醫(yī)學專題—細菌的生長和遺傳變異-2課件

1、1醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2第三章第三章 細菌細菌(xjn)的生長和的生長和遺傳變異遺傳變異3.2 細菌細菌(xjn)的遺傳與變異的遺傳與變異第一頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-22主要(zhyo)內(nèi)容n一、遺傳與變異的基本概念n二、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)n三、遺傳信息的表達基因表達n四、微生物的基因突變n五、基因重組n六、遺傳工程（Genetic engineering）n七、基因工程（Genetic engineering）n八、微生物的馴化活性污泥馴化n九、核酸(h sun)探針雜交和PCR技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用第二頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-23自學(zx

2、u)作業(yè)n細菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？n簡述DNA的復(fù)制過程？n請說明什么是點突變和染色體畸變、自發(fā)突變和誘發(fā)突變？n請分別解釋轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導，三者的區(qū)別是什么？n請簡要說明遺傳工程在環(huán)境工程中的應(yīng)用？n廢水處理中馴化(xnhu)的作用是什么？第三頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-24n遺傳性：遺傳性：親代性狀在子代重現(xiàn)，使其子代的性狀與親代基本上一致的現(xiàn)象。遺傳性遺傳性一、遺傳(ychun)與變異的基本概念第四頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-25n細菌(xjn)同其他生物一樣，有其固有的遺傳性。n細菌的遺傳是在系統(tǒng)發(fā)育過程中形成的，系統(tǒng)發(fā)育愈久的細菌，其遺傳的保守程

3、度愈大，越不易受外界環(huán)境條件的影響。n老齡菌遺傳保守程度比幼齡菌大。遺傳性遺傳性一、遺傳(ychun)與變異的基本概念第五頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-26變異：任何一種生物，親代和子代之間在生理、形態(tài)方面都有一定的差異，這種現(xiàn)象叫變異（個體(gt)形態(tài)、菌落形態(tài)、生理生化特性、代謝產(chǎn)物）變異性變異性基因突變基因重組定義：細菌的遺傳性狀變化(binhu)稱變異第六頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-27細菌細菌(xjn)易變異易變異細菌的繁殖快，又與外界環(huán)境接觸面積大環(huán)境條件在短時期內(nèi)對菌體產(chǎn)生多次影響，在受物理、化學因素(yn s)影響后，易產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的酶（誘導

4、酶），從而改變原有的特性，即產(chǎn)生了變異。變異不一定都有遺傳性變異不一定都有遺傳性第七頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-28細菌細菌(xjn)變異形式：變異形式：個體形態(tài)的變化，菌落形態(tài)個體形態(tài)的變化，菌落形態(tài)(光滑型粗光滑型粗糙型糙型)的變異，營養(yǎng)要求的變異，對溫度、的變異，營養(yǎng)要求的變異，對溫度、pH要求的變異，毒性的變異，抗毒能力要求的變異，毒性的變異，抗毒能力的變異，生理的變異，生理(shngl)生化特性的變異及代謝生化特性的變異及代謝途徑、產(chǎn)物的變異等。途徑、產(chǎn)物的變異等。第八頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-29定向培育：有目的地控制微生物生長條件，使其向人類

5、需要(xyo)的方向變異。在污水生物處理中稱為馴化（acclimation、adaption）有毒有害廢水、難降解廢水處理，通過馴化，增強微生物的降解能力(nngl)，提高處理效果。第九頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-210二、遺傳(ychun)的物質(zhì)基礎(chǔ)細菌(xjn)的遺傳物質(zhì)： 一切生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是核酸（特別是核酸（特別是DNA） 第十頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2111928年，年，Griffith進行了以下幾組實驗：進行了以下幾組實驗：（1）動物實驗）動物實驗對小鼠注射對小鼠注射(zhsh)活活RII菌或死菌或死SIII菌菌 小鼠存活小鼠存活對小鼠注

6、射活對小鼠注射活SIII菌菌小鼠死亡小鼠死亡對小鼠注射活對小鼠注射活RII菌和熱死菌和熱死SIII菌菌 小鼠死亡小鼠死亡抽取心血抽取心血 分離分離活的活的SIII菌菌nF.Griffith，n研究研究(ynji)對象：對象：Streptococcus pneumoniae（肺炎雙球菌）（肺炎雙球菌）nSIII型菌株：有莢膜，菌落表面光滑，有致病性型菌株：有莢膜，菌落表面光滑，有致病性nRII型菌株：無莢膜，菌落表面粗糙，無致病性型菌株：無莢膜，菌落表面粗糙，無致病性證明核酸證明核酸(h sun)是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗（transformation）第十一頁，共

7、八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-212Griffith轉(zhuǎn)化試驗轉(zhuǎn)化試驗(shyn)示意示意混合混合(hnh)培養(yǎng)培養(yǎng)RII型活菌型活菌SIII型活菌型活菌SIII型熱死菌型熱死菌RII型活菌型活菌SIII型活菌型活菌健康健康(jinkng)健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康病死病死病死病死病死病死Griffith轉(zhuǎn)化試驗示意圖轉(zhuǎn)化試驗示意圖第十二頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-213（2）細菌培養(yǎng)）細菌培養(yǎng)(piyng)實驗實驗（3）S型菌的無細胞型菌的無細胞(xbo)抽提液試驗抽提液試驗以上實驗說明：以上實驗說明：加熱殺死的加熱殺死的SIII型細菌細胞型細

8、菌細胞(xbo)內(nèi)可內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過某種方式進入能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過某種方式進入RII型細胞型細胞并使并使RII型細胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀，轉(zhuǎn)變?yōu)樾图毎@得穩(wěn)定的遺傳性狀，轉(zhuǎn)變?yōu)镾III型細胞。型細胞。熱死熱死SIII菌菌不生長不生長活活 RII 菌菌長出長出RII菌菌熱死熱死SIII菌菌長出大量長出大量RII菌和菌和10-6SIII菌菌活活R菌菌+S菌無細胞抽提液菌無細胞抽提液長出大量長出大量R菌和少量菌和少量S菌菌+活活RII菌菌平皿培養(yǎng)平皿培養(yǎng)第十三頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-214二、遺傳(ychun)的物質(zhì)基礎(chǔ)2. DNA的化學組成 DNA是一

9、種高分子化合物，它由四種核苷酸組成，每一種 核苷酸均含環(huán)狀堿基、脫氧核糖和磷酸環(huán)狀堿基、脫氧核糖和磷酸(ln sun)根根三種組分。 四種堿基為：腺嘌呤腺嘌呤A、鳥嘌呤、鳥嘌呤G、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶T、胞嘧啶、胞嘧啶C。核苷酸腺嘌呤A鳥嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T戊糖堿基磷酸核苷第十四頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-215DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) DNA是由兩條多核苷酸分子的長鏈所組成兩條多核苷酸分子的長鏈所組成。兩條長鏈之間靠堿基上的氫鍵作用相聯(lián)結(jié)氫鍵作用相聯(lián)結(jié)，遵循配對(pi du)原則：AT， GC 第十五頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2164. DNA復(fù)制 DNA的復(fù)

10、制過程首先(shuxin)是DNA的雙鏈從一端打開雙鏈從一端打開，分離成兩條單鏈，然后以每條單鏈為模板單鏈為模板，通過堿基配對逐漸 建立起完全互補的一套核苷酸單位完全互補的一套核苷酸單位，新連接上的多核苷 酸與原有的多核苷酸鏈重新形成新的雙螺旋DNA。第十六頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2174. DNA復(fù)制 在DNA聚合酶的催化下，一個個DNA分子最終復(fù)制成兩個分子最終復(fù)制成兩個結(jié)構(gòu)完全相同的結(jié)構(gòu)完全相同的DNA，從而，從而(cng r)將遺傳信息傳遞給子代將遺傳信息傳遞給子代。復(fù)制后的DNA分子有一條新鏈和一條舊鏈一條新鏈和一條舊鏈組成，稱為半保留復(fù)制。第十七頁，共八十一頁

11、。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-218遺傳物質(zhì)在細胞(xbo)內(nèi)存在部位和方式（七個水平）：（1）細胞水平：DNA集中在核質(zhì)體中。（真核微生物：細胞核）桿菌細胞內(nèi)大多存在兩個核質(zhì)體，而球菌一般只有(zhyu)一個。（2）細胞核水平(shupng)：原核微生物：無核膜包裹，呈松散無定型狀態(tài)，核基團 不與蛋白質(zhì)結(jié)合真核微生物：有核膜，DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成染色 體（genome）核外染色體（能自主復(fù)制）：廣義上講稱質(zhì)粒（plasmid）第十八頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-219（3）染色體水平(shupng)原核(yun h)微生物：每一個核質(zhì)體中只有一個裸露的、在光學 顯微鏡下

12、無法看到的環(huán)狀染色體。真核微生物：往往(wngwng)有不同數(shù)目的染色體。 酵母菌屬（saccharomycs）17染色體的套數(shù)：只有一套相同功能的染色體時稱之為 單倍體，有兩套時稱雙倍體。（4）核酸水平絕大多數(shù)的微生物的遺傳物質(zhì)為DNA，只有部分病毒才是RNA。第十九頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-220（5）基因水平（功能(gngnng)單位）基因：具有遺傳功能的DNA分子的片段，平均含有1000bp（堿基對）。一個DNA分子中含有許多基因，不同基因分子含堿基對的數(shù)量和排列(pili)序列不同。基因(jyn)的分類調(diào)節(jié)基因（regulator）：控制結(jié)構(gòu)基因的活性結(jié)構(gòu)基因（s

13、tructure gene）操縱基因（operator）啟動基因（promotor）操縱子（operon）第二十頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-221 遺傳(ychun)密碼：DNA上各個核苷酸的特定排列順序。 每個密碼子由3個核苷酸順序來決定。（7）核苷酸水平(shupng)（最低交換單位、突變單位）核苷酸腺嘌呤A鳥嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T戊糖堿基磷酸核苷（6）密碼(m m)水平（信息單位）第二十一頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-222質(zhì)粒（plasmid）定義：游離于染色體外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀DNA分子，即cccDNA（circular cov

14、alently closed DNA）結(jié)構(gòu)(jigu)：具有超級螺旋結(jié)構(gòu)，分子量106108Da（道爾頓） 10010000kbp可移動性：異種間轉(zhuǎn)移Genther F. J.(1998): 69種環(huán)境中的細菌中，38能從實驗室的細菌接受(jishu)R因子。第二十二頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-223幾種(j zhn)典型的質(zhì)粒50年代在日本發(fā)現(xiàn)的一種質(zhì)粒（從患痢疾(l ji)但被抗生素治療后的病人中分離出的痢疾(l ji)志賀式菌中），而且能把抗藥性轉(zhuǎn)移到E.coli。后來在沙門氏菌屬（Salmonalla） 芽孢(y bo)桿菌屬（Bacillus） 假單胞菌屬（Pseu

15、domonas） 葡萄球菌屬（Staphulococcus）中找到。v R因子在細胞中的數(shù)目12幾十個。v 對多種抗生素有抗性，也可作為基因載體。v 具有R因子的細菌在自然界中的存活率高。1）R因子R質(zhì)粒第二十三頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2242）F因子(ynz)（Fertility factor）、致育因子(ynz)、性因子(ynz)是E.coli中決定性別的質(zhì)粒。62106Da，94.5kbpF+F+F+F -接合（接合（conjugation）特點：能夠插入(ch r)染色體，使染色體的長度增長。有F因子的細菌：F+ 雄菌沒有F因子的細菌： F - 雌菌第二十四頁，共

16、八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2253）降解(jin ji)性質(zhì)粒二甲苯質(zhì)粒：XYL（Xylene）辛烷質(zhì)粒：OCT（Octane）甲苯(ji bn)質(zhì)粒：TOL（Toluene）萘質(zhì)粒：NAP（Napthalene）樟腦質(zhì)粒：CAM（Camphor）水楊酸質(zhì)粒：SAL（Salicylate）在環(huán)保(hunbo)中有重要的意義：超級工程菌的獲得。含有能降解復(fù)雜物質(zhì)的基因，從而使細菌能降解難降解有機物。大多在假單胞菌屬中發(fā)現(xiàn)。 至今發(fā)現(xiàn)的主要降解質(zhì)粒（以其所能分解的底物命名）第二十五頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-226三、遺傳信息的表達(biod)基因表達(biod)基

17、因：具有遺傳功能的DNA分子的片段，平均含有1000bp（堿基對）。一個(y )DNA分子中含有許多基因，不同基因分子含堿基對的數(shù)量和排列序列不同?；颍耗軌虮磉_和產(chǎn)生基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)或基因：能夠表達和產(chǎn)生基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)或RNA）的）的DNA序列。序列。第二十六頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2271. 核糖核酸RNA RNA核糖（DNA為脫氧核糖） 尿嘧啶U代替(dit)胸腺嘧啶T三、遺傳信息的表達(biod)基因表達(biod)2. 三種RNA （1）信使核糖核酸信使核糖核酸(h tn h sun)mRNA：指導蛋白質(zhì)的合成 （2）核蛋白體核糖核酸核蛋白體核糖核酸rRNA：

18、 rRNA與蛋白質(zhì)組成核糖 體，是蛋白質(zhì)（多肽）的合成場所； （3）轉(zhuǎn)運核糖核酸轉(zhuǎn)運核糖核酸t(yī)RNA：可識別mRNA上的信息，并將特定的氨基酸運送到rRNA上供蛋白質(zhì)合成。3. 密碼子 RNA上每三個堿基決定一個氨基酸細菌的繁殖體現(xiàn)為：DNA、RNA、蛋白質(zhì)等的合成第二十七頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-228三、遺傳信息的表達(biod)基因表達(biod)4. 基因表達：基因表達：基因上貯存的遺傳信息需要通過一系列的變化過 程才能夠(nnggu)在生理上或形態(tài)上表達出相應(yīng)的遺傳性狀。需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯表達表達三個過程。（1）轉(zhuǎn)錄：以DNA雙鏈中的一條鏈為模板，按互補方式

19、合成RNA，遺傳信息由DNA到RNA的過程(guchng)稱為轉(zhuǎn)錄?；蛞駾NA上遺傳信息轉(zhuǎn)錄下的上遺傳信息轉(zhuǎn)錄下的RNA即為即為mRNA。 第二十八頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-229三、遺傳信息的表達(biod)基因表達(biod)（2）翻譯：轉(zhuǎn)錄后的mRNA作為合成蛋白質(zhì)的模板，并且由mRNA的堿基排列順序(shnx)決定多肽鏈中氨基酸的排列順序(shnx)，即遺傳信遺傳信息到蛋白質(zhì)的傳遞為翻譯息到蛋白質(zhì)的傳遞為翻譯。 第二十九頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-230三、遺傳信息的表達(biod)基因表達(biod)（3）由基因DNA所決定的酶通過代謝作用建

20、造出某種細胞結(jié)構(gòu)（如莢膜、鞭毛、細胞成分等），從而使微生物表現(xiàn)出某種性狀(xngzhung)，稱為性狀表達（發(fā)性狀表達（發(fā)育）。育）。第三十頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-231四、微生物的基因突變四、微生物的基因突變(j yn t bin)微生物變異突變：由于生物體DNA改變而引起的遺傳性狀的改變基因重組： 突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧w畸變細胞學上可以看到染色體的變化細胞學上可以看到染色體的變化基因突變基因突變細胞學上看不到遺傳物質(zhì)的變化細胞學上看不到遺傳物質(zhì)的變化 定義：DNA鏈上因堿基的缺失、置換缺失、置換(zhhun)、插入而發(fā)生、插入而發(fā)生的堿基排列順序的變化的堿基排列順序的變

21、化，從而導致表現(xiàn)形狀發(fā)生了從而導致表現(xiàn)形狀發(fā)生了可遺傳的變化可遺傳的變化，這種現(xiàn)象叫基因突變（變異）。基因突變(j yn t bin)第三十一頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2322. 基因突變(j yn t bin)的原因v 自發(fā)突變：自發(fā)突變：由于自然界的某些物理化學因子的干擾（輻射、臭氧），也可由微生物體內(nèi)代謝產(chǎn)物(chnw)（亞硝酸鹽、過氧化氫）引起，自發(fā)突變頻率低 10-510-9v 誘發(fā)突變：誘發(fā)突變：通過施加物理化學因素（紫外線硝酸）誘變劑可大大提高突變率）第三十二頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-2333.微生物基因突變(j yn t bin)的特點適

22、用于整個生物界，以細菌的抗藥性為例。適用于整個生物界，以細菌的抗藥性為例。不對應(yīng)性：突變的性狀與突變原因之間無直接的對應(yīng)關(guān)系。不對應(yīng)性：突變的性狀與突變原因之間無直接的對應(yīng)關(guān)系。自發(fā)性：突變可以在沒有人為誘變因素自發(fā)性：突變可以在沒有人為誘變因素(yn s)處理下自發(fā)地產(chǎn)生。處理下自發(fā)地產(chǎn)生。稀有性：突變率低且穩(wěn)定。稀有性：突變率低且穩(wěn)定。獨立性：各種突變獨立發(fā)生，不會互相影響。獨立性：各種突變獨立發(fā)生，不會互相影響。可誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。可誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳。穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳?？赡嫘裕簭脑嫉囊吧突虻阶儺愔甑耐蛔兎Q為正向突可逆性：從原

23、始的野生型基因到變異株的突變稱為正向突變變（forward mutation），從突變株回到野生型的），從突變株回到野生型的過程則稱為回復(fù)突變或過程則稱為回復(fù)突變或回變（回變（back mutation或或 reverse mutation）。）。第三十三頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-234誘發(fā)突變點突變畸變?nèi)笔В禾砑右孜唬旱刮唬褐貜?fù)：插入：堿基置換移碼突變轉(zhuǎn)換： AG,GCTT,T顛換AACC, G缺失：添加：ABCABCAB ABCAA BCABabcabcabcabcabcabcdefpqrdefpqrghighifdeghijkl*4.微生物基因突變(j yn t bi

24、n)機制n基因突變的原因是基因突變的原因是多種多樣的，可以多種多樣的，可以是自發(fā)的或誘發(fā)是自發(fā)的或誘發(fā)(yuf)的，誘變又的，誘變又可可分為點突變和畸變。分為點突變和畸變。第三十四頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-235點變異點變異(biny)：一個或數(shù)個堿基發(fā)生變化：一個或數(shù)個堿基發(fā)生變化點突變堿基置換移碼突變轉(zhuǎn)換： AG,GCTT,T顛換AACC, G缺失：添加：ABCABCAB ABCAA BCAB第三十五頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-236堿基置換（堿基置換（substitution）n定義：對定義：對DNADNA來說，堿基的置換屬于一種染色體的微小損傷（來

25、說，堿基的置換屬于一種染色體的微小損傷（microlesionmicrolesion），一般也稱），一般也稱點突變點突變(tbin)(tbin)（point mutationpoint mutation）。它只涉及一對堿基被另一對堿基所置換。）。它只涉及一對堿基被另一對堿基所置換。n分類：轉(zhuǎn)換（分類：轉(zhuǎn)換（transitiontransition），即），即DNADNA鏈中的一個嘌呤被另一個嘌呤或是一個嘧啶被另一個鏈中的一個嘌呤被另一個嘌呤或是一個嘧啶被另一個嘧啶所置換；嘧啶所置換； 顛換（顛換（transversiontransversion），即一個嘌呤被一個嘧啶），即一個嘌呤被一個嘧啶,

26、 ,或是一個嘧啶被一個嘌或是一個嘧啶被一個嘌呤所置換。呤所置換。對某一具體誘變劑來說，對某一具體誘變劑來說，即可同時引起轉(zhuǎn)換與顛即可同時引起轉(zhuǎn)換與顛換，也可只具其中的一換，也可只具其中的一種功能。根據(jù)化學誘變種功能。根據(jù)化學誘變劑是劑是直接直接還是還是間接間接地引地引起置換，可把置換的機起置換，可把置換的機制分成制分成(fn chn)以下兩類以下兩類來討論。來討論。第三十六頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-237移碼突變移碼突變(tbin)nframe-shift mutation frame-shift mutation 或或 phase-shift mutationphase-

27、shift mutation，指誘變劑使指誘變劑使DNADNA分子中增加（插入）或缺失一個或少數(shù)幾個核苷酸，分子中增加（插入）或缺失一個或少數(shù)幾個核苷酸，從而使該部從而使該部位后面的全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯誤的一類突變。位后面的全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯誤的一類突變。n由移碼突變所產(chǎn)生的突變株，稱為由移碼突變所產(chǎn)生的突變株，稱為（frame-shift frame-shift mutantmutant）。與染色體畸變相比，移碼突變也只能算是）。與染色體畸變相比，移碼突變也只能算是DNADNA分子的微小分子的微小損傷損傷(snshng)(snshng)。n丫啶類染料，包括原黃素、丫啶黃、丫

28、啶橙和丫啶類染料，包括原黃素、丫啶黃、丫啶橙和-氨基丫啶等，以及氨基丫啶等，以及一系列稱為一系列稱為ICRICR類的化合物，都是移碼突變的有效誘變劑。類的化合物，都是移碼突變的有效誘變劑。第三十七頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-238染色體畸變?nèi)旧w畸變(jbin)（chromosomal aberration）n某些理化因子，如某些理化因子，如X X射線等的輻射及烷化劑、亞硝酸等，射線等的輻射及烷化劑、亞硝酸等，除了能引起點突變外，還會引起除了能引起點突變外，還會引起DNADNA的大損傷的大損傷（macrolesionmacrolesion）染色體畸變?nèi)旧w畸變，它包括：，它包

29、括：n染色體結(jié)構(gòu)上的變化：染色體結(jié)構(gòu)上的變化：n缺失缺失(qu sh)(qu sh)（deletiondeletion）n重復(fù)（重復(fù)（duplicationduplication）n易位（易位（translocationtranslocation）n倒位（倒位（inversioninversion）n染色體數(shù)目的變化染色體數(shù)目的變化第三十八頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-239畸變?nèi)笔В禾砑右孜唬旱刮唬褐貜?fù)：插入：abcabcabcabcabcabcdefpqrdefpqrghighifdeghijkl*畸畸 變：堿基片斷變：堿基片斷(pindun)發(fā)生變化發(fā)生變化第三十九頁，共

30、八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-240染色體結(jié)構(gòu)染色體結(jié)構(gòu)(jigu)上的變化上的變化n分為染色體內(nèi)畸變和染色體間畸變兩類。分為染色體內(nèi)畸變和染色體間畸變兩類。n染色體內(nèi)畸變：只涉及一條染色體上的變化，染色體內(nèi)畸變：只涉及一條染色體上的變化，n如發(fā)生染色體的部分如發(fā)生染色體的部分(b fen)(b fen)缺失或重復(fù)時，其結(jié)果可造成基因缺失或重復(fù)時，其結(jié)果可造成基因的減少或增加；的減少或增加；n如發(fā)生如發(fā)生倒位倒位或或易位易位時，則可造成基因排列順序的改變，但數(shù)目卻不改時，則可造成基因排列順序的改變，但數(shù)目卻不改變。變。n倒位倒位-是指斷裂下來的一段染色體旋轉(zhuǎn)是指斷裂下來的一段染色體旋

31、轉(zhuǎn)180180 后，重新插入后，重新插入到原來染色體的原位置上，從而使其基因順序與其它的基因順到原來染色體的原位置上，從而使其基因順序與其它的基因順序相反；序相反；n易位易位-是指斷裂下來的一小段染色體再順向或逆向地插是指斷裂下來的一小段染色體再順向或逆向地插入到同一條染色體的其它部位上。入到同一條染色體的其它部位上。n染色體間畸變：指非同源染色體間的染色體間畸變：指非同源染色體間的。第四十頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-241自發(fā)突變自發(fā)突變(tbin)機制機制n自發(fā)突變是指在沒有自發(fā)突變是指在沒有(mi yu)人工參與下生物體自然發(fā)人工參與下生物體自然發(fā)生的突變。生的突變。n

32、幾種自發(fā)突變的可能機制幾種自發(fā)突變的可能機制n微生物自身有害代謝產(chǎn)物的誘變效應(yīng)微生物自身有害代謝產(chǎn)物的誘變效應(yīng)n互變異構(gòu)效應(yīng)互變異構(gòu)效應(yīng)n環(huán)出效應(yīng)環(huán)出效應(yīng)第四十一頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-242作用：重組可使生物體在未發(fā)生突變的情況下，也能作用：重組可使生物體在未發(fā)生突變的情況下，也能產(chǎn)生產(chǎn)生(chnshng)新遺傳型的個體。新遺傳型的個體。五、基因(jyn)重組定義：兩個(lin )不同性狀的個體細胞（細胞水平），其中一個細胞（供體）個細胞（供體）DNADNA與另一與另一個細胞的個細胞的DNADNA融合融合，使基因重新排列遺傳給后代，產(chǎn)生新的遺傳性狀產(chǎn)生新的遺傳性狀，稱基

33、因重組。 第四十二頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-243.轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化(zhunhu)(zhunhu)Transformation （引進）（引進）n供體細菌研碎物中的供體細菌研碎物中的DNADNA片段片段直接直接吸收進入活的受體細菌吸收進入活的受體細菌并并發(fā)生基因發(fā)生基因(jyn)(jyn)重新組合的方式重新組合的方式。第四十三頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-244老鼠體內(nèi)老鼠體內(nèi)提取物培提取物培養(yǎng)現(xiàn)象養(yǎng)現(xiàn)象活的活的S 肺炎雙球菌肺炎雙球菌活的活的R 肺炎雙球菌肺炎雙球菌 無毒無毒 殺死殺死 殺死殺死 加熱殺死后加熱殺死后的破碎細胞的破碎細胞混合注射混合注射加熱殺死后

34、加熱殺死后的破碎細胞的破碎細胞無毒無毒注射注射注射注射第四十四頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-245n1944年才通過試驗找出了其中的原因年才通過試驗找出了其中的原因(yunyn)。試驗方法如下：。試驗方法如下： S 型細菌型細菌 光滑有毒的細胞光滑有毒的細胞 破裂細胞破裂細胞 DNA 抽提物抽提物混合混合粗糙無毒的粗糙無毒的 R 細菌細菌 S DNA 抽提物被抽提物被 有些有些 R 細菌細菌 混合混合 DNA 酶降解酶降解的的 DNA 殘骸殘骸 吸收吸收 S DNA +未變化未變化的的 R 細菌細菌 少數(shù)轉(zhuǎn)化成少數(shù)轉(zhuǎn)化成 S 細菌細菌 R 細菌細菌 （1/106）第四十五頁，共

35、八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-246定義：受體菌自然或在人工技術(shù)作用下直接攝取來自供體菌的定義：受體菌自然或在人工技術(shù)作用下直接攝取來自供體菌的游離游離DNA片段片段(pin dun)，并把它整合到自己的基因組中，而獲得部，并把它整合到自己的基因組中，而獲得部分新的遺傳性狀的基因轉(zhuǎn)移過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的的受體菌分新的遺傳性狀的基因轉(zhuǎn)移過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的的受體菌稱為轉(zhuǎn)化子（稱為轉(zhuǎn)化子（transformant）。）。特點：特點：無需細胞接觸。細菌、放線菌、真菌中有轉(zhuǎn)化現(xiàn)無需細胞接觸。細菌、放線菌、真菌中有轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。象。有關(guān)名詞：有關(guān)名詞：受體菌：受體菌：recipient/r

36、eceptor，轉(zhuǎn)化基因的接受者，轉(zhuǎn)化基因的接受者供體菌：供體菌：donor，轉(zhuǎn)化基因的提供者，轉(zhuǎn)化基因的提供者轉(zhuǎn)化因子：來自供體菌的轉(zhuǎn)化因子：來自供體菌的DNA片段片段轉(zhuǎn)化子：轉(zhuǎn)化子：transformant，將轉(zhuǎn)化基因重組進入自身染色體組的重，將轉(zhuǎn)化基因重組進入自身染色體組的重組子組子轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化(zhunhu)（transformation）第四十六頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-247第四十七頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-248人工人工(rngng)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化人工轉(zhuǎn)化人工轉(zhuǎn)化是通過人為誘導是通過人為誘導(yudo)的方法，使細胞具有的方法，使細胞具有攝取攝取DN

37、A的能力，或人工地將的能力，或人工地將DNA導入細胞內(nèi)。導入細胞內(nèi)。方法：方法：CaCl2處理細胞，使其成為能攝取外源處理細胞，使其成為能攝取外源DNA的感的感受態(tài)狀態(tài)受態(tài)狀態(tài).電穿孔法電穿孔法electroporation：用高壓脈沖電流擊破細胞膜，：用高壓脈沖電流擊破細胞膜，或擊成小孔，使各種大分子（包括或擊成小孔，使各種大分子（包括DNA ）能通過這些）能通過這些小孔進入細胞。小孔進入細胞。第四十八頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-249n到目前為止，已發(fā)現(xiàn)能發(fā)生轉(zhuǎn)化作用的菌屬主要有：到目前為止，已發(fā)現(xiàn)能發(fā)生轉(zhuǎn)化作用的菌屬主要有：nStreptococcus pneumoni

38、ae、Haemophilus（嗜血（嗜血(sh xu)桿菌屬）、桿菌屬）、Bacillus、Neisseria（奈瑟氏球菌屬）、（奈瑟氏球菌屬）、Rhizobium（根瘤菌屬）、（根瘤菌屬）、Staphylococcus、Pseudomonas和和Xanthomonas中多見。中多見。n在若干放線菌和藍細菌以及在若干放線菌和藍細菌以及Saccharomyces cerevisiae、Neurospora crassa（粗糙脈胞菌）和（粗糙脈胞菌）和Aspergillus niger中，也有轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。中，也有轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。n腸桿菌科的一些細菌很難進行轉(zhuǎn)化，主要原因一方面由于外來腸桿菌科的一些細菌很難

39、進行轉(zhuǎn)化，主要原因一方面由于外來DNA難以摻入到難以摻入到細胞中，另一方面在受體細胞內(nèi)常存在可降解線形細胞中，另一方面在受體細胞內(nèi)常存在可降解線形DNA的核酸酶。如果用的核酸酶。如果用CaCl2處理處理E. coli的球狀體，就可以使之發(fā)生低頻率的轉(zhuǎn)化。另外，可利用霉菌的的球狀體，就可以使之發(fā)生低頻率的轉(zhuǎn)化。另外，可利用霉菌的原生質(zhì)體進行轉(zhuǎn)化。原生質(zhì)體進行轉(zhuǎn)化。n兩個菌種或菌株之間能否發(fā)生轉(zhuǎn)化，與它們在進化過程中的親緣關(guān)系有著密切的關(guān)系。兩個菌種或菌株之間能否發(fā)生轉(zhuǎn)化，與它們在進化過程中的親緣關(guān)系有著密切的關(guān)系。但即使在轉(zhuǎn)化率極高的菌種中，其不同菌株間也不一定都能發(fā)生轉(zhuǎn)化。但即使在轉(zhuǎn)化率極高的

40、菌種中，其不同菌株間也不一定都能發(fā)生轉(zhuǎn)化。自然自然(zrn)轉(zhuǎn)化的普遍性：轉(zhuǎn)化的普遍性：第四十九頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-250n.接合接合(jih) （合作）（合作） 細胞核質(zhì)粒大腸桿菌的接合是通過性纖毛（中空）進行的。 F因子、降解性質(zhì)?？赏ㄟ^此形式(xngsh)傳遞。第五十頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-251接合接合(jih)（conjugation）n定義：定義：供體菌（供體菌（“雄雄”）通過其通過其性菌毛性菌毛與與受體菌受體菌（“雌雌”）相接觸，）相接觸，前者前者傳遞不同長度的傳遞不同長度的DNADNA給后者，給后者，并在后者細胞中進行雙鏈化或進一

41、步與核染色體發(fā)生并在后者細胞中進行雙鏈化或進一步與核染色體發(fā)生交換、整合交換、整合，從而使后者獲得供體菌的遺傳性狀的現(xiàn)，從而使后者獲得供體菌的遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為象，稱為(chn(chn wi) wi)接合。接合。n通過接合而獲得新性狀的受體細胞就是接合子通過接合而獲得新性狀的受體細胞就是接合子（conjugantconjugant）n特點：特點：細胞接觸細胞接觸第五十一頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-252接合接合(jih)（conjugation）n存在范圍：存在范圍：n細菌：細菌：G G 較為多見如較為多見如E. coliE. coli、SalmonellaSalmonel

42、la、ShigellaShigella、SerratiaSerratia、Vibrio Vibrio 、Azotobacter Azotobacter 、KlebsiellaKlebsiella和和PseudomonasPseudomonas等最為常見等最為常見n放線菌：放線菌：Streptomyces Streptomyces 、NocardiaNocardian接合還可發(fā)生在不同屬的菌種之間，如接合還可發(fā)生在不同屬的菌種之間，如E. coliE. coli與與Salmonella typhimuriumSalmonella typhimurium之間或之間或S. typhimuriumS.

43、 typhimurium與與Shigella dysenteriaeShigella dysenteriae之間之間nE. coliE. coli的的F F因子：決定性別的質(zhì)粒，屬于附加體因子：決定性別的質(zhì)粒，屬于附加體（episomeepisome），可以），可以(ky)(ky)通過接合作用獲得，也可以通過接合作用獲得，也可以(ky)(ky)通過丫啶類化合物、溴化乙錠或絲裂霉素通過丫啶類化合物、溴化乙錠或絲裂霉素C C的處的處理而消除。理而消除。第五十二頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-253第五十三頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-254（三）轉(zhuǎn)導（三）轉(zhuǎn)導(zhu

44、n do)（transduction）通過噬菌體噬菌體的攜帶而轉(zhuǎn)移的基因重組，無需細胞接觸細胞接觸(jich)。在自然界中比較普遍。噬菌體進入供體細胞宿主的核染色體被切斷成熟與包裝之際形成不帶噬菌體自身DNA的噬菌體（假噬菌體）（完全缺陷噬體）與受體接觸感染a. 完全轉(zhuǎn)導(complete transduction)b. 局部轉(zhuǎn)導(specialized transduction)由部分缺陷(quxin)的噬菌體把少數(shù)特定的基因攜帶到受體菌中，并獲得轉(zhuǎn)導的現(xiàn)象。第五十四頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-255LA-2A- B+LA-22A+ B-LA-2是是能能合合成色氨酸成色氨酸

45、（B+）但）但不不能能合成合成(hchng)(hchng)組氨組氨酸酸（A-）的）的沙門沙門(shmn)(shmn)氏傷寒氏傷寒桿菌桿菌(gnjn)(gnjn) 指導色氨指導色氨酸合成的基酸合成的基因因超微燒結(jié)玻璃板細菌不能通過，細菌不能通過，噬菌體可以通過LA-22 是是不能不能 合成合成色氨酸色氨酸 （B-）但）但能能合成組氨酸合成組氨酸 （A+）的的沙門氏傷寒桿菌沙門氏傷寒桿菌一些細胞中含有繁一些細胞中含有繁殖速度較慢的殖速度較慢的 溫和溫和噬菌體噬菌體P-22 第五十五頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-256（四）原生質(zhì)體融合（四）原生質(zhì)體融合(rngh)（protopla

46、st fusion） 通過人為的方法使兩個遺傳性狀不同的細胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，得到(d do)同時具有雙親性狀的、遺傳穩(wěn)定的融合子（fusion），該過程稱原生質(zhì)體融合。（20世紀70年代）原核、真核高等植物、人體細胞 能進行原生質(zhì)體融合的細胞(xbo)非常廣泛步驟：用脫壁酶去除細胞壁混合（加聚二醇PEG），或電脈沖促進融合培養(yǎng)，使之稱為完整細胞鑒定特點：1）重組頻率10-1.（遠遠大于誘變育種） 2）不同屬、科間亦可融合。第五十六頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-257六、人工基因重組六、人工基因重組(zhn z)遺傳工程遺傳工程n遺傳工程遺傳工程是是70年代初發(fā)展起來的生物技

47、術(shù)。年代初發(fā)展起來的生物技術(shù)。n定義：定義：對遺傳物質(zhì)進行改造（人工干預(yù)下的雜交對遺傳物質(zhì)進行改造（人工干預(yù)下的雜交(zjio)、轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導）的技術(shù)、轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導）的技術(shù)。n工程：類似工程設(shè)計那樣有很高的工程：類似工程設(shè)計那樣有很高的預(yù)見性、精確預(yù)見性、精確性與嚴密性性與嚴密性。第五十七頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-258 a.遺傳工程遺傳工程(ychun gngchng)的方法的方法n遺傳工程方法遺傳工程方法(fngf)包括兩個水平的研究：一種是包括兩個水平的研究：一種是細胞水平細胞水平；另一種是；另一種是基因基因水平水平。所以，又可把它。所以，又可把它分為分為細胞

48、工程和基因工程細胞工程和基因工程。n細胞工程細胞工程兩個細胞原生質(zhì)體融合兩個細胞原生質(zhì)體融合 體體 外外 切切 割割 導導 入入遺遺 傳傳 物物 質(zhì)質(zhì) 基基 因因 片片 段段 受受 體體 細細 胞胞第五十八頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-259在特殊培養(yǎng)基上在特殊培養(yǎng)基上（如（如含有含有(hn yu)青霉素）青霉素）篩篩選目的細菌選目的細菌質(zhì)粒載質(zhì)粒載體（具體（具有有抗性抗性基因）基因）抵抗青霉素抵抗青霉素長出必然是重長出必然是重組成功組成功(chnggng)的細的細菌菌第五十九頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-260 b.遺傳工程遺傳工程(ychun gngchng

49、)在環(huán)境工程中的應(yīng)在環(huán)境工程中的應(yīng)用用第六十頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-261n.耐汞工程菌耐汞工程菌 n日本水俁事件及瑞典鳥類汞中毒事件后，日本和瑞典對汞在自然界轉(zhuǎn)化做了大量日本水俁事件及瑞典鳥類汞中毒事件后，日本和瑞典對汞在自然界轉(zhuǎn)化做了大量(dling)研究工作，提出了汞化合物轉(zhuǎn)化的途徑，主要是某些微生物使水體汞元素研究工作，提出了汞化合物轉(zhuǎn)化的途徑，主要是某些微生物使水體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，它們的耐汞基因在質(zhì)粒們的耐汞基因在質(zhì)粒R因子上。因子

50、上。n例如，例如，惡臭假單胞菌惡臭假單胞菌一般在超過一般在超過2ugml汞濃度中即將中毒死，查克拉巴蒂用質(zhì)粒轉(zhuǎn)移技術(shù)，把汞濃度中即將中毒死，查克拉巴蒂用質(zhì)粒轉(zhuǎn)移技術(shù)，把嗜油假單胞菌的耐汞質(zhì)粒嗜油假單胞菌的耐汞質(zhì)粒(MER質(zhì)粒質(zhì)粒)轉(zhuǎn)移到惡臭假單胞菌中去，后者獲得轉(zhuǎn)移到惡臭假單胞菌中去，后者獲得MER質(zhì)粒，可在質(zhì)粒，可在5070ugml氯化汞中生長。氯化汞中生長。n脫色工程菌的構(gòu)建脫色工程菌的構(gòu)建n 將分別含有降解偶氮染料質(zhì)粒的偏號將分別含有降解偶氮染料質(zhì)粒的偏號Kx和和Kd兩株兩株假單胞菌假單胞菌通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)移技術(shù)培育出兼有分通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)移技術(shù)培育出兼有分解兩種偶氮染料功能的脫色工程解兩種偶氮染料

51、功能的脫色工程 菌菌。第六十一頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-262n基因工程方法看似基因工程方法看似簡單簡單，但在具體，但在具體實施上實施上有較大有較大(jio d)的難度的難度。第六十二頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-263n降解石油的工程細菌降解石油的工程細菌n 70年代美國生物學家年代美國生物學家查克撿巴蒂查克撿巴蒂(Chakrabarty)針對海洋針對海洋輸油，造成輸油，造成浮油污染浮油污染，影響海洋生態(tài)等問題進行了研究。，影響海洋生態(tài)等問題進行了研究。n石油成分復(fù)雜，是由石油成分復(fù)雜，是由飽和、不飽和、直鏈、支鏈、芳香飽和、不飽和、直鏈、支鏈、芳香烴類組

52、成，不溶于水。而烴類組成，不溶于水。而海水含鹽量高海水含鹽量高，雖，雖發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)90多種微多種微生物有不同程度降解烴類的能力，但不一定能在海水中生物有不同程度降解烴類的能力，但不一定能在海水中大量繁殖生存大量繁殖生存，而且降解速率也較慢而且降解速率也較慢。n查氏將能查氏將能降解脂降解脂(含質(zhì)粒含質(zhì)粒A)的一種假單胞菌作受體細菌，的一種假單胞菌作受體細菌，分別將能分別將能降解芳烴降解芳烴(質(zhì)粒質(zhì)粒B)、芳烴、芳烴(質(zhì)粒質(zhì)粒C)和多環(huán)芳烴和多環(huán)芳烴(質(zhì)質(zhì)粒粒D)的質(zhì)粒的質(zhì)粒，用遺傳工程方法人工轉(zhuǎn)入受體細菌，獲得多質(zhì)，用遺傳工程方法人工轉(zhuǎn)入受體細菌，獲得多質(zhì)粒粒“超級超級(choj)細菌細菌”，可除去

53、原油中可除去原油中23的烴的烴。第六十三頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-264n降解石油的工程降解石油的工程(gngchng)細菌細菌n浮油在一般條件下降解需一年以上時間，用浮油在一般條件下降解需一年以上時間，用“超級細菌超級細菌”只只需幾小時即可把浮油去除，速度快效率高。需幾小時即可把浮油去除，速度快效率高。見下圖。見下圖。接接合合接接合合接接合合第六十四頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-265注意注意(zh y)：基因工程菌存在基因工程菌存在(cnzi)的問題：的問題： 安全性安全性 混合培養(yǎng)系中的生存性混合培養(yǎng)系中的生存性 降解降解(jin ji)能力的安定性能

54、力的安定性 大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)第六十五頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-266六、遺傳工程(ychun gngchng)（Genetic engineering）50年代遺傳物質(zhì)的研究70年代基因工程誕生遺傳工程包括根據(jù)微生物(shngw)在遺傳過程中發(fā)生的生物(shngw)變異現(xiàn)象，獲得有利于人類的某些遺傳性狀。包括誘變育種（基因突變）、質(zhì)粒育種、DNA重組。1. 誘變(yu bin)育種： 就是利用物理化學等因素，誘發(fā)基因突變，并從中篩選出具有某一優(yōu)良性狀的突變體。l出發(fā)菌株的選擇l誘變劑的選擇：紫外線、X射線、亞硝酸鹽等l誘變劑量的選擇：殺菌率為7075%的紫外線l

55、突變體的篩選2. 誘變育種的主要步驟第六十六頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-267六、遺傳工程(ychun gngchng)（Genetic engineering）3. 誘變育種應(yīng)用(yngyng)l微生物馴化l獲得某些難降解物質(zhì)的優(yōu)良降解菌5. 質(zhì)粒育種應(yīng)用l石油(shyu)降解功能菌的構(gòu)建l烴類和抗汞質(zhì)粒菌的構(gòu)建4. 質(zhì)粒育種質(zhì)粒是原核微生物中除染色體外一類攜帶遺傳物質(zhì)的環(huán)狀DNA片斷，它能夠決定微生物的某些性狀?？梢詫煞N或多種微生物通過細胞結(jié)合或細胞融合技術(shù)，使供體菌的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到受體均體內(nèi)，使受體菌同時具有多種功能。第六十七頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-

56、268誘變育種：誘變育種：是用物理或化學的誘變劑使誘是用物理或化學的誘變劑使誘變對象內(nèi)的遺傳物質(zhì)（變對象內(nèi)的遺傳物質(zhì)（DNA）的分子結(jié)構(gòu)）的分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u)發(fā)生改變，引起性狀變異并通過篩選獲得發(fā)生改變，引起性狀變異并通過篩選獲得符合要求的變異菌株的一種育種方法。符合要求的變異菌株的一種育種方法。 l誘變育種具有極其重要的實踐意義。當前發(fā)酵工業(yè)和誘變育種具有極其重要的實踐意義。當前發(fā)酵工業(yè)和其他其他(qt)微生物生產(chǎn)部門所使用的高產(chǎn)菌株，幾乎毫微生物生產(chǎn)部門所使用的高產(chǎn)菌株，幾乎毫無例外地都是通過誘變育種而明顯提高其生產(chǎn)性能的。無例外地都是通過誘變育種而明顯提高其生產(chǎn)性能的。誘變誘

57、變(yu bin)育種育種第六十八頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-269 誘變誘變(yu bin)育種的步驟育種的步驟：原始原始(yunsh)菌種菌種純化純化(chn hu)斜面斜面/肉湯培養(yǎng)肉湯培養(yǎng)單孢子單孢子/單細胞懸液單細胞懸液誘變劑處理誘變劑處理平板分離平板分離移至斜面移至斜面小試小試中試中試初篩初篩復(fù)篩復(fù)篩計算存活率計算存活率觀察形態(tài)變異，挑觀察形態(tài)變異，挑單菌落單菌落良種保藏良種保藏原菌種特性鑒定原菌種特性鑒定第六十九頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-270誘變育種的基本誘變育種的基本(jbn)過程：過程：選擇選擇合適選擇選擇合適(hsh)的出發(fā)菌株的出發(fā)菌株制備待處理的菌懸液制備待處理的菌懸液誘變處理誘變處理篩選篩選保藏和擴大試驗保藏和擴大試驗第七十頁，共八十一頁。醫(yī)學專題細菌的生長和遺傳變異-271七、基因工程(jyn gngchng)（Genetic engineering）50年代(nindi)遺傳物質(zhì)的研究70年代基因工程誕生1. 定義(dngy)： 用人為的方法把供體生物DNA導入受體生物中，并在其中“安家落戶”，進行正常的復(fù)制表達，從而獲新物種的一種育種技術(shù)。 是一種分子水平上的遺傳重組技術(shù)。第七十一頁，共八