微生物遗传与育种doc - 湖北自考网
湖北省高等教育自学考试大纲课程名称：微生物遗传与育种课程代码：06709（理论）第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点微生物遗传学是当今分子生物学研究中最重要的一个分支学科，它是在经典遗传学基础上发展起来的，同时它又为分子遗传学的发展奠定了基础。
由于微生物遗传学与生物化学、分子生物学以及其他学科的相互渗透，微生物遗传学对生物工程，生物技术和遗传工程技术的建立和发展起到了重要的推动作用。
其研究的理论和操作方法为改良品种、定向育种、改造生物环境以及治疗人类疾病等重大生命科学的研究和运用都起到了不可估量的作用。
《微生物遗传与育种》作为微生物学中的一门重要课程，既可以作为生物工程专业，食品工程专业、生物技术专业、食用菌专业等的专业基础课，也作为其他相关专业的选修课程。
二、课程目标与基本要求本课程主要以微生物作为遗传研究的对象，根据微生物的遗传体制来阐明生物遗传的基本原理和规律。
根据这一目的，要求学生首先要有较强的微生物学理论知识和操作技能。
同时，还要求学生掌握一定的生物化学、普通遗传学、以及微生物生理学等学科的相关基础知识。
课程内容主要通过对一些经典实例的阐述来验证某一理论的正确性。
或者通过对一些遗传现象的发现进行分析，推论而最终得出某一结论。
使学生通过对这些实例的理解去学习和掌握书本中的理论知识。
再通过配套的课程实验，使学生掌握必要的微生物遗传学的实验手段。
三、与本专业其他课程的关系要想学好《微生物遗传与育种》这门课，首先必须学好微生物学，因为微生物遗传学是以微生物作为研究的对象，所以必须把微生物的形态特征、生理、生化特征等搞清楚。
微生物遗传学是在研究对象上区别于经典遗传学的一门分支学科，但它们的着眼点是一致的，都是为了阐明生物遗传的基本规律。
因此，《微生物遗传与育种》的先行课程是：微生物学和微生物学技术，普通遗传学、微生物生理学，生物化学等相关课程。
在本课程学完后，还可以继续学习分子生物学、分子遗传学等后续课程，因为分子遗传学它是在研究水平上区别于微生物遗传学的一门分支学科。
微生物遗传学可以说起到了一个承上启下的作用。
第二部分考核内容与考核目标第一章微生物遗传的物质基础一、学习目的与要求本章不属于重点内容，只属一般掌握范畴。
通过学习使学生对以前学过的遗传学、生物化学等课程的基本知识有所回忆，使学生理解原核微生物和真核微生物遗传体制、基因结构的异同，了解原核微生物和真核微生物染色体的复制机制。
二、考核知识点与考核目标（一）证明遗传物质是DNA的经典实验以及DNA的结构和复制（重点）识记：1.波动实验的原理和结论。
2.细菌抗药性突变的验证实验。
3.微生物作为遗传学材料的特点和优越性。
4.遗传物质的特性。
5.何谓中心法则？何谓半保留复制？它是如何被实验证实的？理解：1.DnaA、DnaB在染色体复制过程中有何功能？2.证明遗传物质的三个经典试验（细菌的转化实验、噬菌体感染实验、烟草花叶病毒的重建实验）的原理和结论。
（二）原核生物和真核生物的染色体及其复制（次重点掌握）识记：1.解释：遗传物质、复制起点（ori）、复制子、自主复制序列（ARS）、核小体2.环状DNA复制的主要方式:θ 环复制、滚环复制、D环复制（线粒体DNA）3.核小体是由DNA和哪几种蛋白组成？这些蛋白有何特点？4.真核细胞周期的划分和功能。
5.真核生物染色体复制特点。
6.原核生物和真核生物复制子存在形式有何不同？（三）基因结构和基因组微生物基因和基因组（一般）识记：1.解释：基因、开放读码框（ORF）、启动子、终止子、重叠基因、基因组、转录单元、操纵子、基因家族、基因簇2. E. coli终止子有何结构特点？与终止密码有何不同？理解：1.原核和真核生物启动子各自的结构特点和功能。
第二章基因突变和损伤DNA的修复一、学习目的与要求本章内容属于该课程的重点部分，通过学习、要求学生必须掌握以下内容，为诱变育种打好基础。
1.基因突变的规律、分子机理；2.不同诱变剂的作用机制；3.DNA损伤修复机制；4.突变体的形成过程和影响因素。
二、考核知识点与考核目标（一）不同类型诱变因素的作用机制，DNA修复不同的途径和机制。
（重点）识记：1.解释：自发突变、诱发突变、突变率、碱基类似物、分子互变异构、环出效应、烷化剂、化学诱变因素、物理诱变因素、生物诱变因素、电离幅射、非电离幅射、光修复、切补修复、错配修复、重组修复、SOS修复2.何谓诱发突变？诱变剂有哪些种类？3.简单说明羟胺（属化学诱变因素）诱变的专一性特征是什么？4.吖啶类药物引起什么突变？这一类诱变的代表性药物有哪些？5.通常利用的物理诱变因素包括哪些？哪些属于电磁幅射？哪些属于粒子幅射？6.什么是光修复作用？它们的修复过程是怎样的？7.什么是错配修复作用？它们的修复过程是怎样的？8.什么是切除修复作用？它们的修复过程是怎样的？9.什么是重组修复作用？它们的修复过程是怎样的？10.什么是SOS修复作用？它们的修复过程是怎样的？理解：1.碱基类似物5—嗅尿嘧啶和2—氨基嘌呤诱变的作用机理。
2.亚硝酸诱变的作用机理。
3.烷化剂诱变的作用机理。
4.紫外线（U、V）诱变的分子机理。
5.经物理诱变因素处理的DNA会引起哪些反应？（二）基因突变的分子基础，自发性突变的证实。
（次重点）识记：解释：碱基置换、转换、颠换、同义突变、错义突变、无意义突变、移码突变1.基因突变的规律。
理解：1.引起自发突变的原因有哪些？它与诱发突变是否有本质的区别？2.为什么说自发突变与环境无直接对应关系？简述证实该结论实验（3个经典实验）的原理和步骤？（三）基因突变的类型、符号和规律，突变体的形成过程和影响因素。
（一般）识记：1.解释：突变、野生型、突变体、致死突变、条件致死突变、表现型、基因型、分离迟延、生理迟延2.按突变表型特征可将突变体分为哪几类？3.基因的命名规则？理解：1.为什么说微生物突变体的形成是一个复杂的过程？2.说明产生表型迟延的原因第三章病毒遗传分析一、学习目的与要求本章节的内容在该课程中不属于重点，只属于一般掌握范畴，通过学习只需要学生对病毒的基本属性有所了解，包括病毒的类型、病毒感染的特性，如何利用病毒的某些特性进行遗传分析以及一些特殊病毒在遗传育种中的运用等等。
二、考核知识点与考核目标（一）温和噬菌体的特征及其引起的遗传重组。
（重点）识记：1.解释：烈性噬菌体，温和噬菌体，溶源性细菌，原噬菌体2.烈性噬菌体（又称毒性噬菌体）和温和噬菌体各有什么特性？3.温和噬菌体的特性及有关基本概念，因为细菌的基因重组（转导）主要与温和噬菌体有关。
4.如何利用烈性噬菌体T4的突变株来验证基因的互补作用和重组功能？理解：1.溶源性细菌对噬菌体的免疫性和对噬菌体的抗性是否一回事？如何区分？2.溶源性细菌有什么遗传特征？细菌转导是利用温和噬菌体的什么特性？3.弄清楚利用T4噬菌体的快速溶菌突变株感染不同品系大肠杆菌的实验原理。
（二）噬菌体的遗传分析。
（次重点）识记：1.解释：噬菌斑，琥珀突变，涂布效率，感染复数，裂解量。
2.噬菌体感染细菌时，常表现有哪些主要特征？3.如何利用温和噬菌体和烈性噬菌体进行遗传分析？理解：1. 噬菌体基因组的主要组成以及它们的功能。
2. 噬菌体控制溶源性的大致过程3.琥珀突变对蛋白质合成有什么影响？选择在T4不同位点发生的琥珀突变对T4的基因进行分析的原理是什么？（三）了解某些性质特殊的噬菌体在遗传育种中的作用。
（一般）理解：1.M13噬菌体的结构特征是什么？它侵染大肠杆菌的简单过程是怎样的？利用M13的什么特点？在遗传工程中起到什么用途？运用：1.Mu噬菌体是一种什么性质的噬菌体？利用它的什么特性在遗传育种中起什么作用？第四章细菌基因转移和基因重组一、学习目的与要求本章节内容属于该课程的重点部分，通过学习要求掌握细菌基因重组的几种不同途径及其原理。
细菌属于原核生物，虽然不能产生有性孢子，但可以通过转化，转导，接合的方式进行重组，通过这些知识的掌握，为细菌的杂交育种打下基础。
二、考核知识点与考核目标（一）转化作用的过程，接合作用的证实，接合作用的过程，中断杂交及其基因定位的原理，转导的类型，局限转导的机理，普通转导的机理。
（重点）识记：1.解释：基因重组、转化、感受态、供体、受体、局部二倍体，接合作用、F因子、转导、局限性转导、原噬菌体，缺陷噬菌体、共转导、完全转导、流产转导、并发转导、普通转导噬菌体、局限性转导噬菌体、杂基因子、中断杂交2.细菌基因重组有哪些方式？与真核生物基因重组有何不同？3.细菌转化的过程和机制并解释感受态出现的机理？4.细菌转化效率主要取决哪些因素？有哪些人工转化方法？理解：1.转化过程的三个步骤。
2.为什么有些细菌对摄取的DNA有特殊要求？流感嗜血杆菌摄取DNA的方式有何特点？3.F因子基因组的结构划分及主要功能。
4.F因子在大肠杆菌中存在的状态及它们之间的关系。
5.几种状态的大肠杆菌之间有几种组合的接合作用，最终导致的结果是什么？6.中断杂交的原理和在遗传学研究中的应用。
7.转导作用的类型有哪些？它们各自的特征是什么？各自进行转导的噬菌体是什么性质？8.λ噬菌体低频转导子和高频转导子形成的机理。
9.普遍性转导的作用机制及其在遗性学研究中的应用。
10.比较局限转导与普遍转导二者之间的差异是哪些？（二）接合现象和转导现象的发现与证实。
（次重点）理解：1.在细菌接合作用中，如何排徐转化、互养和回复突变现象？2.转导现象是如何被发现和证实的？为什么不是所有噬菌体都能进行转导？（三）一般掌握：理解：1.简单了解转化现象的发现和证实过程。
2.大肠杆菌环状染色体图是如何证实的。
3.λ噬菌体在现代分子生物学研究中的作用和地位。
运用：1.转导（转化）的遗传分析——如何利用共转导（共转化）进行基因定位。
第五章质粒一、学习目的与要求本章节内容属于该课程的重点部分，通过学习，要求学生掌握质粒的复制机制与质粒转移、稳定性间的相互关系。
重点介绍细菌的染色体外的遗传物质——质粒的有关性质、检测方法、划分类型以及有关遗传特性。
搞清楚了质粒的这些特性，为遗传工程技术的建立，基因工程育种打下基础。
二、考核知识点与考核目标（一）质粒的检测方法，质粒的划分类型，质粒大小和数量测定的方法，质粒的复制特点，质粒不亲和群的划分，质粒的转移类型等等。
（重点）识记：1.解释：质粒、严谨型质粒、松弛型质粒、R质粒、质粒的不相容性、自主转移质粒、诱动转移质粒、接合质粒、可移动质粒、广寄主范围质粒2.简单解释质粒一般有什么特性？3.质粒一般存在于哪些微生物中？4.质粒稳定性遗传，至少需要满足何种条件？理解：1.用间接检测质粒的方法——质粒消除法和质粒转移的方法是如何证明质粒在宿主中的存在？2.质粒宿主范围是由哪些因素决定的？为什么？3.碱变性法分离质粒的原理是什么？4.直接检测质粒存在的三种方法是什么？它们的原理和检测过程是怎样的？5.质粒划分类型的主要依据是什么？它有什么不足之处？目前在大肠杆菌中存在的三大类型的质粒是什么？它们有什么主要特征。
微生物遗传与育种(09140)
《微生物遗传育种》课程（09140）教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：微生物遗传育种课程代码：09140学时与学分：76学时4学分（理论课52学时，实验课24学时）课程性质：专业选修课（必选）授课对象：生物工程专业二、课程教学目标与任务《微生物育种学》课程是为生物工程专业本科生开设的一门重要专业选修课，可在学生学习生物化学和微生物学之后选修该课程。
该课程主要教授微生物育种的理论基础、诱变育种、代谢控制育种、杂交育种、原生质体融合育种、基因工程育种的原理和方法。
通过本门课程的学习，学生可以掌握微生物育种的相关原理和具体方法，为从事生物工程领域的生产和科学研究打下基础。
三、学时安排课程内容与学时分配表章节内容课时第一章绪论 1第二章遗传物质的基础 2第三章基因突变 3第四章工业微生物育种诱变剂 4第五章工业微生物产生菌的分离筛选 6第六章工业微生物诱变育种 6第七章工业微生物代谢控制育种 6第八章工业微生物杂交育种 3第九章工业微生物原生质体育种和原生质体融合育种6第一〇章微生物基因组改组育种 3 第一一章基因工程育种 3 第一二章分子定向进化育种 3 第一三章高通量筛选技术 3 第一四章工业微生物菌种复壮与保 3 试验1 细菌的原生质体融合 6 试验2 乳酸菌筛选及抑菌作用研究 6 试验3 香菇杂交育种 6 试验4 细菌营养缺陷型筛选试验 6四、课程教学内容与基本要求第一章绪论教学目的：了解微生物育种在发酵工业中的地位，理解微生物育种的进展。
基本要求：通过教学，使学生了解本课程的研究对象和任务、微生物育种在发酵工业中的地位以及工业微生物育种的进展。
重点与难点：重点：微生物育种的进展。
难点：当前微生物育种的主要技术概览。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：第一节工业微生物育种在发酵工业中的地位一、微生物菌种二、微生物菌种的重要性三、微生物菌种特性四、菌种来源第二节工业微生物育种的进展一、自然选育二、诱变育种三、杂交育种四、代谢控制育种五、基因工程育种六、基因组改组（genome shuffling）七、分子定向进化（molecular directed evolution of enzyme）八、高通量筛选技术(High throughput screening,HTS)第二章遗传物质的基础教学目的：了解微生物遗传的基本知识，掌握微生物基因组的组织与结构。
微生物遗传与育种
名词解释基因重组：把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子的重新组合后，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组。
诱变育种：利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变频率大幅度提高，然后设法采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数复合育种目的的突变株，以供生产实践或科学实验之用。
营养缺陷型：是指通过诱变而产生的，在一些营养物质（如氨基酸、维生素和碱基等）的合成能力上出现缺陷，因此必须在基本培养基中加入相应的有机营养成分才能正常生长的变异菌株。
某一野生型菌株（wildtypestrain）由于发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷型。
突变：基因突变（genemutation）简称突变，是变异的一种，指生物体内遗传物质的分子结构突然发生的可遗传的变化。
突变几率一般在10-6～10-9范围内。
表型：某一生物个体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适条件下通过代谢和发育而得到的具体表现。
抗性突变型：由于基因突变而使原始菌株产生了对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异类型。
它们可在加有相应药物或用相应物理因子处理的培养基平板上选出。
抗性突变型普遍存在，例如对各种抗生素的抗药性菌株等。
简答题：一、筛选生物活性物质产生菌的成功要素有哪些，并简述筛选的一般思路。
答：要素：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（检测系统）“选择筛选方法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，了解所需菌种的生长培养特性。
2采样：有针对性地采集样品。
3增殖：人为地通过控制养分或培养条件，使所需菌种增殖培养后，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、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。
第八章 微生物遗传与育种
四、微生物的变异现象
• 形态变异 • 结构变异
• 菌落变异
• 毒力变异
• 酶活性变异
• 耐药性变异
1. 形态变异
• 鼠疫耶尔森菌
• 典型形态：两端钝圆、两极浓染的椭圆形小杆菌 • 变异后形态：球形、丝状、哑铃状等
2. 结构变异
• 特殊结构发生变异，如荚膜、鞭毛、芽胞
• H – O变异：从有鞭毛变为无鞭毛的现象
• 接合的过程：
F+
F-
F+
F-
F+
F+
F+
F+
三、转导
• 转导 —— 以温和噬菌体为媒介，将供体菌的 DNA片段转移到受体菌并整合，使受体菌获得新 的性状的过程。 • 分类：
普遍性转导
完全转导 流产转导
局限性转导
普遍性转导
噬菌体DNA
细菌DNA
被噬菌体衣壳 包装的DNA可 以是供体菌染 色体上的任何 部分
融合子CS-2
稳定性
涉及细菌数
很稳定
传代后不易回复 个别
不稳定
环境改变后回复 全体
二、基因突变的突变率
• 某一细胞在每一世代中发生遗传物质改变的几率， 称突变率。
10–8
三、基因突变的特点
• 不对应性 • 自发性
• 随机性
• 稀有性 • 独立性 • 诱变性 • 稳定性
• 可逆性
1. 不对应性
• 例1：将野生型金黄色葡萄球菌（没有耐药性）接 种到含有青霉素的培养基上，在适宜的环境下培 养一定时间后，获得了几株对青霉素耐药的金葡 菌。
第一节
变异和微生物的变异现象
一、变异的类型
• 微生物的变异分为遗传性变异和非遗传性变异。 • 遗传性变异是微生物的基因结构发生了改变，又 称基因型变异（基因突变）。 • 非遗传性变异一般是微生物在一定的环境条件影 响下产生的变异，其基因结构未改变，又称为表 型变异。
微生物的遗传和育种
黄嘌呤（X）
腺嘌呤（A）变成次黄嘌呤（H）后 引起的转换过程
烯醇式次黄嘌呤 酮式次黄嘌呤
间接引起置换的诱变剂
➢这类诱变剂主要是一些碱基类似物 ,如：5-溴尿嘧啶 （5-BU）和5-氨基尿嘧啶（5-AU）、叠氮胸腺嘧啶（ AIT）等等； ➢ 作用：通过活细胞的代谢活动参入到DNA分子中， 主要是在DNA复制时碱基类似物插入DNA中，引起碱 基对配对错误，造成碱基置换。
发生突变前的原始菌株。 ❖ 突变体：发生了突变的微生物细胞或菌株。
（一）基因突变的类型
★按是否容易、迅速地分离到发生突变的细胞来分：
➢选择性突变株：具有选择标记（如营养缺陷性、抗 性突变型、条件致死突变型），只要选择适当的环境 条件，如培养基、温度、pH值等，就比较容易检出和 分离到。
➢非选择性突变株：无选择标记（如产量突变型、抗 原突变型、形态突变型），检查大量菌落并找出差异。
❖ 由移码突变所产生的突变株，称为移码突变株。 ❖ 诱变剂:丫啶类染料和ICR类的化合物。
丫啶类化合物的诱变机制
❖ 至今还不很清楚。 ❖ 有人认为，由于它们是一种平面型三环分子，结
构与一个嘌呤–嘧啶对十分相似，故能嵌入两个相 邻DNA碱基对之间，造成双螺旋的部分解开（两 个碱基对原来相距0.34nm，当嵌入一个丫啶分子 时，就变成0.68nm），从而在DNA复制过程中， 会使链上增添或缺失一个碱基，结果就引起了移 码突变。
真核生物基因结构
编辑ppt
11
3、基因的命名——三字命名法
（1）基因名称一般用三个小写字母表示，且排成斜体； 例：赖氨酸基因： lysine——lys——Lys
（基因） （基因产物） （2）产生同一突变型表型的不同基因，用三个字母后面所加 的斜体大写字母表示；
微生物的遗传和育种
微生物育种的社会和经济影响
社会影响
随着微生物遗传和育种技术的不 断发展，人们需要关注相关的伦 理、安全和环境问题，以确保技 术的可持续发展和应用。
经济影响
微生物育种技术的发展有望为工 业、农业、医药等领域带来巨大 的经济效益，同时也需要关注技 术的成本和商业化前景。
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THANKS
土壤修复
微生物育种技术可用于土壤修复领域，通过改良土壤中微生物的种 类和数量，改善土壤质量，提高土壤肥力。
空气净化
某些微生物具有降解空气中有害物质的能力，通过微生物育种技术 可以改良这些微生物的降解能力，用于空气净化。
05
未来展望
基因编辑技术的发展
基因编辑技术
随着CRISPR等基因编辑技术的发展， 科学家们能够更精确、高效地修改微 生物基因，从而改良微生物的性状和 生产性能。
代谢工程育种
代谢途径分析
对微生物的代谢途径进行分析， 了解各代谢途径之间的相互关系 和调控机制。
代谢流量调控
通过调节代谢途径中的关键酶活 性或改变代谢流量的方向，以提 高目标产物的合成效率。
细胞工厂构建
通过基因工程技术对微生物进行 改造，构建具有特定代谢特征的 细胞工厂，实现目标产物的定向 生产。
基因编辑的应用
基因编辑技术有望在医药、农业、工 业等领域发挥重要作用，例如用于生 产新型药物、改良农作物、提高微生 物产物的产量和品质等。
合成生物学在微生物育种中的应用
合成生物学
合成生物学是一门新兴的交叉学科，旨 在通过设计和构建人工生物系统来改良 和优化生物功能。
VS
微生物育种中的应用
合成生物学在微生物育种中具有广阔的应 用前景，例如通过设计和构建人工微生物 来生产燃料、化学品、药物等，同时也有 助于解决环境问题和粮食安全问题。
最新微生物遗传与育种
微生物遗传与育种湖北省高等教育自学考试大纲课程名称：微生物遗传与育种课程代码：06709（理论）第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点微生物遗传学是当今分子生物学研究中最重要的一个分支学科，它是在经典遗传学基础上发展起来的，同时它又为分子遗传学的发展奠定了基础。
由于微生物遗传学与生物化学、分子生物学以及其他学科的相互渗透，微生物遗传学对生物工程，生物技术和遗传工程技术的建立和发展起到了重要的推动作用。
其研究的理论和操作方法为改良品种、定向育种、改造生物环境以及治疗人类疾病等重大生命科学的研究和运用都起到了不可估量的作用。
《微生物遗传与育种》作为微生物学中的一门重要课程，既可以作为生物工程专业，食品工程专业、生物技术专业、食用菌专业等的专业基础课，也作为其他相关专业的选修课程。
二、课程目标与基本要求本课程主要以微生物作为遗传研究的对象，根据微生物的遗传体制来阐明生物遗传的基本原理和规律。
根据这一目的，要求学生首先要有较强的微生物学理论知识和操作技能。
同时，还要求学生掌握一定的生物化学、普通遗传学、以及微生物生理学等学科的相关基础知识。
课程内容主要通过对一些经典实例的阐述来验证某一理论的正确性。
或者通过对一些遗传现象的发现进行分析，推论而最终得出某一结论。
使学生通过对这些实例的理解去学习和掌握书本中的理论知识。
再通过配套的课程实验，使学生掌握必要的微生物遗传学的实验手段。
三、与本专业其他课程的关系要想学好《微生物遗传与育种》这门课，首先必须学好微生物学，因为微生物遗传学是以微生物作为研究的对象，所以必须把微生物的形态特征、生理、生化特征等搞清楚。
微生物遗传学是在研究对象上区别于经典遗传学的一门分支学科，但它们的着眼点是一致的，都是为了阐明生物遗传的基本规律。
因此，《微生物遗传与育种》的先行课程是：微生物学和微生物学技术，普通遗传学、微生物生理学，生物化学等相关课程。
在本课程学完后，还可以继续学习分子生物学、分子遗传学等后续课程，因为分子遗传学它是在研究水平上区别于微生物遗传学的一门分支学科。
微生物遗传变异和育种
★按是否比较容易、迅速地分离到发生突变的细胞 来分：
选择性突变株（selective mutant）：具有选择标 记（如营养缺陷型、抗性突变型、条件致死突变 型），只要选择适当的环境条件，如培养基、温度、 pH值等，就比较容易检出和分离到。
非选择性突变株（non-selective mutant）：无选 择标记（如产量突变型、抗原突变型、形态突变 型），能鉴别这种突变体的惟一方法是检查大量菌 落并找出差异。
免疫蛋白，从而对大肠杆菌素有免疫作用，不 受其伤害。
4.4 Ti质粒（tumor inducing plasmid）
• 即诱癌质粒。 • 存在于根癌土壤杆菌（Agrobacterium
tumefaciens）中,可引起许多双子叶植物的根癌。
• 当细菌侵入植物细胞中后，在其细胞中溶解，把细
菌的DNA释放到植物细胞中。这时，含有复制基 因的Ti质粒的T-DNA小片段与植物细胞中的核染 色体发生整合，合成正常植株所没有的冠瘿碱类， 破坏控制细胞分裂的激素调节系统，从而使它转变 成癌细胞。
子进行转化的生理状态。
，交换重组
感受态：促进 自溶素的表达， 使细胞表面的 DNA结合蛋白 和核酸酶裸露 出来，从而使 其能与外源 DNA结合并对 DNA进行切割， 只有一条链能 与特异蛋白结 合进入细胞。 另一条链被核 酸酶降解，产 生的能量用于 核酸链的进入。
鉴定：电镜观察、电泳、密度梯度离心、限制性酶 切图谱等方法
3 质粒的种类：
1、大肠杆菌的F因子 2、细菌抗药质粒（R因子） 3、大肠杆菌素质粒（Col因子） 4、Ti质粒 5、降解质粒 6、毒性质粒
4.1 F–因子（fertility factor）：又称致
《微生物遗传与育种》复习资料.doc
《微生物遗传与育种》复习资料一、填空题1.在DNA链上的碱基序列小一个碱基被另一个碱基代替的现象称为_______ o这其中II票吟与瞟吟之间或嗨旋与咳旋之间发生互换称为_____ o 一个瞟吟替换一个II密呢或一个唏噪替换一个嚓吟称为________ 02.基因突变可以分为__________ 、______________ 和___________ o3.____________ 指的是通过病毒将一个宿主的DNA转移到另一个宿主的细胞中而引起的基因重组现象。
_____ 指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞, 并使其获得新的表型的过程。
在原核生物屮有些DNA片段能够转移到其他位置从而导致微生物的基因突变，这种片段称_________ o4.育种过程中，为了抑制DNA基因突变的修复，所以菌体中加入_____ 和______ 可以抑制修复。
5.通常用________ 、_________ 、_________ 、________ 等抗生素來标记质粒载体。
6.微生物菌种保藏是要为菌体创造_______ 、_________ 、 _______ 和______ 条件。
7.用作微生物化学诱变剂的5-漠尿唏噪为 ___ 的结构类似物；具冇超级化学诱变剂Z称的是 ____。
& 根据突变的表型效应，突变型的种类有______ 、______ 、 ______ 和 ____ 等。
9.富集培养是创造有利于目标菌种的生长，一般采用的方法有____ 、 ____ 和___ 等。
10.在微生物基因工程中，1=1前应用最多的载体是______ 和 ______ 。
11.营养缺陷型菌株诱变育种中，为了便于营养缺陷型菌株的检岀，尽量淘汰野生型细胞,常用的方法有 ____ 、____ 和_____ o12.杂交育种过程中常用的遗传标记包括______ 、______ 、 ______ 等。
13.原住质体融合育种屮，用來除去细菌和放线菌细胞壁常用的酶是____ :除去真菌类细胞壁的酶是 ____ ;原生质体融合最常用到的化学融合剂是_______ 014 •原生质体再生育种过程中培养皿中的冷凝水需要去除，其原因是__________ o二、选择题1.在培养基屮加入_________ 可以抑制细胞壁的生物合成，获得原生质体。
微生物遗传变异和育种
P22噬菌体介导的
一个表面看起来的常规研究却导致 一个惊奇和十分重要发现的重要例证！
（普遍性转导这一重要的基因转移途径的发现）
(2)
转
导
发生频率 ：10-6-10-8
模
型
通过同源重组 形成转导子
转噬导菌噬体菌P2体2的为D什NA么包“装错酶酶也能识别染色体DNA上类似pac的位点 ”并进行切割，以“headful”的包装机制包装进P22噬菌体外壳，
美国加利福尼亚大学的Bruce Ames教授于1966年发明， 因此称为Ames试验
检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium) 组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率。
Ames试验
潜在的某种 化学诱变剂 使得回复突 变作用增强
三、DNA损伤的修复
1、光复活作用
• UV导致遗传物质产生嘧啶二聚体（TT、 TC、CC），造成局部DNA分子无法配对， 引起微生物的死亡或突变。
第五节 细菌基因转移和重组
微生物可通过多种途径进行水平方向的基因转移， 这种基因的转移与交换是生物进化的动力之一。 接合 (conjugation)：
细胞与细胞的直接接触（由F因子介导） 转导(transduction)：
由噬菌体介导
自然遗传转化(natural genetic transformation)：
d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时， 形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F′因 子。 细胞表面同样有性菌毛。
2）Hfr ×F-杂交
Hfr菌株的F因子插入到染色体DNA上，因此只要发生接合转移过 程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给F-细胞并发生重组
微生物学微生物遗传变异和育种
两个菌株或菌株间能否发生转化，有赖其进化中的亲缘关系和 其受体细胞是否处于感受态。 感受态：受体细胞最易接受外源DNA片段并能实现转化的一种 生理状态。 感受态因子：调节感受态的一类特异蛋白称感受态因子。包括 膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。 转染(transfection)：用提纯的病毒核酸（DNA或RNA）去感染 其宿主细胞或其原生质体，可增殖出一群正常病毒后代的现象。
3、3类突变株的筛选 （1）产量突变株的筛选
（2）抗药性突变株的筛选
异烟肼是一种抗代谢药物，能阻止敏感菌的生长，而吡哆醇是异 烟肼的结构类似物，不能阻止敏感菌的生长，当敏感菌能在含异 烟肼的培养基上生长时，可能是产生了能分解异烟肼的酶类的突 变株或者是能合成更高浓度的吡哆醇，克服了异烟肼的竞争性抑 制，所以用梯度平板法可以筛选到高产吡哆醇的突变株。
特点：每一个体都发生变化；性状变化幅度小； 因其遗传物质未变
饰变不遗传；性状变化的幅度小。
第一节 遗传变异的物质基础
一、3个经典实验 （一）细菌经典转化实验 转化：受体菌直接吸收供体 菌的DNA片段而获得后者部 分遗传性状。
经 典 转 化 实 验
对各种生化组分进行转化试验
（二）噬菌体感染实验
（三）植物病毒的重建实验
（一）自发突变及育种 主要是通过实践经验选择生产中发生自发突变的菌株或不断转接 微生物菌株以期获得其自发突变菌株。 特点：费时、费力，工作被动，守株待兔式的 例：卡介苗的筛选，连续接种230代
微生物学微生物遗传变异和育种
1、诱变育种的基本环节
2、诱变育种的几个原则 （1）选择简便有效的诱变剂 物理诱变剂：紫外线 化学诱变剂：烷化剂、碱基类似物
（四）基因突变自发性和不对应性的实验证明 1、变量试验(fluctuation test)