微生物遗传与育种(09140)

《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

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

一、微生物菌种

二、微生物菌种的重要性

三、微生物菌种特性

四、菌种来源

第二节工业微生物育种的进展

一、自然选育

二、诱变育种

三、杂交育种

四、代谢控制育种

五、基因工程育种

六、基因组改组（genome shuffling）

七、分子定向进化（molecular directed evolution of enzyme）

八、高通量筛选技术(High throughput screening,HTS)

第二章遗传物质的基础

教学目的：了解微生物遗传的基本知识，掌握微生物基因组的组织与结构。

基本要求：通过教学，使学生回顾、了解微生物遗传的物质基础，掌握微生物基因组的组织与结构。

重点与难点：

重点：微生物基因组的组织与结构。

难点：微生物基因组与其他生物基因组的主要区别。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：

第一节染色体

一、染色体形态

二、原核生物及病毒染色体结构

三、真核生物染色体结构

四、染色体数目

第二节核酸

一、核酸

二、RNA

三、DNA

第三节基因的组织与结构

一、基因组

二、基因

三、遗传密码

第三章基因突变

教学目的：了解基因突变的概念，掌握基因突变的本质和表型延迟现象。

基本要求：通过教学，使学生了解基因突变的概念，掌握基因突变的规律和突变类型，理解突变型筛选的方法，理解影响因素和诱变作用的专一性，掌握表型、表型延迟的概念及突变的修复。

重点与难点：

重点：基因突变的本质和表型延迟现象。

难点：基因突变的规律和突变类型，突变型筛选方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：

第一节突变的分子机制

一、基因突变

二、染色体畸变和染色体组变

第二节突变引起遗传性状改变

一、突变引起遗传性状改变

二、突变型的种类

第三节突变体的形成

一、突变体的形成过程

二、突变的修复

三、突变的表型效应

四、表型延迟

第四章工业微生物育种诱变剂

教学目的：掌握微生物育种各种诱变剂及其诱变机理，了解诱变剂处理方法。

基本要求：通过教学，使学生掌握诱变剂的概念、常见诱变剂的种类和诱变机理，了解各种诱变剂在微生物育种中的处理方法。

重点与难点：各种诱变剂的作用机理。

重点：各种诱变剂的作用机理。

难点：诱变剂作用机理及其在微生物育种中的处理方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：

第一节物理诱变剂

一、物理诱变剂的生物学效应

二、非电离辐射——紫外线

三、电离辐射

四、近年来发展的新型物理诱变剂

第二节化学诱变剂

一、碱基类似物

二、烷化剂

三、脱氨剂（以亚硝酸为例）

四、移码诱变剂

五、羟化剂（以羟胺为例）

六、金属盐类

七、其他化学诱变剂

八、化学诱变剂的安全操作

第三节生物诱变剂

一、噬菌体

二、基因诱变剂

第五章工业微生物产生菌的分离筛选

教学目的：掌握微生物野生菌株的分离筛选方法。

基本要求：通过教学，使学生掌微生物的取样、好氧菌的分离筛选、厌氧菌的分离筛选的基本原理和方法，了解极端微生物和生物可降解塑料生产菌的筛选分离方法。

重点与难点：

重点：微生物野生菌分离筛选程序和方法。

难点：各种微生物野生菌筛选的基本原理和方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：

第一节含微生物样品的采集

一、从土壤中采样

二、根据微生物生理特点采样

三、特殊环境下采样

第二节含微生物样品的富集培养

一、控制培养基的营养成分

二、控制培养条件

三、抑制不需要的菌类

第三节好氧微生物的分离

一、稀释涂布和划线分离法

二、利用平皿中的生化反应进行分离

三、组织分离法

四、单细胞或单孢子分离法

五、通过控制营养和培养条件进行分离

第四节厌氧微生物的分离

一、厌氧培养中几种除氧方法

二、红螺菌的分离

三、反硝化细菌的分离

四、脱氮硫杆菌的分离

五、乳酸菌的分离