14年生物学综合考博真题和答案四川大学

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1、一：必答题1.在你的研究领域或你感兴趣的领域中，请简述你认为的二个重大的科学突破和一个最有希望突破的科学问题，并说明其对牛物科学研究的作用和影响。在此领域屮，哪些科学问题你愿意以毕生精力去解决。2.在你亲自参加的研究课题中，请叙述一组令你特别兴奋或标志性的实验（可简图帮助说明）包括：1.实验目的2.实验设计和手段3.试验屮所遇到的具体问题和解决方法4.实验结果对该领域的贡献5.下一步实验设计和想法二：选答三题1.请阐述宏基因组学在微生物领域的研究策略与应用答：宏基因纟R学（Metagenomics）又叫微生物环

2、境基因纟R学、元基因组学。它通过肓•接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库，利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的金部微生物的遗传组成及其群落功能。它是在微生物基因组学的基础上发展起來的一种研究微生物多样性、开发新的生理活性物质（或获得新基因）的新理念和新方法。其主要含义是：对特定坏境屮全部微牛物的总DNA（也称宏基因组）进行克隆，并通过构建宏基因组文库和筛选等手段获得新的纶理活性物质；或者根据rDNA数据库设计引物，通过系统学分析获得该环境中微生物的遗传多样性和分了生态学信息。策略是从特定

3、环境屮直接分离所有微生物DNA,将人片段的DNA克隆到受体菌屮表达，然后根据某些牛物活性筛选有应用价值的克隆。包括两个方血：①宏基因组文库的构建：宏基因组文库的构建沿用了分子克隆的基本原理和技术方法，并根据具体环境样品的特点和建库目的采用了一些特殊的步骤和对策。一般包括•样品总DNA的提取、与载体连接和在宿主细胞建立中克隆②宏基因组文库的筛选：根据英研究冃的，宏某因组文库筛选通常有功能筛选和序列筛选两种方法。宏基因组学在基础微生物学研究中的应用1•发现新基因由于口然界中大多数微生物物种及其生物量是未知的，其中存

4、在大量不可培养的微生物。通过构建宏基因组文库，而且从屮鉴定出的人多数基因将都是新的基因。即使是对一个相对较小的宏基因组文库进行筛选，所获得的序列与己公布的数据库中的序列的相似性也很低。如利用宏基因组文库，已发现的新基因主要有：生物催化剂基因、抗生素抗性基因以及编码转运蛋白基因等。2.开发新的微牛物活性物质在地球各种坏境屮，多达99%的微牛物因为不能培养而无法了解。宏基因组学则为新微纶物活性物质的开发提供了新思路。目询通过采用土壤、海水、海洋浮游生物、海绵、甲虫、人唾液等环境样品，成功构建了宏基因组文库，筛选到多

5、种新的活性物质如各种酶类及一些次生代谢产物等，将宏基因组文库筛选和基因改组等基因工程技术结合起來，在开发新的微生物活性物质方面具有巨大潜力。3.研究微牛物群落结构及具功能宏基因纽学为认识由可培养和不町培养微牛物所构成的复朵纶境及其功能提供了可能，且必将在研究牛物多样性中发挥重要作用。运用宏基因组技术对海洋病毒已冇较深入的研究，为探寻复杂微生物群落中的感应信号分了及其某因调节机制,探知微生物物种在群落中的功能打下基础!宏基因组是指某••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

6、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：环境基因纽文.库分析和筛选。近年來,随着新一代高通鼠、低成木测序仪的问吐宏基因纽的研究可对特定生境中的基因纽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小利用细菌对样品进行克隆以及克隆小引起的偏差，简化了宏基因组研究的基本操作，提离了测丿芋效率，极人地促进了宠基因组学发展。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

7、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.宏皋因组学还可以対处r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。1宏基因组学在农业微生物硏究中的应用近年來发展起來的宏基因组学利用分子生物学的研究方法绕过培养方法來研究微生物的第样性及功能，为土壊微生物研究开辟了新的道路。土壤中多数微生物不可培养，这限制了微生物资源的开发利用。宏基因纽学方法在开发和利用不可培养微空物资源方而有

8、巨大潜力，可以将其运用到土壤微生物学研究中,也可以用于改造土壤、提供有机肥料和改进粮食品种等领域0随着微生物宏基因组研究的不断深入,宏基因组技术也在土壤、海水微生物等研究领域屮成功应用，预示着在不久的将来,宏基因组技术必将会在更广泛的关键领域取得巫大突破。2基因组文库构建DNA提取，获得高质量的总DNA是宏基因组文库构建的关键因索之一，DNA捉取方法主要有2种：一种是克接裂解法，直接裂