第七章微生物的遗传与变异

1、第七章 微生物的生长繁殖与环境,生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。,生长：,生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。,繁殖：,生长、繁殖就是保证微生物获得巨大数量的必要前提,第一节 微生物的个体与群体生长和繁殖,微生物的生长表现在微生物的个体生长和群体生长两个水平上。,一个微生物细胞,合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。,如果同化作用的速度超过了异化作用,个体原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加。,如果各细胞组分是按恰当。

2、第七章 微生物的遗传变异和育种,遗传和变异是生物体最本质的属性之一。在遗传性适宜的环境条件下时，通过代谢和发育才能使其后代转化为与亲代相同的具体性状。对微生物遗传变异规律的深入研究，不仅促进了现代生物学的发展，而且还为微生物育种工作提供了丰富的理论基础。,第一节 微生物的遗传与变异概述,遗传性：又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。,表型：指某一生物个体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适环境条件下通过代谢和发育而得到的具体表现。,变异：指生物体在某。

3、第七章 食品的微生物污染 及其控制,2,第一节 污染食品的微生物来源及其途径,一、主要污染源,土壤 空气 水 人和动物 加工机械与设备 原材料、包装材料,3,二、微生物污染食品的途径,内源性污染：作为食品原料的动植物体在生活过程中，由于本身带有的微生物而造成食品的污染。也称第一次污染。 外源性污染：食品在生产、加工、储藏、运输、销售及消费中，发生的微生物污染。也称第二次污染。,4,外源性。

4、第七章 微生物的基本研究方法（P323）,主要内容：微生物的观察微生物的培养和纯种分离灭菌和无菌操作,第一节 微生物的观察,一、显微镜观察 普通光学显微镜：普通光学显微镜最大能将物体放大2000倍左右，通常观察霉菌和酵母菌时。采用100400倍的放大率已足够，而观察细菌时，往往需要放大9001500倍左右。 电子显微镜：电子显微镜的放大倍数常达几十万倍，过去无法看到的病毒以及细菌内部的微细结构都可以看清楚。,二、染色观察,1、细菌不但个体很小，而且都是无色半透明的，用普通显微镜放大，只能粗略地看到其大小和形态。要观察清楚，必。

5、第七章 微生物的遗传变异和育种,遗传和变异是生物体最本质的属性之一。在遗传性适宜的环境条件下时，通过代谢和发育才能使其后代转化为与亲代相同的具体性状。对微生物遗传变异规律的深入研究，不仅促进了现代生物学的发展，而且还为微生物育种工作提供了丰富的理论基础。,第一节 微生物的遗传与变异概述,遗传性：又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。,表型：指某一生物个体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适环境条件下通过代谢和发育而得到的具体表现。,变异：指生物体在某。

6、第二篇 微生物生态与环境生态工程中的微生物作用,第七章 微生物的生态,生态系统 土壤微生物生态 空气微生物生态 水体微生物生态,第一节 生态系统,一 生态系统和生物圈 （一）生态系统 1.定义：生态系统是在一定时间和空间范围内由生物与它们的生境通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。 生态系统=生物+环境条件 生态系统是生态学的功能单位之一（个体、种群、群落和生态系统）。,动物、植物和微生物的个体、种群、群落,光、水、土壤、空气及其他因子,2.组成：生态系统有四个基本组成： 环境生产者（植物） 消费者（一级、二级） 分。

7、第七章 微生物的代谢 （Microbial metabolism）,第一节 微生物的能量代谢,微生物可利用的最初能源有哪些？,研究能量代谢的实质就是追踪微生物可利用的最初能源是如何转化并释放出一切生命活动的通用能源 ATP的过程。,ATP的结构,一、化能异养微生物的生物氧化和产能,1. 生物氧化的定义 发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。 燃烧 生物体外的氧化,2. 生物氧化的形式：加氧、脱氢或失去电子；3. 生物氧化的过程：脱氢、递氢、受氢4. 生物氧化的结果: 产ATP、还原力H和小分子代谢产物,（一）底物脱氢的四条途径,底物脱氢的四条途径,1。

8、第七章 微生物的生长繁殖 及其控制,生物个体由小到大的增长，即表现为细胞组分与结构在量方面的增加,生长,指生物个体数目的增加,繁殖,在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而且两者始终交替进行，个体生长与繁殖的界限难以划清，因此实际上常群体生长作为衡量微生物生长的指标。,群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程,第一节 微生物纯培养的获得,平板划线分离法,稀释倒平板法,单孢子或单细胞分离法,利用选择性培养基分离法,1.平板划线分离法,用接种环以菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇。

9、第七章 微生物的生态,重点：土壤微生物生态和水体微生物生态 难点：水体微生物生态 理解微生物在土壤、空气和水体中的分布 理解水体富营养化 掌握土壤自净和土壤修复 掌握空气微生物的检测方法 掌握水体自净和污染水体的指标,第一节 生态系统,一、生态系统和生物圈,（一）生态系统,生态系统：在一定时间和空间范围内由生物（包括动物、植物和微生物的个体、种群、群落）与它们的生境（包括光、水、土壤、空气及其他生物因子）通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。 生态系统=生物群落+环境条件（P239）,生态学：研究生物系统与其环。

10、1,第六章 微生物的遗传与变异,2,“种瓜得瓜，种豆得豆”,“龙生龙，凤生凤”,“老鼠生来会打洞”,说明什么问题?,遗传现象,“一龙生九子，九子各不同 ”,又说明什么问题?,变异现象,3,遗传(heredity，inheritance)和变异(variation)是一切生物体最本质的属性之一。,4,微生物将其生长发育所需要的营养类型和环境条件，以及对这些营养和外界环境条件产生的一定反应或出现的一定性状(如生态、生理、生化特性等)传给后代，并相对稳定地一代一代传下去，这就是微生物的遗传。,5,微生物从它适应的环境迁移到不适应的环境后，微生物改变自己对营养。

11、第七章 微生物的遗传变异和育种 ( Microbial genetics and breeding ),遗传变异的物质基础 基因突变和微生物育种 基因重组和杂交育种 基因工程 菌种的衰退、复壮和保藏,内 容,第一节 微生物遗传变异的物质基础,一、证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验 （一）肺炎双球菌的转化实验 （二）噬菌体的感染实验 （三）烟草花叶病毒的拆开与重组实验,遗传物质类型,核基因组,核外染色体,真核生物,细胞质基因,线粒体,叶绿体等,共生生物,2m质粒等,原核生物,F因子（F质粒） R因子（R质粒） Col质粒 Ti质粒 巨大质粒 降解性质粒等,二、遗传物质在细。

12、第 七 章 微生物的遗传,基本概念,遗传(heredity)：亲代生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息。特点：具稳定性。 遗传型（genotype）：又称基因型，指某一生物个体所含有的全部基因的总和，是一种内在可能性或潜力。 遗传型 + 环境条件 表型表型（phenotype）：指生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是一种现实存在，是具一定遗传型的生物在一定条件下所表现出的具体性状。,变异(variation):生物体在外因或内因的作用下，遗传物质的结构或数量发生改变。变异的特点：a.在群体中以极低的几率出现，（一般为10-610-10）；。

13、Chap.7微生物遗传变异和育种,微生物遗传学研究意义1） 微生物学的主要分支 2）为生命遗传现象的解释提供依据 3）是分子生物学发展的基础学科 4）促进工业微生物菌种的选育,.1 遗传变异的物质基础,一、证明遗传物质的三个典型实验,-细菌转化实验 -噬菌体感染实验 -植物病毒的重建实验,1、细菌转化实验- 动物试验 (Grifith,1928),-细菌培养实验S（死）+R（活）S（ 少量活） +R（活） S（无细胞提取液）+R（活） S（ 少量活） +R（活）,-细菌培养试验（Avery，1944）,2噬菌体感染实验 (Hershey;Chase,1952),3植物病毒的重建实验 (Fraenkel-Co。

14、第七章 微生物遗传变异与菌种选育一、填空题1. 一个含氮碱基被另一个不同碱基置换的突变称为_。2. 在实验室中研究者们对微生物使用诱变剂所产生的突变称为_。3. 当存在修复酶和_时，突变能够回复（逆转） 。4. 当受体菌从环境中吸收 DNA 片段时，该过程称为_。5. 能从周围环境吸收 DNA 片段的那些细菌被认为是处于_。6. 细菌从环境中可以获得的染色体外环状 DNA 称为_。7. Frederick Griffith 细菌转化的最早实验是在细菌的_进行的。8. 接合过程供体细菌称为_菌株。9. 接受新的基因或 DNA 片段的细菌被认为是_。10. 两个细菌间发生转导反。

15、第七章 微生物的遗传变异与育种,第一节 遗传变异的物质基础第二节 基因突变和诱变育种第三节 基因重组和杂交育种第四节 基因工程第五节 菌种的衰退、复壮与保藏,理想的工业发酵菌种应符合以下要求：,遗传性状稳定；生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染；目标产物的产量尽可能接近理论转化率；目标产物最好能分泌到细胞外，以降低产物抑制并利于分离；尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量并利于分离；培养基成分简单、来源广、价格低廉；对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感；对溶氧的要求低，便于培养及降。

16、第七章 微生物的遗传变异 Microbial Inheritance and Variation,本章目录,第一节 微生物的突变 第二节 细菌的基因重组 第三节 真核微生物的基因重组 第四节 微生物遗传变异知识的应用 第五节 菌种的衰退、复壮和保藏,Inheritance 遗传：亲代与子代性状相似的现象,variation变异：亲代与子代、子代间不同个体不完全相同,遗传（inheritance）和变异（variation）是生命的最本质特性之一,遗传保证了物种的存在和延续，而变异推动了物种的进化和发展,微生物是遗传学研究中的好材料：,微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。 。

17、第七章 微生物的遗传和变异,微生物的变异现象 遗传和变异的物质基础（略） 基因突变（略） 遗传物质的转移和重组（略） 微生物遗传的应用,概念,微生物的遗传性：微生物亲代与子代的相似 性，即在一定条件下，其生物学特性包括形态、结构、生长繁殖、代谢、毒力、抗原性，以及对药物的敏感性等都相对稳定，并通过DNA复制将亲代的特性传递给下一 代，保持种属的特异性。 微生物的变异性：微生物子代和亲代之间 之间在性状上存在的某种差异性。,一、微生物的遗传变异现象,形态与结构变异 菌落形态变异 毒力变异 酶活力变异 抗药性变异,形态改。

18、第七章 微生物的遗传与变异,微生物的遗传微生物的变异基因重组突变体的检测与筛选分子遗传学新技术在环境工程与环境保护中的应用,1.种瓜得瓜，种豆得豆； 2.龙生龙，凤生凤，老鼠儿子会打洞； 3.虎父无犬子； 4.一母生九子，母子十不同。,第七章 微生物的遗传与变异,第七章 微生物的遗传与变异,遗传（heredity）和变异（variation）是生物界最本质的属性之一。,在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品及微生物污染治理过程中，要想有效地大幅度提高产品的产量、质量和处理效果，首先必须选育优良的生产菌种，才能达到目的。而优良菌种的。

19、6/4/2019,1,第七章 微生物的遗传与变异,6/4/2019,2,一、几个概念 1、遗传生物的上一代将自己的遗传因子传递给下一代的行为或功能，具有极其稳定的特性。,6/4/2019,3,2、遗传型某一生物所含有的遗传信息即DNA中正确的核苷酸序列。生物体通过这个核苷酸序列控制蛋白质或RNA的合成，一旦功能性蛋白合成，可调控基因表达。,6/4/2019,4,遗传型是一种内在可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。,6/4/2019,5,3、表型某一生物体所具。