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上篇 3

第一章　绪论 3

第一节　微生物遗传学的发展简史 3

一、在成为一门独立的学科以前 3

二、发展成为一门独立的学科 4

三、分子遗传学的发展 5

第二节　微生物作为遗传学研究材料的优越性 6

一、为什么在基因作用的研究中要采用微生物作为研究材料——从果蝇到脉孢菌 6

二、微生物作为一般遗传学研究和分子遗传学研究材料的优越性 8

三、微生物遗传学研究方法在高等动植物的遗传和育种研究中的应用 9

第三节　遗传的物质基础 10

一、认为DNA是遗传物质的依据 10

二、脱氧核糖核酸 13

第四节　遗传物质的存在状态 16

一、DNA在真核微生物中的存在状态 17

二、DNA在原核生物中的存在状态 19

第五节　染色体倍性和生活史 20

一、染色体倍性 20

二、生活史 21

习题 24

参考文献 25

第二章　基因突变 26

第一节　突变类型和基因符号 26

一、突变类型 26

二、基因符号 30

第二节　基因突变的规律 32

一、抗药性突变的发生和药物的存在无关 32

二、抗药性突变以一定的突变率发生 37

三、各种抗性突变的发生各不相关 40

四、抗药性突变型的稳定性 41

五、抗药性突变型的回复突变 41

六、抗药性突变率可通过理化因素处理而提高 42

七、抗药性突变是DNA分子某一特定位置的结构改变的结果 43

第三节　诱变机制 43

一、碱基置换 43

二、移码 54

三、染色体畸变 56

第四节　突变的诱发过程 57

一、诱变剂接触DNA分子前 58

二、DNA损伤修复 59

三、环境因素的影响 63

四、诱变作用的专一性 64

五、从突变到突变型 65

第五节 自发突变机制 65

一、背景辐射和环境污染 65

二、微生物自身所产生的诱变物质的作用 66

三、互变异构和环出效应 66

第六节　致癌物质的检测 69

一、诱变作用测定方法概述 69

二、Ames测验和λ-诱导释放测验 70

第七节　突变型筛选 72

一、营养缺陷型的筛选 73

二、其他突变型的筛选举例 76

第八节　诱变育种 79

一、诱变处理 79

二、高产菌株筛选 80

习题 81

参考文献 83

第三章　孟德尔式遗传 84

第一节　微生物遗传体制概论 84

第二节　产生有性孢子的微生物的遗传学分析 85

一、顺序排列四分体的遗传学分析 85

二、非顺序排列四分体的遗传学分析 94

第三节　大肠杆菌的遗传学分析 96

一、细菌基因重组的发现和证实 96

二、细菌接合过程的分析 100

第四节　真菌中通过准性生殖的遗传学分析 108

一、异核体的形成 108

二、二倍体的形成 110

三、体细胞交换和单倍体化 111

第五节　放线菌的遗传学分析 117

一、性别和致育因子 117

二、杂交分析和遗传学图 118

第六节　转化 120

一、转化因子的化学本质 120

二、转化因子的吸收和整合 122

三、转化与遗传学分析 125

第七节　转导 126

一、噬菌体简介 127

二、局限性转导 136

三、普遍性转导 139

第八节　二倍性微生物的遗传学分析 141

第九节 重组机制 143

第十节　杂交育种 147

一、取得特定基因组合的杂交育种 147

二、不涉及特定基因组合的杂交育种 148

三、多倍体育种 149

习题 149

参考文献 153

第四章　非孟德尔式遗传 155

第一节　非孟德尔式遗传的检验 155

一、根据杂交子代性状是否分离的检验 155

二、通过细胞质交换的检验 158

三、通过基因定位的检验 161

四、根据专一性诱变和消除的检验 162

第二节　非孟德尔式遗传的物质基础 164

一、染色体外遗传因子概论 164

二、共生生物 167

三、叶绿体 168

四、线粒体 172

五、质粒 175

六、转座因子 188

第三节　遗传工程概要 194

习题 198

参考文献 198

第五章　结构基因 200

第一节　一个基因一种酶假设 200

一、营养缺陷型 200

二、一个基因一种酶假设的初步验证 203

第二节　顺反子和互补群 205

一、互补测验和顺反子概念 205

二、测验系统 210

三、基因内互补和互补群 213

第三节　基因的精细结构分析 217

一、方法概论 217

二、分析方法 219

第四节　基因和蛋白质的线性对应和结构基因概念 224

第五节 基因的相互作用 227

一、非等位基因的相互作用 228

二、抑制基因作用机制 229

三、等位基因的相互作用 236

四、基因作用的多效性问题 237

第六节　结构基因和微生物育种 239

一、酶活性的下降与发酵产品的量 239

二、酶活性的下降与发酵产品的质 241

三、酶活性的提高 242

习题 243

参考文献 248

第六章　调控基因 249

第一节　转录控制 249

一、调节基因 250

二、操纵基因 254

三、启动子 255

四、乳糖操纵子 256

第二节　乳糖操纵子概念的延伸 260

一、合成代谢的基因调控 261

二、正控制和正负双重控制 262

三、调节子 268

四、全局性基因调控 269

第三节　翻译控制 270

第四节　弱化子 272

第五节　反馈抑制 276

第六节　真核微生物的基因调控 278

第七节　代谢调节和微生物育种 281

习题 287

参考文献 289

下篇 292

第七章　特殊类型微生物的遗传学研究 292

第一节　噬菌体的遗传学研究 292

一、烈性噬菌体T4的遗传学研究 292

二、温和噬菌体的遗传学研究 302

第二节　极端环境微生物的遗传学研究 312

一、中度嗜热细菌的遗传学研究 312

二、极端嗜热细菌的遗传学研究 318

三、嗜压细菌的遗传学研究 321

第三节　致病细菌的遗传学研究 323

一、根癌土埌杆菌的遗传学研究 323

二、霍乱弧菌的遗传学研究 329

第四节　共生固氮细菌的遗传学研究 330

一、侵入和结瘤 331

二、固氮 335

第五节　芳香族化合物分解细菌的遗传学研究 338

一、甲苯分解途径和相关基因 338

二、基因的调控 340

第六节　光能自养细菌的遗传学研究 341

一、遗传结构 342

二、光合作用结构合成的遗传控制 344

参考文献 346

第八章　普遍细胞功能的遗传学研究 347

第一节　DNA复制的保真 347

一、甲基化和DNA复制的保真 347

二、鸟嘌呤氧化系统与DNA复制的保真 351

三、离体DNA复制的保真 352

第二节　应急反应 353

一、热激反应 354

二、SOS反应 356

第三节　蛋白质的运送和分泌 359

一、信号肽假设 359

二、细菌中蛋白质的运送和分泌 362

三、酵母菌中外源蛋白的分泌 365

第四节　信号传导 365

一、双组分基因调控系统概论 366

二、群体感应系统 368

第五节　细胞分裂的遗传控制 372

一、有丝分裂的遗传控制 372

二、减数分裂的遗传控制 377

第六节　细胞分化的遗传控制 382

一、细菌芽孢形成的遗传控制 382

二、细胞黏菌细胞分化的遗传控制 385

参考文献 389

第九章　微生物基因组学 391

第一节　微生物基因组学概述 391

一、测序的基本方法与策略 392

二、序列诠释 396

三、后基因组时代的研究任务 399

第二节　典型微生物的基因组分析 399

一、流感嗜血杆菌——最早完成测序的细菌 399

二、詹氏甲烷球菌——首先完成测序的营自养生活的古细菌 400

三、生殖道枝原体——首先完成测序的最小基因组 401

四、大肠杆菌——首先完成测序的人类基因组计划模式生物 401

五、酿酒酵母——首先完成测序的真核生物 402

六、幽门螺杆菌——一个重要的病原细菌 402

第三节 微生物基因组学与相关研究 404

一、基因组学与微生物遗传学研究 404

二、基因组学与致病机制和抗药性 405

三、微生物基因组学与抗生素的筛选和开发 406

参考文献 407

第十章　进化 418

第一节　生命的起源 418

第二节　生物进化纲要 420

第三节　生物从低级向高级形式的演变 422

一、生物合成代谢途径的进化 422

二、能量代谢途径的进化 425

三、蛋白质合成机器和密码系统的进化 427

四、真核生物的起源 430

第四节　生物形式从单一向多样化的演变 432

一、生物三界 432

二、基因突变与生物进化 434

三、横向基因传递与生物进化 436

四、基因扩增与生物进化 439

五、缺失、倒位与生物进化 441

六、平行进化与生物的多样性 443

第五节　人力干预下的生物进化 444

一、新基因的出现 444

二、新蛋白质的出现 445

三、新的合成代谢途径的出现 447

四、新生命的出现 449

参考文献 450

索引 451