1、12表型飾變：表型飾變：表型的差異只與環境有關表型的差異只與環境有關特點：特點：暫時性、不可遺傳性、表現為全部個體的行為暫時性、不可遺傳性、表現為全部個體的行為遺傳型變異（基因變異、基因突變）：遺傳型變異（基因變異、基因突變）：遺傳物質改變，導致表型改變遺傳物質改變，導致表型改變特點：特點：遺傳性、群體中極少數個體的行為遺傳性、群體中極少數個體的行為 （自發突變頻率通常為（自發突變頻率通常為1010-6-6-10-10-9-9）3 基因基因是生物體內具有自主復制能力的最小遺傳功能單位，其物質基礎是一條一條以直線直線排列、具有特定核苷酸序列的核酸片段。 基因組基因組是指存在于細胞或病毒中的所有基

2、因。由于現在發現許多非編碼序列具有重要的功能，因此目前基因組的含義實際上是指細胞中基因以及非基因的DNA序列組成的總稱，包括編碼蛋白質的結構基因、調控序列以及目前功能還尚不清楚的DNA序列。 第二節第二節 微生物的基因組結構微生物的基因組結構4原核生物基因的特點 遺傳信息的連續性 功能相關的結構基因組成操縱子結構 結構基因的單拷貝及rRNA基因的多拷貝 基因組的重復序列少而短5真核生物的基因的特點 基因的不連續性：內含子、外顯子。 轉錄和轉譯在細胞中有空間分隔 。 高度拷貝和重復順序 ：遺傳豐余 (genetic redundancy) 。2、單細胞真核微生物啤酒酵母基因組6 質粒：游離游離于

3、原核生物基因組以外，具有獨立獨立復制能力復制能力的細胞質遺傳因子，存在于各種微生物細胞中。 轉座子：位于染色體或質粒上的一段能改變自身位置的DNA序列，廣泛分布于原核和真核細胞中。第二節第二節 質粒和轉座因子質粒和轉座因子質粒和轉座因子都是細胞中除染色體以外的遺傳因子。7 致育因子（致育因子（F質粒）：質粒）： 大腸桿菌等部分細菌內存在，決定其性別并具大腸桿菌等部分細菌內存在，決定其性別并具有轉移能力的質粒。（有轉移能力的質粒。（F+，F-，Hfr，F） 抗性因子（抗性因子（R質粒）：質粒）： 表現為抗藥性和抗重金屬兩類。表現為抗藥性和抗重金屬兩類。 Col質粒：質粒： 細菌素：細菌素：部分細

4、菌由質粒編碼的蛋白質產生的部分細菌由質粒編碼的蛋白質產生的能抑制或殺死其他近源細菌的代謝產物。能抑制或殺死其他近源細菌的代謝產物。用于用于“殘害手足殘害手足”根據質粒編碼的功能和賦予宿主的表型效應分類:8 毒性質粒毒性質粒： 質粒具有編碼毒素的基因，引起致質粒具有編碼毒素的基因，引起致病菌的致病性。病菌的致病性。 Ti質粒：質粒：誘癌質粒，導致植物產生根癌，膨大等現象；用于植物基因工程。 Ri質粒：質粒：發根質粒，誘發雙子葉植物患毛根瘤，大量稱為毛狀根的不定根。月季根癌月季根癌9 代謝質粒代謝質粒 質粒上攜帶有降解某些基質的酶的基因。質粒上攜帶有降解某些基質的酶的基因。 僅在假單胞菌（假單胞菌

5、（Pseudomonas）中發現。具有降解復雜有毒化合物的能力。“超級菌”。10它們存在的生物學意義，目前幾乎不了解。它們存在的生物學意義，目前幾乎不了解。在應用上，很多隱秘質粒被加以改造作為基因工程的載體在應用上，很多隱秘質粒被加以改造作為基因工程的載體（一般加上抗性基因）（一般加上抗性基因） 隱秘質粒隱秘質粒 隱秘質粒不顯示任何表型效應，它們的存在只有隱秘質粒不顯示任何表型效應，它們的存在只有通過物理的方法，例如用凝膠電泳檢測細胞抽提通過物理的方法，例如用凝膠電泳檢測細胞抽提液等方法才能發現。液等方法才能發現。三、質粒的不親和性三、質粒的不親和性能在同一種細菌中并存的質粒屬于不同的不親和群

6、，能在同一種細菌中并存的質粒屬于不同的不親和群，反之同一不親和群。反之同一不親和群。11第四節第四節 基因突變和修復基因突變和修復 基因突變基因突變：基因內部遺傳結構或：基因內部遺傳結構或DNA序列的任何序列的任何改變改變,包括一對或少數幾對堿基的缺失、插入或置包括一對或少數幾對堿基的缺失、插入或置換，泛指遺傳物質的分子結構或數量突然發生的換，泛指遺傳物質的分子結構或數量突然發生的可遺傳的變化，可遺傳的變化，可自發或誘導產生。可自發或誘導產生。突變率（突變率（mutation rate） 細胞在每一世代中發生某一性狀突變的幾率。細胞在每一世代中發生某一性狀突變的幾率。 某一基因的突變一般是某一

7、基因的突變一般是獨立發生獨立發生的，他的突變率不影響其他的，他的突變率不影響其他基因的突變。基因的突變。 通常突變發生的幾率為通常突變發生的幾率為10-610-9 12一、基因突變的類型及其分離一、基因突變的類型及其分離堿基變化類型：同義突變、錯義突變、堿基變化類型：同義突變、錯義突變、 無義突變、移碼突變無義突變、移碼突變突變株的表型變化：突變株的表型變化： 營養缺陷型營養缺陷型微生物遺傳學中重要的選擇標記和育種手段。微生物遺傳學中重要的選擇標記和育種手段。hisC-和和hisC+影印法分離營養缺陷型13 抗藥性突變型抗藥性突變型strr 和和 ampr 條件致死突變型條件致死突變型 常用的

8、條件致死突變是溫度敏感常用的條件致死突變是溫度敏感突變，用突變，用 ts 表示。表示。 形態突變型形態突變型 細胞和菌落形態、顏色、噬菌斑等細胞和菌落形態、顏色、噬菌斑等 DNA重組技術中的藍白篩選。重組技術中的藍白篩選。 產量突變型產量突變型 141.自發性自發性2.不對應性不對應性細胞可自發的產生突細胞可自發的產生突變變突變性狀與引起突變突變性狀與引起突變的原因間無直接對應的原因間無直接對應關系關系3.稀有性稀有性突變幾率為突變幾率為10-610-9 5.獨立性獨立性4.規律性規律性誘變劑的使用可大大誘變劑的使用可大大提高突變幾率提高突變幾率6.可誘變性可誘變性7.遺傳和可逆性遺傳和可逆性

9、正向突變正向突變/回復突變回復突變二、基因突變的分子基礎二、基因突變的分子基礎15分子基礎分子基礎由腺嘌呤堿基互變異構導致的自發突變由腺嘌呤堿基互變異構導致的自發突變（）DNA聚合酶產生的錯誤、DNA物理損傷、重組和轉座等。轉換、顛換RNA基因組的突變：RNA復制酶RNA修復機制16誘發突變誘發突變 通過物理、化學和生物因子能夠提高其突變頻率通過物理、化學和生物因子能夠提高其突變頻率，這一類物質稱為誘變劑。，這一類物質稱為誘變劑。常用的誘變劑：常用的誘變劑： 堿基類似物：堿基錯配堿基類似物：堿基錯配 插入染料插入染料 ： 移碼突變移碼突變 直接與直接與DNA堿基起化學反應的誘變劑：堿基起化學反

10、應的誘變劑： EMS、DES、NTG 輻射和熱：置換突變、輻射和熱：置換突變、SOS錯誤傾向修復錯誤傾向修復 生物誘變因子：生物誘變因子： 轉座子轉座子17Ames實驗 誘變劑與致癌物質“生物化學統一性生物化學統一性”法則：法則： 人和細菌在人和細菌在DNA的結構及特性方面是一致的，的結構及特性方面是一致的，能使微生能使微生物發生突變的誘變劑必然也會作用于人的物發生突變的誘變劑必然也會作用于人的DNA，使其發生突使其發生突變，最后造成癌變或其他不良的后果。變，最后造成癌變或其他不良的后果。美國加利福尼亞大學的美國加利福尼亞大學的Bruce Ames教授于教授于1966年發明，年發明，因此稱為因

11、此稱為Ames試驗試驗檢測檢測鼠傷寒沙門氏菌鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhmurium)組氨酸營養缺陷型菌株組氨酸營養缺陷型菌株(his-)的回復突變率。的回復突變率。18Ames試驗試驗潛在的某種化學誘變劑使得回復突變作用增強19 UV導致遺傳物質產生嘧啶二聚體嘧啶二聚體（TT、TC、CC），造成局部DNA分子無法配對，引起微生物的死亡或突變死亡或突變。 一般微生物具有光復活作用光復活作用：光解酶Phr 在利用UV進行誘變育種等工作時，應在紅紅光燈下進行照射和后繼操作光燈下進行照射和后繼操作，并放置在黑黑暗條件下培養暗條件下培養。三、三、DNA損傷的修復損傷的修復1、光復活作

12、用、光復活作用202、切除修復、切除修復暗修復，細胞的主要修暗修復，細胞的主要修復系統，涉及復系統，涉及UvrA、 UvrB、UvrC、 UvrD213、重組修復、重組修復4、SOS修復修復DNA分子在遇到較大范圍的重大損傷時，誘導產生分子在遇到較大范圍的重大損傷時，誘導產生的一種應急機制。的一種應急機制。越過損傷直接進行的修復。越過損傷直接進行的修復。22第五節第五節 細菌基因轉移和重組細菌基因轉移和重組微生物可通過多種途徑進行水平方向的基因轉移，這種基因的轉移與交換是生物進化的動力之一。接合接合 (conjugation)：細胞與細胞的直接接觸（由細胞與細胞的直接接觸（由F因子介導）因子介

13、導）轉導轉導(transduction)：由噬菌體介導由噬菌體介導自然遺傳轉化自然遺傳轉化(natural genetic transformation)：游離游離DNA分子分子 + 感受態細胞感受態細胞23一、細菌的接合作用一、細菌的接合作用(conjugation)通過細胞與細胞的直接接觸通過細胞與細胞的直接接觸而產生的遺傳信息的轉移和而產生的遺傳信息的轉移和重組過程重組過程1.實驗證據實驗證據1946年，年，Joshua Lederberg 和和Edward L.Taturm細菌的多重營養缺陷型雜交實驗細菌的多重營養缺陷型雜交實驗242. 機制機制(大腸桿菌的接合機制大腸桿菌的接合機制)

14、接合作用是由一種被稱為接合作用是由一種被稱為F因子的質粒介導因子的質粒介導F因子的分子量通常為因子的分子量通常為5107，上面有編碼細菌產生性菌毛，上面有編碼細菌產生性菌毛（sex pili）及控制接合過程進行的及控制接合過程進行的20多個基因。多個基因。含有含有F因子的細胞：因子的細胞：“雄性雄性”菌株（菌株（F+），），其細胞表面有性菌毛其細胞表面有性菌毛 不含不含F因子的細胞：因子的細胞：“雌性雌性”菌株（菌株（F-），），細胞表面沒有性菌毛細胞表面沒有性菌毛25F F因子的四種細胞形式因子的四種細胞形式a）F-菌株，菌株， 不含不含F因子，沒有性菌毛，但可以通過因子，沒有性菌毛，但可以

15、通過 接合作用接收接合作用接收 F因子而變成雄性菌株（因子而變成雄性菌株（F+）；）；b）F+菌株，菌株， F因子獨立存在，細胞表面有性菌毛。因子獨立存在，細胞表面有性菌毛。c c）HfrHfr菌株，菌株，F F因子插入到染色體因子插入到染色體DNADNA上上，細胞表面有性菌毛。，細胞表面有性菌毛。d d）FF菌株，菌株，Hfr菌株內的菌株內的F因子因不正常切割而脫離染色體時，因子因不正常切割而脫離染色體時， 形成游離的但攜帶一小段染色體基因的形成游離的但攜帶一小段染色體基因的F因子，特稱為因子，特稱為F因因 子。子。 細胞表面同樣有性菌毛。細胞表面同樣有性菌毛。26HfrHfr菌株的菌株的F

16、 F因子插入到染色體因子插入到染色體DNADNA上，因此上，因此只要發生接合轉移過只要發生接合轉移過程，就可以把部分甚至全部細菌染色體傳遞給程，就可以把部分甚至全部細菌染色體傳遞給F F- -細胞并發生重組細胞并發生重組，由此而得名為，由此而得名為高頻重組菌株高頻重組菌株。2 2）Hfr Hfr F-雜交雜交27染色體上越靠近染色體上越靠近F因子的先導區的基因，進入的機會因子的先導區的基因，進入的機會就越多，在就越多，在F-中出現重組子的的時間就越早，頻率也高。中出現重組子的的時間就越早，頻率也高。F因子不易轉入受體細胞中，故因子不易轉入受體細胞中，故HfrF-雜交后的受體細胞（或稱接合子）大

17、多雜交后的受體細胞（或稱接合子）大多數仍然是數仍然是F-。283 3）FFF-雜交雜交Hfr菌株內的菌株內的F因子因不正常切割而脫離染色體時，因子因不正常切割而脫離染色體時，形成游離的但攜帶一小段染色體基因的形成游離的但攜帶一小段染色體基因的F因子，因子，特稱為特稱為F因子。因子。FF-與與F+F-的不同：的不同：給體的給體的部分染色體基因隨部分染色體基因隨F一起轉入受體細胞一起轉入受體細胞a）與染色體發生重組；與染色體發生重組；b）繼續存在于繼續存在于F因子上，因子上， 形成一種部分二倍體；形成一種部分二倍體；細胞基因的這種轉移過程又常稱為性導（細胞基因的這種轉移過程又常稱為性導（sexdu

18、ction）、）、F因子轉導因子轉導（F-duction），），或或F因子媒介的轉導（因子媒介的轉導（F-mediated transduction）。）。29二、細菌的轉導（二、細菌的轉導（transduction）由噬菌體介導的細菌細胞間進行遺傳交換的一種方式：由噬菌體介導的細菌細胞間進行遺傳交換的一種方式： 一個細胞的一個細胞的DNA通過病毒載體的感染轉移到另一個細胞中通過病毒載體的感染轉移到另一個細胞中能將一個細菌宿主的部分染色體或質粒能將一個細菌宿主的部分染色體或質粒DNA帶到另一個細菌的噬菌體稱為帶到另一個細菌的噬菌體稱為轉導噬菌體轉導噬菌體細菌轉導的二種類型：細菌轉導的二種類型：

19、普遍性轉導普遍性轉導局限性轉導局限性轉導301、普遍性轉導（、普遍性轉導（generalized transduction）噬菌體可以轉導噬菌體可以轉導給體染色體的任何部分給體染色體的任何部分到受體細胞中的轉導過程到受體細胞中的轉導過程(1) 意外的發現意外的發現19511951年，年，Joshua LederbergJoshua Lederberg和和Norton ZinderNorton Zinder為了證實大腸桿菌以外為了證實大腸桿菌以外的其它菌種是否也存在接合作用，用二株具不同的多重營養缺陷型的其它菌種是否也存在接合作用，用二株具不同的多重營養缺陷型的鼠傷寒沙門氏菌進行類似的實驗：的鼠

20、傷寒沙門氏菌進行類似的實驗：用用“U”U”型管進行同樣的實驗時，在給體和受體細胞型管進行同樣的實驗時，在給體和受體細胞不接觸的情況下，同樣出現原養型細菌！不接觸的情況下，同樣出現原養型細菌！31沙門氏菌沙門氏菌LT22A是攜帶是攜帶P22噬菌體的溶源性細菌噬菌體的溶源性細菌 另另一株是非溶源性細菌一株是非溶源性細菌一個表面看起來的常規研究卻導致一個表面看起來的常規研究卻導致一個驚奇和十分重要發現的重要例證！一個驚奇和十分重要發現的重要例證！基因的傳遞很可能是由可透過基因的傳遞很可能是由可透過“U”型管濾板型管濾板的的P22噬菌體介導的噬菌體介導的（普遍性轉導這一重要的基因轉移途徑的發現）（普遍

21、性轉導這一重要的基因轉移途徑的發現）32(2) 轉導模型轉導模型發生頻率發生頻率：10-6-10-8通過同源重組通過同源重組形成轉導子形成轉導子33轉導噬菌體為什么轉導噬菌體為什么“錯錯”將宿主的將宿主的DNADNA包裹進去包裹進去? ?噬菌體噬菌體P22P22的的DNADNA包裝酶包裝酶酶也能識別染色體酶也能識別染色體DNADNA上類似上類似pacpac的位點的位點并進行切割，以并進行切割，以“headful”headful”的包裝機制包裝進的包裝機制包裝進P22P22噬菌體外殼，噬菌體外殼，形成只含宿主形成只含宿主DNADNA的轉導噬菌體顆粒的轉導噬菌體顆粒（假噬菌體）（假噬菌體）。因為染

22、色體上的因為染色體上的pacpac與與P22 DNAP22 DNA的的pacpac序列不序列不完全相同，利用效率完全相同，利用效率較低，這種較低，這種“錯裝錯裝”機率一般僅約機率一般僅約1010-6-6-10-10-8-834形成轉導顆粒的噬菌體可以是溫和的也可以是烈性的，但必須形成轉導顆粒的噬菌體可以是溫和的也可以是烈性的，但必須具有能偶爾識別宿主具有能偶爾識別宿主DNA的包裝機制并在宿主基因組完全降解的包裝機制并在宿主基因組完全降解以前進行包裝。以前進行包裝。普遍性轉導的基本要求：普遍性轉導的基本要求：35普遍性轉導的三種后果：進入受體的外源進入受體的外源DNA通過與細胞染色體通過與細胞染

23、色體的重組交換而形成穩定的轉導子的重組交換而形成穩定的轉導子流產轉導（流產轉導（abortive transduction）轉導轉導DNA不能進行重組和復制，但其不能進行重組和復制，但其攜帶的基因可經過轉錄而得到表達。攜帶的基因可經過轉錄而得到表達。特點：在選擇培養基平板上形成微小菌落特點：在選擇培養基平板上形成微小菌落外源外源DNA被降解，轉導失敗。被降解，轉導失敗。DNA不能復制，因此群體中僅一個細胞含有不能復制，因此群體中僅一個細胞含有DNA，而其它細胞只能得到其基因產物，形成微小菌落。而其它細胞只能得到其基因產物，形成微小菌落。362、局限性轉導（、局限性轉導（specialized

24、transduction）（參見（參見P219）溫和噬菌體感染溫和噬菌體感染整合到細菌染色體的特定位點上整合到細菌染色體的特定位點上宿主細胞發生溶源化宿主細胞發生溶源化溶源菌因誘導而發生裂解時，溶源菌因誘導而發生裂解時，在前噬菌體二側的少數宿主在前噬菌體二側的少數宿主基因因偶爾發生的不正常切基因因偶爾發生的不正常切割而連在噬菌體割而連在噬菌體DNA上上部分缺陷的溫和噬菌體部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌的少數特定基因轉移到受體菌中把供體菌的少數特定基因轉移到受體菌中372、局限性轉導（、局限性轉導（specialized transduction）溫和噬菌體溫和噬菌體裂解時的裂解時的不正常切割：不

25、正常切割：包含包含galgal或或biobio基因基因（幾率一般僅有（幾率一般僅有1010-6-6）缺陷噬菌體在宿主細胞內能夠象正常的缺陷噬菌體在宿主細胞內能夠象正常的DNADNA分子一樣進行復制、分子一樣進行復制、包裝，提供所需要的裂解功能，形成轉導顆粒。包裝，提供所需要的裂解功能，形成轉導顆粒。但沒有正常噬菌體的但沒有正常噬菌體的溶源性和增殖能力溶源性和增殖能力，感染受體細胞后，通過，感染受體細胞后，通過DNADNA整合進宿主染色體而形成穩定的轉導子。整合進宿主染色體而形成穩定的轉導子。38局限性轉導與普遍性轉導的主要區別：局限性轉導與普遍性轉導的主要區別：a）被轉導的基因共價地與噬菌體被

26、轉導的基因共價地與噬菌體DNA連接，與噬菌體連接，與噬菌體DNA一起一起 進行復制、包裝以及被導入受體細胞中。進行復制、包裝以及被導入受體細胞中。而普遍性轉導包裝的而普遍性轉導包裝的 可能全部是宿主菌的基因。可能全部是宿主菌的基因。b）局限性轉導顆粒攜帶特定的染色體片段并將固定的個別基因局限性轉導顆粒攜帶特定的染色體片段并將固定的個別基因 導入受體，故稱為局限性轉導。導入受體，故稱為局限性轉導。而普遍性轉導攜帶的宿主基而普遍性轉導攜帶的宿主基 因具有隨機性。因具有隨機性。2、局限性轉導（、局限性轉導（specialized transduction）39 溶源轉變（溶源轉變（lysogenic

27、 conversion）：）：一個與轉導相似又不同的現象一個與轉導相似又不同的現象溫和噬菌體感染細胞后使之發生溶源化，因噬菌體的基因溫和噬菌體感染細胞后使之發生溶源化，因噬菌體的基因整合到宿主染色體上，而使后者獲得了新性狀的現象。整合到宿主染色體上，而使后者獲得了新性狀的現象。溶源轉變與轉導的不同？溶源轉變與轉導的不同？a）不攜帶任何供體菌的基因；不攜帶任何供體菌的基因；b）這種噬菌體是完整的，而不是缺陷的；這種噬菌體是完整的，而不是缺陷的；40三、細菌的遺傳轉化（三、細菌的遺傳轉化（genetic transformation）定義：定義：同源或異源的游離同源或異源的游離DNA分子分子(質粒

28、和染色體質粒和染色體DNA)被自然被自然或人工感受態細胞攝取，并得到表達的水平方向的基因轉移過程。或人工感受態細胞攝取，并得到表達的水平方向的基因轉移過程。自然遺傳轉化（自然遺傳轉化（natural genetic transformation）人工轉化（人工轉化（artificial transformation）感受態細胞：感受態細胞：具有攝取外源具有攝取外源DNA能力的細胞能力的細胞（competent cell）41自然感受態與人工感受態的不同？自然感受態與人工感受態的不同？自然感受態自然感受態的出現是細胞一定生長階段的生理特性，的出現是細胞一定生長階段的生理特性， 受細菌自身的基因控

29、制；受細菌自身的基因控制；人工感受態人工感受態則是通過人為誘導的方法，使細胞具有攝取則是通過人為誘導的方法，使細胞具有攝取 DNA DNA的能力，或人為地將的能力，或人為地將DNADNA導入細胞內。導入細胞內。 （該過程與細菌自身的遺傳控制無關！）（該過程與細菌自身的遺傳控制無關！）421、自然遺傳轉化（簡稱自然轉化）、自然遺傳轉化（簡稱自然轉化）1928年，年，Griffith發現肺炎鏈球菌（發現肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae） 的轉化現象的轉化現象目前已知有二十多個種的細菌具有自然轉化的能力。目前已知有二十多個種的細菌具有自然轉化的能力。進行自然轉化，需要二方

30、面必要的條件：進行自然轉化，需要二方面必要的條件：建立了感受態的受體細胞建立了感受態的受體細胞外源游離外源游離DNA分子分子43枯草芽孢桿菌的自然轉化過程（革蘭氏陽性菌的轉化模型）枯草芽孢桿菌的自然轉化過程（革蘭氏陽性菌的轉化模型）44自然轉化過程的特點：自然轉化過程的特點：a）對核酸酶敏感；對核酸酶敏感；c）轉化是否成功及轉化效率的高低主要取決于轉化（轉化是否成功及轉化效率的高低主要取決于轉化（DNA） 給體菌株和轉化受體菌株之間的親源關系；給體菌株和轉化受體菌株之間的親源關系；d）通常情況下質粒的自然轉化效率要低得多；通常情況下質粒的自然轉化效率要低得多；提高質粒的自然轉化效率的二種方法：

31、提高質粒的自然轉化效率的二種方法：1）使質粒形成多聚體，這樣進入細胞后重新組合成有）使質粒形成多聚體，這樣進入細胞后重新組合成有 活性的質粒的幾率大大提高；活性的質粒的幾率大大提高；2）在質粒上插入受體菌染色體的部分片段，或將質粒轉）在質粒上插入受體菌染色體的部分片段，或將質粒轉化進含有與該質粒具有同源區段的質粒的受體菌化進含有與該質粒具有同源區段的質粒的受體菌-重組獲救重組獲救b）不需要活的不需要活的DNA給體細胞；給體細胞；45噬菌體噬菌體DNA被感受態細胞攝取并產生有活性的病毒顆粒被感受態細胞攝取并產生有活性的病毒顆粒轉染轉染(transfection)：現在把現在把DNA轉移至動物細胞

32、的過程也稱轉染轉移至動物細胞的過程也稱轉染提純的噬菌體提純的噬菌體DNA以轉化的（而非感染）途徑進入細胞以轉化的（而非感染）途徑進入細胞并表達后產生完整的病毒顆粒。并表達后產生完整的病毒顆粒。特點：特點：46自然遺傳轉化的進行涉及到細菌染色體上幾十個自然遺傳轉化的進行涉及到細菌染色體上幾十個基因的功能及彼此間的相互協調，因此被認為是基因的功能及彼此間的相互協調，因此被認為是名副其實名副其實 的細菌水平基因轉移途徑。的細菌水平基因轉移途徑。目前的研究熱點：目前的研究熱點：1）細菌為什么要耗費如此多的染色體遺傳資源來進行自然轉化，）細菌為什么要耗費如此多的染色體遺傳資源來進行自然轉化， 即該過程的

33、生物學意義到底何在？它對細菌自身有什么好處？即該過程的生物學意義到底何在？它對細菌自身有什么好處？ （人們已提出了一些假說，但均不圓滿）（人們已提出了一些假說，但均不圓滿）2）自然轉化過程的很多細節仍不清楚，包括細菌如何協調感受態）自然轉化過程的很多細節仍不清楚，包括細菌如何協調感受態 的建立，外源的建立，外源DNA進入和重組的具體過程等等進入和重組的具體過程等等3）細菌中具有自然轉化能力的范圍，到底有那些菌具有自然）細菌中具有自然轉化能力的范圍，到底有那些菌具有自然 轉化能力？轉化能力？ 4）轉化）轉化DNA的來源和在自然環境中發生的自然轉化的來源和在自然環境中發生的自然轉化472、人工轉化

34、、人工轉化用用CaCl2處理細胞，電穿孔等是常用的人工轉化手段。處理細胞，電穿孔等是常用的人工轉化手段。在自然轉化的基礎上發展和建立的一項細菌基因重組手段，在自然轉化的基礎上發展和建立的一項細菌基因重組手段，是基因工程的奠基石和基礎技術。是基因工程的奠基石和基礎技術。不是由細菌自身的基因所控制；不是由細菌自身的基因所控制；用多種不同的技術處理受體細胞，使其人為地處于一用多種不同的技術處理受體細胞，使其人為地處于一種可以攝取外源種可以攝取外源DNA的的“人工感受態人工感受態”。質粒的轉化效率高；質粒的轉化效率高；4849原生質體融合：原生質體融合： 通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩通過人為的方

35、法，使遺傳性狀不同的兩個細胞的原生質體進行融合，借以獲得兼有個細胞的原生質體進行融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩定重組子的過程。雙親遺傳性狀的穩定重組子的過程。50技術路線：技術路線：親本菌株親本菌株A親本菌株親本菌株B脫壁脫壁方法？方法？原生質體原生質體A、B遺傳標記遺傳標記遺傳標記遺傳標記助融劑助融劑等滲培養基，再生出菌落等滲培養基，再生出菌落選擇培養基，選擇培養基，篩選目標菌篩選目標菌51第七節 微生物育種 一、自發突變與育種自發突變與育種 （breeding by spontaneous mutation） 1.從生產中育種 仔細觀察，做“伯樂” 2.定向培育優良菌株 卡介苗（BCG vaccine）：Bacillus Calmette-Guerin A.CalmetteC.Guerin52二、誘變育種二、誘變育種（breeding by induced mutation） 誘變育種是指利用物理、化學等誘變劑處理均勻誘變育種是指利用物理、化學等誘變劑處理均勻而分散的微生物細胞群，在促進其突變率顯著提而分散的微生物細胞群，在促進其突變率顯著提高的基礎上，采用簡便、快速和高效的篩選方法，高的基礎上，采用簡便、快速和高效的篩選方法，從中挑選出少數符合目的的突變株，以供科學試從中挑選出