第七章微生物的遗传变异与育种一、名词解释01.基因突变（genemutation）：简称突变，指生物体内遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化。02.点突变（pointmutation）：是DNA分子上一对或数对碱基对的结构发生改变。点突变包括碱基置换和移码突变。碱基置换又分为转换和颠换；移码突变包括缺失和添加。03.染色体畸变（chromosomalaberration）：DNA分子的大损伤，包括染色体结构上的缺失、重复、插入、易位和倒位，也包括染色体数目的变化。04.基因重组（generecombination）：凡把两个不同性状的个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组或遗传重组。05.杂交（hybridization）：细胞水平上的基因重组。包含了分子水平上的重组，例如真核微生物中的有性杂交、准性杂交、原生质体融合，以及原核生物中的转化、转导、接合和原生质体融合。06.质粒（plasmid）：是一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子。07.Ti质粒（tumorinducingplasmid）：即诱癌质粒。Agrobacterium tumefaciens（根癌土壤杆菌）可引起许多双子叶植物的根癌，它是由该菌的Ti质粒所引起的。当细菌侵入植物细胞中后，最后在其中溶解，释放出Ti质粒，其上的T-DNA片段于植物细胞的核基因组整合，合成正常植株没有的冠瘘碱类，破坏控制细胞分裂的激素调节系统，从而使它转变成癌细胞
第七章 微生物的遗传变异与育种 一、名词解释 01. 基因突变（gene mutation）：简称突变，指生物体内遗传物质的分子结构或数 量突然发生的可遗传的变化。 02. 点突变（point mutation）：是 DNA 分子上一对或数对碱基对的结构发生改变。 点突变包括碱基置换和移码突变。碱基置换又分为转换和颠换；移码突变包 括缺失和添加。 03. 染色体畸变（chromosomal aberration）：DNA 分子的大损伤，包括染色体结 构上的缺失、重复、插入、易位和倒位，也包括染色体数目的变化。 04. 基因重组（gene recombination）：凡把两个不同性状的个体内的遗传基因转 移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式，称为基 因重组或遗传重组。 05. 杂交（hybridization）：细胞水平上的基因重组。包含了分子水平上的重组， 例如真核微生物中的有性杂交、准性杂交、原生质体融合，以及原核生物中 的转化、转导、接合和原生质体融合。 06. 质粒（plasmid）：是一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因 子。 07. Ti 质粒（tumor inducing plasmid）：即诱癌质粒。Agrobacterium tumefaciens （根癌土壤杆菌）可引起许多双子叶植物的根癌，它是由该菌的 Ti 质粒所 引起的。当细菌侵入植物细胞中后，最后在其中溶解，释放出 Ti 质粒，其 上的 T-DNA 片段于植物细胞的核基因组整合，合成正常植株没有的冠瘿碱 类，破坏控制细胞分裂的激素调节系统，从而使它转变成癌细胞
08.Ri质粒（rootinducingplasmid）：Agrobacteriumrhizogenes（发根土壤杆菌）细胞内的250kb的质粒，当该菌侵染到双子叶植物的根部细胞时，会将Ri质粒中的一段T-DNA整合到宿主细胞的核基因组中，使之发生转化，可发生再生新植株的毛状根。09.转座因子（transposableelement）：位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列。10.附加体质粒（episome）：能整合进染色体而随染色体的复制而进行复制的质粒又称为附加体。11.插入序列（insertionsequence，IS）：IS是最简单的转座因子，分子大小范围250~1600bp_左右，只含有编码转座所必须的转座酶基因。它们分布在细菌的染色体质粒以及某些噬菌体DNA上。12.转座子（transposon，Tn）：Tn与Is主要差别是Tn比Is分子大，Tn携带有授予宿主某些遗传特性的基因，主要是抗生素和某些毒素（如氯离子）抗性基因。13.Mu噬菌体：是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，以裂解和融源生长两种方式交替繁衍自已。其基因组上除含有噬菌体生长繁殖所必需的基因外还有转座必需的基因，因此也是最大的转座因子，全长39kb。14.突变率：指每一个细胞在每一世代中发生某一特定突变的概率，也可用等位群体在繁殖一代过程中所形成突变体的数目表示。15.碱基的置换（substitution）：是染色体小的损伤，只涉及一对碱基被另一对碱基所置换，属于点突变。碱基置换包括转换和颠换两种点突变类型。16.转换（transition）：DNA链中一个嘌呤被另一个嘌呤或一个嘧啶被另一个
08. Ri 质粒（root inducing plasmid）：Agrobacterium rhizogenes（发根土壤杆菌） 细胞内的 250kb 的质粒，当该菌侵染到双子叶植物的根部细胞时，会将 Ri 质粒中的一段 T-DNA 整合到宿主细胞的核基因组中，使之发生转化，可发 生再生新植株的毛状根。 09. 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。 10. 附加体质粒（episome）：能整合进染色体而随染色体的复制而进行复制的质 粒又称为附加体。 11. 插入序列（insertion sequence，IS）：IS 是最简单的转座因子，分子大小范围 250~1600bp 左右，只含有编码转座所必须的转座酶基因。它们分布在细菌 的染色体质粒以及某些噬菌体 DNA 上。 12. 转座子（transposon，Tn）：Tn 与 Is 主要差别是 Tn 比 Is 分子大，Tn 携带有 授予宿主某些遗传特性的基因，主要是抗生素和某些毒素（如氯离子）抗性 基因。 13. Mu 噬菌体：是一种以大肠杆菌为宿主的温和噬菌体，以裂解和融源生长两 种方式交替繁衍自己。其基因组上除含有噬菌体生长繁殖所必需的基因外， 还有转座必需的基因，因此也是最大的转座因子，全长 39kb。 14. 突变率：指每一个细胞在每一世代中发生某一特定突变的概率，也可用等位 群体在繁殖一代过程中所形成突变体的数目表示。 15. 碱基的置换（substitution）：是染色体小的损伤，只涉及一对碱基被另一对碱 基所置换，属于点突变。碱基置换包括转换和颠换两种点突变类型。 16. 转换（transition）：DNA 链中一个嘌呤被另一个嘌呤或一个嘧啶被另一个嘧
啶所置换17.颠换（transversion）：DNA链中一个岭被另一个嘧啶或一个嘧啶被另一个嘌呤所置换。18.移码突变（frame-shiftmutation）：DNA序列中的一个或少数至几个核苷酸发生增添（插入）或缺失，从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框发生改变的突变。19.接合作用（conjugation）：是指通过细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。20.转导（transduction）：通过缺陷噬菌体的媒介作用，把供体细胞的DNA小片段携带到受体细胞中，通过交换和整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象。21.普遍性转导（generalizedtransduction）：通过完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何DNA小片段的“误包”，而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象，称为普遍转导。22.局限性转导（specializedtransduction）：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。23.低频转导（lowfrequencytransduction,LFT)：不正常切离会将插入位点两侧之一的少数宿主基因连接到噬菌体DNA上，就形成了一种特殊的噬菌体一缺陷噬菌体。由于宿主染色体上进行不正常切离的频率极低，因此所形成的裂解物中所含的噬菌体的比例极低。24.高频转导（highfrequencytransduction,HFT)：营养缺陷菌体受到双重感染后变为双重溶源菌，能产生HFT裂解物，如用HFT裂解物去感染另一个营养
啶所置换 17. 颠换（transversion）：DNA 链中一个嘌呤被另一个嘧啶或一个嘧啶被另一个 嘌呤所置换。 18. 移码突变（frame-shift mutation）：DNA 序列中的一个或少数至几个核苷酸发 生增添（插入）或缺失，从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框发生改变 的突变。 19. 接合作用（conjugation）：是指通过细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移 和重组过程。 20. 转导（transduction）：通过缺陷噬菌体的媒介作用，把供体细胞的 DNA 小片 段携带到受体细胞中，通过交换和整合，从而使后者获得前者部分遗传性状 的现象。 21. 普遍性转导（generalized transduction）：通过完全缺陷噬菌体对供体菌基因组 上任何 DNA 小片段的“误包”，而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现 象，称为普遍转导。 22. 局限性转导（specialized transduction）：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌 的少数特定基因携带到受体菌中，并获得表达的转导现象。 23. 低频转导（low frequency transduction, LFT）：不正常切离会将插入位点两侧 之一的少数宿主基因连接到噬菌体 DNA 上，就形成了一种特殊的噬菌体－ 缺陷噬菌体。由于宿主染色体上进行不正常切离的频率极低，因此所形成的 裂解物中所含的噬菌体的比例极低。 24. 高频转导（high frequency transduction, HFT）：营养缺陷菌体受到双重感染后 变为双重溶源菌，能产生 HFT 裂解物，如用 HFT 裂解物去感染另一个营养
缺陷菌体，会转变为原养型。25.溶源转变（lysogenicconversion）：温和噬菌体感染其宿主而使其发生溶源化时，因噬菌体的基因整合到宿主的核基因组上，而使后者获得了除免疫性以外的新性状的现象，称为溶源转变。26.转化（transformation）：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它整合到自己的基因组中，从而获得部分供体菌遗传性状的现象。27.转染（transfection）：用提纯的病毒核酸去感染其宿主细胞或原生质体，可增值出一群正常病毒后代的现象。28.性导（sexduction）：F'与F杂交时，给体的部分染色体基因随F2一起转入受体细胞，并且不需要整合就表达，实际上是行成一种部分二倍体，此时受体细胞也变成F"，细胞基因的这种转移过程常称为性导。29.准性生殖（parasexual reproduction）：在同种而不同菌株的体细胞间发生的融合，不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。30.诱变育种（breedingbyinducedmutation）：利用各种诱变剂处理微生物细胞提高基因的随即突变频率，通过一定的筛选方法获得所需要的高产优质菌株。31.Ts突变株（temperature-sensitivemutant）：即温度敏感突变型，E.coil的一种突变类型，可在37℃下正常生长，而不能在42℃下生长。32.营养缺陷型（auxotrophmutant）：某一野生型菌株由于基因突变而丧失合成一种或几种生长因子的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型。它们可在加有特定生长因子的培养基上选出。二、填空题
缺陷菌体，会转变为原养型。 25. 溶源转变（lysogenic conversion）：温和噬菌体感染其宿主而使其发生溶源化 时，因噬菌体的基因整合到宿主的核基因组上，而使后者获得了除免疫性以 外的新性状的现象，称为溶源转变。 26. 转化（transformation）：受体菌直接吸收了来自供体菌的 DNA 片段，通过交 换，把它整合到自己的基因组中，从而获得部分供体菌遗传性状的现象。 27. 转染（transfection）：用提纯的病毒核酸去感染其宿主细胞或原生质体，可增 值出一群正常病毒后代的现象。 28. 性导（sexduction）：F’与 F －杂交时，给体的部分染色体基因随 F’一起转入受 体细胞，并且不需要整合就表达，实际上是行成一种部分二倍体，此时受体 细胞也变成 F’，细胞基因的这种转移过程常称为性导。 29. 准性生殖（parasexual reproduction）：在同种而不同菌株的体细胞间发生的融 合，不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。 30. 诱变育种（breeding by induced mutation）：利用各种诱变剂处理微生物细胞， 提高基因的随即突变频率，通过一定的筛选方法获得所需要的高产优质菌 株。 31. Ts 突变株（temperature-sensitive mutant）：即温度敏感突变型，E. coil 的一种 突变类型，可在 37℃下正常生长，而不能在 42℃下生长。 32. 营养缺陷型（auxotroph mutant）：某一野生型菌株由于基因突变而丧失合成 一种或几种生长因子的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异 类型。它们可在加有特定生长因子的培养基上选出。 二、填空题
01.证明核酸是遗传物质的3个经典实验是：细菌转化实验、噬菌体感染实验、植物病毒重建实验。02.典型的原核生物染色体是环状DNA分子，但布氏疏螺旋体（Borreliaburgdorferi）的染色体是线状的03.1996年美国基因组研究所（TIGR）等完成了詹氏甲烷球菌（Methanococcusjannaschii）的基因组全测序工作，这是完成的第一个古生菌和自养型生物的基因组测序。通过结果分析，证实了1977年Woese等人提出的三界学说04.质粒分子大小为1-1000kb，通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中。质粒大多有三种构型：CCC型（covalentlyclosedcircular）、OC 型 (open circular form)、L 型 (linear form)05.根据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应，可将其分为不同类型：致因子（F因子）、抗性因子（R因子）、Col质粒、T质粒、Ri质粒、毒性质粒、代谢质粒、隐秘质粒等。06.F质粒的主要功能是：与细菌的接合作用有关。R质粒的主要功能是：带有抗药性因子和抗金属离子因子。Col质粒的主要功能是：含有编码大肠菌素的基因。mega 质粒的主要功能是：含有一系列与共生固氮相关的基因。降解性质粒的主要功能是：降解有毒化合物。07.R1质粒（94kb）可使宿主对下列5种菌物具抗性：氯霉素（Cm）、链霉素（Sm）、磺胺（Su)、氨苄毒霉素（Ap）、卡那霉素（Km)，这些抗性基因是成簇地存在于R1抗性质粒上。08.Col质粒首先发现于大肠杆菌中而得名，含有编码大肠菌素的基因。苏云金杆菌含有编码内毒素（伴孢晶体）的质粒
01. 证明核酸是遗传物质的 3 个经典实验是：细菌转化实验、噬菌体感染实验、 植物病毒重建实验。 02. 典型的原核生物染色体是环状 DNA 分子，但布氏疏螺旋体（Borrelia burgdorferi）的染色体是线状的。 03. 1996 年美国基因组研究所（TIGR）等完成了詹氏甲烷球菌（Methanococcus jannaschii）的基因组全测序工作，这是完成的第一个古生菌和自养型生物 的基因组测序。通过结果分析，证实了 1977 年 Woese 等人提出的三界学说。 04. 质粒分子大小为 1~1000kb，通常以共价闭合环状的超螺旋双链 DNA 分子存 在于细胞中。质粒大多有三种构型：CCC 型（covalently closed circular）、 OC 型（open circular form）、L 型（linear form）。 05. 根据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应，可将其分为不同类型：致育 因子（F 因子）、抗性因子（R 因子）、Col 质粒、Ti 质粒、Ri 质粒、毒性质 粒、代谢质粒、隐秘质粒等。 06. F 质粒的主要功能是：与细菌的接合作用有关。R 质粒的主要功能是：带有 抗药性因子和抗金属离子因子。Col 质粒的主要功能是：含有编码大肠菌素 的基因。mega 质粒的主要功能是：含有一系列与共生固氮相关的基因。降 解性质粒的主要功能是：降解有毒化合物。 07. R1 质粒（94kb）可使宿主对下列 5 种菌物具抗性：氯霉素（Cm）、链霉素 （Sm）、磺胺（Su）、氨苄毒霉素（Ap）、卡那霉素（Km），这些抗性基因 是成簇地存在于 R1 抗性质粒上。 08. Col 质粒首先发现于大肠杆菌中而得名，含有编码大肠菌素的基因。苏云金 杆菌含有编码 δ 内毒素（伴孢晶体）的质粒