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1、微生物遗传与育种doc 湖北自考网湖北省高等教育自学考试大纲课程名称：微生物遗传与育种 课程代码：06709（理论）第一部分 课程性质与目标一、课程性质与特点微生物遗传学是当今分子生物学研究中最重要的一个分支学科，它是在经典遗传学基础上发展起来的，同时它又为分子遗传学的发展奠定了基础。由于微生物遗传学与生物化学、分子生物学以及其他学科的相互渗透，微生物遗传学对生物工程，生物技术和遗传工程技术的建立和发展起到了重要的推动作用。其研究的理论和操作方法为改良品种、定向育种、改造生物环境以及治疗人类疾病等重大生命科学的研究和运用都起到了不可估量的作用。微生物遗传与育种作为微生物学中的一门重要课程，既可

2、以作为生物工程专业，食品工程专业、生物技术专业、食用菌专业等的专业基础课，也作为其他相关专业的选修课程。二、课程目标与基本要求本课程主要以微生物作为遗传研究的对象，根据微生物的遗传体制来阐明生物遗传的基本原理和规律。根据这一目的，要求学生首先要有较强的微生物学理论知识和操作技能。同时，还要求学生掌握一定的生物化学、普通遗传学、以及微生物生理学等学科的相关基础知识。课程内容主要通过对一些经典实例的阐述来验证某一理论的正确性。或者通过对一些遗传现象的发现进行分析，推论而最终得出某一结论。使学生通过对这些实例的理解去学习和掌握书本中的理论知识。再通过配套的课程实验，使学生掌握必要的微生物遗传学的实验

3、手段。三、与本专业其他课程的关系要想学好微生物遗传与育种这门课，首先必须学好微生物学，因为微生物遗传学是以微生物作为研究的对象，所以必须把微生物的形态特征、生理、生化特征等搞清楚。微生物遗传学是在研究对象上区别于经典遗传学的一门分支学科，但它们的着眼点是一致的，都是为了阐明生物遗传的基本规律。因此，微生物遗传与育种的先行课程是：微生物学和微生物学技术，普通遗传学、微生物生理学，生物化学等相关课程。在本课程学完后，还可以继续学习分子生物学、分子遗传学等后续课程，因为分子遗传学它是在研究水平上区别于微生物遗传学的一门分支学科。微生物遗传学可以说起到了一个承上启下的作用。第二部分 考核内容与考核目标

4、第一章 微生物遗传的物质基础一、学习目的与要求本章不属于重点内容，只属一般掌握范畴。通过学习使学生对以前学过的遗传学、生物化学等课程的基本知识有所回忆，使学生理解原核微生物和真核微生物遗传体制、基因结构的异同，了解原核微生物和真核微生物染色体的复制机制。二、考核知识点与考核目标（一）证明遗传物质是DNA的经典实验以及DNA的结构和复制（重点）识记：1. 波动实验的原理和结论。2. 细菌抗药性突变的验证实验。3. 微生物作为遗传学材料的特点和优越性。4. 遗传物质的特性。5. 何谓中心法则？何谓半保留复制？它是如何被实验证实的？理解：1. DnaA、DnaB在染色体复制过程中有何功能？2. 证明

5、遗传物质的三个经典试验（细菌的转化实验、噬菌体感染实验 、烟草花叶病毒的重建实验）的原理和结论。（二）原核生物和真核生物的染色体及其复制（次重点掌握）识记：1. 解释：遗传物质、复制起点（ori）、复制子、自主复制序列（ARS）、核小体2. 环状DNA复制的主要方式: 环复制、滚环复制、D环复制（线粒体DNA）3. 核小体是由DNA和哪几种蛋白组成？这些蛋白有何特点？4. 真核细胞周期的划分和功能。5. 真核生物染色体复制特点。6. 原核生物和真核生物复制子存在形式有何不同？ （三）基因结构和基因组微生物基因和基因组（一般）识记：1. 解释：基因、开放读码框（ORF）、启动子、终止子、重叠基因

6、、基因组、转录单元、操纵子、基因家族、基因簇2. E. coli 终止子有何结构特点？与终止密码有何不同？理解：1. 原核和真核生物启动子各自的结构特点和功能。第二章 基因突变和损伤DNA的修复一、学习目的与要求本章内容属于该课程的重点部分，通过学习、要求学生必须掌握以下内容，为诱变育种打好基础。1. 基因突变的规律、分子机理；2. 不同诱变剂的作用机制；3. DNA损伤修复机制；4. 突变体的形成过程和影响因素。二、考核知识点与考核目标（一）不同类型诱变因素的作用机制，DNA修复不同的途径和机制。（重点）识记：1. 解释：自发突变、诱发突变、突变率、碱基类似物、分子互变异构、环出效应、烷化剂

7、、化学诱变因素、物理诱变因素、生物诱变因素、电离幅射、非电离幅射、光修复、切补修复、错配修复、重组修复、SOS修复2. 何谓诱发突变？诱变剂有哪些种类？3. 简单说明羟胺（属化学诱变因素）诱变的专一性特征是什么？4. 吖啶类药物引起什么突变？这一类诱变的代表性药物有哪些？5. 通常利用的物理诱变因素包括哪些？哪些属于电磁幅射？哪些属于粒子幅射？6. 什么是光修复作用？它们的修复过程是怎样的？7. 什么是错配修复作用？它们的修复过程是怎样的？8. 什么是切除修复作用？它们的修复过程是怎样的？9. 什么是重组修复作用？它们的修复过程是怎样的？10. 什么是SOS修复作用？它们的修复过程是怎样的？理

8、解：1. 碱基类似物5嗅尿嘧啶和2氨基嘌呤诱变的作用机理。2. 亚硝酸诱变的作用机理。3. 烷化剂诱变的作用机理。4. 紫外线（U、V）诱变的分子机理。5. 经物理诱变因素处理的DNA会引起哪些反应？（二）基因突变的分子基础，自发性突变的证实。（次重点）识记：解释：碱基置换、转换、颠换、同义突变、错义突变、无意义突变、移码突变1. 基因突变的规律。理解：1. 引起自发突变的原因有哪些？它与诱发突变是否有本质的区别？2. 为什么说自发突变与环境无直接对应关系？简述证实该结论实验（3个经典实验）的原理和步骤？（三）基因突变的类型、符号和规律，突变体的形成过程和影响因素。（一般）识记：1. 解释：突

9、变、野生型、突变体、致死突变、条件致死突变、表现型、基因型、分离迟延、生理迟延2. 按突变表型特征可将突变体分为哪几类？3. 基因的命名规则？理解：1. 为什么说微生物突变体的形成是一个复杂的过程？2. 说明产生表型迟延的原因第三章 病毒遗传分析一、学习目的与要求本章节的内容在该课程中不属于重点，只属于一般掌握范畴，通过学习只需要学生对病毒的基本属性有所了解，包括病毒的类型、病毒感染的特性，如何利用病毒的某些特性进行遗传分析以及一些特殊病毒在遗传育种中的运用等等。二、考核知识点与考核目标（一）温和噬菌体的特征及其引起的遗传重组。（重点）识记：1. 解释：烈性噬菌体，温和噬菌体，溶源性细菌，原噬

10、菌体2. 烈性噬菌体（又称毒性噬菌体）和温和噬菌体各有什么特性？3. 温和噬菌体的特性及有关基本概念，因为细菌的基因重组（转导）主要与温和噬菌体有关。4. 如何利用烈性噬菌体T4的突变株来验证基因的互补作用和重组功能？理解：1. 溶源性细菌对噬菌体的免疫性和对噬菌体的抗性是否一回事？如何区分？ 2. 溶源性细菌有什么遗传特征？细菌转导是利用温和噬菌体的什么特性？3. 弄清楚利用T4噬菌体的快速溶菌突变株感染不同品系大肠杆菌的实验原理。（二）噬菌体的遗传分析。（次重点）识记：1. 解释：噬菌斑，琥珀突变，涂布效率，感染复数，裂解量。2. 噬菌体感染细菌时，常表现有哪些主要特征？3. 如何利用温和

11、噬菌体和烈性噬菌体进行遗传分析？ 理解：1. 噬菌体基因组的主要组成以及它们的功能。2. 噬菌体控制溶源性的大致过程3. 琥珀突变对蛋白质合成有什么影响？选择在T4不同位点发生的琥珀突变对T4的基因进行分析的原理是什么？（三）了解某些性质特殊的噬菌体在遗传育种中的作用。（一般）理解：1. M13噬菌体的结构特征是什么？它侵染大肠杆菌的简单过程是怎样的？利用M13的什么特点？在遗传工程中起到什么用途？运用：1. Mu噬菌体是一种什么性质的噬菌体？利用它的什么特性在遗传育种中起什么作用？第四章 细菌基因转移和基因重组一、学习目的与要求本章节内容属于该课程的重点部分，通过学习要求掌握细菌基因重组的几

12、种不同途径及其原理。细菌属于原核生物，虽然不能产生有性孢子，但可以通过转化，转导，接合的方式进行重组，通过这些知识的掌握，为细菌的杂交育种打下基础。二、考核知识点与考核目标（一）转化作用的过程，接合作用的证实，接合作用的过程，中断杂交及其基因定位的原理，转导的类型，局限转导的机理，普通转导的机理。（重点）识记：1. 解释：基因重组、转化、感受态、供体、受体、局部二倍体，接合作用、F因子、转导、局限性转导、原噬菌体，缺陷噬菌体、共转导、完全转导、流产转导、并发转导、普通转导噬菌体、局限性转导噬菌体、杂基因子、中断杂交2. 细菌基因重组有哪些方式？与真核生物基因重组有何不同？3. 细菌转化的过程和

13、机制并解释感受态出现的机理？4. 细菌转化效率主要取决哪些因素？有哪些人工转化方法？理解：1. 转化过程的三个步骤。2. 为什么有些细菌对摄取的DNA有特殊要求？流感嗜血杆菌摄取DNA的方式有何特点？3. F因子基因组的结构划分及主要功能。4. F因子在大肠杆菌中存在的状态及它们之间的关系。5. 几种状态的大肠杆菌之间有几种组合的接合作用，最终导致的结果是什么？6. 中断杂交的原理和在遗传学研究中的应用。7. 转导作用的类型有哪些？它们各自的特征是什么？各自进行转导的噬菌体是什么性质？8. 噬菌体低频转导子和高频转导子形成的机理。9. 普遍性转导的作用机制及其在遗性学研究中的应用。10. 比较

14、局限转导与普遍转导二者之间的差异是哪些？（二）接合现象和转导现象的发现与证实。（次重点） 理解：1. 在细菌接合作用中，如何排徐转化、互养和回复突变现象？2. 转导现象是如何被发现和证实的？为什么不是所有噬菌体都能进行转导？（三）一般掌握：理解：1. 简单了解转化现象的发现和证实过程。2. 大肠杆菌环状染色体图是如何证实的。3. 噬菌体在现代分子生物学研究中的作用和地位。运用：1. 转导（转化）的遗传分析如何利用共转导（共转化）进行基因定位。第五章 质粒一、学习目的与要求本章节内容属于该课程的重点部分，通过学习，要求学生掌握质粒的复制机制与质粒转移、稳定性间的相互关系。重点介绍细菌的染色体外的

15、遗传物质质粒的有关性质、检测方法、划分类型以及有关遗传特性。搞清楚了质粒的这些特性，为遗传工程技术的建立，基因工程育种打下基础。二、考核知识点与考核目标（一）质粒的检测方法，质粒的划分类型，质粒大小和数量测定的方法，质粒的复制特点，质粒不亲和群的划分，质粒的转移类型等等。（重点）识记：1. 解释：质粒、严谨型质粒、松弛型质粒、R质粒、质粒的不相容性、自主转移质粒、诱动转移质粒、接合质粒、可移动质粒、广寄主范围质粒2. 简单解释质粒一般有什么特性？3. 质粒一般存在于哪些微生物中？4. 质粒稳定性遗传，至少需要满足何种条件？理解：1. 用间接检测质粒的方法质粒消除法和质粒转移的方法是如何证明质粒

16、在宿主中的存在？2. 质粒宿主范围是由哪些因素决定的？为什么？3. 碱变性法分离质粒的原理是什么？ 4. 直接检测质粒存在的三种方法是什么？它们的原理和检测过程是怎样的？5. 质粒划分类型的主要依据是什么？它有什么不足之处？目前在大肠杆菌中存在的三大类型的质粒是什么？它们有什么主要特征。6. 何谓降解质粒，目前存在于哪种微生物中，它的主要特征是什么？7. 何谓致病质粒，致病质粒的主要代表种类有哪些？以寄生在根瘤农杆菌中的Ti质粒为例，简单叙述它的特征以及它在遗传工程中的运用。8. 何谓共生固氮质粒，它有什么主要特征？9. 何谓代谢质粒，它的主要特征是什么？10. 何谓隐蔽质粒，它的主要特征是什

17、么？11. 质粒的大小和数量测定的一般方法是什么？12. 在细胞分裂过程中，质粒分配到子细胞中去的途径有哪些？13. 简述保证每个子代中都有F质粒的机制。14. 根据质粒的转移特征，将质粒分为几种类型？质粒能转移的主要原因取决于什么？15. 质粒不相容性的作用机理。运用：1. 掌握检测质粒的几种方式为遗传分析打下基础。2. 掌握用碱抽提法或加热处理的方法分离质粒。（二）质粒的发现和命名。（一般）识记：1. 质粒命名的规则。2. 质粒在现代生物学研究和应用中的作用和意义？第六章 放线菌遗传一、学习目的与要求本章节内容不属于该课程的重点部分，通过学习，要求学生掌握链霉菌中的性别体制和遗传重组机理，

18、理解链霉菌染色体DNA结构与遗传不稳定性的相关性，大致了解以天蓝色链霉菌为代表的放线菌与大肠杆菌在遗传体制的区别。二、考核知识点与考核目标（一）链霉菌的基因重组。（重点）识记：1. 解释：麻点、异质系克隆、链霉菌杂交、“44杂交”法2. 链霉菌染色体重排主要有哪几种类型？3. 了解放线菌的致育因子有几种类型？理解：1. 试述引起链霉菌遗传不稳定性的主要因素？2. 天蓝色链霉菌致育型与大肠杆菌致育型有何区别？超致育型（UF）、原始致育型（IF）、正常致育型（NF）各代表什么？3. 三种不同致育因子的放线菌菌株之间有几种杂交的可能？4. 在链霉菌基因定位中，常用的方法有哪些？分别叙述其原理？（二）

19、链霉菌的染色体及染色体外的遗传物质。（一般）理解：1. 在链霉菌中，线性染色体和质粒具有何种特征？2. 在链霉菌中，DNA扩增单位（AUD）、扩增DNA序列（ADS）用来描述什么？有何结构特点？3. 麻点是如何产生的？4. 绘图说明链霉菌线性质粒结构特点？TP有何功能？第七章 酵母菌遗传一、学习目的与要求本章节内容不属于该课程的重点部分，通过学习，要求学生掌握酵母菌染色体和质粒的结构及其基因表达调控，理解酵母遗传学研究在分子生物学和生物技术应用中的作用和意义。 二、考核知识点与考核目标（一）酵母菌的染色体及染色体外的遗传物质。（重点）识记：1. 解释：着丝粒、端粒、接合型转换、嗜杀现象、YAC

20、、小菌落突变株理解：1. 真核生物染色体的复制，严格依赖于哪几种DNA序列结构单元？2. 何谓嗜杀质粒？其结构有何特点？3. 比较嗜杀型酵母和敏感型酵母有何不同？4. 简述酵母嗜杀现象出现的原因（二）酵母菌的载体系统。（次重点）理解：1. 酵母克隆载体依据其结构和复制方式分为哪几类？2. 试述酵母双杂交技术的原理和应用？3. 酵母双杂交系统在应用过程中存在哪些问题及其改进方法？（三）酵母菌的接合型。（一般）理解：1. 何谓接合型转换？控制接合型转换的基因受哪几种因素的调控？2. 以酿酒酵母的二个结合型a和为例，了解mat1和mat2基因是如何控制细胞结合以及结合后怎么控制减数分裂的？第八章 丝

21、状真菌的遗传一、学习目的与要求本章节属于该课程的重要内容，通过本章的学习，要求学生掌握丝状真菌的生活史及其遗传体制、四分体遗传分析，理解准性生殖的遗传机制及其在育种中的应用。二、考核知识点与考核目标（一）粗糙脉孢菌有性杂交的遗传分析，构巢曲霉有性杂交的遗传分析，准性生殖过程。（重点）识记：1. 解释：基因重组，减数分裂，有丝分裂，还原分裂，均等分裂，第一次分裂分离，第二次分裂分离，准性生殖，异核体，图距，顺序四合子，非顺序四合子、体细胞交换2. 真核微生物指的是哪些类型的微生物？理解：1. 分别列出顺序四合子杂交后代的子囊孢子有几种排列方式？哪几种属于第一次分裂分离的子囊？哪些属于第二次分裂分

22、离的子囊？2. 计算某一基因与着丝粒之间的距离的公式即：着丝粒距离=100%图距的内含是什么？怎样理解着丝粒距离与第二次分裂分离在数值上的关系？3. 用于子囊菌纲真菌杂交的二个亲本，如果不考虑杂交后，子囊孢子的排列顺序如何，从基因型上分析，它们的杂交子代子囊最多有几种基因型？它们分别用什么代表？这些不同基因型的子囊是如何产生的？4. 根据四分体类型的分析来计算两个基因之间的重组率的公式，即：重组频率=100%公式的内含是什么？又根据什么来判断二个基因是有连锁关系还是没有连锁关系（提示：从二个方面，一方面从重组百分比的数值，另一方面从不同子囊型的比例）。5. 准性生殖的全过程分哪几个阶段？每一阶

23、段有什么特点。6. 异核现象在遗传分析中有什么意义？7. 试根据真菌的有性生活史和准性生活史，比较二种生活方式有哪些异同点？8. 如何鉴别异核体和杂合二倍体？运用：1. 如何利用计算着丝粒图距的公式来分析顺序四合子真菌基因之间的关系，并进行染色体简单作图。2. 利用四分体类型百分比的计算公式，可适应于顺序四合子和非顺序四合子真菌的基因之间关系的分析。3. 利用三点测验或四点测验的方法和原理进行解题，如有这样一道题： 在粗糙脉孢霉中，已知泛酸基因（pan）与它紧密连锁的左右各一个基因分别是ylo和trp，现从泛酸基因中得到三个不同位点发生突变的突变型，它们分别是pan18、pan20、pan25

24、，根据下表实验结果分析出3个突变位点在pan基因中的排列顺序（表中数字表示每一种基因型的百分比）杂交组合的类型在所有的杂交中选取pan+重组子为前提ylotrp+ylo+trpylotrpylo+trp+1、ylopan20trp+ylo+pan18trp8.45.06.779.62、ylopan18trp+ylo+pan20trp3.15.271.010.53、ylopan25trp+ylo+pan20trp15.820.010.054.44、ylopan20trp+ylo+pan25trp8.027.052.013.0解题的原则提示：首先判断这是一个三点测验还是一个四点测验的题目。a) 若

25、是四点测验，根据四点测验的原理，被测的二个位点（在pan基因中）和被利用的两个基因（ylo和trp）位点在杂交组合中怎么排列？b) 根据题目中所给的各种杂交组合关系（在表中），你首先假设一个排列顺序，然后根据杂交组合的二个亲本基因型，若要恢复成pan+的重组子，在染色体之间要发生多少次换才能得到。c) 根据经典遗传学的原则：在二条染色体之间，一般发生交换的频率比不发生的要少。在发生交换的染色体中，双交换少，单交换多，多交换频率更少。所以根据染色体交换的次数，分析出现pan+重组子大致百分比为多少，如果这个数字与假设的顺序相符，说明假设的顺序是正确的，如果不相符，说明假设不正确，必须把顺序重新排

26、列。这样二二一分析，如：先分析18和20之间的排列，再分析20与25之间的排列，最后三者之间的关系就排列出来了。（二）丝状真菌生活史。（一般）理解： 1. 试述高等动植物、细菌和不完全菌三类生物的生活史特点？2. 简单了解粗糙脉孢霉的生活循环史。3. 简单了解构巢曲霉的生活循环史。第九章 原核生物基因表达的调控一、学习目的与要求本章节内容属于该课程的重点部分，通过学习，使学生掌握原核生物的表达调控机制，对操纵子概念进行正确的认识，了解操纵子的类型及各类基因在代谢调控中的功能。二、考核知识点与考核目标（一）以操纵子为例，了解原核生物的基因表达主要表现在转录水平上的调控过程以及不同基因在调控中的作

27、用。（重点）识记：解释：操纵子，结构基因，调节基因，操纵基因，启动基因，阻遏蛋白，激活蛋白，正控制代谢调节，负控制代谢调节，诱导型，组成型，超阻遏型理解：1. 一个完整的操纵子上主要应包括哪些结构？它们的功能是什么？2. 色氨酸操纵子的弱化子是怎样进行调控的？3. 乳糖操纵子的结构分为2个部分，即调控区和结构基因区。调控区由哪些基因组成？结构基因区包括哪些基因？它们各自有什么功能？4. 分别论述大肠杆菌在有乳糖或没有乳糖的条件下，乳糖操纵子是如何进行代谢调空的？其中参与负控制的物质是什么？参与正控制的物质是什么？ 5. 要使乳糖操纵子的转录正常进行，参于代谢的正负调控是同时进行，还是分别进行，

28、简单说明。6. 阿拉伯糖操纵子的双重调控作用是怎样进行的？它们的正负控制是必须同时进行，还是分别进行？7. 简单说明稀有密码子对蛋白基因的调控有什么作用？8. 反义RNA如何调控基因的表达？应用：1. 运用以上掌握有关乳糖操纵子上各基因的功能，学会分析在各种二倍体基因型中有关z+酶和y+酶能否产生？如果能产生它们产生的方式是什么？（1）i+p+o+z-y+/i+p+ocz+y- （2）isp+o+z+y+/i+p+ocz+y+（3）i+p+o+z+y-/i+p+o+z-y+ （4）i+p-o+z+y+/i-p+o+z+y-（5）i+p+ocz-y+/i+p-o+z+y- （6）isp+o+z+

29、y+/i-p+o+z+y+ （7）i-p+o+z-y+/i+p+ocz+y- （8）i+p+o+z-y-/isp+o+z+y-（二）操纵子的组成及其在调控作用。（次重点）识记：1、解释：正控诱导系统、正控阻遏系统、负控诱导系统、负控阻遏系统、弱化子、应急反应、超级调控因子、RNA 编辑理解：1. 什么是SD序列：它的作用是什么？它对后面结构基因转译水平影响的原因是什么？2. 简单说明重叠基因的调控作用是什么？第十章 微生物中的转座因子一、学习目的与要求本章节内容不属于该课程的重点部分，通过学习，要求学生掌握细菌转座因子的类型和结构以及转座机制，理解转座因子在细菌遗传学研究中作用和意义。二、考核

30、知识点与考核目标（一）细菌转座因子的类型和结构以及转座机制。（重点）识记：1. 解释：转座因子、插入序列、复合转座子、复杂转座子、Mu噬菌体、极性效应2. 转座因子分哪几类？它们之间有何异同？3. 根据复制机制，将转座子分为哪两类？二者各有何特点？理解：1. 绘图描述复制型转座子的插入机制？复制型转座的特点？2. 为什么说Mu噬菌体不同于一般的温和噬菌体？在应用中它与IS、Tn比较有何优点？3. 何谓极性效应？引起极性效应的可能原因是什么？（二）转座因子在细菌遗传学研究中作用。（一般）理解：1. 为什么说可以利用转座子进行质粒转移和质粒消除，以研究质粒的功能？应用：1. 如何利用转座子进行随机

31、诱变和定位诱变？第十一章 微生物育种一、学习目的与要求本章节内容属于该课程的重要部分。通过学习，使学生重点掌握微生物育种可以通过哪些途径进行？几种常规突变型的筛选方法和设计原理，转化技术在遗传工程中的运用。其次让学生了解重组的机制是什么？代谢调节与育种的关系等等。本章可以说是遗传理论知识在实践运用中的检验。二、考核知识点与考核目标（一）诱变育种，杂交育种（重组育种）以及基因工程育种的原理方法和在实际中的运用。（重点）识记：1. 解释：诱变育种、诱变因素、基本培养基、完全培养基、营养缺陷型、温度敏感突变型、有性杂交育种、准性生殖育种、原生质体融合、基因工程、载体。2. 简单说明微生物遗传育种可以通过哪