07-2第七章2节微生物的遗传变异.ppt

第七章 微生物的生长和遗传变异第二节 微生物的遗传 遗传性（heredity）：亲代性状在子代重现，使其子代的性状与亲代基本上一致的现象。 同其他生物一样，微生物有其固有的遗传性。 微生物的遗传是在系统发育过程中形成的，系统发育愈久的微生物，其遗传的保守程度愈大，为什么？ 老龄菌遗传保守程度比幼龄菌大，高等生物遗传保守程度比低等生物大。 第七章 微生物的生长和遗传变异第三节 微生物的变异 第七章 微生物的生长和遗传变异第四节 遗传工程 第七章 微生物的生长和遗传变异第五节 微生物的驯化与保藏 3）转导（transduction） 通过噬菌体（病毒）携带而转移的基因重组，无需供体-受体细胞接触。在自然界中比较普遍。 噬菌体进入供体细胞 宿主的核染色体被切断 成熟与包装之际错误携带宿主部分DNA的噬菌体（假噬菌体）（完全缺陷噬体） 与受体接触 感染 a. 完全转导(complete transduction) 第三节 微生物的变异 b. 局部转导(specialized transduction) 由部分缺陷的噬菌体把少数特定的基因携带到受体菌中，并获得转导的现象。（温和噬菌体） 4）原生质体融合（protoplast fusion） 通过人为的方法使两个遗传性状不同的细胞的原生质体发生融合，得到同时具有双亲性状的、遗传稳定的融合子（fusion），该过程称原生质体融合。（20世纪70年代） 第三节 微生物的变异 原核、真核 高等植物、人体细胞 能进行原生质体融合的细胞非常广泛 步骤： 用脱壁酶去除细胞壁 混合（加聚乙二醇PEG），或电脉冲促进融合 培养，使之成为完整细胞 鉴定 特点：1）重组频率10-1.（远远大于诱变育种，~10-6） 2）不同属、科间亦可融合。 第三节 微生物的变异 基因工程 遗传工程及其在环境污染控制中的应用 一、基因工程（Genetic engineering） 20世纪50年代——遗传物质的研究 20世纪70年代——基因工程诞生 1. 定义： 用人为的方法把供体生物的DNA导入受体生物中，并在其中“安家落户”，进行正常的复制、表达，从而获得新物种的一种育种技术。 是一种分子水平上的基因重组技术。 第四节 遗传工程 ①用人为的方法，把供体生物的DNA大分子提取出来； ②在离体的条件下，用工具酶进行切割； ③之后把它与载体（vector）的DNA分子连接起来； ④然后与载体一起导入受体生物。（方法？） 2. 利用质粒载体导入外源基因的步骤： 第四节 遗传工程 1目的基因的取得： 供体细胞中提取分离 合成 2载体的选择： 对载体的要求 具有自我复制能力； 能在受体细胞内大量增殖或表达目的基因； 要有一些限制性内切酶的切口（MCS）； 有一种选择性遗传标志，以便追踪。 常用载体：细菌质粒、噬菌体。 最常用：PBR322（抗四环素、青霉素性基因）。 表达抗药性可以用选择性培养基检出它们。 第四节 遗传工程 4重组载体引入受体细胞 最广泛被应用的是E.coli、Bacillus subtilis（枯草杆菌）。 引入方法 转化（质粒作载体） 病毒感染 3基因的体外重组 内切酶处理 载体形成缺口 目的基因的切断 两者混合在指定温度下混合“退火”； 目的基因缝补上载体的缺口（动力:氢键作用而相互吸引并形成共价结合)。 第四节 遗传工程 3. 基因工程在环境保护中的应用 获得能同时分解多种污染物的新型菌种 超级细菌 耐汞质粒 降解染料质粒 工业上：高性能发酵微生物的育种、酶、抗生素的生产。 农业上： 固氮菌的基因转移到根系微生物或直接给植物； 把降解木质素分解酶的基因转移导酵母菌使之 能利用稻草、 枯杆等生产酒精； 改良农作物。 医疗上：遗传病的治疗等。 第四节 遗传工程 几点注意： 基因工程的成果往往只是一株带有新性状的“工程菌”，只有通过微生物工程才能实现它的 经济与社会效益。 DNA供体主要来源于微生物。 基因工程菌存在的问题： 安全性 混合培养系中的生存性 降解能力的安定性 大规模培养技术 第四节 遗传工程 微生物的驯化 微生物的保藏与复壮 一、微生物的驯化 时间t 污染物浓度 污染物的生物降解曲线 （生物降解过程中污染物浓度随时间的变化） 微生物的“驯化”现象 “驯化”是获得高效微生物（群）的有效方法 第五节 微生物的驯化与保藏 1. 驯化的定义(Acclimation, adaptation) 一般：获得新的能力的过程 （新的分解能力、抗有毒物质能力） 狭义：获得新的降解能力的过程 使微生物接触待分解的化合物，给予适宜的营养和环境条件，进行培养。