第06章环境工程微生物学课件.pptVIP

四种碱基的结构 核苷酸 的结构 DNA分子结构 DNA链的延伸 DNA的电子显微镜照片 A与T、G与C的配对（依靠氢键连接） DNA的复制 普遍性转导 第四节 遗传工程技术在环境保护中的应用 一 遗传工程在环保中的应用 质粒育种 质粒是细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。 大质粒 小质粒 质粒的特征 自我复制能力 编码产物赋予细菌某些性状特征 可自行丢失与消除 有转移性 二 基因工程在环保中的应用 载体（质粒）的特征 自主复制的复制子，拷贝数多 抗生素抗性选择和松弛型复制 编码产物赋予细菌某些性状特征 能赋予宿主细胞易于检测的表型 携带外源DNA的幅度较宽 对其它生物及环境安全 在基因工程中的应用 基因工程是根据遗传变异中细菌可由基因转移和重组而获得新性状的原理设计的 切取目的基因——连接到载体上——转移到工程菌内，得到大量表达目的基因的产物 目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激素、rIL-2等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品 在疾病的诊断、治疗与预防中的应用 形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使得诊断复杂化 如金黄色葡萄球菌的耐药性菌株增加，绝大由金黄色变成灰白色，血浆凝固酶阴性的葡萄球菌也成为致病菌，给诊断带来困难；伤寒沙门菌有10%不产生鞭毛，检查无动力，无H抗体，影响正确判断。 耐药菌株日益增多，因此以药敏实验为指导 减毒菌株和无毒株可制备成疫苗 细菌遗传变异的实际意义 在疾病的诊断、治疗与预防中的应用 在测定致癌物质中的应用 在流行病学中的应用 在基因工程中的应用 亮氨酸 天冬氨酸 异亮氨酸 以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 细胞质中 单击画面继续 U C A U G A U A mRNA U 第二节 微生物的变异 一、变异的本质——基因突变 DNA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、 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。 如:R型菌 S型菌。 二、基因突变类型 突变类型 自发突变 诱发突变 低剂量多因素突变 互变异构效应 物理诱变 化学诱变 定向培育和驯化 1.物理诱变 利用物理因素导致的基因突变。UV、电离辐射等。 重点：诱变机制及DNA损伤的修复 (1)机制 DNA的碱基对于UV敏感，当有UV辐射时，就会进行吸收，从而发生DNA结构变化。如：胸腺嘧啶聚合形成胸腺嘧啶二聚体。 (2)DNA的修复（有5种）只讲 a.光复活 需要PHr酶 b. 切除修复 需要DNA 多聚酶、核酸酶及DNA连接酶 c. 重组修复 先复制，组合，修复 d.SOS修复 在DNA受到大范围重大损伤时诱导产生一种应急反应，使细胞内所有的修复酶增加合成量，提高酶活性 e.适应性修复 2.化学诱变 利用化学物质对微生物进行诱变，引起基因突变或染色体畸变。 3.复合处理 4.定向培育和驯化 三、基因突变的特点 1.自发性 概率极低。每104～1010繁殖才有一次出现基因突变体。 2.可诱变性 3.可逆性 4.不对应性 指多种因素导致一种性状的出现。 四、基因突变的表现类型 1.形态突变 发生可见的形态变化。如大小、结构变化。 正常人的红细胞为圆饼状，可是贫血的人的红细胞为镰刀状，很容易破碎。 2.生化突变 指原有的特定功能的改变或丧失，但形态不一定变化。 如野生菌 营养缺陷型菌 3.致死突变 由于突变，无法生存 4.条件致死突变 经突变后，在某些条件下可以生存，换了就无法生存。 如：温度敏感型 对于温度要求严格，超出范围就会死亡。 某菌在37℃可以生存，但降到34℃则死亡。 第三节 基因重组 概念：两个不同性状的细胞DNA融合，使基因重新组合，导致遗传变异，产生新品种的过程。 重组手段：杂交、转化、转导。 1.杂交 通过双亲细胞的融合，使整套或部分染色体的基因重组。 通过杂交可以获得有目的的新品种。 2.转化 受体细胞直接吸收供体细胞的DNA片断，并将其整合到自己的基因组里，从而获得供体细胞部分遗传性状的现象。 转化过程：感受态细胞出现；DNA吸附；DNA进入细胞内；DNA解链；形成受体DNA－供体DNA复合物；DNA复制和分离。 3.转导 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，靠的是温和噬菌体的媒介作用。 一个DNA分子可包含几十万到几百万个碱基对，每个碱基之间间距为0.34nm。每10个碱基组成一个螺旋，螺距3.4nm。 碱基之间一一对应，顺序固定，所以可以保证遗传的稳定性，但是，如果收到干扰，个别碱基排列顺序发生变化，都会导致微生物死亡或变异。