環(huán)境微生物學第六章微生物的遺傳和變異

第六章微生物的遺傳和變異第一節(jié)微生物的遺傳第二節(jié)微生物的變異第三節(jié)基因重組第四節(jié)基因工程在環(huán)境保護中的應用本文檔共88頁；當前第1頁；編輯于星期二\17點26分遺傳和變異理論的應用工業(yè)——發(fā)酵工業(yè)、……農(nóng)業(yè)——雜交水稻、轉基因水果……醫(yī)學——親子鑒定、法醫(yī)鑒定、基因療法……環(huán)境——基因工程菌、超級細菌、生物芯片………………本文檔共88頁；當前第2頁；編輯于星期二\17點26分遺傳和變異是一切生物最本質的屬性遺傳：

微生物將其生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)類型和環(huán)境條件，以及對這些營養(yǎng)和外界環(huán)境條件產(chǎn)生的一定反應，或出現(xiàn)的一定的性狀傳給后代，并相對穩(wěn)定地一代一代傳下去。變異：當微生物從它適應的環(huán)境遷移到不適應的環(huán)境后，微生物改變自己對營養(yǎng)和環(huán)境條件的要求，在新的生活條件下產(chǎn)生適應新環(huán)境的酶，從而適應新環(huán)境，這是遺傳的變異。本文檔共88頁；當前第3頁；編輯于星期二\17點26分遺傳的特性：遺傳具有保守性，保守性使種屬性穩(wěn)定的一代代傳遞下去。有利：可使生產(chǎn)中選育出來的優(yōu)良菌種的屬性穩(wěn)定地一代一代傳下去。不利：當營養(yǎng)和環(huán)境條件改變，微生物因不適應新環(huán)境而可能死亡。保守程度的大?。簜€體年齡越老，保守程度越大；高等生物的保守程度比低等生物的大。本文檔共88頁；當前第4頁；編輯于星期二\17點26分遺傳的特性：遺傳具有變異性，變異性使生物得到發(fā)展，為人類改造微生物提供理論依據(jù)。變種：變異了的微生物不同于原來的微生物，稱為變種。變異的現(xiàn)象有多種：個體形態(tài)的變異；菌落形態(tài)的變異（光滑型/粗糙型）；營養(yǎng)要求的變異；對環(huán)境要求的變異；毒力的變異；生理生化的變異；代謝途徑、產(chǎn)物的變異等。本文檔共88頁；當前第5頁；編輯于星期二\17點26分利用物理、化學藥物處理微生物可提高變異頻率。通過一定的篩選方法可獲得生產(chǎn)上所需要的高產(chǎn)、優(yōu)質的變異菌株。例：馴化——在工業(yè)廢水處理中，用含有某些污染物的工業(yè)廢水篩選、培養(yǎng)來自處理其他廢水的菌種，使它們適應該種工業(yè)廢水并有高效降解其中污染物能力的方法叫馴化。如何促進微生物變異？本文檔共88頁；當前第6頁；編輯于星期二\17點26分第一節(jié)微生物的遺傳一、遺傳和變異的物質基礎——DNA二、DNA的結構與復制三、DNA的變性和復性四、RNA六、微生物生長與蛋白質合成七、微生物的細胞分裂五、遺傳密碼本文檔共88頁；當前第7頁；編輯于星期二\17點26分一、遺傳和變異的物質基礎——DNA科學實驗證明，生物體內(nèi)主要的遺傳物質DNA。從分子遺傳學角度看：親代通過脫氧核糖核酸（DNA）將決定各種遺傳性狀的遺傳信息傳給子代的——子代有了一定結構的DNA——繼而產(chǎn)生一定結構形態(tài)的蛋白質——進而決定子代具有一定形態(tài)結構和生理生化性質等的遺傳性狀。親代生物如何將遺傳性狀傳給子代？本文檔共88頁；當前第8頁；編輯于星期二\17點26分“核酸是遺傳物質的基礎”的微生物學實驗證據(jù)肺炎雙球菌轉化實驗（Griffith1928）肺炎雙球菌轉化補充實驗（Avery1941）大腸桿菌T2噬菌體的感染實驗（Hersey

1952）為確立DNA為遺傳物質奠定了基礎確立DNA為遺傳物質的第一個實驗證據(jù)再次證明DNA為遺傳物質本文檔共88頁；當前第9頁；編輯于星期二\17點26分RⅡ—不致病SⅢ—致病1.將無致病性的RⅡ注射給小鼠，小鼠不死亡。2.將有致病性的SⅢ注射給小鼠，小鼠死亡。3.將滅活后的致病性的SⅢ注射給小鼠，小鼠不死亡。4.將滅活后的致病性的SⅢ和無致病性的RⅡ

注射給小鼠，小鼠死亡。肺炎雙球菌轉化實驗（Griffith1928）本文檔共88頁；當前第10頁；編輯于星期二\17點26分1.RⅡ+莢膜多糖、蛋白質、RNA（SⅢ)注射給小鼠，小鼠不死亡。肺炎雙球菌轉化補充實驗（Avery1941）2.RⅡ+DNA(SⅢ)注射給小鼠，小鼠死亡。從SⅢ中提取莢膜多糖、蛋白質、RNA、DNA

分別與RⅡ型混合，注射至小鼠體內(nèi)，結果只有一種情況引起了死亡。本文檔共88頁；當前第11頁；編輯于星期二\17點26分T2噬菌體侵染細菌的實驗T2噬菌體的組成：頭部和尾部的外殼——蛋白質頭部內(nèi)——DNA分子那么T2噬菌體的遺傳物質究竟是蛋白質還是DNA呢？本文檔共88頁；當前第12頁；編輯于星期二\17點26分結果表明：噬菌體的蛋白質并沒有進入細菌內(nèi)部，而是留在細菌的外部，噬菌體的DNA卻進入了細菌的體內(nèi)。用放射性同位素35S標記了一部分噬菌體的蛋白質用放射性同位素32P標記了另一部分噬菌體的DNA分別侵染細菌，對被標記物質進行測試。T2噬菌體侵染細菌的實驗過程：本文檔共88頁；當前第13頁；編輯于星期二\17點26分T2噬菌體侵染細菌的實驗本文檔共88頁；當前第14頁；編輯于星期二\17點26分核酸DNA(脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）DNA分子是由4種脫氧核苷酸組成的一種高分子化合物，兩條多核苷酸鏈彼此互補并排列相反的，圍繞一根主軸互相盤旋形成的，具有一定空間距離的雙螺旋結構。二、DNA的結構與復制本文檔共88頁；當前第15頁；編輯于星期二\17點26分核酸核苷酸(堿基－戊糖－磷酸）核苷（堿基－戊糖）磷酸嘌呤和嘧啶（堿基）核糖或脫氧核糖(戊糖）

核酸的組成本文檔共88頁；當前第16頁；編輯于星期二\17點26分DNA分子的結構模式圖平面結構立體結構磷酸戊糖堿基核苷酸本文檔共88頁；當前第17頁；編輯于星期二\17點26分

堿基——嘌呤和嘧啶DNA的堿基：AGCTRNA的堿基：AGCUA—T（U）

G—C堿基配對原則（四種）：（U）

T—AC—G本文檔共88頁；當前第18頁；編輯于星期二\17點26分基本堿基結構和命名嘌呤嘧啶Adenine

(A)Guanine

(G)Cytosine(C)Uracil(U)Thymine(T)本文檔共88頁；當前第19頁；編輯于星期二\17點26分DNA的雙螺旋結構的形成5′3′5′3′5′3′5′3′磷酸核糖堿基T-A堿基對C-G堿基對本文檔共88頁；當前第20頁；編輯于星期二\17點26分

真核生物——DNA＋組蛋白構成染色體，由核膜包裹構成細胞核。1.DNA的存在形式

原核生物——DNA＋極少量蛋白構成染色體，環(huán)狀，高度折疊形成核區(qū)。本文檔共88頁；當前第21頁；編輯于星期二\17點26分DNA在真核細胞染色體中的存在形態(tài)：本文檔共88頁；當前第22頁；編輯于星期二\17點26分DNA在原核細胞中的存在形態(tài)：本文檔共88頁；當前第23頁；編輯于星期二\17點26分定義：基因是一切生物體內(nèi)儲存遺傳信息的、有自我復制能力的遺傳功能單位，是DNA分子上一個特定的堿基順序，即核苷酸順序片斷。2.基因——遺傳因子精確定義：基因是具有固定的起點和終點的核苷酸或密碼的線性序列。功能：編碼多肽（蛋白質）；編碼tRNA或rRNA。本文檔共88頁；當前第24頁；編輯于星期二\17點26分1.結構基因：編碼蛋白質或酶的結構，控制某種蛋白質和酶的合成。基因按功能分可分為3種：2.操縱區(qū)：它的功能像開關，操縱結構基因的表達。3.調(diào)節(jié)基因：控制結構基因，對另一個或幾個基因具有阻遏作用或激活作用。

本文檔共88頁；當前第25頁；編輯于星期二\17點26分每個細菌約具有5000～10000個基因。注意幾點：基因控制遺傳性狀，但不等于遺傳性狀?！驔Q定遺傳性狀的表現(xiàn)，但是任何一個遺傳性狀的表現(xiàn)都是在基因控制下個體發(fā)育的結果，從基因型到表現(xiàn)型必須通過代謝活動來實現(xiàn)，本文檔共88頁；當前第26頁；編輯于星期二\17點26分定義：儲存在DNA上的遺傳信息通過復制將遺傳信息傳遞給后代，通過RNA的中間作用指導蛋白質的合成。這種DNA的復制和遺傳信息傳遞的基本原則，稱為分子遺傳學中的中心法則。3.遺傳信息的傳遞——中心法則注：1958年DNA雙螺旋結構模型奠基人之一英國科學家F.Crick提出了遺傳信息傳遞的中心法則。本文檔共88頁；當前第27頁；編輯于星期二\17點26分中心法則示意圖DNARNA蛋白質信息的主要的或一般的傳遞信息的特殊傳遞復制轉錄翻譯反轉錄復制本文檔共88頁；當前第28頁；編輯于星期二\17點26分（二）DNA的復制——半保留復制首先是親代DNA雙鏈彼此分開成為兩條鏈；以各自的原有的核苷酸鏈為模板（舊鏈），根據(jù)堿基配對的原則吸收細胞中游離的核苷酸，合成出一條新的互補的多核苷酸鏈（新鏈）；新鏈和舊鏈以氫鍵連接形成子代DNA雙螺旋結構。本文檔共88頁；當前第29頁；編輯于星期二\17點26分DNA的半保留復制復制后的DNA分子，各由一條新鏈和一條舊鏈構成雙螺旋結構，因此稱半保留復制。本文檔共88頁；當前第30頁；編輯于星期二\17點26分

原核微生物DNA的復制：

例：大腸桿菌DNA為環(huán)形分子，復制的時候整個從環(huán)上的一個點開始。大腸桿菌DNA復制叉移動方向復制叉移動方向本文檔共88頁；當前第31頁；編輯于星期二\17點26分真核生物DNA復制:

從染色體不同位置的多個起始點同時開始復制。本文檔共88頁；當前第32頁；編輯于星期二\17點26分三、DNA的變性和復性（一）DNA的變性定義：當天然雙鏈DNA受熱或其他因素的作用下，兩條鏈之間的結合力被破壞而分開成單鏈DNA，即稱為DNA變性。溫度、pH化學物質可使DNA變性。本文檔共88頁；當前第33頁；編輯于星期二\17點26分解鏈曲線：對DNA溶液緩慢加熱可使之變性，性質變化和溫度之間的關系稱為解鏈曲線。解鏈溫度（Tm）：A260（DNA在波長260nm處的紫外吸收率）升高達到最大值一半時的溫度。本文檔共88頁；當前第34頁；編輯于星期二\17點26分（二）DNA的復性定義：變性DNA溶液經(jīng)適當處理后重新形成天然DNA的過程叫復性，或叫退火。

本文檔共88頁；當前第35頁；編輯于星期二\17點26分復性的雙鏈DNA是原來的DNA嗎？復性的雙鏈DNA是隨機結合的，因此不可能全部是原來的DNA。根據(jù)DNA的變性和復性，人們發(fā)展了當今先進的核酸雜交技術、PCR技術等。本文檔共88頁；當前第36頁；編輯于星期二\17點26分5.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？4.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質?！痹诨蚬こ讨谐１挥米骰蜣D移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第37頁；編輯于星期二\17點26分四、RNARNA（核糖核酸）:和DNA相似，不同之處是:1.以核糖代替脫氧核糖;2.以尿嘧啶（U）代替胸腺嘧啶（T）。因此，RNA鏈中的堿基配對為：A—U、U—A、G—C、C—G

本文檔共88頁；當前第38頁；編輯于星期二\17點26分mRNA

（信使核糖核酸）——，帶有指導氨基酸的遺傳密碼，傳遞遺傳性。tRNA（轉運核糖核酸）——識別mRNA上的信息，并將特定的氨基酸送到rRNA上供蛋白質合成。rRNA（核蛋白體核糖核酸）——rRNA與蛋白質組成核糖體，是蛋白質合成的場所。反義RNA——起調(diào)節(jié)作用的短小RNA。RNA的種類及功能RNA本文檔共88頁；當前第39頁；編輯于星期二\17點26分5.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？4.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質?！痹诨蚬こ讨谐１挥米骰蜣D移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第40頁；編輯于星期二\17點26分

mRNA中的核苷酸有四種，氨基酸有20種，四種核苷酸如何代表20種氨基酸？三個連續(xù)的核苷酸組成一個三聯(lián)密碼子，決定一個氨基酸的種類，人們已經(jīng)破解了所有氨基酸的密碼。五、遺傳密碼如：UUU是決定苯丙氨酸的密碼AUG是決定甲硫氨酸的密碼UAC是決定絲氨酸的密碼本文檔共88頁；當前第41頁；編輯于星期二\17點26分

遺傳密碼表其中：

61組密碼分別為20種氨基酸編碼，代表蛋白質中的20種氨基酸，稱為有意義密碼子；另外3組稱為無意義密碼子，起終止蛋白質合成的作用。本文檔共88頁；當前第42頁；編輯于星期二\17點26分啟迪與探索1954年，物理學家GeorgeGamov根據(jù)在DNA中存在4種核苷酸，在蛋白質中存在20種氨基酸的對應關系，做出如下數(shù)學推理:

若每1個核苷酸為1個氨基酸編碼，只能決定4種氨基酸(41=4);若每2個核苷酸為1個氨基酸編碼，可決定16種氨基酸(42=16)。上述情況編碼的氨基酸數(shù)小于20，顯然不可能。那么若3個核苷酸為1個氨基酸編碼，可編64種氨基酸(43=64);若4個核苷酸編碼1個氨基酸，可編碼256種氨基(44=256)，以此類推。Gamov認為43=64這種關系最理想，因為64是能滿足于20種氨基酸編碼的最小數(shù)。而44=256以上，數(shù)目太多，不符合生物體在億萬年進化過程中形成的和遵循的經(jīng)濟原則，因此認為也是不可能的。

1961年的實驗研究證明上述假想是正確的。

基因密碼的破譯是六十年代分子生物學最輝煌的成就

本文檔共88頁；當前第43頁；編輯于星期二\17點26分4.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？5.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質粒”在基因工程中常被用作基因轉移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第44頁；編輯于星期二\17點26分

首先，決定某種蛋白質分子結構的相應一段DNA鏈（結構基因）自我復制；DNA如何指導蛋白質合成？

雙鏈DNA分開，以它其中一條單鏈為模板遵循堿基配對原則轉錄出一條mRNA；

以mRNA為模板，依靠tRNA對氨基酸的識別作用，與之暫時結合；翻譯DNA復制轉錄蛋白質合成

以mRNA為模板，依靠tRNA的轉運作用，將氨基酸按照mRNA的堿基排列順序合成蛋白質。本文檔共88頁；當前第45頁；編輯于星期二\17點26分mRNA(信使RNA)tRNA(轉運RNA)氨基酸與氨基酸特異性結合部位三聯(lián)子密碼決定一個氨基酸蛋白質翻譯過程3.tRNA翻譯本文檔共88頁；當前第46頁；編輯于星期二\17點26分4.蛋白質合成本文檔共88頁；當前第47頁；編輯于星期二\17點26分4.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？5.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質?！痹诨蚬こ讨谐１挥米骰蜣D移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第48頁；編輯于星期二\17點26分第二節(jié)微生物的變異

在微生物純種群體或混合群體中，都可能偶爾出現(xiàn)個別微生物在形態(tài)或生理生化或其他方面的性狀發(fā)生改變。改變了的性狀可以遺傳，這時的微生物發(fā)生變異，成了變種或變株。本文檔共88頁；當前第49頁；編輯于星期二\17點26分一、變異的實質——基因突變

由于某種因素引起微生物DNA鏈上的A—T堿基對發(fā)生差錯，結果接上G，成了G—C對，它的性狀沒在當代表現(xiàn)。當DNA再一次復制時本應A—T配對，卻成了G—C配對，就成了與正常體不同的突變體。本文檔共88頁；當前第50頁；編輯于星期二\17點26分二、變異的類型按突變的條件和原因劃分，突變可分為兩種：自發(fā)突變：指某種生物在自然條件下，沒有人工參與而發(fā)生的基因突變。誘發(fā)突變：是利用物理或化學因素處理微生物群體，促使少數(shù)個體細胞的DNA分子結構發(fā)生改變，在基因內(nèi)部堿基配對發(fā)生差錯，引起微生物的遺傳性狀突變。本文檔共88頁；當前第51頁；編輯于星期二\17點26分什么是定向培育和馴化？（環(huán)境工程中稱馴化）——定向培育（馴化）：是人為用某一特定環(huán)境條件長期處理某一微生物群體，同時不斷的將它們進行移種傳代，以達到累積和選擇合適的自發(fā)突變體的一種古老的育種方法。目前，環(huán)境工程仍主要采用定向培育的方法培育菌種。例：印染廢水、含酚廢水，氰廢水等活性污泥的培育。本文檔共88頁；當前第52頁；編輯于星期二\17點26分4.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？5.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質粒”在基因工程中常被用作基因轉移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第53頁；編輯于星期二\17點26分第三節(jié)基因重組

兩個不同性狀的個體細胞的DNA融合，使基因重新組合，產(chǎn)生新品種，這過程稱為基因重組?？赏ㄟ^以下三種方法實現(xiàn)。一、雜交二、轉化三、轉導本文檔共88頁；當前第54頁；編輯于星期二\17點26分一、雜交（接合，conjugation）定義：雜交是通過雙親細胞的融合，使整套染色體的基因重組，或者是通過雙親細胞的溝通，使部分染色體基因重組。例：含固氮基因的肺炎克氏桿菌和不含固氮基因的大腸桿菌雜交，產(chǎn)生了含有固氮基因并有固氮能力的nif+大腸桿菌。本文檔共88頁；當前第55頁；編輯于星期二\17點26分雜交圖示：菌毛連結染色體轉移本文檔共88頁；當前第56頁；編輯于星期二\17點26分二、轉化（tansformation）定義：受體細胞直接吸收來自供體細胞的DNA片段，并把它整合到自己的基因組里，從而獲得了供體細胞部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉化。本文檔共88頁；當前第57頁；編輯于星期二\17點26分轉化圖示：DNA吸附DNA解鏈感受態(tài)的細胞出現(xiàn)DNA進入DNA復制本文檔共88頁；當前第58頁；編輯于星期二\17點26分三、轉導（transduction）定義：通過溫和噬菌體的媒介作用，把供體細胞內(nèi)特定的基因(DNA片段)攜帶至受體細胞中，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉導。野生型敏感細菌（供體）缺陷型溶原細菌（受體）出現(xiàn)原養(yǎng)型細菌本文檔共88頁；當前第59頁；編輯于星期二\17點26分第四節(jié)突變體的檢測與篩選目的：用某種誘變因子誘導微生物產(chǎn)生突變體，從中獲得優(yōu)良的目的品種突變體。一、突變體的檢測二、突變體的篩選本文檔共88頁；當前第60頁；編輯于星期二\17點26分一、突變體的檢測（一）直接檢測表現(xiàn)型例1：原產(chǎn)紅色素的正常細菌，其菌落呈紅色，經(jīng)誘變培養(yǎng)出的是無色的菌落即為突變株。例2：原來是光滑型的菌落，經(jīng)誘變培養(yǎng)出粗糙型菌落的突變株。1.通過觀察可識別，直觀快速本文檔共88頁；當前第61頁；編輯于星期二\17點26分例：賴氨酸營養(yǎng)缺陷型的檢測2.影印平板法：直觀，較復雜原平板（完全培養(yǎng)基）滅菌的金絲絨影印原平板影印至新平板培養(yǎng)基1（無賴氨酸）培養(yǎng)基2（正常）缺陷型突變株野生型菌株經(jīng)誘變后失去合成某營養(yǎng)（氨基酸，維生素，核酸等）的能力，只有在基本培養(yǎng)基中補充該營養(yǎng)因子才能生長本文檔共88頁；當前第62頁；編輯于星期二\17點26分（二）間接法例1：高溫菌、低溫菌、嗜酸菌、嗜堿菌及營養(yǎng)缺陷型的微生物要通過控制培養(yǎng)條件而獲得。如果無法通過觀察識別，則采用什么方法？本文檔共88頁；當前第63頁；編輯于星期二\17點26分二、突變體的篩選有效技術：創(chuàng)造一種只允許突變體生長，抑制原養(yǎng)型菌生長的培養(yǎng)基或生長條件。這些條件既是誘變因子又是篩選條件，這種技術非常適合環(huán)境工程生產(chǎn)的需要。本文檔共88頁；當前第64頁；編輯于星期二\17點26分以高溫誘導其變異例：高溫菌的篩選思考：如果要篩選“低溫”降解“苯酚”的細菌，將如何篩選？用完全培養(yǎng)基在高溫和正常條件下分別培養(yǎng)接種到含有目的物的培養(yǎng)基上，高溫下培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)能夠生長的菌落高溫下擴大培養(yǎng)反復培養(yǎng)、篩選，可獲得處理該廢水的菌種本文檔共88頁；當前第65頁；編輯于星期二\17點26分4.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？5.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質粒”在基因工程中常被用作基因轉移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第66頁；編輯于星期二\17點26分

在自然界中存在許多優(yōu)良菌種，可有效分解自然界中的各種物質。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，人工合成的非天然物質日益增多。如：有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯等，不易被現(xiàn)存的微生物分解，這類物質具有持久性，很難分解。這類物質積累在土壤和水體中，嚴重污染環(huán)境。因此，在環(huán)境工程中急需快速降解上述污染物的高效菌，遺傳工程有希望解決這個問題。一遺傳工程在環(huán)境保護中的應用

第五節(jié)分子遺傳學新技術在環(huán)境保護中的應用本文檔共88頁；當前第67頁；編輯于星期二\17點26分（一）質粒育種簡介

什么是質粒？在原核生物中除了有染色體外，還含有另一種較小的、攜帶少量遺傳基因的環(huán)狀DNA分子，稱為質粒，也叫染色體外基因。它們在細胞分裂過程中能復制，將遺傳信息傳給后代。本文檔共88頁；當前第68頁；編輯于星期二\17點26分細菌的質粒

本文檔共88頁；當前第69頁；編輯于星期二\17點26分質粒的一些特性：

常因外界因素影響而發(fā)生質粒丟失或轉移。某細菌如果喪失質粒，就會喪失由該質粒決定的某些性狀，但菌體不死亡，質粒可誘導產(chǎn)生。有些質粒能通過細胞的接觸而轉移，質粒從供體細胞轉移到不含該質粒的受體細胞中，使受體細胞具有該質粒決定的性狀。有的質粒可攜帶供體的一步分染色體基因一起轉移，從而使受體細胞既獲得該質粒決定的性狀，又獲得供體細胞的某些性狀。質粒的這些特性，在基因工程中常被用作基因轉移的運載工具——載體。

本文檔共88頁；當前第70頁；編輯于星期二\17點26分4.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？5.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質粒”在基因工程中常被用作基因轉移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第71頁；編輯于星期二\17點26分質粒育種：是將兩種或多種微生物通過細胞結合或融合技術，使供體菌的質粒轉移到受體菌體內(nèi)，使受體菌保留自身功能質粒，同時獲得供體菌的功能質粒。即培育出具有兩種功能質粒的新品種。（二）質粒育種舉例

本文檔共88頁；當前第72頁；編輯于星期二\17點26分例1.降解石油的超級細菌的構建

降解多種石油烷烴的“超級細菌”——將不同功能質粒集合在一起，成為具有多功能的超級細菌。——降解烷烴質?！到夥紵N質粒——降解萜烴質?！到舛喹h(huán)芳烴質粒多質粒超級細菌本文檔共88頁；當前第73頁；編輯于星期二\17點26分二基因工程在環(huán)境保護中的應用什么是基因工程？基因工程就是按照人類的需要把這種生物的這個“基因”與那種生物的那個“基因”重新“施工”，“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物。這種完全按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產(chǎn)生的生物科學技術，就稱為“基因工程”，或者說是“遺傳工程”。本文檔共88頁；當前第74頁；編輯于星期二\17點26分基因工程定義：

基因工程是用人工的方法把所需要的某一供體生物的DNA提取出來，在離體的條件下用限制性內(nèi)切酶將離體DNA切割成帶有目的基因的片段，用DNA連接酶把它和質粒的DNA分子在體外連接成重組DNA分子，然后將重組體導入某一受體細胞中，以便外來的遺傳物質在其中進行復制、擴增和表達，再進行重組體克隆的篩選和鑒定；最后對外源基因表達產(chǎn)物進行分離提純，從而獲得新品種。本文檔共88頁；當前第75頁；編輯于星期二\17點26分遺傳工程實施的有效性怎樣？是否可以隨心所欲的制造新品種？

質粒育種和遺傳工程在環(huán)保中的實際應用收到人們的關注，并賦予厚望，但在具體實施中有很大難度，主要原因為：

因為細菌的質粒本身容易丟失或轉移，重組的質粒也會存在這個問題；質粒具有不相容性，兩種不同的質粒不能穩(wěn)定的共存于同一宿主內(nèi)。本文檔共88頁；當前第76頁；編輯于星期二\17點26分4.環(huán)境工程主要采取什么方法培育菌種？5.雜交和轉化的區(qū)別？轉化和轉導的區(qū)別？8.PCR是一個什么樣的技術？為什么在法醫(yī)鑒定中，只需要微量樣本，就可以鑒定某人的身份？1.RNA有幾種？分別是什么功能？3.簡單說明蛋白質的合成過程？（4步）6.為什么“質?！痹诨蚬こ讨谐１挥米骰蜣D移的轉載工具？7.如何構建多功能超級細菌？2.幾個核甘酸為一個氨基酸編碼？（遺傳密碼），為氨基酸編碼的密碼子有多少組？本文檔共88頁；當前第77頁；編輯于星期二\17點26分三、PCR技術在環(huán)境保護中的應用PCR(polymerasechainreaction)稱DNA多聚酶鏈式反應：是DNA不需通過克隆而在體外擴增，短時間內(nèi)合成大量DNA片段的技術。目的：環(huán)境中存在各種生物的DNA，在環(huán)境中采集到少量DNA加入引物和DNA多聚酶經(jīng)過變性和復性的過程，就可以在體外擴增至足以供檢測、鑒定用的量。本文檔共88頁；當前第78頁；編輯于星期二\17點26分

（一）原理雙鏈DNA通過高溫變性,形成單鏈DNA,－－變性↓慢慢冷卻，引物與單鏈結合－－退火↓適溫，以單鏈DNA為模板從引物開始延伸成新的DNA鏈，1條DNA鏈生成2條新DNA鏈－－延伸↓第二輪：變性—退火—延伸

第三輪……………

n個循環(huán)后，產(chǎn)