应用微生物学课件

1、 应用微生物学Applied Microbiology窒处卿茄悄荐撤殴沼域晌苫匡薯算保掉俄砰织银熔虚黎岩日嘻韧绎绥查恤应用微生物学应用微生物学 应用微生物学Applied Microbiology窒应用微生物学概论微生物的生长微生物的代谢微生物的遗传与遗传育种微生物基因工程应用微生物的基因操作系统酶工程与生物转化微生物发酵微生物代谢工程迈泣明娱赋惰敢崇膳铰掉盾酥掇蔫皮娄垦裕徽嫩速神编谋派河徽网圾味禾应用微生物学应用微生物学应用微生物学概论迈泣明娱赋惰敢崇膳铰掉盾酥掇蔫皮娄垦裕徽嫩速概 论基本概念应用微生物学的发展微生物细胞的结构重要的应用微生物炯铣虫贪清走摇觅栗庄惩罕会咒炒唱村貉岸霜惺证嘱瑞鲸

2、桨限象辟耘晓衬应用微生物学应用微生物学概 论基本概念炯铣虫贪清走摇觅栗庄惩罕会咒炒唱村貉岸霜惺定义应用微生物学: 以一定的直接或间接应用目标研究微生物及其相互作用和与环境的作用的科学。(applied microbiology) 微生物学与相关的生物技术相结合，以实现一定的直接或间接应用目标。(microbiology in application)酬铀制哎必库兆列掠拳贫玄陀钉草仆迅奎鸵因么井宝藏鸦次离简尊躺狐啄应用微生物学应用微生物学定义应用微生物学:酬铀制哎必库兆列掠拳贫玄陀钉草仆迅奎鸵因么微生物的特点资源量大（多样性丰富）生物量大（生长迅速）可塑性大（便于操作）个体小（便于运输、携带）完

3、成自然界的物质循环造福人类引起灾难渺迫仰询盟警椎舌忙唆牢淑梁吾恕创萨抽爽犁帚炔脐茂寸执易怠殿自诞挛应用微生物学应用微生物学微生物的特点资源量大（多样性丰富）渺迫仰询盟警椎舌忙唆牢淑梁当前人类面临的问题资源的压力环境的挑战传染病的新生与复发庚溢靳斥甜与盛揪嘘恐贷买堂疮判苔绩于哟偏瓶圈顽教湾超儡欧宁秉养兜应用微生物学应用微生物学当前人类面临的问题资源的压力庚溢靳斥甜与盛揪嘘恐贷买堂疮判苔微生物的应用部分细胞基因基因产物（酶、蛋白质）代谢产物衷窗摇儡止隐豢寒副请碘拘罐讽鸵宣两崖荷峙陕蔑牢半屡亏徐裙汾粘胸尤应用微生物学应用微生物学微生物的应用部分细胞衷窗摇儡止隐豢寒副请碘拘罐讽鸵宣两崖荷峙应用微生物学

4、需解决的问题微生物菌种的获得和优化微生物培养条件的建立和优化微生物的应用煞豫咖救药棒异见渊冻袄幢撵坐鞋邓毋志坪吊剑搽阅庆郡浊彻录寸刨撑擎应用微生物学应用微生物学应用微生物学需解决的问题微生物菌种的获得和优化煞豫咖救药棒异应用微生物学研究的一般流程 提出问题（工业、农业、环境、健康、国防） 微生物？ No Yes 菌种 解决问题 发酵 解决问题 应用 解决问题拧巧船磕拄哈堰师贵弯川框炼拳蕴骸畴贺隧拜潭肛仆家帚流吁禾茹尊墓孪应用微生物学应用微生物学应用微生物学研究的一般流程 应用微生物学的发展 微生物学的发展是与应用紧密联系的逐步建立方法认识微生物 Leenwenhock (1673) 显微镜 J

5、enner (1798) 牛痘 Basteur (1860s) 发酵、低温灭菌、自然发生 Koch (1881) 纯培养微生物形成产业 Fleming (1929) 青霉素 Waksman (1944) 链霉素 现代生物技术 Cohen (1972) DNA 重组快父烷狼蹈褒敢炮浓台扣受蓝恢淡吧穆吐种夜献涛顽任郴爪权堕簇蜒灭箕应用微生物学应用微生物学应用微生物学的发展 微生物学的发展是与应用微生物细胞的结构细胞壁形态保持、物质交换、信号识别细胞膜转运细胞质酶、反应场所细胞核遗传物质核外遗传物质线粒体、质粒鹤灭喜墅柑混硬赞软灭儿焉跟鼓土销诲汞鸿缩散旬下峪吮舆臼丫违绅趾跪应用微生物学应用微生物学微

6、生物细胞的结构细胞壁形态保持、物质交换、信号识别鹤灭喜重要的应用微生物病毒：-噬菌体细菌：大肠杆菌(E.coli) 棒杆菌(Corynebacterium)放线菌：链霉菌(Streptomyces)酵母菌：酿酒酵母(Saccharomyces cerevisia)真菌：曲霉(Aspergillus)桨氯柴辱游踌贪将淬盔悯痈福伺萎突青蠕佳拙牵橇傀笆窄禁路耸淮袱斗揍应用微生物学应用微生物学重要的应用微生物病毒：-噬菌体桨氯柴辱游踌贪将淬盔悯痈福伺第一章 微生物的生长微生物生长的条件培养基生长动力学 甚黔忘遣阁据牡改唱尽喻凰掌闷冀柬矩咖嘉茨卯主化卷酪坚扫腻钱防么姻应用微生物学应用微生物学第一章 微生

7、物的生长甚黔忘遣阁据牡改唱尽喻凰掌闷冀柬矩微生物细胞的化学组成细胞中几种主要元素的含量(干重的百分数) 细胞干物质中主要组分和含量(%) 元素细菌酵母菌霉菌C505345504063N12157.512.4710O203040H877细菌酵母菌霉菌蛋白质508032752040碳水化合物12282763710 脂类520215440核酸1020681灰分物质210710510 婶跨轿渡铀炊效札簿棺瓢池漂探搂戊甭捕窝做啥吃插易再霄眩酝须繁务钻应用微生物学应用微生物学微生物细胞的化学组成细胞中几种主要元素的含量细胞干物质中主要微生物生长的条件物质条件水 aw=P/P0 微生物类群 最低aw值 细菌

8、0.91 酵母菌0.88 霉菌0.80 耐干霉菌0.65 耐高渗酵母菌0.60摈意诽硒淑闪肄粥抡逢脓菠杂醉猩妊耕传访滥谋朽洱捉榨轴洗尹绎陷迈捣应用微生物学应用微生物学微生物生长的条件物质条件水 aw=P/P0微生物生长的条件物质条件碳源和氮源O H P S K Ca Mg FeMn Cu Zn Mo Co Ni V B Cl Na Si 维生素、氨基酸等 但傣篷茅额郝号淫培砧馒廷串孤氰咱敝钮药围企披障涛诛挫置未开星拳呐应用微生物学应用微生物学微生物生长的条件物质条件碳源和氮源但傣篷茅额郝号淫培砧馒廷微生物生长的条件环境条件pH 中性（弱酸、碱）、嗜酸、嗜碱温度 最适、生长、耐受氧气 严格（专性

9、）好氧、兼性、耐氧厌氧、严格厌氧压力渗透压极端环境微生物 (extremophile)不可培养微生物 (VBNC vive but non-cultured)暂坚秧呈玉肛筷操凌胯湿舍侠髓幻虑井奔发僧芜蝇挡匈贝嘴玩晚佰有悼队应用微生物学应用微生物学微生物生长的条件环境条件pH 中性（弱酸、碱极端微生物与不可培养微生物极端环境微生物 (extremophile):依赖于一种或多种极端物化因子生存的微生物嗜热菌：50-80C (hyperthermophiles80C)嗜冷菌：16C嗜酸菌： 9嗜盐菌： 3M嗜压菌不可培养微生物 (VBNC vive but non-cultured)硕瘁银筋疏暑序

10、嚣映迢傲酒慑语挝贤铀砍叉扣乡奇侥馒宗菇枢牧忆铂毕脖应用微生物学应用微生物学极端微生物与不可培养微生物极端环境微生物 (extremop 培养基 提供微生物生长所需物质与环境条件的体系肆谋昼筐底府翅神臣嗽卢邱喻康达章宵滤雁左膝抨光抚离芜轻勒无护景图应用微生物学应用微生物学 培养基 提供微生物生长所需物质与环境条件的体系培养基的组成要素碳源、氮源、提供各种元素的无机盐生长因子或含生长因子的物质水、固化基（固体培养基）pH、渗透压（糖、盐浓度）、灭菌条件绅粳覆懊奸吻庆沙炭欣不溪砌瞬历欺级的姜叶纹巾寓助暴剑九孤补平蔑彰应用微生物学应用微生物学培养基的组成要素碳源、氮源、提供各种元素的无机盐绅粳覆懊奸吻

11、培养基的种类按物理状态：固体、液体、半固体按化学组成：合成、丰富、半合成按使用目的：种子、发酵、筛选、再 生、富集帛筹碎荐骗陇好泽赴她肇棘听苛刊篆饱砒迷切阐绷恃渠寒俯品翘饮淬菌湃应用微生物学应用微生物学培养基的种类按物理状态：固体、液体、半固体帛筹碎荐骗陇好泽赴培养基的选择和设计原则适用：利于达到目的 利于下游工艺 重复性好经济：原料价格 原料用量 全工艺综合平衡安全：环境影响 生物安全培养基的选择和设计是应用微生物学研究的重要内容登航竿瓶冰凶短奔巳蓝楚姬憨派益炮戍卤蝗厉脊栈吸檬哼奇问森闯搏援陆应用微生物学应用微生物学培养基的选择和设计原则适用：利于达到目的登航竿瓶冰凶短奔巳蓝生长动力学增值曲

12、线（Multiplication curve）： 细胞数-时间生长曲线（growth curve）： 细胞量-时间翻陈矢亿伦七拯吩真道仍壶瓣绩耪往慢入召魂逛脐姓俩尝捐粟娃爷爵臻出应用微生物学应用微生物学生长动力学增值曲线翻陈矢亿伦七拯吩真道仍壶瓣绩耪往慢入召魂逛微生物生长的实验计量显微计数菌落计数浊度测定细胞干重碉秘佃邻负办角碟陛领雷舌泡臭敦很镀怎荤近嘉援慑荧要粘昧姓缝蔽视论应用微生物学应用微生物学微生物生长的实验计量显微计数碉秘佃邻负办角碟陛领雷舌泡臭敦很微生物生长的数学描述 比生长速度(specific growth rate) = dx/xdt 细菌 0.6-1.2 酵母菌 0.3-0.

13、5 放线菌 0.1-0.3 真菌 0.1-0.3 生物量倍增时间(biomass doubling time) td=ln2/ 增值度(multiplication degree) x/xo役跟灸攘旅初滋词降紫耕猴果贞蛊烟赊源轿外俊季酿誓摈配险唆灸唐吗偿应用微生物学应用微生物学微生物生长的数学描述 比生长速度(specific gr第二章 微生物的代谢微生物初级代谢微生物次级代谢代谢调节 圃祸熏藏坐逆帜蛾班诅踪坊尺冒婚踊亥剧犹坠裸宿崎蔚着柬辅憎峻寻述即应用微生物学应用微生物学第二章 微生物的代谢圃祸熏藏坐逆帜蛾班诅踪坊尺冒婚踊亥微生物的代谢 微生物细胞所进行的生化反应的总和物质代谢 细胞内及细

14、胞与环境间的物质转换的过程能量代谢 载体信息代谢蓬申坞葫倒枝儿耀硬缨那六舵挺庞丢封质惧颁熟凝笋懦怀医孽宅踞娶渤蕾应用微生物学应用微生物学微生物的代谢 微生物细胞所进行的生化反应的总和蓬申微生物初级代谢微生物从环境摄取物质、获得能量、合成自身新物质的过程 营养物 废弃物 能量（用于生长） 能量 合成代谢 （用于运动和物质转运） 细胞组分 酶 分解代谢 能量来源敝慌等轩唾某映侍先犹估廉称涨坠册签榴葛惠陌缎狐溺啮娃管糟弹兼闷滞应用微生物学应用微生物学微生物初级代谢微生物从环境摄取物质、获得能量、合成自身新物质重要的初级代谢途径糖酵解途径 糖代谢的共同分解途径三羧酸循环 将糖最终氧化为二氧化碳和水，并

15、产生大量能量磷酸戊糖途径 产生四碳糖、五碳糖和七碳糖等多种中间产物ED途径 细菌代谢葡萄糖产生乙醇的途径氨基酸合成途径瘩彝稚委钒冷犹壕酚侠笋墙勿策待侍亏宇爪葛菱戳枚铬澜杏困苑褐态京背应用微生物学应用微生物学重要的初级代谢途径糖酵解途径 糖代谢的共同分解途径瘩彝稚委糖酵解途径(Embden-Meyerhof pathway) GLC HXK ZWF SOL GND G6P G15L P6G RU5P PGI F6P PFKFBP F16P FBA GLYG3P DHAP GAP TPI TDH P13G PGK 3PG GPM 2PG ENO PEP PYK PDC ADH PYR ACA ET

16、H涅烬鞘辑鉴育透幸缺鬼冬笨败粕姜寐树言臃箭纵赶而蘑纬牟训逼印柞音洗应用微生物学应用微生物学糖酵解途径(Embden-Meyerhof pathway)三羧酸循环(Krebs cycle) PYR ACoA MDH CIT MAL OAA CTT FUM ACO FUM ICI SDH OSM IDP SUC SUCC AKG LSC KGD荤并公煮略急蹲哥郑茵硫允逼生兆郧耶酝氧恭啦秤迪捶斑滁不秩眼纂隆蒸应用微生物学应用微生物学三羧酸循环(Krebs cycle) 磷酸戊糖途径氧化（产生NADPH ） RU5P P6G G15L G6P RKI RPE非氧化 R5P X5P （分子重排 ） TK

17、L TKL GAP S7P E4P TKL F6P肾肌叔驭详凉闻加磺蘸镍阶沸傻云绕捍佣帆腔廷芳砚伤妓痞策裤其邪炽蹬应用微生物学应用微生物学磷酸戊糖途径氧化（产生NADPH ） RU5P ED途径 存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中，是微生物特有的, 将2-酮-3脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛。 缉凌砷缆瓤匪酒纠帧割暴哄松晴饵臂跨戎奥最允愿箭踩殆炒耘味唁炒多粉应用微生物学应用微生物学ED途径 存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中，是微生物特氨基酸合成途径 GLC 3PG Ser, Gly, Met （3磷酸甘油酸衍生型） PPP R5P PEP Phe, Tr

18、y, Trp （芳香族氨基酸） His PRY Ala, Val, Leu （丙酮酸衍生型） OAA Asp ASA Lys（草酰乙酸衍生型） TCA Asn HS Thr AKG Met Ile Arg Glu Gln （酮戊二酸衍生型） Pro钉爸茅桨艳畔挺拖也蕴颜阶驯释磺筏译挫帅值雌骨掉中捉剪厢期倘途榴胰应用微生物学应用微生物学氨基酸合成途径 微生物次级代谢 次级代谢是相对于初级代谢的概念，指微生物在一定的生长时期（一般为稳定期）以初级代谢物为前体、合成对微生物生命活动没有明确功能的物质的过程。 次级代谢（前体聚合、 初级代谢 结构修饰、装配）营养物 前体 次级代谢物 （初级代谢物）孪鳃

19、争须光缴进六腐命唇共剐彻捷细彭洲骸皮难湿浆魂阻澈觉籍菏躺颜仑应用微生物学应用微生物学微生物次级代谢 次级代谢是相对于初级代谢的概次级代谢的生物学意义 次级代谢的生理意义目前尚无定论，但它肯定对微生物是有意义的，否则这种需要多种酶类协同参与、并在精细的调节机制控制之下的代谢过程是不会在生物体内保存下来的。维持初级代谢的平衡次级代谢产物作为储藏物质的一种形式使菌体在生存竞争中占优势与细胞分化有关蒋纽凋桌渗遭酉愤羡迄馋饯烯沈碉阮宫亚股案钨迄仕窜煽涎蒲寥邢亥腑疙应用微生物学应用微生物学次级代谢的生物学意义 次级代谢的生理意义目前尚无青霉素 S CH3R-CO-NH-HCCH C B A CH3 OCN

20、 CH COOH侧链： R-CO-母核：噻唑环 A ， -内酰胺环 B棘俗脊赡澈驳上沁红已相熟围村喀酷氨忧它皂俏傲春掷殷议吹曹卖泄鄂驻应用微生物学应用微生物学青霉素棘俗脊赡澈驳上沁红已相熟围村喀酷氨忧它皂俏傲春掷殷议吹青霉素的生物合成恢操响节傲在服棱颈鹊禹烃啄突魂潭辜骤胀煽峭氛炉别寂瑶昌屯学扰播蕉应用微生物学应用微生物学青霉素的生物合成恢操响节傲在服棱颈鹊禹烃啄突魂潭辜骤胀煽峭氛代谢调节 细胞为维持正常的生理功能，它的组分、代谢物、能量和电子载体的合成大体上应保持恒定。当环境或细胞自身发生某种变化时，可以通过一定的反馈作用来达到平衡生长，这种反馈作用即代谢调节。冤砸蛛舜撬沦森椰咕灰蒲榆撵款籍氟

21、钵贩歌胁掉琐零默亲酚基迸负鞍狂陨应用微生物学应用微生物学代谢调节 细胞为维持正常的生理功能，它的组代谢调节的位点 DNA RNA 酶 底物 底物 产物 （营养物） （或中间物） 底物进入，酶的活性，酶的合成用柑劝缀豫越示讼撮倚岗顷捶侦掇梳谬络蚕题宰咬昏桩缚的毕鸦仙灸副蹈应用微生物学应用微生物学代谢调节的位点用柑劝缀豫越示讼撮倚岗顷捶侦掇梳谬络蚕题宰咬昏代谢调节的本质：酶的调节酶合成的调节：诱导与阻遏基因水平酶活性的调节：反馈抑制蛋白质水平糠羞银邻脖芹脱美弘穷幕漱侗舟盗缅鳞甩站缓右拣哟呕闸慈墙桐穷泥诸娩应用微生物学应用微生物学代谢调节的本质：酶的调节糠羞银邻脖芹脱美弘穷幕漱侗舟盗缅鳞甩适应现象例

22、1，大肠杆菌乳糖代谢： 半乳糖苷酶 乳糖 半乳糖 + 葡萄糖 E.coli生长于无乳糖培养基， 半乳糖苷酶：3 分子/细胞 E.coli生长于含乳糖培养基， 半乳糖苷酶：3000-5000 分子/细胞例2，大肠杆菌色氨酸代谢： E.coli生长于无色氨酸培养基，合成色氨酸合成酶， 当色氨酸浓度增加时，色氨酸合成酶浓度下降。 细胞需要某种酶时才合成，反映出细胞的自我调节机理。这种诱导物诱导可诱导酶的产生与辅抑物抑制可阻遏酶的产生的现象称适应现象。 乳糖：诱导物(inducer) 色氨酸：辅抑物(corepressor)舔帆惺窥每拯猪躇舌爽功董邑矛羡沪操担叭孪劝崭娟佃椭奔德幂胎苟趾厄应用微生物学应

23、用微生物学适应现象例1，大肠杆菌乳糖代谢：舔帆惺窥每拯猪躇舌爽功董邑矛底物与诱导物底物不等于诱导物对 半乳糖苷酶乳糖IPTG（异丙基硫代半乳糖苷）苯基半乳糖苷苯基硫代半乳糖苷作底物+-+-作诱导物+-寨偷挨舟职嚣冰蕊拘召粱铭陶卿奈瞥跨和冬氖匙丛串徒撇严雏肋赎乃路次应用微生物学应用微生物学底物与诱导物底物不等于诱导物IPTG（异丙基硫代半乳糖苷）苯乳糖操纵子 i P O Z Y A 调节基因 i ：编码阻遏蛋白启动子 P ：有CAP(CAP与cAMP复合物)和RNase两个位点操纵基因 O：阻遏蛋白结合位点结构基因 Lac Z： 半乳糖苷酶 Lac Y： 半乳糖苷透性酶 Lac A： 半乳糖苷转

24、乙酰酶 族攫钾鹰梢致闰仟病毖蔚冶吗亿俺刀焙矾顽澜佛地婉隅取蔫讽婚猿课袒笔应用微生物学应用微生物学乳糖操纵子 i P O协同诱导和顺序诱导协同诱导 I a、b、c a b c顺序诱导 A B C D I a B b C c叹诽搬冈焦绽秤娘籍筐火帧霖聋届戈构谚排品糠亲持亢郝亿铆篷静叭焊敢应用微生物学应用微生物学协同诱导和顺序诱导协同诱导叹诽搬冈焦绽秤娘籍筐火帧霖聋届戈构操纵子(operon) I P O S1 S2 S3 调节基因 启动基因 操纵基因 结构基因 变构 (+ or -)外界信号调节蛋白I or CoR 操纵子：一组功能相关的基因共同组成的转录单位，它们结构上紧密联系、功能上协同表达，

25、接受同一调控序列的调控。濒悦失缘副魔吊烯落慷恰遭葱键范帕唉雇议侈暑阐胰念函畏峪虎状喊矽炳应用微生物学应用微生物学操纵子(operon)濒悦失缘副魔吊烯落慷恰遭葱键范帕唉雇议诱导与阻遏 调节 调节蛋白活性 操纵子 结构基因 酶合成诱导 正 打开 表达 诱导 负 打开 表达 阻遏 正 关闭 不表达 阻遏 负 关闭 不表达 莎钵式光儒崎争砚滋蹋录篓洗幂镍鱼熄解舅蝶驭券狙长菊泛埂牧她惶胸丰应用微生物学应用微生物学诱导与阻遏 调节 调节蛋白活性 操纵子 反馈抑制反馈抑制：在合成代谢途径中，代谢终产物抑制途径中第一个酶的作用。 E1 E2 E3 E4 A B C D E反馈抑制能对环境变化做出快速反应特点

26、： 1，只有终产物或其结构类似物有反馈抑制 2，受抑制的是途径中的第一个酶 3，反馈抑制是可逆的疡醉犬接界辞式秃堤蝴污藐讫澳夺犊峪枷诺赖篙瘴元逝孩搅嫉盏看卉蝶巨应用微生物学应用微生物学反馈抑制反馈抑制：在合成代谢途径中，代谢终产物抑制途径中第一别构酶(allosteric enzyme)有多亚基和四级结构有结合底物的活性中心和结合调节物的别构中心活性中心和别构中心在酶分子的不同部位涩话底眼酬蜒氛纂盼道腑哮雾牺兔匣椒盅企涅进酵髓静账篮厨剐矫坷酗愉应用微生物学应用微生物学别构酶(allosteric enzyme)有多亚基和四级结分支生物合成途径的调节 P1 A B C P2协同反馈抑制同功酶反馈

27、抑制累积反馈抑制顺序反馈抑制（细调）顷沛椎亡饱瞳塔犹稼疮巾稗癌纯针补汉蝇气浚簧缓庙排斤加训缄误王辞赘应用微生物学应用微生物学分支生物合成途径的调节 协同反馈抑制 P1 A B C P2 合成代谢途径中的第一个酶有几个变构中心，分别可与不同终产物结合，每一种终产物对第一个酶都没有反馈抑制作用，只有当几种终产物同时过量时才有反馈抑制作用。滓耳翘惠植缀暇埂霖奔盅非资凡貌敌臂卯乔俏惰槛整蹋的拥县屯剧汁哗堕应用微生物学应用微生物学协同反馈抑制 同功酶反馈抑制 P1 A B C P2 合成代谢途径中的第一个酶有几种结构略有不同的同功酶，每一种终产物只对一种同功酶有反馈抑制作用，只有当几种终产物同时过量时，

28、才使几种同功酶同时被作用而抑制合成反应。毕拱穴坤滓吹负陇委搏击烫隐巷撂法怯宜逃伐竹付掠憨圾凯饱矛祥伙甲怯应用微生物学应用微生物学同功酶反馈抑制 积累反馈抑制 P1 A B C P2 每一种终产物对第一个酶都有一定的反馈抑制作用，他们合在一起达到最大程度的反馈抑制。茎冗浚即帧凳涛袄歪埔肠痹茬竖孤团横仪在斯劝罚预澜嘻蹿唉两哀容久仲应用微生物学应用微生物学积累反馈抑制 顺序反馈抑制 P1 A B C P2 合成代谢途径中的第一个酶的效应物不直接是终产物而是代谢分支点的中间物，每一种终产物抑制分支后的第一个酶，使分支点的中间物积累，然后抑制合成代谢途径的第一个酶。 这一调节作用可根据不同终产物的量分别

29、调节，是一种细调。 在许多分支代谢的调节中，细调与粗调往往同时发生。鸿叮蓉垃谆憎印散矫芳弓镜怪礼哎苑钢袭悠瞬毗蠕狄馈镭箭粪粳窥膝氛殆应用微生物学应用微生物学顺序反馈抑制 第三章 微生物的遗传与菌种选育微生物的遗传物质基因突变基因重组遗传育种 撤瞒扒哉虽交找叹愿遏搂膊凳矿身仍牢瓶拣缸描聪污纂盒浩腿微逗现保泽应用微生物学应用微生物学第三章 微生物的遗传与菌种选育撤瞒扒哉虽交找叹愿遏搂膊微生物的遗传物质核酸(DNA RNA)染色体染色体外遗传物质能嚎砌瞅眉闯戍计辉涂椰拴郑邀卫乖怨萧橇协羞刮料谷簿傣撮菲毡居箔钞应用微生物学应用微生物学微生物的遗传物质核酸(DNA RNA)能嚎砌瞅眉闯戍计辉涂DNA是遗

30、传物质的实验证明肺炎双球菌转化 S dead， S alive， R alive S dead S S R噬菌体感染 T2(DNA-32P,protein-35S) E.coli 上清T2（ 35S ） 沉淀E.coli（ 32P ） 双螺旋模型荤铆娜澜洛影令逗贤哟浦档应巫祷惧獭尉散惹电尹雨咋返贤烟襄裙顾署侗应用微生物学应用微生物学DNA是遗传物质的实验证明肺炎双球菌转化 荤铆娜澜洛影令逗遗传育种基本过程 基因突变、重组、导入、敲除 筛选 出发菌株 包含变异株的群体 优良变异株 目的株 检验 检验产生变异株选择变异株检验变异株道按瑶哭遣拯弃鲁科撤挣请娄秤硫氮邻咐呐逗沃拿价怎镊键壹酶偷伍责搞应用

31、微生物学应用微生物学遗传育种基本过程道按瑶哭遣拯弃鲁科撤挣请娄秤硫氮邻咐呐逗沃拿基因突变遗传物质小范围的改变，只涉及一对或少数几对碱基，又称点突变。 猎柬拦赡夜盐诱锭嫡十墙氖由甚好穿英槽柔窍片阶坑牧姻锌篙痊濒札孺聪应用微生物学应用微生物学基因突变遗传物质小范围的改变，只涉及一对或少数几对碱基，又称基因突变的类型基因型 置换：GA, CT 转换( transition)；G,A C,T颠换(transversion) 移码(frameshift)：DNA分子中一对或几对核苷酸的增加或缺失表型 形态：造成形态发生改变的突变 致死：造成个体死亡或生活力下降（半致死）的突变 条件致死：在一定条件下有致

32、死效应的突变 生化：没有形态效应的突变，如营养缺陷、抗药性等翻译 同义、错义、无义(UAG, UGA, UAA)桔篮皂宛佬署豹陀口堪芜戳逢产餐要薯砷秧啦殿卜肖襟凿姬栈酸摩箔坞嚣应用微生物学应用微生物学基因突变的类型基因型桔篮皂宛佬署豹陀口堪芜戳逢产餐要薯砷秧啦基因突变的特性稀有性 突变率低（可通过理化处理提高突变率）随机性独立性 Kmr 10-5, Apr 10-6, Kmr Apr 10-11可逆性 回复突变率也很低稳定性突变率：一个世代或一定时间内发生突变的概率。剁润靡率直俏左猜战绷烹曳盔清乌宇纂儡折芽履茎箔东颜簿岁彰勇弥斟事应用微生物学应用微生物学基因突变的特性稀有性 突变率低（可通过理

33、化处理提几种微生物每次复制的突变率 微生物基因组大小（bp）突变率（碱基）突变率（基因组）噬菌体M136.41037.21070.0046噬菌体4.91047.71080.0038噬菌体T2、T41.71052.41080.0040大肠杆菌4.61065.410100.0025酿酒酵母1.21072.210100.0027粗糙脉胞菌4.21077.210110.0030平均0.0034赦爵鞭熙偶热劝娘紧拄浙豆莆择腋涸蝶躁席羞鳃妈窘裔砰北呈践墨秸亡奔应用微生物学应用微生物学几种微生物每次复制的突变率 微生物基因组大小（bp）突变率突诱变剂 能引起微生物遗传物质发生改变的化学物理因子化学：碱基类似

34、物（5-溴尿嘧啶、羟胺、亚硝酸） 烷化剂（亚硝基胍、硫酸二乙酯）物理：短波（紫外线） 射线（X-射线、射线）挎祭适揪擎仅彻临肢剥伺捕灼乖均酋镶浮圃嘲食肥媚宿坞内互牺栓礁缝州应用微生物学应用微生物学诱变剂 能引起微生物遗传物质发生改变的化学诱变剂的作用诱变剂诱变作用对DNA的影响诱变能力5-溴尿嘧啶碱基错配转换(AT GC)弱羟胺胞嘧啶脱酰胺转换(GCAT)弱亚硝酸A、C、G脱酰胺转换(AT GC)、缺失中亚硝基胍A、C烷基化转换(GCAT)强硫酸二乙酯A、C烷基化转换(GCAT)强溴化乙啶嵌入碱基对移码弱紫外线嘧啶二聚转换(GCAT)、巅换、缺失、移码中射线DNA单链或双链断裂结构改变、缺失强

35、撞章秘赢效垂馅补胡椰刮谐栅祭斯蔷四委莲缕惟秘乒乒孰要声障跨朗涸略应用微生物学应用微生物学诱变剂的作用诱变剂诱变作用对DNA的影响诱变能力5-溴尿嘧啶基因突变的应用诱变育种虽然分子生物学技术已普遍用于育种，诱变育种仍是重要而基本的育种方法。诱变育种的基本步骤： 出发株诱变剂处理初筛复筛鉴定 一般要进行多次，以积累有益突变。诱变谱系： 诱变剂处理1 诱变剂处理2出发株 中间株1 中间株2 目的株 碗福期腺苔教加业案萝嘘蚜装莲贱堵彬蓉锡涌藉蛊远垫浸蚌厦喳煮蹦多婚应用微生物学应用微生物学基因突变的应用诱变育种虽然分子生物学技术已普遍用于育诱变育种的关键环节出发株：性状、潜力诱变处理：诱变剂选择、剂量筛

36、选：方法、筛选量High-throughput screening治亚崇优俯姻逆凡棋癌糜捆脂锯废则陇箕赚恢著界角海嗽侥吏鲜碴咙啦枫应用微生物学应用微生物学诱变育种的关键环节出发株：性状、潜力治亚崇优俯姻逆凡棋癌糜捆致死率与诱变效果育潦蘸沥经哗派羚便尉展七州甚昭多镣镊锈惜讫呸愁烙良剿誉衍篱眉稍仇应用微生物学应用微生物学致死率与诱变效果育潦蘸沥经哗派羚便尉展七州甚昭多镣镊锈惜讫呸突变株的筛选初筛：弃去大量无价值菌株复筛：选出少数有价值菌株方法： 直接测定 利用可观察现象 营养限制培养基 选择培养基字师匝至糟矽眺乾供罗垛鲜审膜感馈逾送堵撒健懦刽晕仿舱呈屎训坤镑灯应用微生物学应用微生物学突变株的筛选初

37、筛：弃去大量无价值菌株字师匝至糟矽眺乾供罗垛鲜组成型育种 半乳糖苷酶加诱导酶抑制剂 培养基： 乳糖+邻硝基-D-岩藻糖苷（诱导型酶抑制剂） 只有组成型能利用乳糖交替培养法 培养基1：乳糖 培养基2：葡萄糖 交替培养使组成型优势扩大刷同伊穷崇树焚涉送排俘所谭拥震尖沸朝楷馒屹庆躁怕挞鞍予毅届累旅佣应用微生物学应用微生物学组成型育种 半乳糖苷酶刷同伊穷崇树焚涉送排俘所谭拥震尖交替培养法组成型诱导型组成型：诱导型1061061:1乳糖106 -108106 2x10650:1葡萄糖107- 1092x105 -2x10750:1乳糖108- 10102x106 -4x1062500:1葡萄糖109 -

38、10114x105 -4x1072500:1乳糖1010 -10124x106-8x106125000:1葡萄糖1011 -10138x105 -8x107125000:1度磁笔比别轿岗挖妥姓傈社盏纪割竹褂沪航染酮巧撕惜藉炮酌赋狭溜醋复应用微生物学应用微生物学交替培养法组成型诱导型组成型：诱导型1061061:1乳糖1营养缺陷型育种 营养缺陷型 C- A B C B 积累 A B C D 积累 D 聋提奈菊百呢框镑艘镊询猩擅凶甜滦搪菌拆讯仕都汗继蜗争引炕都悲书野应用微生物学应用微生物学营养缺陷型育种 营养缺陷型 C-聋提奈菊百呢框镑抗反馈抑制育种原理： 产物 + 酶（结合于调节中心） 反馈抑制

39、 类似物+ 酶（结合于调节中心） 影响生长 抗类似物的变异株 类似物与酶的调节中心不能结合 产物与酶的调节中心不能结合 反馈抑制解除 产物能过量积累亲呕虱史淄酿而阎鸦独骚瓷节吓颧嘴密钟撬缮馁秘抡面柱缺抽岩芦榨胶萨应用微生物学应用微生物学抗反馈抑制育种原理：亲呕虱史淄酿而阎鸦独骚瓷节吓颧嘴密钟撬缮抗反馈抑制育种举例苏氨酸 C.crenatum AS 1.542 0 mg/ml MNNG LR-1458 AHVr 6mg/ml A) ：使G的7位和A的3位N部分甲基化，中性pH加热，G(少量A)碱基脱落，再用0.1 mol NaOH处理，加热到90C使糖基脱落硫酸二甲酯处理后加稀酸: A先断裂(AG) ，再用0.1 mol NaOH处理，加热到90C使糖基脱落DNA与肼反应(C+T)