第一章 微生物的遗传物质 1
第一节 证明遗传物质是DNA（有时是RNA）的经典实验 1
一、细菌的转化 1
二、噬菌体感染实验 2
三、病毒重建实验 2
第二节 DNA的结构和复制 3
一、DNA的结构 3
二、DNA的复制特点和几种主要复制方式 7
第三节 原核生物染色体及其复制 10
一、原核生物染色体数目和大小 10
二、细菌染色体的结构 10
三、细菌染色体的复制 13
四、细菌染色体的分离机制 17
第四节 真核生物染色体及其复制 17
一、真核生物染色体的组成和结构 19
二、真核生物染色体的复制 20
第五节 基因结构和基因组 26
一、基因结构和基因概念的发展 26
二、基因组学 28
三、大肠杆菌的基因组 29
四、φX174噬菌体的基因组 32
五、真核生物的基因组及其特点 33
主要参考文献 36
第二章 基因突变和损伤DNA的修复 37
第一节 基因突变的类型、符号和规律 37
一、基因的符号 37
二、基因突变的类型 38
三、遗传学上常用的几个突变株 38
四、基因突变的规律 39
第二节 基因突变的分子基础 40
一、碱基置换及其对遗传信息的影响 40
二、移码突变及其产生 41
三、缺失和重复 41
第三节 诱变剂和诱变机制 41
一、碱基类似物在DNA复制时的掺入 41
二、DNA分子上碱基的化学修饰 42
三、嵌合剂和移码突变 43
四、辐射诱变 43
第四节 自发突变和适应突变 47
一、突变的自发性的证实 47
二、自发突变的机制 49
三、适应突变（adaptive mutation） 50
第五节 损伤DNA的修复 52
一、光修复（photoreactivation） 52
二、错配修复（mismatch repair system） 53
三、切除修复（excision repair） 54
四、重组修复（recombination repair） 56
五、交联修复（repair of interstrand cross-links in DNA） 57
六、SOS修复 57
七、链断裂的修复 60
主要参考文献 62
第三章 病毒遗传分析 63
第一节 T4噬菌体 63
一、T4噬菌体的形态结构 63
二、T4噬菌体的基因组和遗传图谱 63
三、研究噬菌体感染的方法 64
四、重组测验（recombination test） 66
第二节 λ噬菌体 71
一、λ噬菌体的生活周期 71
二、λ噬菌体基因组 72
三、λ噬菌体的复制 74
四、λ噬菌体基因的转录和调控 74
五、溶源途径和裂解途径的遗传调控 75
六、λ噬菌体的溶源化和诱导 78
第三节 反转录病毒 80
一、反转录病毒的毒粒结构 80
二、反转录病毒的生活周期 80
三、反转录病毒的基因组 81
四、反转录过程中DNA双链的合成和LTR的产生 82
五、病毒线性DNA整合到寄主细胞基因组 83
六、原病毒的基因表达 85
主要参考文献 87
第四章 细菌基因转移和基因重组 89
第一节 转化 89
一、自然转化 89
二、人工转化 93
三、利用转化绘制遗传图 94
第二节 接合作用 95
一、接合现象的发现与证实 96
二、F质粒的结构及其在细胞中的存在状态 98
三、F质粒与接合作用 99
四、中断杂交试验和基因定位 101
五、其他细菌中的接合作用 103
第三节 转导 106
一、普遍性转导 106
二、局限性转导 111
主要参考文献 113
第五章 质粒 114
第一节 质粒的发现和命名 114
一、质粒的发现 114
二、质粒的命名原则 115
第二节 质粒编码的遗传表型 115
一、致育质粒 115
二、抗药性质粒 115
三、产生抗生素的质粒和产生细菌素的质粒 116
四、产生毒素的质粒 117
五、降解质粒 117
六、致病性质粒 117
七、共生固氮质粒 118
八、隐蔽质粒 118
第三节 质粒的检测 118
一、质粒消除 119
二、遗传转移 120
三、分子杂交 120
四、质粒的分离、检测与纯化 120
第四节 质粒的复制和调节 122
一、质粒的大小和拷贝数 122
二、质粒的复制 123
三、质粒复制的调控 125
四、质粒之间的不相容性 128
五、质粒的稳定性（细胞分裂中的质粒分配） 131
六、质粒的转移性 133
七、IncP组质粒的特征和接合转移 136
八、广寄主范围质粒载体 138
九、F质粒与细菌人工染色体（BAC） 140
主要参考文献 141
第六章 微生物中的转座因子 143
第一节 细菌转座因子的类型和结构 144
一、插入序列 144
二、细菌转座子 146
三、细菌转座因子的插入机制、转座模型 148
四、Mu噬菌体的转座 153
五、细菌接合型转座子（conjugative transposon） 156
第二节 细菌转座因子的遗传效应和应用 158
一、转座因子的遗传效应 158
二、转座子的应用 158
第三节 丝状真菌中的转座因子 161
一、丝状真菌中的转座现象 161
二、丝状真菌中的转座因子类型 162
第四节 酵母中的转座因子 167
一、Ty因子在酵母基因组中的分布情况 167
二、Ty因子的分子结构和转录 168
三、Ty因子的转座机制 169
四、Ty因子转座的遗传效应 170
主要参考文献 171
第七章 放线菌遗传 173
第一节 链霉菌的染色体 173
一、链霉菌的染色体DNA 173
二、链霉菌染色体的缺失、扩增和重排 174
第二节 链霉菌中的质粒、转座因子和噬菌体 178
一、链霉菌中的质粒 178
二、链霉菌中的转座因子 185
三、链霉菌中的噬菌体 186
第三节 链霉菌的接合作用 186
一、链霉菌基因重组的发现 186
二、天蓝色链霉菌中的性别体制和遗传重组 186
三、链霉菌的遗传分析方法和基因连锁图的制作 190
四、链霉菌与大肠杆菌之间的接合作用 196
第四节 链霉菌的转化和原生质体融合 196
一、原生质体融合 196
二、转化和转染 196
主要参考文献 197
第八章 酵母菌遗传 199
第一节 酵母菌的基因组和染色体 199
一、酵母菌的基因组 199
二、酵母菌的染色体结构 199
第二节 酵母线粒体基因组及其遗传 204
一、呼吸缺陷突变株 204
二、酵母线粒体基因组的物理图谱及其特点 205
第三节 酵母菌中的质粒 206
一、2μm质粒 206
二、嗜杀现象 206
第四节 酵母基因表达的调控 207
一、酵母基因的启动子元件 208
二、酵母的转录调控因子 208
第五节 接合型基因及其基因型转换 211
一、酿酒酵母的生活史 211
二、酿酒酵母细胞分裂的遗传控制 211
三、接合型基因的转换 215
第六节 酵母菌的载体系统 220
一、克隆载体 220
二、酵母菌的表达载体（YXp） 223
三、酵母菌的分泌载体（YSp） 223
第七节 酵母双杂交系统 223
一、酵母双杂交系统原理 223
二、酵母双杂交系统的组成和特点 224
三、酵母双杂交系统的应用 227
主要参考文献 227
第九章 丝状真菌的遗传 229
第一节 粗糙脉孢菌（顺序排列四分体）的遗传分析 229
一、粗糙脉孢菌的生活史 229
二、粗糙脉孢菌有性杂交的四分体遗传分析 230
三、粗糙脉孢菌有性杂交的随机孢子分析 234
第二节 构巢曲霉（非顺序排列四分体）的遗传分析 235
一、构巢曲霉的生活史 235
二、构巢曲霉有性杂交的遗传分析 236
第三节 真菌的准性生殖 237
一、准性生殖的普遍性 237
二、准性生殖的过程 237
第四节 丝状真菌的遗传物质和基因表达调控 241
一、基因组结构 241
二、基因结构 242
三、基因表达的调控 242
第五节 丝状真菌中的质粒 243
一、丝状真菌中的天然质粒及其分布 243
二、质粒的类型和特征 243
三、质粒的遗传 245
四、质粒整合到mtDNA 245
第六节 丝状真菌的转化及其特点 246
一、外源DNA导入丝状真菌的方法 246
二、载体及其选择标记 246
三、丝状真菌转化子的表达及其稳定性 247
主要参考文献 247
第十章 原核生物基因表达的调控 249
第一节 概述 249
一、操纵子 249
二、阻遏物和激活物 249
三、负调控和正调控（negative and positive regulation） 250
四、诱导物和共阻遏物（inducer and corepressor） 251
第二节 转录水平的调控 251
一、细菌的RNA聚合酶 251
二、启动子 252
三、转录过程 253
四、σ因子与转录起始调控 255
五、转录的终止和抗终止 257
第三节 操纵子类型 261
一、大肠杆菌乳糖操纵子的正调控和负调控 261
二、半乳糖操纵子的双重调控 268
三、阿拉伯糖操纵子的双重调控 270
四、色氨酸操纵子的弱化作用 272
第四节 转录后的调控 276
一、SD序列与翻译效率 276
二、重叠基因对翻译的影响 277
三、严紧反应 277
四、反义RNA的调控作用 278
主要参考文献 279
第十一章 微生物的固氮调节机制 281
第一节 固氮菌的种类 281
一、自生固氮菌 281
二、联合固氮菌 281
三、共生固氮菌 282
第二节 生物固氮作用 282
一、固氮酶的结构 283
二、固氮酶催化机制 284
第三节 肺炎克氏杆菌固氮基因表达的调控机制 286
一、固氮基因的结构 286
二、nif基因启动子及其转录特点 286
三、铵和氧对NifA蛋白合成和NifA活性的调控 287
第四节 根瘤菌固氮基因表达调控 291
一、根瘤菌中的结瘤基因 291
二、根瘤菌中的固氮基因 292
主要参考文献 296
第十二章 微生物的耐盐机制 298
第一节 嗜盐微生物 298
一、中度嗜盐菌和极端嗜盐菌的种类 298
二、Na+对嗜盐菌的影响 299
第二节 微生物的盐适应机制 299
一、渗透调节 299
二、Na+输出系统 302
第三节 嗜盐菌的应用 307
一、农业中的应用 307
二、工业中的应用 307
三、环境修复中的应用 308
主要参考文献 308
第十三章 遗传重组 309
第一节 遗传重组的类型 309
一、同源重组 310
二、位点特异性重组 310
三、异常重组 310
第二节 同源重组的分子模型 310
一、Holliday双链侵入模型 310
二、单链侵入模型（Meselson-Radding模型） 312
三、双链断裂修复模型（Szostak模型） 313
第三节 大肠杆菌的同源重组 314
一、同源重组的起始（RecBCD核酸酶） 315
二、链侵入、同源配对和Holliday结构的形成（RecA蛋白质） 316
三、异源双链的扩展（RuvAB） 318
四、Holliday连接体的切割 319
第四节 酿酒酵母的同源重组 319
一、减数分裂重组 320
二、有丝分裂重组 320
第五节 同源重组的应用 320
第六节 位点特异性重组 322
一、λ噬菌体的整合和切除 322
二、酵母2μm质粒的位点特异性重组 323
三、Pl噬菌体的位点特异性重组 325
四、同源重组与位点特异性重组的区别 326
第七节 异常重组 326
一、互补末端的连接 327
二、非互补末端的连接 327
主要参考文献 327