掌握和了解微生物遗传变异的基本规律，为培育优良品种打下良好的基础。
二、教学内容
1．遗传变异的物质基础
2．基因突变
3．诱变育种
4．基因重组
5．基因工程
6．菌种退化、复壮和保藏
三、重点内容
1．基因突变的特点和机制
2．诱变育种
3．原核微生物的基因生组与真核微生物的准性生殖
4．菌种的保藏
四、教学方法
应用多媒体进行课堂教学
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。遗传就是指子代和亲代相似的现象；变异就是子代与亲代间的差异。遗传保证了种的存在和延续；而变异则推动了种的进化和发展。
遗传型又称基因型，指某一生物个体所含有全部遗传因子即基因的总和。它是一种内在潜力，只有在适当的环境条件下，通过自身的发代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。
表型是指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环境下的具体体现。
变异是指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。特点：①几率低（10-5--10-10）；②性状的幅度大；③新性状具稳定和遗传性。
饰变是指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表
型变化。特点：①个体变化相同；②性状变化的幅度小；③新性状不具遗传性。如粘质沙雷氏菌，在25℃培养时，可产生深红色的灵杆菌素，这是一种饰变，但当在37℃培养时，则不产生色素，再在25℃下培养时，又恢复产生色素的能力。
对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展，而且还为育种工作提提供了丰富的理论基础，促使育种工作向着不自觉到自觉，从低效到高效，从随机到定向，从近缘杂交到远缘杂交等方向发展。
第一节遗传变异的物质基础
遗传变异有无物质基础以及何种物质可承担遗传变异功能的问题，是生物学中的一个重大理论问题。只到1944年后，利用微生物这一实验对象进行了三个著名的实验，才以确凿的事实证实了核酸尤其是DNA才是遗传变异的真正物质基础。
一、三个经典实验
（一）转化实验
创立人：英国人Griffith于1928年首次发现这一现象。
研究对象：肺炎链球菌S型和R型
过程：①动物实验；②细菌培养试验；③S型菌的无细胞抽提液试验；
④1944年Avery等人从热死的S型中提纯了可能作为转化因子的各种成分，并在离体条件下进行了转化实验。
（二）噬菌体感染实验
创立人：美国人HersheyANDChase于1952年
研究对象：噬菌体
过程：将大肠杆菌培养在以放射性32PO43-或35SO42-作为磷源或硫源的组合培养基中。结果，可以获得含32P-DNA（噬菌体核心）的噬菌体或含35S-蛋白质（噬菌体外壳）的两种实验用噬菌体。用标记的T2噬菌体侵染没有标记的大肠杆菌H，结果表明，T2噬菌体外壳蛋白中有35S放射性并与细菌的胞壁连接，而DNA部分则有32P放射性并进入细胞的细胞质中。这
一事实说明，在噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌细胞外，只有DNA进入了细胞，又一次证明遗传物质是DNA，而不是蛋白质。
（三）植物病毒的重建实验
创立人：ConratANDSinger于1956年创立
研究对象：TMVANDHRV
过程：将两病毒的RNA和蛋白质外壳分别抽取出来并重新进行组合。随后去感染花叶，发现病斑由各自的RNA决定，而不是由蛋白质决定。这充分说明了，在RNA病毒中，遗传的物质基础也是核酸，只不过是RNA罢了。
由此，可得出：只有核酸才是负荷遗传信息的真正物质基础。
（四）朊病毒的发现和思考
无论是DNA还是RNA作为遗传物质的基础已是无可辨驳的事实。但朊病毒的发现对“蛋白质不是遗传物质的定论也带来一些疑云。PrP是具有传染性的蛋白质致病因子，迄今未发现蛋白内有核酸，但已知的传染性疾病的传播必须有核酸组成的遗传物质，才能感染宿主并在宿主体内自然繁殖。那么这是生命界的又一特例呢？还是因为目前人们的认识和技术所限而尚未揭示的生命之谜呢？还有待于生命科学家去认识和探索。
二、遗传物质在细胞内的存在形式
除部分病毒的遗传物质是RNA外，其余病毒及全部具有典型细胞结构的生物体的遗传物质都是DNA。按其在细胞中存在形式可分成染色体DNA和染色体外DNA。原核细胞和真核细胞中的DNA存在形式不完全相同。
1．DNA在原核细胞中的存在方式
原核细胞最大的细胞学特点就是无核膜与核仁的分化，只有一个核区称拟核。其染色体DNA处于拟核区，无组蛋白，近年来发现与非组蛋白结合。结构上为双链环状DNA。几种微生物染色体的物理特性见表。原核细胞的染色体外DNA主要指质粒（如F因子、R因子、Col因子）。
微生物核酸种类形状
大肠杆菌dsDNA环状
T2噬菌体dsDNA线状
λ噬菌体dsDNA线状或环状
ΦX174ssDNA环状
TMVssRNA线状
2．DNA在真核细胞中的存在方式
真核细胞DNA分为核DNA和核外DNA。核DNA即染色体DNA，它与组蛋白结合构成具有复杂结构的染色体。核外DNA是指线粒体和叶绿体等DNA，其结构与原核细胞的DNA相似，亦能编码结构蛋白。
三、基因和性状
(一)基因的概念
基因是由丹麦生物学家W．Johansen于1909年提出来的，他用“基因”这个述语来代替孟德尔的“遗传因子”。直到本纪世50年代以后，“基因”才有一个较明确的概念。概括地说：“基因”是一个具有遗传因子效应的DNA片段，它是遗传物质的最小功能单位。
(二)性状的决定——基因表达
性状是构成一个生物个体的有关结构、形态、物质和功能等各方面特征的总称。基因表达是遗传信息表现为生物性状的过程，这一过程是通过基因产物的生物学功能来完成的。基因决定性状，而性状则是基因表达的最终结果。基因依其功能的差别可分成调节基因、操纵基因和结构基因3大类。
结构基因是为细胞结构、组成(如细胞生化反应所需的酶)及完成细胞功能所需的蛋白质等进行编码的基因。
调节基因：用于编码组成型调节蛋白的基因。
操纵基因：是位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，能与调节蛋白相结合，以此来决定结构基因的转录是否能进行。
蛋白的表达不仅受结构基因控制，同时也受调节基因和操纵基因的调控。生物体的遗传信息通过“中心法则”(少数生物以“逆转录”方式)来完成世代间的传递，从而保证世世代代性状的相似性。
第二节基因突变
突变是生物的基本属性，在广义上，突变是指染色体数量、结构及组成等遗传物质发生多种变化，包括基因突变和染色体畸变。一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，而导致的遗传变化称为基因突变。其发生变化的范围很小，所以又称点突变。染色体的畸变是指由染色体的大段损伤引起的。包括大段染色体的缺失、重复、倒位等。基因突变是重要的生物学现象，它是一切生物变化的根源。连同基因转移、重组一起提供了推动生物进化的遗传多变性。