《微生物遗传与变异》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物遗传与变异（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1 微生物的遗传微生物的遗传内容提要内容提要微生物的变异及应用微生物的变异及应用 1 基因重组基因重组n遗传遗传（保守性、稳定性）（保守性、稳定性）: :亲代与子代相似亲代与子代相似“种瓜得瓜种豆得豆种瓜得瓜种豆得豆”负面：？负面：？“ “劣汰劣汰劣汰劣汰” ”“ “优胜优胜优胜优胜” ”遗传和变异是生命的最本质特性之一遗传和变异是生命的最本质特性之一正面：正面： 继承亲代优点，保持物种延续继承亲代优点，保持物种延续继承亲代优点，保持物种延续继承亲代优点，保持物种延续不适应变化的环境条件而死亡不适应变化的环境条件而死亡变异（多样性）变异（多样性） : : 亲代与子代、子代间亲代与子代、子代
2、间不同个体不完全相同不同个体不完全相同 “ “龙生九子，各不相同龙生九子，各不相同”细菌变异形式细菌变异形式如如：个个体体形形态态的的变变化化，菌菌落落形形态态( (光光滑滑型型粗粗糙糙型型) )的的变变异异，营营养养要要求求的的变变异异，对对温温度度、pHpH要要求求的的变变异异，毒毒性性的的变变异异，抗抗毒毒能能力力的的变变异异，生生理理生生化化特特性性的的变变异异及及代谢途径、产物的变异等。代谢途径、产物的变异等。第一节第一节 微生物的遗传微生物的遗传 一、遗传和变异的物质基础一、遗传和变异的物质基础DNADNA生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的生物的各项生命活动都有它的物质
3、基础。生物遗传的物质基础是什么呢？物质基础是什么呢？答案是答案是DNADNA，科学告诉我们，亲代将各种遗传性状通过，科学告诉我们，亲代将各种遗传性状通过DNADNA传递给了子代，子代获得传递给了子代，子代获得DNADNA后形成一定的蛋白质，后形成一定的蛋白质，将遗传特性表现出来。将遗传特性表现出来。哪些人用什么方法最终证明了哪些人用什么方法最终证明了遗传的物质基础是遗传的物质基础是DNADNA呢？呢？1.1.格里菲斯经典转化实验（格里菲斯经典转化实验（19281928）及埃弗里、）及埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂等人的转化补充实验麦克劳德、麦卡蒂等人的转化补充实验（19411941）。）。2.2.赫
4、西和蔡斯大肠杆菌赫西和蔡斯大肠杆菌T2T2噬菌体感染大肠杆噬菌体感染大肠杆菌实验。菌实验。光滑型光滑型（SS）粗糙型粗糙型（RR）有有 荚荚 膜膜菌落光滑菌落光滑分泌毒素分泌毒素致病致病无无 荚荚 膜膜菌落粗糙菌落粗糙无无 毒毒不致病不致病实验材料：实验材料： 肺炎链球菌肺炎链球菌（一）格里菲斯经典转化实验（一）格里菲斯经典转化实验老鼠体内老鼠体内提取物培提取物培养现象养现象活的活的S 肺炎链球菌肺炎链球菌活的活的R 肺炎链球菌肺炎链球菌 无毒无毒杀死杀死 杀死杀死 转转转转化化化化现现现现象象象象加热杀死后加热杀死后的破碎细胞的破碎细胞混合注射混合注射加热杀死后加热杀死后的破碎细胞的破碎细胞
5、格里菲斯实验格里菲斯实验格里菲斯实验格里菲斯实验无毒无毒注射注射注射注射？埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂转化补充实验埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂转化补充实验从从S S型肺炎球菌活体上取得型肺炎球菌活体上取得蛋白质、荚膜、蛋白质、荚膜、DNADNA、RNARNA，分别与分别与R R型肺炎球菌混合后注型肺炎球菌混合后注入到小白鼠体内，结果被注入入到小白鼠体内，结果被注入DNADNA的小白的小白鼠死亡，其它小白鼠存活。鼠死亡，其它小白鼠存活。DNA蛋白质蛋白质多糖多糖RNADNA是是遗遗传传物物质质只只有有DNA引引起起R型型肺肺炎炎球球菌菌转转化化 （二）赫西和蔡斯实验（二）赫西和蔡斯实验噬菌体侵染细菌的实
6、验噬菌体侵染细菌的实验（含（含S）（含（含P）含含RNA(RNA(核糖核酸）的烟草花叶病毒（核糖核酸）的烟草花叶病毒（TMV)TMV)进行进行了植物病毒重建实验。了植物病毒重建实验。植物病毒蛋白质和植物病毒蛋白质和RNARNA可以人为地分开可以人为地分开, ,同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒粒同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒粒子子. .植物病毒的拆开与重建实验植物病毒的拆开与重建实验H.Fraenkel-Conrat(1956) TMVHRVHRVTMV原始株原始株 拆开拆开 重建重建 感染感染 分离纯化分离纯化 TMV- TMV- 烟草花叶病毒烟草花叶病毒HRV- HRV- 霍氏
7、车前花叶病毒霍氏车前花叶病毒二、二、DANDAN的结构与复制的结构与复制（一）（一）DNA结构结构最经典的结构：双螺旋结构，沃森、克里克最经典的结构：双螺旋结构，沃森、克里克1953年提出。年提出。3 3、每个核苷酸链上都有四、每个核苷酸链上都有四个碱基：个碱基：TT胸腺嘧啶胸腺嘧啶 AA腺嘌呤腺嘌呤GG鸟嘌呤鸟嘌呤 CC胞嘧啶胞嘧啶彼此与另一条核苷酸链上的彼此与另一条核苷酸链上的碱基组成碱基对：碱基组成碱基对：TA TA AT GC CGAT GC CG1 1、DNADNA有两条核苷酸链彼有两条核苷酸链彼此围绕同一根轴互相盘绕此围绕同一根轴互相盘绕形成，为双螺旋结构。形成，为双螺旋结构。DN
8、ADNA分子结构分子结构2 2、每个单链均由脱氧核糖、每个单链均由脱氧核糖磷酸脱氧核糖磷酸交磷酸脱氧核糖磷酸交替排列构成。替排列构成。特点：特点：1 1、DNADNA的存在形式的存在形式主要是染色体，另外还有质粒。主要是染色体，另外还有质粒。质粒质粒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
9、，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。2 2、结构特点、结构特点通常以共价闭合环状通常以共价闭合环状(covalently closed (covalently closed circlecircle，简称，简称CCC)CCC)的超螺旋双链的超螺旋双链DNADNA分子存分子存在于细胞中；在于细胞中；也发现有线型双链也发现有线型双链DNADNA质粒和质粒和RNARNA质粒；质粒；F F因子因子 与有性接合有关与有性接合有关种类种类 R R因子因子 与抗药性有关与抗药性有关CoL CoL 编码免疫蛋白编码免疫蛋白TiTi质粒质粒 诱癌质粒诱癌
10、质粒降解性质粒：编码降解有害物质的酶降解性质粒：编码降解有害物质的酶用途用途 基因工程中作为目的基因载体基因工程中作为目的基因载体2 2、基因、基因- -遗传因子遗传因子生物体内贮存遗传信息、能进行自我复制能力的遗传功能生物体内贮存遗传信息、能进行自我复制能力的遗传功能单位。是单位。是DNADNA分子上的具有特定碱基排列顺序的核苷酸片分子上的具有特定碱基排列顺序的核苷酸片断。断。每个细菌约有每个细菌约有500050001000010000个基因。个基因。染色体染色体基因基因基因基因DNA基因是一段基因是一段DNA原核生物基因调控系统原核生物基因调控系统操纵子操纵子RP O结构基因结构基因 启动
11、基因启动基因 操纵基因操纵基因调节基因调节基因乳糖代谢基因表达调控乳糖代谢基因表达调控（环境中没有乳糖时的基因状态环境中没有乳糖时的基因状态）乳糖代谢基因表达调控乳糖代谢基因表达调控（环境中具有乳糖时的基因状态环境中具有乳糖时的基因状态）3 3、遗传信息的传递、遗传信息的传递贮存在贮存在DNADNA上的遗传信息都会转录到上的遗传信息都会转录到RNARNA上，通上，通过过RNARNA的翻译作用指导蛋白质的合成，最终依靠的翻译作用指导蛋白质的合成，最终依靠蛋白质体现遗传性状。蛋白质体现遗传性状。DNARNA转录转录蛋白质蛋白质翻译翻译（二）（二） DNADNA的复制的复制微生物为了保证遗传的稳定性
12、，微生物为了保证遗传的稳定性，DNADNA的复制十分精确。的复制十分精确。复制过程：复制过程：1.1.解旋：解旋：DNADNA双链氢键断裂，双链分开；双链氢键断裂，双链分开；2.2.复制：以各自双链为模板，进行复制。复制：以各自双链为模板，进行复制。3.3.分配：新复制的核苷酸链与原来的一条核苷酸链按照碱分配：新复制的核苷酸链与原来的一条核苷酸链按照碱基配对原则形成新的双链结构并分给子代。基配对原则形成新的双链结构并分给子代。三、三、DNADNA的变性和复性的变性和复性（一）（一）DNADNA变性变性DNADNA双链受到外界作用双链受到外界作用（受热、提高（受热、提高pHpH），），氢键被破坏
13、而形成单氢键被破坏而形成单链的现象链的现象。（二）（二）DNADNA的复性的复性变性变性DNADNA重新形成天重新形成天然然DNADNA的过程。也称的过程。也称为退火。为退火。注意：注意：DNADNA的复性是随机的。及复性的的复性是随机的。及复性的DNADNA不可能完全回复到原来状态。不可能完全回复到原来状态。四、四、RNARNA即核糖核酸。即核糖核酸。RNARNA与与DNADNA相似，不同之处是核糖及碱基。相似，不同之处是核糖及碱基。RNARNA的碱基也有四个，为的碱基也有四个，为UU尿嘧啶（尿嘧啶（DNADNA为为T T：胸腺嘧啶）：胸腺嘧啶）AA腺嘌呤腺嘌呤GG鸟嘌呤鸟嘌呤 CC胞嘧啶胞
14、嘧啶碱基对：碱基对： UA AU GC CG UA AU GC CGRNARNA有四种：有四种：tRNAtRNA、rRNArRNA、mRNAmRNA、反义、反义RNARNA。rRNArRNA：核糖体核糖体RNARNA，与蛋白质形成核糖体，作为蛋白质的合成场所。，与蛋白质形成核糖体，作为蛋白质的合成场所。 mRNAmRNA：信使：信使RNARNA，带有氨基酸的信息密码（三联密码子），用于，带有氨基酸的信息密码（三联密码子），用于翻译氨基酸。翻译氨基酸。tRNAtRNA：转移：转移RNARNA，带有与，带有与mRNAmRNA互补的反密码子，能识别氨基酸和互补的反密码子，能识别氨基酸和mRNAmRN
15、A的密码。的密码。反义反义RNARNA：起调节作用，主要决定：起调节作用，主要决定mRNAmRNA的翻译速度。的翻译速度。五、蛋白质合成五、蛋白质合成共分成四个阶段共分成四个阶段1.DNA1.DNA的复制：细胞将某特定段的复制：细胞将某特定段DNADNA链进行复制。链进行复制。2.mRNA2.mRNA的转录：的转录：DNADNA双链打开后，以单链为模板，按照碱基配对双链打开后，以单链为模板，按照碱基配对原则复制原则复制RNARNA。将。将DNADNA上的信息转给上的信息转给RNARNA。3.3.翻译翻译由由tRNAtRNA完成。通过反密码子与完成。通过反密码子与mRNAmRNA密码子的互补，密
16、码子的互补，tRNAtRNA破译氨基破译氨基酸的密码，进而将所需氨基酸送到核糖体处。酸的密码，进而将所需氨基酸送到核糖体处。4.4.蛋白质的合成蛋白质的合成按照特定的碱基顺序密码送到核糖体的氨基酸按照顺序连接在一按照特定的碱基顺序密码送到核糖体的氨基酸按照顺序连接在一起，在酶的作用下形成多肽链，进而形成蛋白质，最终将遗传信起，在酶的作用下形成多肽链，进而形成蛋白质，最终将遗传信息表达出来。息表达出来。TCATG A TT AAG T AC TA A T DNADNA的平面结构图的平面结构图细细胞胞核核中中AG T AC T A A T ACGU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸DNA DNA 解
17、旋，一条链为模板合成解旋，一条链为模板合成RNARNA细细胞胞核核中中ACGUAG T AC T A A T DNA DNA与与RNARNA的碱基互补配对的碱基互补配对细细胞胞核核中中聚合酶聚合酶ACGU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸ACGUUU 细胞质细胞质 核孔核孔DNADNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成 细细胞胞核核内内UCAUG A UUAAG T AC T A A T mRNAmRNAUCAUG A UUAmRNAmRNAAG T AC T A A T UCAUG A UUAmRNAmRNA 细细胞胞核核内内 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子
18、mRNA mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基UCAUG A UAmRNAmRNAU tRNAtRNA的一端运载着氨基酸的一端运载着氨基酸 反密码子反密码子 亮氨酸亮氨酸UA A天冬氨酸天冬氨酸AC U 异亮氨酸异亮氨酸AUG 核糖体核糖体UCAUG A UAmRNAmRNAU 亮氨酸亮氨酸UA A天冬氨酸天冬氨酸AC U 异亮氨酸异亮氨酸AUG细细胞胞质质中中 核糖体核糖体UCAUG A UAmRNAmRNAU 亮氨酸亮氨酸UA A细细胞胞质质中中 核糖体核糖体UCAUG A UAmRNAmRNAU 亮氨酸亮氨酸UA A天冬氨酸天冬氨酸AC U 异亮氨酸异
19、亮氨酸AUG细细胞胞质质中中 核糖体核糖体UCAUG A UAmRNAmRNAU 亮氨酸亮氨酸UA A天冬氨酸天冬氨酸AC U 异亮氨酸异亮氨酸AUG缩合缩合 亮氨酸亮氨酸天冬氨酸天冬氨酸 异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 细细胞胞质质中中UCAUG A UAmRNAmRNAU第二节第二节 微生物的变异微生物的变异一、变异的本质一、变异的本质基因突变基因突变DNADNA双链间靠精密的碱基配对互相连接。双链间靠精密的碱基配对互相连接。但是，偶尔也会出现差错。如碱基丢失、但是，偶尔也会出现差错。如碱基丢失、置换、插入。这样
20、就改变了碱基的原有顺序，置换、插入。这样就改变了碱基的原有顺序，引发后代的表现类型变异。引发后代的表现类型变异。如如: R: R型型 S S型。型。复制传递复制传递的稳定性的稳定性遗传的保守性遗传的保守性复制传递复制传递的差错性的差错性变异的多样性变异的多样性DNA二、基因突变类型二、基因突变类型突变类型突变类型自发突变自发突变 诱发突变诱发突变 低剂量多因素突变低剂量多因素突变 互变异构效应互变异构效应 物理诱变物理诱变 化学诱变化学诱变 定向培育和驯化定向培育和驯化 1 损伤机理损伤机理2 修复修复光复活作用：把经紫外线照射的微生物立即光复活作用：把经紫外线照射的微生物立即暴露于可见光下，
21、可显著降低其死亡率。暴露于可见光下，可显著降低其死亡率。暗修复作用：切除修复，有四种酶参与暗修复作用：切除修复，有四种酶参与分别分别是是UVR、AUVRB、UVRC酶及酶及DNA连连接酶接酶紫外线对紫外线对DNADNA的损伤及修复的损伤及修复DNADNA的碱基对于的碱基对于UVUV敏感，当有敏感，当有UVUV辐辐射时，就会进行吸收，从而发生射时，就会进行吸收，从而发生DNADNA结构变化。如：胸腺嘧啶聚会结构变化。如：胸腺嘧啶聚会形成胸腺嘧啶二聚体。形成胸腺嘧啶二聚体。细菌的选育与细菌的变异细菌的选育与细菌的变异选育选育筛选与定向培育筛选与定向培育筛选筛选“众里挑一众里挑一”n定向培育定向培育
22、“教育培训教育培训教育培训教育培训” ”n定向培育定向培育在水的生物处理俗称在水的生物处理俗称在水的生物处理俗称在水的生物处理俗称驯化驯化。 (1)细菌的筛选方法细菌的筛选方法原理：优胜劣汰原理：优胜劣汰方式：方式：选择性培养基（天然选择性培养基（天然+人工）人工）天然天然特殊区域采样特殊区域采样例如例如 筛选能降解石油的细菌筛选能降解石油的细菌？n n收收收收集集集集长长长长期期期期被被被被石石石石油油油油污污污污染染染染的的的的土土土土壤壤壤壤( (天天天天然然然然选选选选择择择择性性性性固固固固体体体体培培培培养养养养基基基基），必必必必有有有有适适适适应应应应石石石石油油油油环环环环境
23、境境境利利利利用用用用石石石石油油油油作作作作为为为为食食食食物物物物的的的的细细细细菌菌菌菌，将将将将土土土土壤壤壤壤样样样样品品品品在在在在实实实实验验验验室室室室用用用用石石石石油油油油降降降降解解解解菌菌菌菌选选选选择择择择性性性性培培培培养养养养基基基基，对对对对样样样样品品品品中中中中的的的的石石石石油油油油降降降降解解解解菌菌菌菌进进进进行行行行进进进进一一一一步步步步的的的的选选选选择择择择培培培培养养养养，筛筛筛筛选选选选分分分分离离离离，富富富富集集集集，为为为为下一步的驯化工作奠定基础。下一步的驯化工作奠定基础。下一步的驯化工作奠定基础。下一步的驯化工作奠定基础。 驯化驯
24、化驯化驯化选择性培养基（选择性培养基（选择性培养基（选择性培养基（石油石油石油石油）浓度升高浓度升高浓度升高浓度升高筛选分离筛选分离2 23 3、4 414小考小考小考小考1 1中考中考中考中考高考高考高考高考 （2）细菌的驯化）细菌的驯化渐变诱导法渐变诱导法( (休眠的酶基因复活休眠的酶基因复活+ +自然突变自然突变) )方法：方法：待降解物通常为待降解物通常为有机毒物或惰性物有机毒物或惰性物。5 56 67 7N N选择性培养基（待降解选择性培养基（待降解物，如石油）浓度升高物，如石油）浓度升高5n大一大一大一大一 大四大四大四大四N N+ +1 1死死n n筛选与诱导驯化可以同时进行筛选
25、与诱导驯化可以同时进行筛选与诱导驯化可以同时进行筛选与诱导驯化可以同时进行n n特点特点特点特点: 操作简便，驯化的潜力有限，慢。操作简便，驯化的潜力有限，慢。结结果果n诱变剂：温度、紫外线、核辐射、酸、碱、化诱变剂：温度、紫外线、核辐射、酸、碱、化学诱变剂等等学诱变剂等等。 突变突变诱变法诱变法引起基因突变的因素引起基因突变的因素评价评价诱诱变变法法潜潜力力要要远远大大于于诱诱导导法法，但但操操作作复复杂杂。在在实实际际诱诱变变中中，往往往往要要经经过过几几次次不不同同诱诱变变方方法法的的诱诱变变处处理理以以及及大大量量繁繁琐琐的的筛筛选选分分离离工工作作才才有有可可能能获获得得理理想想的的
26、突突变变体体。最最后后这这些些突突变变体体将将会会在在实实验验室室小小试试、中中试试的的基基础础上上被投放到生产实践中。被投放到生产实践中。参见参见 环境微生物学技术手册环境微生物学技术手册通常生产上更多利用的是通常生产上更多利用的是诱导法诱导法。污泥培养初期逐步提高污水比例污泥培养初期逐步提高污水比例，有些菌种，有些菌种不能适应被不能适应被淘汰淘汰( (筛选筛选) )，能产生，能产生诱导诱导酶的菌株酶的菌株及自发突变体中能来降解此类废水的菌种能够生及自发突变体中能来降解此类废水的菌种能够生存而被保留下来，且能力逐步提高，使废水达到存而被保留下来，且能力逐步提高，使废水达到预期的排放标准；预期
27、的排放标准；第三节第三节 基因重组基因重组概念：两个不同性状的细胞概念：两个不同性状的细胞DNADNA融合，使基因重新组融合，使基因重新组合，导致遗传变异，产生新品种的过程。合，导致遗传变异，产生新品种的过程。A A形式形式自发基因重组与人工基因重组自发基因重组与人工基因重组自发基因重组自发基因重组a. a. 真核生物为真核生物为杂交杂交；精卵细胞质融合过程中所有遗传物质的重组精卵细胞质融合过程中所有遗传物质的重组b. b. 原核生物为原核生物为转化、转导、接合转化、转导、接合；部分遗传物质的转移和重组部分遗传物质的转移和重组提问：要获取国外的某些先进技术提问：要获取国外的某些先进技术（部分基
28、因）（部分基因）有有哪些途径？哪些途径？工业间谍工业间谍（地下工作者）的拿来主义（地下工作者）的拿来主义（地下工作者）的拿来主义（地下工作者）的拿来主义引进引进 合作开发合作开发n细菌亦然1 1、转化、转化供供体体细细菌菌研研碎碎物物中中的的DNADNA片片段段直直接接吸吸收收进进入入活活的的受受体体细细菌菌并发生基因重新组合的方式并发生基因重新组合的方式。n受体细菌获得了供体细菌的部分遗传性状受体细菌获得了供体细菌的部分遗传性状“转运同化转运同化”n格里菲斯实验格里菲斯实验（证明（证明DNA是生命遗传物质的经典实验之一）。是生命遗传物质的经典实验之一）。（引进）（引进）引进引进2.接合接合
29、（合作）（合作） 3.3.转导转导（间谍窃取）（间谍窃取） 间谍？间谍？噬菌体噬菌体细菌病毒细菌病毒通过噬菌体的携带而通过噬菌体的携带而转转移移导导手手的基因重组现象称为的基因重组现象称为转导。转导。转导是转导是19511951年辛德尔年辛德尔(Zinder)(Zinder)和和莱德贝尔格莱德贝尔格(1Jederberg)(1Jederberg)在研究在研究鼠沙门氏伤寒杆菌重组时发现的。鼠沙门氏伤寒杆菌重组时发现的。n n细菌有性生殖细菌有性生殖特点：利用到温和噬菌体做载体，将供体特特点：利用到温和噬菌体做载体，将供体特定基因携带给受体细胞，使后者得到前者部定基因携带给受体细胞，使后者得到前者
30、部分遗传性状的现象。分遗传性状的现象。注意：受体细胞和供体细胞不进行直接接触，注意：受体细胞和供体细胞不进行直接接触，靠的是温和噬菌体的媒介作用。靠的是温和噬菌体的媒介作用。B.人工基因重组人工基因重组遗传工程遗传工程遗传工程是遗传工程是70年代初发展起来的生物技术。年代初发展起来的生物技术。定定义义：对对遗遗传传物物质质进进行行改改造造（人人工工干干预预下下的的杂杂交交、转转化化、接合、转导）的技术。接合、转导）的技术。工工程程：类类似似工工程程设设计计那那样样有有很很高高的的预预见见性性、精精确确性性与与严严密性密性。 a.遗传工程的方法遗传工程的方法遗遗传传工工程程方方法法包包括括两两个
31、个水水平平的的研研究究：一一种种是是细细胞胞水水平平；另另一一种种是是基因水平。所以，又可把它基因水平。所以，又可把它分为分为细胞工程和基因工程细胞工程和基因工程。细胞工程细胞工程两个细胞原生质体融合两个细胞原生质体融合 体体 外外 切切 割割 导导 入入遗遗 传传 物物 质质 基基 因因 片片 段段 受受 体体 细细 胞胞n n基因工程基因工程基因工程基因工程两个细胞两个细胞DNA片段片段剪接拼接剪接拼接n n狭义的讲，遗传工程就是基因工程。狭义的讲，遗传工程就是基因工程。狭义的讲，遗传工程就是基因工程。狭义的讲，遗传工程就是基因工程。n n原理：原理：原理：原理：限制性核酸内切酶限制性核酸
32、内切酶在特殊培养基上在特殊培养基上（如含有青霉素如含有青霉素）筛选目的细菌筛选目的细菌质粒载质粒载体（具体（具有有抗性抗性基因基因）如如如如抵抗青霉素抵抗青霉素长出必然是长出必然是重组成功的重组成功的细菌细菌外源基因外源基因外源基因外源基因片段片段片段片段 b.遗传工程在环境工程中的应用遗传工程在环境工程中的应用n n对对对对特特特特殊殊殊殊基基基基因因因因进进进进行行行行“ “剪剪剪剪切切切切粘粘粘粘贴贴贴贴链链链链接接接接” ”制制制制造造造造“超超级级细菌细菌”+ + +.降解石油的工程细菌降解石油的工程细菌 7070年年代代美美国国生生物物学学家家查查克克捡捡巴巴蒂蒂针针对对海海洋洋输
33、输油油，造造成成浮浮油油污污染染，影影响响海海洋洋生生态态等等问问题题进进行行了了研研究究。石石油油成成分分复复杂杂，是是由由饱饱和和、不不饱饱和和、直直链链、支支链链、芳芳香香烃烃类类组组成成，不不溶溶于于水水。而而海海水水含含盐盐量量高高，虽虽发发现现9090多多种种微微生生物物有有不不同同程程度度降降解解烃烃类类的的能能力力，但但不不一一定定能能在在海海水水中中大大量量繁繁殖殖生生存存，而而且且降降解解速速率率也也较较馒馒，查查氏氏将将能能降降解解脂脂( (含含质质粒粒A)A)的的一一种种假假单单胞胞菌菌作作受受体体细细菌菌，分分别别将将能能降降解解芳芳烃烃( (质质粒粒B)B)、芳芳烃
34、烃( (质质粒粒C)C)和和多多环环芳芳烃烃( (质质粒粒D)D)的的质质粒粒，用用遗遗传传工工程程方方法法人人工工转转入入受受体体细细菌菌，获获得得多多质质粒粒“超超级级细细菌菌”，可可除除去去原原油油中中2 23 3的的烃烃。浮浮油油在在一一般般条条件件下下降降解解需需一一年年以以上上时时间间，用用“超超级级细菌细菌”只需几小时即可把浮油去除，速度快效率高。只需几小时即可把浮油去除，速度快效率高。基因工程方法看似简单，但在具体基因工程方法看似简单，但在具体实施上有较大的实施上有较大的难度。难度。 A.细菌的质粒本身容易丢失或转移细菌的质粒本身容易丢失或转移 B.质粒具有不相容性质粒具有不相容性（只有在一定条件下，属于不同的不相容种群的质粒才（只有在一定条件下，属于不同的不相容种群的质粒才能稳定地共存于同一宿主中。）能稳定地共存于同一宿主中。）
