1、第一章緒論1.什么是工業微生物？作為工業微生物應具備哪些特征？答：工業微生物：對自然環境中的微生物經過改造，用于發酵工業生 產的微生物。具備特征：(1)菌種要純(2)遺傳穩定且對誘變劑敏感(3)成長快，易繁殖(4)抗雜菌和噬菌體的能力強(5)生產目的產物的時間短且產量高(6)目的產物易分離提純2 .工業微生物育種的基礎是什么？答：工業微生物育種的基礎是遺傳和變異。3 .常用的工業微生物育種技術有哪些？答：常用技術：(1)自然選育【選擇育種】(2)誘變育種(3)代謝控制育種(4)雜交育種(5)基因工程育種第二章微生物育種的遺傳基礎1 .基因突變的類型有哪些？答：有堿基突變，染色體畸變2 .敘述紫

2、外線誘變的原理？答：原理：紫外線對微生物誘變作用，主要引起DNA的分子結構發生改變(同鏈DNA的相鄰喀咤間形成共價結合的胸腺喀 咤二聚體)，從而引起菌體遺傳性變異。3 .基因修復的種類有哪些？答：種類：(1)光復活修復(2)切除修復(3)重組修復(4)SOS修復4 .真核微生物基因重組的方式有哪些？答：方式：(1)有性雜交(2)準性生殖(3)原生質體融合第三章由發菌株的分離與篩選1 .什么是富集培養？答：富集培養：指在目的微生物含量較少時，根據微生物的生理特點， 設計一種選擇性培養基，創造有利的生長條件，使目 的微生物在最適的環境下迅速地生長繁殖， 數量增加, 由原來自然條件下的劣勢種變成人工

3、環境中的優勢 種，以利于分離到所需要的菌株。2 .哪些分離方法能達到“菌落純”？哪些分離方法能達到“細胞純(菌株純)” ？答：菌落純：稀釋分離法、劃線法、組織法細胞純：單細胞或單抱子的分離法3 .分離好氧微生物常用的方法有哪些？答：(1)稀釋涂布法(2)劃線分離法(3)平皿生化反應分離法4 .平皿生化反應分離法有哪些？分別用來篩選哪些菌？各自原理如何？答：(1)透明圈法 原理：在平板培養基中加入溶解性較差的底物，使 培養基混濁，能分解底物的微生物便會在菌 落周圍產生透明圈，圈的大小可以放映該菌 株利用底物的能力。篩選：水解酶產生菌(2)顯色圈法 原理：在底物平板中加入特定的指示劑或顯色劑， 根

4、據顏色變化，將目的微生物快速分離出來。篩選：果膠酶產生菌、分離谷氨酸產生菌、分離解 脂微生物、分離內肽酶產生菌(3)生長圈法 原理：將待測菌涂布于含高濃度的工程菌并缺少所 需營養物的平板上進行培養，若某菌株能合 成平板所需的營養物，在該菌株的菌落周圍 便會形成一個混濁的生長圈。篩選：氨基酸、核甘酸和維生素產生菌(4)抑菌圈法 原理：待篩選的菌株能分泌產生某些能抑制工具菌生長的物質， 或能分泌某種酶并將無毒的物質水解成對工具菌有毒的物 質，從而在該菌落周圍形成工具菌不能生長的抑菌圈。篩選：抗生素產生菌5 .常用的平板初篩的方法有哪些？答：方法：（1）形態變異篩選法（2）平皿生化反應篩選法（3）濃

5、度梯度法（4）染色技術快速篩選法（5）瓊脂塊大通量篩選法6 .初篩和復篩的要求有何不同？答：初篩是指從大量的 菌落中隨機挑取進行搖瓶試驗并通過檢測得到一些較優菌株。復篩是指將初篩得到的較優菌株再進行多次搖瓶實驗驗證其效價和傳代穩定性，并從中得到一兩個或少數幾個最優的菌株。初篩要求：篩選的菌株盡可能多，篩選的菌株越多，就越有希望篩選到所需要的菌株。篩去明確不符合要求的大部分菌株，把具有生產性狀的菌株盡量保存下來。復篩要求：做到精確，測得的數據要能夠反映將來的生產水平。第四章 工業微生物誘變育種（重點）1.以紫外線為例，通過本學期做過的所有實驗，總結誘變育種篩選 某種高產突變株的步驟、具體操作過程

6、、注意事項（如使用的紫外燈 的功率、波長、距離、時間；磁力攪拌器的開啟；紅光操作等）。答：步驟：1.選擇出發菌種2 .對出發菌種進行純化、培養等操作，獲得培養液3 .單抱子（或單細胞）懸液的制備4 .誘變處理及后培養5 .突變株的分離與篩選具體操作：將紫外燈打開預熱 20min,以穩定光波。取5mL菌懸 液注入直徑為9cm的培養皿中，放置到磁力攪拌器上 離燈管30cm左右的位置，打開皿蓋，暴露在紫外線下 照射一定時間，邊攪拌邊照射，以保證照射均勻。注意事項：（1）必須在暗室或紅光下進行，并且不能馬上進行光照 射（2）照射距離要合適，不能太遠，否則達不到誘變作用， 也不能太近，否則菌體會死（3）

7、照射時間要恰當（4）紫外燈的功能要適宜（做法：將菌體細胞制成菌懸液） （5）用攪拌器不停攪拌2 .名詞解釋：增變菌株、營養缺陷型、原養型。增變菌株：自發突變率極高的菌株營養缺陷型：野生型菌株經過人工誘變或自然突變失去合成某種 營養的能力，只有在基本培養基中補充所缺乏的營養 因子才能生長原養型：指營養缺陷型突變株經回復突變或重組后產生的菌株，其營養 要求在表現型上與野生型相同【補充】某些菌株發生突變（自然突變或人工誘變）后，失去合成某種（或某些）對該菌株生長必不可少的物質 （通常是生長因子如氨基酸、 維生素）的能力，必須從外界環境獲得該物質才能生長繁殖，這種突變型菌株稱為 營養缺陷型，相應的野生

8、型菌株稱為原養型。3 .敘述篩選某一營養缺陷性突變株（如賴氨酸缺陷性）的步驟和操作 方法。答：篩選營養缺陷型菌株的一般步驟和方法誘變常用紫外線等物理方法和化學誘變劑等誘變形成大量營養缺陷型菌株淘汰野生型a）抗生素法 某些抗生素能殺死生長繁殖著的微生物，而對處于休止狀態的微生物無殺傷作用。b）菌絲過濾法 適用于放線菌、霉菌等絲狀微生物。在基本培養基中野生型胞子能萌發長 成菌絲體，而營養缺陷型抱子則不生長。檢出缺陷型的常用方法a）逐個測定法（點種法）把經誘變處理并淘汰野生型后的菌液在完全培養基上涂布分離，將培養后長出的每一個菌落分別點種在基本培養基和另一個完全培養基上，凡在基本培養基上不能生長而在

9、完全培養基的相應位置上能生長的菌落，表明其為營養缺陷型。b）夾層培養法經誘變處理后的菌液，稀釋后與基本培養基混勻并傾入平皿中，待凝固后，再加上一薄層不含菌的基本培養基。 培養后在皿底將長出的菌落做上標記。然后加上一層完全培養基，再經培養后，新出現的菌落多數是營養缺陷型。此法適用于兼性厭氧的細菌。C）影印法 將絲絨包在直徑小于平皿的圓柱臺上，固定，作為影印接種工具，滅菌備用。將經誘變處理并淘汰野生型的菌液涂布于完全培養基表面上，培養，待長出菌落后，用影印接種工具在此平板上輕按一下， 然后在另一基本培養基平板上按一下。經培養后在基本培養基上不長而在完全培養基的相應部位上生長的菌落，為營養缺陷型。鑒

10、定營養缺陷型一一生長譜法【補充】例如，用高絲氨酸營養缺陷型作為賴氨酸的生產菌株，由于該突變株的遺傳性，解 除了賴氨酸與蘇氨酸的協同反饋抑制，因此，在培養系統中限量補充蘇氨酸， 就可使天冬氨酸半醛全部向賴氨酸方向轉化，賴氨酸產量大大提高。4 .誘變育種對誘變材料（如細菌、產抱子的放線菌、不產抱子的放線菌）有什么要求？為什么？（教材 68頁）答：細菌：最好在誘變處理前進行搖瓶振蕩預培養產抱子菌：處理的材料是抱子，而不是菌絲不產胞子菌：可直接采用年幼的菌絲體進行誘變處理，方法有：（1）尖端法（2）單菌落周圍尖端菌絲法（3）混合處理法5 .誘變育種時，如何根據誘變材料選擇誘變劑量？（教材 72頁）答：

11、（1）對誘變史短的野生低產菌株，開始也宜用較高的劑量，然后逐步使用較溫和的誘變劑或較低的劑量進行處理。（2）經長期誘變后的高產菌株，以采用低劑量處理為妥。(3)對遺傳性不太穩定的菌株，宜用較溫和的誘變劑和較低的劑量處理。(4)當選的目的是要求篩選到具有特殊性狀的菌株，或較大幅度 提高產量的菌株時，那么可用強的誘變劑和高的劑量處理。(5)對多核細胞菌株，采用較高的劑量更合適。6 .常用的化學誘變劑有哪些？各自的誘變原理是什么？答：(1)堿基類似物原理：通過異構體互變代替堿基進行復制，造成復制的錯誤(2)烷化劑原理：主要通過烷化基團使DNA分子上的堿基或磷酸部分被 烷化，引起堿基結構的改變，導致堿

12、基配對錯誤而引起突變 (3)脫氨劑原理：亞硝酸的誘變機制主要是使堿基氧化脫去氨基(4)移碼誘變劑原理：口丫咤類化合物是一種平面型的三環分子，與喋吟 -喀咤 堿基對的結構十分相似，因而能夠插入 DNA雙鏈上兩個相鄰的堿基 對之間，使DNA鏈拉長，兩堿基間距離拉寬，使堿基插入或缺失， 在DNA復制時造成點突變，以后的所有堿基都往后或往前移動，導 致全體三聯體密碼轉錄、翻譯錯誤而引起突變(5)羥化劑原理：羥胺只與C發生反應，可將C的氨基變為羥基，并與 A配對，能專一地誘發 G: C堿基對到A: T堿基的轉換 第五章工業微生物代謝調控育種1 .什么是代謝調控育種？它建立在什么基礎上？答：微生物代謝控制

13、育種是指以 生物化學和遺傳學為基礎，研究代謝產物的生物合成途徑 和代謝調節的機制，選擇巧妙的技術路線，通過遺傳育種技術獲得解除或繞過了微生物正常 代謝途徑的突變株，從而人為地使用有用產物選擇性地大量合成積累。建立在誘變育種的基礎之上。2 .次級代謝受哪些遺傳物質的控制？次級代謝產物有哪些？答：次級代謝除受核內DNA控制，還受核外DNA (質粒)的控制。 產物有抗生素、毒素、激素、色素、生物堿等。3 .反饋阻遏與反饋抑制的含義。答：反饋抑制(feedback inhibition )：是指最終產物抑制作用，即在合成過程中有生物合成途徑的終點產物對該途徑的酶的活性調節，所引起的抑制作用。是一種負反

14、饋機制，其中酶促反應的末端產物可抑制在此產物合成過程中起作用的酶。這種抑制具有協同性、 積累性和序貫性。反饋阻遏(feedback repression)：即在合成過程中有生物合成途徑的終點產物對該途徑的一系列酶的量調節，所引起的阻遏作用。反饋阻遏是轉錄水平的調節，產生效應慢。4 .乳糖操縱子的組成成分有哪些？答：組成成分：啟動基因、操縱基因、結構基因5 .乳糖操縱子與色氨酸操縱子的區別？（有乳糖時，乳糖操縱子如何？有色氨酸時，色氨酸操縱子如何？）答：沒有乳糖存在時，I基因編碼的阻遏蛋白結合于操縱序列。處，乳糖操縱子 處于阻遏狀態，不能合成分解乳糖的三種酶； 有乳糖存在時，乳糖作為誘導物誘導阻

15、遏蛋白變構，不 能結合于操縱序列，乳糖操縱子 被誘導開放合成分解乳糖的三種酶。所以，乳糖操縱子的這種調控機制為可誘導的負調控。當無色氨酸 時，阻遏蛋白不能結合 o序列，操縱子基因開放，開始轉錄；當細胞內 有較大量的 色氨酸 時，色氨酸作為輔阻遏物，與阻遏蛋白結合而使之活化，可結合o序列,阻斷基因轉錄。6 .名稱解釋：葡萄糖效應、滲漏缺陷型。葡萄糖效應：只在乳糖與葡萄糖共存的情況下， 細菌會優先使用葡萄糖作為代謝原料，而只有當葡萄糖濃度低的情況下，乳糖才被作為能量來源的現象，原因是高葡萄糖 濃度下cAMP濃度低，無法合成 cAMP-CAP來刺激乳糖操縱子的啟動。滲透缺陷型：因突變而產生不完全遺傳

16、障礙， 其基因所控制的反應程度不像野生型，但多少還能進行，稱這種現象為滲漏，具有這種性質的突變型就稱為滲透缺陷型。第六章工業微生物雜交育種1 .微生物雜交育種常用的遺傳標記有哪些？答：1.營養缺陷型標記2.抗性標記3.溫度敏感型標記4.其他性狀標記，如：顏色、菌落形態、產物產量、生長速度等2 .細菌雜交時，傳遞遺傳物質的是哪種質粒？答：Hfr和FA3 .放線菌雜交的原理與哪種微生物相同？雜交的操作方法與哪種微生物相同？答：放線菌雜交原理與細菌類似。操作方法與大腸桿菌相同。4 .酵母菌雜交時，怎樣判斷雜交細胞是單倍體而非二倍體？答：酵母菌單倍體細胞與二倍體細胞在形態上有一定的區別。二倍體細胞較大

17、，呈橢圓形；菌落大且形態較一致；液體培養時繁殖快， 細胞較分散；在產抱培養基上可形成子囊。而單倍體細胞較小， 呈球形；菌落小且形態多變；液體培時繁殖慢，細胞聚集成團； 在產抱培養基上不形成抱子。根據在產抱培養基上能否形成子囊 抱子可以確定是否為單倍體細胞。5 .CM、MM、SM、LM 分別表示什么培養基？答：cm-完全培養基【補充】FM-發酵培養基MM-基本培養基SM補充培養基LM-有限培養基6 .什么是體細胞交換？答：通過微生物雜交將不同菌種的遺傳物質進行交換，經過體內基因重組，把不同菌株的優良遺傳特性集中到一個重組體中。7 .原生質體育種包含有哪些類型？答：(1)原生質體再生育種(2)原生質體誘變育種(3)原生質體轉化育種(4)原生質體融合育種8 .敘述原生質體融合育種的程序。答：(1)直接親本及遺傳標記的選擇(2)原生質體的制備(3)原生質體融合(4)融合體再生(5)融合重組體檢出與遺傳特性分析9 .制備不同微生物原生質體，酶解前的預處理分別加入什么物質？ 答：細菌用溶菌酶、真菌用蝸牛水解酶第八章菌種保藏1.什么是菌種退化？菌種退化的原因是什么？如何防止菌種退化？答：菌種退化：指生產菌株或選育過程中篩選出來的較優良菌種在生 產繁殖中，群