普通微生物学：第九章 微生物遗传

微生物学思考题第一章绪论1.微生物有哪五大共性，其中最基本的是哪一个，何故？微生物五大共性分别是：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。

其中最基本的特性是体积小，面积大。

微生物是一个突出的小体积大面积系统，从而赋予它们具有不同于一切大生物的五大共性，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，故而产生了其余四个共性。

巨大的营养物质吸收面和代谢废物的排泄面使微生物具有了吸收多，转化快，生长旺，繁殖快的特点。

环境信息的交换面使微生物具有适应强，易变异的特点。

而正是因为微生物具有适应强，易变异的特点，才能使其分布广，种类多。

2.为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人？（请不要简单罗列二个人的工作，而应该对他们的工作及意义进行评论）路易·巴斯德，主要贡献：①否认了“自生说”；②初步应用免疫学，利用预防接种法治疗疾病，给人类带来幸福；③证实了发酵作用与微生物活动有关；④发明了巴氏灭菌法。

④分离鉴定了引起家蚕蚕病杆菌并提出预防措施，被誊为微生物的奠基人。

罗伯特·柯赫,专门研究细菌，特别是病原菌，对微生物学有卓越贡献：①建立微生物学研究基本技术，被誉为细菌学技术之父。

②证实病害的病原菌学说（柯赫法则）。

具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。

发现了肺结核病的病原菌。

他们将微生物大的研究从形态描述推进到生理学研究阶段，揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，开辟了医学和工业微生物等分支学科。

巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人3.微生物包括哪几大类群？真核：酵母菌、霉菌、原生动物、单细胞藻类原核：真细菌(放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝细菌)、古细菌非细胞结构：病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)4.名词解释：微生物、种、菌株、型。

微生物遗传知识点总结一、微生物的遗传物质1.DNA：微生物的遗传物质主要是DNA（脱氧核糖核酸），DNA是微生物的基因组主要组成部分，承载了微生物的遗传信息。

2.RNA：微生物的遗传物质中还包括RNA（核糖核酸），RNA在微生物的蛋白质合成中起到重要的作用，有mRNA、tRNA和rRNA等不同类型。

3.质粒：微生物的遗传物质中还存在质粒，质粒是细胞外遗传物质，可以自主复制和传递，在微生物的分子遗传研究中具有重要的意义。

二、微生物的遗传变异1.突变：突变是指微生物遗传物质的突发性变异，包括点突变、插入突变和缺失突变等，突变会导致微生物表型的变化，包括对抗药物的耐药性等特征。

2.重组：重组是指微生物遗传物质的重组和重排，包括同一基因组内的DNA重组和来自不同基因组的DNA重组，重组可以导致各种遗传特征的变异和产生新的遗传组合。

3.外源基因的导入：微生物可以通过外源基因的导入来获得新的遗传特征，包括外源DNA的转化、噬菌体的侵染和质粒的转移等方式。

三、微生物的遗传传递1.垂直传递：垂直传递是指微生物遗传物质从父代到子代的传递，包括细菌的有丝分裂、芽生、孢子形成和病毒的感染传递等方式。

2.水平传递：水平传递是指微生物遗传物质在同一代的微生物个体之间的传递，包括细菌的共享基因池、DNA转化和连接转移等方式，可以导致微生物之间的基因交换和遗传多样性的增加。

四、微生物遗传的调控机制1.DNA修饰：微生物可以通过DNA修饰来调控基因的表达，包括DNA 甲基化和DNA腺苷酸修饰等方式，这些修饰可以影响基因的转录和翻译过程。

2.转录调控：微生物可以通过转录因子的结合和解离来调控基因的转录水平，包括正调控和负调控，这些调控作用可以响应内外环境的变化。

3.蛋白质修饰：微生物可以通过蛋白质的修饰来调控蛋白质的活性和稳定性，包括翻译后修饰和酶的磷酸化、乙酰化和甲基化等方式。

4. RNA干涉：微生物可以通过RNA干涉机制来调控基因表达，包括小分子RNA的介导和crispr-cas系统等方式，这些机制可以抑制或靶向性地破坏特定基因的表达。

微生物遗传知识点总结1. 细菌的遗传物质：细菌遗传物质主要为环状核糖体RNA（plasmid）和线状核糖体RNA（chromosome）。

环状核糖体RNA一般用来携带特定功能的基因，如抗药性基因等；线状核糖体RNA则包含了细菌的基本遗传信息。

2. 真菌的遗传物质：真菌的遗传物质为线状核糖体RNA （chromosome），真菌基因组（基因组大小较大）一般包含了细菌的基本遗传信息以及其他功能基因。

3.病毒的遗传物质：病毒遗传物质主要为DNA或RNA，可以是双链的或单链的。

病毒利用寄主细胞的复制机制进行自身的遗传，感染细胞后，病毒的基因会整合到宿主细胞的染色体上，成为细菌的一部分。

4.遗传修饰：微生物中常见的遗传修饰方式有化学修饰、DNA甲基化和结构修饰等。

这些修饰可以影响基因表达、DNA复制和修复等过程，从而影响微生物的遗传特征。

5.细菌的水平基因转移：细菌拥有多种水平基因转移机制，包括转染、共转移、转座子、转化等方式。

这些机制使得细菌能够快速适应环境变化，并具有快速产生新基因型的能力。

6.真菌的有性和无性生殖：真菌包括有性生殖和无性生殖两种方式。

有性生殖通过两个不同的配子的结合产生新的基因组，有助于增加基因的多样性；无性生殖则通过单个微生物细胞的分裂繁殖来维持和传递遗传信息。

7.病毒的突变：病毒突变是其遗传变异的主要方式。

突变可以是点突变（单个碱基的改变）、缺失突变（基因缺失）、插入突变（外源DNA插入）等方式，导致病毒的基因组结构和功能的改变。

8.抗药性的遗传机制：抗药性是微生物遗传的重要研究方向之一、细菌的抗药性主要通过基因的垂直传递和水平传递两种方式进行。

基因的垂直传递是指抗药性基因在细菌的染色体上遗传给后代细菌；水平传递则是指通过细菌间共享质粒等遗传物质，传递抗药性基因。

9.基因工程和生物技术：微生物遗传的研究对于基因工程和生物技术具有重要意义。

通过对微生物遗传物质进行改造和调控，可以实现基因的克隆、表达、突变和组合等操作，从而用于生物医学、农业、食品工业和环境保护等方面的应用。

微生物学主要知识点08微生物的遗传微生物的遗传是微生物学中的一个重要知识点，包括微生物的基因组结构、遗传物质的复制和转录、重组以及突变等方面。

了解微生物的遗传不仅可以帮助科学家研究微生物的进化和适应能力，还可以应用于微生物的工业生产和疾病防治等领域。

1.微生物的基因组结构：微生物的基因组由DNA组成，DNA通过多个螺旋体嵌入细胞的细胞核或质粒中。

微生物的基因组可以分为染色体和质粒两部分，质粒是一种较小的环状DNA。

染色体和质粒中都含有基因，基因通过编码蛋白质的方式决定了微生物的特征和功能。

2.遗传物质的复制和转录：微生物的DNA通过复制和转录的方式进行遗传物质的复制。

DNA复制是指将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子，从一个细胞传递到另一个细胞。

DNA转录是指根据DNA模板合成RNA的过程，RNA复制的结果是生成一个与DNA模板相对应的RNA分子。

这些RNA分子可以进一步转录成蛋白质。

3.重组：微生物的重组是指在微生物遗传物质中发生DNA片段的重新组合。

这种重组可以发生在同一染色体上的两个相同或不同的DNA片段之间，也可以发生在不同染色体或质粒之间。

微生物的重组有助于增加遗传多样性，并提高微生物的适应能力和进化速度。

4.突变：微生物的遗传中还会发生突变现象，突变是指DNA序列的改变。

突变可以是点突变，即DNA中的一个碱基替换为另一个碱基；也可以是插入和缺失，即DNA序列中添加或删除一个或多个碱基。

突变可能对微生物的生长和繁殖产生负面影响，也可能带来新的适应优势。

5.横向基因转移：微生物的遗传中还存在横向基因转移的现象。

横向基因转移是指将一个细胞（供体）中的基因转移到另一个细胞（受体）中，无需通过细胞分裂进行。

横向基因转移可以发生在同一物种的细菌之间，也可以发生在不同物种的细菌之间。

横向基因转移是微生物进化和适应性演化的重要驱动因素之一6.基因调控：微生物的基因表达受到一系列调控机制的控制。

免疫：指机体识别和清除抗原性异物，维护自身生理平衡和稳定的一种功能。

传统的免疫：人（或动物）机体对微生物的抵抗力和对同种微生物的再感染的特异性的防御力。

病原微生物：是指能够引起人体或动物体发生传染病的微生物。

疾病：机体在一定的条件下，受病因损害作用后，因自稳调节紊乱而发生的异常生命活动过程。

传染：指外源或内源性病原体突破其宿主的免疫防线（机械防御，非特异性免疫和特异性免疫）后在宿主的特定部位定植、生长繁殖或产生酶和毒素，从而引起一系列病理生理的过程。

外源性感染：指由来自宿主体外的病原菌所引起的感染。

传染源主要包括传染病患者、恢复期病人、健康带菌者、以及病畜、带菌动物、媒介昆虫等。

内源性感染：指少数细菌在正常情况下，寄生于人体内，不引起疾病。

当机体免疫力减低时，或者由于外界因素的影响，如长期大量使用抗生素引起体内正常菌群失调，由此而造成的感染称之为内源性感染。

侵袭力：指细菌病原菌突破宿主防御技能，以在其中进行生长繁殖和实现蔓延扩散的能力。

决定侵袭力的三个方面：1、吸附和侵入能力；2、繁殖与扩散能力；3、抵抗宿主防御能力。

外毒素：是某些革兰氏阳性病原菌和少数革兰氏阴性病原菌在生长繁殖期间不断合成并分泌到周围环境中的代谢产物，其化学本质通常是蛋白质，可选择作用于各自特定的组织器官，其具有抗原性强、毒性作用强和对某些理化因子敏感的特点。

如白喉毒素、破伤风毒素、肉毒毒素。

内毒素：是大多数革兰氏阴性细菌在生长繁殖期间不断合成但仅存在于胞内的，当细胞自溶或人工裂解后才释放的代谢产物，主要成分是脂多糖，没有器官特异性，抗原性弱，毒性低和热稳定，引起的症状基本相同，表现为发热、糖代谢紊乱、脏器出血，严重时出现中毒性休克。

类毒素：对外毒素进行脱毒处理后可获得失去毒性但仍保留其抗原性的生物制品。

抗毒素：若用类毒素注射机体后，使机体产生的对应外毒素具有免疫性的抗体。

非特异性免疫：又称天然免疫或先天性免疫，这种免疫机能可防卫任何外界异物对机体的侵入而不需要特殊的刺激或诱导，即对多种病原微生物都有一定的防御作用，没有特殊选择性。

第九章微生物生态内容提要：本章介绍微生物在土壤、水域、空气等自然一般环境和极端高温、低温、高酸、高碱、高压、高辐射等极端环境中的分布，极端环境微生物在极端环境中的适应机理，和微生物生态系中的基本规律。

微生物与微生物之间存在着互利、共生、竞争、寄生、拮抗、捕食等不同的关系，这些关系影响着不同微生物种群在自然环境中的消长。

微生物与植物之间发生着有益关系和有害关系，有些微生物可以为植物创造更好的营养和生存环境，抑制植物的病原微生物的生长与侵害；有些微生物确实植物的病原菌。

微生物生态系统有着生态系统的多样性、生态系统中微生物种群的多样性、生态系统的稳定性、生态系统具有适应性和被破坏后的修复能力、微生物生态系统中具有能量流、物质流和基因流。

微生物和地球上所有生命体一样，与客观环境相互作用，构成一个动态平衡的统一整体，并在其中有一定规律性地分布、发育和参与各种物质循环。

因此在一定的生态体系中，发育着不同特征性的微生物类群和数量，并在物质转化和能量转化中，呈现出各自不同的活动过程和活动强度。

这种特征不仅受环境因子的直接或间接影响，而且由微生物本身所具有的适应性所决定。

微生物生态学就是研究处于环境中的微生物，和与微生物生命活动相关的物理、化学和生物等环境条件，以及它们之间的相互关系。

微生物生态系即是在某种特定的生态环境条件下微生物的类群、数量和分布特征，以及参与整个生态系中能量流动和生物地球化学循环的过程和强度的体系。

研究微生物生态系，掌握微生物在其中的生命活动规律，可以更好地发挥它们的有益作用。

第一节自然环境中的微生物由于微生物本身的特性，如营养类型多、基质来源广、适应性强，又能形成芽孢、孢囊、菌核、无性孢子、有性孢子等等各种各样的休眠体，可以在自然环境中长时间存活；另外，微生物个体微小，易为水流、气流或其他方式迅速而广泛传播。

因此微生物在自然环境中的分布极为广泛。

从海洋深处到高山之巅，从沃土到高空，从室内到室外，除了人为的无菌区域和火山口中心外，到处可以发现有微生物存在。

微生物遗传学及其作用机制微生物遗传学是研究微生物基因的总体结构、变异、表达和传递等遗传学现象的学科。

微生物是生态环境中最为重要的组成部分之一，其生活方式、代谢和作用等都和其基因密切相关。

因此，微生物遗传学的研究对于深入了解微生物的基本生物学特性以及为人类正常生活和健康的维护提供了重要的科学支撑。

微生物基因的变异是微生物遗传学的关键研究问题之一。

微生物基因变异发生的主要原因包括突变、垂直遗传、水平遗传等。

突变是指遗传物质在复制过程中发生的不可避免的拷贝错误，造成遗传信息的改变。

垂直遗传是指在生殖过程中父母基因的遗传方式，即由一代传向下一代。

水平遗传是指不同个体之间通过共享遗传信息改变其表现或适应性，其中包括转移元件、质粒和噬菌体等因素。

这些三种形式的遗传变异使得微生物在环境适应、代谢关系、疾病传播等方面能够发挥广泛和多样化的作用。

在遗传变异基础上，微生物表达机制也成为了微生物遗传学另一重要的研究内容。

微生物的表达规律及表达调控机制对于单细胞生物的生存、发育、适应能力等方面的影响是极为重要的。

微生物表达机制指微生物内部遗传信息的编码、转录、翻译等规律和过程。

微生物表达规律包括RNA和蛋白质的合成，以及调控过程中的信号传递等。

微生物表达调控包括终止、调节、介导和降解等过程，这些都是决定微生物生存能力和适应环境的重要因素。

微生物遗传学研究涉及到了微生物的多个方面，包括代谢关系、致病性和环境适应力等。

在代谢方面，微生物利用其独有的代谢途径和合成酶来将环境物质转化为必要的功能分子。

在致病性方面，微生物在感染宿主过程中通过基因编剧、进化和新基因的增加等机制来使自身的致病特性得以优化，在维持其生存的同时使其对宿主产生危害。

在环境适应力方面，微生物通过基因表达和转移等策略适应特殊的环境条件，例如抗药、生长抑制物、温度和盐度等。

微生物遗传学的研究对于生物发育、传染病防治、资源开发和利用等多个领域都具有重要的意义。

通过对微生物的基因变异和表达调控机制的探究，我们可以更好地了解微生物在生态系统中的作用微观机制，发展新的新能源、新药和新基因治疗等领域，改善人类生活质量。