第六章--细菌的遗传与变异(备).ppt

第六章第六章 微生物的遗传微生物的遗传(ychun)(ychun)与变异与变异n n所所谓谓微微生生物物的的遗遗传传性性是是指指每每种种微微生生物物所所具具备备的的亲亲代代性性状状在在子子代代重重现现，子子代代性性状状与与亲亲代代基基本本上上一一致致的现象。的现象。n n1.遗传的保守性遗传的保守性n n遗传的作用在于遗传的作用在于(ziy)(ziy)保持生物物种的存在和延续保持生物物种的存在和延续保持生物物种的存在和延续保持生物物种的存在和延续，并并并并保持物种的相对稳定性保持物种的相对稳定性保持物种的相对稳定性保持物种的相对稳定性。遗传引起的亲代与子代严。遗传引起的亲代与子代严。遗传引起的亲代与子代严。遗传引起的亲代与子代严格的相似性，称为遗传的保守性。格的相似性，称为遗传的保守性。格的相似性，称为遗传的保守性。格的相似性，称为遗传的保守性。第一页，共三十七页。例例n n大大大大肠肠肠肠杆杆杆杆菌菌菌菌是是是是短短短短杆杆杆杆菌菌菌菌，生生生生活活活活条条条条件件件件要要要要求求求求pHpH为为为为7 72 2，温温温温度度度度3737，在在在在糖糖糖糖类类类类物物物物质质质质存存存存在在在在的的的的条条条条件件件件下下下下产产产产酸酸酸酸、产产产产气气气气。大大大大肠肠肠肠杆杆杆杆菌菌菌菌的的的的亲亲亲亲代代代代将将将将这这这这些些些些特特特特性性性性传传传传给给给给子子子子代代代代(zdi)(zdi)，这这这这就就就就是是是是大大大大肠肠肠肠杆杆杆杆菌菌菌菌遗遗遗遗传传传传的的的的保保保保守守守守性性性性，其其其其他他他他生生生生物物物物也也也也是是是是如如如如此此此此。遗遗遗遗传传传传的的的的保保保保守守守守性性性性程程程程度度度度即即即即亲亲亲亲代代代代与与与与子子子子代代代代的的的的相相相相似似似似程程程程度度度度与与与与物物物物种种种种差差差差异异异异和和和和个个个个体体体体生生生生长长长长状状状状态态态态不不不不同同同同有有有有关关关关，高高高高等等等等生生生生物物物物遗遗遗遗传传传传保保保保守守守守程程程程度度度度比比比比低低低低等等等等生生生生物物物物大大大大。老老老老龄龄龄龄菌菌菌菌遗遗遗遗传传传传保保保保守守守守程程程程度度度度比比比比幼龄菌大幼龄菌大幼龄菌大幼龄菌大（这与老年人思想比年轻人保守倒是十分相似）。（这与老年人思想比年轻人保守倒是十分相似）。（这与老年人思想比年轻人保守倒是十分相似）。（这与老年人思想比年轻人保守倒是十分相似）。n n细细细细菌菌菌菌遗遗遗遗传传传传的的的的保保保保守守守守性性性性既既既既有有有有有有有有利利利利的的的的一一一一面面面面也也也也有有有有不不不不利利利利的的的的一一一一面面面面，当当当当环环环环境境境境条条条条件件件件改改改改变变变变，细细细细菌菌菌菌会会会会因因因因为为为为遗遗遗遗传传传传的的的的保保保保守守守守性性性性，不不不不适适适适应应应应改改改改变变变变了了了了的的的的外外外外界界界界环环环环境条件而死亡境条件而死亡境条件而死亡境条件而死亡。第二页，共三十七页。2.变异变异(biny)(biny)的多样性的多样性n n任任任任何何何何一一一一种种种种生生生生物物物物的的的的亲亲亲亲代代代代和和和和子子子子代代代代以以以以及及及及个个个个体体体体之之之之间间间间，在在在在形形形形态态态态结结结结构构构构和和和和生生生生理理理理机机机机能能能能方方方方面面面面都都都都有有有有所所所所差差差差异异异异，这这这这一一一一现现现现象象象象叫叫叫叫做做做做变变变变异异异异。变变变变异异异异是是是是生生生生物对环境能动适应性的表现。物对环境能动适应性的表现。物对环境能动适应性的表现。物对环境能动适应性的表现。n n在在在在新新新新的的的的生生生生活活活活条条条条件件件件下下下下细细细细菌菌菌菌基基基基因因因因突突突突变变变变，有有有有些些些些突突突突变变变变会会会会产产产产生生生生适适适适应应应应新新新新环环环环境境境境的的的的酶酶酶酶(适适适适应应应应酶酶酶酶)，从从从从而而而而适适适适应应应应新新新新环环环环境境境境并并并并生生生生长长长长良良良良好好好好，基基基基因因因因突突突突变是变异的分子本质。变是变异的分子本质。变是变异的分子本质。变是变异的分子本质。n n内内内内在在在在的的的的变变变变化化化化必必必必然然然然带带带带来来来来外外外外在在在在的的的的变变变变化化化化，细细细细菌菌菌菌变变变变异异异异外外外外在在在在表表表表现现现现形形形形式式式式很很很很多多多多，例例例例如如如如：个个个个体体体体形形形形态态态态的的的的变变变变化化化化，菌菌菌菌落落落落形形形形态态态态(光光光光滑滑滑滑型型型型粗粗粗粗糙糙糙糙型型型型)的的的的变变变变异异异异，营营营营养养养养要要要要求求求求的的的的变变变变异异异异，对对对对温温温温度度度度、pHpH要要要要求求求求的的的的变变变变异异异异，毒毒毒毒性性性性的的的的变变变变异异异异，抗抗抗抗毒毒毒毒能能能能力力力力的的的的变变变变异异异异，生生生生理理理理生生生生化化化化特特特特性性性性(txng)(txng)的的的的变变变变异异异异及及及及代谢途径、产物的变异等代谢途径、产物的变异等代谢途径、产物的变异等代谢途径、产物的变异等。第三页，共三十七页。3.遗传遗传(ychun)(ychun)与变异的辩证关系与变异的辩证关系n n遗传与变异是所有生物包括遗传与变异是所有生物包括(boku)(boku)细菌细菌最基本的属最基本的属最基本的属最基本的属性性性性，两者，两者相辅相成相辅相成，相互依存相互依存相互依存相互依存，遗传中有变异，变，遗传中有变异，变，遗传中有变异，变，遗传中有变异，变异中有遗传，异中有遗传，异中有遗传，异中有遗传，遗传是相对的，变异是绝对的遗传是相对的，变异是绝对的遗传是相对的，变异是绝对的遗传是相对的，变异是绝对的，有些有些变异了的形态或性状，又会以相对稳定的形式遗变异了的形态或性状，又会以相对稳定的形式遗传下去，但是传下去，但是并非一切变异都具有遗传性并非一切变异都具有遗传性。第四页，共三十七页。4遗传遗传(ychun)(ychun)与变异的分子机制与变异的分子机制n n与其他生物一样，细菌的遗传变异是由生物遗传物质与其他生物一样，细菌的遗传变异是由生物遗传物质与其他生物一样，细菌的遗传变异是由生物遗传物质与其他生物一样，细菌的遗传变异是由生物遗传物质DNADNA所决定的，所决定的，所决定的，所决定的，有关有关有关有关DNADNA的生化知识我们在生物化学课中已作了详细介绍，此处只的生化知识我们在生物化学课中已作了详细介绍，此处只的生化知识我们在生物化学课中已作了详细介绍，此处只的生化知识我们在生物化学课中已作了详细介绍，此处只作一简单回顾。作一简单回顾。作一简单回顾。作一简单回顾。n nDNADNA是几乎所有生物的遗传物质，基因是是几乎所有生物的遗传物质，基因是是几乎所有生物的遗传物质，基因是是几乎所有生物的遗传物质，基因是DNADNA上指导细菌蛋白质以及上指导细菌蛋白质以及上指导细菌蛋白质以及上指导细菌蛋白质以及RNARNA合成的合成的合成的合成的DNADNA片段；片段；片段；片段；n nDNADNA以及基因是由许许多多的核苷酸脱水通过磷酸二脂键相互连接而成以及基因是由许许多多的核苷酸脱水通过磷酸二脂键相互连接而成以及基因是由许许多多的核苷酸脱水通过磷酸二脂键相互连接而成以及基因是由许许多多的核苷酸脱水通过磷酸二脂键相互连接而成的核苷酸聚合物，形成的核苷酸聚合物，形成的核苷酸聚合物，形成的核苷酸聚合物，形成DNADNA的核苷酸主要的核苷酸主要的核苷酸主要的核苷酸主要(zhyo)(zhyo)有四种，有四种，有四种，有四种，即腺嘌呤即腺嘌呤即腺嘌呤即腺嘌呤（A A）、）、）、）、鸟嘌呤（鸟嘌呤（鸟嘌呤（鸟嘌呤（GG）、）、）、）、胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T ）、）、）、）、胞嘧啶（胞嘧啶（胞嘧啶（胞嘧啶（C C）。）。）。）。这四种核这四种核这四种核这四种核苷酸，每三个为一组的不同组合顺序分别对应于特定的氨基酸，这样在苷酸，每三个为一组的不同组合顺序分别对应于特定的氨基酸，这样在苷酸，每三个为一组的不同组合顺序分别对应于特定的氨基酸，这样在苷酸，每三个为一组的不同组合顺序分别对应于特定的氨基酸，这样在DNADNA通过通过通过通过RNARNA间接指导细菌蛋白质的合成时，细菌间接指导细菌蛋白质的合成时，细菌间接指导细菌蛋白质的合成时，细菌间接指导细菌蛋白质的合成时，细菌DNADNA的特定核的特定核的特定核的特定核苷酸排列形式就反映在细菌蛋白质的特定氨基酸结构中。苷酸排列形式就反映在细菌蛋白质的特定氨基酸结构中。苷酸排列形式就反映在细菌蛋白质的特定氨基酸结构中。苷酸排列形式就反映在细菌蛋白质的特定氨基酸结构中。第五页，共三十七页。n n我们知道蛋白质的氨基酸结构决定了蛋白质的功能，我们知道蛋白质的氨基酸结构决定了蛋白质的功能，我们知道蛋白质的氨基酸结构决定了蛋白质的功能，我们知道蛋白质的氨基酸结构决定了蛋白质的功能，蛋白质的功蛋白质的功蛋白质的功蛋白质的功能体现在催化细菌的一切生化反应，组成细胞结构等方面，能体现在催化细菌的一切生化反应，组成细胞结构等方面，能体现在催化细菌的一切生化反应，组成细胞结构等方面，能体现在催化细菌的一切生化反应，组成细胞结构等方面，蛋白蛋白蛋白蛋白质实际上对细菌生理起决定性的作用。质实际上对细菌生理起决定性的作用。质实际上对细菌生理起决定性的作用。质实际上对细菌生理起决定性的作用。由此不同细菌的不同由此不同细菌的不同由此不同细菌的不同由此不同细菌的不同DNADNA组成就间接决定了细菌的一切。组成就间接决定了细菌的一切。组成就间接决定了细菌的一切。组成就间接决定了细菌的一切。n nDNA DNA 通过通过通过通过(tnggu)(tnggu)复制而将一模一样的复制而将一模一样的复制而将一模一样的复制而将一模一样的DNADNA传给后代，这样传给后代，这样传给后代，这样传给后代，这样DNADNA在复制并传递给下一代的稳定性，就体现为子代与亲代在各方在复制并传递给下一代的稳定性，就体现为子代与亲代在各方在复制并传递给下一代的稳定性，就体现为子代与亲代在各方在复制并传递给下一代的稳定性，就体现为子代与亲代在各方面的相似性，也就是遗传的保守性。而子代细菌面的相似性，也就是遗传的保守性。而子代细菌面的相似性，也就是遗传的保守性。而子代细菌面的相似性，也就是遗传的保守性。而子代细菌DNADNA组成上变组成上变组成上变组成上变异则必然引起子代功能与亲代的差异，也就是变异性异则必然引起子代功能与亲代的差异，也就是变异性异则必然引起子代功能与亲代的差异，也就是变异性异则必然引起子代功能与亲代的差异，也就是变异性。第六页，共三十七页。决定决定 决定决定决定决定n n（1）DNA 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 细菌的几乎一切细菌的几乎一切细菌的几乎一切细菌的几乎一切 复制复制复制复制(fzh)(fzh)n n（2）亲代）亲代DNA 子代子代子代子代DNADNA 决定决定决定决定n n（3）复制传递的稳定性）复制传递的稳定性 遗传的保守性遗传的保守性 决定决定n n（4 4）子代）子代）子代）子代DNADNA的变异的变异 变异的多样性变异的多样性第七页，共三十七页。基因(jyn)(jyn)和性状n n定义：定义：基因基因是一切生物体内储存遗传信息的、有自我复制是一切生物体内储存遗传信息的、有自我复制 能力的遗传功能单位。能力的遗传功能单位。性状性状是构成一个生物个体的有关结构、形态、物是构成一个生物个体的有关结构、形态、物 质和功能等各方面特征的总称。质和功能等各方面特征的总称。n n基因决定基因决定(judng)(judng)性状，而性状是基因表达的最终结果。性状，而性状是基因表达的最终结果。基因依其功能的差别可分成基因依其功能的差别可分成调节基因、操纵基因和结构调节基因、操纵基因和结构基因基因3 3大类。结构基因是为细胞结构、组成（如细胞生化反大类。结构基因是为细胞结构、组成（如细胞生化反应所需的酶）及完成细胞功能所需的蛋白质等进行编码的基应所需的酶）及完成细胞功能所需的蛋白质等进行编码的基因。因。蛋白的表达不仅受结构基因控制，同时也受调节基因蛋白的表达不仅受结构基因控制，同时也受调节基因和操纵基因的调控。和操纵基因的调控。第八页，共三十七页。5细菌的选育细菌的选育(xun y)(xun y)与细菌的变异与细菌的变异n n废废废废水水水水生生生生物物物物处处处处理理理理中中中中起起起起决决决决定定定定性性性性作作作作用用用用的的的的自自自自然然然然是是是是具具具具有有有有高高高高效效效效废废废废物物物物降降降降解解解解能能能能力力力力(nngl)(nngl)的的的的微微微微生生生生物物物物（主主主主要要要要是是是是细细细细菌菌菌菌），这这这这些些些些微微微微生生生生物物物物菌菌菌菌种种种种通通通通常常常常都都都都是是是是通通通通过过过过对对对对自自自自然然然然界界界界微微微微生生生生物物物物的的的的筛筛筛筛选选选选与与与与定定定定向向向向培培培培育育育育获获获获得得得得。细细细细菌菌菌菌及及及及其其其其它它它它微微微微生生生生物物物物的的的的筛筛筛筛选与定向培育就称为选育。选与定向培育就称为选育。选与定向培育就称为选育。选与定向培育就称为选育。n n细细细细菌菌菌菌在在在在自自自自然然然然界界界界是是是是混混混混居居居居的的的的，从从从从中中中中挑挑挑挑选选选选出出出出符符符符合合合合我我我我们们们们需需需需要要要要的的的的细细细细菌菌菌菌就就就就是是是是细细细细菌菌菌菌的的的的筛筛筛筛选选选选，一一一一般般般般而而而而言言言言筛筛筛筛选选选选出出出出来来来来的的的的细细细细菌菌菌菌性性性性能能能能还还还还不不不不是是是是十十十十分分分分理理理理想想想想，通通通通常常常常还还还还需需需需要要要要定定定定向向向向培培培培育育育育，即即即即通通通通过过过过有有有有计计计计划划划划、有有有有目目目目的的的的地地地地控控控控制制制制微微微微生生生生物物物物生生生生长长长长条条条条件件件件，改改改改变变变变细细细细菌菌菌菌遗遗遗遗传传传传性性性性，使使使使其其其其变变变变异异异异为为为为我我我我们们们们需需需需要要要要的的的的理理理理想想想想的的的的废物降解菌。废物降解菌。废物降解菌。废物降解菌。第九页，共三十七页。n n在水的生物处理中，这种在水的生物处理中，这种在水的生物处理中，这种在水的生物处理中，这种定向培育过程通常又称为驯化定向培育过程通常又称为驯化定向培育过程通常又称为驯化定向培育过程通常又称为驯化。驯驯驯驯化方法的分子机制有两种，一种是诱导细菌处于休眠状态的化方法的分子机制有两种，一种是诱导细菌处于休眠状态的化方法的分子机制有两种，一种是诱导细菌处于休眠状态的化方法的分子机制有两种，一种是诱导细菌处于休眠状态的功能基因功能基因功能基因功能基因(jyn)(jyn)复苏，产生相应得酶；另一种是改变细菌的基复苏，产生相应得酶；另一种是改变细菌的基复苏，产生相应得酶；另一种是改变细菌的基复苏，产生相应得酶；另一种是改变细菌的基因因因因(jyn)(jyn)；后一种又分为两条途径，第一条是利用细菌的后一种又分为两条途径，第一条是利用细菌的后一种又分为两条途径，第一条是利用细菌的后一种又分为两条途径，第一条是利用细菌的基因基因基因基因突变突变突变突变，另一条则是人为对细菌进行，另一条则是人为对细菌进行，另一条则是人为对细菌进行，另一条则是人为对细菌进行基因重组基因重组基因重组基因重组改造。这里重点改造。这里重点改造。这里重点改造。这里重点介绍细菌基因改造的驯化方法，我们首先介绍一下细菌介绍细菌基因改造的驯化方法，我们首先介绍一下细菌介绍细菌基因改造的驯化方法，我们首先介绍一下细菌介绍细菌基因改造的驯化方法，我们首先介绍一下细菌的筛选，它是驯化工作的第一步。的筛选，它是驯化工作的第一步。的筛选，它是驯化工作的第一步。的筛选，它是驯化工作的第一步。第十页，共三十七页。(1)细菌的筛选细菌的筛选(shixun)(shixun)方法方法n n细细细细菌菌菌菌的的的的筛筛筛筛选选选选方方方方法法法法原原原原理理理理是是是是适适适适者者者者生生生生存存存存原原原原理理理理，利利利利用用用用选选选选择择择择性性性性培培培培养养养养基基基基从从从从混混混混杂杂杂杂的的的的各各各各种种种种细细细细菌菌菌菌中中中中单单单单独独独独培培培培养养养养出出出出能能能能满满满满足足足足特特特特殊殊殊殊需需需需要要要要的的的的天天天天然然然然细细细细菌菌菌菌。通常的筛选都是通过通常的筛选都是通过通常的筛选都是通过通常的筛选都是通过人为筛选与天然筛选相结合来进行的人为筛选与天然筛选相结合来进行的人为筛选与天然筛选相结合来进行的人为筛选与天然筛选相结合来进行的。n n例例例例如如如如筛筛筛筛选选选选能能能能降降降降解解解解石石石石油油油油的的的的细细细细菌菌菌菌。在在在在长长长长期期期期被被被被石石石石油油油油污污污污染染染染的的的的土土土土壤壤壤壤里里里里，适适适适应应应应石石石石油油油油环环环环境境境境(hunjng)(hunjng)利利利利用用用用石石石石油油油油作作作作为为为为食食食食物物物物的的的的细细细细菌菌菌菌必必必必然然然然被被被被天天天天然然然然筛筛筛筛选选选选了了了了出出出出来来来来，我我我我们们们们收收收收集集集集这这这这种种种种土土土土壤壤壤壤样样样样品品品品在在在在实实实实验验验验室室室室用用用用石石石石油油油油降降降降解解解解菌菌菌菌选选选选择择择择性性性性培培培培养养养养基基基基，对对对对样样样样品品品品中中中中的的的的石石石石油油油油降降降降解解解解菌菌菌菌进进进进行行行行进进进进一一一一步步步步的的的的选选选选择培养，筛选，富集，为下一步的驯化工作奠定基础。择培养，筛选，富集，为下一步的驯化工作奠定基础。择培养，筛选，富集，为下一步的驯化工作奠定基础。择培养，筛选，富集，为下一步的驯化工作奠定基础。第十一页，共三十七页。（2）细菌）细菌(xjn)(xjn)的驯化的驯化n n诱导法诱导法n n诱导法通过以毒性底物为培养基中的唯一碳源，并逐渐诱导法通过以毒性底物为培养基中的唯一碳源，并逐渐诱导法通过以毒性底物为培养基中的唯一碳源，并逐渐诱导法通过以毒性底物为培养基中的唯一碳源，并逐渐提高其浓度，促使细菌由于这种底物的长期缺乏而休眠提高其浓度，促使细菌由于这种底物的长期缺乏而休眠提高其浓度，促使细菌由于这种底物的长期缺乏而休眠提高其浓度，促使细菌由于这种底物的长期缺乏而休眠的基因恢复活性，产生相应的降解酶，从而恢复对毒性的基因恢复活性，产生相应的降解酶，从而恢复对毒性的基因恢复活性，产生相应的降解酶，从而恢复对毒性的基因恢复活性，产生相应的降解酶，从而恢复对毒性底物降解的能力底物降解的能力底物降解的能力底物降解的能力。n n这种方法这种方法这种方法这种方法主要常用于有机毒物降解菌的驯化主要常用于有机毒物降解菌的驯化主要常用于有机毒物降解菌的驯化主要常用于有机毒物降解菌的驯化。优点优点优点优点(yudin)(yudin)是是是是操作简便操作简便操作简便操作简便，因而使用较为普遍，因而使用较为普遍，因而使用较为普遍，因而使用较为普遍，但但但但由于受到细菌固有能力的由于受到细菌固有能力的由于受到细菌固有能力的由于受到细菌固有能力的限制，限制，限制，限制，驯化的潜力有限驯化的潜力有限驯化的潜力有限驯化的潜力有限。第十二页，共三十七页。基因突变基因突变(j yn t bin)(j yn t bin)法法n n能动地利用细菌基因突变原理进行细菌驯化的方法就是基能动地利用细菌基因突变原理进行细菌驯化的方法就是基能动地利用细菌基因突变原理进行细菌驯化的方法就是基能动地利用细菌基因突变原理进行细菌驯化的方法就是基因突变法。因突变法。因突变法。因突变法。细菌的基因突变是细菌基因中的碱基组成、顺序细菌的基因突变是细菌基因中的碱基组成、顺序细菌的基因突变是细菌基因中的碱基组成、顺序细菌的基因突变是细菌基因中的碱基组成、顺序的突然改变。的突然改变。的突然改变。的突然改变。n n能造成这种改变的因素能造成这种改变的因素能造成这种改变的因素能造成这种改变的因素(yn s)(yn s)很多，很多，很多，很多，如因温度、紫外线、核辐如因温度、紫外线、核辐如因温度、紫外线、核辐如因温度、紫外线、核辐射、酸、碱、人工诱变剂等自然和人为的因素，射、酸、碱、人工诱变剂等自然和人为的因素，射、酸、碱、人工诱变剂等自然和人为的因素，射、酸、碱、人工诱变剂等自然和人为的因素，他们会造成他们会造成他们会造成他们会造成DNADNA碱基丢失或碱基丢失或碱基丢失或碱基丢失或DNADNA复制出现错配或复制出现错配或复制出现错配或复制出现错配或DNADNA修复时出现差错修复时出现差错修复时出现差错修复时出现差错，这些将引起基因突变，基因突变有这样几个特点。这些将引起基因突变，基因突变有这样几个特点。这些将引起基因突变，基因突变有这样几个特点。这些将引起基因突变，基因突变有这样几个特点。第十三页，共三十七页。A基因突变基因突变(j yn t bin)(j yn t bin)的特点的特点n n.无定向性无定向性无定向性无定向性 n n无无无无定定定定向向向向性性性性是是是是指指指指突突突突变变变变的的的的发发发发生生生生没没没没有有有有固固固固定定定定的的的的方方方方向向向向。如如如如在在在在紫紫紫紫外外外外线线线线作作作作用用用用下下下下，除除除除产产产产生生生生抗抗抗抗紫紫紫紫外外外外线线线线的的的的突突突突变变变变体体体体外外外外，还还还还可可可可诱诱诱诱发发发发任任任任何何何何其其其其他他他他性性性性状状状状的的的的变变变变异异异异。其其其其他他他他诱诱诱诱变变变变因因因因子子子子也也也也是是是是一一一一样样样样，这这这这样样样样突突突突变变变变体体体体发发发发生生生生后后后后，既既既既可可可可能能能能造造造造成成成成细细细细菌菌菌菌的的的的死死死死亡亡亡亡，也也也也可可可可能能能能使使使使细细细细菌菌菌菌获获获获得得得得了了了了更更更更适适适适应应应应环环环环境境境境的的的的能能能能力力力力，没没没没有有有有特特特特定定定定的的的的方方方方向向向向。对对对对环环环环境境境境的的的的适适适适应程度将决定突变后的细菌能否生存、繁殖。应程度将决定突变后的细菌能否生存、繁殖。应程度将决定突变后的细菌能否生存、繁殖。应程度将决定突变后的细菌能否生存、繁殖。n n.稀有性稀有性稀有性稀有性n n突突突突变变变变发发发发生生生生的的的的频频频频率率率率很很很很低低低低，即即即即稀稀稀稀有有有有性性性性。突突突突变变变变率率率率是是是是指指指指每每每每一一一一细细细细胞胞胞胞在在在在每每每每一一一一世世世世代代代代中中中中发发发发生生生生某某某某一一一一性性性性状状状状突突突突变变变变的的的的机机机机率率率率，通通通通常常常常(tngchng)(tngchng)为为为为1010551010-10-10。也也也也就就就就是是是是说说说说十十十十万至一百亿个细菌中产可能有一个细菌的基因发生突变万至一百亿个细菌中产可能有一个细菌的基因发生突变万至一百亿个细菌中产可能有一个细菌的基因发生突变万至一百亿个细菌中产可能有一个细菌的基因发生突变。n n.自发性自发性自发性自发性n n细菌基因突变的发生细菌基因突变的发生细菌基因突变的发生细菌基因突变的发生可以在没有人为诱变因素的处理下自然发生可以在没有人为诱变因素的处理下自然发生可以在没有人为诱变因素的处理下自然发生可以在没有人为诱变因素的处理下自然发生。第十四页，共三十七页。n n.独立性独立性独立性独立性n n某某某某一一一一基基基基因因因因的的的的突突突突变变变变，既既既既不不不不提提提提高高高高也也也也不不不不降降降降低低低低其其其其他他他他任任任任何何何何基基基基因因因因的的的的突突突突变变变变率率率率，说说说说明明明明基因突变不仅对某一个细胞是随机的，而且基因突变不仅对某一个细胞是随机的，而且基因突变不仅对某一个细胞是随机的，而且基因突变不仅对某一个细胞是随机的，而且(r qi)(r qi)对某一基因也是随机的对某一基因也是随机的对某一基因也是随机的对某一基因也是随机的。n n.稳定性稳定性稳定性稳定性n n稳稳稳稳定定定定性性性性是是是是指指指指由由由由于于于于突突突突变变变变的的的的根根根根源源源源是是是是遗遗遗遗传传传传物物物物质质质质结结结结构构构构上上上上发发发发生生生生了了了了稳稳稳稳定定定定的的的的变变变变化化化化，所所所所以以以以产生的新的变异性状也是稳定的、可遗传的产生的新的变异性状也是稳定的、可遗传的产生的新的变异性状也是稳定的、可遗传的产生的新的变异性状也是稳定的、可遗传的。n n.可逆性可逆性可逆性可逆性n n突突突突变变变变可可可可以以以以由由由由原原原原始始始始的的的的野野野野生生生生型型型型向向向向突突突突变变变变型型型型方方方方向向向向进进进进行行行行，称称称称正正正正向向向向突突突突变变变变。也也也也可可可可以以以以反反反反过过过过来，由突变型向野生型的转变，称来，由突变型向野生型的转变，称来，由突变型向野生型的转变，称来，由突变型向野生型的转变，称回复突变回复突变回复突变回复突变。n n.诱变性诱变性诱变性诱变性n n自自自自发发发发突突突突变变变变的的的的发发发发生生生生频频频频率率率率很很很很低低低低，但但但但是是是是通通通通过过过过人人人人为为为为施施施施加加加加诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂处处处处理理理理后后后后突突突突变变变变率率率率可可可可大大大大大大大大提提提提高高高高，一一一一般般般般可可可可提提提提高高高高101010105 5倍倍倍倍。这这这这是是是是人人人人工工工工诱诱诱诱变变变变情情情情况况况况下下下下的的的的基基基基因因因因突突突突变特点突变变特点突变变特点突变变特点突变n n利用基因突变的特点，利用基因突变的特点，利用基因突变的特点，利用基因突变的特点，人们通常通过人工诱变进行细菌的基因改造人们通常通过人工诱变进行细菌的基因改造人们通常通过人工诱变进行细菌的基因改造人们通常通过人工诱变进行细菌的基因改造。第十五页，共三十七页。B诱变诱变(yu bin)(yu bin)n n人人人人为为为为地地地地利利利利用用用用物物物物理理理理化化化化学学学学因因因因素素素素，引引引引起起起起细细细细胞胞胞胞DNADNA分分分分子子子子中中中中碱碱碱碱基基基基对对对对发发发发生生生生变变变变化化化化叫叫叫叫诱诱诱诱变变变变。所所所所利利利利用用用用的的的的物物物物理理理理化化化化学学学学因因因因素素素素称称称称为为为为诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂。常常常常用用用用的的的的诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂有有有有紫外线紫外线紫外线紫外线、55溴尿嘧啶溴尿嘧啶溴尿嘧啶溴尿嘧啶、亚硝酸亚硝酸亚硝酸亚硝酸、卟啶染料等卟啶染料等卟啶染料等卟啶染料等。n n诱变的步骤为诱变的步骤为诱变的步骤为诱变的步骤为n n.制出发菌株的单细胞悬浮液制出发菌株的单细胞悬浮液制出发菌株的单细胞悬浮液制出发菌株的单细胞悬浮液n n为为为为了了了了使使使使出出出出发发发发菌菌菌菌株株株株均均均均匀匀匀匀的的的的接接接接触触触触诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂，应应应应向向向向细细细细菌菌菌菌培培培培养养养养液液液液中中中中加加加加入入入入玻玻玻玻璃璃璃璃珠珠珠珠，并并并并保保保保持持持持在在在在诱诱诱诱变变变变过过过过程程程程(guchng)(guchng)中中中中始始始始终终终终进进进进行行行行振振振振荡荡荡荡搅搅搅搅拌拌拌拌形形形形成成成成出出出出发发发发细细细细菌菌菌菌的的的的单细胞悬浮液；单细胞悬浮液；单细胞悬浮液；单细胞悬浮液；第十六页，共三十七页。n n.选择合适的诱变剂剂量进行诱变选择合适的诱变剂剂量进行诱变选择合适的诱变剂剂量进行诱变选择合适的诱变剂剂量进行诱变n n诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂对对对对细细细细菌菌菌菌而而而而言言言言都都都都是是是是毒毒毒毒药药药药，量量量量太太太太少少少少起起起起不不不不到到到到诱诱诱诱变变变变作作作作用用用用，量量量量太太太太大大大大则则则则会会会会完完完完全全全全杀杀杀杀死死死死细细细细菌菌菌菌，因因因因此此此此每每每每一一一一种种种种诱诱诱诱变变变变剂剂剂剂在在在在使使使使用用用用时时时时都都都都有有有有一一一一定定定定的的的的最最最最佳佳佳佳剂剂剂剂量量量量。例例例例如如如如在在在在进进进进行行行行细细细细菌菌菌菌紫紫紫紫外外外外诱诱诱诱变变变变时时时时，通通通通常常常常使使使使用用用用1515或或或或2020WW的的的的紫紫紫紫外灯距离细菌单细胞悬浮液外灯距离细菌单细胞悬浮液外灯距离细菌单细胞悬浮液外灯距离细菌单细胞悬浮液15301530cmcm，照射照射照射照射15201520minmin。n n.筛选筛选筛选筛选n n利利利利用用用用特特特特制制制制的的的的选选选选择择择择性性性性培培培培养养养养基基基基再再再再从从从从各各各各种种种种突突突突变变变变体体体体中中中中筛筛筛筛选选选选出出出出我我我我们们们们需需需需要要要要的的的的突变体，突变体，突变体，突变体，并进行富集培养并进行富集培养并进行富集培养并进行富集培养。n n 至至至至此此此此诱诱诱诱变变变变的的的的任任任任务务务务就就就就算算算算完完完完成成成成了了了了，获获获获得得得得了了了了理理理理想想想想的的的的菌菌菌菌种种种种，这这这这种种种种方方方方法法法法的的的的潜潜潜潜力力力力要要要要远远远远大大大大于于于于诱诱诱诱导导导导法法法法，但但但但操操操操作作作作复复复复杂杂杂杂，在在在在实实实实际际际际诱诱诱诱变变变变中中中中，往往往往往往往往(wngwng)(wngwng)要要要要经经经经过过过过几几几几次次次次不不不不同同同同诱诱诱诱变变变变方方方方法法法法的的的的诱诱诱诱变变变变处处处处理理理理以以以以及及及及大大大大量量量量繁繁繁繁琐琐琐琐的的的的筛筛筛筛选选选选分分分分离离离离工工工工作作作作才才才才有有有有可可可可能能能能获获获获得得得得理理理理想想想想的的的的突突突突变变变变体体体体。最最最最后后后后这这这这些些些些突突突突变变变变体体体体将将将将会会会会在在在在实验室小试、中试的基础上被投放到生产实践中。实验室小试、中试的基础上被投放到生产实践中。实验室小试、中试的基础上被投放到生产实践中。实验室小试、中试的基础上被投放到生产实践中。第十七页，共三十七页。n n通常生产上更多利用的是通常生产上更多利用的是通常生产上更多利用的是通常生产上更多利用的是细菌的自发诱导与突变细菌的自发诱导与突变细菌的自发诱导与突变细菌的自发诱导与突变，而不采用，而不采用，而不采用，而不采用基因基因基因基因(jyn)(jyn)诱变诱变诱变诱变，如驯化活性污泥及生物膜的方法，一般是把，如驯化活性污泥及生物膜的方法，一般是把，如驯化活性污泥及生物膜的方法，一般是把，如驯化活性污泥及生物膜的方法，一般是把培养、选择、淘汰结合在一起，在特定废水中有些菌种不能培养、选择、淘汰结合在一起，在特定废水中有些菌种不能培养、选择、淘汰结合在一起，在特定废水中有些菌种不能培养、选择、淘汰结合在一起，在特定废水中有些菌种不能适应被淘汰，能产生诱导酶的菌株及自发突变体中能来降解适应被淘汰，能产生诱导酶的菌株及自发突变体中能来降解适应被淘汰，能产生诱导酶的菌株及自发突变体中能来降解适应被淘汰，能产生诱导酶的菌株及自发突变体中能来降解此类废水的菌种能够生存而被保留下来，同时大量繁殖，使此类废水的菌种能够生存而被保留下来，同时大量繁殖，使此类废水的菌种能够生存而被保留下来，同时大量繁殖，使此类废水的菌种能够生存而被保留下来，同时大量繁殖，使废水达到预期的排放标准；废水达到预期的排放标准；废水达到预期的排放标准；废水达到预期的排放标准；n n另一方面，另一方面，另一方面，另一方面，国外目前正在研究针对某种废水用人工诱变方国外目前正在研究针对某种废水用人工诱变方国外目前正在研究针对某种废水用人工诱变方国外目前正在研究针对某种废水用人工诱变方法筛选大量具有很强分解能力及絮凝能力的菌株，并把它法筛选大量具有很强分解能力及絮凝能力的菌株，并把它法筛选大量具有很强分解能力及絮凝能力的菌株，并把它法筛选大量具有很强分解能力及絮凝能力的菌株，并把它们做成干粉状的产品们做成干粉状的产品们做成干粉状的产品们做成干粉状的产品，如同市面出售的酵母干粉一样，这时细，如同市面出售的酵母干粉一样，这时细，如同市面出售的酵母干粉一样，这时细，如同市面出售的酵母干粉一样，这时细菌处于休眠状态。当工厂处理此类废水时，可把干粉状菌种置于菌处于休眠状态。当工厂处理此类废水时，可把干粉状菌种置于菌处于休眠状态。当工厂处理此类废水时，可把干粉状菌种置于菌处于休眠状态。当工厂处理此类废水时，可把干粉状菌种置于30 30 水中溶解水中溶解水中溶解水中溶解3030minmin，使细菌恢复活性，不必再驯化，对所需处使细菌恢复活性，不必再驯化，对所需处使细菌恢复活性，不必再驯化，对所需处使细菌恢复活性，不必再驯化，对所需处理的废水有较好效果。理的废水有较好效果。理的废水有较好效果。理的废水有较好效果。第十八页，共三十七页。基因基因(jyn)(jyn)重组法重组法n nA.A.定义定义定义定义n n基因重组法是将供体细胞基因重组法是将供体细胞基因重组法是将供体细胞基因重组法是将供体细胞DNADNA融合入另一个细胞的融合入另一个细胞的融合入另一个细胞的融合入另一个细胞的DNADNA中，使受体中，使受体中，使受体中，使受体细胞基因重新排列，并出现植入细胞基因重新排列，并出现植入细胞基因重新排列，并出现植入细胞基因重新排列，并出现植入DNADNA基因对应生物特性的细胞基因对应生物特性的细胞基因对应生物特性的细胞基因对应生物特性的细胞改造方法。改造方法。改造方法。改造方法。基因重组是两种基因重组是两种基因重组是两种基因重组是两种DNADNA的拼接，不发生任何碱基对结的拼接，不发生任何碱基对结的拼接，不发生任何碱基对结的拼接，不发生任何碱基对结构上的变化。这是与基因突变最大的不同之处。构上的变化。这是与基因突变最大的不同之处。构上的变化。这是与基因突变最大的不同之处。构上的变化。这是与基因突变最大的不同之处。n nB B重组形式重组形式重组形式重组形式n n 基因重组同样有基因重组同样有基因重组同样有基因重组同样有自发的基因重组与人工的基因重组自发的基因重组与人工的基因重组自发的基因重组与人工的基因重组自发的基因重组与人工的基因重组之分，二之分，二之分，二之分，二者的原理本质上是完全相同的。微生物中基因重组的形式很多。者的原理本质上是完全相同的。微生物中基因重组的形式很多。者的原理本质上是完全相同的。微生物中基因重组的形式很多。者的原理本质上是完全相同的。微生物中基因重组的形式很多。在在在在真核微生物真核微生物真核微生物真核微生物中，基因重组是通过二个配子相互融合的有性繁殖的中，基因重组是通过二个配子相互融合的有性繁殖的中，基因重组是通过二个配子相互融合的有性繁殖的中，基因重组是通过二个配子相互融合的有性繁殖的过程中发生的，故称为过程中发生的，故称为过程中发生的，故称为过程中发生的，故称为杂交杂交杂交杂交。在在在在细菌细菌细菌细菌等原核微生物中通常只是等原核微生物中通常只是等原核微生物中通常只是等原核微生物中通常只是部部部部分分分分(b fen)(b fen)遗传物质的转移和重组遗传物质的转移和重组遗传物质的转移和重组遗传物质的转移和重组，如转化、转导和接合等都是基因，如转化、转导和接合等都是基因，如转化、转导和接合等都是基因，如转化、转导和接合等都是基因重组在细胞水平上的反映。重组在细胞水平上的反映