【正文】 sh236。,第六十一頁，共九十八頁。 gāo)，由于稀釋率升高營養(yǎng)物流入反應(yīng)器的重量增加而引起的細菌總量的提高部分全部從反應(yīng)器中隨流出液帶出，反應(yīng)器中的基質(zhì)濃度與細菌的數(shù)量繼續(xù)維持恒定，細菌生理趨向于對數(shù)期的最大生長速率。ngd236。,第六十三頁，共九十八頁。n)，子代性狀與親代基本上一致的現(xiàn)象。,例,大腸桿菌是短桿菌，生活條件要求pH為7．2，溫度37℃，在糖類物質(zhì)存在的條件下產(chǎn)酸、產(chǎn)氣。老齡菌遺傳保守程度比幼齡菌大（這與老年人思想比年輕人保守倒是十分相似）。ny236。 內(nèi)在的變化必然帶來外在的變化，細菌變異外在表現(xiàn)形式很多，例如：個體形態(tài)的變化，菌落(jūnlu242。chu225。,第六十七頁，共九十八頁。,第六十八頁，共九十八頁。而子代細菌DNA組成上變異則必然(b236。,決定 決定 （1）DNA 蛋白質(zhì) 細菌的幾乎一切 復(fù)制 （2）親代DNA 子代DNA 決定 （3）復(fù)制傳遞的穩(wěn)定性 遺傳的保守(bǎoshǒu)性 決定 （4）子代DNA的變異 變異的多樣性,第七十頁，共九十八頁。細菌及其它微生物的篩選與定向培育就稱為選育。馴化方法的分子機制有兩種，一種是誘導(dǎo)細菌處于(chǔy,(1)細菌的篩選(shāixuǎn)方法,細菌的篩選方法原理是適者生存原理，利用選擇性培養(yǎng)基從混雜的各種細菌中單獨培養(yǎng)出能滿足特殊需要的天然細菌。)奠定基礎(chǔ)。ngl236。,第七十四頁，共九十八頁。ng)細菌馴化的方法就是基因突變法。,A．基因突變(jī yīn tū bi224。對環(huán)境的適應(yīng)程度將決定突變后的細菌能否生存、繁殖。i)中發(fā)生某一性狀突變的機率，通常為10—5~1010。,Ⅳ.獨立性 某一基因的突變，既不提高也不降低其他任何基因的突變率，說明基因突變不僅對某一個細胞是隨機的，而且對某一基因也是隨機的。 Ⅶ.誘變性 自發(fā)突變的發(fā)生頻率很低，但是(d224。,第七十七頁，共九十八頁。所利用的物理化學因素稱為誘變劑。,Ⅱ.選擇合適的誘變劑劑量進行誘變 誘變劑對細菌而言都是毒藥，量太少起不到誘變作用，量太大則會完全殺死細菌，因此每一種誘變劑在使用時都有一定(yīd236。 至此誘變的任務(wù)就算完成了，獲得了理想的菌種，這種方法的潛力要遠大于誘導(dǎo)法，但操作復(fù)雜，在實際誘變中，往往要經(jīng)過幾次不同誘變方法的誘變處理以及大量繁瑣的篩選分離工作才有可能獲得理想的突變體。當工廠處理(chǔlǐ)此類廢水時，可把干粉狀菌種置于30 ℃水中溶解30min，使細菌恢復(fù)活性，不必再馴化，對所需處理的廢水有較好效果?；蛑亟M是兩種DNA的拼接，不發(fā)生任何堿基對結(jié)構(gòu)上的變化。在真核微生物中，基因重組是通過二個配子相互融合的有性繁殖的過程中發(fā)生的，故稱為雜交。),轉(zhuǎn)化(Transformation)是供體細胞研碎物中的DNA片段直接吸收進入(j236。 轉(zhuǎn)化現(xiàn)象是1928年英國的細菌學家格里菲斯首先發(fā)現(xiàn)的。y224。當將R Ⅱ型活菌注射小白鼠，小白鼠健康不致病，并可從健康的鼠體分離到RⅡ型肺炎雙球菌菌落；將S Ⅲ型的肺炎雙球菌注射小白鼠，小白鼠被殺死，從小鼠體內(nèi)會分離出S Ⅲ型的肺炎雙球菌；將加熱殺死的S Ⅲ型細菌破碎細胞注射入小鼠細胞，小白鼠健康不致病，小鼠體內(nèi)沒有S Ⅲ型細菌；將加熱殺死的S Ⅲ型細菌與R Ⅱ型活細菌混合后注射小白鼠，小白鼠死亡，并可從死鼠體內(nèi)分離到S Ⅲ型活細菌。nyīn)。所謂感受態(tài)細胞是能吸收外來的DNA片段，并能把它整合到自己的染色體組上以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的細胞。,Ⅱ.接合 細菌的接合是細菌遺傳物質(zhì)染色體DNA片段或質(zhì)粒DNA通過細菌與細菌的直接接觸而進行的轉(zhuǎn)移和重組的現(xiàn)象。nxi224。,第八十八頁，共九十八頁。 基因重組的3種形式，其中細菌的接合必需兩個細胞直接接觸，而轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)無需細胞直接接觸，轉(zhuǎn)化沒有噬菌體作媒介；轉(zhuǎn)導(dǎo)必須通過噬菌體轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)。chu225。n men)預(yù)先設(shè)計的生物藍圖，通過對遺傳物質(zhì)的直接操縱、改組、重建，實現(xiàn)對遺傳性狀定向改造的方法稱為遺傳工程。,①遺傳工程(y237。)兩個水平的研究：一種是細胞水平；另一種是基因水平。因此，狹義的講，遺傳工程就是基因工程。,基因工程方法看似簡單，但在具體實施上有較大的難度。只有在一定條件下，屬于不同的不相容群的質(zhì)粒才能穩(wěn)定地共存于同一宿主中。chu225。)新的化學物質(zhì)的不斷發(fā)現(xiàn)，難降解污染物的增多，廢水處理情況日趨復(fù)雜。,Ⅰ.降解石油的超級細菌 70年代美國生物學家查克撿巴蒂(Chakrabarty)針對海洋輸油，造成浮油污染，影響海洋生態(tài)等問題進行了研究。見下圖。 例如，惡臭假單胞菌一般在超過2ug／ml汞濃度中即將中毒死，查克拉(k232。,復(fù)習(f249。)應(yīng)用?,第九十七頁，共九十八頁。培養(yǎng)，每一個細菌會 生成一個菌落。iy225。,。iy225。（2）親代DNA 子代DNA。ir243。)思考題,1. 細菌計數(shù)有哪些常用方法？ 2．細菌的生長曲線規(guī)律對生物處理工藝有何指導(dǎo)意義? 3．什么叫基因突變，可分為幾類? 4．什么叫遺傳工程?在廢水生物處理中如何(r Ⅲ．脫色工程菌的構(gòu)建 將分別含有降解偶氮染料質(zhì)粒的偏號Kx和Kd兩株假單胞菌通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)移技術(shù)培育出兼有分解兩種偶氮染料功能的脫色工程茵。,Ⅱ.耐汞質(zhì)粒 日本水俁事件及瑞典鳥類汞中毒事件后，日本和瑞典對汞在自然界轉(zhuǎn)化做了大量研究工作，提出了汞化合物轉(zhuǎn)化的途徑，主要是某些微生物使水體汞元素甲基化形成甲基汞，使人及生物中毒。而海水含鹽量高，雖發(fā)現(xiàn)90多種微生物有不同程度降解烴類的能力，但不一定能在海水中大量繁殖生存，而且降解速率也較饅，查氏將能降解脂(含質(zhì)粒A)的一種假單胞菌作受體細胞，分別將能降解芳烴(質(zhì)粒B)、芳烴(質(zhì)粒C)和多環(huán)芳烴(質(zhì)粒D)的質(zhì)粒，用遺傳工程方法人工轉(zhuǎn)入受體細胞，獲得多質(zhì)?！俺壖毦保沙ピ椭?／3的烴。這種用人工方法選出的多質(zhì)粒、多功能的新菌種稱“超級細菌”。ng)在環(huán)境工程中的應(yīng)用,由于(y243。,第九十三頁，共九十八頁。nt237。我們在生物化學課中的對基因工程原理已作了比較詳細地介紹，此處只作一簡單回顧，基因工程操作方法如下圖所示,第九十一頁，共九十八頁。細胞水平主要指的是兩個細胞的原生質(zhì)體融合，實驗操作停留在細胞的處理層次。n gōngch233。之所以稱其為遺傳工程是由于，它的操作方法采用了對遺傳物質(zhì)體外加工，類似工程設(shè)計那樣很高的預(yù)見性、精確性與嚴密性。ng)與細菌改造,遺傳工程是70年代初發(fā)展起來的生物技術(shù)。,第八十九頁，共九十八頁。ir243。轉(zhuǎn)導(dǎo)是1951年辛德爾(Zinder)和萊德貝爾格(1Jederberg)在研究鼠沙門氏傷寒桿菌重組時發(fā)現(xiàn)的。lǐ)所說的結(jié)合，有關(guān)內(nèi)容在此不再重復(fù)。 目前發(fā)現(xiàn)自然狀態(tài)下許多其它細菌、放線菌、真菌和高等動植物中都也有轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。,細菌轉(zhuǎn)化過程可大體分為以下幾步： 感受態(tài)細胞(x236。,第八十四頁，共九十八頁。,1928年英國細菌學家格里菲斯(Grifftll)發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌中S Ⅲ型菌株，菌落光滑，產(chǎn)生(chǎnshēng)莢膜，當它感染人、小白鼠或家免等時均可致病。,第八十二頁，共九十八頁。)活的受體細胞的基因重組方式。,第八十一頁，共九十八頁。 B．重組形式 基因重組同樣有自發(fā)的基因重組與人工的基因重組之分，二者的原理本質(zhì)上是完全相同的。,③基因(jīyīn)重組法,A. 定義 基因重組法是利用人工手段，將供體細胞DNA融合入另一個細胞(x236。,第七十九頁，共九十八頁。例如在進行細菌紫外誘變時，通常使用15或20W的紫外燈距離細菌單細胞懸浮液15~30cm，照射15~20min。 誘變的步驟為 Ⅰ.制出發(fā)菌株的單細胞懸浮液 為了使出發(fā)菌株均勻(jūnyu bi224。)通過人為施加誘變劑處理后突變率可大大提高，一般可提高10～105倍。 Ⅵ.可逆性 突變可以由原始的野生型向突變型方向進行，稱正向突變。 Ⅲ.自發(fā)性 細菌基因突變的發(fā)生可以在沒有人為誘變因素的處理下自然發(fā)生。突變率是指每一細胞在每一世代(sh236。如在紫外線作用下，除產(chǎn)生抗紫外線的突變體外，還可誘發(fā)任何其他性狀的變異。 能造成這種改變的因素很多，如因溫度、紫外線、核輻射、酸、堿、人工誘變劑等自然和人為的因素，他們會造成DNA堿基丟失或DNA復(fù)制出現(xiàn)錯配或DNA修復(fù)時出現(xiàn)差錯，這些將引起基因突變，基因突變有這樣幾個特點。n)法,能動地利用細菌基因突變原理進行(j236。 這種方法主要常用于有機毒物降解菌的馴化。,（2）細菌(x236。 例如篩選能降解石油的細菌。這里重點介紹細菌基因改造的馴化方法，我們首先介紹一下細菌的篩選，它是馴化工作的第一步。,第七十一頁，共九十八頁。)與細菌的變異,廢水生物處理中起決定性作用的自然是具有高效(ɡāo xi224。n)引起子代功能與親代的差異，也就是變異性。由此不同細菌的不同DNA組成就間接決定了細菌的一切。 DNA是幾乎所有生物的遺傳物質(zhì)，基因是DNA上指導(dǎo)細菌蛋白質(zhì)以及RNA合成的DNA片段； DNA以及基因是由許許多多的核苷酸脫水(tuō shuǐ)通過磷酸二脂鍵相互連接而成的核苷酸聚合物，形成DNA的核苷酸主要有四種，即腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（C）、胞嘧啶（T）。ngt224。,第六十六頁，共九十八頁。變異是生物對環(huán)境能動適應(yīng)性的表現(xiàn)。,第六十五頁，共九十八頁。遺傳的保守性程度即親代與子代的相似程度與物種差異和個體(g232。遺傳引起的親代與子代嚴格的相似性，稱為遺傳的保守性。jūn)的遺傳與變異,所謂細菌的遺傳性是指每種細菌所具備的親代性狀在子代重現(xiàn)(zh242。 恒化反應(yīng)器中細菌生