微生物学微生物与基因工程
微生物学课件第二节 细菌基因转移的方式
微生物在基因工程的兴起和发展过程中起着 不可替代的作用！
“微生物与基因工程”
一、基因工程的基本过程
1. 基因分离： a）分别提取供体DNA和载体DNA b）用专一性很强的限制性核酸内切酶分别切割供体和载体DNA
Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时， 形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子， 特称为F′因子。
F′×F-与F+×F-的不同：给体的
部分染色体基因随F′一起转入受体细胞
a）与染色体发生重组； b）继续存在于F′因子上，
形成一种部分二倍体；
二 细菌的转导（transduction）
由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式： 一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中
能将一个细菌宿主的部分染色体或质粒DNA 带到另一个细菌的噬菌体称为转导噬菌体
细菌转导的二种类型：
普遍性转导 局限性转导
1 普遍性转导（generalized transduction）
噬菌体可以转导给体细菌染色体的任何部分到
受体细胞中的转导过程
1951年，Joshua Lederberg和Norton Zinder为了证实大肠杆菌以外 的其它菌种是否也存在接合作用，用二株具不同的多重营养缺陷型 的鼠伤寒沙门氏菌进行类似的实验：
抗生素筛选
G ene cloning and E xpression using Plasm id pB R 322
DNA聚合酶
能够把脱氧核糖核苷酸连续地加到双链DNA分子引物链的 3’-OH 末端,催化核苷酸的聚合作用,而不发生从引物模板上 解离的情况.
微生物工程
微生物复习资料1.发酵工程：即微生物工程。
是渗透有工程学的微生物学，是传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、蛋白质工程等相结合，具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵：借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动，来制备微生物菌体本身，或其代谢产物的过程。
2.菌种：用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物，包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。
来源于自然界大量的微生物，从中经分离并筛选出有用菌种，再加以改良，贮存待用于生产。
3.培养基：供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。
有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。
4.菌种退化：菌种的发酵能力降低、繁殖能力降低、发酵产品的得率降低5.下游技术：发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程称为下游加工过程6.工业微生物育种方法：A、自然选育；B、生产选育；C、诱变育种；D、细胞工程育种E、基于代谢调节的育种；F、代谢工程育种G、基因重组育种；H、蛋白质工程育种；J、组合生物合成育种；K、反向生物工程育种7.菌种选育目的：改善菌种的特性，使产量提高，改进质量、降低成本、改革工艺、方便管理及综合利用等8.影响微生物生长的环境因素：温度ph 氧9.好氧发酵罐：机械搅拌式通风发酵罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐和塔式发酵罐10.影响种子质量的主要因素1、培养基：2、种龄与接种量3、斜面冷藏时间4、温度：温度直接影响生长和酶的合成；5、pH值：对微生物有明显的影响。
[调节方法有三种方法：用酸碱溶液中和法；使用缓冲溶液法；使用生理缓冲剂.]6、通气搅拌：[溶解氧的作用：参与菌体呼吸作用]7、泡沫：8、染菌的控制9、种子罐级数11）大规模工业生产的培养方法A、固体培养（曲法培养）：浅盘固体培养，深层固体培养B、液体培养：浅盘液体培养，液体深层培养（目前几乎所有的好气发酵均采用此法）；C、载体培养：用天然（或人工）多孔材料代替麦麸之类固态基质作微生物生长的载体，营养成分可严格控制。
微生物在基因工程中的应用
知识文库 第16期210微生物在基因工程中的应用张子旭微生物与我们的生活息息相关,在我们的生活中占有的非常重要的地位。
微生物在当下生物技术及生物工程中均起到了至关重要的作用。
本文将重点阐述微生物在基因工程中的应用及在当下基因工程对人类发展的影响。
1前言微生物（microorganism）通常是各种的微小生物的统称，其特征为结构简单、肉眼难以观察、繁殖速度极快、分布广泛、数量极多等。
其包括细菌、真菌、放线菌、蓝细菌、古生菌、原生生物在内的一大类细胞生物群体以及病毒和亚病毒等非细胞生物群体。
在基因工程、细胞工程、发酵工程等生物工程中，微生物都充当着重要的角色。
本文将从微生物在基因工程中的作用、微生物在基因工程中的实际应用以及基因工程在生活中应用及影响几个方面进行阐述。
2微生物与基因工程2.1基因工程简介基因工程（genetic engineering）又称遗传工程，是通指重组DNA 技术的产业化设计与应用的流程，强调了按照工程学的方法进行设计和操作外源DNA，构建新的分子组合，并导入到另一受体生物中。
基因工程的出现标志着人类已经能够按照自己意愿进行各种基因操作，并且能迅速的获得人类所需的新生物类型，最终实现目标蛋白质的工程化生产以及物种的遗传改良。
2.2 微生物与基因工程的关系微生物在基因工程中的作用有如下几个方面：基因工程的大部分步骤都需要各种不同的工具酶，如在大肠杆菌中，我们通过分离纯化的方式获得了EcoRI,EcoRII[1]等常用的内切酶，为基因工程提供了便利。
② 基因工程常用克隆载体为质粒载体、酵母表达载体、噬菌体表达载体等。
这些均是从病毒、噬菌体、酵母、细菌获得。
③ 微生物细胞是基因工程的载体及表达系统，即使对于动、植物基因工程来说，也先要利用微生物细胞将目的基因导入其中进行拼接，构建表达载体，再转移到动植物细胞中，完成之后的基因工程步骤。
④ 由于微生物大量存在于土壤、水体和人体表面。
其所处环境决定了它具有哪些特性。
(完整版)微生物工程重点
第一章微生物工程的组成部分：（1）上游工程（2）生物反应过程（3）下游工程微生物工业产品类型：（1）代谢产物初级代谢产物、次级代谢产物、基因工程外源蛋白（2）菌体活性微生物、富含有用物质的微生物（3）酶制剂α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等（4）转化产品甾体激素、抗生素、前列腺素（5）机能利用净化环境、生态平衡、探矿、采矿等发酵工业概念：发酵工业是传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术，并通过现代化学工程技术，生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。
次级代谢：是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。
次级代谢产物：通过次级代谢合成的产物，是微生物在生长的稳定期合成具有特定功能的代谢产物，与菌体的生长繁殖无明确关系，它们的生物合成具有特异性。
如抗生素，植物碱等。
微生物工程的特点是什么？发展趋势如何？特点：（1）原料广，价格低（2）微生物种类多，分布广，具有可变异性（3）反应条件温和（4）发酵途径多样化，产品多样化（5）生长繁殖速度快，生产周期短（6）需要控制生产环境，避免杂菌污染发展趋势：微生物工程结合了基因工程、酶工程、细胞工程技术，现代生物技术的快速发展给微生物工程提供了巨大的发展空间。
如： 1、菌种技术：菌种的筛选（极端微生物、转基因菌种)2、发酵技术：发酵培养基制备技术、发酵路线的优化和控制3、微生物工程下游分离、纯化技术。
第二章简要分析工业微生物菌种的基本要求？（1）具备高产目的代谢产物的能力（2）生长繁殖力强，较高的生长速率，发酵周期短（3）能利用低价格、来源广的农副产品原料，发酵成本低（4）培养条件要求不高，培养条件易于控制（5）无副产品或少副产品（6）有稳定的遗产性状，不易变异和退化。
以保证产品的稳定性（7）非病源微生物。
第三章工业微生物的代谢调节和代谢工程微生物的代谢：代谢是细胞内所有的生物化学过程的总称，包括物质代谢和能量代谢两个方面。
微生物学作业题-复习题
“微生物学”作业题第一章绪论1、微生物有哪些特点？其中最基本的特点是什么？为什么？2、什么是微生物学？它的研究内容是什么？3、什么是微生物？它包括哪些类群？4、用具体事例说明人类与微生物的关系。
5、为什么微生物学比动物学、植物学起步晚，但却发展迅速？并成为生命科学研究的“明星”？6、简述微生物学在生命科学发展中的地位，并描述其前景。
7、为什么说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人？8、简述下列科学家对微生物学发展的主要贡献：Lister, Grifith, Fleming, Avery, Waksman, Jacob & Monod, Ames, Woese, 汤飞凡，何大一。
第二章微生物的纯培养和显微技术1、名词解释：微生物的培养物，菌落，斜面，平板，二元培养物，分辨率，显微技术，冰冻蚀刻技术。
2、菌种保藏的原理是什么？举出三种常用的菌种保藏方法，并说明其操作过程。
3、使用普通光学显微镜观察物象时，如何增加图象和视野的反差？4、叙述用油镜观察细菌形态的操作过程。
5、暗视野显微镜、相差显微镜和荧光显微镜在生物学研究中有什么作用？6、扫描电子显微镜有什么特点？7、何为无菌技术？试列举属于无菌技术范围的具体实验操作环节及注意事项。
8、哪些固体培养基分离技术可以被用来获得目的微生物的纯培养？它们的适用范围及特点如何？9、在何种情况下你会选择使用液体分离法或单孢子（细胞）分离法来获得微生物的纯培养？10、为什么说菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重要意义？你认为哪些菌种保藏技术可被用于保藏大肠杆菌和枯草芽孢杆菌菌株？11、使用油镜时为何要滴加香柏油？我们是否应该进一步寻找介质折射率更大的其他物质取替香柏油，以进一步提高显微镜的分辨率？12、试总结、比较普通光学显微镜、荧光显微镜、透射显微镜、扫描显微镜在成像原理方面的异同点。
13、培养条件对微生物个体的大小有哪些影响？你是否能很快地在显微镜下区分同为单细胞的细菌、酵母菌和原生动物？第三章微生物的结构与类群1、解词：原核微生物，原生质体，细菌、真菌，霉菌，酵母菌，蕈菌，放线菌，蓝细菌，粘细菌，蛭弧菌，菌丝，菌环、吸器，菌核，子座，伴孢晶体，糖被，鞭毛，菌毛，性毛，芽孢。
《微生物学》主要知识点-08第八章微生物的遗传
第八章微生物的遗传概述：遗传(heredity or inheritanc® 和变异(variation)是生物体的最本质的属性之一。
遗传即生物的亲代将一整套遗传因子传递给子代的行为或功能。
变异指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。
基因型(ge no type某一生物个体所含有的全部基因的总和。
表型(phe no type)某一生物所具有的一切外表特征及内在特性的总和。
饰变( modification)不涉及遗传物质结构改变而发生在转录、翻译水平上的表型变化。
8.1遗传变异的物质基础8.1.1三个经典实验1. 经典转化实验：1928年F.Griffith以Streptococcus pneumoniae为研究对象进行转化(transformation)实验。
1944年O.T.Avery等人进一步研究得出DNA是遗传因子。
S strun A2. 噬菌体感染实验：1952年Alfred D.Hershey和Martha Chase用32P标记病毒的DNA，用35S标记病毒的蛋白质外壳，证实了T2噬菌体的DNA是遗传物质。
3.植物病毒的重建实1956年H.Fraenkel-Conrat用含RNA的烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV）与TMV 近源的霍氏车前花叶病毒（Holmes ribgrass mosaic virus,HRV）所进行的拆分与重建实验证明，RNA也是遗传的物质基础。
8.2微生物的基因组结构：基因组（genome是指存在于细胞或病毒中的所有基因。
细菌在一般情况下是一套基因，即单倍体（haploid）;真核微生物通常是有两套基因又称二倍体（diploid ）。
基因组通常是指全部一套基因。
由于现在发现许多非编码序列具有重要的功能，因此目前基因组的含义实际上是指细胞中基因以及非基因的DNA序列的总称，包括编码蛋白质的结构基因、调控序列以及目前功能还尚不清楚的DNA序列。
《微生物生物学》课程教学大纲
《微生物生物学》课程教学大纲（Microbiology）课程编号：1912010课程类别：学科基础课适用专业：生物技术、生物科学、生物科学（师范）、生物工程先修课程：动物生物学、植物生物学、动物生物化学后续课程：免疫学、基因工程、发酵工程总学分：4.5 其中实验学分：1总学时：88 （其中理论56学时、实验32学时）教学目的与要求：以阐明微生物的五大生物学规律——形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化为主线，分别介绍微生物的细胞结构和功能、营养、代谢、生长繁殖及其控制，病毒、微生物遗传、微生物与基因工程，微生物的生态、进化、系统发育、感染与免疫等内容。
通过本课程的学习，可为学习《免疫学》《分子生物学》等课程奠定理论和技术基础；也可为以后从事与微生物相关的生产实践、科学研究打下坚实的专业基础。
教学内容与学时安排绪论（2学时）一、学习目的和要求二、基本内容微生物的含义及特点；微生物的发现和微生物的发展；三、研究简况四、资料简介教学基本要求：了解第一章原核微生物的结构与功能（9学时）第一节显微镜与显微技术一、镜的种类及原理普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜二、观察样品的制备光学显微镜活体观察样品可采用压滴法、悬滴法及菌丝埋片法等；染色观察法包括死菌和活菌的方法，死菌染色又包括正染色和负染色。
本章重点：分离纯培养的方法难点：显微镜的工作原理教学基本要求：掌握第二节细菌的形态与构造一、细菌的基本构造一般构造：细胞壁、细胞质膜、内含物、核体、间体、细胞质；是一般细菌都有的构造二、细菌的特殊构造特殊构造：鞭毛、菌毛、性毛、芽孢、荚膜；细菌在特殊环境下才有的构造第三节放线菌一、放线菌的形态构造放线菌是具有分支状菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。
二、放线菌的繁殖以无性孢子和菌丝断裂的方式进行无性繁殖。
三、放线菌的菌落特征能产生大量分枝和气生菌丝的菌种菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎；不能产生大量菌丝体的菌种粘着力差，粉质，针挑起易粉碎。
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。