微生物遗传课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 微生物遗传与变异,第四章 微生物遗传与变异,遗传,：,亲代与子代相似,变异,：,亲代与子代、子代间不同个体不完全相同,遗传（,inheritance）,和变异（,variation）,是生命的最本质特性之一,遗传型,：,表型（表现型）,：,生物的全部遗传因子及基因,具有一定遗传型的个体，在特定环境条件,下通过生长发育所表现出来的形态等生物,学特征的总和。,表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。,遗传：亲代与子代相似变异：亲代与子代、子代间不同个体不完全相,表型饰变：,表型的差异只与环境有关,特点：,暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为,橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。,遗传型变异（基因变异、基因突变）,：,遗传物质改变，导致表型改变,特点：,遗传性、群体中极少数个体的行为,（自发突变频率通常为10,-6,-10,-9,）,表型饰变：表型的差异只与环境有关橘生淮南则为橘，生于淮北则为,第一节 微生物的遗传,一、微生物遗传的物质基础,二、细胞中,DNA,的复制（自学）,三、,RNA,与遗传表达,四、微生物基因表达的调控,第一节 微生物的遗传一、微生物遗传的物质基础二、细胞中DN,（一）遗传物质,DNA,的分子结构及多样性（自学）,（一）遗传物质DNA的分子结构及多样性（自学）,（二）遗传物质在微生物中的存在,1.,遗传物质在微生物中存在的主要形式,生物体内的核酸通常都与蛋白质结合形成复合物，以核蛋白（,nucleoprotein,）,的形式存在。,DNA,分子十分巨大，与蛋白质结合后被组装到有限的空间中。,（二）遗传物质在微生物中的存在 1.遗传物质在微生物中存在的,1.,遗传物质存在的主要形式,染色体组蛋白与,DNA,的结合,核小体,1.遗传物质存在的主要形式染色体组蛋白与DNA的结合核,3.,微生物中染色体外,DNA,存在的另一形式,质粒（,plasmid）：,一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，,主要存在于各种微生物细胞中。,转座因子（,transposable element）：,位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的,DNA,序列，,广泛分布于原核和真核细胞中。,质粒和转座因子是细胞中除染色体以外的另外二类遗传因子,2.,真核生物中染色体外的遗传物质,细胞器,DNA,3. 微生物中染色体外DNA 存在的另一形式质粒（plasm,质粒的分子结构,通常以共价闭合环状(,covalently closed circle，,简称,CCC),的,超螺旋双链,DNA,分子存在于细胞中；,也发现有线型双链,DNA,质粒和,RNA,质粒；,质粒分子的大小范围从1,kb,左右到1000,kb；,（细菌质粒多在10,kb,以内）,质粒的分子结构通常以共价闭合环状(covalently cl,质粒与染色体的差异,A,大小不同,B,赖碱性不同,C,储存的遗传信息不同,质粒的特性,A,可转移性,B,可整合性,C,可重组性,D,可消除性,质粒与细胞器,DNA,的区别,相同点,A,自主复制,B,消失后，后代细胞中不再出现,C,遗传信息少,不同点,A,质粒结构简单,B,质粒功能多样,C,质粒可转移,质粒与染色体的差异质粒的特性质粒与细胞器DNA的区别不同点,质粒的主要类型,质粒所编码,的功能和赋,予宿主的表,型效应,致育因子（,Fertility factor，F,因子）,抗性因子（,Resistance factor，R,因子）,产细菌素的质粒（,Bacteriocin production plasmid）,毒性质粒（,virulence plasmid）,代谢质粒（,Metabolic plasmid）,隐秘质粒（,cryptic plasmid）,质粒的主要类型质粒所编码致育因子（Fertility fac,致育因子(,Fertility factor，F,因子),又称,F,质粒，其大小约100,kb，,这是最早发现的一种与大肠杆菌,的有性生殖现象,（接合作用）,有关的质粒。,携带,F,质粒的菌株称为,F,+,菌株,（相当于雄性），无,F,质粒的,菌株称为,F,-,菌株（相当于雌性）。,F,因子能以游离状态(,F+),和,以与染色体相结合的状态,(,Hfr),存在于细胞中，所以,又称之为附加体(,episome)。,致育因子(Fertility factor，F因子)又称F质,抗性因子（,Resistance factor，R,因子）,包括抗药性和抗重金属二大类，简称,R,质粒。,R100,质粒(89,kb),可使宿主对,下列药物及重金属具有抗性：,汞（,mercuric ion ，mer）,四环素（,tetracycline，tet ）,链霉素(,Streptomycin, Str)、,磺胺(,Sulfonamide, Su)、,氯霉素(,Chlorampenicol, Cm),夫西地酸（,fusidic acid，fus）,并且负责这些抗性的基因是,成簇地存在于抗性质粒上。,抗性质粒在细菌间的传递是细菌,产生抗药性的重要原因之一。,抗性因子（Resistance factor，R因子）包括抗,产细菌素的质粒（,Bacteriocin production plasmid）,细菌素结构基因、,涉及细菌素运输及发挥作用（,processing）,的蛋白质的基因、,赋予宿主对该细菌素具有“免疫力”的相关产物的基因,一般都位于质粒或转座子上，因此，细菌素可以杀死,同种但不携带该质粒的菌株。,产细菌素的质粒（Bacteriocin production,代谢质粒（,Metabolic plasmid）,质粒上携带有有利于微生物生存的基因，如能降解某些基质,的酶，进行共生固氮，或产生抗生素（某些放线菌）等。,将复杂的有机化合物降解成能被其作为碳源和能源利用,的简单形式,，环境保护方面具有重要的意义。,假单胞菌：,具有降解一些有毒化合物，如芳香簇化合物(苯)、农药,(2,4,dichlorophenoxyacetic acid)、,辛烷和樟脑等的能力。,降解质粒：,代谢质粒（Metabolic plasmid）质粒上携带有有,细胞器核糖体：,与胞质中的存在明显差异，并具不同形式。有时与细菌核糖体大小相当,（,70% rRNA,），,有时仅,60 S,（, 30% rRNA,）,核糖体存在于每个进行蛋白质合成的细胞中。虽然在不同生物内其,大小有别,，但,组织结构基本相同,，而且执行的,功能也完全相同,。,1. rRNA,三,RNA,与遗传表达,（一）,RNA,的结构和功能,细胞器核糖体：与胞质中的存在明显差异，并具不同形式,2 mRNA,Eukaryotic mRNA,Prokaryotic mRNA,将,DNA,上的遗传信息携带到合成蛋白质的场所,2 mRNAEukaryotic mRNAProkaryo,3 tRNA,tRNA,折叠为紧凑的,L,型三级结构,tRNA is an adaptor,3 tRNAtRNA折叠为紧凑的L型三级结构tRNA is,tRNA,的分类,（,1,）起始,tRNA,和延伸,tRNA,：,一类能特异识别,mRNA,模板上起始密码子的,tRNA,叫起始,tRNA,；其它,tRNA,称为延伸,tRNA,。,（,2,）同工,tRNA:,代表相同氨基酸的,tRNA,称同工,tRNA,。,（,3,）校正,tRNA,：,通过,tRNA,中反密码子改变来校正密码子突变，使其在突变位点引入正确氨基酸。,无义突变,(nonsense mutation):,指,DNA,上任何代表氨基酸的密码子变为终止密码子的改变。,tRNA的分类（1）起始tRNA和延伸tRNA：,1,转录,转录：,从,DNA,到,RNA,的过程，基因表达的核心步骤。,翻译：,从,RNA,到蛋白质的过程，基因表达的最终目的。,1 转录,信使,RNA,(messenger RNA, mRNA),转移,RNA,(transfer RNA, tRNA),核糖体,RNA,(ribosomal RNA, rRNA),其他一些小,RNA,（,small RNA, sRNA),转录产物类型,信使RNA (messenger RNA, mRNA)转,起始,(Initiation),延伸,(Elongation),终止,(Termination),转录分三个阶段进行,RNA polymerase catalyzes transcription:,起始 (Initiation)转录分三个阶段进行RNA po,2.,翻译过程,1,）,氨基酸活化,2,）,基本过程,3,） 蛋白质合成,起始,4,）蛋白质合成,延伸,5,） 蛋白质合成,终止,2. 翻译过程1）氨基酸活化,5.2.3,蛋白质合成的三个阶段简介,Initiation,30S subunit on mRNA binding site is joined by 50S subunit and aminoacyl-tRNA binds,Elongation,Ribosome moves along mRNA,，,extending protein by transfer from peptidyl-tRNA to aminoacyl-tRNA,Termination,Polypeptide chain is released from tRNA, and ribosome dissociates from mRNA,5.2.3,蛋白质合成的三个阶段简介,5.2.3 蛋白质合成的三个阶段简介Initiation 3,一、微生物的变异与基因突变,微生物变异：微生物子代的表型特征与亲代的表型特征发生较大的差异，这种差异是由于子代的基因发生了 突变所引起的稳定的可遗传的变化,突变包括：基因突变和染色体畸变,第二节 微生物的变异,一、微生物的变异与基因突变第二节 微生物的变异,二、突变的类型,（一）形态突变型,细胞形态或菌落形态的变异,（二）生化突变型,1.,营养缺陷型,2.,抗性突变型,3.,抗原突变型,（三）致死突变型,（四）条件致死突变型,二、突变的类型（一）形态突变型,1 营养缺陷型（,auxotroph）,一种缺乏合成其生存所必须的营养物（,包括氨基酸、维生素,、碱基等,）的突变型，只有从周围环境或培养基中获得这些,营养或其前体物（,precursor）,才能生长。,营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和,育种的重要手段,表型判断的标准：,在基本培养基上能否生长,1 营养缺陷型（auxotroph）一种缺乏合成其生存所必须,1 营养缺陷型（,auxotroph）,特点：,在选择培养基（一般为基本培养基）上不生长,负选择标记,突变株不能通过选择平板直接获得,1 营养缺陷型（auxotroph）特点：在选择培养基（一般,1营养缺陷型（,auxotroph）,影印平板（,Replica plating）,法是,Lederberg,夫妇在1952年建立,1营养缺陷型（auxotroph）影印平板（Replica,营养缺陷型的表示方法：,1营养缺陷型（,auxotroph）,基因型：,所需营养物的前三个英文小写斜体字母表示：,his,C,（,组氨酸缺陷型，其中的大写字母,C,同一表型中不同基因的突变,）,表型：,同上，但第一个字母大写，且不用斜体：,HisC,在具体使用时多用,his,C,-,和,his,C,+,，,分别表示缺陷型和野生型。,营养缺陷型的表示方法：1营养缺陷型（auxotroph）基因,2 抗药性突变型（,resistant mutant）,基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性。,特点：,正选择标记,（突变株可直接从抗性平板上获得-,在加有相应抗生素的,平板上，只有抗性突变能生长。所以很容易分离得到。,）,表示方法：,所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“,r”,表示,str,r,和,str,s,分别表示对链霉素的抗性和敏感性,2 抗药性突变型（resistant mutant）基因突变,3 条件致死突变型（,conditional lethal mutant）,在某一条件下具有致死效应，而在另一条件下没有致死,效应的突变型。,常用的条件致死突变是温度敏感突变，用,ts（temperaturesensitive）,表示，这类突变在高温下（如42）是致死的，但可以在低温（如,25-30）下得到这种突变。,特点：,负选择标记,这类突变型常被用来分离生长繁殖必需的突变基因,3 条件致死突变型（conditional lethal m,4 形态突变型（,morphological mutant）,造成形态改变的突变型,特点：,非选择性突变,突变株和野生型菌株均可生长，但可从形态特征上进行区分。,举例：,产蛋白酶缺陷突变株的筛选,菌落颜色变化,半乳糖苷酶基因的插入失活，使重组子菌落为白色而,与兰色的非重组子分开。,细胞水平上的形态突变，突变株的检出更加困难。,4 形态突变型（morphological mutant）造,其它突变类型,毒力、生产某种代谢产物的发酵能力的变化等在实际应用,中具有重要意义突变类型一般都不具有很明显或可直接检测,到的表型。其突变株的获得往往需要较大的工作量。,其它突变类型 毒力、生产某种代谢产物的发酵能力的,一个基因内部遗传结构或,DNA,序列的任何改变,基因突变：,三、基因突变的机理,一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变基因突变：三、基因,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。,基因突变,DNA,损伤修复机制,突变,自发突变,诱变,环境因素的影响，,DNA,复制过程的偶然错误等,而导致，一般频率较低，通常为10,-6,-10,-9,。,某些物理、化学因素对生物体的,DNA,进行直接,作用，突变以较高的频率产生。,可以通过,DNA,复制而成为真正的突变，也可以重新变为原来的结构，,这取决于修复作用和其它多种因素。,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,1）随机性,2）稀有性,3）规律性,4）独立性,5）遗传和回复性,6）可诱变性,（一）自发突变,1）随机性（一）自发突变,（二）诱发突变,诱变剂的作用,（,1,）碱基类似物掺入,（,2,）碱基的化学修饰,（,3,）染料的嵌入,（,4,）物理因素,-,紫外线和电离辐射,诱发突变类型,（,1,）碱基置换,（,2,）移码突变,（,3,）染色体畸变,（二）诱发突变诱变剂的作用,DNA,突变的类型,-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G-,-A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-,转换,-T-C-G-A-,G,-C-T-G-T-A-C-G-,-A-G-C-T-,C,-G-A-C-A-T-G-C-,插入,A,-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G-,-A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-,缺失,T,野生型基因,-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G-,-A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-,-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G-,-A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-,颠换,碱基对的置换,(substitution),移码突变,(framesshift mutation),DNA突变的类型 -T-C-G-G-C-T-G-T-A-,(1),碱基类似物,(,base analog),如,5-,溴尿嘧啶（,BU,）是,T,碱基的类似物，通常情况下它以,酮式,结构存在，能与,A,配对；但它有时以,烯醇式,结构存在，与,G,配对。,2-,氨基嘌呤（,AP,）是,A,的类似物，正常状态下与,T,配对，但以罕见的亚氨基状态存在时却与,C,配对。,Adenine,(A),Thymine,(T),(1) 碱基类似物(base analog)Aden,(2),碱基修饰剂,(,base modifier),又如亚硝酸能脱去碱基上的氨基。可使,C,氧化脱氨变成,U,；,G,脱氨后成为黄嘌呤（,X,），但它仍与,C,配对；,A,脱氨后成为次黄嘌呤（,I,），,I,与,C,配对，而不能和原来的,T,配对。,Adenine,(A),Guanine,(G),Cytosine,(C),(2) 碱基修饰剂(base modifier)Adenin,(3),嵌入染料,(,intercalation dye),一些扁平的稠环分子，例如吖啶橙（,acridine),、原黄素（,proflavine),、溴化乙锭（,ethidium bromide, EB),等染料，可以插入到,DNA,的碱基对之间，引起新合成链碱基的插入或缺失。,(3) 嵌入染料(intercalation dye),(4),物理因素,-,紫外线,(,ultraviolet),和电离辐射,(ionizing radiation),紫外线的高能量可以使相邻嘧啶之间双键打开形成二聚体，包括产生环丁烷结构和,6-4,光产物。电离辐辐射的作用比较复杂。,(4)物理因素-紫外线(ultraviolet)和电离,（一）光复活作用,对紫外线引起的,DNA,损伤进行修复。,四、,DNA,损伤修复,（一）光复活作用 对紫外线引起的DNA损伤进行修复。,DNA,紫外线损伤的光复合酶修复,1,、形成嘧啶二聚体,2,、光复合酶结合于,损伤部位,3,、酶被可见光激活,4,、修复后酶被释放,DNA紫外线损伤的光复合酶修复1、形成嘧啶二聚体2、光复合酶,（二） 切除修复（,excision repair,）,当,DNA,链上相应位置的核苷酸发生损伤，导致双链之间无法形成氢键，在一系列酶的作用下，将,DNA,分子中受损伤部分切除掉，并以完整的那一条链为模板，合成出切去的部分，然后使,DNA,恢复正常结构的过程。,（二） 切除修复（excision repair）,DNA,的损伤和切除修复,碱基丢失,碱基缺陷或错配,结构缺陷,切开,核酸内切酶,核酸外切酶,切除,DNA,聚合酶,DNA,连接,酶,AP,核酸内切酶,核酸外切酶,切开,切除,修复,连接,糖苷酶,DNA的损伤和切除修复碱基丢失碱基缺陷或错配结构缺陷切开核酸,（三） 重组修复（,Recombination repair,）,遗传信息有缺损的子代,DNA,分子通过遗传重组的方式加以弥补，即从同源,DNA,的母链上将相应核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再合成的序列来补上母链的空缺。,（三） 重组修复（Recombination repa,DNA,的重组修复,胸腺嘧啶二聚体,复制,核酸酶及重组蛋白,修复复制,DNA,聚合酶,DNA,连接酶,重组,DNA的重组修复胸腺嘧啶二聚体复制核酸酶及重组蛋白修复复制D,（四）,SOS,反应诱导的修复,SOS response & DNA repair,SOS,反应：是细胞,DNA,受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的应急效应。,SOS,反应诱导的修复,系统包括,避免差错修复,(error free repair),和易产生差错修复,(error-prone repair),（四） SOS反应诱导的修复SOS response,第三节 微生物基因重组,细菌的三种水平基因转移形式,接合,转导,自然转化,一、原核 微生物基因重组,第三节 微生物基因重组细菌的三种水平基因转移形式接合转导自然,一、细菌的接合作用(,conjugation),通过细胞与细胞的直接接触而产生的,遗传信息的转移和重组过程,一、细菌的接合作用(conjugation)通过细胞与细胞的,2. 机制,(大肠杆菌的接合机制),接合作用是由一种被称为,F,因子的质粒介导,F,因子的分子量通常为510,7,，上面有编码细菌产生性菌毛,（,sex pili,）,及控制接合过程进行的20多个基因。,含有,F,因子的细胞：“雄性”菌株（,F,+,），,其细胞表面有性菌毛,不含,F,因子的细胞：“雌性”菌株（,F,-,），,细胞表面没有性菌毛,2. 机制(大肠杆菌的接合机制)接合作用是由一种被称为F因子,F,因子为附加体质粒,既可以脱离染色体在细胞内独立存在，也可插入（整合）到染色体上,F因子为附加体质粒,（二）细菌的转导（,transduction）,由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式：,一个细胞的,DNA,通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中,能将一个细菌宿主的部分染色体或质粒,DNA,带到另一个细菌的噬菌体称为,转导噬菌体,细菌转导的二种类型：,普遍性转导,局限性转导,（二）细菌的转导（transduction）由噬菌体介导的,1、普遍性转导（,generalized transduction）,噬菌体可以转导,给体染色体的任何部分,到受体细胞中的转导过程,(1) 意外的发现,1951年，,Joshua Lederberg,和,Norton Zinder,为了证实大肠杆菌以外,的其它菌种是否也存在接合作用，用二株具不同的多重营养缺陷型,的鼠伤寒沙门氏菌进行类似的实验：,用,“,U,”,型管进行同样的实验时，在给体和受体细胞,不接触的情况下，同样出现原养型细菌！,1、普遍性转导（generalized transducti,形成转导颗粒的噬菌体可以是温和的也可以是烈性的，但必须具有能偶尔识别宿主,DNA,的包装机制并在宿主基因组完全降解以前进行包装。,普遍性转导的基本要求：,形成转导颗粒的噬菌体可以是温和的也可以是烈性的，,普遍性转导的三种后果：,进入受体的外源,DNA,通过与细胞染色体,的重组交换而形成稳定的转导子,流产转导（,abortive transduction）,转导,DNA,不能进行重组和复制，但其,携带的基因可经过转录而得到表达。,外源,DNA,被降解，转导失败。,DNA,不能复制，因此群体中仅一个细胞含有,DNA，,而其它细胞只能得到其基因产物，形成微小菌落。,普遍性转导的三种后果：进入受体的外源DNA通过与细胞染色体流,2、局限性转导（,specialized transduction）,温和噬菌体感染,整合到细菌染色体的特定位点上,宿主细胞发生溶源化,溶源菌因诱导而发生裂解时，,在前噬菌体二侧的少数宿主,基因因偶尔发生的不正常切,割而连在噬菌体,DNA,上,部分缺陷的温和噬菌体,把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中,2、局限性转导（specialized transducti,2、局限性转导（,specialized transduction）,温和噬菌体,裂解时的,不正常切割：,包含,gal,或,bio,基因,（几率一般仅有10,-6,）,缺陷噬菌体在宿主细胞内能够象正常的,DNA,分子一样进行复制、,包装，提供所需要的裂解功能，形成转导颗粒。,但没有正常噬菌体的,溶源性和增殖能力,，感染受体细胞后，通过,DNA,整合进宿主染色体而形成稳定的转导子。,2、局限性转导（specialized transducti,局限性转导与普遍性转导的主要区别：,a）,被转导的基因共价地与噬菌体,DNA,连接，与噬菌体,DNA,一起,进行复制、包装以及被导入受体细胞中。,而普遍性转导包装的,可能全部是宿主菌的基因。,b）,局限性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个别基因,导入受体，故称为局限性转导。,而普遍性转导携带的宿主基,因具有随机性。,2、局限性转导（,specialized transduction）,（参见,P219）,局限性转导与普遍性转导的主要区别：a）被转导的基因共价地与噬,（三）细菌的遗传转化（,genetic transformation）,定义：,同源或异源的游离,DNA,分子(质粒和染色体,DNA),被自然,或人工感受态细胞摄取，并得到表达的,水平方向,的基因转移过程,自然遗传转化（,natural genetic transformation）,人工转化（,artificial transformation）,感受态细胞：,具有摄取外源,DNA,能力的细胞,（,competent cell）,（三）细菌的遗传转化（genetic transformat,自然转化过程的特点：,a）,对核酸酶敏感；,c）,转化是否成功及转化效率的高低主要取决于转化（,DNA）,给体菌株和转化受体菌株之间的亲源关系；,d）,通常情况下质粒的自然转化效率要低得多；,提高质粒的自然转化效率的二种方法：,1）使质粒形成多聚体，这样进入细胞后重新组合成有,活性的质粒的几率大大提高；,2）在质粒上插入受体菌染色体的部分片段，或将质粒转,化进含有与该质粒具有同源区段的质粒的受体菌-,重组获救,b）,不需要活的,DNA,给体细胞；,自然转化过程的特点：a）对核酸酶敏感；c）转化是否成功及转化,第四节 人工构建新菌株,遗传工程是70年代初发展起来的生物技术。,定义：,对遗传物质进行改造（人工干预下的杂交、转化、接合、转导）的技术。,工程：类似工程设计那样有很高的,预见性、精确性与严密性,。,第四节 人工构建新菌株遗传工程是70年代初发展起来的生物技术,遗传工程方法包括两个水平的研究：一种是细胞水平；另一种是基因水平。所以，又可把它分为,细胞工程和基因工程,。,细胞工程,两个细胞原生质体融合,体 外 切 割 导 入,遗 传 物 质 基 因 片 段 受 体 细 胞,基因工程,两个细胞,DNA,片段剪接拼接,狭义的讲，遗传工程就是基因工程。,原理：,限制性核酸内切酶,遗传工程方法包括两个水平的研究：一种是细胞水平；另一种是基因,一、育变育种,育变育种,:,利用物理、化学或生物学方法处理均匀而分散的微生物细胞，使遗传物质发生变异，采用简便、快速和高效的筛选方法，从中筛选目的突变株。,诱变方法：物理、化学、生物试剂,诱变步骤：纯化、诱变、筛选、鉴定,注意问题：出发株的选择，诱导方法的采用，剂量的控制，变异株的筛选。,一、育变育种育变育种:利用物理、化学或生物学方法处理均匀而分,二、原生质体的融合,原生质体的融合：通过人为的方法，使遗传性状不同的两个个体细胞的原生质体发生融合，产生重组细胞的过程,原生质体的制备,原生质体的融合,融合细胞的筛选,二、原生质体的融合原生质体的融合：通过人为的方法，使遗传性状,在特殊培养基上,（,如含有青霉素,）,筛选目的细菌,质粒载体（具有,抗性基因,）,如,抵抗青霉素,长出必然是重组成功的细菌,外源基因片段,在特殊培养基上（如含有青霉素）筛选目的细菌质粒载体（具有抗性,.降解石油的工程细菌,70年代美国生物学家查克巴蒂(,Chakrabarty),查氏将能降解脂(含质粒,A),的一种假单胞菌作受体细菌，分别将能降解芳烃(质粒,B)、,芳烃(质粒,C),和多环芳烃(质粒,D),的质粒，用遗传工程方法人工转入受体细菌，获得多质粒“超级细菌”，可除去原油中23的烃。浮油在一般条件下降解需一年以上时间，用“超级细菌”只需几小时即可把浮油去除，速度快效率高。,.降解石油的工程细菌,.耐汞工程菌,日本水俣事件及瑞典鸟类汞中毒事件后，日本和瑞典对汞在自然界转化做了大量研究工作，提出了汞化合物转化的途径，主要是某些微生物使水体汞元素甲基化形成甲基汞，使人及生物中毒。另一面自然界中存在一些耐汞的微生物，它们的耐汞基因在质粒,R,因子上。,例如，恶臭假单胞菌一般在超过2,ugml,汞浓度中即将中毒死，查克拉巴蒂用质粒转移技术，把嗜油假单胞菌的耐汞质粒(,MER,质粒)转移到恶臭假单胞菌中去，后者获得,MER,质粒，可在5070,ugml,氯化汞中生长。,.耐汞工程菌,思考题,什么是微生物的遗传和变异？遗传变异的物质基础是什么？如何得以证明？,微生物的遗传信息如何传递,?,微生物变异的实质是什么？微生物变异的类型有几种？变异表现在那些方面？,DNA,损伤修复有几种形式,?,各自如何修复？,什么是转化、转导和接合转移,转导有哪几种方式？分别是如何实现的？,微生物重组过程中，遗传物质是如何转移的？有何应用价值？,什么是质粒？根据其功能可分为哪几种类型？,思考题什么是微生物的遗传和变异？遗传变异的物质基础是什么？如,