微生物遗传学(1)

微生物的生理学和遗传学特性微生物是指那些不能自己看到的生物体，包括细菌、真菌、病毒等，它们是地球上最古老的生物体之一，陪伴我们共同演化了几十亿年。

微生物隐藏在我们身体和周围环境中，很多时候都是隐藏在黑暗中的无形之力。

然而，微生物却是人类生存不可或缺的一部分，它们不仅有良好的效果，例如在地球生态系统中的原初生态环境中，维持了许多生物之间的生存平衡;同时对生态环境的污染控制有着行之有效的作用。

其中，微生物的生理学和遗传学特性尤其值得我们研究探索。

微生物的生理学特性1.能量来源微生物的能量来源主要是来自它所寄生的生物环境中的有机物，通过光合作用、化学反应来得到自身所需的能量来源，从而保证微生物生命的能量供应。

2.营养要素微生物对营养要素的需求比人类、动植物都要低一些，它们可以在比较恶劣的环境下依靠几乎不需要营养的生存能力生存。

但是，与大多数生命体一样，微生物对于碳、氮、磷、铁等元素也是非常关注的，在人类和动植物身上可以发现它们能吸附、分离、转化所需的营养来源。

3.生长条件微生物温度范围极其广阔，能包容非常悬殊的环境温度，而且在酸性、碱性、加盐等多种极端环境下，都有其不同能力的生存表现。

它们的适应能力超乎我们的想象，如果能够利用它们的适应能力，在生产、环保、生态建设等领域都将能够上一个新水平。

微生物的遗传学特性1.基因载体微生物基因组的大小是非常小的，但是集合在其身上的基因是极其珍贵的，并以不同的方式维持着微生物的生理学表现。

微生物基因含量少，但因为它们的基因组非常简单以及在不同环境下因为寄生物的不同而有所变化带来的重要启示值得细细品味。

2.基因转移微生物的基因转移现象是目前的生物学研究中的热点之一。

微生物基因可以通过转化、嗜酸乳杆菌介导基因转移等方式，在不同的染色体间进行转移。

这种现象常出现在超级细菌中，是人们在对细菌药物抵抗性研究过程中经常遇到的问题，而且越来越引起了人们注意。

总的来说，微生物的生理学和遗传学特性非常值得我们关注，它们的适应性和调节功能都非常珍贵。

微生物遗传育种学一、名词解释（3*5）1、pcr:聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定dna片段的核酸合成技术。

2、操纵子：操纵子(operon)：原核生物能mRNA出来一条mrna的几个功能有关的结构基因及其上游的调控区域，称作一个操纵子（operon）。

3、启动子(promoter)：真核基因启动子是rna聚合酶结合点周围的一组转录控制元件，包括：至少一个转录起始点及一个以上的功能组件。

4、冈崎片段:冈崎片段就是由于解链方向与激活方向不一致，其中一股子链的激活，Gondrecourt母链求出足够多长度才已经开始分解成引物接着缩短。

这种不已连续的激活片段就是冈崎片段。

5、营养缺陷型：指某一菌株在诱变后丧失了合成某种营养成分（生长因子）的能力，使其在基本培养基上不能生长，必须加入相应物质才能生长的突变体。

6、准性生殖：就是一种类似有性生殖但比它更为完整的一种生殖方式。

可使同一种生物的两个相同来源（即为同种相同株）的体细胞经融合后，不通过有丝分裂而引致高频率的基因重组。

准性生殖常见于某些真菌，尤其就是半知菌中。

7、限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease):识别并切割特异的双链dna序列的一种内切核酸酶。

8、密码的自旋性：密码的自旋性就是多个密码子编码同一个氨基酸的现象。

9、转座子(transposons):转座子是可以从一个染色体位点转移至另一个位点的分散的重复序列。

转座子也包括含有两个反向重复序列的侧翼，内有转座酶基因，并含有抗生素耐药基因等其他基因。

10、微生物繁育：人为地使用物理、化学的因素，引致有机体产生遗传物质的突变，经选育成为新品种的途径。

二、是非题（2*5）三、选择题（3*5）1、限制性内乌酶的种类、辨识位点、功能、区别根据酶的亚单位组成、识别序列的种类和是否需要辅助因子，限制与修饰系统主要分成三大类。

ⅱ型酶所占到的比例最小，相对来说最简单，它们辨识回文等距序列，在回文序列内部或附近研磨dna。

第八章微生物的遗传概述：遗传(heredity or inheritanc® 和变异(variation)是生物体的最本质的属性之一。

遗传即生物的亲代将一整套遗传因子传递给子代的行为或功能。

变异指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。

基因型(ge no type某一生物个体所含有的全部基因的总和。

表型(phe no type)某一生物所具有的一切外表特征及内在特性的总和。

饰变( modification)不涉及遗传物质结构改变而发生在转录、翻译水平上的表型变化。

8.1遗传变异的物质基础8.1.1三个经典实验1. 经典转化实验：1928年F.Griffith以Streptococcus pneumoniae为研究对象进行转化(transformation)实验。

1944年O.T.Avery等人进一步研究得出DNA是遗传因子。

S strun A2. 噬菌体感染实验：1952年Alfred D.Hershey和Martha Chase用32P标记病毒的DNA，用35S标记病毒的蛋白质外壳，证实了T2噬菌体的DNA是遗传物质。

3.植物病毒的重建实1956年H.Fraenkel-Conrat用含RNA的烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV）与TMV 近源的霍氏车前花叶病毒（Holmes ribgrass mosaic virus,HRV）所进行的拆分与重建实验证明，RNA也是遗传的物质基础。

8.2微生物的基因组结构：基因组（genome是指存在于细胞或病毒中的所有基因。

细菌在一般情况下是一套基因，即单倍体（haploid）;真核微生物通常是有两套基因又称二倍体（diploid ）。

基因组通常是指全部一套基因。

由于现在发现许多非编码序列具有重要的功能，因此目前基因组的含义实际上是指细胞中基因以及非基因的DNA序列的总称，包括编码蛋白质的结构基因、调控序列以及目前功能还尚不清楚的DNA序列。

微生物分子遗传学的基本原理微生物分子遗传学是研究微生物遗传的基本原理和机制的学科，主要涉及到微生物的基因组学、表观遗传学和功能基因组学等方面。

微生物分子遗传学的研究对于了解微生物的演化和发展，以及微生物与环境的交互关系具有重要的意义。

本文将从微生物基因的结构、调控机制和遗传变异等方面探讨微生物分子遗传学的基本原理。

一、微生物基因的结构微生物的基因是由DNA组成的，其基本结构与其他生物的基因相似，包括启动子、转录起始位点、编码区和终止位点等。

微生物基因的长度和复杂度因菌种的不同而有所差异，大部分基因的长度在数百到数千个碱基对之间。

微生物基因的编码区通常由连续的密码子组成，每个密码子编码一个氨基酸，以组成蛋白质。

此外，在基因的编码区之间也会存在一些不编码的序列，这些序列的功能是参与转录、翻译或调控等生物过程。

二、微生物基因的调控机制基因的调控是指调整基因表达水平的过程。

在微生物中，基因的调控主要通过转录因子和RNA polymerase等分子间的相互作用来实现。

转录因子是一种负责调控基因表达的蛋白质，可以结合到启动子附近的区域，并与RNA polymerase一同构成转录复合物。

RNA polymerase则负责将DNA转录成为RNA，进而合成相应的蛋白质。

微生物基因的调控可以分为两类：正向调控和负向调控。

正向调控是指转录因子与启动子结合后促进RNA polymerase的结合并提高基因表达水平。

而负向调控则是指转录因子与启动子结合后阻碍RNA polymerase的结合并降低基因表达水平。

此外，基因的表达还受到许多外界因素的影响，包括细胞内外的信号、环境因素、营养状态等。

三、微生物基因的遗传变异微生物基因的遗传变异包括两类：突变和基因重组。

突变是指DNA序列在复制或重组过程中发生的不同类型的突然变化。

微生物的突变可以包括点突变、插入突变、删除突变等各种不同形式。

这些突变可能会破坏基因的功能，也可能会导致一些新的表型特征出现。

给学⽣微⽣物遗传育种学复习思考题1《微⽣物遗传育种》复习思考题01 绪论1、⼯业微⽣物菌种应具有哪些基本特征？⾮致病性；适合⼤规模培养⼯艺要求；利于规模化产品加⼯⼯艺；具有相对稳定的遗传性能和⽣产性状；形成具有商业价值的产品或具有商业应⽤价值。

2、简述⼯业微⽣物遗传育种的分类。

天然菌种（native strain）：通过⾃然筛选和分离获得的⼯业菌种；诱变菌种（mutagenized strain）：通过物理、化学等诱变剂在实验室⼈⼯诱变⾃然筛选与分离的菌株所获得产量或/和性状改善的⼯业菌种；重组菌种（recombinant strain）是通过遗传重组技术对菌种进⾏定向遗传改良获得的⼯业菌种；遗传修饰⽣物体（genetic modification organisms, GMOs）：经外源基因导⼊并因此发⽣遗传整合和性状改变的⽣物体。

3、试从微⽣物遗传学的不同⾓度阐述你对微⽣物多样性的认识。

⼀、微⽣物物种的多样性; ⼆、微⽣物遗传的多样性;三、微⽣物代谢的多样性 ;四、微⽣物的⽣态多样性;五、微⽣物利⽤的⼴泛性02 第四章⼯业微⽣物育种诱变剂1、什么是诱变剂？可分为哪⼏种类型？诱变剂：凡能诱发⽣物基因突变，并且突变频率远远超过⾃发突变率的物理因⼦或化学物质.可以分为三类：物理诱变剂；化学诱变剂：⼀类能对DNA起作⽤，改变DNA结构，并引起遗传变异的化学物质；⽣物诱变剂：采⽤某些噬菌体来筛选抗噬菌体突变菌株时，常常发现伴随着出现抗⽣素产量明显提⾼的抗性突变株。

因此，可以认为这些溶源性噬菌体是⼀种⽣物诱变剂。

2、什么是突变？突变的表现型有哪些？基因突变的特点有哪些？突变，从⼴义上讲，除了转化、转导、接合等遗传物质的传递和重组引起⽣物变异以外，任何表型上可遗传的突变都属突变范围，如染⾊体整倍性和⾮整倍性的变化及染⾊体结构上的畸变等都包括在内。

1、形态突变型，是⼀种可见突变，它包括微⽣物菌落形态变化，如菌落形状⼤⼩、颜⾊、表⾯结构等；2、⽣化突变型，；3、条件致死突变型；4、致死突变型；5、抗性突变型；6、营养缺陷型；普遍性；随机性（基因突变可以发⽣在⽣物个体发育的任何时期和⽣物体的任何细胞。

微生物遗传学的研究与应用微生物遗传学是指对微生物的遗传信息进行研究的科学，包括微生物染色体的结构、功能和特性等方面的基础研究以及微生物在生产、环境保护和医疗卫生等领域的应用研究。

微生物遗传学的研究和应用在现代生命科学领域中具有非常重要的地位，近年来受到越来越多的关注和重视。

一、微生物的遗传信息微生物是指体积小、形态单一或单细胞的生物，包括细菌、病毒、真菌等。

微生物的遗传信息主要存在于染色体和质粒两个载体上。

微生物染色体的大小和形态各不相同，一些细菌的染色体只有一条，而有些细菌的染色体数量则是多重的。

相对于细菌，病毒的遗传物质则是DNA或RNA，没有染色体的概念。

在微生物遗传信息的研究中，人们主要关注染色体的DNA序列和基因的组成。

微生物染色体上的基因组成了微生物的遗传信息库，能够控制微生物的生产、代谢和适应环境的能力。

还有一些微生物通过质粒进行基因交换的形式，具有非常强的适应能力和变异能力。

二、微生物遗传学的研究微生物遗传学的研究内容主要包括：微生物基因组的结构、功能及特性；微生物基因的表达和调控机制；微生物基因的遗传变异和进化等方面。

这些研究内容对于深入了解微生物的生命过程、提高微生物在生产和环境治理等方面的应用，都具有非常重要的意义。

1.微生物基因组的结构与功能微生物基因组的结构与功能是微生物遗传学研究的核心内容之一。

通过对微生物基因组的研究，我们能够深入了解微生物基因的组成、排列和分布等信息，为微生物的进化和群体分布规律的研究提供基础数据。

此外，我们还可从微生物基因组中发现新的基因并探索其功能和作用机制，为微生物在工业、医疗及生物技术等方面的应用提供新的途径和可能性。

2.微生物基因的表达和调控微生物基因的表达和调控是微生物遗传学的另一个重要研究领域。

在这个过程中，研究者主要关注微生物基因的启动子、转录因子和调控元件等方面。

研究基因的表达和调控是为了深入了解基因在微生物生命过程中的作用和机制，进而为微生物的应用研究提供方向和思路。

微生物遗传学微生物遗传学是研究微生物的遗传现象、遗传变异以及遗传信息传递的科学领域。

微生物遗传学对于理解微生物的进化、适应能力以及对疾病和环境的响应至关重要。

本文将介绍微生物遗传学的基本概念、重要实验方法，以及在微生物研究和应用中的意义。

一、微生物遗传学概述微生物遗传学是遗传学学科中的一个重要分支，主要研究微生物的遗传变异、基因传递以及基因调控等现象。

微生物遗传学与人类和其他生物的遗传学类似，但由于微生物的特殊性，研究方法和技术也有一些独特之处。

微生物包括细菌、真菌、病毒和原生动物等单细胞或少细胞的微小生物。

不同的微生物具有不同的遗传特征和基因组结构，因此微生物遗传学的研究对象非常广泛。

微生物遗传学的发展不仅能够深化对微生物多样性和进化的理解，还对药物的研发、疾病的治疗以及环境的保护等方面有着重要的应用价值。

二、微生物遗传学的重要实验方法1. 转化（Transformation）转化是一种常用的基因传递方式，通过外源DNA片段的吸收和整合，使细菌或其他微生物细胞的遗传信息发生改变。

转化可以导入一些有益的基因，提高微生物的生物合成能力或抗生素产生能力；也可以导入一些抗菌基因，提高微生物对抗生物胁迫的能力。

2. 转座子（Transposon）插入转座子是一类可以在基因组中移动的DNA片段，转座子插入是一种特定的基因突变方式。

通过转座子插入实验，可以研究特定基因的功能、表达模式以及基因组的结构和稳定性。

转座子插入还可以用于菌株的遗传修饰，通过插入转座子来改变目标基因的表达水平。

3. 基因工程基因工程是一种利用遗传技术对微生物进行定向改造的方法。

通过重组DNA技术，可以将外源的基因导入微生物细胞中，使其表达所需的特定蛋白质。

基因工程在微生物制药、农业生产以及环境修复等领域有着广泛的应用。

三、微生物遗传学的意义和应用1. 微生物进化和多样性研究微生物遗传学研究可以揭示微生物的进化路径和多样性。

通过对不同微生物菌株和基因组的比较，可以了解它们的亲缘关系以及与环境的关联性，进一步推测微生物的进化历史和适应策略。

微生物遗传学的研究与应用微生物遗传学是研究微生物性状遗传和分子机制的学科，是生物学、生物技术和微生物学的交叉学科。

微生物遗传学的发展，对于解决医学、工业、环境以及农业等重要问题，具有极其重要的意义。

本文将探讨微生物遗传学的研究与应用。

一、微生物基因组研究微生物是非常重要的遗传材料来源之一，研究微生物基因组，可以揭示微生物的基本生理和代谢过程，预测微生物在环境中的作用，以及为微生物的应用提供重要的遗传资源。

目前，科学家们已经完成了许多微生物的基因组测序，例如大肠杆菌、链球菌、酵母菌等。

这些研究为微生物的病原性、代谢过程、生长环境、适应性等方面提供了深入理解的理论依据。

二、微生物生物合成的研究许多有用的生物产品是由微生物生物合成的，例如人类胰岛素、生长激素、抗生素等。

微生物遗传学的研究可以帮助科学家们深入了解这些产品的生物合成过程，进而提高生产效率和产品质量。

研究人员可以利用基因转移技术，将某些微生物愈合基因引入新的生产细胞中，从而提高生产质和效率。

此外，研究还可以揭示生长条件和生产方法之间的相互作用，进一步优化微生物的生产条件。

三、微生物基因工程技术微生物基因工程技术是微生物遗传学的一个重要分支，目的是通过基因的改变，改变微生物特性，以达到工业、医疗等领域的应用。

例如，利用基因工程技术改变细菌的代谢途径，可以生产出新的化学品；利用基因编辑技术改变病原微生物的生长特性，可以治疗疾病。

四、微生物的环境修复微生物在环境修复中有着重要的应用价值。

在生物肥料、臭氧层保护、土地重金属污染控制和水污染处理等方面，微生物都发挥了重要作用。

例如，通过利用基因工程技术改变微生物能力，使其分解环境中的不良物质，可以实现效果更佳的污染治理。

五、微生物工业的应用微生物可以用于制备食品、化工产品、药品等各种产品，其生物合成技术的高效性、低成本和环保性，使得微生物被广泛应用于工业生产中。

除此之外，微生物也在工业废水处理，环境污染控制、新能源发展等领域起到了重要的促进作用。