下游结构基因转录；b．当不存在葡萄糖时，cAMP能顺利与CAP结合成，从而与启动子区结合，激活转录。
山东大学微生物学试题库试题
一、填空(每小题1分,共10分)1。
真核微生物核糖体类型为80S（线粒体和叶绿体中的核糖体为70S)。
2.大肠杆菌长为2。
0μm，宽为0.5μm，其大小表示为 0.5μm x2.0μm 。
3。
研究细菌遗传、代谢性能常采用对数生长时期的细胞.4.酵母菌细胞壁的主要成份葡聚糖和甘露聚糖.5。
侵染寄主细胞后暂不引起细胞裂解的噬菌体称温和噬菌体（溶源性噬菌体) 。
6.微生物细胞的主要组成元素是蛋白质，核酸，类脂和碳水化合物。
7。
食用菌是由营养菌丝和生殖菌丝组成。
8.用物理或化学方法杀死物品上大部分微生物的过程称灭菌。
9.细菌细胞的碳、氮营养比为6/1。
10.根瘤菌可与豆科植物共生固氮.二、单项选择(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案,并将其码写在题干的○内，每小题1分,共40分)。
1。
组成病毒粒子核髓的化学物质是○①糖类②蛋白质③核酸④脂肪2。
常用于饮水消毒的消毒剂是○①石灰②CuSO4 1③KMnO4 ④漂白粉3。
以高糖培养酵母菌，其培养基类型为○①加富培养基②选择培养基③鉴别培养基④普通培养基4.多数霉菌细胞壁的主要成分为○①纤维素②几丁质③肽聚糖④葡聚糖和甘露聚糖5.属于细菌细胞基本结构的为○①荚膜②细胞壁③芽胞④鞭毛6.酵母菌常用于酿酒工业中，其主要产物为○①乙酸②乙醇③乳酸④丙醇7.土壤中三大类群微生物以数量多少排序为○①细菌＞放线菌＞真菌②细菌＞真菌＞放线菌③放线菌＞真菌＞细菌④真菌＞细菌＞放线菌8.噬菌体属于病毒类别中的○①微生物病毒②昆虫病毒③植物病毒④动物病毒9。
常用消毒酒精的浓度的○①30％②70%③95% ④100%10.制备培养基的最常用的凝固剂为○①硅胶②明胶③琼脂④纤维素11.沼气发酵的主要产物为○① CO2 ②CH4③ NH3 ④ H2S12.酵母菌属于○微生物①好氧型②厌氧型③兼性厌氧型④微厌氧型13.果汁、牛奶常用的灭菌方法为○①巴氏消毒②干热灭菌③间歇灭菌④高压蒸汽灭菌14。
微生物期末考试重点
医学微生物学名词解释：1.质粒：质粒是染色体外的遗传物质，存在于细胞质中，为闭合环状的双链，带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。
质粒能独立自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞中。
2.热原质：或称致热原。
是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热的反应的物质，称为热原质。
3.灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法，包括杀灭细菌芽胞、病毒和霉菌在内的全部病原微生物和非病原微生物。
4.转导：由噬菌体介导，将供菌的片段转入受菌，使受菌获得供菌的部分遗传性状。
转导可分为普遍性转导和局限性转导。
5.侵袭力：致病菌能突破宿主皮肤、黏膜生理屏障，进入机体并在体内定植、繁殖扩散的能力。
包括黏附素、荚膜、侵袭性物质和细菌生物被膜等。
6.菌血症：致病菌由局部侵入血流，但未在血流中生长繁殖，只是短暂的一过性通过血循环到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。
7.脓毒血症：化脓性病菌侵入血流后，在其中大量繁殖，并通过血流扩散至宿主体内的其他组织或器官，产生新的化脓性病灶。
8.支原体：是一类缺乏细胞壁、呈高度多形性、能通过滤菌器、在无生命培养基中能生长繁殖的最小原核细胞性微生物。
9.衣原体：是一类严格真核细胞内寄生，具有独特发育周期，并能通过细菌滤器的原核细胞型微生物，归属于细菌学范畴10.包膜：是某些病毒在成熟过程中穿过宿主细胞，以出芽方式向宿主细胞外释放时获得的，含有宿主细胞膜或核膜成分，包括脂质和少量的糖类。
11.病毒吸附蛋白（）：能与宿主细胞表面受体结合的蛋白称为病毒吸附蛋白()，与受体的相互作用决定了病毒感染的组织亲嗜性。
12.复制周期：从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制，到最后释放出子代病毒，称为一个复制周期。
13.细胞病变作用：在体外实验中，通过细胞培养和接种杀细胞性病毒，经一定时间后，可用显微镜观察到细胞变圆、坏死，从瓶壁脱落等现象，称之细胞病变作用。
14.干扰素：是病毒或其他干扰素诱生剂刺激人或动物细胞所产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等多种生物学活性。
山东大学微生物期末考试资料
亚病毒：一类比病毒还小的、结构更简单的微生物外壳：基本上由蛋白质组成。
质粒：细菌细胞中能够自主复制的一种环状DNA分子转座因子：可移动位置的遗传因子的总称，分为IS TN MU(温和噬菌体)Ames实验：见资料抗生素：是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
BT：一种能产生伴孢晶体和芽孢的革兰氏阳性细菌，有些亚种还能产生α和β外毒素。
干扰素：见资料异染粒：异染粒是以无机偏磷酸盐聚合物为主要成分的一种无机磷的贮备物。
鉴别培养基：见资料脂多糖：是位于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质。
抗原：见资料类毒素：由于变性或化学修饰而失去毒性的毒素，但仍保留其抗原性。
光合细菌分为几类，细菌的光合作用和绿色植物的光合作用之间有什么不同？自然界中能以光合作用产能的细菌根据它们所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌和不产氧光合细菌。
光合磷酸化分为A循环光合磷酸化，B非循环光合磷酸化，C嗜盐菌紫膜的光介导A TP 合成。
细菌的光合作用主要是A型，光合磷酸化时不产生氧气，不能利用水作为二氧化碳的H 供体；绿色植物的光合作用主要是B型，利用水作为二氧化碳的H供体，并放氧。
解释CO2为什么不能作为碳源？当它作为电子受体时，接受电子后通常会转化成什么物质？C02中C处于+4价状态，不可能给出电子而被氧化。
当它电子受体时，一般可以转化成甲烷和乙酸。
与高等动植物相比，微生物代谢的多样性表现在哪些方面？微生物产能代谢具有的丰富的多样性，但可归纳为两类途径和三种方式，即发酵、呼吸两种通过营养物分解代谢获得能量的途径以及底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化三种化学能、光能转化成ATP的方式。
发酵中ED途径为微生物特有途径，固氮作用也是微生物特有的，厌氧菌和兼性厌氧菌可以外源受体进行无氧呼吸，还有嗜盐菌的特殊光合作用等等。
第九章微生物基因表达的调控
RNA-pol
O
mRNA
乳糖与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白变构，失去与 操纵基因结合的能力而脱落，结合在启动子上的 DDRP 向前移动，结构基因被转录翻译，合成与乳 糖代谢有关的酶类从而利用乳糖
所以：有乳糖时，只有没有葡萄糖，操纵子才开放 有葡萄糖存在，操纵子关闭
乳糖操纵子的负调控
I
O
O
ρ
图15-4
诱导剂
原核生物的共有序列
原核生物的启动序列，在距离转录起始点－10区和－35区往 往含有一些重要的保守序列（共有序列）。
－10区：含TATAAT 序列，又称Pribnow 盒。 －35区：含TTGACA 序列。
RNA聚合酶结合部位 决定转录起始点
共有序列 (consensus sequence) 决定启动 序列的转录活性大小。
? 因为细菌mRNA 在形成过 程中与核糖体混合在一起，所 以，细菌的转录与翻译过程几 乎发生在同一时间间隔内，转 录与翻译相耦联（coupled
transcription and translation ）。
? 真核生物中，转录产物 （primary transcript ）只有 从核内运转到核外，才能被 核糖体翻译成蛋白质。
某些特异因子（蛋白质） 决定RNA 聚合酶 对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能 力。
操纵序列 ——阻遏蛋白 (repressor) 的结合位点 当操纵序列结合有 阻遏蛋白 时，会阻碍
RNA聚合酶与启动序列的结合，或是 RNA聚合酶 不能沿DNA向前移动 ，阻碍转录。
启动po序l 列 操阻纵遏序蛋白列 编码序列
第九章 微生物基因表 达的调控
概述 (Introduction)
中心法则(the central dogma) ：
微生物学 第九章 微生物基因表达与调控
1. 转录水平调控
1.2 操纵子转录调控机理 乳糖操纵子的负控诱导
1. 转录水平调控
1.2 操纵子转录调控机理 色氨酸操纵子的负控阻遏
1. 转录水平调控
1.2 操纵子转录调控机理 色氨酸操纵子的弱化作用
概念：两段螺旋被一个转角分开，其中一段为识别螺旋，直接 与暴露在DNA大沟中的碱基对接触结合辨认。
结合的作用力：包括氢键、离子键、范德华力。 如转录因子、原核生物的阻遏蛋白等以二聚体形式与DNA结合。 在真核细胞的转录调控蛋白中有的还存在同源异形域结构，与DNA 进行多位点结合。
1. 转录水平调控
2.2 mRNA稳定性 mRNA半衰期 2.3 稀有密码子和重叠基因调控 RNA引物酶中的稀有密码子
抗生素合成基因与抗性基因
2.4 反义RNA调控 大肠杆菌ColE I复制
2.5 翻译的阻遏调控
转录后调控
2.6 ppGpp对核糖体蛋白质合成的影响
2.7 细菌蛋白质的分泌调控 信号肽插入到膜上的拐杖，信号识别颗 粒中止蛋白合成，负调节
第九章 微生物基因表达调控
1. 转录水平调控
1.1 DNA结合蛋白
蛋白质与核酸间的识别和相互作用是基因表达的关键环节.
蛋白质与核酸间的识别: 专一性：反向重复序列和阻遏蛋白 非专一性：组蛋白
1. 转录水平调控
1.1 DNA结合蛋白
（1） 螺旋-转角-螺旋（Helix-turn- elix,HTH)
1. 转录水平调控
1.4 细菌的应急反应（SOS）
1. 转录水平调控
1.4 细菌的应急反应（SOS）
2022年山东大学微生物学专业《微生物学》期末试卷B(有答案)
2022年山东大学微生物学专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、放线菌个体为______体，根据菌丝在固体培养基上生长的情况，可以分为______、______和______。
2、腺病毒是通过五邻体上的______行使吸附功能的。
3、呼吸链在传递氢或电子的过程中，通过与______反应相偶联，产生了生物的通用能源______，其形成机制可根据英国学者______的______ 学说来解释。
4、根据______，微生物可分为光能营养型和化能营养型。
5、真菌的特点有：①______；② ______；③ ______；④ ______；⑤ ______和⑥ ______等。
6、微生物在现代生物分类系统中分别属于______界、______界、______界和______界。
7、在生产实践中，为缩短微生物生长的延滞期，所采用的主要措施为______和______。
8、硝化作用需要在严格的______条件下进行，而反硝化作用则需要在______条件下进行。
9、与营养缺陷型有关的菌株有三种：①从自然界分离到的任何菌种的原始菌株称为______，②它经诱变剂处理后所发生的丧失某酶合成能力的菌株称为______，③再经回复突变或重组后的菌株称为______。
10、中枢免疫器官包括______、______和______。
二、判断题11、游动放线菌属形态的一个重要特点是在基内菌丝上生孢囊梗，梗顶端生一个球形的游动孢子。
（）12、所有碳源物质既可以为微生物生长提供碳素来源，也可以提供能源。
（）13、混合发酵的多种菌种，增加了发酵中许多基因的功能，可以代替某些基因重组工程菌来进行复杂的多种代谢反应，或促进生长代谢，提高生产效率。
（）14、病毒的早期蛋白多为参与病毒基因组复制，调节病毒基因组表达以及改变或抑制宿主分子合成的非结构蛋白。
（）15、酵母菌是一类单细胞真菌，有时也可以产生假菌丝，但不会产生真菌丝。
2021年山东大学微生物学专业《微生物学》期末试卷A(有答案)
2021年山东大学微生物学专业《微生物学》期末试卷A(有答案）一、填空题1、G＋细菌细胞壁上主要成分磷壁酸的生理功能为：① ______、② ______、③ ______和④ ______等。
2、病毒没有细胞构造，其主要成分为______和______两种，故又称“分子生物”。
3、次级代谢是微生物生长至______或______，以______为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程。
次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物，如______、______、______、______、______及______等多种类别。
4、放线菌为7.5～8.@5、酵母菌菌为3.8～6.@0、霉菌为4.0～5.@8、藻类为6.0～7.@0、原生动物为6.0～8.0。
@43、培养基按所含成分可分为______、______和______；按物理状态可分为______、______、______和______；按用途可分为______和______。
5、原核细胞的核区内含有______个染色体，其细胞膜以大量折皱陷入细胞质里面去，称这些管状或囊状的结构为______，其核糖体的大小为 ______；而真核细胞的核含有______个染色体，还含有______，其核糖体的大小为______。
6、要加速发展我国的微生物学，应努力从以下几个方面人手： ______；______；______；______等。
7、化学治疗剂包括______、______、______和______等。
8、磷的生物地球化学循环包括3种基本过程：______、______、______。
9、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。
10、病原菌主要通过______、______和______等的作用在宿主体内繁殖与扩散。
基因表达知识点总结
基因表达知识点总结基因表达是指基因中的遗传信息被转录成RNA，并通过翻译过程转化为蛋白质的过程。
了解基因表达的相关知识对于理解生物学的基本原理和研究许多生物过程至关重要。
本文将总结关于基因表达的重要知识点。
1. 基因表达的三个主要步骤基因表达包括三个主要步骤：转录、剪接和翻译。
- 转录：在细胞核中，DNA通过RNA聚合酶酶的作用被转录成RNA。
转录可以分为三个阶段：启动、延伸和终止。
- 剪接：在剪接过程中，转录得到的前体mRNA（pre-mRNA）分子经过剪接酶的作用，剪接出内含子（intron）并连接外显子（exon），形成成熟的mRNA（mature mRNA）分子。
- 翻译：成熟的mRNA被带有氨基酸的转运RNA（tRNA）翻译成蛋白质。
这一过程发生在细胞的核糖体上。
2. 转录的调控转录过程中存在多种调控机制，包括启动子、转录因子和染色质结构等。
- 启动子：启动子是位于基因前的DNA序列，包含转录因子结合位点，与RNA聚合酶和转录因子相互作用，调控基因的转录水平。
- 转录因子：转录因子是一类可以结合到DNA上的蛋白质，它们可以促进或阻碍转录的进行。
不同的转录因子组合可以决定一个细胞中哪些基因被转录成mRNA。
- 染色质结构：染色质结构的变化也可以影响基因的转录调控。
例如，染色质的某些区域可能被紧密包装，导致基因难以转录，而某些区域则可能更容易转录。
3. 基因剪接的重要性基因剪接是调控基因表达和增加基因多样性的重要机制。
- 内含子剪接：内含子剪接是剪接过程中最常见的类型，通过剪接作用将内含子从pre-mRNA中去除，连接外显子，形成成熟的mRNA。
这种剪接方式可以使一个基因产生多个不同的蛋白质亚型。
- 可变剪接：可变剪接指的是同一基因的不同pre-mRNA分子选择性剪接出不同的外显子组合，从而产生不同的蛋白质。
可变剪接在不同组织或生物发育阶段中起到重要的调控作用。
4. 翻译的调控翻译是将mRNA上的信息转化为具有特定功能和结构的蛋白质的过程。
微生物学微生物工业和产品山东大学期末考试知识点复习
第十五章微生物工业和产品一、要点提示工业化规模培养微生物生产商业性产品,称为微生物工业，或者以微生物为主体生产产品的工业，也称之为微生物工业。
微生物工业有的采用传统微生物技术，如酿造技术，有的采用近代微生物技术,如液体深层发酵技术,有的正在大力发展或尝试现代微生物技术，如基因工程技术.微生物技术也可称为微生物生物技术，它是生物技术的重要组成部分.1．微生物工业生产中所用的菌种有具体而严格的要求：菌种高产目标产品,下游技术能用于规模化生产，消耗低廉；遗传特性稳定,对人、动物、植物和环境不造成危害，安全性好。
菌种的来源首先是从土壤、水、动物、植物、微生物、矿物、空气等自然环境的样品中分离、筛选、培育和改良，这是主要来源；其次是从微生物保藏单位或实验室收集所需菌的不同菌株，进行选育；第三是向专利法人、生产或研究单位索取、购买符合生产要求的菌种，有的还需改进。
2．大规模发酵其显著特征是：规模大、消耗多,菌种符合生产菌种的要求，其生长代谢特性与大规模发酵和后处理相适应;需进行成本核算等。
大型发酵罐，特别是用于好氧微生物液体发酵的大型发酵罐，它的结构、功能和应用的特点较突出地反映出大规模发酵的特征,是其最具代表性的体现。
厌氧菌大型发酵罐和其他生物反应器各有所长，有的供氧特别充分，有的耗能低，有的节省设备材料，有的发酵周期缩短……等，使发酵罐更加适应大规模发酵生产的特征，工业发酵更加稳定高效地运转.基因工程和细胞工程构建的重组微生物、动、植物离体细胞用来进行生产，其生物反应器的设计和制作有特殊的要求。
发酵工业的发酵过程的优化和后处理，不同于实验室和试验工厂，也是规模化发酵生产的重要特征。
发酵的逐级放大，几乎是发酵工业新产品或改良产品或工艺改造的必由之路，但现代生物技术的产品有的产量需求很小,这类产品从研究、开发到生产，虽然也要经过逐级放大，经历的过程和试验的项目甚至更多和时间更长，而小试、中试和大试各阶段所采用的设备、仪器的差异不是很大,有的在实验室内就能完成放大的全过程.3．工业发酵的方式多种多样，各具特色和优、缺点，可根据发酵所具备的不同条件和要求而择优选择。
微生物学教案 第九章 微生物基因表达的控制
第九章微生物基因表达的调控基因表达是遗传信息表现为生物性状的过程，这一过程是通过基因产物的生物学功能来完成的。
微生物新陈代谢过程中，酶是必不可少的，是主要的基因产物。
虽然完成某一个代谢，如生长、繁殖或分化就需要许多种酶参与反应，但这些反应并非在各个生理阶段都在同一程度上进行。
也就是说，某一时刻代谢活动频繁进行，酶的需求量大，活性要求高，另一时刻代谢活动缓慢，酶的需要量少，活性要求低。
微生物在长期的进化中，已经形成了两种主要的代谢调节方式，即酶活性的调节和酶量的调节。
酶活性的调节是酶蛋白合成之后即翻译后的调节，是酶化学水平上的调节(见第五章)。
而酶量的调节是转录水平即产生多少mRNA或翻译水平即mRNA是否翻译为酶蛋白的调节。
调节的是酶合成的量。
相比之下，酶量的调节较粗放，酶活性调节较为精确。
两种方式的结合，使微生物新陈代谢活动减少了不必要的能耗，形成了更为有效的调节控制机制。
然而，大多数微生物基因是受到多种调控机制制约的，其基因产物也是多种多样的，除酶蛋白以外还有其他蛋白质产物，有的基因的产物并非蛋白质而是RNA，如tRNA、rRNA等。
调控机制的具体种类又是极其繁多的，有的调控机制还是相互牵连的。
本章主要按转录水平和转录后水平的调控来简要介绍微生物基因的表达调控。
第一节转录水平的调控一、DNA结合蛋白1.蛋白质与核酸的相互作用蛋白质与核酸的相互作用对于复制、转录、翻译以及这些过程的调控都是非常重要的。
这种相互作用一般可分为两种类型：非专一性的--蛋白质可以结合到核酸的任何部位；专一性的--蛋白质结合到特定序列的核酸部位。
例如，组蛋白、鱼精蛋白，在维持真核生物染色体结构方面是非常重要的。
组蛋白是一种含有较高正电荷氨基酸(精氨酸、赖氨酸、组氨酸) 的小分子量蛋白。
DNA由于含有较高的负电荷磷酸基因，使其带负电荷。
这些磷酸基团位于DNA双螺旋的外面。
由于正负电荷基团的作用，组蛋白与DNA非专一性的强烈结合。
微生物基因表达的调控
2、终点产物阻遏理论的应用
氨基酸、核苷酸、维生素等代谢产物的生产中， 打破反馈抑制调节是提高产量的重要手段之一。 （1）降低终点产物的浓度。 ①选育终点产物的营养缺陷型菌株。
A
a
B
b
C
c
D
d
E
②改变微生物膜的透性。 用生理学手段；利用膜缺损突变株 （2）选育抗终点产物阻遏突变株
3、分解代谢产物阻遏理论的应用 4、反馈抑制理论的应用 （1） 选育营养缺陷型菌株 （2） 选育反馈抑制突变株
无葡萄糖时：——— cAMP浓度上升，cAMP与 CAP(降解物的激活蛋白)结合,与启动基因结合，转 录进行.
9.2、代谢调节理论在发酵工业中的应用
工业发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代 谢产物。 代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制 体系，使代谢朝着人们希望的方向进行。 人工控制代谢的手段： 改变微生物遗传特性(遗传学方法）；
DNA上一部分和其上特定基因构成，分成四个区 域。R：调节基因；P：启动子；O：操纵基因；S： 结构基因。
正调控系统与负调控系统
原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，这 是一种最为经济的调控。 正调控系统：调节基因产物是激活蛋白；效应物使 激活蛋白处于激活状态—正控诱导；效应物使激活 蛋白处于非活性状态—正控阻遏。 负调控系统：调节基因产物是阻遏蛋白，效应物与阻 遏蛋白结合，阻止基因转录—负控阻遏；效应物不与 阻遏蛋白结合，阻止基因转录—负控诱导。
5、巴斯德效应在发酵工业中的应用 6、膜调节理论的应用
思考题
操纵子 正调控 负调控 简述负控诱导和正控诱导两种操纵子转录调控的差异 选育组成型突变株的常用方法 从终点产物阻遏理论入手简述工业上提高氨基酸产量 的常见方法 简述操纵子模型，用操纵子学说解释酶诱导生成机制， 终点产物阻遏机制
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第九章微生物基因表达的调控一、要点提示1．基因表达是遗传信息表现为生物性状的过程，这一过程是通过基因产物的生物学功能来完成的。
微生物在长期的进化中，已经形成了两种主要的代谢调节方式，即酶活性的调节和酶量的调节，酶活性的调节是酶蛋白合成之后即翻译后的调节，是酶化学水平上的调节。
而酶量的调节是转录水平或翻译水平的调节。
原核生物基因表达的调控主要在转录水平上，这是一种最经济的调控方式。
但也有转录后的“微调”，使基因的表达更适应本身的需求和外界条件的变化。
2．原核生物细胞中，功能相关的基因组成操纵子结构，由操纵区同一个或几个结构基因联合起来，形成一个在结构上、功能上协同作用的整体——操纵子，即作为表达的协同单位。
操纵子转录调控是原核生物的主要调控机制，受同一调节基因和启动区的调控，并分为负转录调控和正转录调控，在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白，在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白，阻遏蛋白或激活蛋白与DNA分子的相互作用和特异性结合，从而控制结构基因的功能。
启动子是RNA聚合酶和CAP蛋白的结合位点，控制着转录的起始。
这样，这些基因形成了一整套调节控制机制，才使生命系统在功能上是有序和开放的。
3．分解代谢物阻遏又被称为葡萄糖效应，这是因为葡萄糖是首先被发现具有这种阻遏效应的物质。
当培养基含有多种能源物质时，微生物首先利用更易于分解利用的能源物质，而首先被利用的这种物质的分解对利用其他能源性物质的酶的产生有阻遏作用，其原因是：分解代谢物阻遏中，只有当分解物激活蛋白(CAP)与cAMP结合后构象发生变化，这时才能结合到启动子上游，并促进RNA 聚合酶与启动基因结合，而葡萄糖能抑制cAMP形成，并促进cAMP分泌到胞外，胞内的cAMP水平下降，RNA聚合酶不能与启动子结合，因此，分解代谢物阻遏实际上是cAMP缺少的结果。
4．转录后调控主要包括如下几方面：(1)翻译起始的调控。
(2)mRNA的稳定性。
(3)稀有密码子和重叠基因调控。
(4)反义RNA调控。
(5)翻译的阻遏。
(6)ppGpp 对核糖体蛋白质合成的影响。
(7)细菌蛋白的分泌调控。
二、重点、难点剖析1．微生物的基因产物是多种多样的，包括蛋白质、tRNA、rRNA等，其中酶蛋白是主要基因产物，微生物在长期的进化中，已经形成了两种主要的代谢调节方式，即酶活性的调节和酶量的调节。
酶活性的调节是翻译后的调节；而酶量的调节是转录水平(即产生多少mRNA)或翻译水平(mRNA是否翻译为酶蛋白)的调节。
原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，并且是以操纵子结构形式进行，这是一种最为经济的调控方式。
2．转录调控根据调节基因产物的不同分为负控和正控两种类型。
在负控中，调节基因的产物是阻遏蛋白；在正控中，则是激活蛋白。
阻遏蛋白在操纵子上结合部位是操纵区，起阻遏作用，激活蛋白的作用部位是离启动子很近的激活结合位点，对启动区起正的作用。
3．在负转录调控中，又可分为负控诱导和负控阻遏。
大肠杆菌乳糖操纵子的调控是典型负控诱导系统，其效应物是诱导物，但同时也受正调控因子cAMP-CAP的调节，所以乳糖操纵子的功能是在正、负两个相互独立的调控体系作用下实现的。
大肠杆菌色氨酸操纵子则是进行负控阻遏调控，其效应物是辅阻遏物。
但同时也受另一种调节功能——弱化作用进行精细调控；弱化作用只影响合成代谢途径。
4．在正转录调控中，目前比较清楚的是正控诱导系统，其典型例子是大肠杆菌的麦芽糖操纵子。
麦芽糖是诱导物，激活蛋白只有与麦芽糖结合时才能与激活蛋白结合位点结合，促使RNA聚合酶开始转录。
操纵子转录调控模式如表9-1。
5．单一的操纵子虽然可以调节某代谢途径中相关基因的表达，但细菌细胞是生活在不断变化的环境中，它们必须应对诸如营养缺乏、温度、pH的变化等多种因素的挑战，因此，它们还需要一种能同时迅速调控许多操纵子的调控系统，即全局调控系统(如细菌的应急反应σ因子更换调控)。
在操纵子转录调控中，效应物(诱导物或阻遏物)直接与调节蛋白结合进行转录调控，但是在许多情况下，胞外的效应物(信号分子)并不是直接作用于调节蛋白，而是通过信号传导或磷酸接力系统将信号传递给调节蛋白，从而对操纵子进行调控。
如细菌的趋化性调控。
6．群体数量敏感信号系统(quorum-sensing system)是细菌细胞间进行信息交流的一种信号调控系统，在该系统中，信号分子随着菌体细胞密度的增加而增加，当达到一定的密度阈值时，才能被其受体蛋白感知，并与之结合，从而启动密度依赖性基因的表达。
7．λ噬菌体操纵子转录调控，分早期转录调控、后早期转录调控和晚期转录调控，严格按时间顺序进行。
裂解和溶源化途径之间的平衡在于调节蛋白CI 和Cro与操纵区之间的精巧的相互作用。
8．在mRNA合成(转录)以后，在翻译或翻译后进行的调控，一般称之为转录后调控，这是对转录调控的一种补充。
主要包括：(1)翻译起始的调控。
遗传信息翻译成多肽链起始于tuRNA上的核糖体结合序列(RBS)，在RBS中有SD序列，使核糖体结合到mRNA上，以利翻译的起始。
RBS的结合强度取决于SD序列的结构及其与起始密码AuG之间的距离，SD序列必须呈伸直状，如果形成二级结构则降低表达，SD与AUG之间相距一般以4～10核苷酸为佳，9核苷酸最佳。
mRNA的二级结构也是翻译起始调控的重要因素。
(2)mRNA的稳定性也是影响翻译效率的一个很重要的因素，基因的表达量与mRNA的半衰期成正比例关系。
(3)稀有密码子和重叠基因调控。
含稀有密码子多的基因必然表达效率低，微生物利用稀有密码子进行转录后调控主要反映在对同一操纵子中不同基因表达量盼控制；色氨酸操纵子重叠的密码保证了同一核糖体对两个连续基因进行不间断翻译的效率，这可能是保证两个基因产物在数量上相等的机制。
(4)反义RNA调节作用涉及的功能包括。
质粒的复制、转座作用、渗透调节、噬菌体裂解和溶源性转化，以及cAMP受体蛋白的基因表达等。
(5)翻译的阻遏。
在翻译水平上也发现了类似的蛋白质阻遏作用。
(6)PPGPP对核糖体蛋白质合成的影响。
当rRNA短缺时，多余的核糖体蛋白质与本身的mRNA结合，从而阻断本身的翻译，同时也阻断同一多顺反子的mRNA下游其他核糖体蛋白质编码区的翻译，使核糖体蛋白质的合成和rRNA的合成几乎同时停止。
(7)细菌蛋白的分泌调控。
在信号肽和SRP的共同作用下，使得分泌蛋白能及时完成转运和分泌，避免在细胞内的积累。
三、术语或名词1．螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix)结构(简称HTH)DNA结合蛋白的一种结构形式，HTH的一端是由氨基酸形成的a螺旋次级结构，又称为识别螺旋，它与一个由3个氨基酸组成的“转角”相连接，“转角”的另一端与第二个螺旋相接，第二个螺旋通过疏水相互作用稳定第一螺旋。
2．锌指(Zinc finger)DNA结合蛋白的另一种结构形式，它是一种含锌离子的蛋白亚结构。
其特点是通过锌离子把4个氨基酸连在一起，利用锌离子相连的由氨基酸以α螺旋形式形成的“指”在大沟中与DNA相互作用，在蛋白质与DNA的结合作用中蛋白质上至少存在两种这样的“指”。
3．亮氨酸拉扣(leucine zipper)DNA结合蛋白中常见的另一种亚结构形式，这一亚结构由每隔7个氨基酸就有1个亮氨酸残基的侧链形成，这个结构有点像拉链，不同于螺旋-转角-螺旋和锌指，“亮氨酸拉扣”本身不与DNA作用，而是保持另外两个α螺旋在正确的位置与DNA结合。
4．操纵子(operon) 原核生物细胞中，功能相关的基因组成操纵子结构，由操纵区同一个或几个结构基因联合起来，形成一个在结构上、功能上协同作用的整体，作为表达的协同单位，受同一调节基因和启动子的调控。
5．负转录调控(negative transcription control) 调节基因的产物是阻遏蛋白(repressor)，起着阻止结构基因转录的作用。
根据其作用性质又可分为负控诱导和负控阻遏两大类，在负控诱导系统中，阻遏蛋白不和效应物(诱导物)结合时，阻止结构基因转录；在负控阻遏系统中，阻遏蛋白和效应物(有阻遏作用的代谢产物，辅阻遏物)结合时阻止结构基因的转录。
阻遏蛋白作用的部位是操纵区。
6．正转录调控(positive transcription control) 调节基因的产物是激活蛋白(activator protein)根据激活蛋白的作用性质分为正控诱导系统和正控阻遏系统，在正控诱导系统中，效应物分子(诱导物)的存在使激活蛋白处于活动状态；在正控阻遏系统中，效应物分子(有阻遏作用的代谢产物，抑制物)的存在使激活蛋白处于不活动状态。
7．启动子(promoter) 基因起始区的DNA区段，RNA聚合酶结合到这一区段后才开始转录。
8．弱化作用(attenuation) 弱化作用是细菌辅助阻遏作用的一种精细调控。
这一调控作用通过操纵子的前导区内类似于终止子结构的一段DNA序列而实现，它编码一条末端含有多个色氨酸的多肽链——先导肽，被称为弱化子。
当细胞内某种氨酰tRNA缺乏时，该弱化子不表现终止子功能；当细胞内某种氨酰tRNA足够时该弱化子表现终止功能，从而达到基因表达调控的目的，不过这种终止作用并不使正在转录中的mRNA全部都中途终止，而是仅有部分中途停止转录，所以称为弱化。
9．分解代谢物阻遏(catabolite repression) 当培养基含有多种能源物质时，微生物首先利用更易于分解利用的能源物质，而首先被利用的这种物质的分解对利用其他能源性物质的酶的产生有阻遏作用。
由于葡萄糖是首先被发现具有这种阻遏效应的物质，因此又被称为葡萄糖效应(glucose effect)。
10．鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp) 当细菌处于氨基酸饥饿的紧急状态时，导致出现空载tRNA，这种空载tRNA会激活焦磷酸转移酶，使ppGpp 和pppGpp大量合成，从而会关闭许多基因，也会打开一些合成氨基酸的基因，以应付这种紧急情况。
ppGpp和pppGpp不是只影响一个或几个操纵子，而是影响一大批，也不只是调控转录，而也是调控翻译，所以它们可称为超级调控因子。
11．σ因子(sigma factor) 帮助RNA聚合酶核心酶识别基因起始区启动子的蛋白质，起始转录作用。
σ因子自身并无催化活性，在转录之前与核心酶结合。
12．热激应答(heat shock response) 生物体受热激诱导所进行的一种转录和翻译的调控。
如大肠杆菌生长在较高的温度下(如42～50℃)，某些基因则迅速表达，诱导产生热激蛋白，这种现象称为大肠杆菌的热激应答。
13．信号传导(signal transduction) 通过信号途径在细胞内或细胞间传递信息的过程。