微生物育种复习题复习资料.docx

微生物育种复习题复习资料.docx

《微生物育种复习题复习资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物育种复习题复习资料.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

微生物育种复习题复习资料

微生物育种学复习题

题型包括填空、选择、名词解释、简答题、问答题

名词解释

转换:

嘌呤与嘌呤之间，嘧啶与嘧啶之间发生互换称为转换

置换：

在链上的碱基序列中一个碱基被另一个碱基代替的现象称为置换

颠换：

一个嘌呤替换另一个嘧啶或一个嘧啶替换另一个嘌呤的现象称为颠换

移码突变：

碱基序列中有一个或几个碱基增加或减少而产生的变异。

转导：

由噬菌体将一个细胞的基因传递给另一细胞的过程。

它是细菌之间传递遗传物质的方式之一。

其具体含义是指一个细胞的或通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。

转染：

指真核细胞由于外源掺入而获得新的遗传标志的过程。

常规转染技术可分为瞬时转染和稳定转染（永久转染）两大类。

端粒：

是染色体末端的一个区域，该区域含有重复序列，当体细胞衰老时，重复序列的数量将逐渐减少。

异核体：

两株基因型不同的菌株菌丝体在培养过程中紧密接触，接触部分细胞壁溶解、联结、融合、细胞质交流，在共同的细胞质里存在着两个细胞核。

准性生殖：

两个体细胞的核融合，及同源染色体的交换，直至基因重组，完成了和有性繁殖相似的繁殖过程。

原生质体：

指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞。

富集：

某些物质通过水、大气和生物作用而在土壤或生物体内显著积累的作用。

基本培养基：

仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基，含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基。

选择培养基（及各种类培养基概念）：

根据微生物的特殊营养需求或其对某些物理、化学因素的抗性而设计的培养基，用来将某种或某类微生物群体中分离出来，具有使混合菌样中劣势菌变为优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。

完全培养基:

凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或半组合培养基。

补充培养基:

凡只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组合培养基。

富集培养：

是在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特性设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适环境下迅速生长繁殖，数量增加，由自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种以利分离到所需要的菌株。

营养缺陷型：

野生型菌株经过人工诱变或自然突变失去合成某种营养（氨基酸、维生素、核酸等）的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长。

光修复（又称光复活作用）：

细菌经波长220~300的紫外线照射后，接着经波长310~460的可见光照射，与不经可见光照射的对照相比，其存活率大幅度提高，突变率相应下降，这种现象称光复活。

同工酶:

催化同一个反应，但其分子结构不同，即同工酶。

酶合成的调节：

通过调节酶的合成量进而调节代谢速度的调节机制，这是一种在基因水平上的代谢调节。

代谢控制育种：

通过定向选育某种特定的突变型，改变代谢通路、降低支路代谢终产物的产生或切断支路代谢途径及提高细胞膜的透性，以达到大量积累有益产物的目的。

末端产物阻遏：

由某代谢途径末端产物过量累积而引起的阻遏。

组成型突变株：

操纵基因或调节基因突变引起酶合成诱导机制失灵，菌株不经诱导也能合成酶、或

不受终产物阻遏的调节突变型。

原生质体再生育种：

微生物制备原生质体后直接再生，从再生的菌落中分离筛选变异菌株，最终得到优良性状提高的正变菌株。

基因工程中标记用抗生素:

四环素、氨苄青霉素、卡那霉素、氯霉素

各种反馈抑制的概念：

1、（P162）直线式代谢途径中的反馈抑制：

终产物合成过多时可抑制途径中第一个酶的活性，最终导致终产物合成停止。

（2、优先合成：

分支途径中一个终产物优先被合成，浓度过量后，抑制自身合成途径，使代谢转向合成另一个终产物。

3、协同反馈抑制（多价反馈抑制、协作反馈抑制）：

分支途径中两个或两个以上的终产物单独存在时不能抑制共同途径中第一个酶，只有几个终产物同时过量存在时，才能抑制此酶。

4、合作反馈抑制（增效反馈抑制）：

分支途径中末端产物单独存在时仍有微弱的抑制作用，当几个末端产物单独存在时抑制作用增强。

5、累积反馈抑制：

分支途径中每一末端产物单独存在时，只是部分地抑制共同途径中的第一个酶。

各个终产物的抑制作用互不影响，只有同时过量存在时，才使酶活力完全受到抑制，并且抑制的总百分数等于各单独抑制的百分数的和。

6、同工酶：

一个共同途径的起始反应受两个或两个以上的酶所催化。

7、顺序反馈抑制：

分支途径中几个末端产物抑制分支点后面第一个酶，使分支点产物积累。

结果分支点产酶又反馈抑制了共同途径中的第一个酶，最后使整个代谢途径停止。

）分支代谢途径中的反馈抑制

各种诱变剂种类及基本原理：

1、物理诱变剂：

例如：

电离辐射、电磁波、紫外线等。

原理：

通常使用物理辐射中的各种射线，主要是由高能辐射导致生物系统损伤，继而发生遗传变异的一系列复杂的连锁反应过程。

电离辐射主要导致基因突变和染色体的畸变。

非电离辐射主要导致形成嘧啶二聚体。

2、化学诱变剂：

如药品、农药、食品添加剂、调味品、化妆品、洗涤剂、塑料、着色剂、化肥、化纤等原理：

对其作用，改变其结构并引起遗传变异。

对基因的某部位发生作用。

3、生物诱变剂：

如真菌的代谢产物、病毒、寄生虫等。

原理:

生物体内还有一些内源诱变剂，内源诱变剂是在人体健康异常的情况下产生的，如遗传因素、内分泌紊乱。

放线菌杂交方法：

（一）混合培养法

（二）玻璃纸法（三）平板杂交法

突变表型的种类：

（一）形态突变型：

菌落形态，细胞形态，孢子数量、颜色。

（二）生化突变型：

营养缺陷型、糖类分解发酵突变株、色素形成突变株、有益代谢产物生产能力突变株。

（三）条件致死突变型：

温敏突变型（热敏感和冷敏感）。

（四）致死突变型：

显性致死和隐性致死。

（五）抗性突变型：

抗药突变、抗噬菌体突变、抗高温突变、抗辐射突变。

杂交育种的遗传标记：

1、营养缺陷型标记：

可选单缺、双缺或多缺型，通常用双缺陷型标记；

2、抗性标记：

抗逆性（耐高温、高盐和高等）和抗药性；

3、温度敏感性标记：

许可温度下生长，非许可温度下不生长；

4、其他性状标记：

孢子颜色、菌落形态结构、色素等。

制备原主质体的各种酶：

简答题

1.工业微生物菌株应具备的基本要求有哪些（写出6点以上即可）？

a.在遗传上必须是稳定的。

b.易于产生许多营养细胞、孢子或其它繁殖体。

c.必须是纯种，不应带有其他杂菌及噬菌体。

d.种子的生长必须旺盛、迅速。

e.产生所需要的产物时间短。

f.比较容易分离提纯。

g.有自身保护机制，抵抗杂菌污染能力强。

h.能保持较长的良好经济性能。

2.原核微生物染色体结构特点有哪些？

？

？

a.遗传信息的连续性，共价、闭合、环状

b.功能相关的结构基因组成操纵子

c.结构基因单拷贝及多拷贝

d.基因的重复序列少而短

3.什么是表型延迟？

导致表型延迟的原因是什么？

表型延迟：

是指微生物通过自发突变或人工诱变而产生新的基因型个体所表现出来的遗传特性不能在当代出现，其表型的出现必须经过2代以上的复制。

导致表型延迟的原因：

a.与诱变剂性质和细胞壁结构组成有关，有些诱变剂渗入细胞的速度相当慢。

b.若突变发生在多核细胞中的某一个核，该细胞就成为杂核细胞了。

如果该核突变的基因是唯一控制突变表型的基因，那么突变是隐性的，只有几代繁殖分裂得到纯的核突变细胞，才能出现由该基因控制的突变表型。

C.原有基因产物在子细胞中的浓度随着繁殖逐步稀释到最低限度后，突变表型才显现。

4.举例简述显色圈法筛选微生物菌种的原理和方法。

直接用显色剂或指示剂

原理：

对于一些不易产生透明圈产物的产生菌，可在底物平板中加入指示剂或显色剂，使所需微生物能被快速鉴别出来。

举例：

P67

5.简述透明圈法筛选微生物菌种的原理，并举例。

原理：

在平板培养基中加入溶解性较差的底物，使培养基浑浊。

能分解底物的微生物便会在菌落周围产生透明圈，圈的大小初步反应该菌株利用底物的能力。

该法在分离水解酶产生菌时采用较多，如脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、核酸酶

6.试述筛选营养缺陷型菌株的步骤以及它们的微生物育种中的应用。

筛选步骤：

a.营养缺陷型的诱发

b．淘汰野生型菌株

c.营养缺陷型的检出

d．营养缺陷型的鉴定

应用：

a.工业育种：

协助解除代谢反馈调控机制，从而达到大量积累产物的目的，如氨基酸的发酵。

b.遗传标记：

菌种杂交、重组育种时作为遗传标记。

7.简述选育营养缺陷型突变株可改变细胞膜透性的类型以及能够提高发酵产物产量的机理。

类型：

1、生物素缺陷型的突变株生物素作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰羧化酶的辅酶，参与脂肪酸的合成，进而影响磷脂的合成，最终改变细胞膜的结构。

2、油酸缺陷型的突变株:

由于油酸缺陷型突变株切断了油酸的后期合成，丧失了自身合成油酸的能力，必须由外界供给油酸才能生长，故油酸含量的多少，直接影响到磷脂合成量的多少盒细胞膜的通透性。

3、甘油缺陷型的突变株：

甘油缺陷型的遗传障碍是丧失磷酸甘油脱氢酶,所以不能合成磷酸甘油和磷酸，必须由外界供给甘油才能生长。

机理：

8.反馈阻遏和反馈抑制的区别有哪些？

反馈阻遏是对酶合成的阻遏，是基因转录水平上的代谢调节，效果不及反馈抑制那样迅速。

反馈抑制是通过调节变构酶的活力得以实现，因为不涉及蛋白质的而合成过程，调节的效果比较直接而快速。

9.微生物原生质体育种主要包括哪4种方法，并对各方法做简要解释。

a.微生物原生质体再生育种

是微生物制备原生质体后直接再生，从再生的菌落中分离筛选变异菌株，最终得到优良性状提高的正变菌株。

b.微生物原生质体诱变育种

是以微生物原生质体为育种材料，采用物理或化学诱变剂处理，然后分离到再生培养基中再生，并从再生菌落中筛选高产突变菌株。

c.微生物原生质体转化育种

整条染色体或片段转化原生质体以及质粒转化原生质体的技术

d.微生物原生质体融合育种

遗传性状不同的两个亲株原生质体融合

10.请解释微生物原生质体再生育种高正变率的原因。

a.原生质体本身较为敏感，制备和再生过程中的各种化合物及环境中的物理因子对染色体或质粒都有一定诱变效应。

b.原生质体再生本质上是细胞壁重建和分裂能力恢复的过程，再生是细胞壁可能在组成与结构上都发生变化，甚至于产生可遗传的利于细胞代谢和产物外泌的变异。

c.常规诱变育种选用材料多为孢子，这些休眠体对诱变剂较为迟钝，获得的大部分是负变菌株。

而制备原生质体的出发材料一般为对数生长期细胞，活力较强，对环境和诱变剂较为敏感，破壁与再生过程中又淘汰了大量弱势菌株，能再生的菌株不论初级代谢与次级代谢过程均较活跃，故高产优质正变菌株比例大；

d.原生质体再生材料无需经过遗传标记，减少了对菌株的损失和优良性状的影响。

11.请写出原生质体融合育种的步骤。

a.出发亲本菌株的筛选及单倍体分离

b.原生质体融合常用培养基与溶液

c.原生质体制备

d.原生质体再生

e.原生质体融合

f.融合重组体鉴定与遗传分析

12.简述基因工程的原理和基本步骤。

原理：

是用人为的方法将所需的某一供体生物的遗传物质分子提取出来，在离体条件下进行“切割”，获得代表某一性状的目的基因，把该目的基因与作为载体的分子连接起来，然后导入某一受体细胞中，让外来的目的基因在受体细胞中进行正常的复制和表达，从而获得目的产物。

步骤：

1、目的基因的获得（片段的获得）2、载体的选择与准备3、重组体（片段和载体的连接）4、外源片段引入受体细胞——基因克隆和基因文库5、目的基因的表达和重组体的筛选

13.简述菌种退化的原因及防止措施。

原因：

1、基因突变（基因突变导致菌种退化、质粒脱落导致菌种退化）

2、连续移代

3、培养和保藏条件的影响

防止措施：

1、尽量减少传代

2、菌种经常纯化

3、创造良好的培养条件

4、用单核细胞移植传代

5、采用有效的菌种保藏法

问答题

1.请叙述一下微生物的修复系统包括哪些，它们的存在对微生物有何意义？

生物修复系统包括光修复和暗修复（复制前修复和复制后修复）

1、光修复2、切补修复3、重组修复4、修复系统5、聚合酶的校正作用

意义：

繁衍微生物的后代，保证遗传的稳定性，修补分子因突变造成的缺陷和损伤。

2.紫外线对枯草芽孢杆菌诱变育种的基本原理、步骤和注意事项？

基本原理：

紫外线是一种罪常用的物理诱变因素，它的主要作用是使双链之间或同一条链上两个相邻的胸腺嘧啶间形成二聚体，阻碍双链的分开，复制和碱基的正常配对，从而引起突变。

步骤：

1、菌悬液的制备2、平板制作3、紫外线处理4、稀释5、涂平板6、培养7、计数8、观察诱变效应

注意事项：

1、紫外线诱变时，一定要在红光下进行，在暗环境下培养，避免光修复。

2、紫外线诱变时，要打开皿盖，紫外线穿透力差。

3.阐述紫外线照射引起微生物突变的原理以及诱变的操作步骤和技术要点

紫外线的诱变原理：

紫外线会引起与蛋白质的交联，胞嘧啶和尿嘧啶的水合作用，链的断裂，嘧啶二聚体的形成（单链上相邻两个胸腺嘧啶之间或双链相对应的两个胸腺嘧啶之间）

操作步骤：

P38

技术要点：

4.营养缺陷型检出有哪几种常用方法？

并阐述各自的原理如何?

P124结合书本

点植对照法：

影印法：

将稀释后的待测样品涂布到完全培养基上，适宜条件培养，等长出菌落之后用影印法将菌落转印到基本培养基上，适宜条件培养，等菌落长出来之后，对比原来的培养基，原来有菌落而在基本培养基上没有长出来的菌落是营养缺陷型。

夹层法：

先在培养皿底部倒入一层基本培养基，凝固后，倒入含有菌体细胞的基本培养基，待凝固后，继续加第三层基本培养基。

培养后平板上首先出现的菌落，为野生型菌落。

此时在平皿底部做好颜色标记。

接着加上一层完全培养基，经培养，如果在基本培养基上不长而在完全培养基上生长的小型菌落，可能是营养缺陷型。

限量补充培养法：

5.在工业微生物菌种使用中，菌种发生退化的原因是什么？

如何防止菌种的退化以及对菌种进行复壮。

退化的原因：

（一）基因突变1、基因突变导致菌种退化

（1）表型迟缓现象

（2）双核或多核脱离现象（3）非正倍体或部分双倍体分离

2、质粒脱落导致菌种退化

（二）连续移代菌种移解代数越多，发生突变的概率就越高

（三）培养和保藏条件的影响不良的培养条件，如培养基组成、值、通气等和保藏条件如营养、培养基含水量、温度、氧气等，不仅会诱导低产基因型菌株的出现，而且会造成低产基因和高产基因细胞的数量比发生变化

菌种退化的防治：

1、尽量减少传代

2、菌种经常纯化

（1）注重菌落的纯化

（2）单细胞或单孢子的纯化

3、创造良好的培养条件

4、用单细胞移植传代对于霉菌和放线菌，由于菌丝可能是多核的，所以尽可能用单核的孢子移接，如采用棉花团沾取孢子接种

5、采用有效的菌种保藏方法

（1）良好的保藏培养基

（2）良好的保藏的温度条件

复壮方法：

1、纯种分离

（1）菌落纯是只要求达到菌落纯化的水平，通过稀释平板法、划线法、表面涂血法等常规操作法，该方法较为粗放，适用于菌退化不太严重的情况

（2）细胞纯采用单细胞或单孢子分离法，也可以二者结合，先用前一种方法获得较纯的菌种再采用单细胞或单孢子分离法进一步纯化

2、淘汰法通过物理、化学的方法处理菌种（或孢子），使大部分死亡（80%以上），存活的菌多为生长健壮者，可从中选出优良菌种来

3、宿主体内复壮法对于寄生型微生物如苏云金杆菌、白僵菌、多角体病毒等，由于长期使用，其毒力会下降，导致杀毒效率降低的衰退现象。

这时可以用菌种却感染青菜虫幼虫等，然后从致死的虫体上重新分离，经过几次重复感染与分离，就可以逐步恢复和提高毒力

6.列举5种以上常用的工业微生物菌种保藏方法，并简要说明各自的优缺点？

保藏方法：

斜面保藏、石蜡保藏、干燥保藏（沙土管保藏、滤纸条保藏、无水硅胶保藏法、麸皮保藏法）、冷冻干燥保藏法、真空干燥法、液氮超低温保藏法、液相保藏法

优缺点：

优点

缺点

斜面保藏

操作简单，使用方便，特别适合于非长期保藏的菌种以及不能采用低温干燥方法保藏的菌种

容易变异，因为培养基的物理、化学特性不是严格恒定的，屡次传代会使微生物的代谢改变，而影响微生物的性状；污染杂菌的机会亦较

石蜡保藏

制作简单，不需特殊设备，且不需经常移种，效果好

保存时必须直立放置，所占位置较，同时也不便携带。

从液体石蜡下面取培养物移种后，接种环在火焰上烧灼时，培养物容易与残留的液体石蜡一起飞溅，应特别注意

滤纸条保藏

较液氮、冷冻干燥法简便，不需要特殊设备

沙土管保藏

抗生素工业生产中应用最广，效果亦好。

营养细胞效果不佳

液氮超低温保藏法

除适宜于一般微生物的保藏外，对一些用冷冻干燥法都难以保存的微生物如支原体、衣原体、氢细菌、难以形成孢子的霉菌、噬菌体及动物细胞均可长期保藏，而且性状不变异

需要特殊设备

真空干燥法

设备相对简单，操作方便