第七章微生物中的转座因子

1、微生物细胞有着一整套可塑性极强和极精确的代谢调节系统，以确保上千种酶能准确无误、有条不紊和高度协调地进行极其复杂的新陈代谢反应。 在发酵工业中，调节微生物生命活动的方法很多，包括生理水平、代谢途径水平和基因调控水平上的各种调节。,3.微生物初级代谢产物的代谢调控,微生物细胞内的代谢调节主要通过酶合成量、酶活性 及细胞膜透性的控制加以实现。,撑哄歪汤方仗半邵盒毁隆勘蜜吱观捍维纸崭惹兽水逗论版旗擒莹砖宫洼匙第七章-2 微生物初级代谢产物的代谢调控第七章-2 微生物初级代谢产物的代谢调控,原则：经济合理地利用和合成。

2、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。

3、第四节 微生物培养法概论,一个良好的微生物培养装置的基本条件是：按微生物的生长规律进行科学的设计，能在提供丰富而均匀营养物质的基础上，保证微生物获得适宜的温度和良好通气条件（只有少数厌氧菌例外），此外，还要为微生物提供一个适宜的物理化学条件和严防杂菌的污染等。, 从少量培养发展到大规模培养； 从浅层培养发展到厚层（固体制曲）或深层（液体搅拌）培养； 从以固体培养技术为主发展到以液体培养技术为主； 从静止式液体培养发展到通气搅拌式的液体培养； 从单批培养发展到连续培养以至多级连续培养； 从利用分散的微生物。

4、第七章 微生物的生长及其控制,生长和繁殖是保证 微生物获得巨大数量的必要前提。,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（growth）：,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（reproduction）：,生长是一个逐步发生的量变过程， 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。,在高等生物里这两个过程可以明显分开， 但在低等特别是在单细胞的生物里，由于细胞小， 这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。,生长和繁殖,群体生长 = 个体生长 + 个体。

5、第七章 微生物的生长及其控制,生长和繁殖是保证 微生物获得巨大数量的必要前提。,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（growth）：,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（reproduction）：,生长是一个逐步发生的量变过程， 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。,在高等生物里这两个过程可以明显分开， 但在低等特别是在单细胞的生物里，由于细胞小， 这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。,生长和繁殖,群体生长 = 个体生长 + 个体。

6、第三节 影响微生物生长的主要因素,物理因素：温度、pH和氧气（最主要）,微生物的六大类营养要素,碳源、氮源、能源、 生长因子、无机盐、水,一、温度,温度是影响微生物细胞生长和存活的最重要的因素之一。,最低生长温度 最适生长温度 最高生长温度,3个重要指标,生长温度三基点 (three cardinal point),微生物作为整体来言，其温度的三基点是极其宽的，堪称“生物世界之最”。,15,2537,55,对某一具体微生物来说，其生长温度的宽和窄与它们长期进化过程中所处的生存环境温度有关。,宽温微生物,窄温微生物,一些生活在土壤中的芽孢杆菌（1565）。

7、第六章 微生物的生长及其控制,个体生长 个体繁殖 群体生长 群体生长 个体生长+个体繁殖由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况,第一节 微生物纯培养的生长,一、获得微生物纯培养的方法纯培养的概念：微生物学中将从一个细胞得到的后代称为纯培养 获得微生物纯培养的方法：稀释倒平板法划线法单细胞挑取法利用选择培养基培养法,二、 微生物的同步生长,同步生长的概念：采用一定的方法使细胞群体处于分裂步调一致的状态，称为同步生长通过环境条件诱导同步生长群体 获得同步生长的方法 （温度、培养基成分等）通过物理。

8、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。

9、微生物学,主讲：马金成 生命科学学院微生物学教研室,第七章 微生物的代谢,3,本章内容：,重点掌握微生物的各种产能途径(方式)的基本特点，微生物代谢上的多样性,第三节 微生物的合成代谢,自学为主，初级代谢和次级代谢概念及二者间的关系,第一节 微生物的能量代谢,第二节 微生物的分解代谢(自学),第一节 微生物的能量代谢,5,化能营养型,光能营养型,底物水平磷酸化,氧化磷酸化（呼吸链）,通过光合磷酸化将光能转变为 化学能储存于ATP中,一、ATP的产生,6,二、ATP的利用,7,生物氧化（biological oxidation）： 就是发生在活细胞内的一系列产能。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、第七章 微生物中的转座因子,转座因子（transposable element，TE）是一类广泛存在于细菌、病毒和真核生物DNA分子中一段可自主改变自身座位的DNA片段，它可以在同一细胞内DNA复制子间转移，也可以在一个复制子内部转移。转座因子是20世纪40年代由Barbara McClintock在进行玉米的遗传学研究时首先发现的，她因此而荣获了1983年度的诺贝尔奖。尔后在细菌中得到了广泛和深入的研究。,转座因子的共同特征是：插入寄主DNA后，导致基因失活；插入时在靶DNA位点产生一个短的正向重复顺序。,根据转座因子的转座机理，将转座因子分为两类：第一类是D。