细胞工程 微生物细胞工程
细胞工程名词
细胞工程名词解释细胞工程 (cell engineering)是以细胞生物学和分子生物学为基础理论，采用原生质体、细胞或组织培养等试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性，以获得具有新的性状的细胞系或生物体以及生物的次生代谢产物，并发展有关理论和技术方法的学科。
动物细胞培养（animal cell culture）：是指从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞后，模拟动物体内的生理条件，在体外无菌、适当的温度、湿度、酸碱度、气体环境及一定营养条件下，使其不断地生长、增殖并维持其正常的结构和功能的一种技术。
动物器官培养（organ culture）：是指对离体的整个器官、器官芽基或器官的一部分进行体外培养，构成器官的不同组织仍保持着它们原来的结构与功能，因而培养的器官在结构、功能上与体内相应的器官非常相近。
动物组织培养（tissue culture）：是指取自动物体的某种组织，不经细胞分散处理，对组织团块直接进行体外培养，组织中的细胞与其邻近的细胞、细胞外基质仍然保持着原本的联系，且细胞一直保持原本已分化的特征，组织的结构和功能在培养过程中无明显的变化。
原代培养（primary culture）：从有机体取得的材料（细胞、组织或器官）在培养容器培养到第一次传代前，即为原代培养或初代培养。
汇合（confluent）：指在培养容器中培养的细胞彼此汇合形成单层。
接触抑制(contact inhibition)：体外培养的正常动物细胞，在生长过程中达到相互接触时停止分裂和运动的现象。
外植快（explant）：用于初始体外培养而切下的一小块组织或器官。
传代（passage）：将细胞从一个培养容器移植到另一个培养容器中，也称为传代培养或再培养（subculture）。
细胞系（cell line）：原代培养物经首次传代成功后即为细胞系。
如果细胞系不能继续传代或传代次数有限，称为有限细胞系（finite cell line)。
微生物细胞工程中的代谢调控研究
微生物细胞工程中的代谢调控研究一、引言随着生物技术的发展，微生物细胞工程成为了生物医药、食品工业等领域中的重要研究方向之一。
微生物细胞工程的核心在于通过调控微生物细胞的代谢来实现特定产物的合成或改善微生物的生产性能。
代谢调控研究是微生物细胞工程中不可或缺的一环，本文将重点介绍微生物细胞工程中的代谢调控研究的相关进展。
二、代谢调控的方法在微生物细胞工程中，代谢调控的方法主要包括基因工程、营养调控、环境工程以及表达调控等。
基因工程通过改变微生物细胞内部代谢途径的表达水平来实现代谢调控。
例如，通过过表达特定酶类基因来增加特定产物的合成速率，或者通过抑制关键酶类基因的表达来降低非目标产物的生成。
营养调控方法则通过调节培养基中的营养成分来影响微生物的代谢水平。
环境工程方法则是调整培养条件中的温度、pH值、气体成分等参数，以改变微生物细胞的代谢状态。
表达调控方法是通过引入外源基因，实现目标产物在微生物细胞中的高效表达。
这些方法常常是综合应用，通过对微生物细胞进行多层次、全方位的调控，以实现微生物细胞工程的目标。
三、代谢调控的研究进展1. 基因工程在代谢调控中的应用基因工程在代谢调控中发挥着重要的作用。
近年来，研究人员通过定向改变特定酶类基因的表达水平，成功地实现了一系列产物的高效合成。
例如，通过过表达试剂酶和代谢酶基因，可有效提高某些抗生素、酶类等特定产物的合成速率。
另外，通过对关键代谢途径的调控，可实现微生物对非常规废物的代谢利用。
这些研究不仅为新药的发现与开发提供了新思路，还为环境污染治理提供了可行途径。
2. 营养调控与代谢调控微生物的代谢受到营养成分的供应情况的影响，因此通过调节培养基中的营养成分，可以实现对微生物代谢的调控。
近年来，研究者通过合理设计培养基配方，成功调控了多种微生物的代谢途径，实现了目标产物的高效合成。
此外，通过基质工程手段来调整废水废气中的营养物质组成，也可以实现废物资源化利用。
3. 环境工程在代谢调控中的应用环境工程是微生物细胞工程中另一个重要的代谢调控方法。
细胞工程(第二版)安利国绪论考试重点
绪论1、细胞工程：是按照一定的设计方案，通过在细胞、亚细胞或组织水平上进行实验操作，获得重构的细胞、组织、器官以及个体，创造优良品种和产品的综合性生物工程。
按生物类型可以分为：动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程。
按实验操作对象可以分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体操作、转基因生物等。
2、细胞培养和组织培养都属于体外培养，是指生物细胞和组织在离体条件下的生长和增殖3、细胞溶和：又称细胞杂交，是指两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程。
在自然情况下细胞发生融合的现象称为自然融合，用人工方法使细胞间发生融合称为人工诱导融合。
4、细胞核移植：是利用显微操作技术将细胞核与细胞质分离，然后再将不同来源的核与质重组，形成杂合细胞。
5、染色体工程：是把单个的染色体或染色体组转入或移出受体细胞，从而形成新的染色体组合和遗传构成。
6、胚胎工程：是以生殖细胞和胚胎细胞为对象进行的细胞工程操作，主要包括体外受精、胚胎移植、胚胎切割。
7、干细胞与组织工程：干细胞是动物体内具有分化潜能、并能自我更新的细胞，分为胚胎干细胞、组织干细胞。
8、转基因动物：是通过基因工程技术将外源的目的基因导入生殖细胞或早期胚胎，并整合到受体细胞的基因组中，经发育形成所有细胞都包含目的基因的动物个体。
将目的基因在器官或组织中进行特异性高表达的转基因动物称为动物生物反应器。
9、转基因植物：通过基因工程技术将外源的目的基因导入植物细胞后直接进行诱导培养就可以再生出转基因植株。
10、1839年施旺和施莱登建立了细胞学说。
1902年Haberlandt提出了细胞全能学说。
1907年Harrison创立了动物组织培养技术。
Okata于1962年发现仙台病毒可诱发艾氏腹水瘤细胞融合成多核细胞体。
第一只转基因动物是Gordon通过向小鼠的单细胞胚胎的原核注射纯化的DNA后获得。
细胞工程的原理和方法
细胞工程的原理和方法一、细胞工程的概述细胞工程是一种综合性学科，它是将生物技术、分子生物学、遗传学等多种学科知识应用于细胞的研究和应用中。
其主要目的是通过对细胞的基因、代谢途径、信号传导等方面进行调控和改造，从而实现对细胞特性和功能的改变和优化。
二、细胞工程的原理1. 基因调控基因调控是指通过对基因表达水平进行调节来改变或增强细胞的特性。
这可以通过多种方法实现，如转录因子调控、RNA干扰等。
2. 代谢途径调控代谢途径调控是指通过改变代谢途径中某些关键酶的活性或表达水平来影响代谢产物的生成和积累。
这可以通过基因工程或蛋白质工程等方法实现。
3. 信号传导调控信号传导调控是指通过影响信号通路中某些关键分子的活性或表达水平来影响细胞行为。
这可以通过蛋白质工程等方法实现。
三、细胞工程的方法1. 基因工程基因工程是指通过改变基因序列来调控细胞的特性和功能。
这可以通过多种方法实现，如转染质粒、基因敲除、基因敲入等。
2. 蛋白质工程蛋白质工程是指通过改变蛋白质的结构和功能来调控细胞的特性和功能。
这可以通过多种方法实现，如点突变、融合蛋白等。
3. 代谢工程代谢工程是指通过改变代谢途径中某些关键酶的活性或表达水平来影响代谢产物的生成和积累。
这可以通过基因工程或蛋白质工程等方法实现。
4. 细胞培养技术细胞培养技术是指对细胞进行体外培养，以便于对其进行研究和应用。
这可以通过多种方法实现，如静态培养、动态培养等。
5. 细胞转染技术细胞转染技术是指将外源DNA或RNA导入到目标细胞中，以实现对其进行调控和改造。
这可以通过多种方法实现，如电穿孔法、化学转染法等。
6. 细胞筛选技术细胞筛选技术是指对细胞进行筛选，以寻找具有特定特性和功能的细胞。
这可以通过多种方法实现，如流式细胞术、荧光显微镜等。
四、细胞工程的应用1. 生物制药生物制药是指利用生物技术手段生产药品。
细胞工程在生物制药中发挥了重要作用，如通过基因工程改造大肠杆菌来生产重组人胰岛素。
生物技术概论_细胞工程
移、干细胞等研究的基本原理与方法；
了解动物细胞工程的研究进展与应用； 了解微生物细胞工程的基本原理； 了解微生物细胞工程的研究进展与应用。
1 细胞工程概述
作为生物工程重要分支的细胞工程，近 年来获得了令人瞩目的迅速发展。这不仅是 由于它在理论上具有重要的意义，而且在工 农业生产方面也具有广泛的应用前景。
置而成（配成母液 ）
有机营养成分：（配成母液 ）
①一个完善的 培养基成分
碳水化合物：蔗糖和葡萄糖，白糖节约成本一般的使用浓 度为2%—4%。 植物生长调节物质（常称为激素）：配成母液 生长素：NAA、IAA、IBA、 2，4－D； 细胞分裂素：KT(激动素)、6-BA(6-苄基腺嘌呤)、ZT （玉米素）、2－iP（2－异戊烯腺嘌呤）、4PU、CPPU
1 细胞工程概述
1.5 细胞工程与其他生物工程的关系
细胞工程与其他生物工程的关系
1 细胞工程概述
1.6 细胞工程的应用
细胞工程作为科学研究的一种手段，已 经渗入到生物工程的各个方面，成为必不 可少的配套技术。在农林、园艺和医学等 领域中，细胞工程正在为人类做出巨大的 贡献。
优质植物快速培育与繁殖
2 植物细 胞工程
2.1 植物组
织培养
2.1.1 几个重要概念
植物细胞全能性（Cell Totipotency）：
指任何具有完整的细胞核的植物细胞（不管性细胞还是
体细胞），都拥有形成一个完整植株所必需的全部遗 传信息，在特定的环境下能进行表达，产生一个独刺激 经历两个过程:脱分化;再分化
1.6 细胞工程的 应用
动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种
利用动植物细胞培育生产活性产物、药品
新型动植物品种的培育
生物工程
生物工程生物工程（biological engineering；bion）生物工程，是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。
所谓生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。
生物工程包括五大工程，即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。
在这五大领域中，前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体，使它们获得外来基因，成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。
后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经济效益和社会效益。
生物工程的应用领域非常广泛，包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料等。
它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响，为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景。
主要课程：有机化学、生物化学、化工原理、生化工程、微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。
主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计等，一般安排10-20周。
修业年限：四年授予学位：工学学士相近专业：生物科学生物技术生物信息学生物信息技术生物科学与生物技术动植物检疫生物化学与分子生物学医学信息学植物生物技术动物生物技术生物工程生物安全开办院校：北京北京航空航天大学中国农业大学北京理工大学北京化工大学北京工商大学北京联合大学天津天津大学天津理工大学天津科技大学天津商学院天津农学院上海上海交通大学华东理工大学上海大学东华大学重庆重庆大学西南农业大学重庆工商大学重庆工学院河北燕山大学河北大学河北工业大学河北农业大学河北科技大学河北经贸大学河南周口师范学院平顶山工学院河南大学河南师范大学河南农业大学河南工业大学郑州轻工业学院南阳师范学院河南科技学院商丘师范学院山东山东大学中国海洋大学山东农业大学山东科技大学曲阜师范大学山东理工大学青岛科技大学聊城大学烟台大学烟台师范学院莱阳农学院山东建筑大学泰山医学院山西山西大学太原理工大学中北大学山西农业大学安徽合肥工业大学安徽大学淮北煤炭师范学院安徽工程科技学院安徽技术师范学院合肥学院江西南昌大学江西师范大学江西农业大学江西理工大学江西中医学院宜春学院江苏东南大学中国矿业大学苏州大学南京理工大学南京农业大学南京工业大学江南大学中国药科大学南京林业大学淮海工学院盐城工学院浙江浙江大学浙江工业大学宁波大学浙江工商大学浙江万里学院中国计量学院浙江中医学院浙江科技学院湖州师范学院湖北华中科技大学华中农业大学湖北大学长江大学武汉科技大学三峡大学中南民族大学湖北工业大学武汉工程大学武汉科技学院武汉工业学院湖北民族学院孝感学院武汉生物工程学院湖南中南大学中南林业科技大学湘潭大学长沙理工大学湖南农业大学吉首大学湖南理工学院湖南中医学院湖南工程学院邵阳学院怀化学院湖南科技学院广东华南理工大学华南师范大学华南农业大学广东工业大学广州大学广东医学院广州医学院嘉应学院广西广西大学桂林电子科技学院广西工学院云南昆明理工大学贵州贵州大学贵州工业大学遵义医学院四川四川大学成都大学西南交通大学成都理工大学西南石油大学四川农业大学西华大学四川理工学院宜宾学院攀枝花学院陕西西安交通大学西北大学西北农林科技大学陕西科技大学西安工程科技学院陕西理工学院西安生物医药技术学院黑龙江哈尔滨工业大学黑龙江大学东北林业大学东北农业大学齐齐哈尔大学哈尔滨商业大学黑龙江八一农垦大学吉林吉林大学吉林农业大学延边大学长春工业大学东北电力大学吉林工程技术师范学院吉林化工学院辽宁大连理工大学东北大学沈阳农业大学沈阳药科大学沈阳大学辽宁石油化工大学辽宁科技大学大连大学沈阳化工学院大连轻工业学院大连民族学院新疆新疆大学内蒙古内蒙古大学内蒙古农业大学内蒙古科技大学内蒙古工业大学海南海南大学福建厦门大学福州大学福建师范大学华侨大学集美大学福建师范大学闽南科技学院甘肃兰州理工大学兰州交通大学甘肃农业大学西北民族大学现代生物工程技术现代生物技术(生物工程)是指对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作，为达到目的和需要，以改良物种质量和生命大分子特性或生产特殊用途的生命大分子物质等。
细胞工程
神经干细胞(red)用于颅内肿瘤(green)的治疗: 神经干细胞经过基因工程操作后，能够变得“巡航导弹”一样， 精确地追踪深藏在大脑中的癌细胞。而一种名为“白细胞介素12” 的物质，能够激活机体免疫系统中具有杀灭肿瘤能力的细胞。西达 斯-西奈医学中心的科学家们成功地将二者相结合，利用基因工程手 段，开发出了能够分泌“白细胞介素12”的神经干细胞。这种干细 胞既能追踪、又可杀灭转移和扩散的脑肿瘤细胞。
于另一个已经去核的细胞（受精卵或处于MⅡ期的卵 母细胞）中，以得到重组细胞，并使其在一定环境中 生长发育，最后获得新的个体的综合技术体系。
去/取核（A/B）---新核/移入（C/D）
Dolly, first mammal cloned from an adult cell
（1996，英国）
Dolly, as an adult Dolly as a lamb with her surrogate mother
四、细胞治疗（cell therapy）
将体外培养的、具有正常功能细胞植入病 人体内（或直接导入病变部位），以代偿病变
细胞所丧失的功能。或采用基因工程技术，将
所培养的细胞在体外进行遗传修饰后，再将其 用于疾病的治疗。
细胞治疗示意图
Mouse embryonic stem cells injected into rat brains express the AHD2 protein marker (yellow) characteristic of cells lost in Parkinson's disease.
细胞工程(cell engineering) P432
第一节
一、概念
概述
细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学等
07第七章 细胞工程制药
二、 工 业 微 生 物 营 养 源
三、工业微生物培养基的配制
1、工业培养基的一般要求 （1）单位重量培养基的产物或菌体生成产量应尽可能高。 （2）菌体或产物浓度应尽可能大。 （3）不引起不良反应。 （4）质量稳定、易于获得。 （5）发酵过程易于通气、搅拌，产品易于回收、三废少。 2、培养基配制原则 （1）营养成份配比应适当，尤其是C/N比例应附合要求。C/N比过小，菌体 生长过快，菌体容易衰老。C/N比过大，菌体生长缓慢。 （2）渗透压应适合。 （3）PH值应适合，常用磷酸缓冲液来维持PH值。 （4）氧化还原电位应附合要求，常在培养基中加入巯基乙酸钠、Na2S、 Na2S2O3、抗坏血酸来稳定电位值。
（3）原生质融合子的鉴别和检出
• 如果二亲本分别为营养缺陷型A+B-、A-B+，那么经过融合后的 重组体则可能为A+B+、A-B-， • 如果二亲本分别为抗药性菌株SrTs、SsTr，那么经过融合后的重 组体则可能为SsTs、SrTr，
• 重组子检出方法分为二种： [A]、直接检出法------将融合后的混合原生质体培养在高渗再生培养 基平板之中，不加二亲本生长所需要的营养物、这样就能够直接 选择出原营养型杂种菌株。或者同时补充二种抗性药物，就可以 选择出具有双重抗药性的杂种菌株。 [B]、间接检出法------先把融合液涂布于高渗再生培养基平板之中， 使亲本和重组子都能够生长，然后再影印复制到选择性培养剂之 中，凡是能够生长者即为经过融合的杂种菌株。
4、原生质体融合实例--细菌原生质体融合 （1）供融合用亲本菌株 （2）直接亲本标记的获得 （3）原生质体制备 （4）原生质体再生成细菌菌落 （5）原生质体融合子的检出 （6）融合子的继代培养以及验证 （7）融合结果
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
pH7.0磷酸 缓冲液
Na2S2O3或 大量稀释
诱变作用较强， 不溶于水， 杀菌作用较弱， 加微量乙 使DNA的碱基和 醇可溶解 磷酸基发生烷化 作用，引起突变。
亚硝基胍 （固体）
0.1~1.0 孢子
mg/ml 30~120,
，
菌丝
孢子 90~120
3mg/ml (高浓度 及碱性
pH)
pH6.0, 1M 磷酸或醋 酸缓冲液 或三羟基 甲基氨基 甲烷-缩苹 果酸缓冲 液
DNA shuffling
❖ DNA Shuffling 技术
1. 一个或多个不同来源的基因切成片段 2. 无引物PCR扩增 3. 筛选一个或多个所需的性状 4. 重复DNA Shuffling 5. 获得高百分比的功能基因库
❖ 主要优点：大大减少与鉴别所需候选产物有 关的成本和时间
❖ 难点：设计一个高效的分析和筛选方法
二、主要操作过程
（一）基因分离 1、分别提取供体细胞（各种生物都可选 用）的DNA与作为载体的松驰型细菌质 粒（也可用噬菌体或病毒作载体）。 2、根据“工程蓝图”的要求，在供体 DNA中加入专一性很强的限制性核酸内 切酶，从而获得带有特定基因并露出粘 性末端的DNA单链部分（必须时可人工 合成粘性末端）。
加等造成的突变）
自发突变育种
从生产中育种 定向培育优良菌株
卡介苗的获得 吡哆醇高产菌株的获得
诱变育种
诱变育种的基本环节
谷氨酸棒杆菌的野生型（左）和 dapD突变株（右）细胞的电镜照片
诱变育种中的几个原则
挑选优良的出发菌株
• 单一遗传纯菌株 • 选用对诱变剂敏感的菌株 • 选用有应用前景的菌株 • 来自生产中的自发突变菌株
分
分了提 增 析解供 加 生菌分 菌 物种子 种 合遗遗 遗 成传传 传 机背学 标 制景研 记
究 材 料
微生物细胞的改造－育种
传统菌种选育技术 杂交和原生质体融合技术 基因工程 定向进化
传统菌种选育技术
自发突变育种 诱变育种
变异类型 菌落形态
形 态 变 细胞形态 异
细胞结构
生理生化变异
（三）重组载体导入受体细胞内
（四）复制、表达
这种杂种质粒进入受体细胞后， 通过自我复制而扩增，并使受 体细胞表达为供体细胞所固有 的部分遗传性状，这种受体菌， 即成为“工程菌”。
（五）筛选、繁殖
质粒，或所带DNA能表达产生一 定产物，可通过一选择性培养基或 试剂鉴别出来。
原来100000g胰脏仅能提取3－4g 胰岛素，而用工程菌发酵生产，只 要几升发酵液便可取得同样数量的 产品。
细胞质
质粒、噬菌体和 线粒体DNA
遗传变异类型 DNA
体外重组
突变
遗传变异类型
细胞核
染色体数目（单、双、多 倍体和非整倍体）
重组（转化、转 导、接合和融合）
转化或转染进入 宿主细胞中
点突变 （DNA分子中某一个碱基发 生顺序或数目的变化所致）
区段突变（染色体或DNA片段的 缺失、易位、倒位、替换、添
选择简单有效的诱变剂及合适剂量 处理单细胞或单孢子悬液 复合诱变剂的处理
营养缺陷型的筛选方法
1、诱变处理 2、淘汰野生型
• 抗生素法 青霉素 • 制霉菌素(抑制甾醇的合成) • 菌丝过滤法(适于真菌和放线菌)
3、检出缺陷型 4、鉴定缺陷型
检出缺陷型
夹层培养法
完全或补充培养基 基本培养基 基本培养基(含菌) 基本培养基
min
30%PEG（分子量6000）， 0.01mol/L CaCl2溶液＋ 0.05mol/L甘氨酸（pH=7.5） 30℃，10 min
原生质体融合
-
• 原生质体制备：
（1） 根据材料选择破壁酶 细菌：溶菌酶 真菌: Zymolyase-20T，5000T， Novozyme 234，蜗牛酶，纤维素酶，
乙烯亚胺 （液体）
1:100~1: 28℃或低温处 稀释 烷化剂，高浓度 有剧毒，易燃，可
1000
理30~60
效果较好
在4℃冰箱小心操
作，避光保存
盐酸羟胺 （液体）
氯化锂 （白色粉 末）
0.1~5%
0.3~0.5 %
数小时或生长 稀释 与胞嘧啶作用产 有损健康，注意安
过程中诱变
生转换，引起 全操作
CG→AT突变
缓冲液
终止反应 方法
效应
备注
亚硝酸 0.01~0. 5~10 （液体） 1M
pH4.5,1M 醋酸缓冲 液
pH8.6, 0.07M Na2HPO4 溶液
脱去碱基中的氨 有致癌作 基后引起碱基转 用，小心 换，造成突变 操作
硫酸二乙 o.5~1% 酯（液体）(V/V)
孢子 15~30， 菌丝
18~24h
溶壁酶，崩溃酶， 几丁质酶等
（2） 缓冲液 （3）酶解条件
温度、时间、酶成分配比等
• 融合
电融合技术：
原生质体在电场中，由于加直流脉冲， 膜被击穿，导致融合的发生。 特点： 空间定向，时间同步，显微镜监视
化学因子诱导融合：
聚乙二醇（polyetheneglycol, PEG） Ca 2+ 、Mg 2+ 等阳离子 pH
抗性变异
病原性变异
微生物突变类型
变异性状
菌落大小、形态、表面结构、颜色、产 孢子多寡或有无
鞭毛、夹膜、菌丝形状、生长速度、分 枝多少及形状、孢子大小和形状、产孢 子器官形状 细胞膜、孢子的表面结构及抗原构造
糖类分解能力、色素产生能力、有关酶 的活性、营养要求和性质、温度敏感性、 代谢产物生产能力
耐药性、对自身代谢产物抗性、噬菌体 抗性、对紫外线及其他辐射因子的抗性 等 病原产生能力、表面抗原等
加入培养基中，稀释 在生长过程中 诱变
需与紫外线、亚 硝酸、硫酸二乙 酯等复合处理才 有效
易溶于水，易潮解
5-溴鸟嘧啶 （白色粉 末）
20~30mg /ml
与孢子悬浮液 稀释 混合振荡培养， 处理一定时间 后，稀释涂皿
有机体缺乏胸腺 碱基类似物 嘧啶时较易掺入 DNA中引起突变， 能诱发正突变与 回复突变
第十三章 微生物细胞工程
微生物细胞的特点
微生物作为可以独立存在的个体，其生长 特点、代谢的特点与植物、动物有着显著 的区别。
一般情况下，微生物由其自身完成其基本 功能；
微生物菌种选育的目的和意义
菌种选育的目的
生产
科研
提 改合
高 进成
产 量
质 量
新 化 合
物
缩简 短化 生生 产产 周工 期艺
适改 应变 原产 材品 料组
微生物原生质体融合
方法
菌体准 备
稳定剂 酶及浓 度 融合剂
微生物
放线菌 （链霉菌）
G+细菌 （杆菌）
霉菌 （顶头孢霉）
液体培养基中加 液体培养基加 0.3%~1%甘氨 0.5mol/L蔗糖 酸
0.2g湿菌体在含有0.01mol/L DTT的柠檬酸－磷酸盐buffer中 预处理60 min
P bu再生长
高渗培养基 蔗糖 （0.6 M） 山梨醇 (1.0 M) 氯化钠 (0.7 M)
基因工程
一、概念
基因工程是指在基因水平上的遗传工程，即用人工 方法将所需要的某一供体生物的遗传物质－DNA大分 子提取出来，在离体条件下进行切割后，把它和载体 的DNA分子连接起来，然后导入某一受体细胞中，以 让外来的遗传物质在其中“安家落户”，进行正常的 复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。 所以基因工种是人们在分子生物学理论指导下的一种 自觉的能象工程一样可事先设计和控制的育种新技术， 是人工的离体的分子水平上的一种遗传重组技术，是 一种可完全超远缘杂交的育种新技术，因而是一种最 新、最有前途的定向育种新技术。
大量稀释
pH低于5~5.5时， 有致癌作
同硫酸二乙酯形 用，小心
成亚硝酸，碱性 操作，避
条件下产生重氮 光保存，
甲烷，引起杀菌 易产生突
和变异
变群
氮芥（液 状物）
0.1~1mg/ ml
密闭反应5~10
甘氨 酸或 大量 稀释
烷化剂，引起染 色体畸变
诱变剂使用续1
与NaHCO3作用即 释放N –芥子气糜 烂性毒气，小心操 作
分子育种
容错PCR DNA shuffling
容错PCR（Error-prone Polymerase Chain Reaction, ep-
PCR）
Taq聚合酶是从一株耐热细菌Thermus aquaticus中分离获得，由于它缺乏3’－ 5’的校正活性，因此在PCR过程中会插入 一些错误的碱基。在通常情况下，发生错
SMMAD buffer※※
0.7mol/L NaCl
溶菌酶1mg/ml， 溶菌酶100mg/ml， 5mg/ml Novozyme、0.5%蜗牛
30℃，15~60 42℃，30分钟 酶＋1%纤维素酶，28℃，180
min
min
65%PEG（分子 40%PEG（分子 量4000）0.5~1 量6000）2 min
检出缺陷型
限 量 补 充 法
大，野 小，变
<1%蛋白胨
检出缺陷型
基
本
培
养
基
逐
个
完 全
检 完全培养基
培
出
养
法
基
检出缺陷型
完全培养基
影 印 培 养 法
培养 基本培养基
鉴定缺陷型 生长谱法
含菌基本培养基
含营养物滤纸片
(氨基酸、维生 素、碱基等)
各种化学诱变剂常用浓度和处理时间
诱变剂
浓度
处理时间 （min）