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微生物的遗传变异与育种(1)

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微生物 10-4、5、6第十章 微生物的遗传变异和育种

微生物 10-4、5、6第十章 微生物的遗传变异和育种

工程菌的稳定性问题

由工程菌产生的珍稀药物如：胰岛素、干扰素、 人生长激素、乙肝表面抗原、人促红细胞生成 素、重组链激酶等都已先后供应市场，不仅保 证了这些药物的来源，而且使成本大大降低。 但工程菌在发酵生产和保存过程中表现出不稳 定性，具体表现为：质粒的丢失；重组质粒发 生DNA片断脱落；表达产物不稳定。 工程菌的稳定与否，与重组质粒本身的分子组 成、宿主细胞生理和遗传性以及环境条件等因 素有关。
性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否 则生产或科研都无法正常进行。 影响微生物菌种稳定性的因素：a）变异；b）污染； c ）死亡。
一、菌种的衰退与复壮
衰退：菌种出现或表现出负变性状
菌种衰退的原因： ①大量群体中的自发突变
自发突变
纯菌种
不纯菌种
传代增殖
衰退菌种
原始个体
突变个体 菌种衰退的原因： ②分离现象。 菌种衰退的原因： ③培养条件与传代。
准性杂交育种
第五节 分子育种（基因工程育种）
一、基因工程 定义：在基因水平上，改造遗传物质，从而使 物种发生变异，创建出具有某种稳定新性状的 生物新品系。
特点：可设计性、稳定性、远缘性、风险性
二、基因工程的基本操作 获得目的基因
选择基因载体
体外重组 外源基因导入 筛选和鉴定
应用

通过基因工程改变后的菌株被称为“工程菌”， 工程菌已逐渐应用于药物的微生物发酵生产中， 主要有以下几个方面：①增加生物合成基因量而 增加抗生素产量；②导入强启动子或抗性基因而 增加抗生素产量；③把两种不同的生物合成基因 在体外重组后再导入受体而产生杂交抗生素；④ 激活沉默基因，以其产生新的生物活性物质或提 高抗生素产量；⑤把异源基因克隆到宿主中表达， 以期彻底改变生产工艺。

第八章-微生物的遗传变异与育种答案

第八章-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:具有转座作用得一段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得现象称为普遍转导。

3.准性生殖:就是一种类似于有性生殖,但比它更为原始得两性生殖方式,这就是一种在同种而不同菌株得体细胞间发生得融合,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:就是一种利用细菌营养缺陷型得回复突变来检测环境或食品中就是否存在化学致癌剂得简便有效方法5.局限转导:通过部分缺陷得温与噬菌体把供体得少数特定基因携带到受体菌中,并与后者得基因整合,重合,形成转导子得现象、6.移码突变:诱变剂使DNA序列中得一个或几个核苷酸发生增添或缺失,从而使该处后面得全部遗传密码得阅读框架发生改变、7、感受态:受体细胞最易接受外源DNA片段并能实现转化得一种生理状态、8、高频重组菌株:该细胞得F质粒已从游离态转变为整合态,当与F菌株相接合时,发生基因重组得频率非常高、9、基因工程:通过人工方法将目得基因与载体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得遗传性状得一种育种措施称基因工程。

10、限制性内切酶:就是一类能够识别双链DNA分子得特定序列,并能在识别位点内部或附近进行切割得内切酶。

11.基因治疗:就是指向靶细胞中引入具有正常功能得基因,以纠正或补偿基因得缺陷,从而达到治疗得目得。

12.克隆:作为名词,也称为克隆子,它就是指带有相同DNA序列得一个群体可以就是质粒,也可以就是基因组相同得细菌细胞群体。

作为动词,克隆就是指利用DNA体外重组技术,将一个特定得基因或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得作用有光复活作用与切除修复、2.基因组就是指一种生物得全套基因。

3.基因工程中取得目得基因得途径有 _____3_____条。

4.基因突变可分为点突变与染色体突变两种类型。

微生物的遗传变异与育种答案解析

微生物的遗传变异与育种答案解析

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。

微生物的遗传变异和育种要点︰四个概念︰遗传型表型

微生物的遗传变异和育种要点︰四个概念︰遗传型表型

第一節微生物的遺傳變異的概述遺傳和變異是生物體最本質的屬性之一。

所謂遺傳，講的是發生在親子間的關係，即指生物的上一代將自己的一整套遺傳因子穩定地傳遞給下一代的行為或功能，它具有極其穩定的特性。

而變異是指子代與親代之間的不相似性。

遺傳是相對的，變異是絕對的。

遺傳保證了物種的存在和延續，而變異推展了物種的進化和發展。

在學習遺傳、變異內容時，先應清楚掌握以下幾個概念︰（一）遺傳型又稱基因型，指某一生物個體所含有的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳訊息。

遺傳型是一種內在可能性或潛力，其實質是遺傳物質上所負載的特定遺傳訊息。

具有某遺傳型的生物只有在適當的環境條件下，透過自身的代謝和發育，才能將它具體化，即產生表型。

（二）表型指某一生物體所具有的一切外表特徵及內在特性的總和，是其遺傳型在合適環境下透過代謝和發育而得到的具體體現。

所以，它與遺傳型不同，是一種現實性。

（三）變異指在某種外因或內因的作用下生物體遺傳物質架構或數量的改變，亦即遺傳型的改變。

變異的特點是在群體中以極低的機率(一般為10-5～10-10)出現，性狀變化的幅度大，且變化后的新性狀是穩定的、可遺傳的。

（四）飾變指一種不涉及遺傳物質架構改變而只發生在轉錄、翻譯水準上的表型變化。

其特點是整個群體中的幾乎每一個體都發生同樣變化；性狀變化的幅度小；因其遺傳物質不變，故飾變是不遺傳的。

例如，Serratia marcescens(粘質沙雷氏菌)在25℃下培養時，會產生深紅色的靈杆菌素，它把菌落染成鮮血似的。

可是，當培養在37℃下時，群體中的一切個體都不產色素。

如果重新降溫至25℃，所有個體又可恢復產色素能力。

所以，飾變是與變異有著本質差別的另一種現象。

上述的S.marcescens產色素能力也會因發生突變而消失，但其機率僅10-4，且這種消失是不可恢復的。

從遺傳學研究的角度來看，微生物有著許多重要的生物學特性︰微生物架構簡單，個體易于變異；營養體一般都是單倍體；易于在成分簡單的合成培養基上大量生長繁殖；繁殖速度快；易于累積不同的最終代謝產物及中間代謝物；菌落形態特徵的可見性與多樣性；環境條件對微生物群體中各個體作用的直接性和均一性；易于形成營養缺陷型；各種微生物一般都有相應的病毒；以及存在多種處于進化過程中的原始有性生殖模式等。

微生物的遗传变异和育种

微生物的遗传变异和育种

第一节 微生物遗传的物质基础
三、基因表达 在所有的生物中，基因的主要功能是把遗传信息转变 为特定氨基酸顺序的多肽，从而决定生物性状的过程，这 一过程称为基因表达。基因表达包括以下两个步骤，首先 以DNA为模板，通过RNA聚合酶转录出mRNA（信使RNA）， 然后将mRNA的碱基顺序翻译成由相应氨基酸顺序组成的蛋 白质（图6-1)。
第一节 微生物遗传的物质基础
（四）核苷酸 各种遗传密码子储存着各自对应的信息，而单个核苷 酸或碱基则是密码子的组成单位，是基因突变的最小单位。 从绝大多数微生物的DNA组分来看，其分别由腺苷酸、胸 苷酸、鸟苷酸和胞苷酸4种脱氧核苷酸组成。其上的碱基 分别为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞 嘧啶（C）。
第一节 微生物遗传的物质基础
相结合。不论真核微生物的细胞核还是原核微生物细胞的 核区都是该微生物遗传信息的大本营和信息库，因此被称 为核基因组、核染色体组或简称基因组。再从细胞内的染 色体数目来看，不同的微生物的染色体数目差别很大，真 核微生物常有较多的染色体，如酵母菌属中有的种有17条 之多，而原核微生物中常只有一条裸露的环状DNA大分子 核酸，即一条染色体。
第一节 微生物遗传的物质基础
二、DNA的结构与复制 （一）DNA的结构 1953年，Watson和Crick首先提出DNA的结构模型，认 为DNA是由两条反向平行的多核苷酸组成的双螺旋结构， 两条多核苷酸链通过碱基间的氢键相结合。此结构已经扫 描隧道显微镜所证实。
第一节 微生物遗传的物质基础
（二）DNA的复制 在细胞分裂和传代的过程中，作为微生物遗传物质 的DNA必须准确无误地复制，才能使子代细胞含有相同的 遗 传 信 息 ， 以 保 持 物 种 的 稳 定 。 1 9 5 8 年 ， Meselson 和 Stahl用15N标记的碱基培养大肠杆菌，并定时取样分离DNA， 进行密度梯度离心。研究结果证明，DNA是以独特的半保 留方式进行复制的，即每一子代DNA分子的一条链来自亲 代，另一条链是新合成的。

北京大学 微生物 第十讲 微生物的遗传变异和育种

北京大学 微生物 第十讲 微生物的遗传变异和育种
溶源转变与转导有本质上的 溶源转变与转导有本质上的不同 （P229） ）
首先 它的温和噬菌体不携带任何供体菌的基因。 其次 这种噬菌体是完整的，而不是缺陷型的 溶源转变的例子是不产毒素的白喉棒杆菌， 该菌株在被β-噬菌体感染而发生溶源化时，会变 成产白喉毒素的致病菌株。
接合
通过供体菌与受体菌间细胞 相接触而传递大段DNA的过程。
第四节 基因工程
定义：(p236) 定义： 基因工程的基本操作： 基因工程的基本操作：
目的基因的选取 优良载体的选择 目的基因与载体DNA的体外重组 重组载体导入受体细胞 重组受体细胞的筛选和鉴定
第一节 生物遗传信息的载体 生物的遗传变异有无物质基础， 生物的遗传变异有无物质基础，何种物质可执行 遗传变异功能的问题。（蛋白质？核酸？ 。（蛋白质 遗传变异功能的问题。（蛋白质？核酸？）
（一）经典转化实验
三组对照说明转化因子的本质
（二）噬菌体感染实验
（三）植物病毒(TMV)的重建实验 植物病毒 的重建实验
（一）基因突变的类型
★依表型的改变分为： 依表型的改变分为： 营养缺陷型——因突变而丧失产生某种生物合成酶的能力， 因突变而丧失产生某种生物合成酶的能力， 营养缺陷型 因突变而丧失产生某种生物合成酶的能力 并因而成为必须在培养基中添加某种物质才能生长的突变 类型。 类型。 抗性突变型——因突变而产生了对某种化学药物或致死物 因突变而产生了对某种化学药物或致死物 抗性突变型 理因子的抗性 条件致死突变型——突变后在某种条件下可正常生长繁殖， 突变后在某种条件下可正常生长繁殖， 条件致死突变型 突变后在某种条件下可正常生长繁殖 而在另一条件下却无法生长繁殖的突变型 抗原突变型——因突变而引起的抗原结构发生改变 因突变而引起的抗原结构发生改变 抗原突变型 产量突变型—— 产量突变型 形态突变型—— 形态突变型

微生物的遗传变异和育种

微生物的遗传变异和育种

第七章微生物的遗传变异和育种第一节微生物的遗传变异的概述遗传和变异是生物体最本质的属性之一。

所谓遗传，讲的是发生在亲子间的关系，即指生物的上一代将自己的一整套遗传因子稳定地传递给下一代的行为或功能，它具有极其稳定的特性。

而变异是指子代与亲代之间的不相似性。

遗传是相对的，变异是绝对的。

遗传保证了物种的存在和延续，而变异推动了物种的进化和发展。

在学习遗传、变异内容时，先应清楚掌握以下几个概念：（一）遗传型又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。

遗传型是一种内在可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。

具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下，通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。

（二）表型指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是其遗传型在合适环境下通过代谢和发育而得到的具体体现。

所以，它与遗传型不同，是一种现实性。

（三）变异指在某种外因或内因的作用下生物体遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变。

变异的特点是在群体中以极低的概率(一般为10-5～10-10)出现，性状变化的幅度大，且变化后的新性状是稳定的、可遗传的。

（四）饰变指一种不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、翻译水平上的表型变化。

其特点是整个群体中的几乎每一个体都发生同样变化；性状变化的幅度小；因其遗传物质不变，故饰变是不遗传的。

例如，Serratia marcescens(粘质沙雷氏菌)在25℃下培养时，会产生深红色的灵杆菌素，它把菌落染成鲜血似的。

可是，当培养在37℃下时，群体中的一切个体都不产色素。

如果重新降温至25℃，所有个体又可恢复产色素能力。

所以，饰变是与变异有着本质差别的另一种现象。

上述的S.marcescens产色素能力也会因发生突变而消失，但其概率仅10-4，且这种消失是不可恢复的。

从遗传学研究的角度来看，微生物有着许多重要的生物学特性：微生物结构简单，个体易于变异；营养体一般都是单倍体；易于在成分简单的合成培养基上大量生长繁殖；繁殖速度快；易于累积不同的最终代谢产物及中间代谢物；菌落形态特征的可见性与多样性；环境条件对微生物群体中各个体作用的直接性和均一性；易于形成营养缺陷型；各种微生物一般都有相应的病毒；以及存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式等。

微生物的遗传变异和育种PPT课件

微生物的遗传变异和育种PPT课件
实验设计者
1952年，美国的莱德伯格夫妇
实验材料
E.coli K12
实验过程
Lederberg 的平板培养法
（四）突变的特点
不对应性 自发性 稀有性 独立性 诱变性 稳定性 可逆性
核基因组
真核生物的 有核膜包裹的真核
(DNA+组蛋白)
原核生物的 无核膜包裹的核区
(环状双链DNA)
线粒体
真核生物的
细胞质基因 共生生物
叶绿体等
核外染色体
2um质粒等 F因子(F质粒)
R因子(R质粒)
原核生物的
Col质粒
Ti质粒 巨大质粒
降解性质粒等
原核生物的质粒
1. 质粒的定义
•指游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制 能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子，即 cccDNA(circular covalently closed DNA)。
4）Ti质粒 (tumor inducing plasmid)
Agrobacterium tumefaciens（根
癌土壤杆菌）从一些双子叶植物的受 伤根部侵入，最后在其中溶解，释放 出Ti质粒，其上的T-DNA片段与植物 细胞中的核染色体组发生整合，合成 正常菌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。
自发突变几率 一般在10-6~10-9范围内；
突变率为10-9的含义
抗性突变是最常见的突变类型；
细菌产生抗药性的途径 基因突变 抗药性质粒的转移 生理适应
由基因突变引起的抗药性的原因？
两种观点：
突变的性状与引起突变的原因间呈对应 性 — 抗性突变株的产生是由环境因素 诱发出来的，属定向变异；

微生物遗传变异和育种

微生物遗传变异和育种
明显有别于原始菌株的突变株。
★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

微生物第七章总结

微生物第七章总结
（三）植物病毒重建实验：将TMV（烟草花叶病毒）放在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将它的蛋白质外壳与RNA核心相分离。结果发现裸露的RNA也能感染烟草，并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离到完整的TMV粒子。
二，遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式
（一）7个水平
1.细胞水平：真核和原核微生物的大部分DNA都集中在细胞核或核区中。
1.光复活作用：把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下时，就可以出现明显降低其死亡率的现象，即光复活作用。经了解，经UV照射后带有嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗下会被一种光激活酶——光解酶结合，这种复合物在300-500nm可见光下时，此酶会因获得光能而激活，并使二聚体重新分解成单体。
2.切除修复：是活细胞内一种用于被UV等诱变剂损伤后DNA的修复方式之一，又称暗修复。，这是一种不依赖可见光，只通过酶切作用去除嘧啶二聚体，随后重新合成一段正常DNA链的核酸修复方式。
1.Luria等的变量试验2.Newcombe的涂布试验3.Lederberg等的影印平板培养法。实验过程详见书P204-206
（五）基因突变及其机制：基因突变的机制是多样的，可以是自发的或诱发的，诱发的又可分仅影响一对碱基对的点突变和影响一段染色体的畸变。
1. 诱发突变：简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理，化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂。
1.诱变育种的基本环节：见书P214
2.诱变育种中的几个原则：
（1）选择简单有效的诱变剂 艾姆氏实验：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方法。
（2）挑选优良的出发菌株 出发菌株：就是用于育种的原始菌株。

微生物遗传育种名词解释(一)

微生物遗传育种名词解释(一)

1、工业微生物菌种：在大规模培养条件下，批量商业性获得微生物细胞或其代谢产物过程中所使用的微生物菌株；或利用微生物特定代谢过程，规模化加工或转化特定底物或环境物料的微生物菌株。

2、天然菌种：通过自然筛选和分离获得的工业菌种。

3、诱变菌种：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，获得产量或/ 和性状改善的工业菌种。

4、重组菌种：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。

3、染色体畸变：是指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化。

包括缺失、重复、倒位和易位。

①缺失：指染色体片段的丢失。

②重复：指染色体片段的二次出现。

③倒位：指染色体的片段发生了180°的位置颠倒，造成染色体部分阶段的位置顺序颠倒，极性相反。

④易位：指一个染色体的一个片段连接到另一个非同源染色体上。

4、基因突变：指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核苷酸的缺少、插入或置换。

①碱基置换：DNA链上一个碱基对被另一碱基对所取代。

（注意转换和颠换的区别）②移码突变：在DNA序列中由于一对或少数几对核苷酸的插入或缺失而使其后全部遗传密码的阅读框架发生移动，进而引起转录和翻译错误的突变。

5、错义突变：一对碱基的改变使某氨基酸的密码子变为另一氨基酸密码子的突变。

无义突变：一对碱基的改变使某氨基酸的密码子变为终止密码子的突变。

6、形态突变型：指细胞个体形态或菌落形态改变的突变型。

7、营养缺陷型：野生型菌株由于基因突变而丧失合成一种或几种生长因子能力的突变株。

8、抗性突变型：由于基因突变而产生的对某些化学药物、致死物理因子或噬菌体具有抗性的变异菌株叫抗性突变株。

9、致死性突变型：由于基因突变而导致个体死亡的突变型。

10、条件致死性突变型：在某种条件下可以正常繁殖并呈现其固有的表型，而在另一条件下却是致死的突变型叫条件致死突变型。

11、产量突变型：所产生的代谢产物的产量明显有别于原始菌株的突变株称产量突变型。

第八章微生物的遗传变异与育种ppt课件

第八章微生物的遗传变异与育种ppt课件

（8） 易于形成营养缺陷型；
（9） 各种微生物一般都有相应的病毒；
（10） 存在多种处于进化过程中的原始有性 其它许多主要的生物学基本理 论问题中最热衷的研究对象。
❖对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物 学和生物工程学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理 论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、 从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。
（movable gene）。
转座因子
定义：可在DNA链上改变自身位置的一段DNA序列。
原核生物中的转座子类型 转座的遗传效应
插入（IS）序列
转座子(Tn)
特殊病毒（Mu噬 菌体）
插入序列（IS，insertion sequence)
分子量最小（仅0.7~1.4kb），只有引起转座的转座酶基 因而不含其它基因，具有反向末端重复序列。已在染色体、 F因子等质粒上发现IS序列。E . coli的F因子和核染色体组 上有一些相同的IS，通过这些同源序列间的重组，就可使 F因子插入到E . coli的核染色体组上，形成Hfr菌株。因IS 在染色体组上插入的位置和方向的不同，其引起的突变效 应也不同。IS被切离时引起的突变可以回复，如果因切离 部位有误而带走IS以外的一部分DNA序列，就会在插入部 位造成缺失，从而发生新的突变。
第八章 微生物的遗传变异与育种
➢ 第一节 遗传变异的物质基础 ➢ 第二节 微生物的基因组结构 ➢ 第三节 质粒和转座因子 ➢ 第四节 基因突变及修复 ➢ 第五节 基因重组 ➢ 第六节 微生物育种 ➢ 第七节 菌种的衰退、复壮与保藏
遗传与变异的概念
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
❖ 遗传：亲代将自身一整套遗传因子传递给下一代的行为和 功能，

微生物的遗传变异和育种名词解释1转导2流产转导3

微生物的遗传变异和育种名词解释1转导2流产转导3

第七章微生物的遗传变异和育种一、名词解释：1.转导2.流产转导3.局限性转导4.普遍性转导5.转导噬菌体6.突变7.移码突变8.点突变9.自发突变10.诱变剂11.转化12.感受态13.基本培养基14.完全培养基(CM)15.光复活作用(或称光复活现象)16.转座子(Tn)17.基因工程18.基因19.突变20.接合21.转化子22.转导子23.F 菌株24.Hfr 菌株25.F+菌株26.F-菌株27.诱变育种28.抗性突变型29.营养缺陷型30.野生型菌株31.染色体畸变32.准性生殖33.异核体34.基因组35.同义突变36.原生质融合二、填空题1.证明DNA是遗传物质的事例很多，其中最直接的证明有（）、（）、（）三个经典实验。

2.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（）。

3.大肠杆菌基因组为双链环状的（），在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小形式存在于细胞中，该小体被称为（）。

4.酵母菌基因组最显著的特点是（），酵母基因组全序列测定完成后，在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序列，并称之为（）。

5.质粒通常以（）的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中，但从细胞中分离的质粒大多是3种构型，即（）型、（）型和（）型。

6.转座因子可引发多种遗传变化主要包括（）、（）和（）。

7.在（）转导中，噬菌体可以转导给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。

8.细菌的结合作用是指细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的（）和过程9.线粒体遗传特征的遗传发生在核外和有丝分裂和减数分裂过程以外，因此它是一种（）遗传。

10.丝状真菌遗传学研究主要是借助有性过程和（）过程，并通过遗传分析进行的，而（）是丝状真菌，特别是不产生有性孢子的丝状真菌特有的遗传现象。

11.DNA分子中一种嘧啶被另一种嘌呤取代称为（）。

12.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（）。

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➢ 原核生物的基因重组 ➢ 真核生物的基因重组
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基因重组：
把两个不同性状个体内的遗传基因 转移到一起，经遗传物质重新组合后， 形成新遗传型个体的方式。
基因重组——分子水平的杂交
一般杂交——细胞水平
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一、原核生物的基因重组
（一）转化（transformation)
概念：
受体菌(receptor)直接吸收来自供体菌 (donor)的DNA片段，通过交换，将其整合到 自己的基因组中，再经复制就使自己变成一 个转化子(transformation)。
第七章 微生物的遗传变异与育种
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1
第二节 基因突变与诱变育种
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2
一、基因突变： （一）突变类型：
细胞形态
形态突变型 菌落形态
营养缺陷型
生化突变型 抗性突变
按
抗原性突变（包括细胞内部、表面成分的
表 型 分
改变） 致死性突变型（合成关键性酶的基因发生了突变，则表现
出致死突变） 条件致死突变型：如突变为温度敏感型（37℃死， 25℃
变对象内的遗传物质（DNA）的分 子结构发生改变，引起性状变异并 通过筛选获得符合要求的变异菌株 的一种育种方法。
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2. 诱变剂：
1） 概念：凡能提高基因突变频率的理化因素。
2）种类： 物理因子（phisical agents) 化学因子(chemical agents) 转座子(transposable elements)
物理诱变剂：U.V、χ、γ、快中子、超声波等。
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化学诱变剂：
• 氮芥、硫酸二乙酯、亚硝基胍、NTG、 叠氮胸腺嘧啶（AIT）、吖啶类染料等；
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9
Ames test：对化学诱变剂做检测
菌种：鼠伤寒沙门氏 菌his-；组氨酸营养缺 陷型，对诱变剂敏感。
原理：利用组氨酸营 养缺陷型鼠伤寒沙门 氏菌his-易回复突变的 性能； 突变菌株 （his-）在基本培养基 上不长；而发生回复 突变则能够生长。
这种受体菌接受供体菌的DNA片段而 获得部分新的遗传性状的现象，称转化或转 化作用。
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转化的全过程（以噬菌体为例）
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（二）转导(transduction)
概念：
以噬菌体为媒介，把供体细胞的DNA 片段携带到受体细胞中，通过交换与整合， 从而使后者获得前者部分遗传性状的现象， 称为转导。获得新遗传性状的受体细胞， 称转导子。
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3. 过程
1）菌丝联结（anastomosis）; Байду номын сангаас）形成异核体（heterocaryon）;
细胞质、核交流形成异核菌丝体。 3）核配（caryogamy)形成杂合二倍体;
特点：频率低，10-5～10-7 促成：樟脑熏蒸、紫外、高温 4）体细胞交换和单倍体化
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• 微生物菌种保藏的原理是在低温、干燥、 隔绝空气和断绝营养等环境条件下， 是 菌体处于代谢不活跃状态。
使遗传性状不同的两细胞的原生质 体发生融合，并发生遗传重组以产生融合子 （fusant）的过程。
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过程：
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二、真核微生物的基因重组
（一）有性杂交
一般指性细胞间的接合和随之发生的 染色体重组，并产生新遗传型后代的一种育 种技术。
凡是能产生有性孢子的酵母菌或霉菌， 原则上都能采用与高等动、植物杂交育种相 似的有性杂交方法进行育种。
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二、突变与育种 （一）自发突变与生产育种
1.生产选育：群体培养中个别的变异个体表现出
生长优势，发现突变种后，随时分离、纯化。
2.定向培育：用特定的环境长期处理某一微生物
群体,同时不断对其移种、传代，以达到积累 和选择合适的自发突变 体的一种育种方法.
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（二）诱变育种
1. 概念： 诱变育种是用物理或化学的诱变剂使诱
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Ames test 方法示意图
方法：纸片点试法——在不含组氨酸的培养基上涂布组氨酸 营养缺陷菌株（His-）的菌液，将浸有待测物的纸片贴在其 上，观察纸片周围是否有菌生长。
用途：用于检测食品、饮料、药物和饮水等样品的中致癌物
优点：简便、快速、灵敏、准确
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第三节 基因重组
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（三）接合(conjugation)
概念：
供体与受体细胞直接接触，借性菌毛传 递大段DNA的过程。在受体细胞中发生交换、 整合，使之获得供体菌的遗传性状的现象，称 为接合。通过接合而获得新性状的受体细胞就 称接合子。
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（四）原生质体融合（protoplast fusion）
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（二）准性杂交（parasexual hybridization）
1. 准性生殖 同种异株的两个体细胞融合，不经
减数分裂而导致低频基因重组发生的一 种繁殖方式。（单倍体体细胞重组）
2. 准性生殖的意义： 对一些没有有性过程但有重要生产价
值的半知菌来说，准性生殖提供了一个重 要的手段。如构巢曲霉。
活）
其它突变型：毒力突变、糖发酵突变、产量、产品突变等
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温度敏感型突变
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（二）突变的特点：
1）不对应性：环境与变异无对应性 2）自发性：非人为的诱变因素下发生 3）稀有性：生物体的自发突变率为10-10～10-12 4）独立性：一个基因的突变对其它基因突变无
影响 5）诱变性：诱变剂可提高突变率10~105倍 6）稳定性：突变性状稳定、可遗传 7）可逆性：有回复突变