微生物学教案 第八章 微生物遗传
《微生物学》教学大纲
《微生物学》教学大纲课程编号：课程名称：微生物学学分：4总学时：72学时理论学时：42学时实验学时：30学时先修课程要求：动物学、植物学、细胞生物学、生物化学等适应专业：生物技术专业本科教材：微生物学，袁生主编，第1版，高等教育出版社，2009年8月（国家规划教材）参考教材:1、《微生物学》，沈萍陈向东主编第2版高等教育出版社 2006年5月（国家规划教材）2、《微生物学教程》，周德庆主编，第二版，高等教育出版社。
2002年5月。
一、课程在培养方案中的地位、目的与任务本课程为生物技术专业本科生的必修专业基础课。
《微生物学》是在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传和育种、生态和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于农业、工业、医药卫生、生物工程和环境保护等领域的科学。
通过该课程的学习，要求学生能够了解该学科的发展前沿、热点和问题，牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，熟悉微生物学的基本技术，了解国外微生物学最新进展及应用，为今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
二、课程基本要求1、基本理论和基本知识（1）掌握微生物学的基础理论、基本知识掌握以细菌、真菌、病毒为主要内容的各类微生物的形态结构、繁殖方式和主要特征；掌握微生物遗传变异的一般规律及传染与免疫的知识；（2）熟悉微生物的营养、代谢和生长的特点；熟悉微生物育种的一般方法和微生物在工业、农业，医学、环境和日常生活中的某些应用，以及微生物在自然界物质循环中的重要意义。
（3）了解微生物生态及在自然界物质转化中的作用；了解微生物的多样性、系统发育与分类。
2、基本技能（1）掌握普通光学显微镜的使用方法，特别是利用油镜观察细菌的方法；掌握微生物的制片染色技术；（2）熟悉微生物细胞的大小测定及数量测定技术；熟悉培养基的制备、灭菌及微生物的分离纯化培养技术。
（3）通过综合实验（土壤微生物数量测定及未知菌革兰氏染色鉴定）让学生进一步掌握微生物的四大操作技术，并初步了解微生物科学研究的基本方法和思路。
《微生物学》教案(共6)
结
物
构
原
质
核
生
微
细胞壁、细胞膜、细胞
物
质
的
生
异养、自养、兼性自养
物
代
的
谢
应
方
用
式
04
微生物营养与代谢
营养类型及营养物质吸收方式
营养类型
根据微生物对营养物质的需求和利用方式，可分为光能自养型、化能自养型、光能异养型和化 能异养型等。
营养物质吸收方式
微生物通过细胞膜上的特定转运蛋白或通道蛋白，以主动运输或被动运输的方式吸收营养物质 ，如氨基酸、糖类、无机盐等。
显微镜
使用前应检查镜头是否干净、光源是 否正常，使用过程中要轻拿轻放，避
免损坏镜头。
离心机
使用前应检查离心管是否平衡、转速 和时间设置是否合理，使用过程中要 注意观察离心机运转情况，如有异常
应立即停机检查。
培养箱
使用前应检查温度、湿度等参数是否 设置正确，使用过程中要定期观察培 养物生长情况，及时调整参数。
微生物学是研究微生物及其生命活动的科学，涉 及细菌、病毒、真菌、原生动物等微小生物。
02 课程内容与体系结构
课程内容涵盖微生物的形态结构、生理生化、遗 传变异、生态分布及分类进化等方面，体系结构 完整，注重基础理论与实践应用相结合。
03 微生物学在相关领域的应用
微生物学在医学、农业、工业、环保等领域具有 广泛应用，对于人类健康、经济发展及生态环境 保护具有重要意义。
《微生物学》教案( 共6)
目录
• 课程介绍与教学目标 • 微生物基本概念与分类 • 微生物形态结构与功能 • 微生物营养与代谢 • 微生物生长繁殖与遗传变异 • 微生物生态与环境影响 • 免疫系统与抗感染免疫 • 实验操作规范及注意事项
《微生物学》教学大纲
《微生物学》教学大纲Microbiology课程编码：27A11405 学分：5.0 课程类别：专业必修课计划学时：104 其中讲课：56 实验：48适用专业：生物技术系推荐教材：沈萍著，《微生物学》，高等教育出版社，2006年。
参考书目：周德庆主编，《微生物学教程》，高等教育出版社，2011年。
课程的教学目的与任务本课程的任务是使学生通过学习微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
课程的基本要求通过本课程的学习，使学生掌握微生物的分离和纯培养、微生物的基本结构和功能、微生物的营养和代谢、微生物的生长繁殖方式及其控制、病毒的生物学性状，熟悉显微镜的使用、微生物的遗传变异及其调控、微生物的生态、微生物在感染与免疫中所发挥的重要性，了解微生物的广泛应用及其发展趋势。
课程的主要任务包括一次期末考试和多次的章节作业以及课程问题讨论等；课程研究工作包括研究活动和小论文撰写等；课程参与程度与课堂表现等。
课程教学致力于引导学生积极参与学习的改革。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章绪论建议学时：2 [教学目的与要求] 掌握微生物的概念、特点，熟悉微生物学的概念、分科，了解微生物发展史及发展趋势史。
[教学重点与难点] 微生物的概念、特点。
[授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授课内容]§1.1微生物和你。
§1.2微生物学。
§1. 3微生物的发展和微生物学的发展。
§1.4 20世纪的微生物。
§1.5 21世纪微生物学发展的趋势。
第二章微生物的分离和显微技术建议学时：4 [教学目的与要求] 掌握无菌技术的概念，熟悉用固体和液体培养基获得纯培养的常用方法，了解单孢子分离和选择培养，掌握Gram染色的原理、方法和结果，熟悉显微观察样品的制备方法，了解显微镜的种类及原理。
微生物学 第八章 微生物遗传
细菌如此之小，它们不会携带过多的额外DNA。在进 化过程中，Rho可能使得基因被紧凑地‘打包’起来，从 而反过来促进了细菌的快速生长。”
二、啤酒酵母的基因组
1996年，由欧洲、美国、加拿大和日本共96个实验室 的633位科学家的艰苦努力完成了全基因组的测序工作， 这是第一个完成测序的真核生物基因组。
质粒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.
从细胞中分离的质粒大多是三种构型，即CCC型、OC型 (open circular form)和L型(linear form).
二、质粒的主要类型
1. 致育因子(Fertility factor，F因子) 2. 抗性因子(Resistance factor，R因子) 3. Col质粒 4. 毒性质粒(virulence plasmid) 5. 代谢质粒(Metabolic plasmid) 6. 隐秘质粒(cryptic plasmid)
少数基因突变不影响生命的生存；适应复杂多变的环境。 酵母比细菌和病毒“进步”且“富有”，而细菌和病毒更 “聪明”。
第三节 质粒和转座因子
质粒(plasቤተ መጻሕፍቲ ባይዱid) 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；
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。
拟核上结合有类组蛋白蛋白质和少量RNA分子，使其 压缩成一种手脚架形的(scaffold)致密结构 。
大肠杆菌及其它原核细胞就是以这种拟核形式在细胞 中执行着诸如复制、重组、转录、 翻译以及复杂的调节 过程。
环境微生物学(08微生物生态)教学教材
一般说来，自然种群具有三方面的特征：（1）空间特征 ，即种群具有一定的分布区域和分布形式；（2）数量特 征，每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将 随时间而发生变动；（3）遗传特征，种群具有一定的基 因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因 组成同样是处于变动之中的。
了空气不是微生物生长繁殖的场所。
二、空气微生物的种类、数量和分布
空气中的微生物来源于： 土壤（飞扬的尘土把微生物带至空中）； 水体（水面吹起的小水滴）； 人和动物（皮肤脱落物、呼吸道等）
空气中的微生物只是短暂停留，是可变的，没有固定类群。
在空气中存活的微生物，主要是有芽孢的细菌、有孢子的 霉菌、放线菌及各种胞囊。
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
1. 营养 土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌 物、排泄物等） 2. pH 3. 5～8.5，多为5.5～8.5；适合于大多数微生物的生长 繁殖。 3． 透压 土壤内通常为0.3～0.6MPa，而在微生物（细菌）体内， G+为2.0～2.5 MPa，G-为0.5～0.6 Mpa。所以，土壤是 等 或低 溶液，有利于微生物吸收水份和营养。
这是一个美丽的
3. 生态系统的分类
由于生态系统可以小到一滴水，大到生物圈，所以分类有 多种。 根据生存环境分：如水体生态系统和陆地生态系统。各自 还可进一步细分，例如淡水生态系统和海水生态系统。根 据动态和静态可将淡水生态系统分为河流生态系统和湖泊 生态系统。
根据生物群落分：有动物生态系统、植物生态系统及微生 物生态系统，在这些生态系统内又可根据生存环境或生物 群落进一步细分。
《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 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。
微生物学课程教学大纲
《微生物学》课程教学大纲(总19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《微生物学》课程教学大纲一、课程基本信息1.课程代码：1201022.课程名称：微生物学3.学时/学分：51学时/3学分4.开课系（部）、教研室：生命科学系、生物工程教研室5.先修课程：普通生物学、生物化学6.面向对象：生物工程专业二、课程性质与目标1.课程性质：微生物学是一门研究微生物的形态结构及其生命活动的科学。
以微生物作为研究材料，往往会加速生物学基本问题研究的进展；微生物与人类健康息息相关，在工业、农业、生态环境保护等行业有着广阔的应用领域，构成了现代生物技术的基础；微生物还在基因工程、发酵工程、酶工程、细胞工程等工作中起着十分重要的作用。
因而微生物学是生物工程专业一门必修的专业基础课程，直接关系到人才培养目标的实现。
微生物学通常在基础生物学、生物化学等先行课程之后开设，为学生进一步学习细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学等课程奠定了基础。
2.课程目标：通过本课程的学习，要求掌握微生物的形态结构、营养代谢、生长繁殖、遗传变异、生态及免疫学的基础知识，了解微生物与人类生活的关系以及在生产实践中的应用。
在教学中，还要培养学生严谨的科学态度与分析问题、解决问题的能力；并使学生了解该学科的发展前沿、热点和问题，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
三、教学基本内容及要求第一章绪论(3课时)（一）教学的基本要求通过本章的课堂教学，引导学生走进微生物世界，了解微生物是什么做什么以及它们与人类的特殊关系；了解微生物的发现与微生物学发展；明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位；展望未来，激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。
（二）教学具体内容1.微生物与人类的关系(1课时)2.微生物科学(1课时)微生物学的研究对象及其分类地位微生物的特征微生物学研究内容及其分科3. 微生物的发现与微生物学的发展(1课时)微生物的发现微生物学的奠基现代微生物学的发展与展望我国微生物学发展的概况（三）教学重点和难点1.重点：微生物的发现和微生物学的建立与发展；2.难点：微生物的类群及特点。
(完整版)微生物学教学大纲
课程编号：《微生物学》授课大纲学时数： 72讲课：72学制：四年制本科适合专业：生物科学有关专业一、本课程的性质和任务（一）课程的性质微生物学是生命科学中一门理论与实践性较强的重要基础课程，是一门对现代生命科学的发展发挥着不可以取代的重要作用的学科，故本课程分为理论解说和实践授课两大部分（实验部分还有授课大纲）。
理论课授课主要解说微生物发展的历史、微生物的形态构造、营养和代谢特点、遗传规律、生态、传染与免疫和系统分类等内容。
（二）课程的任务：本课程主要面对生物科学专业的本科学生讲课，是专业必修课。
经过学习微生物的形态构造、生理生化、生长生殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类判断以及微生物与其他生物的互有关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用，认识该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，认识微生物的基本特点及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
二、本课程与其他课程的联系：微生物学是一门专业基础课，与好多课程关系亲近，应在生物化学、遗传学、生理学等课程的基础进步行学习，并为今后专业课，如遗传学、生物化学等课程的学习确定基础。
三、授课内容（一）第一章绪论一、本学期的授课安排二、微生物和你三、微生物学四、微生物的发现和微生物学的发展五、 20 世纪的微生物学六、 21 世纪微生物学发展的特点和趋势授课基本要求：学习微生物学这门课程，必定第一认识什么是微生物、主要种类、特点、发展情况、研究意义等等。
本章要修业生在联系本质的情况下掌握微生物的见解、特点，并提起学生学习微生物的兴趣。
主要知识点与重点：微生物的见解、类群及特点。
（二）第二章微生物的纯培养和显微技术第一节微生物的分别和纯培养一、无菌技术二、用固体培养基获得纯培养三、用液体培养基获得纯培养四、单细胞（孢子）分别五、选择培养分别六、微生物的珍藏技术第二节显微镜和显微技术一、显微镜的种类及原理二、显微观察样品的制备第三节显微镜下的微生物一、细菌和古菌二、真菌三、藻类四、原生动物授课基本要求：掌握微生物学研究的基本技术，即无菌技术、纯种分别技术、培养技术及显微镜技术。
《食品微生物学》授课教案
《⾷品微⽣物学》授课教案《⾷品微⽣物学》授课教案第⼀章绪论教学⽬标：了解微⽣物学的建⽴和发展历史，微⽣物学研究对象、任务和微⽣物的⼀般特点和作⽤，理解微⽣物学对⼈类⽣产实践活动以及对其他学科的影响以及微⽣物在⽣物分类学中的地位等。
重点：本章的重点主要是要求掌握微⽣物学⼏位重要的奠基⼈对微⽣物学的主要贡献，微⽣物的⼏⼤共性特点是什么。
难点：微⽣物的⼀般特点和作⽤。
课时安排：2 学时教学⽅法与⼿段：通过列举⼤量的事例，使学⽣理解微⽣物与⼈类的关系，微⽣物对⼈类做出的贡献；同时利⽤多媒体教学的优势，⽤丰富的图⽚和视频材料加深学⽣的认识。
第⼆章原核微⽣物 (8 学时 )教学⽬标：理论上主要掌握原核微⽣物的形态结构、化学组成、⽣物学功能以及繁殖过程、特点和菌落特征；掌握⾰兰⽒染⾊的原理和⽅法。
实验技能掌握基本的细菌涂⽚和染⾊技术。
重点：本章的重点是细菌，其次是放线菌：了解原核微⽣物分类的特点和⽅法以及⾷品中常见的细菌种类。
难点：微⽣物形态结构与⽣理功能之间的关系。
真核细胞与原核细胞的区别。
课时安排：8学时教学内容及学时分配：第⼀节细菌5学时第⼆节放线菌2学时第三节其它类群的原核微⽣物1学时教学⽅法与⼿段：采⽤多媒体授课，引⼊⼤量图⽚描述各种原核微⽣物的形态结构，增加教学的直观性，便于学⽣掌握重点、突破难点。
采⽤视频演⽰⾰兰⽒染⾊的步骤。
教师提问、启发引导，还要利⽤⽐较教学法，对不同的原核微⽣物的形态结构等作⽐较，加深学⽣对知识的理解掌握。
要求学⽣课下查阅⽂献资料，掌握⾷品中常见的细菌种类及其特征。
第三章真核微⽣物教学⽬标：掌握霉菌、酵母菌的形态结构、化学组成、⽣物学功能以及繁殖特点和菌落特征；了解⾷⽤菌菌丝和⼦实体的形态结构、⽣长繁殖及⽣活史；了解⾷品中常见的霉菌、酵母菌的种类。
重点：了解⾷品中常见的酵母、霉菌的形态结构。
难点：微⽣物形态结构与⽣理功能之间的关系。
课时安排：6 学时教学内容及学时分配：第⼀节霉菌 2学时第⼆节酵母菌 2学时第三节⾷⽤菌 2学时第四节真菌分类教学⽅法与⼿段：采⽤多媒体授课，引⼊⼤量图⽚描述各种真微⽣物的形态结构，增加教学的直观性，便于学⽣掌握重点、突破难点。
微生物学主要知识点08微生物的遗传
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。
沈萍主编的《微生物学》[整理版]
![沈萍主编的《微生物学》[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/16d08d7a1fb91a37f111f18583d049649b660ef8.png)
本课程采用的教材：沈萍主编的《微生物学》，高等教出版社2000年7月第一版。
本课程的辅导时间：2006.12.4——2007.3.4，每周一，周三18：00--20：00本课程的辅导安排：前八周课本按章节讲解课本基础、重难点知识，以后针对考试进行练习。
第一周辅导内容第一章绪论微生物科学人们常说的微生物(microorganism, microbe) 一词，是对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称，或简单地说是对细小的人们肉眼看不见的生物的总称。
指显微镜下的才可见的生物，它不是一个分类学上的名词。
但其中也有少数成员是肉眼可见的，例如近年来发现有的细菌是肉眼可见的，1993 年正式确定为细菌的Epulopiscium fishlsoni 以及1998 年报道的Thiomargarita namibiensis ，均为肉眼可见的细菌。
所以上述微生物学的定义是指一般的概念，是历史的沿革，但仍为今天所适用。
巴斯德和柯赫对微生物学建立的贡献巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立的学科开始形成，巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。
巴斯德彻底否定了“自然发生”学说；发现将病原菌减毒可诱发免疫性，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种；证实发酵是由微生物引起的；创立巴斯德消毒法等；柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就：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，提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则，创建了分离、纯化微生物的技术等。
人类与微生物的关系微生物与人类关系的重要性，可以从它们在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害两方面进行分析。
能够例举：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产；微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不可少的成员；（过去瘟疫的流行，现在一些病原体正在全球蔓延，许多已被征服的传染病也有“卷土重来”之势；食品的腐败等等具体事例说明。
微生物学 第八章
三、体液因素
补体系统
正常体液和组织中抵抗病原体的成分： 干扰素
溶菌酶，等
1.补体系统（complement system）：（免疫补充体系）
存在于正常机体体液中的非特异性的杀菌物质，包
括廿余种蛋白质成分，主要由肝细胞和巨噬细胞产生，
通常以无活性形式存在于正常血清和体液中。当在一定
见p381
2.生理上的屏障结构
体内的某些部位具有特殊的结构而形成阻挡微生物和大分子异物进 入的局部屏障，对保护该器官，维持局部生理环境稳定有重要作用。
1）血脑屏障：
主要由软脑膜、脉络丛、脑毛细血管壁及其外的脑星形细胞组成， 具有细胞间连接紧密、胞饮作用弱的特点，可阻挡病原体及其有 毒产物从血液透入脑组织或脑脊液，保护中枢神经系统的稳定。
透明质酸酶：提高组织中液体渗透能力 链激酶：激活纤维蛋白溶酶，促进血栓溶解 链道酶(DNAase):降低化脓性分泌物粘性
（3）对宿主防御机能的抵抗能力： a）细菌的荚膜和微荚膜具有抗吞噬和体液杀菌物质的能力，有
助于病原菌在体内存活，例如肺炎球菌的荚膜。 b）致病性葡萄球菌产生的血浆凝固酶有抗吞噬作用；
(3)真菌变态反应性疾病：
有些真菌本身并不致病，但对某些具过敏倾向的个体可引起变态 反应性疾病，如曲霉、青霉、镰刀菌等可引起荨麻疹、哮喘、变 应性鼻炎。
(4)真菌性中毒：
有些真菌在粮食上生长，人及动物食后可因真菌本身或真菌产 生的毒素而中毒。
黄曲霉毒素、杂色霉素
肝损害
桔青霉素
肾小球损害
节菱孢菌引起的霉甘蔗中毒
第八章 感染与免疫
病原微生物感染
机体对抗 （免疫学）
免疫(immunity)： 生物体能够辩认自我与非自我，对非我做
第八章微生物遗传变异与菌种选育习题及答案
第八章微生物遗传变异与菌种选育习题及答案第八章《微生物遗传与菌种选育》习题及参考答案一、名词解释1．点突变：DNA链上的一对或少数几对碱基发生改变，称为点突变。
2．感受态：受体菌最易接受到外源DNA片段并实现转化的生理状态。
3．基因工程：又称重组DNA技术，它是根据人们的需要在体外将供体生物控制某种遗传性状的一段生物大分子-----DNA切割后，同载体连接，然后导入受体生物细胞中进行复制、表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。
4．接合：遗传物质通过细胞间的直接接触从一个细胞转入到另一细胞而表达的过程称为接合。
5．F'菌株：当Hfr菌株内的F因子不正常切割而脱离其染色体时，可形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，含有这种F因子的菌株称为F'菌株。
6．诱变育种：使用各种物理或化学因子处理微生物细胞，提高突变率，从中挑选出少数符合育种目的的突变株。
7．营养缺陷型：由于基因突变引起菌株在一些营养物质（如氨基酸、维生素和碱基）的合成能力上出现缺陷，而必须在基本培养基中添加相应的物质才能正常生长的突变型。
野生型：指从自然界分离到的任何微生物在其发生人为营养缺陷突变前的原始菌株。
原养型：一般指营养缺陷型突变株经回复突变或重组后产生的菌株。
9．重组DNA技术：是指对遗传信息的分子操作和施工，即把分离到的或合成的基因经过改造，插入载体中，导入宿主细胞内，使其扩增和表达，从而获得大量基因产物或新物种的一种崭新的育种技术。
10．基因重组：或称遗传重组，两个独立基因组内的遗传基因，通过一定的途径转移到一起，形成新的稳定基因组的过程。
11．基因突变（genemutation）和移码突变：基因突变（genemutation）：一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，而导致的遗传变化就称基因突变。
移码突变：指诱变剂会使DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的增添或缺失，从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和转译错误的一类突变。
生物遗传教案
生物遗传教案引言:生物遗传是现代生物学的重要内容之一，它研究的是生物体的性状、表型及遗传基础等方面的问题。
通过遗传教学的方式，可以帮助学生全面了解生物遗传的原理和应用，提高他们的科学素养和解决问题的能力。
本教案将以生物遗传为主题，结合实例和教学方法，帮助学生深入了解遗传的基本原理和应用。
一、遗传基因的概念和形式1. 遗传基因的定义遗传基因是指控制遗传现象的基本单位，它位于染色体上并携带着生物体的一部分信息。
遗传基因决定了生物体的性状、表型，以及遗传信息的传递方式。
2. 遗传基因的形式遗传基因存在于DNA分子上，可以分为等位基因和多基因两种形式。
等位基因是指同一位点上的两个或多个基因，它们决定了同一性状的不同表现形式。
多基因是指同一性状由多个基因决定，它们的表现形式呈连续变化。
二、遗传规律的研究1. 孟德尔的遗传规律孟德尔是遗传学的奠基人，他通过对豌豆的实验研究，发现了遗传的基本规律。
主要包括基本定律、分离定律和自由组合定律。
这些规律揭示了等位基因的传递方式，从而奠定了遗传学的基础。
2. 高尔顿定律高尔顿定律是遗传学中的重要概念，它解释了多基因的性状在不同组合下的表现形式。
高尔顿定律指出，当多个基因共同作用时，其表现形式呈现出特定的频率分布。
三、遗传交叉与变异1. 遗传交叉的概念和意义遗传交叉是指染色体在有丝分裂过程中的互换现象，它是遗传变异的重要原因之一。
遗传交叉的发生使得染色体上的基因重新组合，从而产生新的遗传组合和新的表现形式。
2. 遗传变异的类型遗传变异主要包括滋生变异、染色体结构变异和基因突变等。
滋生变异是指在有性生殖过程中所产生的遗传变异，它是遗传进化的主要来源。
染色体结构变异是指染色体上的片段发生插入、缺失、倒位等结构改变。
基因突变是指基因序列发生突变，导致基因功能的改变。
四、遗传应用与意义1. 遗传工程遗传工程是利用基因技术改造生物的遗传特性，从而达到改良生物品质、提高产量等目的的一种方法。
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第八章——微生物遗传第一节遗传的物质基础遗传的物质基础是蛋白质还是核酸，曾是生物学中激烈争论的重大问题之一。
1944年Avery等人以微生物为研究对象进行的实验，无可辨驳地证实遗传的物质基础不是蛋白质而是核酸，并且随着对DNA特性(结构的多样性，自体复制特性等)的了解，“核酸是遗传物质的基础”这一生物学中的重大理论才真正得以突破。
下面分别介绍以DNA和RNA为遗传物质基础的微生物学实验证据。
一 DNA作为遗传物质1.Griffith的转化实验1928年英国的一位细菌学家F.Griffith将能使小鼠致死的SⅢ型菌株加热杀死，并注入小鼠体内后，小鼠不死，而且也不能从小鼠体内重新分离到肺炎球菌。
但是当他们进一步将加热杀死，已无致病性的SⅢ菌和小量活的非致病的R型菌(由SⅡ型突变而来)一起注入小鼠体内后，意外地发现小鼠死了，而且从死的小鼠中分离到活的SⅢ型菌株(注意不是SⅡ型)。
显然，小鼠致死的原因正是由于这些SⅢ型菌的毒性作用，那么这些SⅢ菌从何而来呢?实验不难证明注入小鼠体内的SⅢ菌已全部被杀死，因此不可能是SⅢ的残留者，同时，也不可能是R型回复突变所致，因为来自SⅡ型的R型的回复突变应为SⅡ型而不是SⅢ型。
唯一合理的解释是：活的、非致病性的R型从已被杀死的SⅢ型中获得了遗传物质，使其产生荚膜成为致病性的SⅢ型。
Griffith将这种现象称为转化(transformation)。
几年后，这一现象在离体条件下进一步得到证实，并将引起转化的遗传物质称为转化因子(transforming factor)。
Griffith是第一个发现转化现象的，虽然当时还不知道称之为转化因子的本质是什么，但是他的工作为后来Avery等人进一步揭示转化因子的实质，确立DNA 为遗传物质奠定了重要基础。
2.DNA作为遗传物质的第一个实验证据Avery和他的合作者C.M.Macleod和M.J.McCarty为了弄清楚Griffith实验中的转化因子的实质，他们分别用降解DNA、RNA或蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物，选择性地破坏这些细胞成份，然后分别与无毒的R型细胞混合，观察转化现象的发生。
结果发现，只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化作用，说明DNA是转化所必须的转化因子，并在1944 年发表了他们的实验结果，为Griffith的转化因子是DNA而不是蛋白质提供了第一证据。
为了消除“蛋白质论”者的怀疑，Avery等人将DNA抽提出来，进行不断的纯化，直到1949年，作为转化因子的DNA已纯化到所含蛋白质只有0.02%，这时的转化效果非但不减少反而增加，并随DNA浓度的增加而增加。
DNA作为遗传信息的载体已充分获得证实。
3.T2噬菌体的感染实验1952年，Alfred D.Hershey和Martha Chase为了证实T2噬菌体的DNA是遗传物质，他们用P32标记病毒的DNA，用S35标记病毒的蛋白质外壳。
然后将这两种不同标记的病毒分别与其宿主大肠杆菌混合。
结果发现，用含有S35蛋白质的T2噬菌体感染大肠杆菌时，大多数放射活性留在宿主细胞的外边，而用含有P32DNA的T2噬菌体与宿主细菌混合时，则发现P32DNA注入宿主细胞，并产生噬菌体后代，这些T2噬菌体后代的蛋白质外壳的组成、形状大小等特性均与留在细胞外的蛋白质外壳一模一样，说明决定蛋白质外壳的遗传信息是在DNA上，DNA携带有T2的全部遗传信息(图8-1)。
图8-1 T2噬菌体的实验二、RNA作为遗传物质有些生物只由RNA和蛋白质组成，例如某些动物和植物病毒以及某些噬菌体(见第七章)。
1956年，用含RNA的烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus，简称TMV) 所进行的拆分与重建实验证明RNA也是遗传物质的基础。
图8-2显示其实验的过程：(1)用表面活性剂处理标准TMV，得到它的蛋白质；(2)从TMV的变种HR(外壳蛋白的氨基酸组成与标准株存在2-3个氨基酸的差别)通过弱碱处理得到它的RNA；(3)通过重建获得杂种病毒；(4)标准TMV抗血清使杂种病毒失活，HR抗血清不使它失活，证实杂种病毒的蛋白质外壳是来自TMV标准株。
(5)杂种病毒感染烟草产生HR所特有的病斑，说明杂种病毒的感染特性是由HR的RNA 所决定，而不是二者的融合特征；(6)从病斑中一再分离得到的子病毒的蛋白质外壳是HR蛋白质，而不是标准株的蛋白质外壳。
以上实验结果说明杂种病毒的感染特征和蛋白质的特性是由它的RNA所决定，而不是由蛋白质所决定，遗传物质是RNA。
图8-2 TMV病毒拆分重建实验三、朊病毒的发现和思考无论是DNA还是RNA作为遗传物质的基础已是无可辨驳的事实。
但朊病毒(prion)的发现对“ 蛋白质不是遗传物质”的定论也带来一些疑云。
prp sc(见第七章)是具有传染性的蛋白质致病因子，迄今未发现该蛋白内有核酸。
但已知的传染性疾病的传播因子必须含有核酸 (DNA或RNA)组成的遗传物质，才能感染宿主并在宿主体内自然繁殖。
那么这是生命界的又一特例呢? 还是因为目前人们的认识和技术所限而尚未揭示的生命之谜呢? (如有人坚持认为prp sc中可能含有极微量的核酸)还有待生命科学家去认识和探索。
但prp sc的致病性是由于prp c改变折叠状态所致，这一广为证实的事实，已是当今分子生物学研究的热点之一——由蛋白质的折叠与生物功能之间的关系的研究延伸至与疾病的致病因子之间的关系的研究，为治疗和根除prp sc引起的疾病(有人称为构象病)开辟新的途第二节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(hoploid)；真核微生物通常是有二套基因又称二倍体(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序列组成的总称，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。
但无论是原核还是真核微生物，其基因组一般都比较小(表8-1)，其中最小的大肠杆菌噬菌体MS2只有3000bp，含3个基因。
一般来说这些依赖于宿主生活的病毒基因组都很小。
近年来对微生物基因组序列的测定表明，能进行独立生活的最小基因组是一种生殖道枝原体，只含473个基因，通过与流感嗜血菌序列比较研究，提出了256个基因可能是维持细胞生命活动所必需的最低数量的假说。
微生物基因组随不同类型(真细菌、古生菌、真核微生物)表现出多样性，下面分别以大肠杆菌、詹氏甲烷球菌和啤酒酵母为代表说明。
表示古生菌一、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形式存在于细胞中，该小体称为拟核(nucliod)，其上结合有类组蛋白蛋白质和少量RNA分子，使其压缩成一种手脚架形的(scaffold)致密结构(大肠杆菌DNA分子长度是其菌体长度的1000倍，所以必须以一定的形式压缩进细胞中) 。
大肠杆菌及其它原核细胞就是以这种拟核形式在细胞中执行着诸如复制、重组、转录、翻译以及复杂的调节过程。
基因组全序列测定于1997年由Wisconsin大学的Blattner等人完成，其基因组结构特点如下：1.遗传信息的连续性从表8-1可以看出，大肠杆菌和其它原核生物中基因数基本接近由它的基因组大小所估计的基因数(通常以1000bp～1500bp为一个基因计，说明这些微生物基因组DNA 绝大部分用来编码蛋白质、RNA；用作为复制起点、启动子、终止子和一些由调节蛋白识别和结合的位点等信号序列。
除在个别细菌(鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌)和古生菌的rRNA和tR NA中发现有内含子或间插序列外，其它绝大部分原核生物不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。
2.功能相关的结构基因组成操纵子结构大肠杆菌总共有2584个操纵子，基因组测序推测出2192个操纵子。
其中73%只含一个基因，16.6%含有2个基因，4.6%含有3个基因，6%含有4个或4个以上的基因。
大肠杆菌有如此多的操纵子结构，可能与原核基因表达多采用转录调控有关，因为组成操纵子有其方便的一面。
此外有些功能相关的RNA基因也串联在一起，如构成核糖核蛋白体的三种RNA基因转录在同一个转录产物中，它们依次是。
这三种RNA除了组建核糖体外，别无他用，而在核糖体中的比例又是1∶1∶1，倘若它们不在同一个转录产物中，则或者造成这三种RNA比例失调，影响细胞功能；或者造成浪费；或者需要一个极其复杂、耗费巨大的调节机构来保持正常的1∶1∶1。
3.结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝在大多数情况下结构基因在基因组中是单拷贝的，但是编码rRNA的基因rrn往往是多拷贝的，大肠杆菌有7个rRNA操纵子，其特征都与基因组的复制方向有关，即按复制方向表达。
7个rrn操纵子中就有6个分布在大肠杆菌DNA的双向复制起点oric(83分钟处)附近，而不是在复制终点(33分钟)附近，可以设想，在一个细胞周期中，复制起点处的基因的表达量几乎相当于处于复制终点的同样基因的两倍，有利于核糖体的快速组装，便于在急需蛋白质合成时，细胞可以在短时间内有大量核糖体生成。
大肠杆菌及其它原核生物(如枯草杆菌的rrn有10个拷贝)rrn多拷贝及结构基因的单拷贝，也反映了它们基因组经济而有效的结构。
4.基因组的重复序列少而短原核生物基因组存在一定数量的重复序列，但比真核生物少得多，而且重复的序列比较短，一般为4～40个碱基，重复的程度有的是十多次，有的可达上千次**。
*典型的原核生物染色体是环状DNA分子，但发现布氏疏螺旋体的染色体是线状的。
**流感嗜血菌基因组上有1465个“摄取位点”的重复，其重复序列为5′-AAGTGCGGTCA-3′。
二、啤酒酵母的基因组啤酒酵母是单细胞真核生物，1996年，由欧洲、美国、加拿大和日本共96个实验室的633位科学家的艰苦努力完成了全基因组的测序工作，这是第一个完成测序的真核生物基因组。
该基因大小为13.5×106bp，分布在16个不连续的染色体中(表8-2)。
象所有其它的真核细胞一样，酵母菌的DNA也是与四种主要的组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)结合构成染色质(chromatin)的14bp核小体核心DNA；染色体DNA上有着丝粒(centromere)和端粒(telomere)，没有明显的操纵子结构，有间隔区或内含子序列。
酵母菌基因组最显著的特点是高度重复，从表8-2可看出tRNA基因在每个染色体上至少是4个，多则30多个，总共约有250个拷贝(大肠杆菌约60个拷贝)。
rRNA基因只位于ⅩⅠⅠ号染色体的近端粒处，每个长9137bp，有100～200个拷贝。