绪 论
一．微生物的概念：是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细胞、甚或无细胞结构的低等生物的通称。 三界（域）系统：细菌、真细菌和真核生物。
1、微生物学研究基本技术（1）分离和纯化细菌：划线法，混合倒平板法。琼脂、培养皿（2）设计了培养细菌用的肉汁胨培养液和营养琼脂培养基。始
二．物特点：体积小、比表面积大；吸收多、转化快；生长旺、繁殖快；适应强、易变异；分布广、种类多
四、微生物作用：
1、在自然界物质循环中作用
2、空气与水净化，污水处理
3、工农业生产：菌体，代谢产物，代谢活动
4、对生命科学的贡献
第七章 微生物的遗传变异和育种
微生物在遗传上特点：
1、微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。
2、很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。
3、对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。大多是无性生殖，变异易保留。
第一节：遗传变异的物质基础
一、证明经典实验
（一）转化实验 1928，格林菲斯首次发现肺炎双球菌的转化现象。1944艾弗里等在离体条件下重复这一实验，并对转化本质进行了研究。终于证明了DNA是遗传物质。
（二）噬菌体T2的感染实验
1952，Hershey & Chase 用E.coli, phage T2做材料，利用同位素示踪法进行实验。蛋白质只含S不含P，DNA只含P不含S，分别用35S、32P标记E.coli, 用T2感染，得到35ST
2、32PT2。
质粒—染色体外遗传物质 特点：染色体外，独立存在的，能自主复制的遗传物质；双股环状DNA，可游离存在，也可整合到宿主DNA上；吖啶类染料、高温、某些离子作用可消除质粒。 质粒种类
1、F因子（致育因子）：大肠杆菌中发现，含质粒为F+（♂）；无质粒为F-（♀）；质粒DNA整合到染色体上为Hfr.2、R因子（耐药性）：痢疾杆菌，多价耐药性，耐药信息携带在质粒上。
3、Col因子（大肠杆菌素产生因子）
4、青霉素酶质粒
5、Ti质粒（诱癌质粒）：植物根癌，植物基因工程重要载体。
6、降解质粒。
第二节 基因突变和诱变育种
突变—遗传物质核酸中的核苷酸顺序突然发生了可遗传的变化。
等外源遗传物质的整合而引起的DNA改变，不属突变范围。
一、基因突变
（一）类型
1、形态突变型：
2、生化突变型：
3、致死突变型：基因突变导致个体死亡。
4、条件致死突变型：在某一条件下呈现致死效应，如温度敏感突变型。
如果从研究者能否从巨大群体中迅速检测和分离出个别突变体的目的来看，则只有两类突变：
选择性突变——具有选择性标记，可通过某种环境条件使它们得到优势生长，从而取代原始菌株。 非选择性突变——无选择性标记，而只有一些性状的数量差别，如菌落大小、颜色深浅、代谢物产量等。
（二）特点
1、不对应性：突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系。
相应的环境仅起着淘汰原有非突变型个体的作用，如果说其有诱变作用，也可以诱发任何性状的变异，而不是专一性地诱发一种变异。
2、自发性：各种突变可以在没有人为的诱变因素下自发发生。
3、稀有性：自发突变频率较低，一般10-6 ~10-9
。
突变率— 每个细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。或每单位群体在繁殖一代过程中形成的突变体的数目。 一个细胞长大分裂成两个细胞的过程称为细胞世代。
非选择性突变的突变率很难测定。
4、独立性：突变的发生一般是独立的，某一基因的突变，既不提高也不降低其他基因的突变率。突变不仅对某一细胞是随机的，而且对某一基因也是随机的。
5、诱变性：诱变剂作用可提高突变率。
6、稳定性：遗传物质结构发生的稳定变化，因而产生的新性状也是稳定的，可遗传的。
7、可逆性
（四）突变机制
1、诱变机制1）碱基对置换2）移码突变3）染色体畸变4）转座因子
（五）紫外线对DNA的损伤及机体对损伤DNA的修复
紫外线作用：同链DNA的相邻T间形成共价T二聚体，阻碍碱基间正常配对，从而引起突变或死亡。
（三）诱变育种
利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后设法采用简便、快速、高效的筛选方法，从中挑选少数符合目的的突变株，以供生产科研之用。
1、常用诱变剂：
诱变剂：能使突变率提高到自发突变水平以上的物理、化学和生物因子称为诱变剂。常用的诱变剂有：（1）碱基类似物，如5-溴尿嘧啶（胸腺嘧啶结构类似物）（2）插入染料，如溴化乙锭和吖啶橙（3）直接与DNA碱基起化学反应的诱变剂，如亚硝酸和烷化剂，其中亚硝基胍被称为“超诱变剂”（4）辐射，如紫外线和γ-射线（5）生物诱变因子，如转座因子 第三节 基因重组和杂交育种
基因重组：两个独立基因组内的遗传基因，通过一定的途径转移到一起，形成新的稳定基因组的过程，称为基因重组或遗传重组。
（一）转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它组合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象。转化后的受体菌，称转化子DNA—转化因子。 转化条件：
1、能进行转化的细胞必须是感受态的。即受体菌最易接收外源DNA片段并实现转化的生理状态。
2、DNA一般都是线状双链DNA，不小于5×105D，转化的片段小于107D，平均含15个基因。
转化频率较低，一般0.1~1%。
（二）转导概念：通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象。
1、普遍转导 噬菌体可误包裹供体菌中任何基因（包括染色体外遗传物质），并使受体菌实现各种性状的转导。
1）完全普遍转导：噬菌体误包入供体菌DNA片段，形成完全不含本身DNA的假噬菌体（一种完全缺陷噬菌体），感染受体菌后，受体不会溶源化，也不会裂解。导入的DNA片段与同源区配对，通过两次交换而重组到受体菌DNA上，形成稳定转导子。
2、局限转导温和噬菌体整合到细菌DNA特定位点上，诱导裂解时，在插入位点两侧的少数宿主基因会因偶尔发生的不正常切割而连在噬菌体DNA上，一起包入噬菌体中，形成部分缺陷噬菌体，无正常噬菌体的溶源性和增殖能力。
（1）低频转导通过一般溶源菌释放的噬菌体所进行的转导，只能形成极少数转导子。
（2）高频转导 在局限转导中，若对双重溶源菌进行诱导，就会产生含50%左右的局限转导噬菌体的高频转导裂解物，用这种裂解物去转导受体菌，就可获得高达50%左右的转导子，故称高频转导。
3、溶源转变当温和噬菌体感染其宿主而使之发生溶源化时，因噬菌体基因整合到宿主基因上，而使后者获得了除免疫性以外新性状的现象，称溶源转变。
与转导本质上不同，噬菌体不携带任何供体菌基因，是完整的，而非缺陷的。
（四）原生质体融合通过人为方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并产生重组子的过程，又称细胞融合。主要步骤
1、原生质体制备：
2、原生质体融合：
3、再生成正常细胞：
4、检出融合细胞。
二、真核微生物基因重组有性杂交
一般指性细胞间的接合和随之发生染色体重组，并产生新遗传型后代的一种方式。 第五节 菌种保藏
一、菌种保藏首先挑选典型优良纯种，其次创造一个有利于休眠的环境条件，还要考虑方法的通用性与简便性。
1、低温保藏：冰箱、超低温。
2、干燥保藏：土壤、细砂、硅胶等。
3、隔绝空气保藏：石蜡油封。
4、冻干保藏：综合低温、干燥、真空。活体保藏：病原微生物、病毒。
