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。
基本要求：通过教学，使学生回顾、了解微生物遗传的物质基础，掌握微生物基因组的组织与结构。
重点与难点：
重点：微生物基因组的组织与结构。
难点：微生物基因组与其他生物基因组的主要区别。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节染色体
一、染色体形态
二、原核生物及病毒染色体结构
三、真核生物染色体结构
四、染色体数目
第二节核酸
一、核酸
二、RNA
三、DNA
第三节基因的组织与结构
一、基因组
二、基因
三、遗传密码
第三章基因突变
教学目的：了解基因突变的概念，掌握基因突变的本质和表型延迟现象。
基本要求：通过教学，使学生了解基因突变的概念，掌握基因突变的规律和突变类型，理解突变型筛选的方法，理解影响因素和诱变作用的专一性，掌握表型、表型延迟的概念及突变的修复。
重点与难点：
重点：基因突变的本质和表型延迟现象。
难点：基因突变的规律和突变类型，突变型筛选方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节突变的分子机制
一、基因突变
二、染色体畸变和染色体组变
第二节突变引起遗传性状改变
一、突变引起遗传性状改变
二、突变型的种类
第三节突变体的形成
一、突变体的形成过程
二、突变的修复
三、突变的表型效应
四、表型延迟
第四章工业微生物育种诱变剂
教学目的：掌握微生物育种各种诱变剂及其诱变机理，了解诱变剂处理方法。
基本要求：通过教学，使学生掌握诱变剂的概念、常见诱变剂的种类和诱变机理，了解各种诱变剂在微生物育种中的处理方法。
重点与难点：各种诱变剂的作用机理。
重点：各种诱变剂的作用机理。
难点：诱变剂作用机理及其在微生物育种中的处理方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节物理诱变剂
一、物理诱变剂的生物学效应
二、非电离辐射——紫外线
三、电离辐射
四、近年来发展的新型物理诱变剂
第二节化学诱变剂
一、碱基类似物
二、烷化剂
三、脱氨剂（以亚硝酸为例）
四、移码诱变剂
五、羟化剂（以羟胺为例）
六、金属盐类
七、其他化学诱变剂
八、化学诱变剂的安全操作
第三节生物诱变剂
一、噬菌体
二、基因诱变剂
第五章工业微生物产生菌的分离筛选
教学目的：掌握微生物野生菌株的分离筛选方法。
基本要求：通过教学，使学生掌微生物的取样、好氧菌的分离筛选、厌氧菌的分离筛选的基本原理和方法，了解极端微生物和生物可降解塑料生产菌的筛选分离方法。
重点与难点：
重点：微生物野生菌分离筛选程序和方法。
难点：各种微生物野生菌筛选的基本原理和方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节含微生物样品的采集
一、从土壤中采样
二、根据微生物生理特点采样
三、特殊环境下采样
第二节含微生物样品的富集培养
一、控制培养基的营养成分
二、控制培养条件
三、抑制不需要的菌类
第三节好氧微生物的分离
一、稀释涂布和划线分离法
二、利用平皿中的生化反应进行分离
三、组织分离法
四、单细胞或单孢子分离法
五、通过控制营养和培养条件进行分离
第四节厌氧微生物的分离
一、厌氧培养中几种除氧方法
二、红螺菌的分离
三、反硝化细菌的分离
四、脱氮硫杆菌的分离
五、乳酸菌的分离
第五节野生型目的菌株的筛选和菌选鉴定
一、初筛
二、复筛
三、菌株鉴定
第六节极端环境微生物的分离筛选
一、极端环境微生物的采样、分离筛选
二、极端微生物酶分子生物学研究
第七节生物可降解塑料(PHA)菌株的分离筛选
一、生物可降解塑料概况
二、获得生物可降解塑料的微生物途径和菌株分离方法
三、PHA的合成机制和发酵特点
第六章工业微生物诱变育种
教学目的：掌握微生物诱变育种的基本理论和方法。
基本要求：通过教学，使学生掌握诱变育种的基本步骤和方法，掌握营养缺陷型菌株、温敏突变株、抗噬菌体突变株的诱变和筛选方法，了解微生物发酵过程的正交法和响应面法试验设计。
重点与难点：
重点：微生物诱变育种的原理与方法。
难点：诱变育种的基本原理、各种常用突变型筛选方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节诱变育种的试验设计和准备工作
一、诱变前对出发菌株的了解
二、全面了解菌种特性及其与生产性能的关系
二、了解影响菌种生长发育的主要因素
四、了解菌种有效产物中的各种组分在代谢合成过程中与培养条件的关系
五、建立一个准确、简便、快速检测产物的方法
六、研究最佳的菌种保藏培养基和培养条件
第二节诱变育种的步骤与方法
一、出发菌株
二、出发菌株的纯化
三、单孢子(或单细胞)悬液的制备
四、诱变剂及诱变剂量
五、诱变剂的处理方式
六、影响突变率的因素
第三节突变株的常规分离与筛选
一、诱变育种的基本环节
二、筛选的程序
三、分离和筛选
四、摇瓶液体培养
五、产物活性测定
六、摇瓶数据的调整和有关菌株特性的观察分析
七、培养基和培养条件的调整
八、变种的特性研究与鉴定
九、诱变育种实例
第四节营养缺陷型菌株的筛选
一、营养缺陷型菌株的分离和筛选
二、营养缺陷型突变株的应用
第五节温敏突变株的筛选
一、温敏突变株的特性
二、温敏突变株的筛选方法
三、温敏突变株在发酵工业中的应用
第六节抗噬菌体菌株的选育
一、烈性噬菌体及其效价的测定
二、温和性噬菌体及溶源菌
三、抗噬菌体菌株的选育
四、抗性菌株的特性研究
五、抗噬菌体菌株选育的实例
第七节微生物发酵过程优化的正交法
一、正交的含义
二、正交试验设计方法
三、正交试验结果
第八节微生物发酵过程优化的响应面法试验设计（自学）
一、微生物发酵过程优化过程概述
二、响应面法
三、响应面法的应用实例
第七章工业微生物代谢控制育种
教学目的：掌握微生物代谢育种的基本理论与方法。
基本要求：通过教学，使学生掌握初级和次级代谢的调节控制以及微生物代谢控制育种的基本原理与方法。
重点与难点：
重点：组成型突变株的选育和营养缺陷型突变株选育。
难点：组成型突变株、营营养缺陷型突变株的选育方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节概论
一、初级代谢产物和初级代谢
二、次级代谢产物和次级代谢
三、初级代谢与次级代谢的关系
第二节初级代谢的调节控制
一、酶合成的调节
二、酶活性的调节
三、反馈阻遏与反馈抑制的比较
第三节次级代谢的调节控制
一、次级代谢产物的诱导调节
二、次级代谢产物碳源分解调节
二、次级代谢产物氮源分解调节
四、次级代谢反馈调节
五、磷酸盐的调节
六、细胞膜透性的调节
第四节代谢调节控制育种
一、组成型突变株的选育
二、抗分解调节突变株的选育
三、营养缺陷型在代谢调节育种中的应用
四、渗漏缺陷型在代谢调节育种中的应用
五、抗反馈调节突变株的选育
六、细胞膜透性突变株的选育
七、其他抗性突变株的选育
第八章工业微生物杂交育种
教学目的：掌握微生物杂交育种的基本理论与方法。
基本要求：通过教学，使学生掌握放线菌、霉菌和酵母菌杂交育种的基本理论和方法。重点与难点：
重点：杂交亲本的遗传标记的选择。
难点：细菌、放线菌和霉菌的杂交方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节微生物杂交
一、杂交的意义
二、微生物杂交育种基本程序
三、杂交过程中亲本和培养基的选择
四、杂交育种的遗传标记
五、杂交育种方法
第二节放线菌杂交育种
一、放线菌细胞结构与繁殖
二、放线菌杂交概况和原理
三、放线菌的杂交技术
第三节酵母菌的杂交育种
一、酵母菌的细胞结构和菌落形态
二、酵母菌的生活史和繁殖方式
三、酵母茵的杂交
第四节霉菌杂交育种
一、霉菌的细胞结构和繁殖
二、霉菌杂交的原理和杂交技术
三、高产重组体的筛选
第九章工业微生物原生质体育种和原生质体融合育种
教学目的：掌握微生物原生质体育种和原生质体融合育种的基本理论与方法。
基本要求：通过教学，使学生掌握放原生质体制备、再生以及融合的方法步骤。
重点与难点：
重点：杂交、原生质体融合的定义和原生质体融合的过程及注意事项。
难点：原生质体操作过程中渗透压的控制。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节原生质体育种
一、原生质体再生育种
二、原生质体诱变育种
三、原生质体转化育种
四、原生质体融合育种
五、其他微生物原生质体育种
第二节微生物原生质体融合育种
一、直接亲本及其遗传标记的选择
二、原生质体制备与再生
三、原生质体融合
四、融合体再生
五、融合重组体检出与遗传特性分析
六、原生质体融合的应用
第三节细菌原生质体融合育种
一、概述
二、细菌原生质体融合育种一般程序
三、细菌原生质体融合育种技术
第四节放线菌原生质体融合育种
一、放线菌细胞壁组成、结构及水解
二、放线菌原生质体融合育种技术
第五节酵母菌原生质体融合育种
一、酵母菌细胞壁结构和遗传标记
二、酵母菌原生质体融合育种技术
第六节霉菌原生质体融合育种
一、霉菌原生质体融合育种程序
二、培养基及相关溶液
三、霉菌原生质体融合的关键步骤
第一〇章微生物基因组改组育种
教学目的：了解微生物基因组改组育种的原理和意义，掌握基因组改组育种的基本方法和技术。
基本要求：通过教学，使学生了解基因组改组育种的原理和意义，并通过实例，掌握基因组改组育种的基本方法和技术。
重点与难点：
重点：基因组改组育种。
难点：基因组改组的具体原理和基本方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节微生物基因组改组育种意义和原理
一、基因组改组育种概述
二、基因组改组育种技术基本原理
第二节基因组改组育种技术及应用实例
一、基因组改组育种技术
二、基岡组改组育种技术应用实例
第一一章基因工程育种
教学目的：了解基因工程在微生物育种中的应用和意义，掌握基因工程的主要步骤。
基本要求：通过教学，使学生了解基因工程在微生物育种中的应用前景和实际意义，基因工程载体的构建、重组体导入和重组子的筛选步骤和方法。
重点与难点：
重点：基因工程的主要步骤。
难点：基因定位诱变方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节概述
一、基因工程在微生物育种中的应用
二、基因工程原理和步骤
第二节基因工程载体
一、质粒载体
二、入噬菌体载体
三、柯斯质粒载体
第三节基因工程所用的酶
一、限制性内切核酸酶
二、DNA聚合酶
三、依赖于DNA的RNA聚合酶
四、连接酶、激酶及磷酸酶
五、核酸酶
第四节基因工程的主要步骤
一、DNA的制备
二、目的基因的产生与分离
二、DNA的连接
四、重组体导人大肠杆菌
五、含重组质粒的细菌菌落的鉴定
六、目的基因的表达
第五节基因定位诱变
一、定位诱变方法
二、将变异基因送回染色体
第一二章分子定向进化育种
教学目的：了解微生物分子定向进化育种的原理，掌握定向进化育种的基本技术。
基本要求：通过教学，使学生了解微生物分子定向进化育种的原理，分子定向进化育种的理性设计和非理性设计的基本步骤和方法。
重点与难点：
重点：分子定向进化育种的原理和基本技术。
难点：定向进化文库的筛选方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节理性设计
一、寡核苷酸引物介导的定点突变
二、PCR介导的定点突变
三、盒式突变
第二节非理性设计——蛋白质(酶)分子定向进化技术
一、蛋白质(酶)分子定向进化的发展
二、蛋白质(酶)分子定向进化策略
三、定向进化文库的筛选方法
四、酶分子工程的应用和发展前景
第一三章高通量筛选技术
教学目的：了解微生物育种中高通量筛选的原理。
基本要求：通过教学，使学生了解高通量筛选的基本原理，掌握高通量筛选的基本程序和方法。
重点与难点：
重点：高通量筛选原理。
难点：高通量筛选的基本程序和方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节常用仪器设备
一、微孔板
二、微孔板恒温振荡培养器
三、多通道移液器
四、连续移液器
五、多道连续移液器
六、全自动移液工作站
七、酶标仪(微板光度计)
八、流式细胞仪
九、条形码
十、数据分析软件
第二节高通量筛选技术中的常用
一、漆酶的筛选
二、OmpT蛋白酶的筛选
第一四章工业微生物菌种复壮与保
教学目的：掌握菌种退化的原理和防止退化的方法。
基本要求：通过教学，使学生掌握菌种退化和复壮的定义，理解和掌握防止退化及复壮的方法，掌握菌种保藏原理，理解菌种保藏注意事项，了解国内外主要菌种保藏机构。
重点与难点：
重点：菌种保藏的原理。
难点：菌种退化的防止方法。
教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。
主要内容：
第一节菌种的退化与复壮
一、菌种退化的原因
二、菌种退化的防止
三、菌种的复壮及其方法
第二节工业微生物菌种的保藏
一、菌种保藏
二、菌种保藏注意事项
三、目前国内外主要菌种保藏机构
五、课程教学方式与考核方式
1．教学方式
课堂教授为主，辅以实践（实验）教学。
2．考核方式
闭卷考试：成绩占70%；实验成绩占20%，平时综合成绩占10%。
六、参考教材及教学参考资料
参考教材：
施巧琴、吴松刚，《工业微生物育种学》（第三版），科学出版社，2009年03月出版。
参考资料：
[1] 诸葛健，李华钟，王正祥，《微生物遗传育种学》（第一版），化学工业出版社，2009年02月出版。
[2] 金志华、林建平、梅乐和，《工业微生物遗传育种学原理与应用》（第一版），化学工业出版社，2006年01月出版。
[3] 汪天虹，《微生物分子育种原理与技术》（第一版），化学工业出版社，2005年08月出版。
七、实验教学内容与要求
（一）实验教学目的与基本要求
1．教学目的：
（1）使学生全面了解微生物遗传育种学实验的科学内容和基本原理,熟练实验的操作方法和实验中所用的仪器、设备和药品；
（2）训练学生正确掌握实验的操作方法和技能,学会进行综合实验或设计的设计、准备、操作和结果分析；
（3）培养学生对实验原理、方法和结果进行正确的分析、理解, 仔细观察、认真思考的科学素养和分析问题、解决问题的能力.
2．基本要求：
（1）以小组为单位自主设计试验；
（2）按照给定的题目（或自选题目)设计试验方案；
（3）按照试验方案进行试验操作；
（4）实验时,实验室应保持安静,切勿高声喧哗和随意走动；
（5）实验时应认真进行观察和操作,做好实验的记录,有疑难问题向老师请教；
（6）实验完毕后,必须将所有用过的玻璃器皿清洗干净,用过的器物放回原处，未经老师同意,实验室中的任何菌种和物品不得带出室外。
（7）写出完整的试验报告。
（二）实验内容与基本要求
1．实验项目一览表
2．实验内容及要求
实验一细菌的原生质体融合
一、实验目的和要求：
1. 了解原生质体融合技术在微生物基础研究和改良菌种遗传性状方面的应用。
2.掌握细菌原生质体融合的操作方法。
二、仪器设备：
培养皿、移液管、试管、容量瓶、锥形瓶、烧杯、离心管、吸管、显微镜、离心机、分光光度计比色计、细菌过滤器、微波炉、高压灭菌锅、等。
三、实验材料：
1．菌种和培养基
枯草芽孢杆菌菌株T4412 （ade- his-）和TT2 （ade- pro-）或其他具有不同选择标记的菌株（可购
买或通过诱变筛选获得）。完全培养基（CM，液体和液体），基本培养基（MM），补充基本培养基（SM），再生补充基本培养基（SMR），酪蛋白培养基（测蛋白酶活性用）。
2.试剂
（1）缓冲液
① 0.1mol/L pH 6.0 磷酸缓冲液。
②高渗缓冲液：于上述缓冲液中加入0.8 mol/L 甘露醇。
（2）原生质体稳定液（SMM）
0.5 mol/L 蔗糖、20 mol/L MgC1 、0.02 mol/L 顺丁烯二酸，调pH 6.5。
（3）促融合剂
40％聚乙二醇（PEG-4000）的SMM 溶液。
（4）溶菌酶液
取酶活性为4000 U/g的溶菌酶，用SMM 溶液配制，终浓度为2 mg/mL，过滤除菌备用。
四、教学方法：
讲述、自查资料学习、讨论。
五、实验内容提要：
细菌原生质体融合（bacterial protoplast fusion）是20世纪70年代发展起来的重要的基因重组技术，现已经成为细菌遗传育种的一项基本技术。该技术不但可以改良菌种遗传性状、提高有用代谢产物产量，还可以综合不同菌株代谢特征，产生新的有用代谢产物，在工业生产和遗传育种上展示出美好的应用前景。同转化、接合、转导、杂交和转染等传统基因重组方式相比有以下优点：具有广泛适应性和随机性，能够打破菌株的种属界限，实现远缘菌株间的融合；可以使遗传物质传递更为完整，获得更多基因重组机会；可以和其他育种方法相结合，综合双亲的多种优良性状；在工业菌株的选育过程中，可以实现定向育种；能够用于遗传分析等基础理论研究等。
细菌原生质体融合技术的整个过程包括：亲本菌株选择、原生质体的制备、原生质体融合、原生质体再生及融合子检出等主要步骤。亲本注意选择有不同标记的菌株，包括表型标记、生化标记、抗药性标记、遗传标记等。原生质体的制备主要通过利用蜗牛酶或溶菌酶消化细胞壁获得。原生质体融合常采用诱导法，当前常用的方法主要有化学法、物理法和生物法等，其中化学诱导法主要采用聚乙二醇（PEG）接合高Ca2+进行诱导。原生质体再生后融合子的筛选主要是参照亲本菌株不同标记型进行，通过设计实验，淘汰亲本菌株，获得融合子。
实验二乳酸菌筛选及抑菌作用研究
一、实验目的和要求：
1. 掌握乳酸菌分离纯化的方法，并筛选1-2株具有广谱抑菌效果的菌株。
2.了解乳酸菌的抑菌作用。。
二、仪器设备：
GL-20G- 11冷冻离心机、万分之一电子天平、不锈钢手提式压力蒸汽灭菌器、冷藏冷冻箱、数显恒温水浴锅、振荡培养箱、电热恒温培养箱(20^-600C)、电热恒温培养箱((5^-600C)、超净工作台、DM型电热套、数码相机
三、实验材料：
1．样品来源
以市售新鲜大白菜叶片或其他含乳酸菌材料为样品来源。
2．培养墓
采用改良的M17G培养基:胰蛋白陈5g，大豆蛋白陈5g,牛肉青5g，酵母膏2.5g，蔗糖5g，抗坏血酸0.5g, lmol/L硫酸镁1mL,蒸馏水1000mL, pH6.8-7.0, 121℃灭菌15min。若配制固体培养基则向其中加入1.5%琼脂。另外，根据实际需要，需加入0.004%澳甲酚紫和15001U/mLJL酸链球菌素。
乳酸乳球菌富集、发酵及斜面保藏：均采用改良的M17G培养基。
指示菌培养基: 细菌培养采用1.0%K2HP0;牛肉膏蛋白陈培养基:牛肉膏3g，蛋白陈log, NaCl 5g, K2HP04109，琼脂15g,蒸馏水1000mL，自然pH, 121 0C灭菌20min；酵母菌培养采用1.0%K2HP04 YPG培养基:酵母膏log蛋白陈20g;葡萄糖20g,K2HP04 log，琼脂15g,蒸馏水1000mL, pH 7.0, 121 C灭菌20min；真菌培养采用1.0%K2HP04 PDA培养基:马铃薯200g，葡萄糖20g，琼脂15g,K2HP04 log，自来水1000mL, pH自然，121℃灭菌20min。
3．指示菌
金黄色葡萄球菌、单核增生李斯特氏菌、枯草芽饱杆菌、蜡状芽抱杆菌、苏云金芽抱杆菌,嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、大肠杆菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌、酿酒酵母,热带假丝酵母、绿色木霉、番茄煤污尾孢霉等，选择其中2~3种。
4．主要试剂
抗坏血酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶，蛋白陈，胰蛋白膝、牛肉膏、酵母膏、葡萄糖、磷酸氢二钾、盐酸，琼脂，澳甲酚紫，七水硫酸镁，氧化钠、蔗糖、氢氧化钠，乳酸链球菌素
四、教学方法：
讲述、自查资料学习、讨论。
五、实验内容提要：
乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB）是存在于人和动物肠道、许多食品、物料及少数临床样品中的一大类能发酵碳水化合物（主要为葡萄糖）产生大量乳酸的兼性厌氧菌。这是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种，主要包括乳杆菌（Lactobacillus）、乳球菌（Lactococcus）、明串珠菌（Leuconostoc）、片球菌（Pediococcus）、链球菌（Streptococcus）、肠球菌（Enterococcus）、双歧杆菌（Bifidobacterium）和肉食杆菌（Carnobacterium）等属。
许多乳酸菌除产生乳酸、乙酸和双乙酰外，还可产生多种抑菌活性物质，包括细菌素，PHA，环肽化合物等，特别是乳酸菌细菌素以其安全、高效、无毒副作用和无抗药性等优点，广泛用于食品、医药、饲料等工农业生产。如在乳制品中，乳酸链球菌素已用于干酪、巴氏灭菌干酪、巴氏灭菌奶、罐藏浓缩牛奶、高温灭菌奶、高温处理风味奶、酸奶等；在肉制品中，使用乳酸链球菌索的有罐装火腿、熏猪肉、成猪肉、香肠、真空包装的新鲜牛肉等；在啤酒中，乳链球菌素在低pH值、含酒花物质的环境下，活性不受影响，却能够有效的抑制啤酒中已发现的几乎所有的革兰氏阳性腐败菌，从而提高啤酒的生物稳定性。在医药应用方面，乳酸菌素具有：①抑菌作用，用于治疗临床上因消化不良引起的腹胀、腹泻、胃肠炎等；②改善
肠道环境，能选择性杀死肠道致病菌，保护和促进有益菌的生长，调节肠粘膜电解质、水分平衡，调节胃肠道菌群平衡；③提高免疫力，具有免疫调节作用，增强机体的特异性与非特异性免疫能力，激活吞噬细胞酶，刺激肠道产生IgA，增强机体的细胞免疫和体液免疫，提高肠道免疫力；④妇科阴道用药，含乳酸菌活菌的阴道用制剂，其代谢产物乳酸和过氧化氢等物质能保持阴道正常酸性环境乳酸菌可直接补充阴道内正常生理细菌，调节阴道内菌群平衡，抑制并消除阴道中的有害细菌的生长，故可用于由菌群紊乱而引起的细菌性阴道病的治疗。
基于乳酸菌细菌素上述特点，已经引起广大从事乳酸菌、食品添加剂、益生素及开发新药等领域研究人员的极大兴趣，出现了研究热潮。目前的研究主要集中于新菌株和高产菌株的筛选以及对已知乳酸菌细菌素遗传因子的鉴定及结构基因的克隆和排序上。我国是一个乳酸菌资源非常丰富的国家，但对乳酸菌细菌素的研究起步较晚，除乳链球菌素（Nisin）外，对其他乳酸菌细菌素还没有进行很好的基础研究和开发应用研究，因而大力进行乳酸菌细菌素的研究尤其是生化、遗传特性及基因调控方面的研究不仅具有重要的理论意义，且具有广阔的应用前景。
乳酸菌主要从其自然生境（如各种泡菜、动物肠道、自然发酵饲料和奶制品等）中分离。分离时首先取样，稀释，涂布于乳酸菌分离培养基（BCP培养基），培养后挑取颜色变黄特征性菌落，多次划线纯化后保存于乳酸菌筛选培养基（改良MRS培养基）斜面试管中，然后通过菌落培养、镜检、生理生化及分子生物学实验做鉴定，获得纯菌株。做抑菌测验时，首先要进行液体培养获得乳酸菌发酵液及指示菌菌悬液，然后选择不同的方法如纸片法、牛津杯法及打孔法等测定抑菌作用。对于抑菌物质的初步鉴定，需要先排除酸和过氧化氢的干扰，可以采用过氧化氢酶、pH改变、碳酸钙中和等方法进行。
该实验涉及到菌株的分离、纯化与鉴定、菌株发酵条件优化、抑菌作用检测、抑菌物质初步鉴定等内容，可利用所学知识灵活设计。
实验三香菇杂交育种
一、实验目的和要求：
1．掌握杂交育种的方法和技术
2．了解香菇育种的基本知识与内容
二、仪器设备：
培养皿、试管、容量瓶、锥形瓶、烧杯、离心管、吸管、显微镜、冰箱、细菌过滤器、微波炉、高压灭菌锅、超净工作台等。
三、实验材料：
1．菌种和培养基
两个不同交配型香菇菌株。可通过香菇子实体分离。PDA培养基，CYM培养基。
2.试剂
琼脂、酵母粉、蛋白胨、KH
2PO
4
、K
2
HPO
4
、MnSO
4
、葡萄糖、蔗糖、青霉素等。
四、教学方法：
讲述、自查资料学习、讨论。
五、实验内容提要：
香菇的育种离不开性和交配型。香菇的有性生殖(Sexuality)是双因子控制的、异宗结合的。香菇的交配型由两个不亲和因子A和B控制着有性生殖的过程，其担孢子具有四种交配型：A1B1、A2B2、A1B2和
A2B1。只有A和B因子完全不同的单核体才能交配形成可育的双核体菌株。
香菇杂交育种方法包括：
（1）香菇亲本的选择。待选择的双亲必须同时具有较多的优良性状、较少的缺点。这样杂交后，由于优势性状的互补性，所得后代性状易超出双亲性状。杂交亲本在来源上和生态型上要有较大的遗传差异。这是因为亲缘关系较远的、不同地理条件来源的亲本杂交后，后代出现优势的机会大，易发生基因重组，出现超越双亲且适应性更强的品种。双亲要具有较好的亲和力，否则不能进行正常杂交。双亲之一最好是当地栽培种之一而另一个亲本最好为野生亲本。这样的双亲性状优势互补，杂交后抗杂性也会大大增强。
（2）孢子的收集。亲本选定后，在大型的出菇场选择菇形完整的子实体，可采取弹射法或其他方法收集孢子。孢子收集后，稀释分离于PDA培养基上，2周左右可见孢子萌发，这时挑出单个孢子置于试管中。
（3）孢子的镜检。挑取的担孢子培养一段时间后，挑取少许菌丝放在显微镜上检查，无锁状联合的菌丝为单孢子萌发的菌丝，挑出备用。淘汰有锁状联合的菌丝。
（4）单孢子的交配。将双亲的单孢萌发得到的单核菌丝进行杂交，在PDA培养基平板上，接种块相距0.5cm左右。培养2周左右，见双亲菌丝己经融合，挑出融合处菌丝进行镜检，有锁状联合的双核菌丝。再将双核菌丝培养1周后，与双亲做拮抗试验，培养一段时间后，见与双亲拮抗且拮抗处有明显红褐色的隔离带的试管挑出。这个与双亲拮抗的菌丝即所得的杂交后代。
（5）出菇试验。将杂交后代母种扩繁成一、二级种，进行锻木或代料栽培。观察子实体出现的时间、大小、性状、产量，随时详细记录。每个杂交后代都有自己的生理特性和形态特征，例如对温度、湿度、光照,pH等因素的关系，以及对木材的腐蚀性、出菇早晚、菇体大小等。通过对性状调查和比较，选出综合性状超过CK(对照)的杂交后代，经过2~3年的重复试验，产量性状相对稳定后，就可以请专家进行现场测试和审定，命名后就可以应用于生产。
实验四细菌营养缺陷型筛选
一、实验目的和要求：
1.了解营养缺陷型突变株选育的原理
2.学习并掌握酵母菌氨基酸营养缺陷型的诱变、筛选及鉴定方法。
二、仪器设备：
离心机，紫外线照射箱，冰箱，恒温箱，高压灭菌锅；三角烧瓶，试管，离心管，移液管，培养皿，接种针等。
三、实验材料：
1．菌种和培养基
大肠杆菌、枯草芽孢杆菌或酵母菌。
2．试剂
肉汤液体培养基，LE肉汤液体培养基，基本固体培养基，基本液体培养基，无N基本液体培养，2N基本液体培养基(成分及配制方法见后)。
20种基本氨基酸，7种微生素(硫胺素，核黄素，吡哆醇，泛酸，对氨基苯甲酸，烟碱酸，生物素)，嘌呤，嘧啶；亚硝酸钠，青霉素钠盐，冰乙酸，乙酸钠，氢氧化钠，硫酸镁，蔗糖；生理盐水，0.1mol/L 醋酸缓冲液(pH=4.0)，0.1mol/L NaOH。
混合氨基酸(包括核苷酸)共分7组：其中第Ⅰ到第VI组各有6种氨基酸(包括核苷酸)，每种氨基酸(包括核苷酸)等量研细充分混合；第VII组为脯氨酸，因容易潮解，故单独组成。各组具体组成如下：
I. 赖氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、嘌吟
II. 组氨酸、精氨酸、苏氨酸、谷氨酸、天冬氨酸(或甘氨酸)、嘧啶
III. 丙氨酸、甲硫氨酸，苏氨酸、羟脯氨酸、甘氨酸、丝氨酸
IV. 亮氨酸、半胱氨酸，谷氨酸、羟脯氨酸、异亮氨酸、缬氨酸
V. 苯丙氨酸、胱氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、酪氨酸
VI. 色氨酸、嘌呤、嘧啶、丝氨酸、缬氨酸、酪氨酸
VII. 脯氨酸
混合维生素：把硫胺素、核黄素、吡哆醇、泛酸、对氨基苯甲酸、烟碱酸及生物素等量研细，充分混合即可。
四、教学方法：
讲述、自查资料学习、讨论。
五、实验内容提要：
在以微生物为材料的遗传学研究中，用某些物理因素或化学因素处理细菌，可诱发基因突变。如果突变后丧失合成某一物质(如氨基酸、维生素、核苷酸等)的能力，不能在基本培养基上生长，必须补充某些物质才能生长，称为营养缺陷型。实验室获得营养缺陷型菌株通过经过以下几个步骤：诱变处理、突变型筛选、缺陷型检出，缺陷型鉴定。
诱变处理首先要选择诱变剂，诱变剂可分为物理和化学两类。微生物诱变中最常用的物理诱变剂是紫外线。
进行诱变处理时为了避免出现不纯的菌落，一般要求微生物呈单核的单细胞或单孢子的悬浮液，分布均匀。试验表明处于对数生长期的细菌对诱变剂的反应最灵敏。
诱变处理必须选择合适的剂量，不同微生物的最适处理剂量不同，须经预备实验确定。物理诱变的相对剂量与三个因素有关：诱变源和处理微生物的距离、诱变源(紫外灯)功率、处理时间，往往通过处理时间控制诱变剂量。化学诱变剂的剂量也常以相对剂量表示。相对剂量与三个因素有关：诱变剂浓度、处理温度和处理时间。一般通过处理时间来控制剂量，在处理前对诱变剂和菌液分别预热，当二者混合后即可计算处理时间，可精确控制处理剂量。
经处理以后的细菌，缺陷型所占的比例还是相当小，必须设法淘汰野生型细胞，提高营养缺陷型细胞所占比例，浓缩缺陷型细胞。浓缩缺陷型的方法有青霉素法、菌丝过滤法、差别杀菌法、饥饿法等，这些方法适用于不同的微生物。细菌中常用的浓缩法是青霉素法，青霉素是杀菌剂，只杀死生长细胞，对不生长的细胞没有致死作用。所以在含有青霉素的基本培养基中野生型能长而被杀死，缺陷型不能生长，可被保存得以浓缩。
检出缺陷型的方法有逐个测定法、夹层培养法、限量补给法、影印培养法。这里主要以逐个测定法为例进行说明：把经过浓缩的缺陷型菌液接种在完全培养基上，待长出菌落后将每一菌落分别接种在基本培养基和完全培养基上。凡是在基本培养基上不能生长而在完全培养基上能长的菌落就是营养缺陷型。
经初步确定为营养缺陷型的菌株用生长谱法鉴定。在同一培养皿上测定一个缺陷型对多种化合物的需要情况。
实验五自选题目
要求有关微生物遗传育种的试验，具有使用价值，简便易行，试验室条件允许。
（三）实验教材（实验指导、讲义）：
[1] 黄秀梨,辛明秀.微生物学实验指导. 高等教育出版社. 2008年01月
[2] 周德庆. 微生物学实验教程. 高等教育出版社. 2006年03月
[3] 卢龙斗//常重杰. 遗传学实验技术. 科学出版社. 2007年09月
[4]诸葛健. 工业微生物育种学. 化学工业出版社. 2006年06月
[5] 诸葛健. 工业微生物实验与研究技术. 科学出版社. 2007年09月
（四）考核方式：
本课程实验占期终成绩的20%，以实验报告的质量做为评定标准。
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。
《微生物遗传与育种》复习资料
《微生物遗传与育种》复习资料 一、填空题 1.在DNA链上的碱基序列中一个碱基被另一个碱基代替的现象称为。这其中 嘌呤与嘌呤之间或嘧啶与嘧啶之间发生互换称为。一个嘌呤替换一个嘧啶或一个嘧啶替换一个嘌呤称为。 2.基因突变可以分为、和。 3.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。在原核生物中有些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。 4.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、、、等抗生素来标记质粒载体。 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-溴尿嘧啶为_____的结构类似物；具有超级化学诱变剂之 称的是。 8.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，目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出，尽量淘汰野生型细胞， 常用的方法有______、_____和_____。 12.杂交育种过程中常用的遗传标记包括、、等。 13.原生质体融合育种中，用来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。 14.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。 二、选择题 1．在培养基中加入可以抑制细胞壁的生物合成，获得原生质体。 A. 溶菌酶 B. 青霉素 C.蜗牛消化酶 D. 纤维素酶 2．由牛肉膏、蛋白胨和氯化钠组成的培养基，属于。 A. 有限培养基 B.补充培养基 C.完全培养基 D. 基本培养基 3. 紫外线对微生物有很好的诱发突变作用，其中最有效波长为。 A. 200nm B.254nm C.274nm D. 300nm 4．分支途径中末端产物单独存在时仍有微弱的抑制作用，当几个末端产物共同存在时，其抑制作用作用大于几个单独存在时的和，这种反馈抑制属。
微生物遗传与育种试卷
微生物遗传与育种试卷 一、选择题 1、用作工业菌种得微生物，不具有下列哪种特征（) Ａ、非致病性B、利于应用规模化产品加工工艺 C、容易突变 D、形成具有商业价值得产品或具有商业应用价值 2. 筛选微生物得取样原则，不属于得就是（) A、土壤得营养 B、微生物得生理特点Ｃ、环境得酸碱性D、雨水多 3.下列不属于改良得目得得就是（) A、新得性状 B、新得品种 C、高产菌株 4. 突变类型里按变化范围分类正确得就是( ） A、缺失、重复、易位、倒位 B、染色体畸变、基因突变 C、碱基置换、移码突变C、错义突变、无意义突变、移码突变 5.下列最容易发生烷化反应得位点就是(） A、胸腺嘧啶O4 B、腺嘌呤N7 C、鸟嘌呤Ｏ6 Ｄ、鸟嘌呤N7 6.烷化剂通过对鸟嘌呤N7位点得烷化而导致突变中，可引起染色体畸变甚至个体死亡得就是（） A、碱基配对错误 Ｂ、ＤNA单链内部相邻位置交联 C、脱嘌呤作用 Ｄ、DＮA双链间得交联 7. 突变得生成过程中,不包括（) A、从突变到突变表型Ｂ、DNＡ损伤C、涂布培养Ｄ、DNA损伤修复 8. 不属于基因突变得规律得就是( ） Ａ、独立性B、可诱发性C、高频率突变性Ｄ、独立性 9. DNＡ损伤修复中得复制前修复不包括(） A、ＳOS修复系统 B、错配修复系统 C、切除修复系统 D、DNA聚合酶得3’-5'得校正功能 10.已知ＤNＡ碱基序列为CAＴCATCＡＴ,什么类型得突变可产生如下碱基序列得改变CACCＡTCAT（） A、缺失 B、插入Ｃ、转化D、颠换? 二、判断题 1.细菌得转导需噬菌体作为媒介，不受DNA酶得影响。（) 2. 微生物间进行基因重组得必要条件就是细胞间接触.() 3. 转座子可引起插入突变。( ） 4.普遍性转导产生得转导子一般都就是非溶源菌。(） 5. λ噬菌体就是能整合到宿主细胞染色体上任何位点得温与噬菌体。（) 6. 青霉素常作为诱变剂用于筛选细菌营养缺陷型。（） 7.F﹢细菌或F’细菌与F‐细菌接合时,使F﹢或Ｆ’细菌变成Ｆ‐细菌.( ) 8.转座子可自主复制,因此在不同细胞间传递时不需要载体。( ） 9.流产转导得特点就是在选择性培养基平板上形成微小菌落.( ） 10. 单线遗传就是局限性转导得结果。( )
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。 基本要求：通过教学，使学生回顾、了解微生物遗传的物质基础，掌握微生物基因组的组织与结构。 重点与难点： 重点：微生物基因组的组织与结构。 难点：微生物基因组与其他生物基因组的主要区别。 教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。 主要内容： 第一节染色体 一、染色体形态 二、原核生物及病毒染色体结构 三、真核生物染色体结构 四、染色体数目 第二节核酸 一、核酸
微生物遗传与育种-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
微生物的遗传变异与育种答案
第七章习题答案 一.名词解释 1.转座因子：具有转座作用的一段DNA序列. 2.普遍转导：通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段DNA进行“误包”，而将其遗传性状传递给受体菌的现象称为普遍转导。 3.准性生殖：是一种类似于有性生殖,但比它更为原始的两性生殖方式,这是一种在同种而不同菌株的体细胞间发生的融合,它可不借减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子. 4.艾姆氏试验：是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的简便有效方法 5.局限转导：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体的少数特定基因携带到受体菌中,并与后者的基因整合,重合,形成转导子的现象. 6.移码突变：诱变剂使DNA序列中的一个或几个核苷酸发生增添或缺失,从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变. 7.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. 8. 高频重组菌株：该细胞的F质粒已从游离态转变为整合态,当与F- 菌株相接合时,发生基因重组的频率非常高. 9.基因工程：通过人工方法将目的基因与载体DNA分子连接起来，然后导入受体细胞，从而使受体细胞获得新的遗传性状的一种育种措施称基因工程。 10.限制性内切酶：是一类能够识别双链DNA分子的特定序列，并能在识别位点内部或附近进行切割的内切酶。
11.基因治疗：是指向靶细胞中引入具有正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，从而达到治疗的目的。 12.克隆：作为名词，也称为克隆子，它是指带有相同DNA序列的一个群体可以是质粒，也可以是基因组相同的细菌细胞群体。作为动词，克隆是指利用DNA体外重组技术，将一个特定的基因或DNA序列插入一个载体DNA分子上，进行扩增。 二. 填空 1.微生物修复因UV而受损DNA的作用有光复活作用和切除修复. 2.基因组是指一种生物的全套基因。 3.基因工程中取得目的基因的途径有_____3_____条。 4.基因突变可分为点突变和染色体突变两种类型。 5.基因中碱基的置换(substitution)是典型的点突变。置换可分两类：DNA链中一个嘌呤被另一个嘌呤所置换或是一个嘧啶被另一个嘧啶所置换，被称为转换；而DNA链中一个嘌呤被另一个嘧啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换，被称为颠换。 6.诱变剂导致DNA序列中增添（插入）或缺失一个或少数几个核苷酸，从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框发生改变，并进一步引起转录和翻译错误的一类突变称为移码突变。 序列通过非同源重组的方式,从染色体某一部位转移到同一染色体上另一部位或其他染色体上某一部位的现象,被称为转座.凡具有转座作用的一段DNA序列,称转座因子,包括原核生物中的插入顺序转座子和的Mu噬菌体. 8.把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下,死亡率可明显降低,此现象称为光复活.最早是1949年有在灰色链霉菌中发现.
5.微生物遗传育种试题库汇总
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 ___________。 75.组氨酸突变株(His-) 表示该菌___本身不能合成组氨酸________________，因此不能在基本培养基上生长。 76.营养缺陷型的筛选一般经过四个环节，即____诱变____、____淘汰野生型__________、_____缺陷型的检出_______、______缺陷型的鉴定________。 77.F+与F -杂交的结果是______使 F -变为F+ 。 78.肺炎双球菌的转化实验证明了转化因子是____ DNA____。 79.λ噬菌体的核酸整合到寄主细胞DNA 的___半乳糖___ 基因与___生物素_____ 基因之间。 80.___ 波动试验______ 试验证明了基因突变的自发性。 81.Lederberg 的影印培养实验证明了_____基因突变与环境条件没有直接对应的关系。 82.在F+ F -杂交过程中，F 因子几乎全部被转移到F-菌株中，并使F-菌
微生物遗传与育种复习资料
微生物遗传与育种复习资料第二章基因突变及其机制 1.1染色体畸变和基因突变的不同？ 答：①染色体畸变指染色体结构的改变，由于染色体断裂、重新排列而产生的染色体的缺失、重复、倒位、易位，往往涉及多个基因。 ②基因突变是指一个基因内部的遗传结构或 DNA 序列的改变，由于一对或少数几个核苷酸的缺失、插入或置换而产生的碱基置换、移码突变。通常只涉及一个基因。 ③染色体畸变是发生在染色体水平的突变，基因突变是发生在基因水平的突变。 ④染色体畸变涉及到DNA分子上较大的变化，有可能使细胞致死。基因突变一般只涉及DNA上一对或几个核苷酸的缺失。 1.2化学诱变剂的种类、适用范围及如何终止反应？ 答：①碱基类似物（ⅰ5-溴尿嘧啶（5-BU）诱发AT←→GC GC→AT更容易ⅱ2-氨基嘌呤（2-AP）诱发AT←→GC AT→GC更容易）一般要经过两轮复制才能形成稳定的可遗传突变。只对生长的微生物起作用，对静止的细胞如细胞悬液、孢子悬液、芽孢悬液不起作用。可通过从含有碱基类似物的培养基中挑取菌落移植到正常培养基中培养终止反应。 ②碱基修饰剂（ⅰ脱氨剂如HNO2诱发AT←→GC 还可以氨基的交联作用ⅱ羟化剂如羟胺诱发GC←AT）可以通过改变pH终止反应。 ③移码突变剂（ⅰ吖啶类染料ⅱ溴化乙锭ⅲICR 类化合物）移码诱变剂的嵌入并不导致突变，必须通过 DNA的复制才能够形成突变，因此只能用于生长态细胞。可通过从含移码突变剂的培养基中挑取菌落移植到正常培养基中培养终止反应。 1.3紫外线的诱变机制及操作方法？ 答：诱变机制：DNA 分子尤其是嘧啶强烈吸收紫外线，造成相邻的胸腺嘧啶形成稳定的二聚体（T=T）—— T与T 之间形成化学键连接，对热和酸都稳定→DNA 分子在复制时，两条链之间的 T=T 会阻碍双链的分开，导致复制无法正常进行→同一条链上的 T=T 会阻止 A 的正常掺入，导致复制停止或错误进行，最终形成突变。 操作方法：①取已培养好的新鲜斜面菌种，用无菌生理盐水洗下，接于盛有玻璃珠的100毫升三角瓶中，充分摇动10分钟，使菌体均匀分散，用滤纸过滤，即为菌悬液 ②取上述菌悬浮液计数，调整菌悬浮液密度为108 个/毫升，吸取 1 毫升菌悬浮液于 9 毫升无菌水中，稀释后再计数一次，取3ml至平皿中 ③照射处理前，先开紫外线灯20分钟，使灯的功率稳定（如灯的功率为15瓦，则照射距离为15～30厘米，灯的功率为30瓦，则照射距离为30～50厘米） ④将待处理的菌悬液放于培养皿中，置于电磁搅拌器上，放在紫外线灯正中下方，先将整个平皿照射1分钟后，打开皿盖，此时开始记时并启动电磁搅拌器，准确计算照射时间。 1.4 DNA的修复？ 答：①复制修饰系统（I、DNA 聚合酶的校读功能。II、N-糖基酶修复系统。III、错配修复系统） ②损伤修复（I、光复活。II、切除修复。III、重组修复IV、SOS修复系统（唯一一个导致突变的修复）。） 2、第三章工业微生物生产菌的分离筛选 2.1从土壤中取样的方法？ 答：将表层 5cm 左右的浮土除去→取 5 ～ 25 cm 处的土样 10～25g，装入事先准备的塑料袋内扎好→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
2017微生物遗传育种试题库
微生物遗传育种试题库一．选择题： 1.已知DNA 的碱基序列为CATCATCAT，什么类型的突变可使其突变为：CTCATCAT A.缺失 B.插入 C.颠换 D.转换 答：( ) 2.已知DNA 的碱基序列为CATCATCAT，什么类型的突变可产生如下碱基序列的改变：CACCATCAT ？ A. 缺失 B. 插入 C. 颠换 D. 转换 答：( ) 3.不需要细胞与细胞之间接触的基因重组类型有： A. 接合和转化 B. 转导和转化 C. 接合和转导 D. 接合 答：( ) 4.转化现象不包括 A. DNA 的吸收 B. 感受态细胞 C. 限制修饰系统 D. 细胞与细胞的接触 答：( ) 5.将细菌作为实验材料用于遗传学方面研究的优点是： A. 生长速度快 B. 易得菌体 C. 细菌中有多种代谢类型 D. 所有以上特点 答：( ) 6.转导噬菌体 A. 仅含有噬菌体 DNA B. 可含有噬菌体和细菌 DNA C. 对 DNA 酶是敏感的 D. 含 1 至多个转座子 答：( ) 7.在 Hfr 菌株中： A. F 因子插入在染色体中 B. 在接合过程中，F 因子首先转移 C. 在接合过程中，质粒自我复制 D. 由于转座子是在 DNA 分子间跳跃的，因此发生高频重组 答：( ) 8.以下碱基序列中哪个最易受紫外线破坏？ A. AGGCAA B. CTTTGA C. GUAAAU D. CGGAGA 答：( ) 9.对微生物进行诱变处理时，可采用的化学诱变剂是： A. 青霉素 B. 紫外线 C. 丫啶类染料 D. 转座子 答：( ) 10.在大肠杆菌的乳糖操纵子中，基因调节主要发生在__________ 水平上。 A. 转化 B. 转导 C. 转录 D. 翻译 答：( ) 11.转座子 ___________。 A. 能从 DNA 分子的一个位点转移到另一个位点 B. 是一种特殊类型的质粒 C. 是一种碱基类似物 D. 可引起嘌呤和嘧啶的化学修饰 答：( ) 12.当F+ F-杂交时 A. F 因子几乎总不转移到F+细胞中 B. F-菌株几乎总是成为 F+ C. 基因重组的发生频率较高 D. F 因子经常插入到 F-细胞染色体上 答：( ) 13.在 U 形玻璃管中，将一滤片置于二株菌之间使之不能接触，在左臂发现有原养型菌出现，这一现象不是由于： A . 接合 B. 转化 C. 普遍转导 D. 专性转导 答：( ) 因子和λ噬菌体是： A. 与寄主的生活能力无关 B. 对寄主致死 C. 与染色体重组后才可复
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
第六章微生物的遗传与育种
第六章微生物的遗传与育种 一、填空题 1、一切生物遗传变异的物质基础是_______。核酸。 2、根据微生物的基因突变表现出来的型式，基因突变的类型包括：_______、_______、_______、_______、_______和_______等。 3、组成DNA分子核苷酸的碱基有_______、_______、_______和_______。 4、组成RNA分子核苷酸的碱基有_______、_______、_______和_______。 5、DNA分子的复制方式是_______。 二、判断是非 1、遗传型相同的个体在不同环境条件下会有不同的表现型。（） 2、低剂量照射紫外线，对微生物几乎没有影响，但以超过某一阈值剂量的紫外 线照射，则会导致微生物的基因突变。（） 3、一般认为各种抗性突变是通过适应而发生的，即由其所处的环境诱发出来的。 （） 4、菌种衰退是指微生物细胞群体中，负变个体数目逐步增大，最后占了优势的 过程。（） 5、Χ射线、γ射线引起微生物的基因变异的原因在于基因上形成嘧啶二聚体。 三、名词解释： 1、诱变育种：利用物理的或化学的诱变剂处理均匀分散的微生物群体，诱发基 因突变，提高其基因突变频率，根据育种的要求和目的，从无定向的突变菌株中挑选少数符合育种目的具有优良性状的突变菌株，以供生产实践或科学实验之用。 1、基因突变：发生于一个基因座位内部的遗传物质结构变异，往往只涉及一对 碱基或少数碱基对。 2、光复活作用：经紫外线照射后的微生物暴露在可见光下时，可明显的降低其 死亡率的现象。 3、复壮：一种是从退化的菌种的群体中找出少数尚未退化的个体，以达到恢复 菌种的原有典型性状；另一种是在菌种的生产性能尚未退化前就经常有意识地进行纯种分离和生产性能的测定工作，以达到菌种的生产性能逐步有所提高。 4、基因突变：一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，包括一对或少数 几对碱基的缺失、插入或置换，而导致的遗传变化称为基因突变，其发生变化的范围很小，所以又称点突变或狭义的突变。 5、基因工程：是指基因水平上的遗传工程，它用人工的方法在体外切取所需要 的染色体片段，然后与来自同属种的甚至是异界的DNA片段连接起来，组成同源或异源的遗传整体。 四、选择题： 1、将细菌作为实验材料用于遗传学方面研究的优点是___ __。
张亮 微生物遗传育种学试卷
微生物遗传育种学试卷（自制版） By 张亮学号：1202140425 班级：生物技术1202 一．名词解释14分 1.操纵子 2.启动子 3.重组DNA技术 4.Conjugation 5.Transformation 6.Transduction 7.Promoter up 二．填空题（20分） 1.mRNA前体的加工处理包括4个过程：（），（），（），（）。 2.基因突变的一般特征1 2 3 4 5 。 4.农作物杂种优势表现的特点1 2 3 。 5.Hfr菌株中含有；Hfr×F-杂交的结果是。 6.改良育种的目的是1 ，2 ，3 7.诱变育种的因素有1 ，2 ，3 。 三．选择题（10分） 1.不需要细胞之间直接接触的基因重组的类型有（） A接合与转化B转导与转化C接合与转导D接合 2.对微生物进行诱变育种时，可采用的化学诱变剂是（）A青霉素B紫外线C吖啶类染料D转座子 3.转化过程不包括（） A、DNA的吸收 B、感受态细胞 C、限制修饰系统D细胞与细胞的接触 4.F+×F-杂交时，以下哪个表述是错误的。（） A、F-细胞转变为F+细胞 B、F+细胞转变为F-细胞 C、染色体基因基本不能转移 D、细胞与细胞间的接触是必须的 5.一个大肠杆菌(E.coli)的突变株不同于野生型菌株，它不能合成精氨酸，这一突变株称为（）。 A、营养缺陷型 B、温度依赖型 C、原养型 D、抗性突变型 三．简答题36分 1.工业微生物的特点？（6分） 2.简述诱变育种的过程？（6分） 3.基因工程的一般步骤？（8分） 4.试述原生质体融合育种的特点及步骤？（8分) 5.试述高产突变株诱变选育的一般步骤及每步的目的及注意事项？(8分） 四．综合题20分
第8章微生物遗传变异和育种练习题试卷部分
第8章微生物遗传变异和育种练习题试卷部分 一、选择题（20小题） 1.证明核酸是遗传变异的物质基础的经典实验是（B ）。 A.经典转化实验，噬菌体感染实验，变量实验； B.经典转化实验，噬菌体感染实验，植物病毒的重建实验； C.变量实验，涂布实验，平板影印培养实验； D.平板影印培养实验，噬菌体感染实验，植物病毒的重建实验。 2.当根癌土壤杆菌感染植物细胞之后，进入植物细胞并整合到植物细胞核染色体组上的细菌DNA是（B）。 A.完整的Ti质粒； B.只是Ti质粒中的T-DNA小片段； C.完整细胞染色体DNA； D.Ti质粒并携带部分细菌染色体DNA。 3.抗阻遏突变株是由于（ B）发生突变产生的。 A.调节基因或启动子； B.调节基因或操纵基因； C.调节基因或结构基因； D.启动子或操纵基因。 4.下列有一类突变株属于选择性突变株，即（B）。 A.形态突变株； B.营养缺陷型突变株； C.产量突变株； D.抗原突变株。 5.下列有一类突变株属于选择性突变株，即（C ）。 A.形态突变株； B.抗原突变株； C.条件致死突变株； D.产量突变株。 6.下列有一类突变株属于选择性突变株，它是（D ）。 A.形态突变株； B.抗原突变株； C.产量突变株； D.抗性突变株。 7.下列有一类突变株属于非选择性突变株，它是（B）。 A.营养缺陷型突变株； B.产量突变株； C.抗性突变株； D.条件致死突变株。 8.下列有一类突变株属于非选择性突变株，它是（B ）。 A.营养缺陷型突变株； B.形态突变株； C.抗性突变株； D.条件致死突变株。 9.下列有一类突变株属于非选择性突变株，它是（B）。 A.营养缺陷型突变株； B.抗原突变株； C.抗性突变株； D.条件致死突变株。 10.下列有一类突变株不属于选择性突变株，即（C ）。 A.营养缺陷型； B.抗性突变株； C.抗原突变型； D.温度敏感突变株。 11.产生温度敏感突变株（T S）是由于突变导致了（A ）。 A.某些重要蛋白质的结构和稳定性发生了改变； B.某些重要蛋白质的功能发生了改变； C.某些基因表达水平发生改变； D.DNA分子GC含量发生改变。 12.下列有一种特性不属于基因突变的特点，它是（A ）。
微生物遗传育种学复习材料
微生物遗传育种学复习材料 考试题型： 判断题（10个共10分）名词解释（5个共15分） 简答题（前4题5分/个5题10分共30分）论述题（3个共45分） A卷 一、名词解释 1、营养缺陷型：某些菌株发生基因突变（自然突变或人工诱变）后，代谢过程缺陷而不能合成某种与合成初级代谢物有关的基因产物的缺陷型叫做营养缺陷型，他们必须从外界环境获得该物质才能生长繁殖。 2、准性生殖：通过细胞之间的直接接触，异核体、杂合二倍体、体细胞交换或单元化过程，在有丝分裂过程中发生低频率的染色体重组。 or准性生殖是指异核体（单个生物个体中含有两种或两种以上基因型）细胞中两个遗传物质不同的细胞核可以结合成杂合二倍体的细胞核。这种杂合二倍体的细胞核在有丝分裂过程中可以发生染色体单倍体化,最后形成遗传物质重组的单倍体的过程。也就是不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。 3、诱变育种：采用物理和化学等因素对出发菌株进行诱变处理，然后运用合理的筛选程序及适当的筛选方法把符合要求的优良变异菌株筛选出来的一种育种技术 4、限制性内切酶：即核酸限制性内切酶，是一类能够识别双链DNA分子中某种特定的核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核苷酸限制性内切酶，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用的一种限制酶。 5、转座子：是一类在细菌的染色体,质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分,是基因组中一段特异的具有转位特性的独立的DNA序列.转座子是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。 二、简答题 1、描述三大遗传方式的差异（转化、转导、接合）。 答:转化是指受体细胞从环境中吸收游离的DNA片段，并从中获得基因的过程。这是一种水平方向的单向基因重组过程，根据感受态建立的方式不同可分为自然转化和人工转化。 接合作用是指通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。 率）→挑取单菌落传种斜面→摇瓶初筛→挑出高产斜面→留种保藏菌种（埋置沙土管、冷冻管或制备固体孢子）→传种斜面（或直接用固体孢子）→摇瓶复筛→对照挑出高产菌株作稳定性试验和菌种特性考察→放大试验罐，中试考察→大型投产实验。（工艺学p38） 3、简述几种主要的菌种保存方式及其主要优缺点。 答：（1）斜面冰箱保藏是一种短期、过渡的保藏方法，用新鲜斜面接种后，置最适条件下培养到菌体或孢子生长丰满后，放在4℃冰箱保存。一般保存期为三个月到六个月。
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）
微生物遗传育种试验讲义
微生物遗传育种学实验 实验一紫外线诱变育种 工业微生物菌种选育在发酵工业中占有重要地位，是决定该发酵产品能否具有工业化价值及发酵过程成败与否的关键。当前国内外发酵工业中所采用的各种生产菌种品系绝大多数都是诱变菌株，特别是抗生素工业所使用的菌种几乎全部是诱变所得的品系。因此，工业微生物育种对于提高发酵工业产品的产量和质量，进一步开发利用微生物资源，增加发酵工业产品的品种，具有重大意义。 一、实验目的 1、了解紫外线诱变育种的原理。 2、掌握紫外线诱变处理微生物方法。 3、了解光复活作用的原理。 二、原理 紫外线是一种使用最早、沿用最久、应用广泛、效果明显的物理诱变剂。它的诱变频率高，而且不易回复突变。迄今仍是微生物育种中最常用和最有效的诱变剂之一。 紫外线被DNA吸收后引起突变的原因，有的是DNA与蛋白质的交联，有的是胞嘧啶与尿嘧啶之间的水合作用，有的是DNA链的断裂，还有的是形成嘧啶二聚体。而形成嘧啶二聚体是产生突变的主要原因。二聚体的出现会减弱双链间氢键的作用，并引起双链结构扭曲变形，阻碍碱基间的正常配对，从而有可能引起突变或死亡。在互补双链间形成嘧啶二聚体的机会较少。但一旦形成，就会妨碍双链的解开，因而影响DNA的复制和转录，并使细胞死亡。把经紫外线照射后的微生物立即暴露于可见光下时，可明显降低其死亡率的现象，称为光复活作用。由于在一般的微生物中都存在着光复活作用，所以在进行紫外线诱变育种时，只能在红光下进行照射及处理照射后的菌液。
三、仪器与试剂 1、菌种：黑曲霉 2、培养基： 果胶平板培养基（%）：K2HPO40.1，MgSO40.05，NaNO30.3，琼脂 2.0，果胶0.2，pH5.5。 3、器皿： 15W紫外诱变箱、磁力搅拌器、转子、红灯泡、培养皿、试管、移液管、玻璃涂棒、三角瓶、血球计数板、酒精灯、光学显微镜、恒温培养箱、灭菌锅等 四、方法和步骤 1、制备孢子悬液： ①取活化菌种斜面1支，用0.9%的生理盐水洗下孢子，将孢子悬浮 液置于无菌的盛有玻璃珠的三角瓶中，震荡使孢子分散， ②再以双层无菌滤纸过滤，使形成分散程度达90～95%的单孢子悬 液。 ③然后用血球计数板计数，用生理盐水将孢子悬浮液浓度调整到106 个／mL。 2、制备果胶平板培养基： 配制果胶平板培养基，121℃灭菌30min，将灭菌后的果胶平板培养基趁热倒入无菌培养皿中，凝固后待用。 3、紫外线处理： ①将紫外灯打开，预热30min，使光波稳定。 ②吸取10mL上述悬浮液，加入直径9厘米的底部平整的平皿中。将 盛有悬浮液的平皿置于诱变箱内的磁力搅拌器上，平皿距紫外灯管垂直距离30cm，调节搅拌子的转速，待搅拌子转速稳定后，打开平皿盖子照射，照射计时从开盖起，加盖止，照射时间为100s。 4、稀释： 从照射后的平皿中吸取0.1mL菌悬液，用无菌生理盐水稀释101，102，103，104, 105 倍。