(完整版)微生物学第八章微生物遗传学
第十九授课单元
一、教学目的：
1.掌握遗传与变异的概念，了解遗传性变异与饰变的区别
2.了解遗传变异的物质基础
3.掌握质粒的定义、质粒的结构、检测方法、特性和主要类型
二、教学内容：
1.引言
遗传与变异的概念，遗传性变异与饰变的区别
2.第一节：遗传变异的物质基础
1）.转化实验
2）.噬菌体感染实验
3）.植物病毒的重建实验
3.第二节：质粒
1）.质粒的定义和特点
2）.质粒的分离和鉴定
3）.质粒的分类和典型质粒介绍
4．第三节基因突变的规律与类型
一、突变
三、教学重点、难点及处理：
重点
1.遗传变异的物质基础
3个经典实的微生物学验证实了DNA和RNA是遗传物质。
1)经典转化实验：证明DNA是遗传变异的物质基础。
2)噬菌体感染实验：证明DNA是遗传变异的物质基础。
3)植物病毒的重建实验：说明病毒蛋白质的特性为它的核酸所决定，而不是由蛋
白质所决定。证明核酸（RNA）是遗传的物质基础。
2..质粒的定义
质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。
附加体：指那些既可以整合到核染色体上，作为染色体的一部分而进行复制，又可以再游离出来或携带一些寄主的染色体基因游离出来，这类质粒被称为附加体。
3．质粒的分子结构
通常以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到
1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）
4．质粒的分离
方法很多，主要介绍碱提取法，其步骤如下：
①菌体的培养和收集：一般采用丰富培养基对菌体进行培养，当细胞生长到指数期后期时，离心收集细胞。
②溶菌：一般用溶菌酶去壁以形成原生质体或原生质球。
③碱变性处理：在SDS等表面活性剂存在下加NaOH液使pH升至12.4，可使菌体蛋白质、染色体DNA以及质粒DNA变性。
④质粒复性：加入pH4.8的KAc-HAc缓冲液，将提取液调至中性，由于质粒分子量小而容易复性，并稳定存在于溶液中；染色体DNA分子量太大，在复性过程中形成DNA之间的交联导致其形成更大分子的不溶性物质。
⑤离心分离：经高速离心可以使细胞碎片和已变性的菌体蛋白及染色体DNA一起沉淀，上清液中主要是质粒DNA，经乙醇沉淀后，可获得质粒DNA。
5．质粒的检测
提取所有胞内DNA后电镜观察；超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察；对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。
对于由于三种构型同时存在时造成的多带现象（提取质粒时造成或自然存在），可以进行特异性单酶切，使其成为一条带。
6．质粒的特性
位于核基因组外；cccDNA（链霉菌和酵母菌中发现了线状dsDNA质粒和RNA质粒）；自主复制；
有的质粒可整合到核染色体上；可重组（质粒与质粒间，质粒与染色体间）；
人为消除（丫叮类，UV，电离辐射，高于最适温度，利福平等）
有的质粒可在细胞间转移（F因子，R因子）；
质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从而使宿主得到生长优势
7．质粒的分类和主要类型
7.1分类
6.1.1根据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效来分：
致育因子（Fertility factor，F因子）
抗性质粒（Resistance factor，R因子）
产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid）
毒性质粒（virulence plasmid）
代谢质粒（Metabolic plasmid）
隐秘质粒（cryptic plasmid）
2μm质粒
7.1.2 根据拷贝数或复制特点，质粒可分为：
高拷贝数（high copy number）质粒（每个细胞中可以有10~100个拷贝）如ColE1、ColE2
等——松弛型质粒(relaxed plasmid)
低拷贝数（low copy number）质粒（每个细胞中只有1~2个拷贝）如F因子，R100——严谨型质粒(stringent plasmid)
7.1.2 根据质粒复制的宿主范围，质粒可分为：
窄宿主范围质粒(narrow host range plasmid)（只能在一种特定的宿主细胞中复制）
广宿主范围质粒(broad host range plasmid)（可以在许多种细菌中复制）
7.2．主要类型
主要讲解以下几种类型：即
（1）致育因子(Fertility factor，F因子) （参见P197）
又称F质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。
携带F质粒的菌株称为F+菌株（相当于雄性），无F质粒的菌株称为F-菌株（相当于雌性）。
F因子能以游离状态(F+)和以与染色体相结合的状态(Hfr)存在于细胞中，所以又称之为附加体(episome)。
（2）抗性因子（Resistance factor，R因子）（参见P197）
包括抗药性和抗重金属二大类，简称R质粒。
抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。
R100质粒(89kb)可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：汞（mercuric ion ，mer）、四环素（tetracycline，tet ）、链霉素(Streptomycin, Str)、磺胺(Sulfonamide, Su)、氯霉素(Chlorampenicol, Cm)、夫西地酸（fusidic acid，fus）负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。
（3）Col 质粒：产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid）
细菌素：许多细菌都能产生某些代谢产物，抑制或杀死其他近缘细菌或同种不同菌株，因为这些代谢产物是由质粒编码的蛋白质，不象抗生素那样具有很广的杀菌谱，所以称为细菌素（bacteriiocin）。细菌素种类很多，都按其产生菌来命名，如大肠杆菌素、枯草杆菌素、乳酸菌素、根瘤菌素等。
细菌素结构基因、涉及细菌素运输及发挥作用（processing）的蛋白质的基因、赋予宿主对该细菌素具有“免疫力”的相关产物的基因，一般都位于质粒或转座子上，因此，细菌素可以杀死同种但不携带该质粒的菌株。
细菌素抗生素
抑制或杀死，甚至同种不同株的细菌较广的抗菌谱
通过核糖体直接合成的多肽类物质一般是次级代谢产物
编码细菌素的结构基因及相关的基因一般位于质粒或转座子上
一般无直接的结构基因，相关酶的基因多在染色体上
细菌素一般根据产生菌的种类进行命名：
大肠杆菌（E. coli）产生的细菌素为colicins（大肠杆菌素），而质粒被称为Col质粒。
大肠杆菌素是产自大肠杆菌的一种蛋白质，具有专一性地杀死其亲缘关系很近的、不具Col质粒的其它肠道细菌的功能。
由G+细菌产生的细菌素或与细菌素类似的因子与colicins有所不同，但通常也是由质粒基因编码，有些甚至有商业价值，例如一种乳酸细菌产生的细菌素NisinA能强烈抑制某些G+细菌的生长，而被用于食品工业的保藏。
（4）毒性质粒（virulence plasmid）
许多致病菌的致病性是由其所携带的质粒引起的，这些质粒具有编码毒素的基因，其产物对宿主（动物、植物）造成伤害。
产毒素大肠杆菌是引起人类和动物腹泻的主要病原菌之一，其中许多菌株含有为一种或多种肠毒素编码的质粒。
苏云金杆菌含有编码δ内毒素(伴孢晶体中)的质粒
根癌土壤杆菌所含Ti质粒是引起双子叶植物冠瘿瘤的致病因子
（5）代谢质粒（Metabolic plasmid）
质粒上携带有利于微生物生存的基因，如能降解某些基质的酶，进行共生固氮，或产生抗生素（某些放线菌）等。
降解质粒：将复杂的有机化合物降解成能被其作为碳源和能源利用的简单形式，环境保护方面具有重要的意义。
假单胞菌：具有降解一些有毒化合物
TOL质粒：含分解甲苯的基因；
CAM-OCT质粒：含分解樟脑辛烷的基因
（6）隐秘质粒（cryptic plasmid）
隐秘质粒不显示任何表型效应，它们的存在只有通过物理方法，例如用凝胶电泳检测细胞抽提液等方法才能发现。
在应用上，很多隐秘质粒被加以改造作为基因工程的载体（一般加上抗性基因）
（7）2μm质粒
大多数酵母菌含有一种称为2μm的质粒,重点介绍2μm质粒的特征和意义。
特征：它们是闭环的双链DNA分子，周长约2μm（6318bp），以高拷贝数存在于酵母
细胞中，每个单倍体基因组含60～100个拷贝，约占酵母细胞总DNA的30％；各约600bp 长的一对反向重复顺序。由于反向重复顺序之间的相互重组，使2μm质粒在细胞内以两种异构体（A和B）形式存在。该质粒只携带与复制和重组有关的4种蛋白质的基因，不赋予宿主任何遗传表型，属隐蔽性质粒。
意义：2μm质粒是酵母菌中进行分子克隆和基因工程的重要载体，因此以它为基础构建的克隆和表达载体已得到广泛的应用。另一方面，该质粒也是研究真核基因调控和染色体复制的一个十分有用的模型
难点：
1.遗传性变异与饰变的区别：
饰变（modification）：表型的差异只与环境有关。不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型改变。
特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为。
变异：（遗传型变异, 基因突变）遗传物质改变，导致表型改变。
特点：遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常为10-6-10-9）。
主要通过基因型、表现型、环境等的相互联系进行介绍。
2.质粒的特性
质粒是存在于染色体之外的能进行自主复制的细胞质遗传因子。通过讲解质粒
的结构、复制方式等来介绍其特征。
四、教学方法与手段：
这一节的内容十分抽象。对于三个经典的实验，可以通过遗传物质的探索过程以及实验方式的进步和对实验结果的分析揭示出来。变异与饰变可以通过环境与适应性来阐述。其余的内容可以课件展示和讲解来帮助理解。
五、板书设计：
1．遗传与变异
遗传（inheritance）：亲代与子代相似。
变异（variation）：亲代与子代、子代间不同个体不完全相同。
2．遗传型和表型
遗传型（genotype）：生物的全部遗传因子及基因（生物发育的可能性）。
表型( phenotype )：具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。（具体化）
3．变异与饰变
饰变（modification）：表型的差异只与环境有关。不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型改变。
特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为。
变异：（遗传型变异, 基因突变）遗传物质改变，导致表型改变。
特点：遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常为10-6-10-9）。
第一节遗传变异的物质基础
一、3个经典实验（参见P193）
1．经典转化实验：证明DNA是遗传变异的物质基础。
2．噬菌体感染实验：证明DNA是遗传变异的物质基础。核酸是遗传的物质基础。
3．植物病毒的重建实验：RNA是遗传变异的物质基础。
二、遗传物质在细胞内存在的部位和方式（周德庆p192-197；自学）
第二节质粒（P196）
1.质粒的定义
质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。
附加体：指那些既可以整合到核染色体上，作为染色体的一部分而进行复制，又可以再游离出来或携带一些寄主的染色体基因游离出来，这类质粒被称为附加体。
2．质粒的分子结构：主要是共价闭合环状的双链DNA，也发现有线型，RNA
质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）
3．质粒的分离:：碱提取法
4．质粒的检测
5．质粒的特性
位于核基因组外；cccDNA（链霉菌和酵母菌中发现了线状dsDNA质粒和RNA质粒）；自主复制；
有的质粒可整合到核染色体上；可重组（质粒与质粒间，质粒与染色体间）；
人为消除（丫叮类，UV，电离辐射，高于最适温度，利福平等）
有的质粒可在细胞间转移（F因子，R因子）；
质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从而使宿主得到生长优势
6．质粒的分类和主要类型
6.1分类
6.1.1根据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效来分：
致育因子（Fertility factor，F因子）
抗性质粒（Resistance factor，R因子）
产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid）
毒性质粒（virulence plasmid）
代谢质粒（Metabolic plasmid）
隐秘质粒（cryptic plasmid）
2μm质粒
6.1.2 根据拷贝数或复制特点，质粒可分为：
高拷贝数（high copy number）质粒（每个细胞中可以有10~100个拷贝）如ColE1、ColE2
等——松弛型质粒(relaxed plasmid)
低拷贝数（low copy number）质粒（每个细胞中只有1~2个拷贝）如F因子，R100——严谨型质粒(stringent plasmid)
6.1.2 根据质粒复制的宿主范围，质粒可分为：
窄宿主范围质粒(narrow host range plasmid)（只能在一种特定的宿主细胞中复制）
广宿主范围质粒(broad host range plasmid)（可以在许多种细菌中复制）
6.2．主要类型
主要讲解以下几种类型：即
（1）致育因子(Fertility factor，F因子) （参见P197）
（2）抗性因子（Resistance factor，R因子）（参见P197）
包括抗药性和抗重金属二大类，简称R质粒。
（3）Col 质粒：产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid）
细菌素：许多细菌都能产生某些代谢产物，抑制或杀死其他近缘细菌或同种不同菌株，因为这些代谢产物是由质粒编码的蛋白质，不象抗生素那样具有很广的杀菌谱，所以称为细菌素（bacteriiocin）。细菌素种类很多，都按其产生菌来命名，如大肠杆菌素、枯草杆菌素、乳酸菌素、根瘤菌素等。
（4）毒性质粒（virulence plasmid）
苏云金杆菌含有编码δ内毒素(伴孢晶体中)的质粒
根癌土壤杆菌所含Ti质粒是引起双子叶植物冠瘿瘤的致病因子
（5）代谢质粒（Metabolic plasmid）
假单胞菌：具有降解一些有毒化合物
TOL质粒：含分解甲苯的基因；
CAM-OCT质粒：含分解樟脑辛烷的基因
（6）隐秘质粒（cryptic plasmid）
（7）2μm质粒
意义：
六、思考题：
1.定义：基因型、表现型、质粒（cccDNA）、细菌素
2.变异与饰变的区别
3.质粒的特性及主要类型
4. 2μm质粒的特征及意义。
第二十授课单元
一、教学目的：
1.掌握基因突变的类型及几种特殊突变体的检出方法
2.掌握艾姆斯试验的原理、方法、优点及实际应用。
3.掌握紫外线诱变的原理和方法及实际应用。
4.理解基因突变的分子机制
5.理解基因突变的自发性和不对应性及其实验证明
6.了解基因突变的特点
7.了解一些常见的诱变剂的特点及诱变的分子机制。
二、教学内容：
第三节：基因突变的规律及类型
1.基因突变的规律
2.基因突变的自发性和不对性的实验证明
3.突变类型
第四节：基因突变的机制
1.突变的分子基础
2.诱变及致癌作用的检测——艾姆斯试验
3. DNA损伤的修复
三、教学重点、难点及处理
重点及处理：
1.基因突变（gene mutation）（简称突变）
广义上，突变指细胞内遗传物质的分子结构或数量发生变化的现象。包括基因突变（又称点突变）和染色体畸变。
狭义的突变专指基因突变（点突变）.
基因突变是重要的生物学现象，它是一切生物变化的根源，连同基因转移、重组一起提供了推动生物进化的遗传多变性。
2.基因突变的特点（规律）
自发性：菌种衰退的根本原因
不对应性：突变的性状与突变的原因无关系
稀有性：自发突变几率低（10-6~10-10）
突变率：每一个细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。（某一单位群体在每一世代中产生突变株的数目）
独立性：某基因的突变率不受它种基因突变率的影响
可诱变性：自发突变的频率可因诱变剂的影响而提高（10-3~10-6）
稳定性：基因突变后的新性状是稳定的
可逆性：野生型菌株某一性状可发生正向突变，也可发生反向的回复突变
突变表型可以回复到野生型的2种可能：
真正的回复突变（突变体的核苷酸序列恢复到野生型的排列）；
抑制突变（另一基因的突变或同一基因内发生第二次突变，可克服第一次突变的作用）；
3.基因突变的自发性和不对应性的实验证据
三个经典实验：变量实验、涂布实验、影印实验
证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！
4.基因突变的类型
4.1．按照发生突变的原因分类
自发突变：自然发生的突变，频率低（10-6-10-9）。它是生物进化的根源。
诱变：某些物理、化学因素对生物体的DNA进行直接作用，突变以较高的频率产生。
引起自发突变的原因主要有以下几方面：
?背景辐射和环境因素引起；
?有害代谢产物引起；
?互变异构效应引起的碱基配对错误；
?DNA复制过程中碱基配对错误；
?转座因子的作用；
4.2．按照突变对遗传物质的影响程度分类（突变的机制）：
4.3．突变所引起的遗传信息的改变分为三种：
同义突变：表型不发生改变（密码子是简并的,如CGU变成CGC，但都编码精氨酸）；
错义突变：改变的密码子编码的氨基酸改变了；
无意义突变：终止密码子（UAA, UAG, UGA）
DNA损伤修复机制基因突变
前突可以通过DNA复制而成为真正的突变，也可以重新变为原来的结构，这取决于修复作用和其它多种因素。
4.4．按照突变的表型分类：p202
营养缺陷型
抗性突变型选择性突变株（能在选择性培养基上或其它的选择性条件下迅速选条件致死突变型
出或鉴别出）
形态突变型
抗原突变型非选择性突变株
产量突变型
5.突变体的检出：采用有效的选择技术，即只允许突变体生长而野生型不能生长的培养条件，如回复突变、对环境压力的抗性突变、基质利用的突变等。
（1）营养缺陷型（auxotroph）（参见P203）
一种缺乏合成其生存所必须的营养物（包括氨基酸、维生素、碱基等）的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物（precursor）才能生长。
表型判断的标准：在基本培养基上能否生长
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
特点：在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长→负选择标记
突变株不能通过选择平板直接获得
实验步骤见P 215
营养缺陷型的表示方法：
基因型：所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：his C（组氨酸缺陷型，其中的大写字母C同一表型中不同基因的突变）
表型：同上，但第一个字母大写，且不用斜体：HisC
在具体使用时多用his C-和his C+，分别表示缺陷型和野生型。
（2）抗药性突变型（resistant mutant）（参见P203）
基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性。
特点：正选择标记（突变株可直接从抗性平板上获得-----在加有相应抗生素的平板上，只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。）
表示方法：所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”表示str r和str s分别表示对链霉素的抗性和敏感性
（3）条件致死突变型（conditional lethal mutant）203
在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。
常用的条件致死突变是温度敏感突变，用ts（temperature sensitive）表示，这类突变在高温下（如42℃）是致死的，但可以在低温（如25-30℃）下得到这种突变。
特点：负选择标记
这类突变型常被用来分离生长繁殖必需的突变基因
（4）形态突变型（morphological mutant）
造成形态改变的突变型
特点：非选择性突变，突变株和野生型菌株均可生长，但可从形态特征上进行区分。
举例：产蛋白酶缺陷突变株的筛选；菌落颜色变化；形成芽孢缺陷菌株
（5）抗原突变型
指由于基因突变引起的细胞抗原结构发生的变异类型，包括细胞壁缺陷变异、荚膜或鞭
毛成分变异等。
（6）产量突变型
通过基因突变而引起的目标代谢产物的产量发生变化的变异菌株，其在产量上高于或低于原始出发菌株。如果产量提高的突变株，被称为“正突变”（plus-mutant），也称为“高产突变株”(high producing mutant)；如果产量低于出发菌株的突变株，则称为“负突变”
（minus-mutant）。
（7）其它突变类型
毒力、生产某种代谢产物的发酵能力的变化等在实际应用中具有重要意义突变类型一般都不具有很明显或可直接检测到的表型。其突变株的获得往往需要较大的工作量。
6.基因突变的分子基础
自发突变：自然发生的突变，频率低（10-6-10-9）。它是生物进化的根源。
诱发突变：某些物理、化学因素对生物体的DNA进行直接作用，突变以较高的频率产生。
7.诱变剂及其诱变机制
诱变剂（mutagen）：凡能提高基因突变频率的因素统称为诱变剂
诱变剂的种类：物理诱变剂；化学诱变剂
7.1化学诱变剂及其诱变机制
从遗传物质结构变化的特点，将化学诱变剂分为：
引起碱基置换的诱变剂；移码突变诱变剂；引起染色体畸变的诱变剂；
从诱变剂本身的特点，将诱变剂分为：
碱基类似物诱变剂；与碱基起化学反应的诱变剂；嵌入诱变剂；辐射和热；生物诱变因子：转座因子
7.1.1．引起碱基置换的诱变剂p205
转换(主要) 直接
颠换间接
（1）直接引起置换的诱变剂（与碱基起化学反应，改变碱基的结构，导致错配）
亚硝酸：G-C ——→ A-T 转换互变
羟胺：只引起G-C ——→ A-T 转换（专一性与C起反应）
各种烷化剂：G-C ——→ A-T 互变
有些诱变剂的作用具有选择性，偏向与某些碱基作用，并产生特殊类型的损伤。
亚硝酸：对碱基的主要作用是氧化脱胺作用（使氨基变为酮基，改变配对性质，引起碱基转换）。
（2）间接引起置换的诱变剂P204－205
一类与正常碱基结构相似的物质，称为碱基类似物。
它们在DNA复制中能掺入DNA 分子中，由于其产生异构体的频率高，因此发生的错误配对可引起碱基的置换。
7.1.2．移码突变的诱变剂－嵌入诱变剂p203
7.13．引起染色体畸变的诱变剂
烷化剂拟辐射诱变剂
亚硝酸
7.1.4．转座因子（transposable element）“又称“跳跃基因”p206
位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列。广泛分布于原核和真核细胞中。
特点：
转座因子可在DNA分子的许多位点插入及整合，不需要转座子和目标位点之间广泛的同源性。
转座因子不能自主复制和独立存在染色体外（有别于质粒）。没有像病毒那样的生命循环周期而不同于噬菌体。
典型转座是复制型转座，即转座子的一个拷贝插入靶DNA，而转座子本身却留在染色体原来的位置。
根据分子结构和遗传性质，转座因子可分为3类：
插入序列（Insertion sequence, IS）：只含转座基因，可编码特殊的酶和调节蛋白，而并不赋予细菌任何表型特征。但其插入可干扰基因的正常读码序列，导致基因失活或引起突变。
转座子（Transposon, Tn）：除转座基因外，还有抗药性基因。能在同一细胞内从一个质粒移至另一个质粒，也能从质粒移到细胞染色体或前噬菌体上。分为复合转座子和复杂转座子
Mu噬菌体：是以大肠杆菌为宿主的温和性噬菌体。与其它温和性噬菌体的差别：Mu 的基因组无论进入裂解周期或处于溶源状态均可整合到宿主染色体上，而且整合的部位是随机的，即它同时具有温和噬菌体和转座因子的双重功效。
转座的遗传学效应：
引起突变；染色体畸变；阻断翻译或转录；打开或关闭基因；帮助F因子插入，携带抗药性基因
质粒既可作为携带抗性基因的转座子的来源，也可以作为转座的靶。事实上，多重抗药性质粒很可能是由于转座子在单个质粒上的积累而形成的。因为转座子也可以在质粒和染色体之间移动，所以抗药性基因能够在质粒和染色体之间交换，导致抗药性的进一步传播。
7.2 物理诱变剂及其诱变机制
紫外线，x-射线，γ –射线，快中子，超声波等
（1）紫外线诱变机制
大剂量导致菌体死亡，小剂量可引起突变。
嘧啶比嘌呤对UV的作用更敏感。
可在同一条链或两条链上形成胸腺嘧啶二聚体，前者是双链的解开和复制受阻，后者破坏腺嘌呤的正常掺入和碱基正常配对，从而导致突变的发生。
（2）紫外线照射的操作方法
诱变箱，紫外灯（功率：15 W，照射距离：30 cm,波长：253.7 nm）
（3）紫外诱变在发酵工业中的应用
8.诱变及化学致癌物质的检测——Ames试验P208
8.1 检测原理：
“生物化学统一性”法则：人和细菌在DNA的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。
诱变剂的共性原则：化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比。
超过95%的致癌物质对微生物有诱变作用；90%以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用；
8.2 Ames试验方法：
具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium)组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率（为了进一步增加试验的敏感性，这些菌株的切除修复DNA的能力是缺陷的）。
回复突变(reverse mutation或back mutation)：突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变。
用途：广泛用于检测环境和食品中是否存在化学致癌物。
特点：快速、准确、费用廉价
Ames检验实例:
9.DNA损伤的修复p209自学
教学难点及处理：
1..基因突变的自发性和不对应性
通过讲解三个经典实验：变量实验、涂布实验、影印实验，证明证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系。
2.突变体的检出方法
重点讲解每种突变体的特征及各种检出方法的适应范围，通过二者的结合，从而确定相应突变体的检出方案。
3.艾姆斯试验为何能检测致癌物质
分析物质是否致癌的分子机制及生物界的统一性原则
4.不同诱变剂诱变的分子机制
从化学的角度阐明，不同的物质可以引起不同的化学反应，导致DNA的结构发生变化。
四、教学方法与手段：
通过讲解三个经典实验：变量实验、涂布实验、影印实验来证明基因突变的自发性和不对应性，让同学们知道如何用实验去揭示理论，了解实践对理论的重要性。
通过艾姆斯试验，让同学们了解微生物学理论对日常生活的意义，增加学习微生物学的兴趣。
讲授与启发性相结合、理论与实践相结合、理论与日常生活相结合。
五、板书设计
第三节基因突变的规律及类型
一、基因突变（gene mutation）（简称突变）
广义上，突变指细胞内遗传物质的分子结构或数量发生变化的现象。包括基因突变（又称点突变）和染色体畸变。狭义的突变专指基因突变（点突变）
二、基因突变的特点（规律）（参见P199）
三、实验证据
三个经典实验：变量实验、涂布实验、影印实验
证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！
四、基因突变的类型
1．按照发生突变的原因分类
自发突变：自然发生的突变，频率低（10-6-10-9）。它是生物进化的根源。
诱变：某些物理、化学因素对生物体的DNA进行直接作用，突变以较高的频率产生。
2．按照突变对遗传物质的影响程度分类（突变的机制）：
3．突变所引起的遗传信息的改变分为三种
同义突变：表型不发生改变（密码子是简并的,如CGU变成CGC，但都编码精氨酸）；
错义突变：改变的密码子编码的氨基酸改变了；
无意义突变：终止密码子（UAA, UAG, UGA）
4．按照突变的表型分类：
营养缺陷型
抗性突变型选择性突变株（能在选择性培养基上或其它的选择性条件下迅速选条件致死突变型出或鉴别出）
形态突变型
抗原突变型非选择性突变株
产量突变型
5.突变体的检出：
（1）营养缺陷型（auxotroph）：一种缺乏合成其生存所必须的营养物（包括氨基酸、
维生素、碱基等）的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物（precursor）才能生长。
表型判断的标准：在基本培养基上能否生长
特点：在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长→负选择标记，突变株不能通过选择平板直接获得
实验步骤见P 215
营养缺陷型的表示方法：
基因型：所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：his C（组氨酸缺陷型，其中的大写字母C同一表型中不同基因的突变）
表型：同上，但第一个字母大写，且不用斜体：HisC
在具体使用时多用his C-和his C+，分别表示缺陷型和野生型。
（2）抗药性突变型（resistant mutant）（参见P203）
基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性。
特点：正选择标记（突变株可直接从抗性平板上获得-----在加有相应抗生素的平板上，只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。）
表示方法：所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”表示str r和str s分别表示对链霉素的抗性和敏感性
（3）条件致死突变型（conditional lethal mutant）203
在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死效应的突变型。
常用的条件致死突变是温度敏感突变，用ts（temperature sensitive）表示，这类突变在高温下（如42℃）是致死的，但可以在低温（如25-30℃）下得到这种突变。
特点：负选择标记
这类突变型常被用来分离生长繁殖必需的突变基因
（4）形态突变型（morphological mutant）
造成形态改变的突变型
特点：非选择性突变，突变株和野生型菌株均可生长，但可从形态特征上进行区分。
举例：产蛋白酶缺陷突变株的筛选；菌落颜色变化；形成芽孢缺陷菌株
（5）抗原突变型
（6）产量突变型
通过基因突变而引起的目标代谢产物的产量发生变化的变异菌株，其在产量上高于或低于原始出发菌株。如果产量提高的突变株，被称为“正突变”（plus-mutant），也称为“高产突变株”(high producing mutant)；如果产量低于出发菌株的突变株，则称为“负突变”
（minus-mutant）。
（7）其它突变类型
第四节基因突变的机制
一、基因突变的分子基础
自发突变：自然发生的突变，频率低（10-6-10-9）。它是生物进化的根源。
诱发突变：某些物理、化学因素对生物体的DNA进行直接作用，突变以较高的频率产生。
二、诱变剂及其诱变机制
诱变剂（mutagen）：凡能提高基因突变频率的因素统称为诱变剂
诱变剂的种类：物理诱变剂；化学诱变剂
（一）化学诱变剂及其诱变机制
引起碱基置换的诱变剂从遗传物质结构变化的特点，将化学诱变剂分为：移码突变诱变剂
引起染色体畸变的诱变剂
碱基类似物诱变剂
与碱基起化学反应的诱变剂从诱变剂本身的特点，将诱变剂分为：嵌入诱变剂
辐射和热
生物诱变因子：转座因子
1．引起碱基置换的诱变剂p205
转换(主要) 直接
颠换间接
（1）直接引起置换的诱变剂（与碱基起化学反应，改变碱基的结构，导致错配）
亚硝酸：G-C ——→ A-T 转换互变
羟胺：只引起G-C ——→ A-T 转换（专一性与C起反应）
各种烷化剂：G-C ——→ A-T 互变
（2）间接引起置换的诱变剂P204－205
2．移码突变的诱变剂－嵌入诱变剂p203
3．引起染色体畸变的诱变剂
烷化剂拟辐射诱变剂
亚硝酸
4．转座因子（transposable element）“又称“跳跃基因”p206
位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列。广泛分布于原核和真核细胞
中。
特点：
根据分子结构和遗传性质，转座因子可分为3类：
插入序列（Insertion sequence, IS）：只含转座基因，可编码特殊的酶和调节蛋白，而并不赋予细菌任何表型特征。但其插入可干扰基因的正常读码序列，导致基因失活或引起突变。
转座子（Transposon, Tn）：除转座基因外，还有抗药性基因。能在同一细胞内从一个质粒移至另一个质粒，也能从质粒移到细胞染色体或前噬菌体上。分为复合转座子和复杂转座子
Mu噬菌体：是以大肠杆菌为宿主的温和性噬菌体。与其它温和性噬菌体的差别：Mu 的基因组无论进入裂解周期或处于溶源状态均可整合到宿主染色体上，而且整合的部位是随机的，即它同时具有温和噬菌体和转座因子的双重功效。
转座的遗传学效应：
引起突变；染色体畸变；阻断翻译或转录；打开或关闭基因；帮助F因子插入，携带抗药性基因
5、诱变及化学致癌物质的检测——Ames试验P208
原理：“生物化学统一性”法则
诱变剂的共性原则：
Ames试验
具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhmurium)组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变率（为了进一步增加试验的敏感性，这些菌株的切除修复DNA的能力是缺陷的）。
回复突变(reverse mutation或back mutation)：突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变。
实验步骤及注意事项：Ames试验的常规方法有斑点试验和平板掺入试验。
用途：广泛用于检测环境和食品中是否存在化学致癌物。
特点：快速、准确、费用廉价
（二）物理诱变剂及其诱变机制
紫外线，x-射线，γ –射线，快中子，超声波等
1．紫外线（UV）p205
（1）诱变机制
大剂量导致菌体死亡，小剂量可引起突变。
嘧啶比嘌呤对UV的作用更敏感。
可在同一条链或两条链上形成胸腺嘧啶二聚体，前者是双链的解开和复制受阻，后者破坏腺嘌呤的正常掺入和碱基正常配对，从而导致突变的发生。
（2）紫外线照射的操作方法
诱变箱，紫外灯（功率：15 W，照射距离：30 cm,波长：253.7 nm）
实例：
四、DNA损伤的修复p209自学
六、思考题
1.定义：基因突变，同义突变，错义突变，无意义突变，营养缺陷型，抗性突变型，条件致死突变型，转座因子
2. 营养缺陷型、抗性突变型、条件致死突变型菌株的筛选方法
3.Ames试验的原理与方法
4. 紫外线诱变育种的原理与方法
第二十一授课单元
一、教学目的：
1.了解诱变育种的几个原则
2.理解诱变育种的定义与环节
3.掌握诱变育种的一般过程及营养缺陷性和抗性突变型的筛选方法。
4.掌握基本培养基、完全培养基、补充培养基及野生型、原养型和营养缺陷型的定义
二、教学内容：
第五节：微生物的诱变育种
1. 诱变育种的几个原则
2. 诱变育种的一般过程
3. 几种重要突变株的筛选方法
三、教学重点、难点及处理
重点：
1.诱变育种及其主要环节
定义：指利用物理或化学诱变剂处理微生物群体细胞，促进其突变率显著提高，然后设法从中选取少数符合育种目的的突变株。
2个主要环节：
诱变（随机）：选用合适的诱变剂和诱变剂量处理大量均匀、分散的微生物细胞，以引起绝大多数细胞致死的同时，使存活个体中的突变频率大大提高。
筛选（定向）：设计有效的筛选方法，将少量正变株中的优良菌株挑选出来。
工业微生物育种过程分为三个阶段：
（1）菌种基因型改变；
（2）筛选菌种，确认并分离出具有目的基因型或表型的变异株；
（3）产量评估，全面考察此变异株在工业化生产上的接受性。
诱变育种的目的：高产菌株；抗性突变株；营养缺陷型突变株
2.诱变育种的基本原则：
?选择简便有效的诱变剂；
?挑选优良的出发菌株；
微生物学教程(第二版)复习[1]
绪论与第一章： 微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小（直径＜0.1mm），构造简单的低等生物。 微生物的五大共性：⑴体积小、面积大:它是微生物五大共性的基础.⑵吸收多，转化快:⑶生长旺，繁殖快:⑷分布广、种类多:⑸适应强、易变异: 微生物学奠基人——巴斯德；细菌学的奠基人——科赫 原核微生物：是指一大类细胞核无核膜包裹、只有称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。包括真细菌（通常简称细菌）和古生菌两大类群。 细菌：细胞细而短(直径0.5μm，长0.5-5um)、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。 细胞壁功能：1、固定细胞外形2、协助鞭毛运动3、保护细胞免受外力的损伤4、为正常细胞分裂所必需5、阻拦有害物质进入细胞：如革兰氏阴性细菌细胞壁可阻拦分子量超过800的抗生素通过。6、与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。 细胞壁中的几种特殊成分： v肽聚糖：是真细菌细胞壁中特有的成分。 每一肽聚糖单体由三个部分组成： 双糖单位：由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1，4糖苷键连接而成。
四肽尾：是4个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中氨基酸组成有所差异。 肽桥：起着连接前后两个四肽尾分子的桥梁作用。连接甲肽尾的第四个氨基酸的羧基和乙肽尾第三个氨基酸的氨基。肽桥的变化甚多，由此形成了肽聚糖的多样性。 v磷壁酸：是革兰氏阳性细菌细胞壁所特有的成分。是结合在G+细菌细胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 v脂多糖：是革兰氏阴性菌细胞壁所特有的成分。位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一较厚（8-10nm）的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成。 革兰氏染色的机理：与细菌细胞壁的化学组成及结构有关。革兰氏阴性细菌的细胞壁种脂类物质含量较高，肽聚糖含量较低。染色时乙醇溶解了脂类物质，使细胞通透性增加，结晶紫-碘的复合物易被抽出，于是被脱色。革兰氏阳性细菌由于细胞壁肽聚糖含量高，脂类含量低，乙醇处理使细胞壁脱水，肽聚糖层孔径变小，通透性降低，结晶紫-碘复合物被保留在细胞内，细胞不被脱色。 古细菌：是一类在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相对独立的生物类群，主要包括一些独特生态类型的原核生物，如产甲烷菌及大多数嗜极菌。 假肽聚糖结构与肽聚糖
微生物学教程(第二版周德庆)-复习思考题答案+微生物学练习题
微生物学教程(第二版周德庆)-复习思考题答案+微生物学练习题
微生物学复习思考题 绪论 1、什么叫微生物？微生物包括哪些类群？ 微生物是一切肉眼看不见或者看不清的微小生物的总称。包括属于原核类的细菌（真细菌和古生菌）、放线菌、蓝细菌（旧称蓝绿藻或蓝藻）、支原体、立克次氏体、衣原体；属于真核类的真菌（酵母菌、霉菌和蕈菌）、原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和阮病毒）。 2、了解五界系统、六界系统、三域学说及其发展，说明微生物在生物界中的地位。 五界系统：动物界、植物界、原生生物界（包括原生动物、单细胞藻类和粘菌等）、真菌界和原核生物界（包括细菌蓝细菌等）。 六界系统：1949年Jahn提出包括后生动物界、后生植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界和病毒界；1977年我国学者王大耜提出动物界、植物界、原生生物界（包括原生动物、单 2
细胞藻类和粘菌等）、真菌界和原核生物界（包括细菌蓝细菌等）、病毒界；1996年美国的P.H.Raven提出包括动物界、植物界、原生生物界、真菌界、真细菌界和古细菌界。 三域学说：细菌域、古细菌域、真核生物域。 3、了解微生物学的发展史，明确微生物学研究的对象和任务。 整个微生物学发展史是一部逐步克服认识微生物的重要障碍，不断探究它们生命活动规律，并开发利用有益微生物和控制、消灭有害微生物的历史。它分为：史前期、初创期、奠基期、发展期、成熟期。 对象：在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律。 任务：发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。 4、微生物的五大共性（特点）是什么？表示微 3
第八章微生物学
微生物的遗传 第一节 遗传的物质基础 一、DNA 作为遗传物质 Griffith 的转化实验（DNA ）；T 2噬菌体感染实验（DNA ）；植物病毒重建实验（DNA\RNA ）。 三、朊病毒的发现与思考 （一）发现：朊病毒是亚病毒的一种，是一种具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚未发现该蛋白内含有核酸。 致病机理：其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrP c 改变折叠状态为PrP sc 所致，而这 二种蛋白质的一级结构并没有改变。 引起人与动物的致死性中枢神经系统疾病，如羊搔痒症(scrapie)，牛海绵状脑病(spongiform encephalopathy)，人的库鲁病(kuru)、克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等。 Stanley B. Prusiner (1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵染颗粒（proteinaceous infectious particle ），并将之称做Prion 或Virino ，即朊病毒。1997年，Stanley B. Prusiner 荣获诺贝尔奖。 （二）思考 1） 蛋白质是否可以作为遗传物质？prion 是生命的一个特例？还是仅仅为表达调控的一种 形式？ 2） 蛋白质折叠与功能的关系，是否存在折叠密码？ 3） DNA →RNA →肽链→蛋白质 第二节 质粒和转座因子 质粒（plasmid ）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各 二、RNA 作为遗传物质
种微生物细胞中。 转座因子（transposable element）：位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列， 广泛分布于原核和真核细胞中。 质粒和转座因子是细胞中除染色体以外的另外二类遗传因子 一、质粒的分子结构 1、结构 通常以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒； 质粒分子的大小：从1kb左右到1000kb，（细菌质粒多在10kb以内）。 2、质粒的检测 1）提取所有胞内DNA后电镜观察； 2）超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察； 3）对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。 对于由于三种构型同时存在时造成的多带现象（提取质粒时造成 或自然存在），可以进行特异性单酶切，使其成为一条带。 特定的质粒提取方法和后处理使染色体和RNA均被除掉。 二、质粒的主要类型 作用：在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能；质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的，从而使宿主得到生长优势。 根据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应，质粒包括下列主要类型： 致育因子（Fertility factor，F因子） 抗性因子（Resistance factor，R因子） 产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid） 毒性质粒（virulence plasmid） 代谢质粒（Metabolic plasmid） 隐秘质粒（cryptic plasmid 1、致育因子(Fertility factor，F因子) 又称F质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。 F因子能以游离状态(F+)和以与染色体相结合的状态(Hfr)存在于细胞中，所以又称之为附加体(episome)。 携带F质粒的菌株称为F+菌株（相当于雄性），无F质粒的菌株称为F-菌株（相当于雌性）。 2、抗性因子（Resistance factor，R因子） 包括抗药性和抗重金属二大类，简称R质粒。 抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。 R100质粒(89kb)可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：汞（mercuric ion ，mer）、四环素（tetracycline，tet ）、链霉素(Streptomycin, Str)、磺胺(Sulfonamide, Su)、氯霉素(Chlorampenicol, Cm)、夫西地酸（fusidic acid，fus），并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。 3、产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid） 细菌素结构基因、涉及细菌素运输及发挥作用（processing）的蛋白质的基因以及赋予
第二章普通微生物学课后习题及答案2培训资料
第二章普通微生物学课后习题及答案2
1.试解释真菌、酵母菌、霉菌和蕈菌。 真菌：是一类不含叶绿素，不能进行光合作用，菌体主要以菌丝状态存在，异样生活的一类微生物。 真菌特点：1、有边缘清楚的核膜包围着细胞核，而且在一个细胞内有时可以包含多个核 2、不含叶绿素，不能进行光合作用，营养方式为异养吸收型。 3、产生大量无性和有性孢子进行繁殖 4、除酵母菌为单细胞外，一般具有发达的菌丝体。 酵母菌：一类非丝状真核微生物，泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。酵母菌一般具有以下五个特点：1、个体一般以单细胞状态存在 2、多数出芽繁殖，也有的裂殖， 3、能发酵糖类产能4细胞壁常含甘露聚糖，5、喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。 霉菌：一些丝状真菌的通称，指那些菌丝体发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。 营养体：指真菌营养生长阶段的菌丝体。 霉菌的菌丝：霉菌的营养体由菌丝构成，可以无限伸长和产生分枝，分枝的菌丝相互交错在一起，形成菌丝体。 蕈菌：又称伞菌，指那些能形成大型肉子实体的真菌。 菌丝体：菌丝体是菇菌的营养器官，菌丝体是由无数纤维的菌丝组成。一边吸取营养，一边繁殖向四周扩展，并在一定季节、一定的发育阶段产生繁殖器官——子实体。 2、简述真菌与人类的关系。
真菌可以作为食品的来源，为人类提供美味的食品和蛋白质、维生素等资源，同时还可以为人类提供真菌多糖、低聚糖等提高免疫力、抗肿瘤的生物活性物质。有的真菌可以产生抗生素、酒精、有机酸、酶制剂等。用作名贵药材的灵芝、茯苓等。真菌可以将环境中的有机物降解为简单的复合物和无机小分子，在自然界的转化作用不容忽视。真菌还是基础生物学研究的重要研究工具。 真菌对人类有害的一面，许多真菌可以引起人畜的疾病、植物病害、导致工业原料及农产品的霉变、食品和粮食发霉，甚至在食品和粮食中产生毒素，给人类带来了极大的危害和损失。 3、简述酵母菌的一般构造及酿酒酵母的生活史，分析其生活史的特点。 特点：一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖，营养体既能以单倍体形式存在，也能以二倍体形式存在，在特定条件下进行有性繁殖。 4、解释：菌丝、菌丝体、菌丝球、真菌丝、牙痕、蒂痕。 菌丝: 单条管状细丝，为大多数真菌的结构单位，一些原核生物也有菌丝，如放线菌。 菌丝体：许多菌丝连结在一起组成地营养体。营养体：真菌营养生长阶段的菌丝体.
周德庆第三版《微生物学》第八章部分名词解释及思考题答案
第八章微生物的生态 名词解释 1、微生物生态学：微生物生态学是生态学的一个分支，它研究对象是微生物生态系统的结构及其与周围生物及非生物环境系统间相互作用的规律。 29、正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。 30、宏基因组：出生后才驻入人体，尤其是肠道内1000 种左右的正常菌群——共生微 生物群的总基因组，即宏基因组。 31、微生态学：以微生物学和实验动物学为基础，研究正常微生物菌群与其宿主的相互关系及其作用机制的新兴边缘学科。 32、微生态系统：在特定的空间和时间范围内，由个体20?200卩m不同种类组成的生 物群与其环境组成的整体。 34、微生态失调：正常的微生物群之间和正常微生物群与宿主之间的微生态平衡，在外环境影响下，由生理性组合转变为病理性组合状态。 35、条件致病菌：条件致病菌又称为机会致病菌，在某种特定条件下可致病的细菌，称为条件致病菌。条件致病菌是人体的正常菌群，当其集聚部位改变、机体抵抗力降低或菌群失调时则可致病，如变形杆菌。 37、微生态制剂：用于提高人类、畜禽宿主或植物寄主的健康水平的人工培养菌群及其代谢产物，或促进宿主或寄主体内正常菌群生长的物质制剂之总称。可调整宿主体内的微生态失调，保持微生态平衡。 38、益生菌剂：通常是指一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主体，一般以口服或粘膜途径投入，有助于改善宿主特定部位微生态平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制剂。 39、益生元（双歧分子）：专指一类人类不能消化吸收的低聚糖类食物成分，通过选择性的刺激一种或几种细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康的物质。 41、悉生生物：凡已人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物，即已知其上所含微生物群的大生物称为悉生生物。 52、混菌培养（混合培养）：混菌培养又叫混合培养，也称混合发酵，是在深入研究微生物纯培养基础上的人工“微生物生态工程” ，指将两种或多种微生物混合在一起培养，以获得更好效果的培养方法。 54、菌根：菌根是指土壤中某些真菌与植物根的共生体。 66、微生物杀虫剂（生物农药）：微生物杀虫剂是利用微生物的活体制成的。在自然界，存在着许多对害虫有致病作用的微生物，利用这种致病性来防治害虫是一种有效的生物防治方法。从这些病原微生物中筛选出施用方便、药效稳定、对人畜和环境安全的菌种，进行工 业规模的生产开发，从而制成微生物杀虫剂。 79、细菌沥滤（细菌冶金）：细菌沥滤又称细菌浸出或细菌冶金，指利用化能自养细菌对矿物中的硫或硫化物的氧化作用，让其不断生产和再生酸性浸矿剂，并让低品位矿中的铜等金属以硫酸铜的形式不断溶解出来，然后再采用电动序较低的铁等金属粉末进行置换，以此获得铜等有色金属或稀有金属的过程。 80、硝化作用：硝化作用是指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程。硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。 82、反硝化作用：也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分 子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O ）的过程。 90、生化需氧量：生化耗氧量是“生物化学需氧量”的简称。常记为BOD ，是指在一 定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率、ppm 表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。如果进行生物
微生物学教程(第二版周德庆) 复习思考题答案+微生物学练习题
微生物学复习思考题 绪论 1、什么叫微生物微生物包括哪些类群 微生物是一切肉眼看不见或者看不清的微小生物的总称。包括属于原核类的细菌（真细菌和古生菌）、放线菌、蓝细菌（旧称蓝绿藻或蓝藻）、支原体、立克次氏体、衣原体；属于真核类的真菌（酵母菌、霉菌和蕈菌）、原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和阮病毒）。 2、了解五界系统、六界系统、三域学说及其发展，说明微生物在生物界中的地位。 五界系统：动物界、植物界、原生生物界（包括原生动物、单细胞藻类和粘菌等）、真菌界和原核生物界（包括细菌蓝细菌等）。 六界系统：1949年Jahn提出包括后生动物界、后生植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界和病毒界；1977年我国学者王大耜提出动物界、植物界、原生生物界（包括原生动物、单细胞藻类和粘菌等）、真菌界和原核生物界（包括细菌蓝细菌等）、病毒界；1996年美国的提出包括动物界、植物界、原生生物界、真菌界、真细菌界和古细菌界。 三域学说：细菌域、古细菌域、真核生物域。 3、了解微生物学的发展史，明确微生物学研究的对象和任务。 整个微生物学发展史是一部逐步克服认识微生物的重要障碍，不断探究它们生命活动规律，并开发利用有益微生物和控制、消灭有害微生物的历史。它分为：史前期、初创期、奠基期、发展期、成熟期。 对象：在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律。 任务：发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。 4、微生物的五大共性（特点）是什么表示微生物细胞大小的单位是什么
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填空题 1.动植物的研究能以体为单位进行，而对微生物的研究一般用体 2.在微生物学中，在人为规定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体称为培养物、其中只有培养物能较好地被研究、利用和重复结果。 3.一般情况下，培养微生物的器具，在使用前必须先行，使容器中不含。 4.用培养平板进行微生物纯培养分离的方法包括、和。 5、微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征，可以成为对该微生物进行、的重要依据。 6、微生物保藏的目标就是要使所保藏菌株在一段时间不、不和不 7、一般说来，采用冷冻法时，保藏温度越，保藏效果越。 8、、和是影响显微镜观察效果的3个重要因索。 9.光学显微镜能达到的最大有效放大倍数是，这时一般使用 x的目镜，和 x的物镜，并应在物镜镜头和玻片之间加。 10、采用明视野显微镜观察未经染色的标本(如活的细胞)时，光的和都没 有明显的变化，因此，其形态和内部结构往往难以分辨。 11.在的照射下，发荧光的物体会在黑暗的背景下表现为光亮的有色物体，这就是荧光显微技术的原理。 12.透射电子显微镜用电子作为，因此其分辨率较光学显微镜有很大提高，但镜筒必须是环境，形成的影像也只能通过或进行观察、记录。 13.在显微镜下不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为、与 3种。 14.霉菌菌体均由分支或不分支的菌丝构成。许多菌丝交织在一起，称为。在固体培养基上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为；另一部分则向空中生长，称为。有的气生菌丝发育到一定阶段，分化成。 15. 是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。它们个体微小，大多数都需要显微镜才能看见。 选择题（4个答案选1) 1.培养微生物的常用器具中，（）是专为培养微生物设计的。 (1)平皿(2)试管(3)烧瓶(4)烧杯 2.( )可用来分离培养出由科学家设计的特定环境中能生长的微生物，尽管我们并不知道什么微生物能在这种特定的环境中生长。 (1)选择平板(2)富集培养(3)稀释涂布(4)单细胞显微分离 3.下面哪一项不属于稀释倒平板法的缺点?( ) (1)菌落有时分布不够均匀 (2)热敏感菌易被烫死 (3)严格好氧菌因被固定在培养基中生长受到影响 (4)环境温度低时不易操作 4.下面哪一种方法一般不被用作传代保藏?( ） (1)琼脂斜面(2)半固体琼脂柱(3)培养平板(4)摇瓶发酵 5.冷冻真空干燥法可以长期保藏微生物的原因是微生物处于( )的环境，代谢水平大大降低。 (1)干燥、缺氧、寡营养(2)低温、干燥、缺氧 (3)低温、缺氧、寡营养(4)低温、干燥、寡营养 6.对光学显微镜观察效果影响最大的是( )。
微生物学教程(第二版周德庆)复习思考题答案+微生物学练习题
微生物学教程（第二版周德庆）复习思考题答案+微 生物学练习题 微生物学复习思考题 绪论 1、什么叫微生物？微生物包括哪些类群？ 微生物是一切肉眼看不见或者看不清的微小生物的总称。包括属于原核类的细菌（真细菌和古生菌）、放线菌、蓝细菌（旧称蓝绿藻或蓝藻）、支原体、立克次氏体、衣原体；属于真核类的真菌（酵母菌、霉菌和蕈菌）、原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和阮病毒）。 2、了解五界系统、六界系统、三域学说及其发展，说明微生物在生物界中的地位。五界系统：动物界、植物界、原生生物界（包括原生动物、单细胞藻类和粘菌等）、真菌界和原核生物界（包括细菌蓝细菌等）。 六界系统：1949年Jahn提出包括后生动物界、后生植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界和病毒界；1977年我国学者王大耜提出动物界、植物界、原生生物界（包括原生动物、单细胞藻类和粘菌等）、真菌界和原核生物界（包括细菌蓝细菌等）、病毒界；1996年美国的P.H.Raven提出包括动物界、植物界、原生生物界、真菌界、真细菌界和古细菌界。 三域学说：细菌域、古细菌域、真核生物域。 3、了解微生物学的发展史，明确微生物学研究的对象和任务。 整个微生物学发展史是一部逐步克服认识微生物的重要障碍，不断探究它们生命活动规律，并开发利用有益微生物和控制、消灭有害微生物的历史。它分为：史前期、初创期、奠基期、发展期、成熟期。 对象：在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态结构、生理
代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律。 任务：发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。 4、微生物的五大共性（特点）是什么？表示微生物细胞大小的单位是什么？ 一、体积小，面积大；二、吸收多，转化快；三、生长旺，繁殖快；四、适应强，易变异；五、分布广，种类多。表示微生物细胞大小的单位是nm或μm。5、微生物有哪些重要性？ ①微生物是占地球面积70%以上的海洋和其他水体中光合生产力的基础；②是一切食物链的重要环节；③是污水处理中的重要角色； ④是生态农业中的重要环节；⑤是自然界重要元素循环的重要推动着； ⑥是环境污染和检测的重要指示生物。 微生物还和医疗保健、工业发展有着重大关系，对生命科学基础理论研究有重大贡献。 第一章原核微生物 1、什么叫原核微生物？原核微生物主要包括哪些类群？原核细胞有何主要特点？ 原核生物即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类群。原核细胞无核膜包围的细胞核，不进行有丝分裂。 2、细菌基本形态有哪些？举出各形态类型的菌例，细菌形态和大小受哪些因素的影响？ 1 细菌的基本形态有球状、螺旋状、杆状三大类。球状：金黄色葡萄球菌、乳酸链球菌；杆 状：大肠杆菌、枯草芽孢杆菌；螺旋状：霍乱弧菌、迂回螺菌、梅毒螺旋体。 细菌形态和大小因菌种而异，一般在初龄阶段和生长条件适宜时，细菌形态正常、整齐，
微生物学第二章原核微生物习题
第二章原核微生物 一、名词解释: 原核微生物;芽孢;菌落;细菌L型;伴孢晶体;糖被 二、填空题 I.证明细菌存在细胞壁的主要方法有_______,________,________与____等4种。 2.细菌细胞壁的主要功能为_____,______,______与______等。 3.革兰氏阳性细菌细胞壁的主要成分为_____与_____,而革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分则就是_____、_____、______与______。 4.肽聚糖单体就是由____与____以_____糖苷键结合的_____,以及_____与____3种成分组成的,其中的糖苷键可被_____水解。 5.G+细菌细胞壁上磷壁酸的主要生理功能为_____、_____、_____与_____等几种。 6.G-细菌细胞外膜的构成成分为_____、_____、_____与_____。 7.脂多糖(LPS)就是由3种成分组成的,即_____、_____与_____。 8.在LPS的分子中,存在有3种独特糖,它们就是_____、____与____。 9.用人为方法除尽细胞壁的细菌称为____,未除尽细胞壁的细菌称为____,因在实验室中发生 缺壁突变的细菌称为_____,而在自然界长期进化中形成的稳定性缺壁细菌则称为_____。 10.细胞质膜的主要功能有______、______、_____、______与______。 三、选择题: 1.G-细菌细胞壁的最内层成分就是( )。 (1)磷脂(2)肽聚糖(3)脂蛋白(4)LPS 2.G+细菌细胞壁中不含有的成分就是( )。 (1)类脂(2)磷壁酸(3)肽聚糖(4)蛋白质 3.肽聚糖种类的多样性主要反映在( )结构的多样性上。 (1)肽桥(2)黏肽(3)双糖单位(4)四肽尾 4.磷壁酸就是( )细菌细胞壁上的主要成分。 (1)分枝杆菌(2)古生菌(3)G+ (4)G- 5.在G—细菌肽聚糖的四肽尾上,有一个与G+细菌不同的称作( )的氨基酸。 (1)赖氨酸(2)苏氨酸(3)二氨基庚二酸(4)丝氨酸 6.脂多糖(LPS)就是G+细菌的内毒素,其毒性来自分子中的( )。 (1)阿比可糖(2)核心多糖(3)O特异侧链(4)类脂A 7.用人为的方法处理G—细菌的细胞壁后,可获得仍残留有部分细胞壁的称作( )的缺壁细 菌。 (1)原生质体(2)支原体(3)球状体(4)L型细菌 8.异染粒就是属于细菌的( )类贮藏物。 (1)磷源类(2)碳源类(3)能源类(4)氮源类 9.最常见的产芽孢的厌氧菌就是( )。 (1)芽孢杆菌属(2)梭菌属(3)孢螺菌属(4)芽孢八叠球菌屑 10.在芽孢的各层结构中,含DPA—Ca量最高的层次就是( )。 (1)孢外壁(2)芽孢衣(3)皮层(4)芽孢核心 四、判断题 1.古生菌也就是一类原核生物。 2.G+细菌的细胞壁,不仅厚度比G-细菌的大,而且层次多、成分复杂。
微生物遗传学习题及答案(第二章)
遗传的物质基础 1、解词 多组分基因组（segmented genome）：在一些RNA病毒中，RNA分子的容量有限，如果要增加遗传信息量，则需将病毒的基因组分段保存在2个或多个RNA片段中，以在病毒粒子中形成2个或多个RNA分子，此类病毒中的这些遗传物质称为多组分基因组。 多分体：在不同病毒粒子中含有不同的RNA片段，只有几种含有基因组中不同RNA 片段的病毒粒子同时存在时才能表现有效的侵染，在某些植物RNA病毒中存在这种多分体现象。 类病毒：一种小分子单链环状RNA分子，无蛋白质外壳保护，结构和化学组成比普通病毒简单，不需要辅助病毒便可侵入敏感的宿主细胞内进行自我复制，并使宿主致病或死亡。 朊病毒（Protein infection,Prion）：一类侵染动物并在寄主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质，这类蛋白质能与寄主脑组织中的核酸相互作用，使脑组织海绵状损伤，引起动物的亚急性海绵样脑病。 重叠基因：具有部分公用核苷酸序列的基因，即同一段DNA携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息。重叠的部分可在调控区或结构基因区，常见于病毒和噬菌体基因组中。 串珠结构：60bp的间隔线状DNA双链作为连接丝，将许多核小体串联起来并盘绕形成的染色质纤维细丝，呈念珠状，即为染色质的串珠结构。 核小体（nucleosome）：由H2A、H2B、H3、H4四种组蛋白各以两个分子组成的八聚体核心和一分子组蛋白H1以及大约200bp的DNA缠绕而组成，直径一般为10nm。2、问题 Ⅰ、简述病毒、原核生物和真核生物遗传物质的特点。 病毒：核酸类型有DNA和RNA之分；核酸分子有单链和双链之分；空间结构有开放型和闭合型之分；基因组有多组份型和单组份型；有多分体现象；能够指导蛋白质合成；能够产生可遗传变异。 原核生物：原核微生物遗传物质分子量较病毒大而比真核微生物小，DNA与微量的组蛋白相结合，形成超螺旋脚手架结构；某些细菌只有一条环状双链DNA，某些拥有两个环状DNA，有些则一条环状、一条线状DNA；能够指导蛋白质合成；能够产生可遗传变异；一般情况下，一个细菌细胞只有一套基因组，其DNA含量在细胞间期十分稳定；能够自我复制，使亲子代之间保持连续性；基因组在DNA上一般是连续排列。 真核生物：真核微生物遗传物质主要存在于细胞核，细胞核有核膜包裹，核内存在多条线状dsDNA；DNA和组蛋白组成核小体，线状DNA双链缠绕在核小体上形成串珠状染色质；每一染色体只含有一条线状双链DNA；分子结构相对稳定，能够自我复制，使亲子代之间保持连续性；能够指导蛋白质合成；能够产生可遗传变异；基因组含有大量的重复序列。 Ⅱ、原核生物和真核生物染色体外遗传物质。 答：染色体外遗传物质是细胞的非固定成分，也能影响细胞的代谢活动，但它们不是细胞生存必不可少的组成部分，包括附加体和共生体。含有DNA的细胞质颗粒，即附加体，既能以完全自主的状态存在，也能组入到染色体上，成为染色体的一部分。进入细胞，与细胞建立起特殊的共生关系的一类物质即共生体。 原核生物的染色体外遗传物质：附加体如R质粒（抗性因子，使E. coli.抗一定浓度的抗菌素）、F因子（决定性别，有F因子的E. coli.为雄性------供体）等；共生体如
8第八章-微生物生态
第八章微生物生态 一、名词解释 捕食:指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。 共生：指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，甚至形成独特结构，达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系。 偏利互生：两种可以单独生活的生物，当它们一起时，通过各自的代谢活动而偏利于一方的生活方式。 寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。 拮抗：又称抗生，指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。 竞争：同种或不同种生物因争夺食物、空间等资源而发生的生存斗争。 土著性微生物区系：是指那些对新鲜有机物质不很敏感、常年维持在某一数量水平上，即使由于有机物质的加入或温度、湿度变化而引起数量变化，其变化幅度也较小的那些微生物。 极端环境微生物：凡依赖于这些极端环境才能正常生长繁殖的微生物。 微生物生态学：是一门研究生态系统的结构及其与环境系统间相互作用规律的科学。 水体富营养化：指水体中因氮、磷等元素含量过高而导致水体表层蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。 正常菌群：生活在健康动物各部位、数量大、种类较稳定、一般能发挥有益作用的微生物种群。 BOD：生物需氧量，指1L污水或待测水样中所含的一部分易氧化的有机物，当微生物对其氧化、分解时，所消耗的水中溶解氧毫克数（其单位为mg/L） COD：化学需氧量，是表示水体中有机物含量的一个简单的间接指标，指1L污水中所含的有机物在强氧化剂将它氧化后，所消耗氧的毫克数（其单位为mg/L）。硝化作用：好氧条件下，无机化能硝化细菌将氨被氧化成硝酸盐的过程。
微生物学第二版复习资料
微生物复习资料（根据老师所说的重点整理的，仅供参考） 第一章绪论 1、微生物和人类的关系 微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。 2、微生物学的定义 微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异、以及微生物的进化、分类、生态等规律及其应用的一门学科。 3、微生物的发现和微生物学的建立与发展 微生物的发现 我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒； 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒； 2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病； 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”； 公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物； 公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”； 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花； 1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)； 16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起的； 1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说； 4、奠基人 ?1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。 ?1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvan leeuwenhoek）首次观察到了细菌。 ?巴斯德 (1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；化学家出生的巴斯德涉足微 生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病” （2）彻底否定了“自然发生”学说；著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。 (3) 免疫学——预防接种；首次制成狂犬疫苗 (4)其他贡献：巴斯德消毒法：60～65℃作短时间加热处理，杀死有害 微生物 柯赫 （1）微生物学基本操作技术方面的贡献 a）细菌纯培养方法的建立 b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养 c）流动蒸汽灭菌 d）染色观察和显微摄影 （2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：
《微生物学》主要知识点-08 第八章 微生物的遗传
第八章微生物的遗传 概述：遗传（heredity or inheritance）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（genotype）某一生物个体所含有的全部基因的总和。表型（phenotype）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。 2.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.植物病毒的重建实验：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。微生物基因组随不同类型表现出多样性。 8.2.1大肠杆菌的基因组：大肠杆菌基因组为双链环状的DNA分子。在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体（拟核，nucloid）形式存在于细胞中,其上结合有类组蛋白蛋白质和少量RNA分子，使其压缩成脚手架形的（scaffold）致密结构（大肠杆菌DNA分子长度是其菌体长度的1000倍，必须以一定的形式压缩进细胞中）。基因组全序列测定于1997年由Wisconsin大学的Blattner 等人完成。 大肠杆菌基因组结构特点：
工业微生物学第二版课后习题参考答案 精品推荐
第一章绪论 4．什么是微生物？它主要包括哪些类群？ 答：微生物并不是生物分类学上的名词，他是包括所有形体微小的单细胞，或个体结构简单的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。它包括属于原核类的细菌（真细菌和古生菌），放线菌，蓝细菌，支原体，立克次氏体和衣原体，属于真核类的真菌（酵母菌，霉菌），原生动物和显微藻类；以及属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒，拟病毒和阮病毒）。 13．微生物有哪五大共性？其中最基本共性的是哪个？为什么？ 答：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。 第二章微生物的结构与分类 8．微生物学名的命名原则有哪些？“Bacillus subtilis (Ehrenberg)Cohn”的含义是什么？ 答：命名原则在书本32页最后1行到33页倒数第3行或课件第二章（1）的37-41张（二、微生物的命名）。含义是：芽孢杆菌属的一种 9.试绘出细菌的结构简图，注明其一般结构和特殊结构，以及它们的主要生理功能。 答：细菌的结构简图（见图2.3.9） 一般构造：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都有的构造。 特殊构造：鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造。 细胞壁的功能：1、决定了革兰氏染色的性质；2、决定细菌的基本形态；3、决定细胞的抗膨压（保护细胞免受渗透压变化的破坏）4、决定对溶菌酶的敏感性；5、决定了对青霉素的抗性；6、为鞭毛运动提供支点；7、决定细胞的抗原性；8、决定细菌的毒性（致病性） 细胞膜的功能：a控制细胞内外物质(营养物质和代谢废物)的运送、交换；b 维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用；c细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜物质等大分子的合成
微生物遗传学习题和答案(第三章)
基因突变 1、名词解释 碱基置换突变（bas substitution）：一个碱基被另外一个碱基取代而造成的突变，分为转换和颠换两种类型。 转换(transition)：是指由嘌呤置换嘌呤或嘧啶置换嘧啶。 颠换(transversion) 是指嘌呤置换嘧啶或嘧啶置换嘌呤。如碱基置换发生于编码多肽的区，则因可影响密码子而使转录、翻译遗传信息发生变化，因此可以出现一种氨基酸取代原有的某一种氨基酸。也可能出现了终止密码而使多肽链合成中断，不能形成原有的蛋白质而完全失去某种生物学活性。 移码突变（frameshift mutation）：在正常的碱基序列中插入或减少一个或多个碱基，造成突变位点下游密码子的错读，此种突变产生氨基酸顺序完全改变了的蛋白质，一般无活性。异义突变（missense mutation）：即错义突变，因碱基改变使相应氨基酸变化，进而使多肽失活或活性下降。 同义突变（samesense mutation）：突变后的密码子编码相同的氨基酸。 无义突变（nonsense mutation）：碱基改变使编码某一氨基酸的密码子变为终止密码子，使蛋白质合成中断，产生无活性的多肽。 抑制基因突变（suppressor mutation）：在DNA的不同位置上发生的第二次突变抑制了原来突变基因的表达，恢复野生型表型。 诱发突变(induced mutation)：人为施加物理化学诱变因子而导致的突变。 自发突变（spontaneous mutation）:指那些未经人工诱变处理原因不明的突变。 辐射的直接作用假说：又称为靶学说，认为细胞吸收辐射能量后，发生诸如激发、电离、弹性碰撞等多种原发性物理过程，辐射的量子击中染色体，整个过程就好像子弹击中靶子一样，导致发生直接的不同程度的原始损伤，细胞的修复系统对各类损伤进行修复，产生重排，最终导致基因突变或者染色体畸变。 辐射的间接作用假说：认为生物细胞中的分子经辐射作用先产生各种自由基，特别是细胞中存在的大量水分子在辐射作用下产生大量的过氧化氢，这些自由基团进一步与细胞内遗传物质反应，通过一系列生物化学反应造成染色体损伤。 互变异构（tautomerism）：一个分子中，原子的相对位置和原子间化学键显著不同的两种异构体之间处于平衡状态的现象。这时分子可以根据不同反应条件，以这两种异构体中的任意一种形式参与反应。DNA分子自身的运动，可通过互变异构，在自然状态下以极低的频率发生突变。 环出效应：在自然状态下，DNA分子偶尔会因个别碱基对的局部解离和错误退火而导致环状突出，引起缺失或者重复突变，是一种由于DNA结构的瞬时可逆性变化引起的自发突变过程。重组修复（recombinant repair）： 光复活修复(photoreaction)：细胞内的光复活酶识别因紫外线照射而在DNA上形成的胸腺嘧啶二聚体T-T，利用光量子所提供的能量将二聚体内的环丁酰环打开而完成的修复作用。SOS反应(SOS response）：一种在无模板DNA情况下合成酶的诱导修复，是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为求生存而产生的一种应急措施。 转座子（transposon）：又称易位子，是位于染色体或质粒上的一段特殊、可移动的DNA序列，除含有与转座有关的基因和末端反向或顺向重复序列外，中间还带有一个或几个结构基因，如抗药性基因和转座酶基因等。 抗药因子：生物在有阻碍其生长发育的药物的环境中，为使生存和生长发育得以进行下去，通过与细菌的抗药性有关的基因的变异，而获得抗药性的遗传因子。
微生物遗传学复习总结
微生物遗传学复习总结 基因突变的类型 形态突变型；细胞形态改变；菌落形态改变 生化突变型：营养缺陷型；抗性突变型（抗药物、抗噬菌体）；条件致死突变型（温度敏感突变型）等。 基因突变的特点：随机性（波动实验、涂布实验、影印实验）、独立性（交叉抗性：对两种抗生素同时由敏感变为抗性，如大肠杆菌中抗四环素的突变株往往也抗金霉素。）、稳定性、可逆性、稀有性（10-9-10-5）、诱变剂可提高突变率。 突变率: 每一个细胞在每一个世代中发生突变的机率，也是突变在每 个细胞生存的单位生物学时间内发生的概率。 突变频度: 突变频度常用来表明一定数目的野生型细胞中出现的突变型的数目，因此突变频度没有涉及世代这一生物学时间单位。 化学诱变剂 ①碱基类似物引起的诱变 5-溴尿嘧啶：5-BU分子结构与T非常相似，溴原子取代T第5位的甲基。 诱发突变原理：Br改变分子在酮式和烯醇式之间平衡，使5-BU 更易出现烯醇式结构，形成5-BU≡G, 5-BU上溴原子的作用被邻 近的基团效应所抵消，使得A=BU转变为G≡BU的倾向减弱，所以 突变中GC→AT多于AT→GC。 ②改变DNA结构的诱变剂 亚硝酸：氧化脱氨基作用, 把氨基转变为酮基，使C→U 、A →H ，造成U·A 和H·C碱基错配，诱发GC→AT及AT→GC的变化。 羟胺：专一地作用C ，使之转变为能与A配对的形式专一性地引起GC→AT突变。 甲基磺酸乙酯EMS（烷化剂的一种）：当其烷基加到G 和T 的与氢键相结合的氧原子后，将会引起G 和T 的错配，引起AT→GC和GC→AT的转换。EMS 是能使DNA的许多位点发生烷化，强烈的诱变剂。 ③DNA移码突变的化合物（丫啶类化合物、溴化乙锭、烷化剂） 移码突变：由于DNA分子中一对或少数几对核苷酸的增加或缺失 造成的突变。 丫啶类化合物：分子多数是扁平的，能够插入到DNA的碱基对之间，是有效的移码诱变剂。这类化合物分子结构上的特点为，当与DNA接触时，能够逐渐插入到DNA链的两个碱基对之间，使原来相邻的碱基对彼此分开，当带有这类化合物的DNA复制时，很容易插入1个或2个碱基，引起移码突变。 物理诱变剂 ①电离辐射：χ射线和γ射线、a射线、β射线、快中子、离子注入、宇宙射线 ②非电离辐射：红外线、紫外线 辐射损伤DNA机理 直接作用假说/靶学说：细胞吸收辐射能量后，发生诸如激发、电离、弹性碰撞等多种原发性物理过程，辐射的量子击中染色体，导致发生直接的原始损伤，整个过程就好象子弹击中靶子一样。 间接作用假说：生物细胞中的分子经辐射作用先产生各种自由基，这些自由基团再进一步与细胞内含物反应并通过一系列生物化学变化造成染色体损伤。 紫外线(UV)诱变的分子机理：UV对生物的损伤主要直接作用于DNA而引起遗传物质的改变。UV可引起DNA链的断裂、DNA分子双链的交联、胞嘧啶和尿嘧啶的水合作用等多种损伤，但诱导形成胸腺嘧啶二聚体是主要的损伤。同一条链上相邻的胸腺嘧啶之间的二聚体会阻碍碱基的正常配对，影响T与A的配对，DNA 复制到此位置时就会突然终止或在新链上出现错误的碱基，而引起突变。紫外线的穿透力也很弱，UV波长范围为136—390nm，其中200—300nm范围对诱变有效。254nm的UV最易被嘌呤和嘧啶碱基所吸收，因而诱变效果最强。 生物诱变剂