第七章微生物的遺傳變異和育種

微生物是遺傳學(xué)研究中的明星：1.

物種和代謝類(lèi)型多樣性（600萬(wàn)種以上）2.微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，營(yíng)養(yǎng)體一般為單倍體，方便建立純系。3.易于人工培養(yǎng)，快速、大量生長(zhǎng)繁殖。4.對(duì)環(huán)境因素敏感，易于獲得各類(lèi)突變株，操作性強(qiáng)。模式生物遺傳（inheritance）和變異（variation）是生命的最本質(zhì)特性之一本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分遺傳與變異的概念遺傳和變異是生物體的最本質(zhì)的屬性之一。遺傳(heredity)：親代生物的性狀在子代得到表現(xiàn)；親代生物傳遞給子代一套實(shí)現(xiàn)與其相同形狀的遺傳信息。特點(diǎn)：具穩(wěn)定性。遺傳型（genotype）：又稱(chēng)基因型，指某一生物個(gè)體所含有的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳信息?！且环N內(nèi)在可能性或潛力。

遺傳型+環(huán)境條件表型表型（phenotype）：指某一生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境條件下通過(guò)代謝和發(fā)育而得到的具體體現(xiàn)。

——是一種現(xiàn)實(shí)存在，是具一定遺傳型的生物在一定條件下所表現(xiàn)出的具體性狀。代謝發(fā)育本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分變異(variation):生物體在某種外因或內(nèi)因的作用下所引起的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量的改變，亦即遺傳型的改變。變異的特點(diǎn)：a.在群體中以極低的幾率出現(xiàn)，（一般為10-6～10-10）；b.性狀變化的幅度大；c.變化后形成的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。飾變（modification）：一種不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。特點(diǎn)是：a.幾乎整個(gè)群體中的每一個(gè)個(gè)體都發(fā)生同樣的變化；b.性狀變化的幅度??；c.因遺傳物質(zhì)不變，故飾變是不遺傳的。引起飾變的因素消失后，表型即可恢復(fù)。例如：粘質(zhì)沙雷氏菌：在25℃下培養(yǎng)，產(chǎn)生深紅色的靈桿菌素；在37℃下培養(yǎng)，不產(chǎn)生色素；如果重新將溫度降到25℃，又恢復(fù)產(chǎn)色素的能力。遺傳與變異的概念本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)種質(zhì)連續(xù)理論：1883~1889年間德國(guó)Weismann提出。認(rèn)為遺傳物質(zhì)是一種具有特定分子結(jié)構(gòu)的化合物?；?qū)W說(shuō)：1933年摩爾根（ThomasHuntMorgan）發(fā)現(xiàn)了染色體，并證明基因在染色體上呈直線排列，提出了基因?qū)W說(shuō)，使得遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的范圍縮小到染色體上。但染色體是由核酸和蛋白質(zhì)兩種長(zhǎng)鏈高分子組成。20多種氨基酸經(jīng)過(guò)不同排列組合，可以演變出的蛋白質(zhì)數(shù)目幾乎可以達(dá)到一個(gè)天文數(shù)字，而核酸的組成卻簡(jiǎn)單得多，一般僅由4種不同的核苷酸組成，它們通過(guò)排列核組合只能產(chǎn)生較少種類(lèi)的核酸，因此當(dāng)時(shí)認(rèn)為決定生物遺傳型的染色體和基因，起活性成分是蛋白質(zhì)。DNA是遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的證明：1944年以后，先后有利用微生物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行的三個(gè)著名實(shí)驗(yàn)的論證（肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)、噬菌體感染試驗(yàn)、病毒的拆開(kāi)與重建試驗(yàn)），才使人們普遍接受核酸才是真正的遺傳物質(zhì)。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分一、證明核酸是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)F.Griffith，

研究對(duì)象：Streptococcuspneumoniae（肺炎鏈球菌）S型菌株：有莢膜，菌落表面光滑，有致病性;R型菌株：無(wú)莢膜，菌落表面粗糙，無(wú)致病性

（一）經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（transformation）本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分1928年，Griffith進(jìn)行了以下幾組實(shí)驗(yàn)：（1）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

對(duì)小鼠注射活R菌或死S菌————小鼠存活

對(duì)小鼠注射活S菌————————小鼠死亡

對(duì)小鼠注射活R菌和熱死S菌———小鼠死亡

抽取心血分離

活的S菌加熱殺死的S型細(xì)菌里可能存在一種具有遺傳轉(zhuǎn)化能力的物質(zhì)，它能通過(guò)某種方式進(jìn)入R型細(xì)胞，使其獲得S型的遺傳特性本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（2）細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)（3）S型菌的無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：加熱殺死的S型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過(guò)某種方式進(jìn)入R型細(xì)胞并使R型細(xì)胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀，轉(zhuǎn)變?yōu)镾型細(xì)胞。熱死S菌—————不生長(zhǎng)

活R菌—————長(zhǎng)出R菌

熱死S菌—————長(zhǎng)出大量R菌和10-6SI菌活R菌+S菌無(wú)細(xì)胞抽提液——長(zhǎng)出大量R菌和少量S菌+活R菌平皿培養(yǎng)平皿培養(yǎng)平皿培養(yǎng)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分和M.McCarty從熱死S型S.pneumoniae中提純了可能作為轉(zhuǎn)化因子的各種成分，并在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化試驗(yàn)：只有S型細(xì)菌的DNA才能將S.pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。且DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高。說(shuō)明S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株的是以DNA為遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的遺傳信息。對(duì)各種生化組分進(jìn)行轉(zhuǎn)化試驗(yàn)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（二）噬菌體感染實(shí)驗(yàn)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（三）植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)為了證明核酸是遺傳物質(zhì)，H.Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的煙草花葉病毒（TMV）進(jìn)行了著名的植物病毒重建實(shí)驗(yàn)。將TMV在一定濃度的苯酚溶液中振蕩，就能將其蛋白質(zhì)外殼與RNA核心相分離。

本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分選用TMV和霍氏車(chē)前花葉病毒（HRV），分別拆分取得各自的RNA和蛋白質(zhì)，將兩種RNA分別與對(duì)方的蛋白質(zhì)外殼重建形成兩種雜合病毒：本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（1）RNA（TMV）-蛋白質(zhì)（HRV）（2）RNA（HRV）-蛋白質(zhì)（TMV）用兩種雜合病毒感染寄主：（1）表現(xiàn)TMV的典型癥狀病分離到正常TMV粒子（2）表現(xiàn)HRV的典型癥狀病分離到正常HRV粒子。上述結(jié)果說(shuō)明，在RNA病毒中，遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)也是核酸,只不過(guò)是RNA。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（一）7個(gè)水平1、細(xì)胞水平：大部分DNA都集中在核區(qū)或細(xì)胞核中，核的數(shù)目因微生物種類(lèi)不同而不同。2、細(xì)胞核水平：真核微生物的DNA與組蛋白在一起形成核染色體；原核生物的只有核區(qū)。統(tǒng)稱(chēng)為核基因組、核染色體組或基因組。二、遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)存在的部位和方式本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分3、染色體水平：不同微生物染色體數(shù)目不一樣，多數(shù)微生物是單倍體，少數(shù)情況下是雙倍體，如合子。4、核酸水平除病毒的遺傳物質(zhì)有RNA外，其余生物的遺傳物質(zhì)是DNA除病毒的遺傳物質(zhì)有單鏈的RNA或DNA外，其余生物的遺傳物質(zhì)是雙鏈DNA不同微生物基因組差別極大5、基因水平基因是生物體內(nèi)一切具有自主復(fù)制能力的最小遺傳功能單位，其物質(zhì)基礎(chǔ)是一條以直線排列、具有特定核苷酸序列的核酸片段。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分6、密碼子水平遺傳密碼是指DNA鏈上決定各具體氨基酸的特定核苷酸排列順序每一密碼子由3個(gè)核苷酸序列即1個(gè)三聯(lián)體組成。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分7、核苷酸水平是一個(gè)最低突變單位。絕大多數(shù)生物的DNA由腺苷酸、胸苷酸、鳥(niǎo)苷酸和胞苷酸組成。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分三、原核生物的質(zhì)粒

1.定義：

質(zhì)粒（plasmid）：凡游離于原核生物核基因組外，具有獨(dú)立復(fù)制能力的小型共價(jià)閉合環(huán)狀的dsDNA分子，即cccDNA，就是典型的質(zhì)粒。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通常以共價(jià)閉合環(huán)狀的超螺旋雙鏈DNA分子存在于細(xì)胞中；也發(fā)現(xiàn)有線型雙鏈DNA質(zhì)粒和RNA質(zhì)粒；本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分3.質(zhì)粒的性質(zhì)①可以在細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立于染色體之外獨(dú)立存在（游離態(tài)），也可以通過(guò)交換摻入染色體上，以附加體（episome）的形式存在；附加體(episome)：某些質(zhì)粒具有與核染色體整合、脫離的功能，這類(lèi)質(zhì)粒稱(chēng)附加體。②質(zhì)粒是一種復(fù)制子（replicon），根據(jù)自我復(fù)制能力的不同，可把質(zhì)粒復(fù)制的控制形式分為嚴(yán)緊型和松弛型兩種。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分3、質(zhì)粒的類(lèi)型嚴(yán)緊型質(zhì)粒(stringentplasmid)：與核染色體的同步復(fù)制，這類(lèi)細(xì)胞中僅含1—2個(gè)質(zhì)粒。松弛型質(zhì)粒(relaxedplasmid)：與核染色體的不同步復(fù)制，這類(lèi)細(xì)胞中含10—15甚至更多個(gè)質(zhì)粒。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分4、質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用質(zhì)粒的優(yōu)點(diǎn)：（1）體積小，易分離和操作（2）環(huán)狀，穩(wěn)定（3）獨(dú)立復(fù)制（4）拷貝數(shù)多（5）存在標(biāo)記位點(diǎn)，易篩選E.coli的pBR322質(zhì)粒是一個(gè)常用的克隆載體本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分5、質(zhì)粒的分離與檢定提取所有胞內(nèi)DNA后電鏡觀察；超速離心或瓊脂糖凝膠電泳后觀察；本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分幾種代表性質(zhì)粒1.F質(zhì)粒（fertilityfactor）：又稱(chēng)F因子、致育因子或性因子。是E.coli等細(xì)菌決定性別并有轉(zhuǎn)移能力的質(zhì)粒。存在于腸細(xì)菌屬、假單胞菌屬、嗜血桿菌、奈瑟氏球菌、鏈球菌等細(xì)菌中。攜帶F質(zhì)粒的菌株稱(chēng)為F+菌株（相當(dāng)于雄性），無(wú)F質(zhì)粒的菌株稱(chēng)為F-菌株（相當(dāng)于雌性）。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分2.R質(zhì)粒（resistencefactor）包括抗藥性和抗重金屬二大類(lèi)，簡(jiǎn)稱(chēng)R質(zhì)粒?？剐再|(zhì)粒在細(xì)菌間的傳遞是細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的重要原因之一。R質(zhì)?？剐赞D(zhuǎn)移因子（RTF）：轉(zhuǎn)移和復(fù)制基因抗性決定因子：抗性基因本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分大腸桿菌（E.coli）產(chǎn)生的細(xì)菌素為colicins（大腸桿菌素），大腸桿菌素是由Col質(zhì)粒編碼。3.Col質(zhì)粒（colicinogenicfactor）Col質(zhì)粒:能編碼大腸菌素基因，大腸菌素是一種細(xì)菌蛋白，只殺死近緣且不含Col質(zhì)粒的菌株，而宿主不受其產(chǎn)生的細(xì)菌素影響。許多細(xì)菌都能產(chǎn)生抑制或殺死其他近緣細(xì)菌或者同種不同菌株的代謝產(chǎn)物，所以稱(chēng)為細(xì)菌素。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分即誘癌質(zhì)粒。

引起雙子葉植物冠癭瘤的致病因子，其宿主是一種根癌土壤桿菌，是當(dāng)前植物基因工程中使用最廣、效果最佳的克隆載體。

4.Ti質(zhì)粒（tumorinducingplasmid）本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分

存在于發(fā)根土壤桿菌中，引起許多雙子葉植物患毛根瘤。可作為外源基因的良好載體和合成次生代謝產(chǎn)物。5.Ri質(zhì)粒本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分是近年來(lái)在Rhizobium（根瘤菌屬）中發(fā)現(xiàn)的一種質(zhì)粒，分子量為200~300×106Dalton，比一般質(zhì)粒大幾十倍到幾百倍，故稱(chēng)巨大質(zhì)粒，其上有一系列固氮基因。6.mega質(zhì)粒（巨大質(zhì)粒）本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分降解性質(zhì)粒：這類(lèi)質(zhì)?？蔀榻到庖幌盗袕?fù)雜有機(jī)物的酶編碼，可在污水處理、環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮特有的作用。含有數(shù)種降解性質(zhì)粒的菌株“超級(jí)菌”7.降解性質(zhì)粒本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分第二節(jié)基因突變和誘變育種一、基因突變

是變異的一類(lèi)，泛指細(xì)胞內(nèi)（或病毒粒類(lèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳的變化，可自發(fā)或誘導(dǎo)產(chǎn)生。野生型（wildtype）：從自然界分離到的任何微生物在其發(fā)生突變前的原始菌株突變體（mutant）：野生型經(jīng)突變后形成的帶有新性狀的菌株本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（一）基因突變的類(lèi)型本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分按是否比較容易、迅速地分離到發(fā)生突變的細(xì)胞來(lái)分：選擇性突變株（selectivemutant）：具有選擇標(biāo)記（如營(yíng)養(yǎng)缺陷性、抗性突變型、條件致死突變型），只要選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件，如培養(yǎng)基、溫度、pH值等，就比較容易檢出和分離到。非選擇性突變株（non-selectivemutant）：無(wú)選擇標(biāo)記（如產(chǎn)量突變型、抗原突變型、形態(tài)突變型），能鑒別這種突變體的惟一方法是檢查大量菌落并找出差異。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分營(yíng)養(yǎng)缺陷型——因突變而喪失產(chǎn)生某種生物合成酶的能力，并因而成為必須在培養(yǎng)基中添加某種物質(zhì)才能生長(zhǎng)的突變類(lèi)型?？剐酝蛔冃汀蛲蛔兌a(chǎn)生了對(duì)某種化學(xué)藥物或致死物理因子的抗性。條件致死突變型——某菌株在基因突變后，在某種條件下可正常生長(zhǎng)、繁殖，而在另一種條件下卻無(wú)法生長(zhǎng)、繁殖。Ts突變株即溫度敏感株：是一類(lèi)典型的條件致死突變型。例如大腸桿菌的某些菌株在37℃以下正常生長(zhǎng)，卻不能42℃以下正常生長(zhǎng)形態(tài)突變型—基因突變后引起的個(gè)體或菌落形態(tài)發(fā)生變異。抗原突變型——基因突變后引起細(xì)胞抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生變異。產(chǎn)量突變型——基因突變后引起代謝產(chǎn)物產(chǎn)量上明顯有別于原始菌株的突變株。

選擇性突變株非選擇性突變本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分定義：某一細(xì)胞（或病毒粒）在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。突變率：可采用營(yíng)養(yǎng)缺陷型的回復(fù)突變株或抗藥性突變株來(lái)檢測(cè)。例如：突變率為10-8：一億次分裂中，會(huì)發(fā)生一次突變。（二）突變率本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分若干細(xì)菌某一性狀的自發(fā)突變率菌名 突變性狀 突變率E.coli 抗T1噬菌體 3×10–8E.coli 抗T3噬菌體 1×10–7

E.coli 不發(fā)酵乳糖 1×10–10E.coli 抗紫外線 1×10–5Staphylococcusaureus 抗青霉素 1×10–7

本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（1）自發(fā)性：指可自發(fā)地產(chǎn)生突變（2）不對(duì)應(yīng)性：突變性狀與引起突變的原因之間無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系（3）稀有性：自發(fā)突變的幾率很低，在10-6~10-9間（4）獨(dú)立性：某基因的突變率不受它種基因突變率的影響（5）可誘變性：通過(guò)物理或化學(xué)因子的處理，可大大提高突變率（6）穩(wěn)定性：突變后的新性狀是可遺傳的，穩(wěn)定的（7）可逆性：野生型菌株發(fā)生突變后，也能發(fā)生回復(fù)突變。（三）突變的特點(diǎn)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（四）基因突變的自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性的證明

在各種基因突變中，抗性突變最為常見(jiàn)。但在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)這種抗性產(chǎn)生的原因爭(zhēng)論十分激烈。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，突變是通過(guò)適應(yīng)而發(fā)生的，即各種抗性是由其環(huán)境（指其中所含的抵抗對(duì)象）誘發(fā)出來(lái)的，突變的原因和突變的性狀間是相對(duì)應(yīng)的，并認(rèn)為這就是“定向變異”，也有人稱(chēng)它為“馴化”或“馴養(yǎng)”。另一種看法則認(rèn)為，基因突變是自發(fā)的，且與環(huán)境是不相對(duì)的。由于其中有自發(fā)突變、誘發(fā)突變、誘變劑與選擇條件等多種因素錯(cuò)綜在一起，所以難以探究問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。從1943年起，經(jīng)過(guò)幾個(gè)嚴(yán)密而巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，主要攻克了檢出在接觸抗性因子前已產(chǎn)生的自發(fā)突變株的難題，終于解決了這場(chǎng)紛爭(zhēng)。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分證明突變的性狀與引起突變的原因間無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系！如何證明基因突變的自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性?三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)變量實(shí)驗(yàn)、涂布實(shí)驗(yàn)、影印實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)證據(jù)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分變量實(shí)驗(yàn)（fluctuationanalysis）SalvadorLuriaandMaxDelbruck（1943）SalvadorLuriaS.E.盧瑞亞

MaxDelbruckM.戴爾布魯克

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1969本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分變量實(shí)驗(yàn)（fluctuationanalysis）本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分Newcombe的涂布實(shí)驗(yàn)(1949)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分

影印實(shí)驗(yàn)(replicaplating)JoshuaLederbergandEstherLederberg(1952)JoshuaLederbergJ.LederbergisawardedtheNoblePrizeinMedicineandPhysiologyin1958本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分基因突變的原因是多種多樣的，可以是自發(fā)的或誘發(fā)的，誘變又可分為點(diǎn)突變（一對(duì)堿基）和畸變（一段染色體）。具體類(lèi)型可歸納如下：（五）基因突變及其機(jī)制本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分1.誘發(fā)突變誘變劑（mutagen）：凡能提高突變率的任何理化因子，就稱(chēng)為誘變劑種類(lèi)：誘變劑的種類(lèi)很多，作用方式多樣。即使是同一種誘變劑，也常有幾種作用方式。按照遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的特點(diǎn)討論幾種有代表性的誘變劑的作用機(jī)制。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（1）堿基的置換堿基置換是染色體的微小損傷，只涉及一對(duì)堿基被另一對(duì)堿基所置換。分轉(zhuǎn)換和顛換。誘變的機(jī)制：直接與核酸的堿基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)換；有的是堿基類(lèi)似物，通過(guò)活細(xì)胞的代謝活動(dòng)摻入到DNA分子中引起轉(zhuǎn)換。常見(jiàn)誘變劑：亞硝酸、各種烷化劑（直接作用）；5-溴尿嘧啶本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（2）移碼突變指誘變劑會(huì)使DNA序列中的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)核苷酸發(fā)生增添或缺失，從而使該處后面的全部遺傳密碼的閱讀框架發(fā)生改變，并進(jìn)一步引起轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯(cuò)誤的一類(lèi)突變。能引起移碼突變都是一些吖啶類(lèi)化合物突變機(jī)制：吖啶類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)與嘌呤-嘧啶對(duì)十分相似，能嵌入兩個(gè)相鄰的DNA堿基對(duì)之間。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（3）染色體畸變主要是指DNA分子的大損傷，包括缺失、重復(fù)、插入、易位和倒位，也包括染色體數(shù)目的變化。轉(zhuǎn)座：DNA序列通過(guò)非同源重組的方式，從染色體某一部位轉(zhuǎn)移到同一染色體上另一部位或其他染色體上某一部位的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座因子：又稱(chēng)可移動(dòng)基因，或跳躍基因，指具有轉(zhuǎn)座作用的一段DNA序列。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分定義：指生物體在無(wú)人工干預(yù)下自然發(fā)生的低頻率突變。自發(fā)突變的原因：（1）背景輻射和環(huán)境因素；（2）自身有害代謝產(chǎn)物；（3）DNA復(fù)制過(guò)程中堿基配對(duì)錯(cuò)誤引起。2、自發(fā)突變本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分紫外線對(duì)DNA的損傷機(jī)制是使相鄰嘧啶形成嘧啶二聚體和水合物，相鄰嘧啶形成二聚體后，造成局部DNA分子無(wú)法配對(duì)，從而引起微生物的死亡或突變。設(shè)備：紫外燈、磁力攪拌器、暗室等。樣品：要直接暴露在紫外燈下，厚度不能超過(guò)3mm。照射時(shí)，要用磁力攪拌器攪拌。（六）紫外線（UV）對(duì)DNA的損傷及其修復(fù)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分把經(jīng)UV照射后的微生物立即暴露于可見(jiàn)光下時(shí)，就可出現(xiàn)明顯降低其死亡率的現(xiàn)象，即光復(fù)活作用。機(jī)制：經(jīng)UV照射后帶有嘧啶二聚體的DNA分子，在黑暗下會(huì)與一種光激活酶——光解酶結(jié)合，這種復(fù)合物在可見(jiàn)光下，光解酶會(huì)獲得光能而激活，并使二聚體重新分解成單體。指導(dǎo)意義：在利用UV進(jìn)行誘變育種時(shí)，要在紅光下進(jìn)行照射和后續(xù)操作，并放置在黑暗條件下培養(yǎng)。1、光復(fù)活作用本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分又稱(chēng)暗修復(fù)，是一種用于對(duì)被UV等誘變劑損傷后的修復(fù)方式，其特點(diǎn)是不依賴可見(jiàn)光，只通過(guò)酶切作用去除嘧啶二聚體隨后重新合成一段正常DNA鏈的核酸修復(fù)方式。核酸內(nèi)切酶：作用位點(diǎn)在多核苷酸鏈的內(nèi)部，打開(kāi)一個(gè)3’-OH和5’-P的單鏈缺口。核酸外切酶：作用位點(diǎn)從多核苷酸鏈的5’-P至3’-OH方向切除二聚體。共需要四種酶：核酸內(nèi)切酶、核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶2、切除修復(fù)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分微生物育種所經(jīng)歷的大致歷程：從生產(chǎn)中選育或定向培育選育（未采用誘變劑，自發(fā)突變株）——采用誘變劑進(jìn)行誘變，提高突變頻率，篩選有用菌株——利用接合、原生質(zhì)體融合等技術(shù)使基因發(fā)生重組（細(xì)胞水平）——體外DNA重組技術(shù)（基因工程技術(shù)）創(chuàng)造具有新的生物性狀的生物二、突變與育種微生物育種的目的是人為地使某種代謝產(chǎn)物過(guò)量積累，最大程度降低成本，把生物合成的途徑朝人們所希望的方向引導(dǎo)，最終獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和低耗的菌種。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（一）自發(fā)突變及育種

主要是通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇生產(chǎn)中發(fā)生自發(fā)突變的菌株或不斷轉(zhuǎn)接微生物菌株以期獲得其自發(fā)突變菌株。特點(diǎn)：費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，工作被動(dòng)，守株待兔式的例：卡介苗的篩選，連續(xù)接種230代本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分定義：指利用物理、化學(xué)等誘變劑處理均勻而分散的微生物細(xì)胞群，在促進(jìn)其突變率顯著提高的基礎(chǔ)上，采用簡(jiǎn)便、快速和高效的篩選方法，從中挑選出少數(shù)符合目的的突變株，以供科學(xué)實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)實(shí)踐使用。（二）誘變育種本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分1、誘變育種的基本環(huán)節(jié)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分2、誘變育種的原則誘變劑物理因素化學(xué)因素紫外線激光離子束X射線r射線快中子烷化劑堿基類(lèi)似物吖啶化合物（1）使用簡(jiǎn)便有效的誘變劑本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分Ames試驗(yàn)：利用細(xì)菌模型了解潛在化學(xué)致癌物的誘變作用“生物化學(xué)統(tǒng)一性”法則：人和細(xì)菌在DNA的結(jié)構(gòu)及特性方面是一致的，能使微生物發(fā)生突變的誘變劑必然也會(huì)作用于人的DNA，使其發(fā)生突變，最后造成癌變或其他不良的后果。誘變劑的共性原則：化學(xué)藥劑對(duì)細(xì)菌的誘變率與其對(duì)動(dòng)物的致癌性成正比超過(guò)95%的致癌物質(zhì)對(duì)微生物有誘變作用90%以上的非致癌物質(zhì)對(duì)微生物沒(méi)有誘變作用

有些化學(xué)物質(zhì)會(huì)引起核酸結(jié)構(gòu)的損傷并對(duì)生物具有致突變、致畸變和致癌變，常簡(jiǎn)稱(chēng)三致作用。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的BruceAmes教授于1966年發(fā)明，因此稱(chēng)為Ames試驗(yàn)具體操作：檢測(cè)鼠傷寒沙門(mén)氏菌組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株(his-)的回復(fù)突變率。回復(fù)突變：突變體失去的野生型性狀，可以通過(guò)第二次突變得到恢復(fù)，這種第二次突變稱(chēng)為回復(fù)突變本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分艾姆氏試驗(yàn)：是一種利用細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)缺陷型的回復(fù)突變來(lái)檢測(cè)環(huán)境或食品中是否存在化學(xué)致癌劑的簡(jiǎn)便有效方法。菌種：鼠傷寒沙門(mén)氏菌his-；原理：his-在基本培養(yǎng)基上不長(zhǎng)；而發(fā)生回復(fù)突變則長(zhǎng)。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分證明Ames試驗(yàn)重要性的應(yīng)用實(shí)例：國(guó)外曾開(kāi)發(fā)了一種降低婦女妊娠反應(yīng)的藥物“反應(yīng)?！保捎谄渌幮э@著，在60-70年代十分流行，但隨后人們就發(fā)現(xiàn)畸形兒的出生率明顯增高，而且生產(chǎn)畸形兒的婦女大多曾服用“反應(yīng)?！?，后來(lái)采用Ames試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)的確具有很強(qiáng)的致突變作用，因此這種藥物被禁止使用但如果能在這種藥物上市之前就進(jìn)行Ames試驗(yàn)檢測(cè)，那么這種大量出生畸形兒的悲劇完全可以避免，本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分出發(fā)菌株：就是用于育種的原始菌株。目前這項(xiàng)工作還僅憑經(jīng)驗(yàn)（2）挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株（3）處理單細(xì)胞或單孢子懸液：如霉菌或放線菌的分生孢子或細(xì)菌的芽孢（4）選用合適的誘變劑量紫外線劑量：強(qiáng)度與作用時(shí)間之乘積化學(xué)誘變劑劑量：濃度與處理時(shí)間來(lái)表示（5）充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)（6）利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)（7）設(shè)計(jì)高效篩選方案（8）創(chuàng)造新型篩選方法本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分3、三類(lèi)突變株的篩選（1）產(chǎn)量突變株的篩選（2）抗藥性突變株的篩選（3）營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（1）產(chǎn)量突變株的篩選本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第63頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（2）抗藥性突變株的篩選異煙肼是一種抗代謝藥物，能阻止敏感菌的生長(zhǎng)，而吡哆醇是異煙肼的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物，當(dāng)敏感菌能在含異煙肼的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)，能合成更高濃度的吡哆醇，克服了異煙肼的競(jìng)爭(zhēng)性抑制，所以用梯度平板法可以篩選到高產(chǎn)吡哆醇的突變株。涂上誘變后的酵母菌本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第64頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分基本培養(yǎng)基：僅能滿足某微生物的野生型菌株生長(zhǎng)所需要的最低成分的組合培養(yǎng)基。MM完全培養(yǎng)基：凡可滿足一切營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株?duì)I養(yǎng)需要的天然或半組合培養(yǎng)基。CM補(bǔ)充培養(yǎng)基：凡只能滿足相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)缺陷突變株生長(zhǎng)需要的組合或半組合培養(yǎng)基。SM野生型：指從自然界分離到的任何微生物在其發(fā)生人為營(yíng)養(yǎng)缺陷突變前的原始菌株。遺傳型表示法是[A+B+]營(yíng)養(yǎng)缺陷型：野生型菌株經(jīng)誘變處理后，由于發(fā)生了喪失某酶合成能力的突變，因而只能在加有該酶合成產(chǎn)物的培養(yǎng)基中才能生長(zhǎng)。A營(yíng)養(yǎng)缺陷型用[A-B+]表示，B營(yíng)養(yǎng)缺陷型用[A+B-]表示原養(yǎng)型：一般指營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變經(jīng)回復(fù)突變或重組后產(chǎn)生的菌株，其營(yíng)養(yǎng)要求在表型上與野生型相同。遺傳型均用[A+B+]表示（3）營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第65頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法（見(jiàn)書(shū)P222）誘變檢出營(yíng)養(yǎng)缺陷型淘汰野生型鑒定營(yíng)養(yǎng)缺陷型富集培養(yǎng)（抗生素法）青霉素——細(xì)菌制霉菌素——真菌（菌絲過(guò)濾法）——絲狀真菌和放線菌夾層培養(yǎng)法限量補(bǔ)充培養(yǎng)法逐個(gè)檢出法影印平板法生長(zhǎng)譜法本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第66頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分a夾層培養(yǎng)法（3）營(yíng)養(yǎng)缺陷型的篩選方法基本培養(yǎng)基——野生型完全培養(yǎng)基——營(yíng)養(yǎng)缺陷型上、下兩層基本培養(yǎng)基的作用是使菌落夾在中間，以免細(xì)菌移動(dòng)或被完全培養(yǎng)基沖散。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第67頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分B限量補(bǔ)充培養(yǎng)法c逐個(gè)檢出法d影印平板法滿足營(yíng)養(yǎng)缺陷型滿足野生型本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第68頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分基因重組：兩個(gè)獨(dú)立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過(guò)一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，稱(chēng)為基因重組。一、原核生物的基因重組（一）轉(zhuǎn)化受體菌直接吸收了供體菌的DNA片段而獲得后者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱(chēng)為轉(zhuǎn)化作用。通過(guò)轉(zhuǎn)化方式而形成的雜種后代，稱(chēng)轉(zhuǎn)化子。第三節(jié)基因重組和雜交育種本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第69頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分兩個(gè)菌株或菌株間能否發(fā)生轉(zhuǎn)化，取決于以下兩個(gè)因子：1、建立了感受態(tài)的受體細(xì)胞感受態(tài)：受體細(xì)胞最易接受外源DNA片段并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。2、外源游離DNA分子（轉(zhuǎn)化因子）轉(zhuǎn)染：用提純的病毒核酸（DNA或RNA）去感染其宿主細(xì)胞或其原生質(zhì)體，可增殖出一群正常病毒后代的現(xiàn)象。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第70頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)染的區(qū)別

轉(zhuǎn)化：在自然情況下，某些細(xì)菌溶解以后釋放的DNA被其他細(xì)菌吸收而發(fā)生轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)在我們說(shuō)到轉(zhuǎn)化，一般都是指實(shí)驗(yàn)室內(nèi)從細(xì)菌里面純化的DNA分子直接導(dǎo)入遺傳性狀相異的細(xì)菌，比如質(zhì)粒轉(zhuǎn)化，我們用的是純化的質(zhì)粒DNA本身，沒(méi)有任何媒介幫助。從這個(gè)概念的內(nèi)涵來(lái)說(shuō)，只要DNA進(jìn)入細(xì)菌，就完成了轉(zhuǎn)化過(guò)程。轉(zhuǎn)染：對(duì)于真核生物，轉(zhuǎn)染就是原核生物中轉(zhuǎn)化的同義詞；原核生物中，偶爾也用到轉(zhuǎn)染這個(gè)詞，當(dāng)細(xì)菌的轉(zhuǎn)化過(guò)程中吸收的外源DNA是病毒DNA時(shí)就應(yīng)該稱(chēng)此過(guò)程為轉(zhuǎn)染本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第71頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（二）轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）通過(guò)缺陷噬菌體為媒介，把供體細(xì)胞的DNA片段攜帶到受體細(xì)胞中，通過(guò)交換與整合，從而使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)的類(lèi)型：普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第72頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分1、普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)通過(guò)極少數(shù)完全缺陷噬菌體對(duì)供體菌基因組上任何小片段DNA進(jìn)行誤包，而將其遺傳性狀傳遞給受體菌的現(xiàn)象。（1）完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)（定義見(jiàn)書(shū)P226）（2）流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)（定義見(jiàn)書(shū)P227）本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第73頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分2、局限轉(zhuǎn)導(dǎo)指通過(guò)部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌的少數(shù)特定基因攜帶到受體菌中，并與后者的基因組整合、重組，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子的現(xiàn)象。特點(diǎn)：（1）只局限于傳遞供體菌核染色體上的個(gè)別特定基因；（2）該特定基因由部分缺陷的溫和噬菌體攜帶；（3）缺陷噬菌體的形成方式是由于它在脫離宿主核染色體過(guò)程中發(fā)生低頻率的誤切或由于雙重溶源菌的裂解而形成（4）局限噬菌體的產(chǎn)生要通過(guò)UV等因素對(duì)溶源菌的誘導(dǎo)引起裂

解后才產(chǎn)生。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第74頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（1）低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)指通過(guò)一般溶源菌釋放的噬菌體所進(jìn)行的轉(zhuǎn)導(dǎo)，因其只能形成極少數(shù)轉(zhuǎn)導(dǎo)子，故稱(chēng)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。（2）高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)雙重溶源菌：同時(shí)感染有正常噬菌體和缺陷噬菌體的受體菌。在局限轉(zhuǎn)導(dǎo)中，若對(duì)雙重溶源菌進(jìn)行誘導(dǎo)，就會(huì)產(chǎn)生含50%左右的局限轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物，用這種裂解物去轉(zhuǎn)導(dǎo)受體菌，就可獲得50%左右的轉(zhuǎn)導(dǎo)子，故稱(chēng)為高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第75頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分3、溶源轉(zhuǎn)變當(dāng)正常的溫和噬菌體感染其宿主而使其發(fā)生溶源化時(shí)，因噬菌體基因整合到宿主的核基因組上，而使宿主獲得了除免疫性外的新遺傳性狀的現(xiàn)象，稱(chēng)溶源轉(zhuǎn)變。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第76頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（三）接合(conjugation)供體菌通過(guò)性菌毛與受體菌直接接觸而產(chǎn)生的遺傳信息的轉(zhuǎn)移和重組過(guò)程。1946年，JoshuaLederberg和EdwardL.Taturm細(xì)菌的多重營(yíng)養(yǎng)缺陷型雜交實(shí)驗(yàn)中間平板上長(zhǎng)出的原養(yǎng)型菌落是兩菌株之間發(fā)生了遺傳交換和重組所致。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第77頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分通過(guò)接合而獲得新性狀的受體細(xì)胞，稱(chēng)為接合子。E.coli的4種接合型菌株：（1）F+菌株即“雄性”菌株，指細(xì)胞內(nèi)存在一至幾個(gè)F質(zhì)粒，并在細(xì)胞表面著生一至幾條性菌毛的菌株?？蓪質(zhì)粒通過(guò)滾環(huán)復(fù)制轉(zhuǎn)入F-菌株中。其中的F質(zhì)粒也可分離或消除。（2）F-菌株即“雌性”菌株，指細(xì)胞中無(wú)F質(zhì)粒、細(xì)胞表面也性菌毛的菌株?？赏ㄟ^(guò)與F+菌株或F’菌株的接合而接受供體菌的F質(zhì)?；騀’質(zhì)粒，從而使自己轉(zhuǎn)變成雄性菌株。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第78頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分3）Hfr菌株Hfr是由F因子插入到染色體DNA后形成的高頻重組菌株，因?yàn)檫@類(lèi)菌株在F因子轉(zhuǎn)移過(guò)程中可以把部分甚至全部細(xì)菌染色體傳遞給F-細(xì)胞并發(fā)生重組而得名,發(fā)生基因重組的頻率比單純用F+和F-接合后的頻率高出數(shù)百倍。Hfr菌株仍保持著F+細(xì)胞的特征。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第79頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（4）F’菌株當(dāng)Hfr菌株細(xì)胞內(nèi)的F質(zhì)粒因不正常切離而脫離核染色體組時(shí)，可重新形成游離的、但攜帶整合位點(diǎn)鄰近一小段染色體基因的特殊F質(zhì)粒，稱(chēng)F’質(zhì)?；騀’因子。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第80頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（四）原生質(zhì)體融合通過(guò)人為的方法，使遺傳性狀不同的兩個(gè)細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合，借以獲得兼有雙新遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過(guò)程。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第81頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分（一）有性雜交（有性孢子：卵孢子、接合孢子、子囊孢子、擔(dān)孢子）P58指不同遺傳型的兩性細(xì)胞間發(fā)生的接合和隨之進(jìn)行的染色體重組，進(jìn)而產(chǎn)生新遺傳型后代的一種育種技術(shù)。選擇親本菌株——產(chǎn)孢子培養(yǎng)基上，產(chǎn)生子囊——破壁獲得子囊孢子——單倍體子囊孢子密集接觸，產(chǎn)生雙倍體——篩選優(yōu)良菌株（二）準(zhǔn)性雜交1、準(zhǔn)性生殖：類(lèi)似于有性生殖，但比之更為原始的兩性生殖方式，是一種在同種而不同菌株的體細(xì)胞間發(fā)生的融合，它可不借減數(shù)分裂而導(dǎo)致低頻率基因重組并產(chǎn)生重組子。意義：對(duì)于尚未發(fā)現(xiàn)有性生殖的但有重要生產(chǎn)價(jià)值的半知菌的育種工作提供了一個(gè)雜交育種的手段。二、真核微生物的基因重組本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第82頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分

2、準(zhǔn)性生殖過(guò)程（1）菌絲聯(lián)結(jié)（體細(xì)胞間，頻率低）（2）形成異核體（質(zhì)配）（3）核融合（核配，頻率低）（4）體細(xì)胞交換和單倍體化本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第83頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分一、基因工程定義：在基因水平上，改造遺傳物質(zhì)，從而使物種發(fā)生變異，創(chuàng)建出具有某種穩(wěn)定新性狀的生物新品系。第四節(jié)基因工程本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第84頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分基因工程的基本操作（一）目的基因的取得（二）優(yōu)良載體的選擇（三）目的基因與載體DNA的體外重組（四）重組載體導(dǎo)入受體細(xì)胞（五）重組受體細(xì)胞的篩選和鑒定（六）“工程菌”和“工程細(xì)胞”的大規(guī)模培養(yǎng)本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第85頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分微生物學(xué)與基因工程的關(guān)系：（1）基因工程所用克隆載體主要是用病毒、噬菌體和質(zhì)粒改造而成；（2）基因工程所用千余種工具酶絕大多數(shù)是從微生物中分離純化得到；（3）微生物細(xì)胞是基因克隆的宿主，即使植物基因工程和動(dòng)物基因工程也要先構(gòu)建穿梭載體，使外源基因或重組體DNA在大腸桿菌中得到克隆并進(jìn)行拼接和改造，才能再轉(zhuǎn)移到植物和動(dòng)物細(xì)胞中；（4）大規(guī)模表達(dá)各種基因產(chǎn)物，通常都是將外源基因表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌或是酵母中構(gòu)建成工程菌，利用工廠發(fā)酵來(lái)實(shí)現(xiàn)；（5）微生物的多樣性，尤其是抗高溫、高鹽、高堿、低溫等基因，為基因工程提供極其豐富而獨(dú)特的基因資源；（6）有關(guān)基因結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和表達(dá)調(diào)控的理論主要也是來(lái)自對(duì)微生物的研究中取得，因此微生物學(xué)不僅為基因工程提供了操作技術(shù)同時(shí)也提供了理論指導(dǎo)。本文檔共93頁(yè)；當(dāng)前第86頁(yè)；編輯于星期三\9點(diǎn)35分其它內(nèi)容在《基因工程》課程中詳細(xì)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、轉(zhuǎn)基因植物基因工程：以活的動(dòng)植物整體代