四川大学博士入学考试生物学综合.doc

四川大学博士入学考试题 生物学综合1.请阐述如何利用微生物生产生物柴油，以及微生物生产柴油的优点和可能存在的问题?答：构建一种能够合成生物柴油的重组微生物，通过改造该微生物体内代谢途径或表达外源基因，在细胞内同时合成制备生物柴油的原料油脂、乙醇和催化剂(脂肪酶)，这样在微生物细胞内即可催化油脂和乙醇合成生物柴油，实现利用微生物自身生命活动直接合成生物柴油的目的。优点：1.可以避免燃料与食物之间的竞争，降低生产成本;2.采用微生物油脂作为原料，具有繁殖速度快、生产周期短、所需劳动力少且同时不受场地、季节和气候变化影响等优势。缺点：1.虽然构建的基因工程菌能够产长链或中链生物柴油，但是产量不高。2.1. 试述引种与生物入侵的关系及其现实指导意义？答：2. 原核与真核细胞基因表达及调控在哪些水平上存在差异？答：一.转录1.RNA聚合酶原核生物的RNA聚合酶是一种多聚体蛋白质（2）；真核生物的RNA聚合酶有三种（RNA聚合酶、），分别转录不同种类的RNA。2.转录过程原核生物的转录过程转录全过程均需RNA聚合酶催化。起始过程需核心酶，由亚基辨认起始点，被辨认的DNA区段是-35区。在这一区段酶与模板的结合松弛，酶移向-10区并跨入转录起始点。延长过程的核苷酸聚合仅需核心酶催化。终止分依赖因子的和不依赖因子的转录终止。a.依赖因子的转录终止：结合后因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂环双链拆离，利于产物从转录复合物中释放。b.不依赖因子的转录终止：DNA模板上靠近终止出有些特殊碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊结构来终止转录。转录产物的3-末端，常发现有多个连续的U。连续的U区5-端上游的一级结构可形成茎环或发卡形式的二级结构。真核生物的转录过程转录起始前的-25bp区段多有典型的TATA序列，称为TATA box，通常认为这就是启动子的核心序列。此外DNA分子上还具有其他可影响转录的顺式作用元件，以及能直接、间接辨认和结合转录上游区段的蛋白质反式作用因子，其中直接或间接结合RNA聚合酶的为转录因子。真核生物RNA聚合酶不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。真核生物的转录延长过程与原核生物大致相似。真核生物mRNA有polyA尾巴结构，是转录后才加进去的。转录不是在polyA位置上终止，而是超过数百甚至上千核苷酸后才停顿。二.翻译1.原核生物与真核生物核蛋白体的组成不同 2真核生物肽链合成起始过程与原核生物相似但更复杂。真核生物有不同的翻译起始成分，起始因子种类更多，起始甲硫氨酸不需甲基化等。成熟的真核mRNA有5帽子和3polyA尾结构。3.真核生物肽链合成的延长过程与原核生物基本相似，只是有不同的反应体系和延长因子。4.真核生物的翻译终止过程与原核生物相似。三.表达调控原核基因表达调控与真核存在很多共同之处。但因原核生物没有细胞核，亚细胞结构及其基因组结构要比真核简单得多。1.原核基因转录调节特点因子识别特异启动序列，不同的因子决定特异基因的转录激活，决定mRNA,rRNA和tRNA基因的转录。除个别基因外，原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇的串联、密集于染色体上，共同组成一个转录单位操纵子。一个操纵子只含一个启动序列及数个可转录的编码基因。2.真核细胞结构及基因组结构远比原核复杂，其基因表达调控机制发生在染色体活化、基因转录激活、转录后加工、翻译及翻译后加工等水平的调节事件也要复杂的多4. 哪些研究手段和方法对遗传学的研究有重要促进作用？答：表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化（DNA methylation），基因组印记（genomic impriting），母体效应（maternal effects），基因沉默（gene silencing），核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑（RNA editing）等。表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等；表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。一、 DNA甲基化所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5碳位共价键结合一个甲基基团。正常情况下，人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少，并且总是处于甲基化状态，与之相反，人类基因组中大小为1001000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态，并且与56%的人类基因组编码基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类基因组CpG岛约为28890个，大部分染色体每1 Mb就有515个CpG岛，平均值为每Mb含105个CpG岛，CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系9。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。表观遗传学重塑： 依赖的染色质重塑与人类疾病 染色质重塑复合物依靠水解ATP提供能量来完成染色质结构的改变，根据水解ATP的亚基不同，可将复合物分为SWI/SNF复合物、ISW复合物以及其它类型的复合物。这些复合物及相关的蛋白均与转录的激活和抑制、DNA的甲基化、DNA修复以及细胞周期相关。 ATRX、ERCC6、SMARCAL1均编码与SWI/SNF复合物相关的ATP酶。ATRX突变引起DNA甲基化异常导致数种遗传性的智力迟钝疾病如：X连锁-地中海贫血综合征、Juberg-Marsidi综合征、Carpenter-Waziri综合征、Sutherland-Haan综合征和Smith-Fineman-Myers综合征，这些疾病与核小体重新定位的异常引起的基因表达抑制有关。ERCC6的突变将导致Cerebro-Oculo-Facio-Skeletal综合征和B型Cockayne综合征。前者表现为出生后发育异常、神经退行性变、进行性关节挛缩、夭折；后者表现出紫外线敏感、骨骼畸形、侏儒、神经退行性变等症状。这两种病对紫外诱导的DNA损伤缺乏修复能力，表明ERCC6蛋白在DNA修复中有重要的作用。SMARCAL1的突变导致Schimke免疫性骨质发育异常，表现为多向性T细胞免疫缺陷，临床症状表明SMARCAL1蛋白可能调控和细胞增殖相关的基因的表达。BRG1、SMARCB1和BRM编码SWI/SNF复合物特异的ATP酶，这些酶通过改变染色质的结构使成细胞纤维瘤蛋白(Retinoblastoma protein, RB蛋白)顺利的行使调节细胞周期、抑制生长发育以及维持基因失活状态的功能，这三个基因的突变可导致肿瘤形成。DNA复制相关：组蛋白乙酰化、去乙酰化与人类疾病 组蛋白乙酰化与基因活化以及DNA复制相关，组蛋白的去乙酰化和基因的失活相关。乙酰化转移酶(HATs)主要是在组蛋白H3、H4的N端尾上的赖氨酸加上乙酰基，去乙酰化酶(HDACs)则相反，不同位置的修饰均需要特定的酶来完成。乙酰化酶家族可作为辅激活因子调控转录，调节细胞周期，参与DNA损伤修复，还可作为DNA结合蛋白。去乙酰化酶家族则和染色体易位、转录调控、基因沉默、细胞周期、细胞分化和增殖以及细胞凋亡相关。 CREB结合蛋白(CREB binding protein,CBP)、E1A结合蛋白p300(E1A binding protein p300,EP300)和锌指蛋白220(zinc finger 220,ZNF220)均为乙酰化转移酶。CBP是cAMP应答元件结合蛋白的辅激活蛋白，通过乙酰化组蛋白使和cAMP应答元件作用的启动子开始转录，它的突变导致Rubinstein Taybi综合征，患者智力低下、面部畸形、拇指和拇趾粗大、身材矮小。CBP和EP300均可抑制肿瘤的形成，在小鼠瘤细胞中确定了CBP的突变，在结肠和乳房瘤细胞系中确定了EP300的突变，另外ZNF220异常和人的急性进行性髓性白血病相关。 如果突变导致错误的激活去乙酰化酶或错误的和去乙酰化酶相互作用，将可能导致疾病的发生。甲基化CpG-结合蛋白-2(methyl cytosine binding protein-2,MeCP2)可募集去乙酰化酶到甲基化的DNA区域，使组蛋白去乙酰化导致染色质浓缩，MeCP2的突变导致Rett综合征，患者出生即发病、智力发育迟缓、伴孤独症。若阻碍去乙酰化酶的功能，则可抑制癌细胞的增殖和分化，可用于急性早幼粒细胞性白血病, 急性淋巴细胞性白血病和非何杰金氏淋巴瘤的治疗。 染色质重塑异常引发的人类疾病是由于重塑复合物中的关键蛋白发生突变，导致染色质重塑失败，即核小体不能正确定位，并使修复DNA损伤的复合物，基础转录装置等不能接近DNA，从而影响基因的正常表达。如果突变导致抑癌基因或调节细胞周期的蛋白出现异常将导致癌症的发生。乙酰化酶的突变导致正常基因不能表达，去乙酰化酶的突变或一些和去乙酰化酶相关的蛋白的突变使去乙酰化酶错误募集将引发肿瘤等疾病。基因组印记 基因组印记是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子代时发生了修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性，这种修饰常为DNA甲基化修饰，也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰。在生殖细胞形成早期，来自父方和母方的印记将全部被消除，父方等位基因在精母细胞形成精子时产生新的甲基化模式，但在受精时这种甲基化模式还将发生改变；母方等位基因甲基化模式在卵子发生时形成，因此在受精前来自父方和母方的等位基因具有不同的甲基化模式。目前发现的印记基因大约80%成簇，这些成簇的基因被位于同一条链上的顺式作用位点所调控，该位点被称做印记中心(imprinting center, IC)。印记基因的存在反映了性别的竞争，从目前发现的印记基因来看，父方对胚胎的贡献是加速其发育，而母方则是限制胚胎发育速度，亲代通过印记基因来影响其下一代，使它们具有性别行为特异性以保证本方基因在遗传中的优势。印记基因的异常表达引发伴有复杂突变和表型缺陷的多种人类疾病。研究发现许多印记基因对胚胎和胎儿出生后的生长发育有重要的调节作用，对行为和大脑的功能也有很大的影响，印记基因的异常同样可诱发癌症。非编码RNA在表观遗传学中的作用功能性非编码RNA在基因表达中发挥重要的作用，按照它们的大小可分为长链非编码RNA和短链非编码RNA。长链非编码RNA在基因簇以至于整个染色体水平发挥顺式调节作用。在果蝇中调节“剂量补偿”的是roX RNA，该RNA还具有反式调节的作用，它和其它的蛋白共同构成MSL复合物，在雄性果蝇中调节X染色体活性。在哺乳动物中Xist RNA调节X染色体的失活，其具有特殊的模体可和一些蛋白共同作用实现X染色体的失活。Tsix RNA是Xist RNA的反义RNA，对Tsix起负调节作用，在X染色体随机失活中决定究竟哪条链失活。air RNA调节一个基因簇的表达，该基因簇含有3个调节生长的基因38。长链RNA常在基因组中建立单等位基因表达模式，在核糖核蛋白复合物中充当催化中心，对染色质结构的改变发挥着重要的作用。 短链RNA在基因组水平对基因表达进行调控，其可介导mRNA的降解，诱导染色质结构的改变，决定着细胞的分化命运，还对外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。常见的短链RNA为小干涉RNA(short interfering RNA, siRNA)和微小RNA(microRNA, miRNA)，前者是RNA干扰的主要执行者，后者也参与RNA干扰但有自己独立的作用机制。非编码RNA与疾病非编码RNA对防止疾病发生有重要的作用。染色体着丝粒附近有大量的转座子，转座子可在染色体内部转座导致基因失活而引发多种疾病甚至癌症，然而在着丝粒区存在大量有活性的短链RNA，它们通过抑制转座子的转座而保护基因组的稳定性。在细胞分裂时，短链RNA异常将导致染色体无法在着丝粒处开始形成异染色质，细胞分裂异常，如果干细胞发生这种情况可能导致癌症的发生。siRNA 可在外来核酸的诱导下产生，通过RNA干扰清除外来的核酸，对预防传染病有重要的作用。RNA干扰已大量应用于疾病的研究为一些重大疾病的治疗带来了新的希望。非编码RNA不仅能对整个染色体进行活性调节，也可对单个基因活性进行调节，它们对基因组的稳定性、细胞分裂、个体发育都有重要的作用。RNA干扰是研究人类疾病的重要手段，通过其它物质调节RNA干扰的效果以及实现RNA干扰在特异的组织中发挥作用是未来RNA干扰的研究重点。因而，要想知道方法和手段，必须明确目的，目前的研究热点是microRNA, 方法更是层出不穷，因而需要擦亮自己的眼睛，慎重选择。5二代测序的基本原理，其员第一代测序的异同，以及二代测序在当前分子生物学研究中的应用？答：第二代测序技术的核心思想是边合成边测序（Sequencing by Synthesis)，即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA的序列，现有的技术平台主要包括Roche/454 FLX、Illumina/Solexa Genome Analyzer和Applied Biosystems SOLID system。原理：Illumina/Solexa Genome Analyzer测序的基本原理是边合成边测序。在Sanger等测序方法的基础上，通过技术创新，用不同颜色的荧光标记四种不同的dNTP，当DNA聚合酶合成互补链时，每添加一种dNTP就会释放出不同的荧光，根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理，从而获得待测DNA的序列信息。6.简述宏基因组学在微生物领域的研究策略及应用？答：宏基因组是指某一特定生境中全部微生物遗传物质的总和,包括可培养的和尚不能培养的微生物基因组。在微生物领域研究策略：宏基因组学以基因组技术为基础，基本程序包括：环境样品中宏基因组的提取；将 DNA 克隆到载体中；载体转化宿主细菌建立环境基因组文库；环境基因组文库分析和筛选。近年来， 随着新一代高通量、低成本测序仪的问世，宏基因组的研究可对特定生境中的基因组片段直接进行测序而不用构建文库，从而避免了在文库构建过程中利用细菌对样品进行克隆以及克隆中引起的偏差，简化了宏基因组研究的基本操作，提高了测序效率，极大地促进了宏基因组学发展。应用：医学的应用人体微生物群落结构和功能的研究1.宏基因组学可以对处于疾病状态下的人体微生境进行研究 , 比较分析正常和疾病状态下、 疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化。2.宏基因组学还可以对处于疾病状态下的人体微生境进行研究，比较分析正常和疾病状态下、 疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化。3. 新基因、 新活性物质的发现。7.对于“转基因”的争论，谈谈你的看法？答：单纯从技术理论上来看，转基因技术是安全的。转基因的基本原理与常规杂交育种有相似之处。即杂交是将整条的基因链 (染色体) 转移，而转基因是选取最有用的一小段基因转移。因此，转基因比杂交具有更高的选择性。无论是杂交育种，还是后来发明的细胞质融合技术、诱变育种技术，都是通过改变生物体的遗传物质，培育出新的后代，然后从中筛选出具有最优性状的新品种。传统育种过程其实是相当盲目的，育种学家们并不知道什么新的基因被引入给了植物新品种，因此需要经过长时间、反复的实验才能最终得到他们想要的杂交新品种。而现代转基因技术与传统育种技术相比，则打破了动物、微生物、植物等不同物种间的界限。但不同物种的 DNA分子的化学性质其实都是一样的，转基因的 DNA 分子与普通食物和饲料中的 DNA 分子并没有本质的区别，所以现代转基因技术所创造的新品种并不会违背自然规律。从技术层面上来说，转基因育种技术是传统育种方法的发展和完善，相比之下，现代转基因技术则更为精确和可控。传统的育种技术会同时改变受体植株的许多基因，在实验过程中我们根本无法控制某个基因不应该在哪里、某个基因应该在哪里、基因应如何表达和表达效果如何。而现代转基因技术则可以准确地控制基因的排列、基因的表达和表达效果。事实是，同样是基因的转换，同样是人为的选择，我们却并不担心传统杂交育种技术会造成危害。转基因作物能更好地抗病虫害、抗干旱、抗寒冷、抗盐碱、抗除草剂、提高产量，营养成分高。目前被批准大规模种植的转基因作物主要是抗除草剂和抗虫害的品种。转入抗虫害基因的作物会制造一种毒性蛋白，能杀死某些特定的害虫，但对其他生物无毒。相比于同类非转基因作物，抗虫害的转基因作物它们能不用、少用或仅需使用低浓度、低毒害的农药，因而减少或消除农药对食品的污染。目前所有的关于转基因食品安全性的数据都是从实验室里得来的，人毕竟不同于小白鼠，转基因食品对人体的安全性，目前尚缺乏时间的说明。而人对于杂交作物的信任，实际上源于几百年来时间的验证。但目前，基于转基因技术给社会和人类的现在及未来带来的及可预期的益处，十分显著的知识价值、经济价值和社会价值，我们应该本着科学的态度看待转基因食品。美国人已食用 10 余年的转基因食品，尽管目前在世界范围内对转基因食品的安全性有很多争议，但这不影响转基因食品的迅速发展，人类不能因噎废食。当然，从纯技术方面来说，转基因技术是中性的，对人体不存在利弊问题，但是转基因食品可能存在潜在的危险，所以要把转基因食品的安全问题放到一个重要的位置。因此，要进一步加强和完善对转基因食品的监管和立法管理，使转基因食品很好地服务于人类。一味质疑转基因作物的安全性或是强调转基因食品不可阻挡的趋势都有失偏颇，我们既不应该视转基因作物如洪水猛兽，我们更不应该忽略这背后的努力反复试验和论证、信息公开、公共论战、政治程序、严格监管等。8.试述组织培养及细胞培养技术在理论和实践上的意义？9.目前市场上的益生菌保健品日益增多，请阐述其对人类健康的作用？以及如何看待这类益生菌产品？答：防治腹泻：正常人体肠道内栖息着500多种、数十万亿个不同的细菌，它们在绝大多数情况下是互相制约、共存共荣的。一旦肠道菌丛平衡被打破，就会引起腹泻。其次，滥用抗生素也会引起腹泻。欧洲一些医疗中心试用以乳杆菌、双歧杆菌与菊糖为主要成分的口服液治疗旅行者腹泻，也取得良好效果。治疗便秘，帮助消化：益生菌在肠道内的大量繁衍可保持肠内PH值稳定，促进新陈代谢和维生素B族的合成，并帮助肠道蠕动，提高食物的分解吸收率，帮助消化吸收、使排便畅通。缓解不耐乳糖症状：不耐乳糖症在世界各地较为常见。患者只要一喝牛奶，就会引起腹泻。这是因为牛奶中含有大量乳糖，而乳糖是一种在肠道中具有高渗透作用的物质。有些人天生缺乏可分解乳糖的乳糖酶，故大量乳糖原封不动地进入肠道就会引起腹泻。试验表明：酸牛奶是治疗不耐乳糖症的理想食品。因为酸牛奶在发酵时加入一定量的乳杆菌与双歧杆菌，上述益生菌在发酵过程中会消耗掉一定量的乳糖，故酸牛奶对这些人十分有益。降低血清胆固醇：从70年代到90年代，国外所做的大量试验证实：喝酸益生菌确实可降低血清胆固醇。最近国外又有学者指出：每天喝5克的益生菌，可使高脂血症患者的血脂平均下降4。4左右。因为嗜酸乳杆菌与低聚果糖两者均有降脂作用。（护心养脑）减少抗生素治疗后的菌群失调：人们使用抗生素只杀死某些细菌，但有些抗生素也会把一些人体所需的细菌杀死；这些细菌本来能够抑制有害微生物的生长，一旦被消灭，病人可能受到细菌感染。举例来说，青霉素往往会杀死对抗念珠菌的细菌，而念珠菌会引起鹅口疮，阴道炎，皮肤炎等病。而且细菌会不断演化，作出适应性改变，产生抗药性。因此，当益生菌和病菌之间失去平衡时，这种菌群的失调对人体健康的危害是最不容忽视的。此时如果食用含有益生菌的酸奶，应该有一定的帮助。预防癌症和抑制肿瘤生长：现代人吃了过多油腻的饮食，而人体的油脂代谢是由肝脏内的胆盐负责，可以乳化油脂，让油脂被消化，但“胆盐”经肠道遇见坏菌，就会产生致癌物质，容易引起肠癌。有了益生菌后，可以抑制坏菌，即使有“胆盐”存在，也较不会产生致癌物质。英国科学家最近进行的实验证实，含有益生菌的饮品能够降低肠道细胞基因受损的可能性，有助于防治某些癌症。增强人体免疫力：由于菌群间有个彼此牵制、保持平衡的作用，如果益生菌数量占据优势，可以防止一些有害致病菌数量过多而引起疾病，所以对于提高免疫力、建起微生态壁垒、防止一些疾病发生也有不少的好处。在欧洲一些著名长寿之乡（如高加索山区、地中海沿岸国家），当地人常饮自制的酸牛奶，极少患糖尿病、心血管病、肥胖症，研究认为这与酸牛奶中含大量益生菌有关。益生菌的确有一定好处，对于正常人群来说，如果适当地补充益生菌，是有一定好处的。尤其是在服用抗菌素时；消化不良、牛奶不适应症、急慢性腹泻、大便干燥及吸收功能不好引起的营养不良时；剖腹产和不是母乳喂养的宝宝不能从妈妈那儿得到足够的益生菌源，保护健康的肠道菌膜不健全，可能会出现体质弱、食欲不振、大便干燥等现象时；对于免疫力低下或者需要增强免疫力的特殊时刻；出行或旅游时带点益生菌类产品，如果肠胃不舒服，服用后能够有效缓解。最常见的益生菌食品是酸奶和乳酸菌饮料；酸奶是发酵乳，是指用生牛（羊）乳或乳粉为原料，杀菌后，加入乳酸菌（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌）制成发酵（乳酸菌分解乳糖产生乳酸）制成的食品。优点是不仅保留了奶类所有的营养，且发酵过程中会增加B族维生素的含量，更容易消化（乳糖少了），风味也很独特。但普通酸奶中的保加利亚乳杆菌（L）和嗜热链球菌（S）不能在肠道定植，只是肠道的“过客”，保健作用很有限。于是很多商家开始加入其他益生菌，来提高买点，最常见的是双歧杆菌（B）和嗜热链球菌（A），这两种益生菌是有机会在肠道定植的。但多数酸奶益生菌含量要少一些，加上缺乏相关的标准和管理，能从酸奶中获得的益生菌保健作用往往有限。乳酸菌饮料含益生菌的种类和数量通常不错，很多产品每100ml含益生菌的数量能达到10的10次方，是酸奶含量的上百倍。这个数量级的活菌，加上筛选的生命力较强的活菌品种，就可能对肠道菌群失调的人群产生保健作用，这也是有些乳酸菌饮料属于保健食品的原因。但乳酸菌饮料也有不少缺点，首先就是含糖太多。某乳酸菌品牌的一小瓶（100ml）就含糖15.7g，比可乐含糖（10g/100ml）都要多。WHO在2014年建议将添加糖摄入量控制在总能量5%（每天约25g糖）以内，每天喝两瓶，就超过建议量，这还没考虑其他含糖食物摄入。此外，乳酸菌饮料通常蛋白质和钙含量牛奶和酸奶的三分之一，不能用来替代牛奶或酸奶。所以，酸奶和乳酸菌饮料各有利弊。酸奶营养价值高，补益生菌效果虽稍差，但喝点酸奶即使获得不了益生菌的好处，也能获得丰富的营养。而很多乳酸菌饮料虽然含益生菌质和量要好，但营养价值低，含糖高，热量很高，也应限量。当然，具体选择应该看个人需要。但需注意，无论是益生菌酸奶还是乳酸菌饮料，它们的运输和储存都需要冷藏，否则活菌数量会大大降低，口感也会变差。室温储存和售卖的乳酸菌饮料往往益生菌已全部阵亡，营养价值又低，不值得购买。、10.光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型微生物的碳源和能源各是什么？请阐述这些微生物在生产上的应用？答：光能自养型碳源和能源分别是:二氧化碳和光能光能异养型碳源和能源分别是:有机物和光能化能自养型碳源和能源分别是:二氧化碳和化学能化能异养型碳源和能源分别是：有机物和化学能光能自养型微生物，能以光作为能源，CO2作为碳源，如蓝细菌（含叶绿素）、红硫细菌和绿硫细菌等少数微生物（含细菌叶绿素）能利用光能从二氧化碳合成细胞所需的有机物质。化能自养型微生物，能源来自无机物氧化所产生的化学能，利用这种能量去还原CO2或者可溶性碳酸盐合成有机物质，这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。光能异养型微生物，以CO2为主要碳源或唯一碳源，以有机物（如异丙醇）作为供氢体，利用光能将CO2还原成细胞的有机物质，红螺菌属中的一些细菌属于此种营养类型。化能异养型微生物，其能源来自有机物的氧化分解，碳源直接取于有机碳化合物，它包括自然界绝大多数的细菌，全部的放线菌、真菌、原生动物。又根据其生态习性可分为腐生型和寄生型，腐生型微生物：利用无生命活性的有机物作为生长的碳源；寄生型微生物：寄生在生活的细胞内，从寄生体内获得生长所需要的营养物质。微生物家族中光能自养型和化能自养型微生物是人类生态系统的一类初级生产者，化能异养型微生物，包括绝大部分细菌和所有真菌又是人类生态系统中的主要分解者。因此，微生物在物质循环中起着极其重要的生物的媒介物作用。另外，利用微生物的分解作用而研究的生物修复技术在废水处理、固体废弃物处理、海洋石油污染降解和环境监测等环境污染防治方面具有广泛的应用。此外，微生物在自然发酵、食品和饮料的酿造、生产生化药物、提供具有丰富营养价值的食用菌等方面也起到了积极作用。例如，属化能异养型的酵母菌如今被广泛的应用于食品工业，如应用于啤酒、白酒、果酒的酿造和面包的制作中，又由于酵母菌含有丰富的蛋白质和维生素，因而可作药用也可作饲料。因此，微生物在农林牧渔业、工业、环保和医疗卫生事业等各方面发挥着巨大的作用，这对于人类的生存和发展、社会经济的增长是极其有益的。上面谈到的是微生物对于人类有益的方面，当然它也有对人类有害的方面。微生物在人类生态系统中广泛存在会引起土壤、水体、空气等自然环境的污染、人类、动植物等生物的疾病、工农业产品等的变质等等一系列消极影响，这些对于人类的生存都是一种潜在的危害。因此，我们应该合理的利用微生物这一自然资源，充分发挥它的益处，并控制避免它对人类造成危害的方面。11.细胞死亡有哪些主要类型？简述其分子调控机制?答：间期死亡细胞受照射后不经分裂，在几小时内就开始死亡，称间期死亡，又称即刻死亡。体内发生间期死亡的细胞分为二类：一类是不分裂或分裂能力有限的细胞，如淋巴细胞和胸腺细胞；另一类是不分裂和可逆性分裂的细胞，如成熟神经细胞、肌细胞和肝、肾细胞等。细胞间期死亡发生率随照射剂量增加而增加，但达到一定峰值后，再增加照射剂量，死亡率也不再增加。间期死亡的原因是核细胞的破坏，其机理主要是由于DNA分子损伤和核酸、蛋白质水解酶被活化，导致染色质降解，组蛋白外溢，发生细胞核固缩、裂解。照射后膜结构的破坏、细胞能量代谢障碍，也是促成间期死亡的因素。增殖死亡细胞受照射后经过1个或几个分裂周期以后，丧失了继续增殖的能力而死亡，称增殖死亡，也称延迟死亡。体内快速分裂的细胞，如骨髓细胞受数Gy射线照射后数小时至数天内即发生增殖死亡。分裂细胞在受到很大剂量照射后也可发生间期死亡。增殖死亡的机理主要是由于DNA分子损伤后错误修复和染色体畸变等原因导致有丝分裂的障碍。12.微生物与植物互作的种类有哪些？如何合理利用他们之间的互作关系？答：a. 植物与根际微生物的互作,微生物对植物的作用是多方面的。在根际微生物区系中，主要体现在微生物分泌激素对整株植物具有促生作用、根际微生物的分解和转化作用及对植物病害的生防作用;可以将有益的根际微生物开发成微生物肥料。b. 叶围微生物的分布，叶围微生物对某些植物病害具有一定的拮抗作用。叶围微生物在其生长发育过程中会产生具有拮抗性或竞争性的一种或几种代谢产物，从而达到抑制植物病原菌的效果。C. 植物与内生菌的互作；植物内生菌在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于植物的各种组织和器官内部并与植物建立和谐联合关系，其中的某些类群可以产生各种化学物质，并且能通过竞争或其他作用来抑制杀死某些致病菌。植物内生菌包括内生真菌、内生细菌和内生放线菌等。13.遗传信息的携带者是什么？它是如何被证实的？其深远的社会意义是什么？答：遗传信息的携带者是核酸。通过分子化学的方式将生物的遗传物质DNA形成图谱，这就是生物的DNA指纹，由于DNA指纹的高度特异性和稳定性，世界各国目前已经在罪犯确认、血亲鉴定、确定遇难者身份等方面广泛使用这种技术。14.生物进化的主要因素什么？列举两个因素来证明他们是如何推动生物的进化过程？答：1.基因突变；2、自然选择；3.隔离；自然选择：如桦尺蛾，由于黑色的桦尺蛾与树皮的颜色相近很难被鸟发现而吃掉，而白色的桦尺蛾却很容易被鸟发现，所以黑色的桦尺蛾被保存了下来。隔离：隔离一段时间后，被隔离的种群，由于所处的环境不同，各自向着不同的方向发展，以至于变得完全不同。隔离的结果就会产生新的类型，先是亚种，然后是新种，生物也就不断的向前发展和进化。15.试述植物激素是种类及其主要的生理功能？答：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯；生长素：a.促进作用：雌花的形成，单性结实，子房壁的生长，维管束的分化，叶片的扩大，形成层活性，不定根的形成，侧根的形成，种子的形成，果实的生长，伤口的愈合，座果，顶端优势。；b、抑制作用:果实的脱落，幼叶的脱落，侧枝的生长，块根的形成。赤霉素：一般认为赤霉素能促进节间伸长生长的作用，主要是促进细胞生长；促进种子萌发，促进两性花的雄花形成，单性结实。并抑制植物的成熟和衰老。细胞分裂素：主要是促进细胞的分裂，诱导芽分化，消除顶端优势，促进侧芽生长，抑制叶绿素降解，延缓老化及促进营养物质运输。脱落酸：脱落酸能诱导多种木本多年生植物的休眠，诱导种子贮藏蛋白质的合成，促进光合产物运向发育着的种子，促进根系的吸水。乙烯：对植物器官（古叶片、果实）的脱落有极显著的促进作用。调节茎伸长生长。16.植物是怎样适应逆境条件的？答：1.生物膜的改变，当植物在逆境条件下植物通过改变膜中膜脂的状态和膜脂的成分来适应逆境条件。2.胁迫蛋白，在逆境条件下植物体会内会诱导合成部分新蛋白，这些蛋白对植物细胞耐受逆境刺激，平稳度过不良环境，有重要作用。例如，热激蛋白、冷调蛋白、厌氧多肽等。3.清除体内的活性氧；在逆境条件下植物体受到环境刺激后会积累大量的自由基，自由基会破会植物细胞膜的完整性，这是植物的体内会产生一些酶，如超氧化物歧化酶、过氧化氢还原酶、过氧化物酶等将体内的过多自由基清除，从而使植物免受伤害。4.渗透调节；当植物受到水分胁迫时植物体内积累某些有机物质，提高细胞液浓度降低其渗透势，使植物得以保存体内水分，适应缺水环境。这些物质有。脯氨酸、甜菜碱、钾离子等。5.脱落酸；当植物处在逆境时可促进细胞内脱落酸水平升高，提高植物的抗性，减少膜伤害，较少自由基对膜的伤害，促进渗透物质积累，减少水分丢失。17.微生物的发展方向及其在现代农业中的作用?答：就目前来说，微生物跟自然环境与生物体是密不可分的，比较明显的就是有益和有害的相互影响。纵观人类发展史，微生物在对人类和自然环境中的作用，那是功不可没。比如：抗生素产生菌的发现，让人类有了抵抗病原微生物感染的有利武器，挽救了无数人的生命