环境工程微生物学微生物的遗传和变异.pptVIP

3. 延伸：将温度升到75℃左右，耐热的Taq DNA聚合酶催化四种 dNTP，从引物3’-OH端开始，依据模板碱基序列互补方式依次聚合，合成一条互补的DNA链。 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ DNA聚合酶 5’ PCR的基本过程 第63页，共101页，编辑于2022年，星期一 Cycle 3 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 5? 25～30 次循环后，模板DNA的含量可以扩大100万倍以上。 第64页，共101页，编辑于2022年，星期一 PCR产物的鉴定、提取 琼脂糖凝胶电泳 四、分子生物学技术及其在环境工程中的应用 第65页，共101页，编辑于2022年，星期一 PCR的扩增效应 理论上，每增加1个循环，双链DNA片段会增加1倍，使DNA量可成指数(2n)增加。 实际上，扩增效应低于指数增加，约为(1+X)n。 一般进行30个左右的循环，特定区域的DNA量可至少增加 106 倍。 四、分子生物学技术及其在环境工程中的应用 第66页，共101页，编辑于2022年，星期一 2.核酸分子杂交技术 核酸分子杂交技术是一种基于DNA分子碱基互补配对原则，用特异性的探针与待测样品进行杂交来检测目的基因的技术。 其基本原理是具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下可按碱基互补形成双链，此杂过程是高度特异性的，杂交的双方是已知核酸片段的探针及待测核酸序列。 常用的几种杂交技术 1. 斑点印迹 2.Southern杂交和Northern杂交 3.原位杂交技术 第67页，共101页，编辑于2022年，星期一 3. 以rRNA基因为基础的细菌同源性分析 rRNA基因为基础的同源性分析方法，是综合应用多项分子生物学技术对细菌中rRNA基因进行分析，从而对微生物进行鉴定和多样性分析的一种技术。 4.电泳技术 变性梯度凝胶电泳（DGGE） 该技术可以分离长度相同而序列不同的DNA片段混合物，分辨精度比琼脂糖电泳和聚丙酰胺凝胶电泳更高，甚至可以检测到一个核苷酸水平的差异。 （二）常见分子生物学技术在环境工程的应用（略） 第68页，共101页，编辑于2022年，星期一 第二节 微生物的变异与环境工程 变异的实质 在微生物遗传过程中，由于某种因素的影响，DNA上的碱基对发生差错，出现碱基的缺失、置换或插入，改变了基因内原有的碱基顺序，导致后代性状的改变。当这种改变可以遗传时，就是发生了突变。所以说基因突变是微生物发生变异的实质。 一、突变类型和基因符号 （一）突变的类型 突变就是遗传物质在核苷酸序列发生了可以遗传的改变。主要包括基因突变和染色体畸变。 第69页，共101页，编辑于2022年，星期一 1. 基因突变 基因中DNA序列的任何改变，包括一对或少数几对碱基的改变而导致的遗传变化成为基因突变。 2.染色体畸变 染色体畸变不仅包括染色体结构的缺失、重复、插入、倒位和易位，也包括染色体数目的改变。 （二）基因符号 略 第二节 微生物的变异与环境工程 第70页，共101页，编辑于2022年，星期一 二、基因突变的原因 突变的类型 自发突变 诱发突变 物理诱变，如紫外线。 化学诱变，利用化学物质促进突变。 紫外线的作用机理：形成T的二聚体， 从而导致DNA复制出现错误。 光复活性： 核苷酸切除修复酶 遗传病、癌症 第二节 微生物的变异与环境工程 第71页，共101页，编辑于2022年，星期一 三、基因突变在环境工程中的应用 （一）从自然界中获取新菌种 新的微生物菌种需要不断地从自然生态环境混杂的微生物中挑选出来。菌种的筛选过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测定等步骤。 （二）定向培育和驯化 定向培育是一种利用微生物的自发突变，人为用某一特定环境条件长期处理某微生物群体，同时通过对微生物群体不断移植以选育出优良菌株的方法。 长时间的定向培育在环境工程中被称为驯化。 第二节 微生物的变异与环境工程 第72页，共101页，编辑于2022年，星期一 A G T A C A A A T G C G A C G U G U U A U 第31页，共101页，编辑于2022年，星期一 A G T A C A A A T G C G A C G G U U A U U 第32页，共101页，编辑于2022年，星期一 A G T A C A A A T G C G A C G G U U A U U A 第33页，共101页，编辑于2022年，星期一 A G T A C A A A T G C G C G G U U A U U A U 第34