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
09.T质粒是引起双子叶植物冠瘦瘤的致病因子，其宿主是一种根癌壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)。10.Ri质粒是引起许多双子叶植物患毛根瘤病，其宿主是发根土壤杆菌(Agrobacteriumrhizogene)。11.原核生物中的转座因子有三种类型：插入序列（insertionsequence，IS）、转座子（transposon，Tn）和某些特殊病毒（如Mu、D108）。12.IS和Tn有两个共同特征：一是都携带编码转座酶的基因，二是两端都有反向末端重复序列（invertedterminalrepeat，ITR）。ITR序列长度为49bp（主要是IS）到1000bp以上（某些Tn）。13.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。14.根据Tn两端结构的组成，可将其分为两类：复合转座子（类型I、复杂转座子（类型II)。15.Mu噬菌体是最大的转座因子，全长39kb，其长度实际上为：C端50~150bp宿主+37.2kb的Mu基因组+1~2kb的S端宿主DNA。16.转座的遗传学效应有插入突变、产生染色体畸变、基因的移动和重排17.根据碱基变化对遗传信息的改变情况，基因突变可分为回义突变、错义突变、无义突变、移码突变。18.微生物自发突变的频率很低，一般在10-6~10-10。RNA基因组的突变率比DNA基因组高1000倍。19.原核生物的基因重组，有四种主要形式：转化、转导、接合、原生质融合。20.细菌的接合作用，最早由1946年Lederberg等人通过使用细菌的多重营养缺
09. Ti 质粒是引起双子叶植物冠瘿瘤的致病因子，其宿主是一种根癌壤杆菌 （Agrobacterium tumefaciens）。 10. Ri 质粒是引起许多双子叶植物患毛根瘤病，其宿主是发根土壤杆菌 （Agrobacterium rhizogene）。 11. 原核生物中的转座因子有三种类型：插入序列（insertion sequence，IS）、转 座子（transposon，Tn）和某些特殊病毒（如 Mu、D108）。 12. IS 和 Tn 有两个共同特征：一是都携带编码转座酶的基因，二是两端都有反 向末端重复序列（inverted terminal repeat，ITR）。ITR 序列长度为 49bp（主 要是 IS）到 1000bp 以上（某些 Tn）。 13. 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。 14. 根据 Tn 两端结构的组成，可将其分为两类：复合转座子（类型 I）、复杂转 座子（类型 II）。 15. Mu 噬菌体是最大的转座因子，全长 39kb，其长度实际上为：C 端 50~150bp 宿主＋37.2kb 的 Mu 基因组＋1~2kb 的 S 端宿主 DNA。 16. 转座的遗传学效应有插入突变、产生染色体畸变、基因的移动和重排。 17. 根据碱基变化对遗传信息的改变情况，基因突变可分为同义突变、错义突变、 无义突变、移码突变。 18. 微生物自发突变的频率很低，一般在 10-6~10-10。RNA 基因组的突变率比 DNA 基因组高 1000 倍。 19. 原核生物的基因重组，有四种主要形式：转化、转导、接合、原生质融合。 20. 细菌的接合作用，最早由 1946 年 Lederberg 等人通过使用细菌的多重营养缺
陷型进行杂交实验得以证实，后来由Davis的"U"型管实验又对该实验中细胞的连接接触而得以证实。细菌的接合作用是由E因子介导的21.根据F因子在细胞内存在方式，可把E.coli分成4种不同的接合型菌株：E菌株、F-菌株、Hfr菌株、F'菌株。22.转导是由病毒介导的细胞间遗传物质交换的一种方式，可分为普遍性转导和局限性转导。23.在人工转化过程中，可通过CaCl2处理细胞或电穿孔法处理菌体，而使其成为感受体。24.酵母菌单倍体的两种接合型（α和a）是由MAT启动子控制的。两种接合型的单倍体融合便产生了α/a二倍体细胞。25.酿酒酵母菌的线粒体基因组是双链环状分子，长约25um（约75kb），其大小约为人线粒体基因组的5倍（人的线粒体大小为16kb）。其基因组相当大的原因是它有很多非编码DNA和含有内含子26.原核生物的起始密码子除AUG外，还有GUG。27.准性生殖过程包括异核体的形成、二倍体的形成以及体细胞交换和单元化，28.棒状菌L-赖氨酸合成途径及其调节作用是一个分支代谢途径天冬氨酸激酶（AKase）被赖氨酸协调反馈所抑制，通过诱变处理，可获得高丝氨酸缺陷型突变株，因此该突变型不能产生苏氨酸，而高产L-赖氨酸29.体内基因重组是指重组过程发生在细胞内，相对于DNA重组技术而言。体内基因重组育种是指采用接合、转化、转导和原生质体融合等遗传学方法和技术使微生物细胞内发生基因重组。30.原生质体融和技术主要包括：原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体
陷型进行杂交实验得以证实，后来由 Davis 的“U”型管实验又对该实验中细 胞的连接接触而得以证实。细菌的接合作用是由 F 因子介导的。 21. 根据 F 因子在细胞内存在方式，可把 E.coli 分成 4 种不同的接合型菌株：F ＋ 菌株、F -菌株、Hfr 菌株、F’菌株。 22. 转导是由病毒介导的细胞间遗传物质交换的一种方式，可分为普遍性转导和 局限性转导。 23. 在人工转化过程中，可通过 CaCl2 处理细胞或电穿孔法处理菌体，而使其成 为感受体。 24. 酵母菌单倍体的两种接合型（α 和 a）是由 MAT 启动子控制的。两种接合型 的单倍体融合便产生了 α/a 二倍体细胞。 25. 酿酒酵母菌的线粒体基因组是双链环状分子，长约 25μm（约 75kb），其大小 约为人线粒体基因组的 5 倍（人的线粒体大小为 16kb）。其基因组相当大的 原因是它有很多非编码 DNA 和含有内含子。 26. 原核生物的起始密码子除 AUG 外，还有 GUG。 27. 准性生殖过程包括异核体的形成、二倍体的形成以及体细胞交换和单元化。 28. 棒状菌 L-赖氨酸合成途径及其调节作用是一个分支代谢途径天冬氨酸激酶 （AKase）被赖氨酸协调反馈所抑制，通过诱变处理，可获得高丝氨酸缺陷 型突变株，因此该突变型不能产生苏氨酸，而高产 L-赖氨酸。 29. 体内基因重组是指重组过程发生在细胞内，相对于 DNA 重组技术而言。体 内基因重组育种是指采用接合、转化、转导和原生质体融合等遗传学方法和 技术使微生物细胞内发生基因重组。 30. 原生质体融和技术主要包括：原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体
再生和融合子选择等步骤。31.原生质体制备过程中，用来破壁的酶主要有：细菌主要用溶菌酶，酵母和霉菌一般用蜗牛酶和纤维素酶。32.原生质体的融合可用化学因子诱导或电场诱导进行。原生质体的融合常用聚乙二醇（PEG）作为融合剂。提高融合子的再生率，常增加再生高渗培养基的渗透压和添加高于0.3mol/L的蔗糖溶液均可。33.根据质粒的复制是否与核基因同步将其分为2类：松弛型质粒和严谨型质粒34.基因突变的特点是：不对应性、自发性、稀有性、独立性、可诱变性、稳定性、可逆性。35.证明基因突变的自发性和不对应性的3个实验是：Luria等的量变试验Newcombe的涂布试验和Lederberg等的影印平板培养法36.营养缺陷型的筛选方法一般要经过透变、淘汰野生型、检出和鉴定营养缺陷型4个环节。三、问答体01.诱变育种的基本环节有那些，关键是什么，为什么？答：诱变育种的具体操作环节很多，且常因工作目的、育种对象和操作者的安排而有所差异，但其中最基本的环节却很相似的。如营养缺陷型的筛选方法经过诱变、淘汰野生型、检出和鉴定营养缺陷型四个环节。诱变与筛选两个主要的环节中，筛选的重要性更为突出。通过诱变处理，在微生物群体中会出现各种突变型个体，但其中绝大部分是负变株。要在其中把极个别的产量提高较显著的正变株筛选到手，是很困难的。为了花费最少的工作量，又能在最短的时间内取得最大的成效，就要求努力设计或采用效率较高的科学筛
再生和融合子选择等步骤。 31. 原生质体制备过程中，用来破壁的酶主要有：细菌主要用溶菌酶，酵母和霉 菌一般用蜗牛酶和纤维素酶。 32. 原生质体的融合可用化学因子诱导或电场诱导进行。原生质体的融合常用聚 乙二醇（PEG）作为融合剂。提高融合子的再生率，常增加再生高渗培养基 的渗透压和添加高于 0.3mol/L 的蔗糖溶液均可。 33. 根据质粒的复制是否与核基因同步将其分为 2 类：松弛型质粒和严谨型质粒。 34. 基因突变的特点是：不对应性、自发性、稀有性、独立性、可诱变性、稳定 性、可逆性。 35. 证明基因突变的自发性和不对应性的 3 个实验是：Luria 等的量变试验、 Newcombe 的涂布试验和 Lederberg 等的影印平板培养法。 36. 营养缺陷型的筛选方法一般要经过诱变、淘汰野生型、检出和鉴定营养缺陷 型 4 个环节。 三、问答体 01.诱变育种的基本环节有那些，关键是什么，为什么？ 答：诱变育种的具体操作环节很多，且常因工作目的、育种对象和操作者的安排 而有所差异，但其中最基本的环节却很相似的。如营养缺陷型的筛选方法： 经过诱变、淘汰野生型、检出和鉴定营养缺陷型四个环节。诱变与筛选两个 主要的环节中，筛选的重要性更为突出。通过诱变处理，在微生物群体中会 出现各种突变型个体，但其中绝大部分是负变株。要在其中把极个别的产量 提高较显著的正变株筛选到手，是很困难的。为了花费最少的工作量，又能 在最短的时间内取得最大的成效，就要求努力设计或采用效率较高的科学筛
选方案和具体的筛选方法。02.诱变育种工作中应考虑的几个原则是什么？答：（1）选择简便有效的诱变剂：物理因素有非电离辐射类的紫外线、激光和离子束等；电离辐射有X射线、射线和快中子等。化学因素有烷化剂、碱基类似物和吖啶化合物。常用的诱变剂有紫外线和烷化剂。（2）挑选优良的出发菌株，可提高育种的效率。①最好是经过生产中选育过的自发变异菌株；②采用具有有利性状的菌株，如生长快、营养要求低等；③选择已经发生其它变异的菌株作为出发菌株；④选用对诱变剂的敏感性较高的增变变异株等。（3）处理单细胞或单孢子悬液，便于细胞均匀地接触诱变剂。通常采用灭菌的玻璃珠把成团的细胞打碎，再用灭菌的脱脂棉进行过滤。为防止长出不纯的菌落，诱变剂应尽量处理单核细胞。因此，对霉菌或放线菌进行诱变时，应处理孢子；对芽孢杆菌应处理其芽孢。悬浮液可以用生理盐水或缓冲液来制备，采用对数期的细菌有利于诱变。真菌和放线菌一般处理刚成熟的孢子（4）选用合适的诱变剂量：在育种工作中，常用杀菌率表示诱变剂的相对剂量。一般诱变率往往随剂量增高而提高，但达到一定剂量后再增加剂量，诱变率反而下降。一般处理的剂量是使用使90~99.9%以上的细胞死亡的剂量，而近来则倾向于采用杀菌率为70~80%的剂量，特别是经过一再诱变的高产菌株，更有这种趋势。（5）充分利用复合处理的协同效应：为了获得更好的诱变效果，有时可用两种或两种以上的诱变剂先后处理，或者同时使用，或者一种诱变剂重复使用，这种处理称为复合处理
选方案和具体的筛选方法。 02.诱变育种工作中应考虑的几个原则是什么？ 答：（1）选择简便有效的诱变剂：物理因素有非电离辐射类的紫外线、激光和离 子束等；电离辐射有 X 射线、γ 射线和快中子等。化学因素有烷化剂、碱基 类似物和吖啶化合物。常用的诱变剂有紫外线和烷化剂。 （2）挑选优良的出发菌株，可提高育种的效率。①最好是经过生产中选育过的 自发变异菌株；②采用具有有利性状的菌株，如生长快、营养要求低等；③ 选择已经发生其它变异的菌株作为出发菌株；④选用对诱变剂的敏感性较高 的增变变异株等。 （3）处理单细胞或单孢子悬液，便于细胞均匀地接触诱变剂。通常采用灭菌的 玻璃珠把成团的细胞打碎，再用灭菌的脱脂棉进行过滤。为防止长出不纯的 菌落，诱变剂应尽量处理单核细胞。因此，对霉菌或放线菌进行诱变时，应 处理孢子；对芽孢杆菌应处理其芽孢。悬浮液可以用生理盐水或缓冲液来制 备，采用对数期的细菌有利于诱变。真菌和放线菌一般处理刚成熟的孢子。 （4）选用合适的诱变剂量：在育种工作中，常用杀菌率表示诱变剂的相对剂量。 一般诱变率往往随剂量增高而提高，但达到一定剂量后再增加剂量，诱变率 反而下降。一般处理的剂量是使用使 90~99.9%以上的细胞死亡的剂量，而 近来则倾向于采用杀菌率为 70~80%的剂量，特别是经过一再诱变的高产菌 株，更有这种趋势。 （5）充分利用复合处理的协同效应：为了获得更好的诱变效果，有时可用两种 或两种以上的诱变剂先后处理，或者同时使用，或者一种诱变剂重复使用， 这种处理称为复合处理
（6）利用和创造形态、生理与产量间的相关关系（7）设计高效筛选方案：筛选工作分为初筛和复筛两步。初筛以量为主（选留较多有生产潜力的菌株），复筛以质为主（对少量潜力大的菌株代谢产物量作精确测定）。03.说明用影印平板（Replicaplating）法分离营养缺陷型菌种的步骤。答：营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段，由于这类突变型在选择培养基（或基本培养基）上不生长，所以是一种负选择标记，需采用影印平板的方法进行分离，步骤如下：①将待分离突变株的原始菌株以合适的稀释度涂布到野生型菌株和突变株均能生长的主平板（含完全培养基）上，经培养后形成单菌落；②通过一消毒的“印章”（直径略小于培养血底，表面包有丝绒布，使其尽量平整）将a平板的菌落分别原位转移（或印迹）到c平板（含有与a平板相同的营养成份）和d平板（不含缺陷型所需的营养因子，即基本培养基）；③经培养后对照观察c和d平板上形成的单菌落，如果在c平板上长而在d平板上不长的，则为所需分离的突变型；④在c平板上挑取d平板上不长的相应位置的单菌落，并进一步在完全培养基上划线分离纯化。04.什么是艾姆斯（Ames）试验？并说明其原理和方法。答：这是利用细菌突变来检测环境中存在致癌物质的一种简便、快速、灵敏的方法。由美国Ames教授首先发明的，因此称艾姆斯试验。其原理是利用鼠伤寒沙门氏菌（Salmonellatyphimurium）的组氨酸营养缺陷型菌株在致突变物的作用下发生回复突变的性能，来检测物质的致突变性。方法：在待测试样中，加入鼠肝匀浆液，经一段时间保温后，吸入滤纸片中，然
（6）利用和创造形态、生理与产量间的相关关系 （7）设计高效筛选方案：筛选工作分为初筛和复筛两步。初筛以量为主（选留 较多有生产潜力的菌株），复筛以质为主（对少量潜力大的菌株代谢产物量 作精确测定）。 03.说明用影印平板（Replica plating）法分离营养缺陷型菌种的步骤。 答：营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段，由于 这类突变型在选 择培养基（或基本培养基）上不生长，所以是一种负选择 标记，需采用影印平板的方法进行分离，步骤如下：①将待分离突变株的原 始菌株以合适的稀释度涂布到野生型菌株和突变株均能生长的主平板（含完 全培养基）上，经培养后形成单菌落；②通过一消毒的“印章”（直径略小 于培养皿底，表面包有丝绒布，使其尽量平整）将 a 平板的菌落分别原位转 移（或印迹）到 c 平板（含有与 a 平板相同的营养成份）和 d 平板（不含缺 陷型所需的营养因子，即基本培养基）；③经培养后对照观察 c 和 d 平板上 形成的单菌落，如果在 c 平板上长而在 d 平板上不长的，则为所需分离的突 变型；④在 c 平板上挑取 d 平板上不长的相应位置的单菌落，并进一步在完 全培养基上划线分离纯化。 04.什么是艾姆斯（Ames）试验？并说明其原理和方法。 答：这是利用细菌突变来检测环境中存在致癌物质的一种简便、快速、灵敏的方 法。由美国 Ames 教授首先发明的，因此称艾姆斯试验。 其原理是利用鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）的组氨酸营养缺陷型菌 株在致突变物的作用下发生回复突变的性能，来检测物质的致突变性。 方法：在待测试样中，加入鼠肝匀浆液，经一段时间保温后，吸入滤纸片中，然