工业微生物育种复习题 - 副本

工业微生物育种知识点汇总1.1工业微生物：包括所有工业上应用的微生物，还包括一些工业生产中必须处理的杂菌。

包括细菌、放线菌、单细胞藻类、酵母菌和其他真菌，以及通过各种人工手段改建的新细胞和动、植物的细胞培养物。

1.2 工业微生物育种学：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1.3 工业微生物育种的目的: 消除不好的品性;加强好的品性;引入全新的特性.1.4 工业微生物育种方法：自然界中筛选分离；诱变育种；基因重组育种；重组DNA技术。

代谢调控育种杂交育种基因工程育种分子定向育种基因敲除育种1.5 Industrial microbial breeding science 工业微生物育种学2.1 基因型：由遗传信息组成，编码微生物的所有特性。

基因型代表潜在的特性，但并不是特性本身。

2.2 表现型：指一些实际的、已表达的特性2.3 复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA 或RNA的过程2.4 转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。

2.5 翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。

2.6 逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。

2.7 野生型：从自然界分离到的任何微生物在其发生突变前的原始菌株。

2.8 突变：指生物体的表型突然发生的可遗传的变化。

而基因突变是在细胞学上看不到遗传物质的变化。

2.9 转化：受体菌在自然或在人工技术作用下直接摄取来自供体菌的游离DNA片段，并把它整合到自己的基因中，而获得部分新的遗传性状的基因转移的过程。

2.10 转导：是以噬菌体为媒介将外源DNA片段携带到受体细胞中，通过交换和整合，使后者获得前者部分遗传性状的现象。

2.11 接合：在原核细胞中，细菌的接合是指细胞与细胞的相接触，遗传信息从供体细胞中转移到受体细胞中的过程。

在真核细胞中，接合是指单倍体的配子融合成双倍体合子的过程。

接合是通过性菌毛互相沟通,将遗传物质(主要是质粒DNA)从供体菌转移给受体菌.2.12 DNA的复制过程中，一个亲本双链DNA分子被转换成两个相同的子链DNA 分子。

其复制的关键是DNA碱基序列的互补结构。

2.13 转录过程：起始位点的识别；转录起始；链的延伸；转录终止；转录后加工2.14 蛋白质合成的过程：肽链合成的起始；肽链合成的延伸；肽链合成的终止与释放；合成多肽的输送和加工；蛋白质分子的折叠2.15 诱变剂;凡能提高基因突变频率的因素.①有化学诱变剂（碱基类似物诱变剂，例如：5-BU 2-AP等；与碱基起化学反应的诱变剂，例如：亚硝酸各种烷化剂等；嵌入诱变剂，例如：原黄素，吖叮黄）②物理诱变剂（辐射和热，例如：紫外线快中子等）③生物诱变剂（转座因子）2.16 诱导酶是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。

某些代谢物可以诱导某些酶的合成，是通过促进为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的诱导。

能诱导酶合成的物质叫诱导物。

被诱导合成的酶叫诱导酶。

某些代谢物可以阻止某些酶的合成，是通过阻止为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的阻遏。

能阻遏酶合成的物质叫辅阻遏物。

被辅阻遏物作用而停止合成的酶叫阻遏酶。

2.17 组成酶:是微生物细胞中经常存在的一类酶。

组成酶的合成只受细胞内遗传物质的控制，与环境中的营养物质无关.2.18 碱基置换:DNA序列中一种碱基替换另一种碱基导致突变。

它包括两种类型：转换是由嘌呤置换嘌呤或嘧啶置换嘧啶。

颠换是指嘌呤置换嘧啶或嘧啶置换嘌呤.2.19用操纵子学说阐明酶的诱导、酶的阻遏以及降解物阻遏的分子机制？①操纵子包括三类基因：启动基因来决定RNA聚合酶的结合位点，操纵基因来调控RNA聚合酶的启动或停止，结构基因来决定蛋白质的结构。

②调节基因用来编码阻遏蛋白。

③三个结构基因Z，Y，A分别编码三个酶，β-半乳糖苷酶，通透酶和转酰酶。

㈠用大肠杆菌乳糖操纵子阐明酶的诱导：当葡萄糖存在时，调节基因编码的阻遏蛋白会和操纵基因紧密结合，挡住了RNA聚合酶的去路，转录不能启动，mRNA和酶不能合成。

当葡萄糖耗尽，只能利用乳糖时，乳糖成为诱导物，它与阻遏蛋白结合，阻遏蛋白失去活性，不能再阻止转录的进行，结构基因开始转录为mRNA并进一步翻译成诱导酶。

㈡用大肠杆菌色氨酸操纵子阐明酶的阻遏当阻遏蛋白不能与操纵基因结合时结构基因可以进行表达。

大肠杆菌的代谢产物色氨酸能和阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象发生变化进而与操纵基因进行结合，结构基因不能表达。

㈢用大肠杆菌乳糖操纵子阐明降解物阻遏的分子机制？（cAMP（环腺苷酸）能与CAP（分解代谢物活化蛋白）结合，促使RNA聚合酶与启动基因结合而开始转录。

当CAP-cAMP复合物减少，则不能与启动基因结合，故转录不得进行）当葡萄糖作为唯一碳源时，葡萄糖的降解物降低了cAMP浓度，CAP-cAMP复合物也随之减少，RNA聚合酶与启动基因不能结合，故转录不得进行。

2.20 如果碱基置换发生在读码阅读框（ORF）内，对蛋白质合成产生什么样的影响？①非终止密码子置换为终止密码子，令肽链变短②终止密码子变置换为非终止密码子，令肽链变长③置换后的密码子对应同种氨基酸，对蛋白质合成没有影响④置换后的密码子对应不同种类的氨基酸，所以可能形成与原来不同的蛋白质2.21 Replication 复制；Transcription 转录；Translation 翻译；Mutation（mutant）突变；Reverse translation 逆转录；base-pair substitutions 碱基置换deletions or insertions 缺失或插入；Supplemented Medium补充培养基3.1 工业微生物应具备的特性：①必须是纯培养物，不含有其它微生物和噬菌体；遗传稳定性好，可长期保存；②易于产生大量的营养细胞，孢子或其他繁殖体，在种子罐和其他用于制备大量种子的容器中培养时能够茁壮、快速繁殖；③菌株在较短时间，一般在3d或更短的时间内能快速产生目的产物，并很少产生毒性物质或副产物；④菌株具有抵制其他杂菌感染和忍耐不良环境的能力，这种自我保护表现为pH值的降低，在较高的温度生长，或对高浓度代谢产物的忍耐力等；⑤对诱变剂敏感，可通过诱变达到提高菌种性能的目的。

3.2 工业微生物来源：①向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株②由自然界采集样品，如土壤、水、动植物体等，从中进行分离筛选③从一些发酵制品中分离目的菌株，如从酱油中分离蛋白酶产生菌，从酒醪中分离淀粉酶或糖化酶的产生菌等。

6.1 怎样选择和采集含微生物的样品？㈠根据土壤特点，从土壤中采样①土壤有机质含量和通气状况5-25cm土层，适合微生物生长，酵母菌分布土层最浅，约5—10cm，霉菌和好氧芽孢杆菌也分布在浅土层。

②土壤酸碱度和植被状况偏碱土壤环境，适合于细菌、放线菌生长。

偏酸的土壤环境下，霉菌、酵母菌生长旺盛。

植物根部的分泌物有所不同，即植被对微生物分布也有一定的影响。

③地理条件南方土壤比北方土壤中的微生物数量和种类都要多，特别是热带和亚热带地区的土壤。

④季节条件冬季温度低，气候干燥，微生物生长缓慢，数量最少。

到了春天随着气温的升高，微生物生长旺盛，数量逐渐增加。

㈡怎样从土壤中采样取5—25cm处的土样10—25g，装入事先准备好的塑料袋内扎好。

给塑料袋编号并记录地点、土壤质地、植被名称、时间及其他环境条件。

一般样品取回后应马上分离，以免微生物死亡。

或可事先用选择性培养基做好试管斜面，随身带走。

将取好的土样混匀，取3—4g撒到试管斜面上。

㈢根据微生物生理特点采样①根据微生物营养类型每种微生物对碳、氮源的需求不一样，分布也有差异。

微生物的营养需求和代谢类型与其生长环境有着很大的相关性。

如：森林土富含纤维素—适合纤维素酶产生菌的生长②根据微生物的生理特性在筛选一些具有特殊性质的微生物时，需根据该微生物独特的生理特性到相应的地点采样。

如：海洋底部采样——分离耐压菌6.2 富集培养：是在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，以利分离到所需要的菌株。

怎样选择和采集含微生物的样品，举例说明。

一、从土壤中采样1. 土壤有机质含量和通气状况2. 土壤酸碱度和植被状况3. 地理条件4. 季节条件二、根据微生物生理特点采样1. 根据微生物营养类型森林土富含纤维素—适合纤维素酶产生菌的生长；肉类加工厂附近和饭店排水沟的污水、污泥中—分离蛋白酶和脂肪酶产生菌；面粉加工厂、糕点厂、酒厂及淀粉加工厂等场所—分离产生淀粉酶、糖化酶的菌株。

蜂蜜、蜜饯、甜果及含糖浓度高的植物汁液中—筛选酵母菌。

柑橘、草莓及山芋等果蔬中含有较多果胶—分离果胶酶产生菌2.根据微生物的生理特性筛选高温酶产生菌时，通常到温度较高的南方，或温泉、火上爆发处及北方的堆肥中采样；海洋底部采样——分离耐压菌；甜果、蜜饯或甘蔗渣堆积处采样——分离耐高渗透压酵母菌。

三、特殊环境下采样1. 局部环境条件的影响2.极端环境条件的影响简要说明含微生物样品的富集培养方法。

富集培养是在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，以利分离到所需要的菌株。

富集培养主要根据微生物的碳、氮源、pH、温度、需氧等生理因素加以控制。

一、控制培养基的营养成分微生物的代谢类型十分丰富，其分布状态随环境条件的不同而异。

在富集培养时，还需根据微生物的不同种类选用相应的富集培养基。

二、控制培养条件在筛选某些微生物时，除通过培养基营养成分的选择外，还可通过它们对pH、温度及通气量等其他一些条件的特殊要求加以控制培养，达到有效的分离目的。

三、抑制不需要的菌类在分离筛选的过程中，除了通过控制营养和培养条件，增加富集微生物的数量以利于分离外，还可通过高温、高压、加入抗生素等方法减少非目的微生物的数量，使目的微生物的比例增加，同样能够达到富集的目的。

试述从环境样品中分离与筛选蛋白酶菌的一般步骤及每步的目的及注意事项。

从酱油中分离蛋白酶产生菌，肉类加工厂附近和饭店排水沟的污水、污泥中—分离蛋白酶和脂肪酶产生菌；，一般样品取回后应马上分离，以免微生物死亡。

在富集培养时，还需根据微生物的不同种类选用相应的富集培养基。