現(xiàn)代環(huán)境工程微生物學(xué)思考題及答案-資料下載頁
2025-06-28 20:51本頁面
【正文】 ，有些質(zhì)粒，如：F因子、R因子能通過細(xì)胞與細(xì)胞的接觸而轉(zhuǎn)移，質(zhì)粒從供體細(xì)胞轉(zhuǎn)移到不含該質(zhì)粒的受體細(xì)胞中，使受體細(xì)胞具有由該質(zhì)粒決定的遺傳性狀。有的質(zhì)?？蓴y帶供體的一部分染色體基因一起轉(zhuǎn)移，從而使受體細(xì)胞既獲得供體細(xì)胞質(zhì)粒決定的遺傳性狀，又得到了供體細(xì)胞染色體決定的某些遺傳性狀。質(zhì)粒的這些性狀可利用來培育優(yōu)良菌種，同時質(zhì)粒在基因工程中常被用作基因轉(zhuǎn)移的運載工具——載體。質(zhì)粒育種是將兩種或多種微生物通過細(xì)胞結(jié)合或融合技術(shù)，使供體菌的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到受體菌體內(nèi)，使受體菌保留自身功能質(zhì)粒，同時獲得供體菌的功能質(zhì)粒，即培育出兩種功能質(zhì)粒的新品種，這已在環(huán)境工程中獲得初步研究成果，如：①多功能超級細(xì)菌的構(gòu)建把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到能降解脂烴的假單胞菌體內(nèi)，結(jié)果得到了同時降解4種烴類的超級菌。它能把原油中約2/3的烴消耗掉。與自然菌種相比其降解速度快。自然菌種要花一年多才能將海上浮油分解完全，而超級細(xì)菌只要幾小時就分解完全。②解烷抗汞質(zhì)粒菌的構(gòu)建Chakrabarty等人將嗜油假單胞菌體內(nèi)有降解辛烷、乙烷、葵烷功能的OCT質(zhì)粒和抗汞質(zhì)粒MER同時轉(zhuǎn)移到對20mg/L汞敏感的惡臭假單胞菌體內(nèi)，結(jié)果使這敏感的惡臭假單胞菌轉(zhuǎn)變成抗50~70mg/L汞的，同時高效分解辛烷的解烷抗汞質(zhì)粒菌。③脫色工程菌的構(gòu)建將分別含有降解偶氮染料質(zhì)粒的編號為K24和K46的兩株假單胞菌通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)移技術(shù)培育出兼有降解兩種偶氮染料功能的脫色工程菌。④Q5T工程菌將嗜溫的Pseudomanos putda pawl和嗜冷的Q5菌株融合，使Pseudomanos putda pawl體內(nèi)降解甲苯、二甲苯的TOL質(zhì)粒轉(zhuǎn)移入Q5菌株體內(nèi)構(gòu)建而成。該菌在0℃仍能正常利用濃度為1000mg/L的甲苯作碳源，這對寒冷地區(qū)進(jìn)行廢水生物處理有重要意義。質(zhì)粒育種在環(huán)境保護(hù)中的實際應(yīng)用日益受到人們的關(guān)注，并予以很大的期望。但在具體實施上有較大的困難。因為細(xì)菌的質(zhì)粒本身容易丟失或轉(zhuǎn)移，重組的質(zhì)粒也面臨這個問題。再者，質(zhì)粒具有不相容性，兩種不同的質(zhì)粒不能穩(wěn)定地共存于同一宿主中。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。(3)基因工程技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用基因工程是指基因水平上的遺傳工程，它是用人為方法將所需的某一供體生物的遺傳物質(zhì)——DNA大分子提取出來，在離體條件下進(jìn)行切割后，把它和作為載體的DNA分子連接起來，然后導(dǎo)入某一受體細(xì)胞中，以讓外來的遺傳物質(zhì)在其中“安家落戶”，進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的新產(chǎn)品，這是一項嶄新的育種技術(shù)。20世紀(jì)70年代，基因工程技術(shù)得到發(fā)展，人們把希望寄托在利用基因工程構(gòu)建新品種，用于環(huán)境保護(hù)中。隨著工業(yè)的發(fā)展，大量的合成有機物進(jìn)入環(huán)境，其中很大部分難于生物降解或降解緩慢，如多氯聯(lián)苯、多氯烴類化合物，其水溶性差，難生物降解，致使在環(huán)境中的持留時間長達(dá)數(shù)年至數(shù)十年?；蚬こ虨楦淖兗?xì)胞內(nèi)的關(guān)鍵酶或酶系統(tǒng)提供了可能，從而可以：①提高微生物的降解速率，如提高2,4,6三硝基甲苯（TNT）的降解效率。②擴寬底物的專一性范圍，如拓寬微生物雙氧合酶對多氯聯(lián)苯（PCBs）和三氯乙烯（TCE）的底物專一性范圍。③維持低濃度下的代謝活性；④改善有機污染物降解過程中的生物催化穩(wěn)定性等。利用對不同底物具有降解活性的酶的組合構(gòu)建新的復(fù)合代謝途徑，已應(yīng)用于鹵代芳烴、烷基苯乙酸等的降解。通過引入編碼新酶的活性基因，或?qū)ΜF(xiàn)有的基因物質(zhì)進(jìn)行改造、重組，構(gòu)建新的微生物，可用于氯代芳烴混合物的降解。(4)PCR技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用PCR(Polymerase chain reaction)稱DNA多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。于1985年由美國Millus創(chuàng)立。PCR是DNA在體外擴增的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于法醫(yī)鑒定、醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生檢疫、環(huán)境監(jiān)測等方面。因PCR檢測速度快，只需5~6小時就可出結(jié)果，深受檢測單位關(guān)注，并積極研究和應(yīng)用。環(huán)境中存在各種生物的DNA，在環(huán)境中采集到少量的DNA，加入引物和DNA多聚酶，經(jīng)過變性和復(fù)性的過程，就可以在體外擴增至足以供監(jiān)測、鑒定用的量。在土壤和水中存在微生物的尸體及其分解物。可以采集到環(huán)境中微生物的DNA，利用PCR技術(shù)鑒定微生物。PCR技術(shù)在環(huán)境衛(wèi)生無檢測中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①應(yīng)用PCR技術(shù)研究某一特定環(huán)境中微生物區(qū)系的組成，進(jìn)而了解其種群動態(tài)；②應(yīng)用PCR技術(shù)監(jiān)測環(huán)境中特定種群（如致病菌、工程菌等）的動態(tài)。微生物遺傳學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用前景十分廣闊。隨著微生物遺傳學(xué)研究的深入，將會有更多的遺傳工程技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中來。15 / 1
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