第7章、微生物的遗传和变异

第七章、微生物的遗传和变异

一、名词解释：

1、饰变：指外表的修饰性改变，即不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、翻译水平。

2、基因：是生物体遗传信息的基本组成单位，是一段直线排列的核苷酸序列，具有编码rna、蛋白质的功能。

3、质粒：独立于染色体外，能进行自主复制的小型共价闭合环状的dsDNA分子。

4、转座因子：细胞中位于染色体或质粒上能改变自身位置的一段DNA序列。

5基因突变：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碱基对的缺失插入或置换而导致的遗传变化，又称点突变，是狭义的突变。

6、诱变育种：利用诱变剂，提高随机突变频率，通过一定筛选方法获得所需高产优质菌株。

7、完全缺陷噬菌体：噬菌体装配时出现偶然错误，将宿主细胞DNA装入，不含本身的DNA

部分缺陷噬菌体：噬菌体因不正常切割，脱下的DNA仅一部分为噬菌体DNA，另一部分为宿主DNA

8、营养缺陷型菌株：野生菌发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子、或其他必须营养物的能力，因而无法在Mm培养基上正常生长繁殖的突变类型。

9、基因工程：是指对遗传信息的分子施工，即把分离到的合成的基因经过改造插入到载体中，然后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改变生物性状。

●基因探针：是一段带有检测标记，且序列已知的能与目标基因互补结合的单链DNA或

RNA片段。

10、操纵子：是原核生物特有的，由操纵区同一个或几个基因联合起来，形成的一个在结构功能上协同作用的整体。由调节基因、启动子、操纵区、结构基因构成。

11、葡萄糖效应：当环境中有多种能源物质时，微生物首先利用更易分解利用的能源物质（糖），而首先被利用的物质的分解对利用其他物质的酶的产生有抑制作用。（抑制酶的产生）

二、填空及大题

1、⑴格里菲斯，肺炎双球菌转化实验：发现转化现象，几年后他人提出转化因子。

之后的补充实验证明DNA是遗传物质，pr不是。

⑵噬菌体感染实验：P32标记DNA、S35标记蛋白质外壳。证明DNA是，但不知pr不是。

⑶植物病毒重建实验：苯酚溶液震荡处理，使rna、pr分离，分别感染烟草花叶。证明rna 才是遗传物质。

2、微生物作为遗传学研究模式生物的优点：

①物种与代谢类型多样性；②营养体一般是单倍体，且个体结构简单；③繁殖速度快，易于在培养基大量繁殖；④易于积累不同代谢物或代谢产物；⑤环境对群体中个体的作用的直接性和均一性；⑥易于形成营养缺陷型和抗药性突变株；⑦存在特色的原始有性生殖方式。

3、微生物自发突变的主要原因是?(07填空，08.10.11.13.15.17大题)(P206）

①背景辐射和环境因素引起；②微生物自身有害代谢物引起；③DNA复制过程碱基配对错误引起（碱基能以互变异构体的不同形式存在）；④转座因子的插入和缺失。

●微生物基因突变的特性有?(09,12、14填空17大题)(P200）

①自发性——自发产生各种遗传性状突变；②不对应性——突变性状与引起突变的原因

无直接对应关系；③稀有性——低概率；④独立性——某基因的突变不受其他基因的影

响；⑤可诱变性——诱变剂可提高突变率；⑥稳定性——突变后的新性状是稳定可遗传的；⑦可逆性——回复突变。

●了解自发突变原因和特性对实际工作的指导意义（17.13 P231）

⑴防止菌株衰退：由于个别个体发生突变，若不采取有效措施一味移种传代，则群体中

负变个体比例增大，导致物种性状衰退。

为防止菌株衰退（15大题）：①控制传代次数；②创造良好培养条件；③利用不易衰退细胞接种（孢子）；④有效的保藏方法，冷冻干燥等。

⑵菌株的复状：途径（14填空）：①纯种分离法；②通过宿主体内复状；③淘汰已衰退

个体。

⑶菌种的保藏：原则：目标菌种不死亡、不退化、不生长、不被污染。

09填空P233）目的：目标菌种不死亡、不退化、不生长、不被污染，已达到研究交换和使用的目的。

方法：①选典型菌种，优良菌种，保藏其分生孢子、芽孢等休眠体；

②创造有利于保藏的环境条件（06.07填空）：低温、干燥、黑暗、无氧、缺养料、加保

护剂。

●可证明基因突变自发性的典型实验有?(08填空)(P200)

⑴Luria 等的变量实验；⑵Newcombe的涂布实验；⑶Ledgerberg等的影印平板实验。

4、诱发突变常用诱变剂、机理：（5-溴尿嘧啶和亚硝酸的区别16简答）

⑴碱基类似物：①5-溴尿嘧啶——以T形式掺入，偶与G误配，使AT→GC；②2-氨基嘌呤——以A形式掺入，偶与C误配，使AT→GC。

⑵插入燃料：丫啶橙喝溴化乙锭——插入DNA碱基对之间，使其分开，导致DNA复制使滑动，一小段DNA的插入和缺失。

⑶与DNA发生化学反应的诱变剂：①HNO2——使A和C发生脱氨反应，氨基变酮基，使AT→GC，GC→AT；②NH2OH（羟胺）——与C反应，使GC→AT；

③烷化剂：a.甲磺酸乙酯EMS——G上加甲基，与T误配，使GC→AT；

b.亚硝基胍NTG（诱变作用超级强）——多位点突变。

⑷辐射和热：①UV——相邻胸腺嘧啶形成二聚体，使修复时导致错误和缺失。

②电离辐射——形成自由基。电离辐射比UV穿透力强，能到达生殖细胞，常用于动植物诱变育种；

③热——使C脱氨基成为U，使GC→AT。

⑸生物诱变因子：转座因子——可随机插入基因组。

●诱变育种几个原则：8（17 P209）

⑴微生物自身：①选择适宜原始菌株；②处理要求：单核细胞/单孢子悬浮液；③寻找

菌株形态与生化特性相关性；

⑵方案、方法：①设计高效筛选方案；②创造新型高效筛选方法。

⑶诱变剂：①选择简单高效诱变剂；②选用最适诱变剂量；③采用多种诱变剂协同作用。

●说明筛选营养缺陷型突变株的一般步骤和方法?及营养缺陷型微生物的应用

(04,05,06,08,09,12,14,17大题P215）

*筛选步骤和方法原理：