7微生物的遗传育种2
第七章
微生物的遗传变异与育种
?变异(variation)：生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变，即遗传型的改变
?饰变(modification)：外表的修饰性改变，不涉及遗传物质结构改变，而只发生在转录、转译水平上的表型变化。饰变是不遗传的
表型饰变：表型的差异，只与环境有关
特点：表现为全部个体的行为，变化幅度小；
暂时性、不可遗传性。
Production of a red pigment
(prodigiosin) by Serratia marcescens
（粘质沙雷氏菌菌落）
微生物的生长
微生物的生长 第一节微生物的分离和纯培养 在微生物学中，在人为规定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体称为培养物(culture)，而只有一种微生物的培养物称为纯培养物(pure culture)。由于在通常情况下纯培养物能较好地被研究、利用和重复结果，因此把特定的微生物从自然界混杂存在的状态中分离、纯化出来的纯培养技术是进行微生物学研究的基础。 一、无菌技术 微生物通常是肉眼看不到的微小生物，而且无处不在。因此，在微生物的研究及应用中，不仅需要通过分离纯化技术从混杂的天然微生物群中分离出特定的微生物，而且还必须随时注意保持微生物纯培养物的“纯洁”，防止其他微生物的混入。在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染的技术被称为无菌技术(aseptic technique)，它是保证微生物学研究正常进行的关键。 1、微生物培养的常用器具及其灭菌 试管、玻璃烧瓶、平皿(culture dish，petri dish)等是最为常用的培养微生物的器具，在使用前必须先行灭菌，使容器中不合任何生物。培养微生物的营养物质[称为培养基(culture medium)]可以加到器皿中后一起灭菌，也可在单独灭菌后加到无菌的器具中。最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，它可以杀灭所有的生物，包括最耐热的某些微生物的休眠体，同时可以基本保持培养基的营养成分不被破坏。有些玻璃器皿也可采用高温干热灭菌。为了防止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各种金属、塑料及硅胶帽，它们只可让空气通过，而空气中的其他微生物不能通过。而平皿是由正反两平面板互扣而成，这种器具是专为防止空气中微生物的污染而设计的。 2、接种操作 用接种环或接种针分离微生物，或在无菌条件下把微生物由一个培养器皿转接到另一个培养容器进行培养，是微生物学研究中最常用的基本操作。由于打开器皿就可能引起器皿内部被环境中的其他微生物污染，因此微生物实验的所有操作均应在无菌条件下进行，其要点是在火焰附近进行熟练的无菌操作，或在无菌箱或操作室内无菌的环境下进行操作。操作箱或操作室内的空气可在使用前一段时间内用紫外灯或化学药剂灭菌。有的无菌室通无菌空气维持无菌状态。 用以挑取和转接微生物材料的接种环及接种针，一般采用易于迅速加热和冷却的镍铬合金等金属制备，使用时用火焰灼烧灭菌。而转移液体培养物可采用无菌吸管或移液枪。 二、用固体培养基分离纯培养 不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征，可以成为对该微生物进行分类、鉴定的重要依据。大多数细菌、酵母菌，以及许多真菌和单细胞藻类能在固体培养基上形成孤立的菌落，采用适宜的平板分离法很容易得到纯培养。所谓平板，即培养平板(culture plate)的简称，它是指熔化的固体培养基倒入无菌平皿，冷却凝固后，盛有固体培养基的平皿。这方法包括将单个微生物分离和固定在固体培养基表面或里面。固体培养基是用琼脂或其他凝胶物质固化的培养基，每个孤立的话微生物体生长、繁殖形成菌落，形成的菌落便于移植。最常用的分离、培养微生物的固体培养基是琼脂固体培养基平板。这种由Koch建立的采用平板分离微生物纯培养的技术简便易行，100多年来一直是各种菌种分离的最常用手段。
微生物育种
微生物原生质体技术及其研究进展 原生质体融合(Protoplast fusion)技术起源于20世纪60年代。1960年法国的Karski研究小组在两种不同类型的动物细胞混合培养中发现了自发融合现象。同时，日本的Okada发现并证明了仙台病毒可诱发内艾氏腹水癌细胞彼此融合，从而开始了细胞融合的探讨。1974 年，匈牙利的Ferenczy[1]采用离心力诱导的方法报道了白地霉营养缺陷型突变株的原生质体融合，从而使原生质体融合技术成为微生物育种的一项新技术，并从微生物种内融合扩展到界间的融合(如光合细菌与酵母菌的融合)。1979 年匈牙利的Pesti首先提出了融合育种提高青霉素产量的报告[2]，开创了原生质体融合技术在实际工作中的应用，使原生质体融合技术成为工业菌株改良的重要手段之一。Hopwood等[3]提出，原生质体融合重组可能实现隐性基因的重组暴露，使一些隐性基因表达或随机产生新的基因表型，从而使之成为链霉菌抗生素产生菌育种的新途径。利用完全脱去细胞壁的微生物细胞--原生质(protoplast)进行微生物遗传育种是一项发展迅速的育种技术，其基本实验方法已比较成熟，主要表现在原生质体的制备、再生及诱变处理和试剂的复合、交替使用等。原生质体技术的关键是去除细胞壁，形成一定数量的原生质体，并使经诱变处理的原生质体能再生出细胞壁。原生质体由于缺乏细胞壁，故可直接对其进行遗传操作或诱导其融合。形成杂种细胞，而且仍然保持了细胞的全能性，可经过培养进行繁殖。因此，原生质体是进行微生物遗传育种的极好材料。原生质体技术在理论和实践上越来越受到重视，涉及的微生物种类也越来越多。 1 原生质体的制备和再生 1.1 原生质体的制备 自1953年weibull[4]首次用溶菌酶处理巨大芽孢杆菌获得原生质体以后。经过数十年的发展，原生质体制备方法已基本成熟，在微生物遗传育种中得到了广泛应用。在地衣状芽孢杆菌原生质体制备过程中发现，许多因素能影响原生质体的形成，主要包括菌龄、培养基成分、使用酶的种类及酶浓度、酶解时间、酶解温度、酶解液的pH值、渗透压稳定荆的性质及浓度等。在菌龄选择方面，大多数研究采用对数生长中后期的细菌进行处理。这主要是由于对数生长期细菌细胞壁中肽聚糖含量最低，细胞壁对酶的作用最敏感的原因。 （1）革兰氏阳性菌中B.subtK如和B.megaterium这两种杆菌已被广泛运用于制备原生质体，它们易在简单的生理状态下生长，在单一的溶菌酶处理下即可转化成原生质体，而在Staphylococcus中，需要用溶链球菌酶代替溶菌酶来制备原生质体。与杆菌、球菌不同，链霉菌是丝状微生物，在特定的条件下，可分化出孢子丝，产生孢子。在液体培养中，菌丝中的每个细胞处在不同的菌龄和生理状态，这将影响其原生质体形成率和一致件。细菌在含有高浓度甘氨酸的培养基中生长，能引起细胞壁缺失，其机理是肽聚糖链中的D一丙氨酸残基被甘氨酸代替，由此干扰了交联所致。实验证实甘氨酸对不同菌种作用的适宜浓度不同，且在微生物培养初期加人效果理想。Duchiron F发现一种链霉菌S.pristinaespiralis 在制备原生质体时,不使用溶菌酶，单独使用甘氨酸即可形成原生质体。张增艳等单纯用甘氨酸处理制备苏云金杆菌(Bacillus thruingieasis)，原生质体形成率达96。8％。Baltz等报道了S.fradiae和S.griseofuscus原生质体制备的关键转化阶段在菌体发育的对数期和稳定生长期之间。 （2）革兰氏阴性菌的细胞壁不同于革兰氏阳性菌，其细胞壁中除了含有肽聚
第7章微生物遗传变异和育种答案
第7章微生物遗传变异和育种 填空题 1．证明DNA是遗传物质的三个经典实验是、、 和。而证明基因突变自发性和不对应性的三个经典实验 是、、和 细菌转化噬菌体感染植物病毒重建变量试验涂布试验影印平板培养法 2．______是第一个发现转化现象的。并将引起转化的遗传物质称为_______。Griffith转化因子 3．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。 无毒的R型细胞（活R菌） 32 4．AlfredD.Hershey和MarthaChase用P 35 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______。 全部遗传信息 5．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。RNA 6．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______。 单倍体二倍体 7．DNA分子中一种嘧啶被另一种嘌呤取代称为______。 颠换 8．______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Col 9．原核生物中的基因重组形式有4种类型：_______、_______、_______和 _______。 转化转导接合原生质体融合 10．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。 修复系统 11．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。 基本培养基 12．两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墓上长出原养型菌落，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。 交换重组 13．在_______转导中，噬菌体可以转导供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。 普遍性局限性 14．基因突变具有7个共同特点：_______、_______、______________、_______、_______和_______。
微生物遗传育种试汇总题库
微生物遗传育种试题库 三．填空题： 47.DNA 分子中一种嘌呤被另一种嘌呤取代称为_____转换_________。 48.DNA 分子中一种嘧啶被另一种嘌呤取代称为_______颠换______。 49.一个核苷酸被另一核苷酸替代引起的突变称为_____碱基置换_______。 50.通过两细菌细胞接触直接转移遗传信息的过程称为_____接合______。 51.受体细胞从外界吸收供体菌的DNA 片段( 或质粒)，引起基因型改变的过程称为_____转化____。 52.细菌细胞间靠噬菌体进行DNA 的转移过程称为__转导_。 53.对微生物进行诱变时，常用的物理诱变剂有_______紫外线________。 54.采用紫外线杀菌时，以波长为______260 nm 左右_______ 的紫外线照射最好。 55.F+和F-杂交中，结果是供体菌成为______ F＋______，受体菌成为___ F＋_____。 56.在性转导中，受体细胞F- 成为______ F'_________ 细胞。 59.转化、转导、接合是细菌三种_______基因重组________ 的方式。 60.四种引起细菌基因重组的方式是____转化________、______转导________、________接合_________ 和_______原生质体融合_________。 61.在紫外线诱变作用下，常引起DNA 链上形成_________胸腺嘧啶二聚体_________。 62.E.coli的性因子是通过_______性菌毛__________ 传递的。 63.可以结合并吸收自由DNA 分子的细菌细胞所处的状态称为_______感受态__________。 65.对微生物进行化学诱变时，可采用__________亚硝酸盐___________和___________碱基类似物_______________ 等诱变剂。 66.在__________专性__________ 转导中，噬菌体仅可转移整合位点相邻的寄主DNA 片段。 67.可以转移供体细胞任何部分基因到受体细胞的噬菌体，称作______普遍性转导_________ 噬菌体。 68.1944 年_____艾弗里_______ 等人证明了转化因子为DNA。 69.在微生物基因工程中，目前应用最多的载体是_____质粒______ 和_____噬菌体________。 70.在基因工程中，质粒和噬菌体的作用常是作___基因载体________。 71.在进行诱变育种工作时，经紫外线照射后的菌体都须在避光下进行操作或处理，其理由是______避免光复活作用_______。 72.5- 溴尿嘧啶为__________胸腺嘧啶____________ 的结构类似物。 73.紫外线杀菌的原理是________形成胸腺嘧啶二聚体造成DNA 损伤
微生物学考试试题及答案
《微生物学》课程期末考试试题解答及评分标准99b 一．判断改错题（判断下列每小题的正错，认为正确的在题后括号内打“√”； 错误的打“×”，并予以改正，每小题1.5分，共15分） 01.真菌典型营养体呈现丝状或管状，叫做菌丝(√) 02.专性寄生菌并不局限利用有生命力的有机物作碳源。(×) 改正：专性寄生菌只利用有生命力的有机物作碳源 03.根据微生物生长温度范围和最适温度，通常把微生物分成高温性、中温性、低温性三 大类。(√) 04.放线菌、细菌生长适宜的pH范围：最宜以中性偏酸；(×) 改正：放线菌，细菌生长适宜中性或中性偏碱。 05.厌气性微生物只能在较高的氧化还原电位(≥0.1伏)生长,常在0.3-0.4V生长。(×) 改正：厌气性微生物只能在较低的氧化还原电位(≤0.1伏)才能生长,常在 0.1V生长； 06.波长200-300nm紫外光都有杀菌效能，一般以250-280nm杀菌力最强。(√) 07.碱性染料有显著的抑菌作用。(√) 08.设计培养能分解纤维素菌的培养基,可以采用合成培养基。(×) 改正:能分解纤维素菌的培养基,培养基中需加有机营养物：纤维素。
09.液体培养基稀释培养测数法，取定量稀释菌液，经培养找出临界级数，可以间接测定 样品活菌数。(√) 10.共生固氮微生物，二种微生物必须紧密地生长在一起才能固定氨态氮，由固氮的共生 菌进行分子态氮的还原作用。(√) 一．多项选择题（在每小题的备选答案中选出二至五个答案，并将正确的答案填在题干的括号内，正确的答案未选全或有选错的，该小题无分，每小题2分，共20分） 11.放线菌是能进行光合作用的原核微生物，其细胞形态（A；B；C；） A.有细胞壁; B.由分支菌丝组成; C.无核仁; D.菌体无鞭毛; E.菌体中有芽孢。 12.支原体[Mycoplasma],介乎于细菌与立克次体之间的原核微生物,其特点是：（A；B；）A.有细胞壁;B.能人工培养； C.有核仁; D.有鞭毛； E.非细胞型微生物。 13.无机化合物的微生物转化中，其硝化作用包括：（C；D；E；） A.硝酸还原成亚硝酸; B.硝酸还原成NH 3；C.NH 3转化成亚硝酸;D.铵盐转化成亚硝酸； E.亚硝酸盐转化成硝酸盐。 14.单细胞微生物一次培养生长曲线中，其对数生长期的特点：（A；D; E；）
《微生物遗传育种学》复习题A专升本
《微生物遗传育种学》复习题A（专升本） 一、填空题 1、工业微生物菌种的五大基本特征为：非致病性；；利于应用规模化产品加工工艺；；形成具有商业价值的产品或具有商业应用价值。 2、复制型转座涉及到两种酶：一是，作用在原来转座子的末端；二是 ，它作用在重复的拷贝上。 3、大肠杆菌的RecA蛋白在DNA 复制和损伤修复中共行使三种功能，即、 和。 4、表达载体的四大结构要素：多克隆位点、、 和。 5、反转录病毒RNA基因组是，因此反转录病毒具有二倍体基因组。 6、λ噬菌体侵入宿主细胞后5分钟内环化，环状DNA分子先进行复制，产生约20个DNA分子，约16分钟后进行复制产生多连体分子。 7、基因组序列的功能分析以及代谢途径的构建改造等都需要克隆目的 DNA，目前，获得大片段 DNA 序列的方法主要有：构建和筛选基因文库、PCR 扩增、、体外大片段 DNA 合成和组装，以及等方法。 二、判断题 1、假基因是一段DNA序列，与正常基因相似，但丧失相应的正常功能。 2、R/M体系：即限制与修饰体系，用于保护外源DNA在细胞内稳定存在。 3、原核生物遗传物质复制时，需要多种酶参与，可形成灵活的多种相关酶的复合体结构。 4、DNA的碱基配对时，氨式的A和酮式的T配对，氨式的A异构化为亚氨式时和氨式的C配对。 5、在微生物工业应用中，微生物菌种工作主要包括以下四方面：菌种的分离筛选、菌种培育、菌种的保藏和退化菌种的复壮。 6、细菌染色体DNA 为环状形式，而真核生物中没有环状DNA。 7、目前发现的质粒都是cccDNA。
8、DNA结合蛋白常含有HTH结构。 9、Bam HI的酶切位点为G↓GATCC，Bgl II的酶切位点为A↓GATCT，所以可判断两者为同尾酶。 10、反义RNA指的是可以编码出目的蛋白的一段RNA序列。 三、名词解释 1、反向代谢工程 2、Z-DNA 3、严谨反应 4、基因的回复突变 5、操纵子 6、自主转移质粒 7、呼吸现象 四、简答题 1、T4噬菌体末端冗余ab的亲本病毒是怎样产生cd、de、ef等末端冗余的子代的？ 2、简述切除修复的流程。 3、简述不依赖于ρ因子的终止子转录终止模型。 4、已知Mgt05196p是一个重要的单糖转运蛋白编码基因，其氨基酸序列内的单位点N376S 突变可提高转运活性，用什么方法可以实现这一定点突变？请写出大体实验流程。 5、转座子的负调控机制有什么生物学意义？并简述复杂转座子Tn3的负调控机制。 五、论述题 1、详细论述单倍体酿酒酵母菌的a/α接合型转换机制。 2、某研究机构从辣椒根际土壤中分离得到了一株多粘类芽孢杆菌，发现其可很好地促进辣椒生长和预防真菌病害，属于植物根际促生细菌，具有适合做微生物肥料菌种的应用价值。为了在实际应用中效果更佳，用哪些方法可以进一步改良此菌种？请列举至少四种方法，并详细介绍其原理。 《微生物遗传育种学》复习题B（专升本） 一、填空题 1、微生物遗传育种学是研究微生物规律，阐述微生物的原理和技术的一门科学，在微生物学和整个生物科学中发挥着重要的作用。
微生物学名词解释,问答题
假根：低等真菌某些种类的菌丝向基质内生长的须根状结构，在其上方着生孢囊梗和包子梗，假根起着支撑和吸收营养作用 溶源菌：含有溶源菌体的细菌，溶源性细菌具有如下特征：自发裂解，诱导裂解，免疫性，复愈，溶源转变 准性生殖：某些真菌不经过有性生殖，而是通过形成异核体，二倍体化，体细胞交换或单元化等过程产生基因重组的现象 发酵：在生物氧化过程中，不使用电子传递链，以有机物为最终电子受体，只发生基质水平磷酸化，形成不同类型的特征性产物，如乙醇发酵，乳酸发酵等等 硫化作用：硫化氢，土壤中的元素硫或其他不完全氧化物在微生物作用下的氧化生成硫酸的过程叫硫化作用，参与硫化作用的主要有某些化能无机型和光能无机型微生物 1、什么是革兰氏染色法?该法主要步骤是什么?哪一步是关键?为什么? 革兰氏染色是一种鉴别细菌的染色方法，根据各种细菌对这种染色反应不同，可把细菌分为革兰氏阳性和革兰氏阳性两大类 主要步骤：结晶紫初染1分钟，碘液媒染1分钟，95%乙醇脱色30秒，番红复染2—3分钟 关键一步是乙醇脱色，因为若脱色时间超过30秒，革兰氏阳性菌初染成的紫色也会褪去，复染成红色，而误认为是革兰氏阴性菌；若脱色时间过短，则阴性菌的紫色不易褪去，成紫色，则误认为是阳性菌 2、试比较细菌鞭毛、菌毛和性菌毛的区别。 3、 好气性微生物需要氧气作为有氧呼吸中的电子受体 兼性厌气性微生物也可用氧气作为电子受体 专性厌气性微生物的生长不需要氧气 氧气对严格专性厌气性微生物有毒害作用 而耐气性厌氧微生物对氧气不敏感 4、什么是生长因子？它包括哪几类化合物？是否任何微生物都需要生长因子？用少量却能明显促进微生物生长的有机化合物叫做生长因子 主要有维生素，氨基酸，核苷酸类 野生型菌株不需要生长因子，只有不能合成某种生长因子的营养缺陷型菌株才需要生长因子5、根际微生物区系有什么特点？植物对该区系的选择作用表现在那些方面。 根际微生物区系的特点：数量大，活性强，组成简单，反映了植物的选择作用 植物根系向土壤中分泌糖、有机酸、氨基酸、维生素 根系生长中脱落的组织、细胞，这些都可为微生物提供营养物质 根系分泌的酸类可促使土壤有机质转化 根系的活动也可改变根际总的氧分压、水分状况 因植物种类、生育期及其他条件不同而导致对根际微生物区系的选择利用 芽孢：某些细菌在生长后期于细胞内形成的一个圆形、椭圆形或圆柱形的高度折光的休眠体
微生物育种技术研究进展
微生物育种技术研究进展 摘要：生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法。微生物的育种技术已从常规的突变和筛选技术发展到基因诱变、基因重组和基因工程等，育种技术的不断成熟，大大提高了微生物的育种效果。但是有时候微生物育种也不是单一的一种方法，有的是需要多种方法综合使用。本文将各种微生物育种技术进行总结和细致分析。 关键词：微生物育种；诱变育种；基因重组育种；基因工程育种 1.常规育种 常规育种是以不经过人工处理，利用微生物自发突变为基础，从中筛选出具有优良性状菌株的一种育种方法一般情况下，由于DNA的半保留复制以及校正酶系的校正作用和光修复、切除修复、重组修复、诱导修复等作用，发生自然突变的几率特别低，一般为106～1010/BP，而且用于工业生产的菌株的性状往往由单一或少数基因控制，所以常规育种时间较长，工作量较大。，通过常规育种提高菌种生产能力、筛选高产菌株的效率较低，效果不明显。因此在生产实践中，常规育种的主要目的是用来纯化、复壮、稳定菌种。 2. 诱变育种 1927年MILLER发现X-射线能诱发果蝇基因突变之后人们发现其他一些因素 也能诱导基因突变，并逐渐弄清了一些诱变因素的机理，为微生物诱变育种提供了前提条件根据育种需要，有目的地使用诱变因素，可使菌株的基因发生突变以改良其生产性状.凡能诱发基因突变，并且突变频率远远超过自发突变的物理因子或化学物质被称为诱变剂。根据诱变剂的不同可以将诱变育种的方法分为：有物理因子诱变育种和化学因子诱变育种。，前者包括激光、X-射线、"r-射线、快中子等)后者主要是烷化剂（包括EMS、EI、NMU、DES、MNNG、NTG等），天然碱基类似物，亚硝酸和氯化锂在物理诱变因素中，紫外线比较有效、适用、安全，其他几种射线都是电离性质的，具有穿透力，使用时有一定的危险性,化学诱变剂的突变率通常要比电离辐射的高，并且十分经济，但这些物质大多是致癌剂，使用时必须十分谨慎.目前，多种诱变剂的诱变效果、作用时间、方法都已基本确定，人们可以有目的、有选择地使用各种诱变剂，以达到预期的育种效果. 2.1物理因子诱变 2.1.1 UV 所有传统的物理诱变手段中，使用得最为普遍的就是紫外线辐照，它是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。对于紫外线的的作用有很多解释，但研究最清楚的是它可引起DNA结构的变化，尤其是可使DNA分子形成胸腺嘧啶二聚体，即两个相邻的嘧啶共价连接，二聚体的出现会减弱氢键的作用，引起双键结构变形，就可能影响胸腺嘧啶(T)和腺嘌呤(A)的正常配对，破坏了腺嘌呤的正常掺人，复制就在这一点上突然停止或错误地进行。如果错误地进行复制，且在新形成的链上有一个改变了的碱基次序，则在随后的复制过程中，碱基次序已改变的DNA链照常进行复制，产生了一个在两条链上碱基次序都是错误的分子而引起突变归J。利用紫外诱变的方法可选育出大量产量高，活性强的菌种，由于其设备简单，诱变效率高，操作安全而被广泛应用。白兰芳等用紫外线单因子处理、光复活处理西罗莫司产生菌Streptomyces hygro—scopicus得到了一正变株UV-8-61，效价比出发菌株提高了2—3倍。近些年来紫外线作为一种基本的诱变因子，也常常和其他一些诱变因子联合作用于微生物而提高诱变效果。胡永兰等用UV和DES(硫酸二乙酯)复合处理梧宁霉素产生菌，得到一株较高的突变株，效价比出发菌株提
微生物遗传育种
一名词解释 1 突变:泛指细胞内(或病毒颗粒内)遗传物质分子结构或数量发生可遗传的变化,他是一种遗传状态,往往引起新的等位基因的形成和新的表型 2 表型:指一个生物体(或细胞)可以观察到的性状或特征,是特定的基因型和环境相互作用的结果 3 抗性突变:指由于发生基因突变而对某些化学药物.致死物理因子或噬菌体产生抗性的变异菌株.抗性突变型包括抗药性突变型.抗噬菌体突变型.抗辐射突变型.抗高温突变型,抗高浓度酒精突变型.抗高渗透压突变型等 4 基因重组:凡把两个不同形状个体内的遗传物质转移到一起,经过遗传分子间的重新组合,形成新遗传个体的方式 5 诱变育种:用物理和化学等因素，人为的对出发菌株进行诱变处理，然后运用合理的筛选方案和适当的筛选方法把符合要求的优良的变异菌株筛选出来的一种方法 6 营养缺陷型：某一野生菌株由于发生基因突变而丧失合成一种或多种生长因子的能力，因而不能在基本培养基上生长繁殖的变异类型。主要有氨基酸缺陷型、维生素缺陷型、嘌呤嘧啶缺陷型。 二解答题 1 筛选生物活性物质产生菌的成功因素有哪些，并简述筛选的一般思路 因素：（1）待筛选样品的性质； （2）产生菌的选择； （3）采用什么样的筛选方案，选择筛选方案有两个要点即选择性和灵敏度； （4）筛选方案的设计； 思路：（1）定方案：首先要查阅资料，了解所需菌生长培养特性； （2）采样：有针对性的采取样品； （3）增殖：人为的通过控制养分或培养条件，使所需菌种增殖后，在数量上占优势；（4）分离：利用分离技术得到纯种 （5）发酵性能的测定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种质量、耐受最高温度、生长和发酵最适PH、提取工艺等 2 微生物遗传育种工作中突变产生的突变类型有哪些？ 3 突变引起的遗传性状有哪几种类型？ 答：（1）形态突变型：指发生在细胞个体形态或菌落形态改变的突变型，是一种可见的突变；（2）营养缺陷型：某一野生菌株由于发生基因突变而丧失合成一种或多种生长因子的能力，因而不能在基本培养基上生长繁殖的变异类型。主要有氨基酸缺陷型、维生素缺陷型、嘌呤嘧啶缺陷型； （3）抗性突变型：指由于发生基因突变而对某些化学药物.致死物理因子或噬菌体产生抗性的变异菌株.抗性突变型包括抗药性突变型.抗噬菌体突变型.抗辐射突变型.抗高温突变型,抗高浓度酒精突变型.抗高渗透压突变型等； （4）致死突变型：由于基因突变而导致个体死亡的突变型。分为显性致死和隐性致死；（5）条件致死突变型：在某种条件下可以正常生长繁殖并呈现其固有的表型，而在另一条件下却是致死的突变型叫做条件致死突变型。温度敏感突变型是典型的条件致死突变型；（6）产量突变型：所产生的代谢产物的产量明显有别于原始菌株的突变株称产量突变型；产量高于原始菌株的成为正突变菌株，反之称为负突变菌株。
微生物学第1-4章名词解释及问答题
《微生物学》名词解释、简答及问答题 绪论 一、微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？ 答：①.体积小，面积大；②.吸收多，转化快；③.生长旺，繁殖快；④.适应强，易变异；⑤.分布广，种类多。其中，体积小面积大最基本，因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，并由此而产生其余4 个共性。 第一章原核生物的形态、构造和功能 一、名词解释 1. 细菌：细菌是指一类细胞细短、结构简单、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。 2. 细胞质：是被细胞膜包围着的除核区以外的一切半透明、胶体状、颗粒状物质的总称。 3. PHB（聚-β-羟丁酸）：是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物。 4. 伴孢晶体：是少数芽孢杆菌（如苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。 5. 芽孢：是某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠体。 6. 菌落：菌落即单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。 7. 放线菌：是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的革兰氏阳性原核微生物。 二、简答问答题 1. 细胞壁的主要功能有哪些？ （1）固定细胞外形和提高机械强度，免受渗透压等外力的损伤；（2）为细胞生长分裂和鞭毛运动所必需；（3）阻拦大分子有害物质进入细胞；（4）赋予细菌特定的抗原性及对抗生素和噬菌体的敏感性。2. G+和G-细菌的细胞壁有什么区别？ G+细菌细胞壁厚度大，化学组分简单，主要由肽聚糖和磷壁酸构成；而G-细菌细胞壁较薄，层次较多，成分复杂，肽聚糖层很薄，含有类脂和脂多糖，机械强度较差。 3.什么是L-型细菌？有什么特点？ 在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型细菌。 特点有：1）没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；2）有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；3）渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落；4）对青霉素及溶菌酶不敏感。 4.试述革兰氏染色的步骤及机制。 步骤：结晶紫初染、碘液媒染、酒精脱色、番红复染。 原理：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加
微生物育种
微生物育种 百科名片 英文名称microbial breeding ，就是指培育优良微生物的生物学技术。其方法通常为自然选育和人工选育两类，可单独使用，也可交叉进行。目录自然选育 人工选育 1 诱变育种 2 化学诱变 3 原生质体诱变在工业微生物育种中 4 展望未来 5 结语 参考文献 自然选育 人工选育 1 诱变育种 2 化学诱变 3 原生质体诱变在工业微生物育种中 4 展望未来 5 结语 参考文献 展开 编辑本段 自然选育
对自然界中的微生物，在未经人工诱变或杂交处理的情况下进行分离和纯化(见微生物的分离和纯化),然后进行纯培养和测定(见微生物测定法),择优选取微生物的菌种。这种方法简单易行，但获得优良菌种的几率小，一般难以满足生产的需要。 编辑本段 人工选育 分诱变育种和杂交育种两种。 诱变育种 以诱发基因突变为手段的微生物育种技术。1927年,H.J. 马勒发现X射线有增加突变率的效果;1944年，C.奥尔巴克首次发现氮芥子气的诱变效应;随后，人们陆续发现许多物理的(如紫外线、γ射线、快中子等)和化学的诱变因素。化学诱变因素分为3种:?诱变剂与一个或多个核酸碱基发生化学变化,使DNA复制时碱基置换而引起变异，如羟胺亚硝酸、硫酸二乙酯、甲基 磺酸乙酯、硝基胍、亚硝基甲基脲等;?诱变剂是天然碱基的结构类似物,在复制时参入DNA分子中引起变异，如5-溴尿嘧啶、5-氨基尿嘧啶、8-氮鸟嘌呤和2-氨基嘌呤等;?诱变剂在DNA分子上减少或增加1,2个碱基，使碱基突变点以下全部遗传密码的转录和翻译发生错误，从而导致码组移动突变体的出现，如吖啶类物质和一些氮芥衍生物(ICR)等。诱变育种操作简便，突变率高,突变谱广，它不仅能提高产量，改进质量，还可扩大产品品种和简化工艺条件。如1943年从自然界分离到的青霉素产生菌的效价只有20单位/毫升,经过一系列的诱变育种后，效价已达40000单位/毫升;金霉素产生菌经诱变后,发酵液中又积累了去甲基金霉素;谷氨酸棒杆菌1299经紫外线诱变后，有的能产赖氨酸,有的能产缬氨酸,增加了产品的种类;土霉素产生菌经诱变后，选到了能减少泡沫的突变菌株，从而提高了发酵罐的利用率。诱变育种的不足是缺乏定向性。
微生物(周德庆)第3版习题及答案
第一章绪论 一、名词解释 1，微生物: 是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总和。（个体微小、结构简单、进化地位低，必须借助显微镜才能看清的微小生物的总称） 二、填空题 1，微生物由于其体形都极其微小，因而导致了一系列与之密切相关的五个重要共性，即体积小，面积大；转化快，适应强；生长旺，繁殖快；适应强：易变异，分布广；种类多，。 2，按是否具有细胞结构，微生物可分为细胞型微生物和_非细胞型微生物。 3，细胞型微生物根据其细胞结构特征又可分为（原核）微生物和（真核）微生物。4，按照Carl Woese 的三界论，微生物可分为真细菌、古细菌和真核微生物。 三、选择题 1，适合所有微生物的特殊特征是( c )。 A.它们是多细胞的 B.细胞有明显的核 C.只有用显微镜才能观察到 D.可进行光合作用 2，细菌学的奠基人是(b )。 A. Louis Pasteur B. Robert Koch C. van Dyck D. van Leeuwenhoek 3，Louis Pasteur采用曲颈瓶试验来(d )。 A. 驳斥自然发生说 B. 证明微生物致病 C. 认识到微生物的化学结构 D. 提出细菌和原生动物分类系统 4，微生物学中铭记Robert Koch是由于(a)。 A. 证实病原菌学说 B. 在实验室中成功地培养了病毒 C. 发展了广泛采纳的分类系统 D. 提出了原核生物术语 5，微生物学的奠基人是( a )。 A. Louis Pasteur B. Robert Koch C. van Dyck D. van Leeuwenhoek 四、简答题 1，微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？ 答：微生物的五大共性：体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。其中体积小，面积大是微生物最基本的性质。因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的的交换面，并由此产生其余四个共性。 第三章原核生物的形态、构造和功能习题
微生物学考试题(1)
微生物学考试题 A卷(2014-1-16) 一、名词解释（20分，每小题4分） 1．革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-） 2．病毒和朊病毒 3．同型乳酸发酵和异型乳酸发酵 4．F质粒和Ti质粒 5．单克隆抗体和多克隆抗体 二、判断正误（正确的请在括号内划√，错误的请在括号内划×）（10分，每小题1分） （）1．德国著名科学家罗伯特·科赫巧妙地用曲颈瓶试验证明细菌污染是导致食品腐败的根本原因，提出了有名的“胚种学说”或“生源论”，从而标志着微生物学学科的建立。科赫被誉为“微生物学之父”。 （）2．原核微生物包括细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体和衣原体及真菌等7类。 （）3．G+细菌细胞壁的特点是其肽聚糖层厚，而G-细菌细胞壁的特点是肽聚糖层薄或为单层。 （）4．真菌产生的有性孢子类型有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。 （）5．除原生动物可通过胞吞作用和胞饮作用摄取营养物质外，其他各大类有细胞的微生物都是通过细胞膜的渗透和选择作用而从外界吸收营养物质。
（）6．反硝化作用是指好氧微生物利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，将其还成亚硝酸、NO、N2O直至N2的过程。 （）7．生物固氮是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，原核生物和真核生物都具有固氮能力。 （）8．干热灭菌法和湿热灭菌法是实验室中常用的高温灭菌方法，这两种方法都可用于金属器械、玻璃器皿及各种培养基的灭菌。 （）9．富营养化是指水体中因氮、磷等元素含量过高而导致水体表层蓝细菌和酵母菌过度生长繁殖的现象。 （）10．《伯杰氏系统细菌学手册》（Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology）和《真菌词典》（The Dictionary of Fungi）是微生物分类学者的常用工具书。 三、填空（请在划线上填上正确答案）（15分，每空0.5分） 1．放线菌是一类呈生长、以繁殖、 生性较强的高级原核生物。 2．真核微生物包括、和 。 3．按对培养基成分的了解情况，可将培养基分成、 和三种类型的培养基。 4．对化能异养微生物而言，葡萄糖等能源物质可通过
微生物的生长教案
微生物的生长 教案
第二节《微生物的营养、代谢和生长》-微生物的生长 教学设计 【教学目标】 知识目标 1、微生物群体生长的规律及其在生产实践中的应用（理解）。 2、测定微生物群体生长的方法（识记）。 3、度、pH和氧等因素对微生物生长的影响（理解）。 能力目标 1.通过细菌生长曲线的学习，提高学生的的图表对比分析能力。 2.通过细菌生长曲线与种群生长曲线的对比，培养学生归纳与演绎的能力。 情感态度与价值观 通过微生物的一般生长规律与种群的生长规律的对比，培养学生正确看待一般问题与特殊问题，个性与共性的关系。 【教学重点】 （1）微生物群体生长的规律及其在生产实践中的应用。 （2）温度、pH和氧等因素对微生物生长的影响。 【教学难点】 微生物群体生长的规律及其在生产实践中的应用。
教学设计 【导入新课】 前面，我们已经学习了微生物的营养与代谢，知道了微生物需要不断从外界吸收营养物质，通过代谢，获取能量并合成自身的组成物质，以维持自身正常的生命活动。那么，从代谢的角度来看，当同化作用大于异化作用时，微生物将表现出怎样的特征？ 学生回答：生长的现象。 那么什么是微生物的生长呢，我们一般是如何来研究微生物的生长的呢？ 这就是本节课我们所要学习的内容——微生物的生长。 【推进新课】 微生物的生长包括微生物细胞体积的扩大与细胞数目的增多，由于大多数微生物细胞体积较小，个体质量较轻，微生物的个体生长不易观察；同时由于微生物繁殖速度一般较快，因而通常以微生物的群体为单位来研究微生物的生长。 那么，微生物的群体生长会具有怎样的特征呢？群体生长状况是否具有一定的规律？假如有的话，这是怎样一种规律？研究这一规律具有怎样的现实意义呢？接下来我们一起来学习 学习目标一：微生物群体生长规律 教师分析：由于在自然环境下微生物群体生长受到非生物影响、种内关系、种间关系等多种因素的综合影响其群体生长的状况多变而复杂，往往难以描述，因而，从实际工作的角度出发，微生物的群体生长状况的研究一般是置于人工控制的条件下进行的。那么，我们如何来描述细菌的生长曲线呢？ 师生共同总结：从细菌接种到培养基中开始到培养基中的细菌群体死亡的动态变化，可以分为调整期、对数期、稳定期、衰亡期四个重要时期。
工业微生物育种
转谷氨酰胺酶生产菌株的诱变选育方案 学生： 摘要：通过诱变育种选育转谷氨酰胺酶工业生产菌株，使目的菌株产酶量高、酶活高、到达最大产酶量的时间短，生长周期、最适产酶温度等条件尽可能地符合工厂要求。 关键字：筛选；工业菌株；诱变育种 前言： 工业微生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造, 去除不良性质, 增加有益新性状, 以提高产品的产量和质量的一种育种方法。工业微生物的育种技术已从常规的突变和筛选技术发展到基因诱变、基因重组和基因工程等, 育种技术的不断成熟, 大大提高了微生物的育种效果。 微生物发酵要想取得优良成绩, 有赖于优良菌种的利用。从工业发酵的观点来看发酵菌种的优异生产性能等于经选育的、符合经济要求的优良遗传背景加上经人为精心设计的、优化的发酵环境。菌种选育的最终目标, 就是通过人工干预, 使选出的优良菌种在优化环境中尽可能表现出优异性状。菌种分离、筛选、改良是贯彻微生物发酵始终的工作。 一．菌种选育的具体目标 (1) 提高产量。 (2) 提高产物的纯度。减少副产物; 提高有效组分;减少色素等杂质。 (3) 改变菌种性状。改善发酵过程, 包括: 改变和扩大菌种所利用的原料结构; 改善菌种生长速度; 提高斜面孢子化程度; 改善菌丝体形状, 采用菌球菌丝体发酵;少用消泡剂或使菌种耐合成消泡剂; 改善对氧的摄取条件, 降低需氧量及能耗; 耐不良环境: 抗噬菌体的侵染,耐高温、耐酸碱、耐自身所积累的代谢产物; 改善细胞透性, 提高产物的分泌能力等。 (4) 菌种的遗传性状。生产性状稳定。 (5) 改变生物合成途径。以获得新产品。 二．获取优良菌种的有效途径 广义上说, 菌种改良可描述为采用任何科学技术手段( 物理、化学、生物学、工程学方法以及它们的各种组合)处理微生物菌种, 从中分离得到能显示所要求表型的变异菌种。 菌种改良的基本途径: 突变和选择; 基因重组( 遗传重组) 和基因工程( 遗传工程) MTG 生产菌株的诱变育种 诱变的方式包括了各种物理射线、化学诱变剂以及生物方面的噬箘体等等。用得最多的是前两种，也有将几种方式混合使用的。国内的王璋教授还曾借助“神舟”4 号飞船搭载MTG 生产菌种在外太空进行诱变实验，取得不错的效果。
微生物学的营养与生长
微生物的新陈代谢相关概念： 微生物同其它生物一样，不断地进行新陈代谢。通过代谢，微生物与外部环境进行物质和能量的交换，从环境中获得各种物质以合成细胞物质，提供生命活动所需的能量以及在新陈代谢中起调节作用。这些物质称为营养物质，而微生物摄取和利用营养物质的过程称为营养。 微生物的营养类型相关概念： 光能自养型的代表是高等植物、藻类、少量细菌。 光能异养型的代表是红螺菌科的细菌。 化能自养型的代表是氢细菌、硫细菌、铁细菌、硝化细菌。 化能异养型包括了几乎全部真菌、大多数细菌和放线菌。 特别地，绝大多数工业微生物都属于化能异养型。 化能异养型微生物又可分为寄生和腐生两种类型。 寄生是指一种生物寄居于另一种生物体内或体表，从而摄取宿主细胞的营养以维持生命的现象；腐生是指通过分解已死的生物或其它有机物，以维持自身正常生活的生活方式。在寄生和腐生之间存在中间类型：兼性寄生、兼性腐生。 当微生物兼有两种营养类型时，光能先于化能，自养先于异养，并加以“专性”或“兼性”来描述营养的可变性。例如：氢单胞菌是“兼性化能自养型”，红螺菌是“兼性光能异养型”。
微生物的营养物质分成六大营养要素： 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子、能源 被动扩散的概念： 营养物质顺浓度梯度，以扩散方式进入细胞的过程称为被动扩散。 被动扩散主要包括简单扩散和促进扩散。两者的显著差异在于前者不借助载体，后者需要借助载体。 水、某些气体（如N2 、CO 2 、O2 ）、脂溶性物质（甘油、乙醇、苯）及少数氨基酸和盐可能采取简单扩散的方式通过细胞膜。促进扩散主要在真核生物细胞中用于运输糖分，在原核生物中较少见。 主动运输的概念： 营养物质逆自身浓度梯度由稀处向浓处移动，并在细胞内富集的过程称为主动运输。 主动运输分为简单主动运输和基团移位。 简单主动运输主要用于氨基酸、乳糖等糖类以及Na+、Ca2+等无机离子的运输。 若被运输的底物分子在膜内受到了共价修饰，以被修饰的形式进入细胞质的输送机制称为基团移位或基团转移。这种运输是通过磷酸基团发生移位，即从磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）转移到被输
微生物的遗传与育种论文
工业微生物遗传育种学原理与应用综述 摘要：本文综述了工业微生物遗传育种的历史地位，介绍了遗传育种的方法和机理，并对其前景进行了展望。 关键词：工业微生物；遗传育种；方法；机理 前言： 工业微生物育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造，去除不良性质，增加有益新性状，以提高产品的产量和质量的一种育种方法，使我们获得所需要的高产、优质和低耗的菌种，其目的是改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。本文主要从工业微生物遗传育种的历史地位、方法与技术、理论机理和发展前景综述了工业微生物育种的研究进展。 1 历史地位 工业微生物遗传育种技术是工业发酵工程的核心技术，在其作用下人们获得了许多的高产优质菌株，为生产实践发展起了强大的推动作用。 2 机理及方法 2.1 自然选育 不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。这种选育方法简单易行，可以达到纯化菌种，防止菌种退化，稳定生产，提高产量的目的。但是自然选育的效率低，因此经常要与诱变育种交替使用，以提高育种效率。 2.2 诱变育种 微生物的诱变育种，是以人工诱变手段诱变微生物基因突变，改变遗传结构和功能，通过筛选，从多种多样的变异体中筛选出产量高、性状优良的突变株，并且找出发挥这个变株最佳培养基和培养条件，使其在最合适的环境下合成有效产物[2]。诱变育种和其他育种方法相比，具有速度快、收益大、方法简单等优点，是当前菌种选育的一种主要方法。但是诱变育种缺乏定向性，因此诱变突变必须与大规模的筛选工作相配合才能收到良好的效果。2.3 杂交育种 杂交是指在细胞水平上进行的一种遗传重组方式。杂交育种是利用两个或多个遗传性状差异较大的菌株，通过有性杂交、准性杂交、原生质体融合和遗传转化等方式，而导致其菌株间的基因的重组，把亲代的优良性状集中在后代中的一种育种技术。通过杂交育种不仅可克服因长期诱变造成的菌株活力下降，代谢缓慢等缺陷，也可以提高对诱变剂的敏感性，降低对诱变剂的“疲劳”效应。 2.3.1 有性杂交 有性杂交是指不同遗传型的两性细胞间发生的接合和随之进行的染色体重组，进而产生新遗传型后代的一种育种技术。一般方法是把来自不同亲本、不同性别的单倍体细胞通过离心等方式使之密集地接触，就有更多的机会出现种种双倍体的有性杂交后代。 2.3.2 准性杂交 准性杂交是在无性细胞中所有的非减数分裂导致DNA重组的过程，微生物杂交仅转移部分基因，然后形成部分重组子，最终实现染色体交换和基因重组，在原核和真核生物中均