第9章 微生物与基因工程03
微生物与基因工程
微生物与基因工程第十章微生物与基因工程基因工程（genetic engineering）或重组DNA技术(recombinant DNA technology) 是指对遗传信息的分子操作和施工，即把分离到的或合成的基因经过改造，插入载体中，导入宿主细胞内，使其扩增和表达，从而获得大量基因产物，或者令生物表现出新的性状。
基因工程这个术语可以用来表示特定基因操作，也可泛指它所涉及的技术系统，其核心是构建重组体DNA的技术。
因此，基因工程和重组DNA技术有时也就成为同义词。
基因工程是在现代生物学、化学和化学工程学以及其他数理科学的基础上产生和发展起来的，并有赖于微生物学的理论和技术的发展和运用，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。
基因工程的出现是本世纪生物科学具有划时代意义的巨大事件，它使得生物科学获得迅猛发展，并带动了生物技术产业的兴起。
它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，大规模生产基因产物，并且去设计和创建新的基因、新的蛋白质和新的生物物种，这也是当今新技术革命的重要组成部分。
第一节基因工程概述一、基因工程的发展历史基因工程是在本世纪70年代初开始出现的。
三项关键技术的建立为基因工程奠定了基础，这三项技术是：DNA的特异切割、DNA的分子克隆和DNA的快速测序。
早在50年代，阿尔伯（Arber）的实验室就已发现大肠杆菌能够限制侵染的噬菌体，60年代末进而证明大肠杆菌细胞内存在修饰–限制系统，即给宿主自身DNA打上甲基化标记并切割入侵的噬菌体DNA。
1970年史密斯（Smith）等人从流感嗜血杆菌（Hemophilus influenzae）中分离出特异切割DNA的限制酶。
次年，内森斯（Nathans）等人用该酶切割猴病毒SV40 DNA，最先绘制出DNA 的限制图谱（restriction map）。
1973年史密斯和内森斯提出修饰–限制酶的命名法。
限制性核酸内切酶可用以在特定位点切割DNA，限制酶的发现使分离基因成为可能。
基因工程与微生物的关系
基因工程与微生物的关系
嘿，朋友们！今天咱来聊聊基因工程和微生物这俩神奇的家伙。
有一次啊，我去参观一个生物科技展览。
一进去，就看到好多奇奇怪怪的仪器和展板。
我正瞎逛着呢，突然被一个展示基因工程和微生物关系的展板给吸引住了。
展板上写着，基因工程可以利用微生物来做很多厉害的事情。
我就纳闷了，这微生物不就是那些小不点儿的细菌啥的嘛，能有啥大作用呢？
这时候，旁边来了一个讲解员阿姨。
她看我一脸疑惑，就笑着给我解释起来。
她说，微生物虽然小，但是它们的作用可大了。
比如说，有些微生物可以生产出我们需要的药物呢。
阿姨还给我举了个例子。
她说有一种微生物，可以通过基因工程的方法，被改造得能够生产胰岛素。
哇，我一听就惊呆了。
胰岛素那可是很多糖尿病患者需要的药啊。
原来这些小小的微生物还能这么厉害呢。
阿姨接着说，基因工程还可以让微生物变得更强大。
比如说，可以让它们能够分解那些很难处理的污染物。
我就想象着，那些小小的
微生物像小战士一样，把那些脏东西都给打败了。
我又问阿姨，那基因工程会不会有啥风险啊？阿姨说，当然有啦。
如果不小心把那些改造过的微生物放出来，可能会对环境造成不好的影响呢。
所以啊，科学家们在做基因工程的时候，都特别小心。
从展览出来，我就一直在想基因工程和微生物的关系。
这俩家伙，一个是高科技，一个是小不点儿，但是它们组合在一起，就能做出这么多厉害的事情。
真是太神奇了。
以后啊，说不定基因工程和微生物还能给我们带来更多的惊喜呢。
嘿嘿。
微生物学[第九章微生物基因表达的调控]山东大学期末考试知识点复习
![微生物学[第九章微生物基因表达的调控]山东大学期末考试知识点复习](https://img.taocdn.com/s3/m/b576acde28ea81c758f578f8.png)
第九章微生物基因表达的调控一、要点提示1．基因表达是遗传信息表现为生物性状的过程，这一过程是通过基因产物的生物学功能来完成的。
微生物在长期的进化中，已经形成了两种主要的代谢调节方式，即酶活性的调节和酶量的调节，酶活性的调节是酶蛋白合成之后即翻译后的调节，是酶化学水平上的调节。
而酶量的调节是转录水平或翻译水平的调节。
原核生物基因表达的调控主要在转录水平上，这是一种最经济的调控方式。
但也有转录后的“微调”，使基因的表达更适应本身的需求和外界条件的变化。
2．原核生物细胞中，功能相关的基因组成操纵子结构，由操纵区同一个或几个结构基因联合起来，形成一个在结构上、功能上协同作用的整体——操纵子，即作为表达的协同单位。
操纵子转录调控是原核生物的主要调控机制，受同一调节基因和启动区的调控，并分为负转录调控和正转录调控，在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白，在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白，阻遏蛋白或激活蛋白与DNA分子的相互作用和特异性结合，从而控制结构基因的功能。
启动子是RNA聚合酶和CAP蛋白的结合位点，控制着转录的起始。
这样，这些基因形成了一整套调节控制机制，才使生命系统在功能上是有序和开放的。
3．分解代谢物阻遏又被称为葡萄糖效应，这是因为葡萄糖是首先被发现具有这种阻遏效应的物质。
当培养基含有多种能源物质时，微生物首先利用更易于分解利用的能源物质，而首先被利用的这种物质的分解对利用其他能源性物质的酶的产生有阻遏作用，其原因是：分解代谢物阻遏中，只有当分解物激活蛋白(CAP)与cAMP结合后构象发生变化，这时才能结合到启动子上游，并促进RNA 聚合酶与启动基因结合，而葡萄糖能抑制cAMP形成，并促进cAMP分泌到胞外，胞内的cAMP水平下降，RNA聚合酶不能与启动子结合，因此，分解代谢物阻遏实际上是cAMP缺少的结果。
4．转录后调控主要包括如下几方面：(1)翻译起始的调控。
(2)mRNA的稳定性。
第九章微生物遗传
一、名词解释、点突变、感受态、基因工程、接合、'菌株、诱变育种文档收集自网络，仅用于个人学习、营养缺陷型、准性生殖、重组技术、基因重组、基因突变（）、移码突变、转导、转化、普遍性转导、局限性转导文档收集自网络，仅用于个人学习、接合、转染二、填空题、分子中一种嘧啶被另一种嘌呤取代称为.、受体细胞从外界吸收供体菌地片段（或质粒），引起基因型改变地过程称为.、和杂交中，结果是供体菌成为，受体菌成为.、四种引起细菌基因重组地方式是、、和.、准性生殖包括、、和四个互相联系地阶段.、年等人证明了转化因子为.、在基因工程中，质粒和噬菌体地作用常是作.、地影印培养实验证明了.、当用活地粗糙型肺炎双球菌和加热灭活地光滑型肺炎双球菌混合注射小鼠时，从死亡地小鼠体内分离到了，其原因是.文档收集自网络，仅用于个人学习、脉孢菌（）子囊孢子出现第二次分裂分离现象是由于染色体.、大肠杆菌乳糖操纵子上地调节基因编码产生.、证明核酸是遗传物质地三个经典实验是、和；而证明基因突变自发性和不对应性地三个经典实验又是、和.文档收集自网络，仅用于个人学习、质粒根据分子结构可有、和三种构型，而根据质粒所编码地功能和赋予宿主地表型效应，又可将其分为、、、、、和等类型. 文档收集自网络，仅用于个人学习、检测质粒常用地方法有、和.、不同碱基变化对遗传信息地改变可分为、、和四种类型，而常用地表型变化地突变型有、、和等.: 文档收集自网络，仅用于个人学习、基因自发突变具有地特性为、、、、、和.、紫外线照射能使相邻碱基形成，从而导致复制产生错误，用紫外线诱变微生物后应在条件下进行，以防止现象地产生.文档收集自网络，仅用于个人学习、细菌基因转移地三种方式为、和.、原核生物地基因调控系统是由一个操纵子和它地所组成地，每一操纵子又包括、和.文档收集自网络，仅用于个人学习、微生物菌种保藏地原理是在、、、和等环境条件下，使其处于代谢不活泼状态.文档收集自网络，仅用于个人学习三、选择题、已知地碱基序列为，什么类型地突变可产生如下碱基序列地改变：？( )文档收集自网络，仅用于个人学习.缺失.插入.颠换.转换、将细菌作为实验材料用于遗传学方面研究地优点是：( ).生长速度快.易得菌体 .细菌中有多种代谢类型.所有以上特点、以下碱基序列中哪个最易受紫外线破坏？( )、在大肠杆菌（）地乳糖操纵子中，基因调节主要发生在( )水平上..转化.转导.转录.翻译、转座子( )..能从分子地一个位点转移到另一个位点 .是一种特殊类型地质粒.是一种碱基类似物.可引起嘌呤和嘧啶地化学修饰、因子和λ噬菌体是：( ).与寄主地生活能力无关.对寄主致死.与染色体重组后才可复制.仅由感受态细胞携带、抗药性质粒（因子）在医学上很重要是因为它们：( ).可引起某些细菌性疾病.携带对某些抗生素地特定抗性基因.将非致病细菌转变为致病菌.可以将真核细胞转变为癌细胞、´杂交时，以下哪个表述是错误地？( )细胞转变为细胞细胞转变为细胞.染色体基因不转移.细胞与细胞间地接触是必须地、以下突变中哪个很少有可能产生回复突复：( ).点突变.颠换.转换.染色体上三个碱基地缺失、准性生殖：( ).通过减数分裂导致基因重组.有可独立生活地异核体阶段.可导致高频率地基因重组.常见于子囊菌和担子菌中四、是非题"[<、营养缺陷型微生物在与培养基中均能生长.（）、－溴尿嘧啶是以碱基颠换地方式引起基因突变地.（）、在制备酵母原生质体时，可用溶菌酶破壁.（）、所谓转导子就是带有供体基因地缺陷噬菌体.（）、饰变是生物在环境条件改变时表现出来地一种表型变化，它是生物自发突变地结果.（）、准性生殖可使同种生物两个不同菌株地体细胞发生融合，且不以减数分裂地方式而导致低频率地基因重组而产生重组子.（）文档收集自网络，仅用于个人学习、用青霉素浓缩放线菌营养缺陷型地原理是在基本培养基上，野生型因生长而致死，缺陷型因不生长而存活，从而达到浓缩目地.（）文档收集自网络，仅用于个人学习、当基因发生突变时，由该基因指导合成地蛋白质中氨基酸地顺序必然发生改变.（）五、问答题、什么叫转导？试比较普遍性转导与局限性转导地异同.、什么是基因重组，在原核微生物中哪些方式可引起基因重组.、举例说明是遗传地物质基础.、简述真菌地准性生殖过程，并说明其意义.、某人将一细菌培养物用紫外线照射后立即涂在加有链霉素（）地培养基上，放在有光条件下培养，从中选择抗性菌株，结果没有选出抗性菌株，其失败原因何在？文档收集自网络，仅用于个人学习、给你下列菌株：菌株，基因型，菌株，基因型，问题：（）指出与接合后导致重组地可能基因型.（）当成为菌株后，两株菌接合后导致重组地可能基因型.、试从基因表达地水平解释大肠杆菌以葡萄糖和乳糖作为混合碳源生长时所表现出地二次生长现象（即分解代谢物阻遏现象）.文档收集自网络，仅用于个人学习。
微生物与基因编辑微生物在基因工程中的应用
微生物与基因编辑微生物在基因工程中的应用基因工程是一门利用生物学、遗传学等相关知识手段，对生物体的基因进行重组和编辑，达到改良和优化生物体性状的技术。
而微生物作为生物体的一种重要组成部分，其在基因工程中具有不可替代的作用。
本文将介绍微生物及其在基因工程中的应用，以及基因编辑微生物的现状和发展趋势。
一、微生物的特点及其在基因工程中的应用微生物是指肉眼无法看到的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
微生物具有以下几个特点：繁殖速度快、适应性强、多样性高、基因组简单等。
这些特点使得微生物成为了基因工程的理想对象。
1.1 微生物的繁殖速度快微生物的繁殖速度非常快，可以在短时间内大量繁殖。
这为基因工程中的基因重组和编辑提供了便利，可以迅速得到大量表达目的基因的微生物种群。
1.2 微生物的适应性强微生物对环境的适应能力很强，可以生存于各种极端环境中，如高温、低温、高盐等，这使得微生物在基因工程中可以用于生产耐盐、耐酸、耐高温等产品。
1.3 微生物的多样性高微生物的多样性非常高，不同类型的微生物具有不同的特性和功能。
通过基因工程技术，可以将某些微生物的有益特性引入到其他微生物中，从而获得更多的应用。
1.4 微生物的基因组简单相比于高等生物的基因组复杂性，微生物的基因组相对较简单。
这为基因编辑和重组提供了更大的操作空间和便利。
基于以上特点，微生物在基因工程中有广泛的应用。
例如，利用微生物进行基因重组可以生产大量重要蛋白质，如胰岛素、乳酸菌等。
此外，微生物还可用于制备多种有益产品，如食品添加剂、生物农药和生物能源等。
二、微生物的基因编辑及其应用现状随着基因工程技术的发展，基因编辑方法也得到了显著的提升。
原始的基因编辑方法如基因敲除、基因替换等，已经逐渐演变为更精准、高效的基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统。
2.1 基因敲除基因敲除是一种最早的基因编辑方法，通过引入外源DNA片段或利用同源重组原理，使目标基因发生突变或失活。
第九章 微生物生态习题及答案
第九章微生物生态学习题一、名词解释1．硝化作用2．菌根3．活性污泥（activated sludge）：4．反硝化作用5．硫化作用6．氨化作用7．共生8．微生物生态学9．根际微生物：10．根圈效应：11．根土比：12．氨化作用：13．微生态制剂（microecologics）：14．正常菌群（normal microflora）：15．条件致病菌（oppotunist pathogen）：16．拮抗（antagonism）：17．寄生（parasitism）：18．富营养化9eutrophication）：19．BOD（biochemical oxygen demand）：20．COD（chemical oxygen demand）：21．TOD：22．DO：23．产甲烷细菌（methanogens）二、填空题1、从，，，生境中可以分离到嗜热微生物；从，和生境中可分离到嗜盐微生物。
2、磷的生物地球化学循环包括3种基本过程：、、。
3、微生物种群相互作用的基本类型包括：，，，、、和。
4、嗜热细菌耐高温的使DNA体外扩增技术得到突破，为技术的广泛应用提供基础。
5、嗜生物推动的氮循环实际上是氮化合物的氧化还原反应，其循环过程包括，，和。
6、按耐热能力的不同，嗜热微生物可被分成5个不同类型：，，，和。
7、有机污染物生物降解过程中经历的主要反应包括，，和。
8、评价有机化合物生物降解性的基本试验方法是和。
9、污水处理按程度可分为，和。
10、汞的微生物转化主要包括3个方面，和。
三、选择题（4个答案选1）1、总大肠菌群中不包括（）。
A、克雷伯氏菌B、肠杆菌C、埃希氏菌D、芽孢杆菌2、下列有机物中最难被微生物降解的是（）。
A、纤维素B、木质素C、半纤维素D、淀粉3、同化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制？（）A、氨B、氧C、N2D、N2O4、异化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制？（）A、氨B、氧C、N2 C、N2O5、活性污泥法处理污水的过程最类似于下面哪种微生物培养方式？（）A、恒浊连续培养B、恒化连续培养C、恒浊分批培养D、恒化分批培养6、和豆科植物共生固氮的微生物是（）。