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1、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，既可以作为生物工程专业，食品工程专业、
2、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手段。三、与本专业其他课程的关系要
3、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第一章 微生物遗传的物质基础一、学
4、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. 证明遗传物质的三个经典试验（细菌的转化
5、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、基因组、转录单元、操纵子、基因家
6、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、化学诱变因素、物理诱变因素、生物
7、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？理解：1. 碱基类似物5嗅尿嘧啶和2
8、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：突变、野生型、突变体、致死突变、条件
9、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，原噬菌体2. 烈性噬菌体（又称毒性噬菌
10、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. 如何利用温和噬菌体和烈性噬菌体进行遗传分析？
11、理解：1. l噬菌体基因组的主要组成以及它们的功能。2. l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种不同途径及其原理。细菌属于原
12、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. 细菌转化的过程和机制并解释感受态出现的机理？4
13、. 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. 比较局限转导与普遍转导二者之间的差
14、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遗传物质质粒的有关性质、检测方
15、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
