第四节 细菌的转化
第四节 细菌的转化
（一） 基本原理
指受体细菌通过直接吸收来自供体细菌或人工重组的含有特定基因的DNA片段， 从而
获得了相应遗传性状，这种现象称为细菌转化。
细菌转化的过程是一个DNA 导入和表达的过程。受体菌的生理状态是影响转化率的首
要因素。
实验室常用的转化细菌的方法分为化学性感受态菌转化（Transformation of Chemical
Competent Cells）和电打孔转化（Eletroporation transformation， 又叫电击转化）。前
者需要化学方法处理细菌制备感受态，最为常用；后者虽然受体菌容易制备，也容易获得高
转化率，但需要电转化设备。
（二）化学感受态细菌转化的实验步骤：
1）冰上解冻感受态菌，或快速用手掌的温度解冻，但尽可能不要使细菌的温度超过0度以
上。否则转化效率下降很快。
2）取感受态菌液50-100μL加入消毒预冷的1.5mL EP管，再加入DNA 1-100ng [质粒DNA
1-10ng,连接产物40-100ng;DNA溶液的体积不超过转化总体积（菌液+DNA）的20%]。
3）冰上站立20-30分钟 [冰浴到热激（Heat shock）期间不得振动EP管，因为此时DNA
仅仅疏松吸附在细菌表面]。调节水浴锅到42°C。
4）轻轻移动转化EP管至42°C水浴中，停留30秒（>45秒会使转化率下降），立即移回
冰浴，保持2-3分钟。
5）加入SOC培养基300-600μL（也可加入LB培养基600-800μL替代SOC，后者对提高转
化效率有利）。
6）37°C，200-250RPM,恒温摇床旋转振荡45分钟-1小时（亦可在37度静置1小时，但
37°C振荡的转化率要高于静置。这对于质粒DNA的转化都无太大影响，文库或连接产
物则希望获得尽可能高的转化效率）。
7）铺板接种转化过的菌液。接种菌液注意以下常识：
A．根据载体质粒，选择包含合适抗菌素的琼脂板；
B．根据DNA的性质，选择合适的涂布的菌液量。质粒DNA转化，铺5-20uL；DNA连接产
物转化，一般铺100-500ul不等，可以在6000rpm,3min离心浓缩后铺撒平皿。
8）37°C细菌孵箱过夜培养（12-16小时），如为Amp抗性，请不要超过16小时，以减少
卫星菌落和主菌落中无抗性菌的繁殖。
《第四节 细菌和真菌在自然界中的作用》教案
《第四节细菌和真菌在自然界中的作用》教案教学目标：
知识目标：
1.描述细菌和真菌在物质循环中的作用。
2.列举细菌和真菌对动植物及人类的影响。
能力目标：
1.通过观察与思考活动，培养学生分析解决问题的能力。
2.从对不同的问题评价这一技能训练过程中提高学生的分析和评价能力。
情感、态度与价值观：
1.辩证地认识自然界中细菌和真菌的作用。
2.能选择健康的生活方式。
教学重点和难点：
1.细菌和真菌在物质循环中的作用。
2.细菌和真菌与动物或植物的共生。
教学设计：。
第四节污染物质的生物转化
第四节 污染物质的生物转化
二、若干重要辅酶的功能(Effect of Some Important Coenzyme) 若干重要辅酶的功能 1. FMN和FAD 和
OH OH OH OH P OH H2C H3C N CH CH N CH O H2 C O O
NH H3C N O
异咯嗪基
黄素单核苷酸(FMN) 黄素单核苷酸 磷酸 核苷 戊糖 碱基(嘌呤碱或嘧啶碱 碱基 嘌呤碱或嘧啶碱) 嘌呤碱或嘧啶碱
核酸 核苷酸
1. FMN和FAD 和
异咯嗪基
腺嘌呤
黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 黄素腺嘌呤二核苷酸
1. FMN和FAD 和
FMN或FAD是一些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中具 或 是一些氧化还原酶的辅酶， 是一些氧化还原酶的辅酶 传递氢原子的功能 的功能。 有传递氢原子的功能。
二、若干重要辅酶的功能
一、生物转化中的酶
（三）酶的分类 根据催化作用的场所 胞外酶 胞内酶 氧化还原酶； 氧化还原酶； ‘’ 转移酶； 转移酶； 水解酶； 水解酶； 根据催化反应类型 裂解酶； 裂解酶； 异构酶； 异构酶； 合成酶； 合成酶；
（三）酶的分类 单成分酶 按酶的成分 双成分酶 酶蛋白 辅基或辅酶
单成分酶：只含蛋白质，如蛋白酶。 的结构。 单成分酶：只含蛋白质，如蛋白酶。酶的活性仅决定于蛋白质 的结构。 蛋白质 双成分酶：除含蛋白质（酶蛋白）外，还含有非蛋白成分（酶的辅助因子， 双成分酶：除含蛋白质（酶蛋白） 还含有非蛋白成分（酶的辅助因子， 辅酶）。 既辅酶）。 酶蛋白和辅助因子结合后形成的复合物称“全酶” 酶蛋白和辅助因子结合后形成的复合物称“全酶”。 在催化反应中酶蛋白和辅助因子所起的作用不同： 在催化反应中酶蛋白和辅助因子所起的作用不同：辅基或辅酶的作用是传递 电子、原子或某些基团。酶蛋白的作用是决定催化专一性和催化效率。 电子、原子或某些基团。酶蛋白的作用是决定催化专一性和催化效率。 只有二者同时作用，才能表现出酶的活性。 只有二者同时作用，才能表现出酶的活性。 辅酶的成分是金属离子、含金属的有机化合物或小分子的复杂有机化合物。 辅酶的成分是金属离子、含金属的有机化合物或小分子的复杂有机化合物。 辅酶约有30种 辅酶约有 种。
第四节细菌和真菌在自然界中的作用
呼吸作用 光合作用 吸收作用 植物 植物遗体 二氧化碳、水和无机盐 动物
动物遗体
细菌和真菌分解
• 枯草杆菌使梨和香蕉腐烂，它与水果有怎样的关系？
枯草杆菌以水果为营养源,靠分解水果中的有机物获得 物质和能量,导致水果的腐烂.
• 细菌和真菌把动植物遗体分解成了什么物质？
二氧化碳、水和无机盐
• 细菌和真菌是怎样生活的？
豆科 植物
3、牛、羊等动物肠内的细菌能够帮动 物分解______ 纤维素
大肠杆菌 4、人体大肠中的 ________能够制造维 生素B12 和维生素K
其它： 肠道细菌和动物等
提供生存场所和食物 牛、羊 帮助动物分解草料中的纤维素 胃肠内的细菌
提供生存场所和食物
人体肠道
制造维生素B12 和维生素K
7.在自然界的物质循环中，细菌和真菌能把 水 动植物遗体等复杂的有机物分解成____、 _______ 和______ 。 这些物质又能被植 二氧化碳 无机盐 物利用，因此，细菌和真菌对于自然界中的
二氧化碳
等
物质的循环 起着重要的作用。 _______
8.地衣是真菌和藻类 共生 在一起而形 成的，藻类通过光合作用为真菌提 供 有机物 ，真菌可以供给藻类 水和无机盐 。
概念——共生
相互依赖，彼此有利， 一旦分开，两者都不能 独立生活
2、在豆科植物的根瘤中， 有能够固氮的______与 植物共生。根瘤菌将空 根瘤菌 气中的氮转化为植物能 吸收的________，而植 含氮物质 物则为根瘤菌提供_____。 有机物
将空气中的氮转化为植 物能吸收的含氮物质
根瘤菌
有机物
利用现成的有机物来生活
• 细菌和真菌在物质循环中起什么作用？
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
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例1 自然界中动物的尸体、植物的枝叶不会永远保留,其原因是 ( ) A.尸体会自然分解 B.被腐生菌分解了 C.风吹雨淋消失了 D.被土埋掉了 解析 腐生的细菌、真菌等把动植物的遗体分解成二氧化碳、水和无 机盐,这些物质又能被植物吸收和利用,进而制造有机物,可见,腐生的细 菌、真菌等对于自然界中的物质循环起着重要的作用。 答案 B
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
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易错点 共生与合作 共生指的是两种生物共同生活在一起,相互依赖,彼此有利,倘若彼
此分开,则双方或其中一方便无法生存。合作指的是两种群相互作用, 双方获利,但协作是松散的,分离后,双方仍能独立生存。
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
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例 下列属于共生现象的是 ( ) A.根瘤菌与豆科植物形成根瘤 B.用乳酸菌制泡菜 C.痢疾杆菌生活在人的大肠内 D.海葵与寄生蟹 易错答案D 易错原因 把合作关系与共生关系混为一谈。
此有利,这种现象叫作共生。 1.地衣 地衣是真菌与藻类共生在一起形成的。
真菌菌丝
藻类
2.根瘤
根瘤菌
豆科植物
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
3.反刍动物胃肠中的微生物
草食动物
细菌
4.人体肠道的微生物
人
细菌(如大肠杆菌等)
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第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
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例3 “豆粮间作,瓜类和豆类轮作”的种植方式能够提高作物产量,主 要原因是该方式 ( ) A.通过增加种植密度,抑制杂草生长 B.能够利用植物固氮,提高土壤肥效 C.通过调整害虫的食物链,减少病虫害 D.通过增加单位土地的有效光合面积,提高光能利用率 解析 根瘤菌生活在豆科植物的根部,它为植物固定空气中的氮气,将 其转变为植物能够吸收的含氮物质,从而被植物吸收利用;而植物则为 根瘤菌提供有机物。因此,“豆粮间作,瓜类和豆类轮作”的种植方式 能够提高作物产量,主要原因是豆类的根部有根瘤菌,能够利用植物固 氮,提高土壤肥效。 答案 B
第四节细菌和真菌在自然界中的作用应用
问题：若用生物防治石油污染的方法， 你将采取怎样的措施？
向污染的海水中喷洒富含C、 N、P的营养物质，以供能分解 石油的细菌快速生长、繁殖， 进而用生物方法分解海面上的 石油，消除污染。
评价实验方案
有下列三种实验方案证明细菌对 植物遗体的分解作用 。三种方案的共 同点是：将同一种树的落叶分成甲乙 两组。实验过程中滴加蒸馏水，使树 叶保持潮湿。
人的体内也有大量细菌，如大肠杆菌。 其中有些细菌能制造维生素B12和维生素K， 对人的身体有一定益处。
大肠杆菌
苏云金杆菌对松毛虫、玉米螟、 菜青虫、棉铃虫等100多种害虫都有毒 杀作用。人们将其制成粉剂或液剂， 在需要时将它们喷洒到林木和农作物 上，用来杀灭害虫。
白 僵 菌 （ 真 菌 ）
以菌治虫，不仅可以控制害虫数量，同 时也能通过减少农药的使用，减轻对环境的 污染。
细菌和真菌对于自然界中二氧化 碳等物质的循环起着重要的作用。
分解者参与物质循环
没有分解者，这些腐烂的橘子 和白菜，会不会堆积如山呢？
如果没有分解者，动植物的遗体 就会堆积如山，动植物就会丧失生存 的空间。
腐烂的白橘菜子
细菌和真菌在物质循环中起着重要作 用，是生态系统中不可或缺的组成部分。
二、引起动植物和人患病
方案1 将甲组灭菌后放在无菌条 件下，乙组放在自然条件下（暴露在空 气中）。
方案2 将甲组灭菌后放在无菌条 件下，乙组放在自然条件下。
方案3 将甲乙两组都进行灭菌处 理，甲组放在无菌条件下，乙组接种细 菌后放在无菌条件下。
1．甲乙两组为什么要用相同的树叶？
因为这个实验方案的目的是研究细菌 对植物遗体的分解作用，所以在设置对照 组时，要控制其他可能影响实验结果的条 件。即除了有无细菌的条件不同外，其他 条件都应该相同，因此甲乙两组要用相同 的树叶。
第四章第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
[方法透视] 注意理解和掌握细菌和真菌在自然界中的作用：绝大多数细菌和 真菌在生态系统中作为分解者参与物质循环（腐生细菌和真菌）； 引起动植物和人患病（寄生）；与动植物共生（共生）。
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
A．香菇、与动植物共生、引起动植物和人患病、根瘤菌 B．霉菌、引起动植物和人患病、与动植物共生、根瘤菌 C．霉菌、与动植物共生、引起动植物和人患病、结核杆菌 D．香菇、引起动植物和人患病、与动植物共生、结核杆菌
[解析] B 细菌和真菌在自然界中的作用有：作为分解者参与物质循环，
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
[方法透视] 解答此题的关键：1．会分析图；2．弄清并理解所给生物在生态 系统中的作用以及它们之间的联系。
第四节 细菌和真菌在自然界中的作用
常考2 能说出细菌和真菌在自然界中的作用（两方面）
【出题角度】考查细菌、真菌引起动植物和人患病以及它们与动植物的共生。
[典例] [青岛中考] 一名同学在学习了《细菌和真菌在自然界中的 作用》一节后，用概念图的方式整理了本节内容。下列选项与概念 图中的①②③④相对应的是 （ ）
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全品大讲堂
生物学 八年级 上册 新课标（RJ）
第五单元 生物圈中的其他生物
第四章 细菌和真菌
第四章 细菌和真菌
第四节 细菌和真菌在自然用
常考透视
常考1 理解细菌和真菌作为分解者参与物质循环
【出题角度】考查细菌、真菌在物质循环中的作用。
[典例]根据如图 5-4-4-6 所示的循环图看自然界中的物质 循环，回答下列问题。
第四节微生物的次级代谢
第三章发酵生物化学基础第一节糖的微生物代谢（自学）第二节脂类和脂肪酸的微生物代谢（自学）第三节氨基酸和核酸的微生物代谢（自学）第四节微生物的次级代谢从前面的章节中，我们了解了微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，产生出维持生命活动的物质和能量的初级代谢过程。
此外，微生物还能进行次级代谢。
本节将概述次级代谢的概念及其类型。
介绍几个有代表性的次级代谢产物的生物合成途了解次级代谢的特点。
简要介绍当前流行的有关次级代谢的生理功能的学说。
一、次级代谢的概念及类型（一）次级代谢的概念次级代谢的概念是1958年由植物学家Rohland首先提出来的。
他把值物产生的与植物生长发育无关的某些特有的物质称为次级代谢物质，合成和利用它们的途径即为次级代谢。
1960年微生物学家Bu’Lock把这一概念引入微生物学领域。
次级代谢并没有一个十分严格的定义，它是相对于初级代谢而提出的—个概念，主要是指次级代谢产物的合成。
它具有许多特点，根据这些特点可以认为次级代谢是指：微生物在一定的生长时期(一般是稳定生长期)，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质的过程。
这一过程的产物即为次级代谢产物。
另外，也有把初级代谢产物的非生理量的积累，看成是次级代谢产物，例如微生物发酵产生的维生素、柠檬酸、谷氨酸等。
（二）次级代谢产物的类型次级代谢产物种类繁多，如何区分类型尚无统一标准。
有的研究者按照次级代谢产物的产生菌不同来区分；有的根据次级代谢产物的结构或作用来区分；有的则根据次级代谢产物合成途径来区分。
现简介如下：1，根据产物合成途径区分类型根据产物合成途径可以分为五种类型。
（1）与糖代谢有关的类型以糖或糖代谢产物为前体合成次级代谢产物有三种情况：（A ）直接由葡萄糖合成次级代谢产物。
例如，曲霉属(Aspergillus)产生的曲酸、蛤蟆菌(Amanitamuscarina)产生的蕈毒碱，放线菌产生的链霉素以及大环内酯抗生素中的糖苷等。
细菌转化过程
细菌转化过程嘿，朋友们！今天咱来聊聊细菌转化过程，这可真是个神奇又有趣的事儿啊！你想想看，细菌那么小的东西，居然也能发生这么奇妙的变化。
就好像一个小小的魔法在它们身上施展了一样。
细菌转化呢，简单来说，就是细菌把外源的遗传物质给吸收了，然后自己就变了样啦！这就好比一个小朋友看到别人有个特别好玩的玩具，然后就拿过来变成自己的了，自己也就变得不一样了哦！那这是怎么发生的呢？首先啊，细菌得先接触到那些外源的遗传物质。
这就像是它们在茫茫人海中遇到了那个能改变它们的“贵人”。
然后呢，它们得想办法把这些遗传物质给弄进来呀。
这可不是件容易的事儿，就跟你要把一个大东西搬进一个小房子里似的，得费点功夫呢！这时候，细菌就会使出它们的小手段啦。
它们会通过一些特殊的通道或者机制，把这些外源遗传物质给拉进来。
这感觉就像是在拔河比赛，细菌拼命地把遗传物质往自己这边拽。
等遗传物质进来了，那可就热闹了。
细菌就得开始整合这些新的东西啦，让它们成为自己的一部分。
这就好像你买了新衣服，得试穿一下，看看合不合身，然后再决定怎么穿出去见人呀。
在这个过程中，要是出点差错可咋办呢？哎呀，那可就麻烦啦！就像你穿衣服扣错了扣子一样，可能会闹笑话哦。
不过细菌也不傻呀，它们也有自己的办法来尽量避免这些问题呢。
你说细菌转化这事儿神奇不神奇？咱生活中的很多事情不也像细菌转化一样吗？有时候一点点的改变，就能带来很大的不同呢。
你看那些科学家们，不就是通过研究细菌转化这些小细节，然后搞出了好多大发明、大发现嘛！这就跟我们平时学习一样，一点点的积累，最后就能有很大的收获呀。
所以啊，可别小看了细菌转化这事儿，这里面的学问大着呢！我们得好好研究研究，说不定能从里面找到好多有趣的东西，还能帮助我们解决好多实际问题呢！这细菌转化啊，真是个让人又爱又恨的小魔法呀！。
第四节 微生物在生物圈中的作用
14、下列哪一项疾病不是由细菌或真菌引起的（ A ）
A、新冠肺炎
B、扁桃体炎
C、手足癣
D、小麦叶锈病
15、对自然界中的物质循环起着重要作用的是（ C ）
A、寄生生活的细菌
B、共生生活的细菌
C、腐生生活的细菌
D、芽孢
16.豆科植物的根瘤是由哪两种生物共同生活所形成的?( A )
A.根瘤菌和豆科植物
二、营寄生生活的细菌和真菌引起动植物和人患病
细菌引起人和动物患病 真菌使人患病 真菌使植物患病
细菌和真菌的生活方式是？ 寄生
是指一种生物长期或暂时生活在另一种生 物的体内或体表，吸取后者的营养物质来维 持生活的一种生活方式。营寄生生活的生物 叫寄生物；被侵害的生物叫做寄主，也叫宿 主。
结核杆菌引起肺结核
生物的遗体被谁分解了？ 腐生的细菌和真菌。
它们分解后产生了什么物质？
细菌和真菌在物质循环中的作用示意图
二氧化碳、水和无机盐。
这些物质又能被谁吸收和 利用？
被植物吸收利用，进而 制造有机物。
豆科植物的根瘤
在豆科植物的 根瘤中，有能够固 氮的根瘤菌与植物 共生。根瘤菌将空 气中的氮转化为植 物能吸收的含氮物 质，而植物则为根 瘤菌提供有机物。
根瘤是
与
共生
形成的。根瘤菌将空气中的氮转
化为植物能吸收的含氮物质，而
植物则为根瘤菌提供有机物
微生物在生物圈中的作用
1. 促进生物圈中的碳循环：营腐生生活的细菌、 真菌作为分解者，参与物质循环，将动、植物尸体、 粪便中的有机物分解成二氧化碳、水、无机盐等，
考点2
被绿色植物再利用来制造_有__机___物__。
2. 促进生物圈中的氮循环 (1)固氮作用: 有些微生物将空气中植物不能直接吸 收利用的氮气固定下来，转变成可以被植物利用的