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1、微生物遗传与育种期末复习微生物遗传与育种期末复习1、营养缺陷型：营养缺陷型是指丧失了合成某种物质的能力，在培养基中若不加这种营养成分就不能正常生长的变异菌株。2、准性生殖：准性生殖是指异核体（单个生物个体中含有两种或两种以上基因型）细胞中两个遗传物质不同的细胞核可以结合成杂合二倍体的细胞核。这种杂合二倍体的细胞核在有丝分裂过程中可以发生染色体和单倍体化，最后形成遗传物质重组的单倍体的过程。也就是不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。3、诱变育种：以诱发基因突变为目的一种育种方法。（变育种是指用物理、化学因素诱导动植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株/个体，进而培
2、育成新的品种或种质的育种方法）4、限制性内切酶：能识别双链DNA 分子中的某种特定核苷酸序列，并由此切割 DNA 双链结构的核苷酸限制性内切酶5、转座子：转座子是一类在很多后生动物中（包括线虫、昆虫和人）发现的可移动的遗传因子。一段 DNA顺序可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用，此过程称转座。这段序列称跳跃基因或转座子。6、冈崎片段：是DNA 复制过程中，一段属于不连续合成的延迟股，即相对来说长度较短的DNA 片段。是在DNA的滞后链的不连续合成期间生成的片段。7、操纵子：指受阻遏物和操纵基因统一调节的一组基因群8、PCR：聚合酶链式反应(Polyme
3、rase Chain Reaction)，简称 PCR，是一种分子生物学技术，用于放大特定的 DNA 片段。可看作生物体外的特殊 DNA 复制。（是利用 DNA 在体外摄氏 95 度时解旋，55 度时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至 72度左右，DNA 聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5-3)的方向合成互补链）9、启动子：启动子是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度并决定基因的转录效率。10、密码子碱基性（兼并性）：同一种氨基酸具有两个或更多个密码子的现象（也就是多个密码子可以编码同一个氨基酸）。11、描述诱变育种的流程：答：出发菌株的选择、诱变菌株的培养、诱变
4、菌悬液的制备、诱变处理、后培养和高产突变株的分离与筛选等1出发菌株（原种特征考察）摇瓶培养/活化和同步培养制备单孢子或单细胞悬液（活菌计数）诱变处理（活菌计数，计算致死率）后培养稀释涂布平板（观察菌落形态，统计形态变异率）平板预筛，挑取单菌落接种斜面，观察并记录其形态特点摇瓶初筛（对照组）挑选高产菌株菌种保藏传种斜面活化摇瓶初筛，可反复进行多次（对照组）挑选高产菌株进行稳定性试验和菌种特性考察优化培养条件发酵罐中试，终筛优化培养条件大规模生产放大试验出发菌株（出发点）12、描述主要菌种保存方法的优缺点？答：(1)半固体琼脂穿刺保存法：将细菌培养物用穿刺接种法接种于半固体培养基内，经37C182
5、4 h的培养后，加一层无菌液体石蜡，厚度约l cm，放于4。C的冰箱中保存，一般可保存3 个月。此法可用于所有抵抗力较强、对营养要求不高的菌种(如金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、志贺菌、沙门菌、霍乱弧菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌等)。其操作简便，不需要特殊设备，效果较好。(2)斜面低温保存法：将分纯的待存细菌接种于适宜的固体斜面培养基上，经37 摄氏度1824 h的培养后，用封口膜将其封El，放入4的冰箱中保存。此法操作简单、使用方便、不需要特殊设备，是实验室菌种保存最常用的方法。但其保存时间短，一般每个月都要移种1次(沙保弱斜面培养基保存的真菌可每3个月传代一次)，而且菌种容易变异，所以此方法只适
6、合实验室中对短期实验菌株的保存。(3)血平板保存法：将分纯的待存细菌接种于血平板培养基上，经37摄氏度1824 h的培养后，放入4的冰箱中保存，这种保存方法使用起来比较方便，因为血平板培养基易干燥，为此需每月传代一次，肺炎链球菌则需4天移种一次，其缺点是保存时间不长，易污染杂菌，因反复传代容易发生变异，可用于对营养要求高的菌种(如肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌、白喉棒状杆菌等)。(4)疱肉培养基保存法：将分纯的待存细菌接种于疱肉培养基上，疱肉培养基是将牛肉渣装于长试管中，牛肉渣约3cm高，并加入肉汤至高出肉渣1倍，经高压灭菌后即可。此方法适用于保存专性厌氧菌，(5)滤纸片低温冷冻保存菌种
7、法：用无菌镊子镊取纸片，将已分纯的待存细菌，在纸片上刮取45个菌落，放入冻存管内，盖上盖子后用封口胶布封住边缘，贴上标签，放入冰箱冷冻保存(一20左右)。此方法具有操作简单、不需要特殊设备、经济实用、保存空间小，而且保存时间至少 2年等优点，但一些对营养要求比较高的菌种，存活率不理想。所以此方法适合实验室中一些对营养要求不高的菌种较长时间的保存。纸片法虽比半固体琼脂法保存细菌的存活率高，但对于营养要求高的细菌如乙型溶血性链球菌等采用纸片法保存，其存活率仍不理想。(6)冷冻真空干燥保存法：将待存细菌分纯后，用准备好的牛奶保护剂洗下菌苔，把菌悬液滴入菌种管后，在管口抽取少许棉花塞人管内细颈处，放入
8、冰箱中以-40 C的温度速冻40 min，再放入准备好并混有盐的冰中，接上真空泵，真空抽干后呈粉末状，火焰封口，贴上标签，保存于-4O的冰箱中。该法是目前2保存菌种的最佳方法，此方法主要用于保存抵抗力差、对营养要求比较高、容易死亡的菌种。此法具有如下几个突出的优点：适用范围广。除少数不产生孢子只产生菌丝体的丝状真菌不宜采用此方法保存外，其他各大类微生物如细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌及病毒均可采用此方法保存。保存期长，可达15年，成活率高。不易变性、不易污染。便于携带运输，易实现商品化生产。其缺点是：保存时需要专用仪器，一般实验室难以配备，而且过程复杂，操作难度大，需要较长时间才能完成。所以此
9、方法适合于有条件的实验室对菌种的长期保存。13、描述色氨酸衰减子机理？答：DNA 中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列（123-150区）。当细胞中色氨酸含量高时，一般是不会合成色氨酸的，在转录水平就会中止，但有时候阻遏蛋白实效或其他原因导致合成色氨酸的转录开始，由于原核生物的转录与翻译是耦联的，在进行翻译时，色氨酸操纵子使转录的好的 DNA 片段结构发生变化，使转录中止。14、描述基因工程主要步骤：目的基因的分离或合成 将目的基因与载体 DNA 连接，构建重组 DNA 分子-表达载体 将重组 DNA 分子导入受体细胞，并获得具有外源基因的个体 转基因生物的检测与鉴定 转基因生物的安全性评价1
10、5、基因点突变与氨基酸序列的变化有几种，原理是什么？答：碱基置换：DNA 链上一个碱基对被另一个碱基对所取代移码突变：DNA 序列中由于一对或少数几对核苷酸的插入或缺失而使其后全部遗传密码的阅读框架发生移动，进而引起转录和翻译错误的突变16、描述基因型书写命名的规则是什么？某个基因的名称是根据该基因突变后的表现型效应来命名的，所用基因型名称均用三个小写的斜体字母来表示，而其中的大写斜体字母表示具体基因。所有的表现型均用三个正体的字母表示，而其中首字母大写。17、如何使用影印平板分离法来筛选谷氨酸营养缺陷型突变体？答：缺陷型菌体：这种细菌噬菌体因在基因中带有缺失或变异，因而即使单独侵染寄主细胞自
11、身也不能增殖。如果在细胞内和其他完全的噬菌体基因组共同存在，则往往可以借助其机能而增殖。方法：将诱变处理后的细胞涂布在完全培养基表面上，经培养后长出菌落，然后用一小块直径比平皿稍小的圆柱形木块覆盖于灭过菌的丝绒布上作为接种工具，讲长出菌落的平皿倒转过来，在丝绒上轻轻按一下，转接到另一培养及平板上，经培养后，比较这两个平皿长出的菌落。如果发现前一平板上某一部分长有菌落，而在后一培养基上的相应部位却没有，就说这是一个营养缺陷型菌落。18、以大肠杆菌为例，根据葡萄糖浓度的变化如何利用操纵子和环磷酸腺苷的机制相关基因的表达？答：乳糖操纵子的调节受培养基中葡萄糖含量的影响主要是受 cAMP 的含量水平的
12、影响，分解葡萄糖的酶是固定合成的，细胞可以再以葡萄糖作为碳源的培养基上达到最快的生长速度；当葡萄糖不在被利用时，细胞相应的产生 cAMP,cAMP 与 CAP 结合，也可以与操纵子结合，有利于进行转录。当所有条件具备时，3结构基因开始转录，细胞就可以在乳糖培养基中生长。19：某种植物中获得基因 a，编码蛋白 b 与底物 c 反应发生化学荧光反应，求大肠杆菌中基因 a 的表达和检测？答：大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源 DNA 组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。重组 DNA分子进入受体细胞后，受
13、体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。20、色氨酸操纵子和衰减子调控机制？答：色氨酸操纵子是属于一种负性调控的、课阻遏的操纵子。以组成性方式低水平表达的阻遏蛋白 R 并不具有与操纵序列 O 结合的活性，只有当环境能提供总够浓度的色氨酸时，R 与色氨酸结合后构象变化，才能够与操纵序列 O 特异亲和结合，阻遏结构基因的转录。当色氨酸达到一定浓度、但没有高到能够活化 R使其起阻遏作用的程度时，产生色氨酸合成酶类的量已经明显降低，而且产生的酶量与色氨酸浓度呈负相关。在色氨酸操纵子中，对结构基因的转录阻遏蛋白的度调控起到粗调的作用，而衰减子起到细调的作用。21、细菌蛋白编码区域突变
14、，表现型未变化，可能原因？答：当突变发生在多核细胞的某一个核，该细胞就成为了杂合细胞，如果突变基因是隐性的，而突变细胞的表型任然是野生型的；由于原有基因产物的影响。22、描述微生物基因重组方式有哪些？步骤是什么？差异？转化：1、转化因子 DNA 的提取 2、感受态细胞的培养 3、转化操作和转化子的检出结合：1、亲株的准备 2、杂交 3、重组子的检出转导：1、转导噬菌体的制备 2、转导差异：相同点：生物细胞或作为基因供体向其他微生物细胞提供基因，或作为基因受体接受其他微生物细胞提供的基因进而整合到受体细胞的染色体或质粒上并表达，使受体细胞具有新的性状。不同点：结合是通过供体菌和受体菌完整细胞间性菌毛的直捷接触而传递大段 DNA 的。转导是通过缺陷型噬菌体的媒介，把供体细胞的 DNA 片断携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状。转化是受体菌接受供体菌的 DNA 片断，经过交换将它组合到自己的基因组中，从而获得了供体菌部分遗传性状的现象。4