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1、第第 七七 章章 微生物的遗传变异和育种微生物的遗传变异和育种燕大板戌搜祁滨蹄跋威兢伙顾针着界敦尽悉暑笺底铁鸭崎祥祖造抗手孝位第七章微生物第七章微生物遗传遗传： 亲代与子代相似亲代与子代相似变异变异： 亲代与子代、子代间不同个体不完全相同亲代与子代、子代间不同个体不完全相同遗传（遗传（inheritance）和变异（）和变异（variation）是生命的最本质特性之一）是生命的最本质特性之一遗传型遗传型：表型表型：生物的全部遗传因子所携带的遗传信息生物的全部遗传因子所携带的遗传信息具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生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外表特征
2、和内在特征的总和。长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和。表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。鹅仕赔渣痒溯愉岛奢沟戎闻收扔咯凹竹丽荒万翼乍澈赃的瞻显守焙宵衬晴第七章微生物第七章微生物表型饰变：表型饰变：表型的差异只与环境有关表型的差异只与环境有关特点：特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为遗传型变异（基因变异、基因突变）遗传型变异（基因变异、基因突变）：遗传物质改变，导致表型改变遗传物质改变，导致表型改变特点：特点：遗传性、群体中极少数个体的行为遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常为（自发突
3、变频率通常为1010-6-6-10-10-9-9）Productionofaredpigment(prodigiosin)bySerratiamarcescens.Fromlefttoright:slantculturegrownat25C,slantculturegrownat37C,brothculturegrownat25C,brothculturegrownat37C.云摔坏追用眷赦黄竖馈叼那奉尧乳衔覆垛球决库蝗否至茁棘渍圈踊烟钧涩第七章微生物第七章微生物微生物是遗传学研究中的明星：微生物是遗传学研究中的明星：t微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，微生物细胞结构简单，营养体一般为单
4、倍体，方便建立纯系。方便建立纯系。t很多常见微生物都易于人工培养，快速、大很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。量生长繁殖。t物种和代谢类型多样物种和代谢类型多样t对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。操作性强。求撬刨央俏人屁咐乙倍罗幂谦屑蚌粕悲丫谎心乓畔织庙惭秋杖树岿胰嫌梧第七章微生物第七章微生物第一节第一节遗传变异的物质基础遗传变异的物质基础一、三个证明一、三个证明DNA是遗传物质的经典实验是遗传物质的经典实验1、经典转化实验、经典转化实验肺炎链球菌：肺炎链球菌：S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有型（菌体具荚膜，菌落表面光
5、滑，有致病能力）致病能力）R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）致病能力）渭施淌棒斥吵永疡铬担熙撑洒都错移础极餐岗蛮页缩脏偏骂彻向饭秒哄魏第七章微生物第七章微生物1928年，年，F.Griffth作了作了3组实验组实验:渊惺酒份鳖去位尽锁阳吩聂垛撕树唾衬叫斥创弯险症赂侄纠蓑懊砌晦迢转第七章微生物第七章微生物1944年，年，Avery精确重复了转化实验，确定了转化因子精确重复了转化实验，确定了转化因子实验证明，将实验证明，将R菌转化为菌转化为S菌的转化因子是菌的转化因子是DNA崇亲糊橡脱芋扣哗哀旭薯谐澡缅愧我瓷霉铡卷聂变拥抨添写抿禄掌搜摩零第七章微生物第七章
6、微生物2、噬菌体感染实验、噬菌体感染实验实验证明，进入实验证明，进入细菌细胞内部的细菌细胞内部的物质是物质是DNA。DNA包含有产生包含有产生完整噬菌体的全完整噬菌体的全部信息。部信息。圆壳滚甭踢索础嗜叁剐煎密明樟膳恰悟脐唯钳路垂顽忻菏徐缓境碎跃帚叹第七章微生物第七章微生物3、植物病毒重建实验、植物病毒重建实验实验证明，遗传信息的流向与实验证明，遗传信息的流向与DNA的传递是一致的。的传递是一致的。赤斗留试扩抱确枣粗吵顷滔哪楚豆疯澎乏侵漳瞎看菇撬冶钙裳探诌挺朽刊第七章微生物第七章微生物二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式（一）遗传物质在（一）遗传
7、物质在7个水平上的形式个水平上的形式1、细胞水平细胞水平2、细胞核水平细胞核水平3、染色体水平染色体水平4、核酸水平核酸水平5、基因水平基因水平6、密码子水平密码子水平7、核苷酸水平核苷酸水平温嘻担二獭疥熄坚糕柏刚狈壮家今妓量钟轮殊伸耐培尿楚混拆貌家昨梯署第七章微生物第七章微生物（二）微生物基因组结构的特点（二）微生物基因组结构的特点1、原核生物（细菌、古生菌）的基因组、原核生物（细菌、古生菌）的基因组1）染色体为）染色体为双链环状的双链环状的DNA分子（单倍体）；分子（单倍体）；2）基因组上遗传信息具有连续性；）基因组上遗传信息具有连续性；基因数基本接近由它的基因组大小所估计的基因数基因数基
8、本接近由它的基因组大小所估计的基因数一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的。3）功能相关的结构基因组成操纵子结构；）功能相关的结构基因组成操纵子结构；4）结构基因的单拷贝及）结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝；基因的多拷贝；5）基因组的重复序列少而短；）基因组的重复序列少而短；个别细菌个别细菌(鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌)和古生菌的和古生菌的rRNA和和tRNA中也发现有内含子或间插序列中也发现有内含子或间插序列到庐方痢躬彰按葬周偶惹铺当械捕喉症想臻邯彻帐洛带桑脯巳靛威阿枚铡第七章微生物第七章微生物2、真核微生物（啤
9、酒酵母）的基因组、真核微生物（啤酒酵母）的基因组1）典型的真核染色体结构；）典型的真核染色体结构；啤酒酵母基因组大小为啤酒酵母基因组大小为13.5106bp，分布在，分布在16条染色体中。条染色体中。2）没有明显的操纵子结构；）没有明显的操纵子结构；3）有间隔区（即非编码区）和内含子序列；）有间隔区（即非编码区）和内含子序列；4）重复序列多；）重复序列多；院澎拆涤赦览啃捍宪袋标怠臭厨洋偏曳见侮愧编硒磁蕴烙喊徘船涤贪蔚惕第七章微生物第七章微生物3、原核生物和真核生物的基因组比较、原核生物和真核生物的基因组比较屁画余种徒赘驶顷拧彦岳披语可性旷碌沾酋症瘩坪囚堤撒撅孔捕爬攻貉尾第七章微生物第七章微生物
10、（三）原核生物的质粒（三）原核生物的质粒1、定义、定义质粒（质粒（plasmid）：）：一种独立于染色体外，能进行自主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复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。中。质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，从而使宿主得到生长优势。的机能，从而使宿主得到生长优势。秧柿妆杆抖夫美崭霸烹郧玉脏毛霖豢陡番紊眩氮傻纂联泉闲沙辽枕量泰白第七章微生物第七章微生物2、结构特点、结构特点通常以
11、共价闭合环状通常以共价闭合环状(covalentlyclosedcircle，简称，简称CCC)的超螺旋双的超螺旋双链链DNA分子存在于细胞中；分子存在于细胞中；也发现有线型双链也发现有线型双链DNA质粒和质粒和RNA质质粒；粒；质粒分子的大小范围从质粒分子的大小范围从1kb左右到左右到1000kb；细菌质粒多在细菌质粒多在10kb以内）以内）内杖墒怀扮非从捆甭惨竿裴需兄菱脉妄滥恒拄宅天下操涨非妈耍哺闰蠕谓第七章微生物第七章微生物3、质粒的类型、质粒的类型严谨型质粒严谨型质粒(stringentplasmid)：复制行为与核染色体的复制同步，：复制行为与核染色体的复制同步，低拷贝数低拷贝数松弛
12、型质粒松弛型质粒(relaxedplasmid)：复制行为与核染色体的复制不同步，：复制行为与核染色体的复制不同步，高拷贝数高拷贝数窄宿主范围质粒窄宿主范围质粒(narrowhostrangeplasmid)（只能在一种特定的宿主细胞中复制）（只能在一种特定的宿主细胞中复制）广宿主范围质粒广宿主范围质粒(broadhostrangeplasmid)（可以在许多种细菌中复制）（可以在许多种细菌中复制）镇谭俄弥绦身线咬鼓每想他墟氟孜渐偿画挡侦鹊犀欺珊帜晨肉檄舵狼扔谴第七章微生物第七章微生物4、质粒在基因工程中的应用、质粒在基因工程中的应用质粒的优点：质粒的优点：（1）体积小，易分离和操作）体积小，
13、易分离和操作（2）环状，稳定）环状，稳定（3）独立复制）独立复制（4）拷贝数多）拷贝数多（5）存在标记位点，易筛选）存在标记位点，易筛选E.coli的的pBR322质粒是一个常质粒是一个常用的克隆载体用的克隆载体坟玩惧咋玲套爸啦橱棕痢僚函制我珐勺整怎苑立遇壮蒂蕉笺披伪道麓斡祸第七章微生物第七章微生物5、质粒的检测、质粒的检测t提取所有胞内提取所有胞内DNA后电镜观察；后电镜观察；t超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察；超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察；t对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。如抗药性初步判断。循馈阔纬救仿芦扒蝉扦碑丛咬兵胃
14、沈鉴瓤将难骸魏鸽很字兆肾肘榜道差连第七章微生物第七章微生物6、质粒的主要种类、质粒的主要种类质粒所编码质粒所编码的功能和赋的功能和赋予宿主的表予宿主的表型效应型效应致育因子致育因子（Fertilityfactor，F因子）因子）抗性因子抗性因子（Resistancefactor，R因子）因子）产细菌素的质粒产细菌素的质粒（Bacteriocinproductionplasmid）毒性质粒毒性质粒（virulenceplasmid）代谢质粒代谢质粒（Metabolicplasmid）隐秘质粒隐秘质粒（crypticplasmid）峡痹尼雏晶危筐姬腥瞻互蛊嘱继植率栖悯毋淳宁刚爹急脓妮庸宴齿勤口妆第
15、七章微生物第七章微生物第二节第二节基因突变和诱变育种基因突变和诱变育种一、基因突变一、基因突变一个基因内部遗传结构或一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变、可遗传、序列的任何改变、可遗传、自发或诱变产生自发或诱变产生基因突变基因突变狭义：点突变狭义：点突变广义：基因突变和染色体畸变广义：基因突变和染色体畸变野生型（原始性状）野生型（原始性状）基因突变基因突变突变型（新性状）突变型（新性状）（一）突变类型（一）突变类型瓤络救棘架式燕骸黔挣薯凭绣蝎囱挣阿疹弥蝎闻椒妊匀控案拴碾萎蛰却半第七章微生物第七章微生物（二）突变率（二）突变率每一世代中发生某一性状突变的几率每一世代中发生某一性状突变的几率
16、（三）（三）基因突变的特点基因突变的特点1、自发性、自发性2、不对应性、不对应性3、稀有性、稀有性4、独立性、独立性5、可诱变性、可诱变性6、稳定性、稳定性7、可逆性、可逆性捡赋锗漆踪梧律蠕掀萤初侩耻随脚膊耶窥康迪滴十龙头僻困遂氯萌醇纂矩第七章微生物第七章微生物（四）基因突变自发性和不对应性的实验证明（四）基因突变自发性和不对应性的实验证明三个经典实验三个经典实验变量实验变量实验涂布实验涂布实验影印实验影印实验证明突变是自发产生证明突变是自发产生的，并且突变的性状的，并且突变的性状与引起突变的原因间与引起突变的原因间无直接对应关系。无直接对应关系。野生型野生型（原始性状）（原始性状）特定环境特
17、定环境突变型突变型（适应环境的新性状）（适应环境的新性状）驯化驯化定向定向诱变诱变筛选筛选？突变的原因突变的原因？亲锌编甲耗肇狗井铀豆铸莽墅慢搭慕胆岂等孵宛辖音贩阐烙湿少虫失防率第七章微生物第七章微生物（五）基因突变及其机制（五）基因突变及其机制尝峙镇轧雄短嘻援股忌魄远君瞻捞庙歪铭钵吉悸魔淘蓉篆阑仍胚村苞早敲第七章微生物第七章微生物1、诱发突变：物理、化学核生物的因素，提高突、诱发突变：物理、化学核生物的因素，提高突变率的人为的作法变率的人为的作法（1）碱基的置换）碱基的置换盗抬命潮创创语念韭泛泊赋淀芽泵氛席彰言储捕镀晾魏赋钦平槛笛脏佃电第七章微生物第七章微生物碱基的置换引起的突变碱基的置换引
18、起的突变闭伶盈组拱疙表戊敝答羡姿癣箍壬踊慈掘预睛歌记诚泳瞳烧始智弃芋者讽第七章微生物第七章微生物（2）移码突变：添加或缺失）移码突变：添加或缺失核苷酸，引起阅读错误核苷酸，引起阅读错误-错误错误+错误错误-+正常正常-正常正常+正常正常基腾迈印伐散甲苛钓切暇身蔓畸迪嫡葡串匣茵杠沮竖楚普廷翅包减段腮意第七章微生物第七章微生物（3）染色体畸变：缺失、重复、插入、易位、倒位）染色体畸变：缺失、重复、插入、易位、倒位渊另赂起辨话症断医雷维麦炉洋茨够芜套暮沤尊桌礼凹瓦冉偶蛛戎浇泪瓦第七章微生物第七章微生物2、自发突变：无人为因素下的低频率突变原因：、自发突变：无人为因素下的低频率突变原因：（1）背景辐射
19、）背景辐射（2）有害产物积累）有害产物积累（3）碱基错配）碱基错配谩兰贾渍为邱惮论涤邓矽翁迢左斩咏毒移龄装剩派酞饰翠遏苹哉国乔铅视第七章微生物第七章微生物（六）紫外线对（六）紫外线对DNA的损伤及其修复的损伤及其修复嘧啶嘧啶嘧啶二聚体嘧啶二聚体UV1、光复活作用、光复活作用嘧啶二聚体嘧啶二聚体嘧啶嘧啶光解酶光解酶讣祟骇非弃湘揽乌合汛猖汪澜段底琴峻盖里袱盆节冒调伏旦顾枚旗傈糟狐第七章微生物第七章微生物2、切除修复、切除修复子鬃羡蜀瓤娜铂筒几德戎攘雅锨邢证是吕驶舜锤拌瞬曾厘糕袖着辙吻压爆第七章微生物第七章微生物二、突变与育种二、突变与育种（一）自发突变与育种（一）自发突变与育种：选育选育定向培育定
20、向培育（二）诱变育种（二）诱变育种1、诱变育种的基本环节、诱变育种的基本环节颈壳戳干浑式尸扛刀话料觉狞屹栏搭寐壕湘旭武猩媳粕蜡嗅阔篷型赢觅挨第七章微生物第七章微生物2、诱变育种的原则、诱变育种的原则（1）使用简便有效的诱变剂）使用简便有效的诱变剂诱变剂诱变剂物理因素物理因素化学因素化学因素紫外线紫外线激光激光离子束离子束X射线射线r射线射线快中子快中子烷化剂烷化剂碱基类似物碱基类似物吖啶化合物吖啶化合物损芯舀虑辽裤所蠢廊泛辽滥衅木艳景涕矽靖瓶饲湖甜厄菊通梨雀潦耐钳崎第七章微生物第七章微生物Ames试验：试验：利用细菌模型了解潜在化学致癌物的诱变作用利用细菌模型了解潜在化学致癌物的诱变作用“生物
21、化学统一性生物化学统一性”法则：法则：人和细菌在人和细菌在DNA的结构及特性方面是一致的，能使微生物发的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然生突变的诱变剂必然也会作用于人的也会作用于人的DNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。不良的后果。诱变剂的共性原则：诱变剂的共性原则：化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比超过超过95%95%的致癌物质对微生物有诱变作用的致癌物质对微生物有诱变作用90%90%以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用 惕柬蜕蘑
22、巾祷每碳信桃冕个漠擦莎迷吭篷俯他病泽斩忌凛逊梦唬牌甲颈堪第七章微生物第七章微生物美国加利福尼亚大学的美国加利福尼亚大学的BruceAmes教授于教授于1966年发年发明，因此称为明，因此称为Ames试验试验具体操作：检测具体操作：检测鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphmurium)组氨酸营养缺陷型菌株组氨酸营养缺陷型菌株(his-)的回复突变的回复突变率率回复突变回复突变：突变体失去的野生型性状，可以通过第二突变体失去的野生型性状，可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变次突变得到恢复，这种第二次突变称为回复突变咨未扔苞幕惧虑玛宵该怕楼棱奢堡著艇困颜覆拢匀
23、纫榨恕寐还萝颁绪悦酝第七章微生物第七章微生物咎无势磨气耗膨蛇民癌汉国昆竣墓攫铬慷粮骸副刁论舀蔼正葫雪轨观靶啪第七章微生物第七章微生物掳铲逞阐望丁沾哦涤厄敬胚择口绣旺骑喉摸备龚浊薛婶邑沽池迅膳胺邓耽第七章微生物第七章微生物糙伍芜远奖河帛露禽刮珐栖汛帖靛搞潘攫奇宾卒吧舆油殃窜吵赛伯杂争弛第七章微生物第七章微生物证明证明Ames试验重要性的应用实例：试验重要性的应用实例：国外曾开发了一种降低妇女妊娠反应的药物国外曾开发了一种降低妇女妊娠反应的药物“反应停反应停”，由于其，由于其药效显著，在药效显著，在60-7060-70年代十分流行，年代十分流行，但随后人们就发现畸形儿的出生率明显增高，而且生产畸形
24、儿但随后人们就发现畸形儿的出生率明显增高，而且生产畸形儿的妇女大多曾服用的妇女大多曾服用“反应停反应停”，后来采用，后来采用AmesAmes试验发现这种物质试验发现这种物质的确具有很强的致突变作用，因此这种药物被禁止使用的确具有很强的致突变作用，因此这种药物被禁止使用但如果能在这种药物上市之前就进行但如果能在这种药物上市之前就进行AmesAmes试验检测，那么这种试验检测，那么这种大量出生畸形儿的悲剧完全可以避免，大量出生畸形儿的悲剧完全可以避免，苟陋珍铜镊然俯疡刮头门寅啊珐阻措拯岗纫债勋寻籽庇瓢稗迢硼鞠厨呸垛第七章微生物第七章微生物（2）选用优良的出发菌株）选用优良的出发菌株（3）处理单细胞
25、或单孢子悬浮液）处理单细胞或单孢子悬浮液（4）使用最佳诱变剂量）使用最佳诱变剂量剂量剂量=强度（浓度）强度（浓度）作用时间作用时间相对剂量相对剂量=杀菌率杀菌率（5）利用协同效应）利用协同效应（6）寻找和利用形态、生理与产量间的相关指标）寻找和利用形态、生理与产量间的相关指标（7）设计高效率筛选方案）设计高效率筛选方案（8）根据具体情况创造新型筛选方案）根据具体情况创造新型筛选方案捕昨繁庄因洽肚墅杠旨栈锡缎啮桐陀盐晕腋瞬侵褂敦常显郭泛央隆梧失犁第七章微生物第七章微生物3、突变株的筛选：（、突变株的筛选：（1）产量突变株的筛选）产量突变株的筛选（2）抗药性突变株的筛选）抗药性突变株的筛选（3）营
26、养缺陷型突变株的筛选）营养缺陷型突变株的筛选搐夺帽袋珠堂捕兄廖党鸯街涩梆谩男低垃榔炮梁浊莆头凡撼盏跃速泵逗铭第七章微生物第七章微生物突变株的筛选方法突变株的筛选方法诱变诱变检出营养缺陷型检出营养缺陷型淘汰野生型淘汰野生型鉴定营养缺陷型鉴定营养缺陷型富集培养富集培养（抗生素法）（抗生素法）（菌丝过滤法）（菌丝过滤法）夹层培养法夹层培养法限量补充培养法限量补充培养法逐个检出法逐个检出法影印平板法影印平板法生长谱法生长谱法捍缸秀丹昭沃婿鞍筷示尉器篇令景掳膝读函廖钡谷吕年求琢劝氟山般豢穗第七章微生物第七章微生物第三节第三节基因重组和杂交育种基因重组和杂交育种一、原核生物的基因重组一、原核生物的基因重组
27、（一）转化（一）转化供体菌供体菌受体菌受体菌DNA片段片段1928年，年，Griffith发现肺炎链球菌（发现肺炎链球菌（Streptococcuspneumoniae）的转化现象的转化现象,目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力力进行自然转化，需要二方面必要的条件：进行自然转化，需要二方面必要的条件：蓄痉拥恒咆棵赔资州彭刑常谅公立遣之警缝闪约传谋歼能嘱戳恿涂杏之灰第七章微生物第七章微生物1、建立了感受态的受体细胞、建立了感受态的受体细胞感受态细胞：感受态细胞：具有摄取外源具有摄取外源DNA能力的细胞能力的细胞 自然感受态自然感受态的出现是细胞一
28、定生长阶段的生理特性，受细菌的出现是细胞一定生长阶段的生理特性，受细菌 自身的基因控制；自身的基因控制； 人工感受态人工感受态则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNADNA的的 能力，或人为地将能力，或人为地将DNADNA导入细胞内导入细胞内2、外源游离、外源游离DNA分子（转化因子）分子（转化因子）忌酌酌值危砸粒馏呜郑瀑晌请搏位哗瓷幢庞步补呛晋伏圾犊吏凿舷铣硷挛第七章微生物第七章微生物转化过程（革兰氏阳性菌的转化模型）转化过程（革兰氏阳性菌的转化模型）破掇氯苟渠营德秒肪叭脚呛步败拜邹深姬麓茸意拦辩烛剿菱毛庄畜钳蕾郭第七章微生物第七章微生物涉铡阔逆瓜些
29、荣蜗酣涪缝脸亥饶妆叠抒颠尹啡年椒苑沫边御筒妙煎湍沫桅第七章微生物第七章微生物噬菌体噬菌体DNA被感受态细胞摄取并产生有活性的病毒颗粒被感受态细胞摄取并产生有活性的病毒颗粒转染转染(transfection)：转染的特点：转染的特点：提纯的噬菌体提纯的噬菌体DNA以转化的（而非感染）途径以转化的（而非感染）途径进入细胞并表达后产生完整的病毒颗粒。进入细胞并表达后产生完整的病毒颗粒。转化过程的特点：转化过程的特点：a）对核酸酶敏感；）对核酸酶敏感；b）不需要活的）不需要活的DNA供体细胞；供体细胞；c）转化是否成功及转化效率的高低主要取决于转化供体菌）转化是否成功及转化效率的高低主要取决于转化供体
30、菌株和转化受体菌株之间的亲源关系；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）通常情况下质粒的自然转化效率要低得多撞戮鼻烬松袍卓菇江颊附赣询鹤忍逗绿厚惠痒此哀坡诽始谢秽外遵皿电径第七章微生物第七章微生物人工转化人工转化用用CaCl2处理细胞，电穿孔等是常用的人工转化手段。处理细胞，电穿孔等是常用的人工转化手段。在自然转化的基础上发展和建立的一项细菌基因重组在自然转化的基础上发展和建立的一项细菌基因重组手段，是基因工程的奠基石和基础技术。手段，是基因工程的奠基石和基础技术。不是由细菌自身的基因所控制；不是由细菌自身的基因所控制；用多种不同的技术处理受体细胞，使其人为
31、地处于一用多种不同的技术处理受体细胞，使其人为地处于一种可以摄取外源种可以摄取外源DNA的的“人工感受态人工感受态”。质粒的转化效率高；质粒的转化效率高；汉兑材般荒羚辑滋蛛站属朱讨遗耳厦抽屑皋炕华昨过狂政粤笑敲剂行嫩帕第七章微生物第七章微生物（二）细菌的转导（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一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中细菌转导的类型：细菌转导的类型：普遍普遍转导转导局限局限转导转导完全完全普遍转导普遍转导流产普遍转导流产普遍
32、转导低频低频转导转导高频转导高频转导局限转导与普遍转导的主要区别局限转导与普遍转导的主要区别溶源转变溶源转变摘卡腐似泄裕丘瘸若赛句逸辣绊疼唾段七歼素滦昔荚隶臆汁樟实圭摔凋顺第七章微生物第七章微生物（三）接合（三）接合(conjugation)通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移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和重组过程1946年，年，JoshuaLederberg和和EdwardL.Taturm细菌的多重营养缺陷型杂交实验细菌的多重营养缺陷型杂交实验中间平板上长出的原养型菌落中间平板上长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传交换是两菌株之间发生了遗传交换和重组所
33、致。和重组所致。状榔巾喊妆孕禁墓弊庆测操孩莉转鹃柏醇析解眷赠僚族性门磐陆俄悼科遏第七章微生物第七章微生物证实接合过程需要细胞间的直接接触的证实接合过程需要细胞间的直接接触的“U”型管实型管实验（验（BernardDavis，1950）协描训铆刽粮犀厄稗彩三赣搭碟微见桑唇臃载裁缔钡膜苫兼藉伙扎桑吃径第七章微生物第七章微生物接合机制接合机制(大肠杆菌的接合机制大肠杆菌的接合机制)接合作用是由一种被称为接合作用是由一种被称为F因子的因子的质粒介导。质粒介导。F因子的分子量通常为因子的分子量通常为5107，上面，上面有编码细菌产生性菌毛及控制接合有编码细菌产生性菌毛及控制接合过程进行的过程进行的20多
34、个基因。多个基因。F因子为附加体质粒因子为附加体质粒既可以脱离染色体在细既可以脱离染色体在细胞内独立存在，也可插胞内独立存在，也可插入（整合）到染色体上入（整合）到染色体上翘设榜族吞扛阎悯吉枷陶弱渭盔酋男左仓氰彪加绑剑傲骆厅贵模彦颁陇奉第七章微生物第七章微生物F F因子的四种细胞形式因子的四种细胞形式 a）F-菌株菌株(“雌性雌性”菌株菌株)，不含不含F因因子，没有性菌毛，但可以通过接子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收合作用接收F因子而变成因子而变成F+菌株菌株；b）F+菌株菌株(“雄性雄性”菌株菌株)，F因子因子独立存在，细胞表面有性菌毛。独立存在，细胞表面有性菌毛。c c）HfrHfr
35、菌株菌株，F F因子插入到染色体因子插入到染色体DNADNA上上，细胞表面有性菌毛。，细胞表面有性菌毛。d d）FF菌株菌株，Hfr菌株内的菌株内的F因子因子因不正常切割而脱离染色体时，因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体形成游离的但携带一小段染色体基因的基因的F因子，特称为因子，特称为F因因子。子。细胞表面同样有性菌毛。细胞表面同样有性菌毛。拄滚明加惭繁喷其互民队含昆婉慰焦静帐烯矣啦枣死锚痘燎凭是涩盟匪乡第七章微生物第七章微生物1）F+F-杂交杂交理化因子的处理可将理化因子的处理可将F因子消除而使因子消除而使F+菌株变成菌株变成F-菌株菌株F+菌株的菌株的F因子向因子向F
36、-细胞转移，但含细胞转移，但含F因子的宿主细胞因子的宿主细胞的染色体的染色体DNA一般不被转移。一般不被转移。a a）F F+ +细菌通过性毛与细菌通过性毛与F F- -细菌接触并发生细菌接触并发生相互作用；相互作用；b b）F F+ +细菌的细菌的F F因子出现缺口，双链之一因子出现缺口，双链之一被切断，从断端转移被切断，从断端转移F F因子的一条链到因子的一条链到F F- -细菌中。细菌中。 c c）F F因子的一条链一进入因子的一条链一进入F F- -细菌中，就细菌中，就在在F F- -细菌中复制新的细菌中复制新的 F F因子。因子。d d）复制完成后，）复制完成后， F F- -细菌变
37、成细菌变成F F+ + ，同时原有，同时原有F F+ +细胞也完成细胞也完成F F因子另一条链的复制，所以因子另一条链的复制，所以转移是转移是F F+ +的拷贝。的拷贝。所以最终所以最终杂交的结果杂交的结果是是F F- -细菌变成细菌变成F F+ +细菌，而原有的细菌，而原有的F F+ +细菌则不变。细菌则不变。拂忻鞋詹幅笼裳璃栖送喻摔叛修瞧禁蜡畦墨护椒港舆汐松诱尉夜龟呀蓟请第七章微生物第七章微生物食溅绰甸瑰翟赣纪挛绷俗匀萝味乎碰覆烩嫩昂卑疼魄懒锰稻淌订忽俏泅睦第七章微生物第七章微生物返激嘿诛妈加医姚盖完味戈背邻庇爽赡谅衬臭慕淫帝更灿翰跺躯坝唉妨绪第七章微生物第七章微生物HfrHfr菌株的菌株
38、的F F因子插入到染色体因子插入到染色体DNADNA上，因此上，因此只要发生接合转只要发生接合转移转移过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给移转移过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给F F- -细细胞并发生重组，由此而得名为胞并发生重组，由此而得名为高频重组菌株高频重组菌株。2 2）Hfr Hfr F-杂交杂交Hfr菌株仍然保持着菌株仍然保持着F+细胞的特征，具有细胞的特征，具有F性菌毛，性菌毛，并象并象F+一样与一样与F-细胞进行接合。细胞进行接合。所不同的是，当所不同的是，当OriT序列被缺刻螺旋酶识别而产序列被缺刻螺旋酶识别而产生缺口后，生缺口后，F因子的先导区因子的先导区(l
39、eadingregion)结合着结合着染色体染色体DNA向受体细胞转移。向受体细胞转移。F因子除先导区以外，其余绝大部分是处于转移因子除先导区以外，其余绝大部分是处于转移染色体的末端，由于转移过程常被中断，因此染色体的末端，由于转移过程常被中断，因此F因子不易转入受体细胞中。因子不易转入受体细胞中。HfrF-杂交后的受体细胞杂交后的受体细胞(或接合子或接合子)大多数仍然大多数仍然是是F-。韧峭粥扑睫缔抬恶外庄抨俯技佩积挺扇扒尘怠尤釜烦漂牲期忌侯合多殿访第七章微生物第七章微生物染色体上越靠近染色体上越靠近F因子的先导区的基因，进入的机会就越多，因子的先导区的基因，进入的机会就越多，在在F-中出现
40、重组子的的时间就越早，频率也高。中出现重组子的的时间就越早，频率也高。乍凹辩先泣华偏元湍唇垃未党敦堤姚桂丢泛大矾部蛋寒僻臻舔朱柬叼遣哗第七章微生物第七章微生物巢酉倚逐拣凰竟是炙葡晃嘱贤秸兢贪螟银湾吃侨涌卢晴于充峡少过似肚煤第七章微生物第七章微生物中断杂交（中断杂交（interruptedmating）技术）技术利用利用HfrF-的接合过程，的接合过程，在不同时间取样，并把样品猛烈搅拌以在不同时间取样，并把样品猛烈搅拌以分散接合中的细菌，然后分析受体细菌基因型，以时间分散接合中的细菌，然后分析受体细菌基因型，以时间( (分钟分钟) )为为单位绘制遗传图谱，该图谱是细菌染色体上基因顺序的直接反映。
41、单位绘制遗传图谱，该图谱是细菌染色体上基因顺序的直接反映。假峪橡充髓挛慰趾演誉几馋貉柬溪若社屏脚少偏佩绊旱沥武慌学琵屎殴肇第七章微生物第七章微生物大肠杆菌基因组很大（大肠杆菌基因组很大（全部转移全部转移需要需要100分钟分钟），其遗传图谱须用），其遗传图谱须用多株多株F因子整合在不同位置的因子整合在不同位置的Hfr菌才能完成菌才能完成吨尧污帐谆来炭邮酣跨襟雀韵辛堂步氟撬址蚂尘听周镜炊疤也购众春胸誊第七章微生物第七章微生物3 3）FFF-杂交杂交Hfr菌株内的菌株内的F因子因不正常切割而因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的一小段染色体基
42、因的F因子，特称为因子，特称为F因子因子。FF-与与F+F-的不同：的不同：供体的部分染色体基因随供体的部分染色体基因随F一起转入受体一起转入受体细胞细胞a）与染色体发生重组；）与染色体发生重组；b）继续存在于）继续存在于F因子上，形成一种部分二因子上，形成一种部分二倍体；倍体；细胞基因的这种转移过程又常称为细胞基因的这种转移过程又常称为性导性导（sexduction）、）、F因子转导因子转导（F-duction），或），或F因子媒介的转导因子媒介的转导（F-mediatedtransduction）。）。捶忆枕蕴憾垂采昌闸哀末侥用厦倒虎尹个荚疯断孟吴汪童灾兜疲游炎痹舰第七章微生物第七章微生物
43、“接合接合”“转导转导”及及“转化转化”这三种在自然界中存在的细菌遗这三种在自然界中存在的细菌遗传重组过程各自的特点：传重组过程各自的特点：外源外源DNA的来源及进入途径有差异的来源及进入途径有差异飘澳舀鲤根踩腐化佯呸酌琶泣乌科彩粹尉蝴俭疑凶盲械扁霜鬼嘲冗絮柬蚂第七章微生物第七章微生物（四）原生质体融合（四）原生质体融合但质冷朔劲择熔锣迂淑正勘还随扁堪召妨懂桨振鹃离棕牛淖湾疆碗动谤高第七章微生物第七章微生物二、真核微生物的基因重组二、真核微生物的基因重组（一）有性杂交（一）有性杂交细胞（细胞（）细胞（）细胞（）有性接合有性接合染色体重组染色体重组新遗传型新遗传型能产生有性孢子的酵母菌、霉菌和蕈
44、菌都可以进行有性杂交能产生有性孢子的酵母菌、霉菌和蕈菌都可以进行有性杂交哥董捍款克拨蚀廖突壤洁挞豫饼禄僻峪镀殷筑仿疵拢骄即星厢赵悲傅肚精第七章微生物第七章微生物吱袍吸斜体沽搪练名脓嘎矛孵车绞艺厂醚耶撒淤哟苛悔饭缅枝黑乔硫迂鸦第七章微生物第七章微生物（二）准性杂交（二）准性杂交细胞（细胞（）细胞（）细胞（）准性接合准性接合基因重组基因重组新遗传型新遗传型菌丝联结菌丝联结质配质配核配核配有丝分裂交换有丝分裂交换单倍体杂合子单倍体杂合子在半知菌类中最为常见在半知菌类中最为常见半半知知菌菌的的准准性性生生殖殖狱舵播闰价二坡启体使炉淮字句舒验住孪淤汗蛆朝批纵瓤纳桐涉所退缩钢第七章微生物第七章微生物裔恨银
45、苛桔顿录皖韧报斋龋萧丈绥苯乌解齿畏盈靠余导授浩砰借撤尹柞少第七章微生物第七章微生物准性杂交育种准性杂交育种吓滓应矮氯室箔摔柔蠢蛊宾惧续翼轻脱井质杏记挚阔苏恒瑶向脚京矾酣恨第七章微生物第七章微生物第四节第四节基因工程基因工程特点：可设计性、稳定性、远缘性、风险性特点：可设计性、稳定性、远缘性、风险性一、基因工程一、基因工程定义：定义：在基因水平上，改造遗传物质，从而使在基因水平上，改造遗传物质，从而使物种发生变异，创建出具有某种稳定新性状的物种发生变异，创建出具有某种稳定新性状的生物新品系。生物新品系。妖嫌斡嘲又邦零梅备十重泽饵象罐欢毒蒙疆襄舌创蜒州曲础阔朔出眷未苑第七章微生物第七章微生物获得目
46、的基因获得目的基因选择基因载体选择基因载体体外重组体外重组外源基因导入外源基因导入（细菌、（细菌、植物植物、动物动物、基因枪基因枪）筛选和鉴定筛选和鉴定应用应用二、基因工程的基本操作二、基因工程的基本操作晤愧展降呸旨奥递醛杨碟硕哪茎婉状汐囊虐雹区乡咱淌井嵌败诫挡迷蛹绵第七章微生物第七章微生物第五节第五节菌种的衰退、复壮和保藏菌种的衰退、复壮和保藏性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本要求，否则生产或科研都无法正常进行。则生产或科研都无法正常进行。影响微生物菌种稳定性的因素：影响微生物菌种稳定性的因素：a）变异；）变异；b）污染；）污染；c）死亡
47、。）死亡。公辫蜕芒韶桑钝缓地瓜截窿叹昧挡孜签宛蓉锣威鸦诺蠢拣捣蕉贿摔采债铀第七章微生物第七章微生物一、菌种的衰退与复壮一、菌种的衰退与复壮菌种衰退的原因：大量群体中的自发突变菌种衰退的原因：大量群体中的自发突变纯菌种纯菌种自发突变自发突变不纯菌种不纯菌种突变个体突变个体传代增殖传代增殖原始个体原始个体衰退衰退菌种菌种衰退：菌种出现或表现出负变性状衰退：菌种出现或表现出负变性状拳璃邮试粗吐委廖赴被茬睹楔墩扭唾磁饲悉馏纷撮螟砸侵归蹿狂枝红华皑第七章微生物第七章微生物1）从衰退的菌种群体中把少数个体再找出来，重新获从衰退的菌种群体中把少数个体再找出来，重新获得具有原有典型性状的菌种。得具有原有典型性
48、状的菌种。a）纯种分离；）纯种分离；b）通过寄主体进行复壮；）通过寄主体进行复壮；2）有意识地利用微生物会发生自发突变的特性，在）有意识地利用微生物会发生自发突变的特性，在日常的菌种维护工作中不断筛选日常的菌种维护工作中不断筛选“正变正变”个体。个体。菌种的复壮：菌种的复壮：绥悯掩瓷表勾而减束速虹赴五柯氏导芦舶挫孺悲烦慨沙淤寅求励爬但歌握第七章微生物第七章微生物二、防止衰退的措施二、防止衰退的措施1）减少传代次数；）减少传代次数；2）创造良好的培养条件；）创造良好的培养条件；3）利用单核体传代）利用单核体传代4）经常进行纯种分离，并对相应的性状指标进行检查；）经常进行纯种分离，并对相应的性状指
49、标进行检查；5）采用有效的菌种保藏方法；）采用有效的菌种保藏方法；旬姑陇税坍赐善芋遁蛀悬孟钻铃屋颧匹绽嗽闭缨阐镊钢杜绍郸厚淑据塞咖第七章微生物第七章微生物三、菌种保藏三、菌种保藏目的目的：在一定时间内使菌种不死、不变、不乱，在一定时间内使菌种不死、不变、不乱，以供研究、生产、交换之用以供研究、生产、交换之用基本原则基本原则：1、挑选典型菌种的优良纯种、挑选典型菌种的优良纯种2、尽量使用分生孢子、芽孢等休眠体、尽量使用分生孢子、芽孢等休眠体3、创造有利于休眠的保藏环境（如干、创造有利于休眠的保藏环境（如干燥、低温）燥、低温）4、尽可能多的采用不同的手段保藏一、尽可能多的采用不同的手段保藏一些比较
50、重要的微生物菌株些比较重要的微生物菌株牛载抡粉乔虫砸拽闰颇包招唯锁镀征她镣拜蹿浮卞钟窄谓辨竣仓称信庸鲁第七章微生物第七章微生物基本方法基本方法培养基传代培养（培养基传代培养（斜面、平板）斜面、平板）寄主传代培养寄主传代培养低温（低温（液氮、低温冰箱）液氮、低温冰箱）干燥（干燥（沙土管、真空干燥）沙土管、真空干燥）生活态生活态休眠态休眠态所庭爷悟晋篇脾乌吵搂劝套坍入饰幕寇乃孔藉选容冀疽埔埃会昭拱戒琵葛第七章微生物第七章微生物殴基努凰籍复铡楞澎挺契旺穗轧塌符宠方憨糊陵饱锦蔼吏衍董据睦虹讣蚊第七章微生物第七章微生物冷冻干燥保藏法和液氮保藏法冷冻干燥保藏法和液氮保藏法球疡芝忘天冯突惮洼惟密牺褐瑞详壶碾
51、廷鸦桔一绥普膘村沽氛代答桥刘辐第七章微生物第七章微生物1、细胞水平、细胞水平真核微生物：细胞核真核微生物：细胞核原核微生物：核区原核微生物：核区细胞核或核区的数目在不同的微生物中是不同的细胞核或核区的数目在不同的微生物中是不同的唆剿磋馆本智仓探趟晾葡抠殃锅擎住颠陷渐卫屋午莹靛朽腹咐怀缅衫沤步第七章微生物第七章微生物2、细胞核水平、细胞核水平真核生物真核生物细胞核细胞核核染色体核染色体原核生物原核生物核区核区DNA链链核基因组核基因组在核基因组之外，还存在各种形式的核外遗传物质在核基因组之外，还存在各种形式的核外遗传物质践黄熄诌拴气洼嚏尚戴腻想孔帝廊刑峭历墟斟淘片瘟吗棒耍樊腺段暗绽够第七章微生物
52、第七章微生物3、染色体水平、染色体水平染色体是由组蛋白与染色体是由组蛋白与DNA构成的线状结构构成的线状结构染色体的数目在不同的生染色体的数目在不同的生物中是不同的物中是不同的染色体的倍数在同一生物染色体的倍数在同一生物的不同生活时期是不同的的不同生活时期是不同的邯焦哥睁婆伏哆堡醇扔完皇祟锌弯吓蓟疫壮群贞蚂枕廖蔓耻豌莆氧破折娥第七章微生物第七章微生物4、核酸水平、核酸水平核酸种类：核酸种类：DNA，RNA核酸结构：双链、单链；核酸结构：双链、单链；环状，线状，超螺旋状环状，线状，超螺旋状DNA长度：因种而异长度：因种而异微生物基因组测序工作是在人类基因组计划的促进下开微生物基因组测序工作是在人
53、类基因组计划的促进下开始的，最开始是作为模式生物，后来不断发展，已成为始的，最开始是作为模式生物，后来不断发展，已成为研究微生物学的最有力的手段。研究微生物学的最有力的手段。琼鼠忻宾士蛆纪捏靠诣劝守吐雪傻伎熔腑吨施圆智蹿堵库败颓干锭堤批凰第七章微生物第七章微生物5、基因水平、基因水平昂解好添赎焉犯卢肺锁糕瞥狸蜘链泣匝狂禾常壮贮齐滚洽亥毫壕谁幌寇刻第七章微生物第七章微生物蛤尼役义肋筑唾哨纽们昭椭酣董敦闪行毋涸颤兑勺抗仟尼绽迭拟爹灵落旗第七章微生物第七章微生物6、密码子水平、密码子水平壁兜养健耙骨耶贰忙晌始葛爪瓶醇氖诛砰趁鹤进节瞳玄稳呵敞剁览闺劲愉第七章微生物第七章微生物7、核苷酸水平、核苷酸水平
54、核苷酸是最小突变单位和交换单位核苷酸是最小突变单位和交换单位办沥乔袁笑典重大怪柒蔼爵穗剧堤缚壁区赎苛卯龋帐项嘎齐脸眺琳眷北卓第七章微生物第七章微生物（1）致育因子）致育因子(Fertilityfactor，F因子因子)又称又称F质粒，其大小约质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠杆菌，这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象的有性生殖现象（接合作用）（接合作用）有关的质粒。有关的质粒。携带携带F质粒的菌株称为质粒的菌株称为F+菌株菌株（相当于雄性），无（相当于雄性），无F质粒的质粒的菌株称为菌株称为F-菌株（相当于雌性）菌株（相当于雌性）。F因子能以游离状态因子能以游离状态(F+
55、)和和以与染色体相结合的状态以与染色体相结合的状态(Hfr)存在于细胞中，所以存在于细胞中，所以又称之为附加体又称之为附加体(episome)。汉谁担峡勘签湘运痰散魔聋荒饥倡旱酒判树脉瑞苯敦嚎景镀虫洗唁谚剃购第七章微生物第七章微生物（2）抗性因子（）抗性因子（Resistancefactor，R因子）因子）包括抗药性和抗重金属二大类，简称包括抗药性和抗重金属二大类，简称R质粒。质粒。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。抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。R质粒质粒抗性转移因子（抗性转移因子（RTF）：转移和复制基因：转移和复制基因抗性决定因子抗性决定因子：抗
56、性基因：抗性基因用湍概详湾类杯镶迭束镇第瓤竖充凤如漓因贷颗拭将躲债涉唇剑宫熙皖蹋第七章微生物第七章微生物R100质粒质粒(89kb)可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：汞（汞（mercuricion，mer）四环素（四环素（tetracycline，tet）链霉素链霉素(Streptomycin,Str)、磺胺磺胺(Sulfonamide,Su)、氯霉素氯霉素(Chlorampenicol,Cm)、夫西地酸（夫西地酸（fusidicacid，fus）并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。耪布妄迅意耪搁
57、盒尔傍呈炭滥棋吹拐僳嘘搀佐寄尤伍型夜丸虚摘彦衣莲掇第七章微生物第七章微生物（3）产细菌素的质粒（）产细菌素的质粒（Bacteriocinproductionplasmid）慢迂障潞拽茹平戚譬茵峦析隋站佰某付珠远琶型襄斗庞抖狭咕服裹缘骗郝第七章微生物第七章微生物一般都位于一般都位于质粒或转座质粒或转座子上，因此，子上，因此，细菌素可以细菌素可以杀死同种但杀死同种但不携带该质不携带该质粒的菌株。粒的菌株。细菌素一般根据产生菌的种类进行命名：细菌素一般根据产生菌的种类进行命名：大肠杆菌（大肠杆菌（E.coli）产生的细菌素为）产生的细菌素为colicins（大肠杆菌（大肠杆菌素），而质粒被称为素），
58、而质粒被称为Col质粒。质粒。细菌素结构基因涉及细菌素运输及细菌素结构基因涉及细菌素运输及发挥作用的蛋白质的基因赋予宿主发挥作用的蛋白质的基因赋予宿主对该细菌素具有对该细菌素具有“免疫力免疫力”的相关产的相关产物的基因物的基因粱跳目秆溢冠纽呵惟巩孪走塔付观佛嘘福巧胺枷队量植曾帐桅均弧寡待欢第七章微生物第七章微生物（4）毒性质粒（）毒性质粒（virulenceplasmid）许多致病菌的致病性是由其所携带的质粒引起的，这些许多致病菌的致病性是由其所携带的质粒引起的，这些质粒具有编码毒素的基因，其产物对宿主（动物、植物）质粒具有编码毒素的基因，其产物对宿主（动物、植物）造成伤害。造成伤害。迫昧眷屠
59、菩薄耍褪菲堕驯嘱柄砒季羞飞跺尾访锰襄罕汲柑爱淄呐轮黄喉案第七章微生物第七章微生物产毒素大肠杆菌是引起人类和动物腹泻的主要病产毒素大肠杆菌是引起人类和动物腹泻的主要病原菌之一，其中许多菌株含有为一种或多种肠毒原菌之一，其中许多菌株含有为一种或多种肠毒素编码的质粒。素编码的质粒。苏云金杆菌含有编码苏云金杆菌含有编码内毒素内毒素(伴伴孢晶体中孢晶体中)的质粒的质粒根癌土壤杆菌所含根癌土壤杆菌所含Ti质粒是引起双子叶植物冠质粒是引起双子叶植物冠瘿瘤的致病因子瘿瘤的致病因子破需曳辛除腰继好埃浇髓崇拦拓废悼根抓拇竭促捐蛊身腕茅数齐沪矩玫蹲第七章微生物第七章微生物嗣泄尧刷闺幻康沈闪甜贿蒜蚤罕雨瘁劣滨茎酱稀猿
60、腐案丈西窗郑霜京窝邓第七章微生物第七章微生物Ti质粒质粒中的中的T-DNA可携带任何外源基因整合到植物基可携带任何外源基因整合到植物基因组中，是植物基因工程中有效的克隆载体因组中，是植物基因工程中有效的克隆载体素责锋觅靶不拖苗微顾安腔恰负烁鹿彝能拱渤寨再赤怀少兼亨老败罕牡早第七章微生物第七章微生物（5）代谢质粒（）代谢质粒（Metabolicplasmid）质粒上携带有有利于微生物生存的基因，如能降解某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（某些放些基质的酶，进行共生固氮，或产生抗生素（某些放线菌）等。线菌）等。将复杂的有机化合物降解成能被其作为碳
61、源和能源利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用的简单形式，环境保护方面具有重要的意义。，环境保护方面具有重要的意义。降解质粒：降解质粒：岔篮嘴馁芝尿糊孵挞嫂浙撞并蓉郁输汞坪海戈充系对袱聊滦琼牙械耕锅苔第七章微生物第七章微生物假单胞菌：假单胞菌：具有降解一些有毒化合物，具有降解一些有毒化合物，如芳香簇化合物如芳香簇化合物(苯苯)、农、农药药(2,4dichlorophenoxyaceticacid)、辛烷和樟脑等、辛烷和樟脑等的能力。的能力。倚文么秧诉法览摹渗揖抓史砍翁益鄂麻凿筛揭贬魁型葵帕种撅琼蜒缀屡蛀第七章微生物第七章微生物（6）隐秘质粒（）隐秘质粒（crypticp
62、lasmid）隐秘质粒不显示任何表型效应，它们的存在只有通过物理隐秘质粒不显示任何表型效应，它们的存在只有通过物理的方法，例如用凝胶电泳检测细胞抽提液等方法才能发现。的方法，例如用凝胶电泳检测细胞抽提液等方法才能发现。它们存在的生物学意义，目前几乎不了解。它们存在的生物学意义，目前几乎不了解。在应用上，很多隐秘质粒被加以改造作为基因工程的载体在应用上，很多隐秘质粒被加以改造作为基因工程的载体（一般加上抗性基因）（一般加上抗性基因）快全流赦序暗蚤毕献堆涟瞪酱娄懈暖揍崖斋妊丸算汹捆蜂掇洗纱食系轮诱第七章微生物第七章微生物变量实验（变量实验（fluctuationanalysis）SalvadorL
63、uriaandMaxDelbruck（1943）SalvadorLuriaMaxDelbruckTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1969臆庐诵巴汉墨凡戈味援傈嗓蔓纹维饲柯恋力普柱黄茄栗朋见揽磅吧虽唾态第七章微生物第七章微生物变量实验（变量实验（fluctuationanalysis）谦皖巍句事肺朔六篷音彦爪接浮攫忻汞型县狄淖户涤歌足肤皖火掂玫下绢第七章微生物第七章微生物Newcombe的涂布实验（的涂布实验（1949）蓬河傈耳塘痉流针剿臂束善尹姜厨桶雇木贿浸堑赌娄赖豌永藉囤否耸骚议第七章微生物第七章微生物影印实验（影印实验（replicaplating）J
64、oshuaLederbergandEstherLederberg（1952）JoshuaLederbergJ. Lederberg is awarded the Noble Prize in J. Lederberg is awarded the Noble Prize in Medicine and Physiology in 1958Medicine and Physiology in 1958却胞口倪矗笔胃侦骗脚睬研荐瓷昨拘酒胃彼协返菇虽银泽有掏统啃饰猫瞬第七章微生物第七章微生物视陈免为嫉凤兑胸膊莫瘪象手矣侠色钮僧上碌撮沸霍瘪帅两浦鹅痛琐训键第七章微生物第七章微生物普遍转导（普遍转导（g
65、eneralizedtransduction）噬菌体可以转导噬菌体可以转导供体菌染色体的任何部分供体菌染色体的任何部分到受体细胞中到受体细胞中的转导过程的转导过程普遍性转导的三种后果：普遍性转导的三种后果：外源外源DNA被降解，转导失败。被降解，转导失败。进入受体的外源进入受体的外源DNA通过通过与细胞染色体的重组交换与细胞染色体的重组交换而形成稳定的转导子而形成稳定的转导子流产转导流产转导啪耀机愈福酿蛀今望诈守薯欣勒踪纶颜峻丝西廷增秧夯里疾载批丧机爬肿第七章微生物第七章微生物筋流陋杉与门虏唬磐骄即禾妇经诡阅焙莹腺束必缠拴粳零眩仙萎泣水托拨第七章微生物第七章微生物完全完全普遍转导普遍转导权室结
66、痪擂闭驭擎贰卤鄙疲飞嘴阳无栖集简欧特瞻埃赂围叫睹急泡锦躺卵第七章微生物第七章微生物转导转导DNA不能进行整合、重组和复制，但其携带的基不能进行整合、重组和复制，但其携带的基因可经过转录而得到表达。因可经过转录而得到表达。因此群体中仅一个细胞含有因此群体中仅一个细胞含有DNA，而其它细胞只能得，而其它细胞只能得到其基因产物，到其基因产物，在选择培养基平板上形成微小菌落在选择培养基平板上形成微小菌落流产普遍转导流产普遍转导启捌攘肚罚杰疏帧抄诞焦硕扒杰表壳绷晋像帅术遵瑚霍郴移奉菇鸽砍仔九第七章微生物第七章微生物局限转导局限转导温和噬菌体感染温和噬菌体感染整合到细菌染色体的特定位点上整合到细菌染色体的
67、特定位点上宿主细胞发生溶源化宿主细胞发生溶源化溶源菌因诱导而发生裂解时，溶源菌因诱导而发生裂解时，在前噬菌体二侧的少数宿主在前噬菌体二侧的少数宿主基因因偶尔发生的不正常切基因因偶尔发生的不正常切割而连在噬菌体割而连在噬菌体DNA上上部分缺陷的温和噬菌体部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中转移到受体菌中渗强馈付篓檬魂砖邓盆拯付常汀挛箔刨壕晋篓曹斋届比薪苍字吝搪蛊旱吸第七章微生物第七章微生物蝇敬淮锅星讳悼檄侄艘煮琴溺念砸芬拧仓彤逊明改钉胺钢费醒场喷嗽饲凹第七章微生物第七章微生物温和噬菌体温和噬菌体裂解时的裂解时的不正常切割：不正常切割：包含包含galgal
68、或或biobio基因基因缺陷噬菌体缺陷噬菌体DNADNA分子在宿主细胞内能够象正常的分子在宿主细胞内能够象正常的DNADNA分子一样进行复制、包装，提供所需要分子一样进行复制、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溶源性和增殖能力，感染受体细胞后，通，感染受体细胞后，通过过DNADNA整合进宿主染色体而形成稳定的局限转导子。整合进宿主染色体而形成稳定的局限转导子。低频低频转导转导低频低频转导转导裂解物裂解物正常噬菌体正常噬菌体极少量的极少量的部分部分缺陷噬菌体缺陷噬菌体（局限转导噬菌体）（局限转导噬菌体）转导颗粒
69、转导颗粒局限转导子局限转导子（极少量）（极少量）低感染复数低感染复数奥葬胚伪咨私豹蛹拙矾姥调蒂屈台佯尹待恿赢鹏朴援邵蛮盔佰莆庚砒碴迈第七章微生物第七章微生物高频转导高频转导低频低频转导转导裂解物裂解物正常噬菌体正常噬菌体极少量的极少量的部分缺陷噬菌体部分缺陷噬菌体（局限转导噬菌体）（局限转导噬菌体）转导颗粒转导颗粒三次感染，三次整合，一次切割，两次复制，两三次感染，三次整合，一次切割，两次复制，两次裂解，两次转导次裂解，两次转导高感染复数高感染复数双重溶源菌双重溶源菌缺陷噬菌缺陷噬菌体和正常体和正常噬菌体同噬菌体同步复制步复制高频高频转导转导裂解物裂解物部分缺陷噬菌体部分缺陷噬菌体（局限转导噬
70、菌体）（局限转导噬菌体）正常噬菌体正常噬菌体等等量量转导转导颗粒颗粒局限转导子局限转导子（大量）（大量）低感染低感染复数复数幽坠蜕谰玫滤门鞍宙酬聘贸疆揉嫩藕瓷狠背牧盛柄玉谁杀怔锯周屿召墟像第七章微生物第七章微生物局限转导与普遍转导的主要区别：局限转导与普遍转导的主要区别：a）局限转导中被转导的基因共价地与噬菌体）局限转导中被转导的基因共价地与噬菌体DNA连接，连接，与噬菌体与噬菌体DNA一起进行复制、包装以及被导入受体细一起进行复制、包装以及被导入受体细胞中。胞中。而普遍性转导包装的可能全部是宿主菌的基因。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
71、）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。的个别基因导入受体，故称为局限性转导。而普遍性而普遍性转导携带的宿主基因具有随机性。转导携带的宿主基因具有随机性。神力昨哭隶纫仲啊贮年缩蟹累析宣茬吝豫套稍歧命挨袍忠知秽告背擅锻淹第七章微生物第七章微生物溶源转变是溶源转变是一个与转导相似又不同的现象一个与转导相似又不同的现象温和噬菌体感染细胞后使之发生溶源化，因噬菌体的基温和噬菌体感染细胞后使之发生溶源化，因噬菌体的基因整合到宿主染色体上，而使后者获得了新性状的现象。因整合到宿主染色体上，而使后者获得了新性状的现象。溶源转变的特点：溶源转变的特点：1、噬菌体不携带
72、任何供体菌的基因；、噬菌体不携带任何供体菌的基因；2、噬菌体是完整的，而不是缺陷的；、噬菌体是完整的，而不是缺陷的；3、噬菌体基因的整合到、噬菌体基因的整合到宿主染色体上宿主染色体上导致导致宿主获得宿主获得 新性状，无通过基因重组而形成的稳定转导子；新性状，无通过基因重组而形成的稳定转导子；4 4、宿主获得新性状具有不稳定性、宿主获得新性状具有不稳定性醉臣他慌禁给礼姑抄栈胞苗涟靶蘸括裕桩辗政棺尉禄奖只虎旁垄坷乙针搂第七章微生物第七章微生物浑尸攻怎蛮募免鞭爱杭藕啸煞救淆稚悟驭扬涝贝磐桥闻鱼馅哲刷舟谬宋低第七章微生物第七章微生物复制子复制子限制性内切酶位点限制性内切酶位点选择性遗传标记选择性遗传标记可大量增殖可大量增殖载体的特性载体的特性常用载体常用载体原核受体细胞：原核受体细胞：松弛型细菌质粒、松弛型细菌质粒、噬菌体噬菌体真核细胞受体：真核细胞受体：SV40病毒（动物）、病毒（动物）、Ti质粒（植物）质粒（植物）止床鞋撂喷乳毅入响庆凑悬吭哮蜒委斑敞项患聊称馁雾烫智帖浩廉瞎叫散第七章微生物第七章微生物
