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1 绪论 1

1.1 工业微生物及其应用 1

1.1.1 工业微生物 1

1.1.2 工业微生物的应用状况 1

1.2 遗传学及其研究的对象 5

1.3 遗传学的形成与发展 6

1.3.1 孟德尔以前及同时代的一些遗传学说 6

1.3.2 遗传学的诞生 6

1.3.3 遗传学的发展 7

1.4 工业微生物遗传育种学及其研究进展 7

1.5 工业微生物遗传育种学的学习方法 9

2 工业微生物学基础 10

2.1 常见工业微生物的形态与分类 11

2.1.1 原核微生物 11

2.1.2 真核微生物 15

2.1.3 非细胞型微生物 19

2.2 微生物的营养与生长 23

2.2.1 微生物的六大类营养物质 23

2.2.2 微生物的营养类型 25

2.2.3 微生物的生长 26

2.2.4 微生物培养基 30

2.3 微生物的代谢与调节 34

2.3.1 微生物的产能代谢 34

2.3.2 微生物的耗能代谢 40

2.3.3 微生物代谢的调节 46

2.4 工业微生物筛选 51

2.4.1 工业微生物的来源 51

2.4.2 工业微生物的筛选步骤与方法 51

2.4.3 工业微生物筛选实例 57

3 遗传信息的表达与调控 59

3.1 遗传物质的结构和功能 59

3.1.1 染色体 59

3.1.2 核酸 60

3.1.3 基因和基因组 66

3.2 DNA复制 68

3.2.1 DNA复制的起始阶段 68

3.2.2 DNA链的延长 70

3.2.3 DNA复制的终止阶段 71

3.3 转录 71

3.3.1 启动 72

3.3.2 延伸 72

3.3.3 终止 72

3.3.4 真核生物的RNA加工 74

3.4 翻译 76

3.4.1 氨基酸的活化 77

3.4.2 多肽链合成的起始 78

3.4.3 多肽链的延长 79

3.4.4 翻译的终止 80

3.4.5 蛋白质翻译后加工修饰 81

3.5 基因表达的调控 81

3.5.1 原核生物基因的表达调控 81

3.5.2 真核生物基因的表达调控 85

4 基因突变与诱变育种 88

4.1 基因突变 88

4.1.1 突变的种类与机制 88

4.1.2 突变的表型效应 90

4.1.3 回复突变和抑制突变 94

4.1.4 增变基因和突变热点 97

4.1.5 突变体的形成与表型延迟 97

4.1.6 突变的修复 98

4.2 诱变剂 100

4.2.1 物理诱变剂 100

4.2.2 化学诱变剂 103

4.3 诱变育种 108

4.3.1 诱变育种的作用和特点 108

4.3.2 诱变育种前的准备工作 110

4.3.3 诱变 112

4.3.4 筛选 115

4.3.5 常见突变株的筛选 118

4.4 推理育种 127

4.4.1 组成型突变株的选育 128

4.4.2 抗分解调节突变株的选育 128

4.4.3 营养缺陷型在推理育种中的应用 129

4.4.4 渗漏缺陷型在推理育种中的应用 131

4.4.5 抗反馈调节突变株的选育 131

4.4.6 解除磷酸盐调节突变株的选育 134

4.4.7 细胞膜透性突变株的选育 134

4.4.8 次生代谢障碍突变株的应用 135

4.4.9 抗生素酶缺失突变株的筛选 136

4.4.10 形态突变株的筛选 136

4.4.11 适应酶系统调节突变株的筛选 137

5 基因重组与杂交育种 138

5.1 基因重组 138

5.1.1 原核微生物的基因重组 138

5.1.2 真核微生物的基因重组 150

5.2 杂交育种 152

5.2.1 细菌杂交育种 152

5.2.2 放线菌杂交育种 153

5.2.3 霉菌杂交育种 158

5.2.4 酵母菌杂交育种 161

5.2.5 原生质体融合 162

5.2.6 基因组重排育种 167

5.2.7 转导育种 168

5.2.8 转化育种 169

6 重组DNA技术与分子育种 170

6.1 重组DNA技术 171

6.1.1 目的基因的获得 171

6.1.2 载体的构建 176

6.1.3 目的基因与载体的酶切和连接 180

6.1.4 重组分子导入宿主细胞 183

6.1.5 重组体的筛选和鉴定 185

6.2 定向进化 186

6.2.1 定点突变 187

6.2.2 易错PCR 191

6.2.3 DNA重排 192

6.3 代谢工程 198

6.3.1 代谢工程的基本原理和研究方法 199

6.3.2 初级代谢产物的代谢工程 202

6.3.3 次级代谢产物的代谢工程 203

6.4 系统生物技术与合成生物学 209

6.4.1 系统生物技术 209

6.4.2 合成生物学 214

7 菌种保藏与专利保护 219

7.1 菌种的退化与防治 219

7.1.1 菌种退化的现象 219

7.1.2 菌种退化的原因 219

7.1.3 菌种退化的防止 220

7.2 菌种的保藏 221

7.2.1 菌种保藏的原理 221

7.2.2 常用的菌种保藏方法 222

7.2.3 菌种保藏的注意事项 225

7.2.4 菌种保藏机构 225

7.3 微生物菌种保藏及其专利保护 226

7.3.1 微生物菌种专利申请文件 227

7.3.2 国际承认用于专利程序的微生物保藏布达佩斯条约 227

7.3.3 国际专利菌种保藏机构 228

7.4 基因的专利保护 229

7.4.1 基因资源的有限性 229

7.4.2 对基因的占有方式是“基因专利” 229

7.4.3 基因专利的商业价值 229

7.4.4 基因专利的法律效力 230

参考文献 231