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）
4．Alfred 和Martha Chase用P32标记T2噬菌体的DNA，用S35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. Fraenkel Conrat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。
一 名词解释
1 突变:泛指细胞内(或病毒颗粒内)遗传物质分子结构或数量发生可遗传的变化,他是一种遗传状态,往往引起新的等位基因的形成和新的表型
2 表型:指一个生物体(或细胞)可以观察到的性状或特征,是特定的基因型和环境相互作用的结果
3 抗性突变:指由于发生基因突变而对某些化学药物.致死物理因子或噬菌体产生抗性的变异菌株.抗性突变型包括抗药性突变型.抗噬菌体突变型.抗辐射突变型.抗高温突变型,抗高浓度酒精突变型.抗高渗透压突变型等
4 基因重组:凡把两个不同形状个体内的遗传物质转移到一起,经过遗传分子间的重新组合,形成新遗传个体的方式
5 诱变育种:用物理和化学等因素，人为的对出发菌株进行诱变处理，然后运用合理的筛选方案和适当的筛选方法把符合要求的优良的变异菌株筛选出来的一种方法
6 营养缺陷型：某一野生菌株由于发生基因突变而丧失合成一种或多种生长因子的能力，因而不能在基本培养基上生长繁殖的变异类型。主要有氨基酸缺陷型、维生素缺陷型、嘌呤嘧啶缺陷型。
二 解答题
1 筛选生物活性物质产生菌的成功因素有哪些，并简述筛选的一般思路
因素：（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，选择筛选方案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，了解所需菌生长培养特性；
（2）采样：有针对性的采取样品；
（3）增殖：人为的通过控制养分或培养条件，使所需菌种增殖后，在数量上占优势；
（4）分离：利用分离技术得到纯种
（5）发酵性能的测定：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、产品品种质量、耐受最高温度、生长和发酵最适PH、提取工艺等
2 微生物遗传育种工作中突变产生的突变类型有哪些？
3 突变引起的遗传性状有哪几种类型？
答：（1）形态突变型：指发生在细胞个体形态或菌落形态改变的突变型，是一种可见的突变；
1 《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
2 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
1 离子注入微生物诱变育种的研究与应用进展
郝瑶 11生工1班 20110801111
摘 要： 离子束作为一种新的诱变源虽然在微生物上的应用起步较晚，但成果显著。这项技术适用于多种微生物，也可以和其它方法结合对菌种进行复合诱变。这一技术在对微生物诱变育种的研究中，表现出比传统诱变方法高的诱变效率，利用离子注入进行微生物菌种改良已在生产实践中得到广泛的应用，并取得了显著的经济效益和社会效益。该研究对离子注入微生物诱变育种的理论研究进展和实际应用情况进行了综述。
关键词： 离子注入；微生物育种；诱变；综述
1 引 言
离子束作为一种生物品种改良的新技术是由中国科学院等离子体物理研究所[1-2]于1986年开创的,经过近30年的发展,这方面的研究无论在理论上还是实际应用上都取得了一定的进展,已在诱变育种、植物转基因、生命起源和进化以及环境辐射与人类健康等方面取得了一些重要的阶段性研究结果,其中在微生物诱变育种的研究中,利用离子注入进行微生物菌种改良已在生产实践中得到广泛的应用，并取得了较好的研究成果和良好的生产效益[3]。经过近20多年的发展,无论从理论上还是实际应用中,离子束生物技术已在诱变育种、创造生物体新种质的实用技术研究中取得了一定的进展,为生物的遗传改良开辟了新途径。
2 离子束生物技术的机理和优点
2.1 离子束生物技术的作用机理
借助于低能离子注入技术使生物体的特征特性发生本质变化,进而对生物体进行遗传改良是离子束生物技术的主导思想,离子生物技术是将能量为几万至几十万伏的离子束射入生物体内,在离子束的能量、质量和电荷三因素作用下,使基因产生突变,再从这些变异的种子中选出优良变异种质,经过培育而成为新品种。因此,能量、质量、电荷成为离子束生物技术作用的核心,能量沉积效应[4]、质量沉积效应[5]、电荷交换效应[6]是目前离子束生物技术的主要理论依据。其中,能量沉积指注入的离子与生物体大分子发生一系列碰撞并逐步失去能量,而生物大分子逐步获得能量进而发生键断裂、原子被击出位、生物大分子留下断键或缺陷的过程;质量沉积指注入的离子与生物大分子形成新的分子;动量传递会在分子中产生级联损伤;电荷交换会引起生物分子电子转移造成损伤,从而使生物体产生死亡、自由基间接损伤、染色体重复、易位、倒位或使DNA分子断裂、碱基缺失等多种生物学效应。
