伟德国际1946源于英国應用生物科學專業課程介紹

微生物遺傳學

MicrobialGenetics

課程編号：03600040j-01

适用專業：應用生物科學

總學時數：48

總學分：3學分

課程類型：專業基礎

先修課程：微生物學，生物化學，分子生物學，基因工程

大綱主撰人：曲娟娟

内容簡介

   微生物遺傳學是一門研究微生物遺傳和變異的科學，它是遺傳學的一個分支學科，也是微生物學和分子生物學的分支學科，是在生産實踐和科學實驗的基礎上發展起來的。由于先進的分子生物學技術不斷湧現，以微生物為材料的研究成果層出不窮，使整個微生物遺傳學的面貌已經發生了深刻的變化。本課程是生物技術專業教學計劃中重要的核心課程，是生物技術專業學生的一門必修課程。本課程通過綜合分析複雜的遺傳變異現象，揭示遺傳和變異的規律，着重掌握的内容有不同的微生物種是怎麼形成的、微生物種在親代與子代之間是如何傳遞信息的、遺傳和變異的條件和根據是什麼、通過綜合分析複雜的遺傳、變異現象，以及深入研究微生物細胞内部結構和分子運動，便可以揭示遺傳、變異現象的本質和規律性。微生物遺傳學的根本任務就在于探讨如何控制微生物種的特性，使之朝着人類所需要的方向發展，以便更好地改造微生物的類型，造福人類。

教學大綱

一、課堂講授部分

（一）各章節要點及講課時數

緒論  (2學時)

一、微生物遺傳學簡介

二、微生物遺傳學的發展過程

三、微生物遺傳學的研究對象和任務（2學時）

※本章要點：讓學生了解并掌握微生物遺傳學内容，發展及研究對像和任務；本章的重點是微生物遺傳學發展中幾個重要的階段主要内容。

第一章  微生物的遺傳物質    (6學時)

第一節 證明遺傳物質是DNA的經典實驗

一、 細菌的轉化

二、 噬菌體感染實驗

三、 病毒重建實驗

第二節 DNA的結構和複制

一、 DNA的結構

二、 DNA的複制特點和幾種主要複制方式（2學時）

第三節 原核微生物的遺傳物質

一、 原核生物的染色體數目及其複制

二、 細菌染色體的結構

三、 細菌染色體的複制

四、 細菌染色體的分離機制（2學時）

第四節 真核微生物的遺傳物質

一、 真核生物染色體的組成和結構

二、 真核生物染色體的複制

第五節 基因結構和基因組

一、 原核生物基因組的及其特點

二、 真核生物基因組及其特點（2學時）

※本章要點掌握生物在細胞水平上是如何分類的。複習原核細胞、真核細胞、病毒的構造。複習DNA的分子結構和DNA的複制、轉錄、翻譯過程。經典遺傳學三定律。

第二章 基因突變和損傷DNA的修複       (6學時)

第一節 基因突變的類型和規律

一、基因的符号

二、基因突變的類型

三、基因突變的規律

第二節 基因突變的分子基礎

一、堿基置換及其對遺傳信息的影響

二、移碼突變及其産生

三、缺失和重複（2學時）

第三節 誘突劑和誘變機制

一、堿基類似物在DNA複制時的攙入

二、DNA分子上堿基的化學修飾

三、嵌合劑和移碼突變

四、輻射誘變（2學時）

第四節 損傷DNA的修複

一、光修複

二、錯配修複

三、切除修複

四、重組修複

五、交聯修複

六、SOS修複

七、鍊斷裂的修複

※本章要點：掌握突變的概念，學會突變率的計算方法和突變的分類。掌握自發突變的機制和突變株的分離和檢出方法。

第三章 病毒遺傳分析     (4學時)

第一節 T4噬菌體

一、T4噬菌體的形态結構

二、T4噬菌體的基因組和遺傳圖譜

三、研究噬菌體感染的方法

四、重組測驗（2學時）

第二節 l噬菌體

一、l噬菌體的生活周期

二、l噬菌體基因組

三、l噬菌體的複制

四、l噬菌體基因的轉錄和調控

五、溶源途徑和溶菌途徑的遺傳控制

六、l噬菌體的溶源化和誘導

第三節 反轉錄病毒

一、反轉錄病毒的毒粒結構

二、反轉錄病毒的生活周期

三、反轉錄病毒的基因組（2學時）

四、反轉錄過程中DNA雙鍊的合成和LTR的産生

※本章要點：：學習l噬菌體DNA的整合與切除。研究l噬菌體的生活周期、基因組、複制及轉錄和調控過程

第四章 細菌基因轉移和基因重組       (4學時)

第一節 轉化

一、自然轉化

二、人工轉化

三、利用轉化繪制遺傳圖譜（2學時）

第二節 接合作用

一、F質粒的結構及其在細胞中的存在狀态

二、F質粒與接合作用

三、中斷雜交試驗和基因定位

第三節 轉導

一、普遍性轉導

二、局限性轉導  （2學時）

※本章要點：：學習并掌握轉化、接合作用、轉導的原理

第五章 質粒       (2學時)

第一節 質粒的檢測

一、質粒消除

二、遺傳轉移

三、分子雜交

四、質粒的分離、檢測和純化

第二節 質粒的複制和調節

一、質粒複制的調控

二、質粒的不相容性

三、質粒的穩定性

四、質粒的轉移（2學時）

※本章要點：掌握質粒遺傳的概念和特點，質粒的遺傳特點和分離、檢出純化方法。

第六章 酵母菌遺傳      (2學時)

第一節 酵母菌的基因組和染色體

一、酵母的基因組

二、酵母的染色體結構

第二節 酵母菌基因表達調控

一、酵母基因的啟動子元件

二、酵母的轉錄調控因子（2學時）

※本章要點：掌握酵母的基因表達調控機制

第七章 原核生物基因表達的調控       (6學時)

第一節 概述

一、操縱子

  二、阻遏物和激活物

  三、負調控和正調控

  四、誘導物和共阻遏物（2學時）

第二節 轉錄水平的調控

  一、細菌的RNA聚合酶

  二、啟動子

  三、轉錄過程及轉錄起始調控

  四、轉錄的終止和抗終止（2學時）

第三節 操縱子類型

  一、大腸杆菌乳糖操縱子的正調控和負調控

  二、半乳糖操縱子的雙重調控

三、色氨酸操縱子的弱化作用

第四節 轉錄後的調控

一、SD序列與翻譯效率

二、重疊基因對翻譯的影響

三、嚴緊反應

四、反義RNA的調控作用（2學時）

※本章要點：掌握原核生物表達調控的機制；重點和難點：乳糖操縱子中的正負調控機制，色氨酸操縱子模型。

第八章 微生物中的轉座子       (4學時)

第一節 細菌轉座因子的類型和結構

一、插入序列

二、細菌轉座子

三、細菌轉座子的插入機制、轉座模型

四、Mu噬菌體的轉座

第二節 細菌轉座子的遺傳效應和應用

一、轉座因子的遺傳效應

二、轉座子的應用

第三節 酵母中的轉座子

一、Ty因子的分子結構和轉錄

二、Ty的轉座機制

※本章要點：：掌握轉座子的分類和轉座子的基因結構。

第九章 遺傳重組      (6學時)

第一節 遺傳重組的類型

一、同源重組

二、位點特異性重組

三、異常重組

第二節 同源重組的分子模型

一、Holliday雙鍊侵入模型

二、單鍊侵入模型（2學時）

第三節 位點特異性重組

一、l噬菌體的整合和切除

二、酵母2um質粒的位點特異性重組（2學時）

第四節 異常重組

一、互補末端的連接

二、非互補末端的連接（2學時）

※本章要點：掌握遺傳重組的類型。同源重組和位點特異性重組原理  轉座子的分類和轉座子的基因結構。

第十章 微生物育種         (6學時)

第一節 原生質體融合育種

一、原生質體融合技術的發展

二、原生質體融合育種的特點

三、原生質體育種的步驟（2學時）

第二節 誘變育種

2.1紫外線誘變

2.2亞硝基胍誘變（2學時）

3 基因工程育種

一、利用基因工程技術改良農業微生物菌株

二、利用基因工程技術改良工業酶的生産菌株

三、利用基因工程技術提高代謝産物的量（2學時）

※本章要點：掌握突變型的應用。掌握誘變育種、雜交育種、原生質體融合和基因工程育種的基本原理和方法。

（二）教材及參考書

1.教材：《現代微生物遺傳學》陳三鳳，化學工業出版社，2003年。

2.主要參考書：《分子遺傳學》張玉靜主編，科學出版社，2000年。

          《普通遺傳學》楊業華 主編 高等教育出版社，2000年。

教學大綱說明

一、教學目的與課程性質和任務，與其他課程的關系，所需先修課程

本大綱是按生物技術教學計劃制定的，是重要的專業基礎課，其目的在于通過微生物遺傳學的學習，使學生掌握微生物遺傳變異的規律，和常規的微生物育種方法，更好的為生産實踐服務。本課程的根本任務在于探讨如何控制微生物種的特性，使之朝着人類所需要的方向發展。學習本課程前需先修微生物學，普通遺傳學和生物化學。

二、教學要求及選編教材的依據

教學要求正确理解微生物遺傳學中的基本概念；掌握遺傳學基本原理；能夠運用遺傳學的基本原理，解決微生物育種中問題。

選用教材依據：現代微生物遺傳學是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

三、教學環節和教學方法

本課程分理論教學和實驗教學兩個環節，理論教學環節主要采用多媒體授課的方法，圖文并貌地将微生物遺傳學的基本原理和方法傳授給學生。同時在教學過程中要綜合運用先修課程中所學到的有關知識與技能，結合各種實踐教學環節，進行所需的基本訓練，為學生進一步學習有關專業課程和日後從事微生物遺傳育種工作打下基礎。

四、改革思路和說明

在現有條件下，積極改善實驗條件，努力培養學生的基本實驗技能，加深對基本方法和基本原理的理解和掌握，争取在實驗課和理論課的學習中掌握，誘變育種的基本方法，培養學生善于思考，勤于動手，使學生具有分析問題，解決問題的能力，并把這些知識運用到實踐中去，做到理論和實踐相結合。