微生物的菌种选育.pptx
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1、工业微生物5.5.微生物的菌种微生物的菌种选育选育理想发酵工业用菌要求1、遗传性状稳定;、遗传性状稳定;2、生长速度快,不易被噬菌体等异种微生物污染;、生长速度快,不易被噬菌体等异种微生物污染;3、目标产物的产量尽可能接近理想转化率;、目标产物的产量尽可能接近理想转化率;4、最好是胞外产物;、最好是胞外产物;5、尽可能减少产物类似物的生成;、尽可能减少产物类似物的生成;6、培养基简单、来源广、价格低;、培养基简单、来源广、价格低;7、对、对T、pH、离子强度、剪切力不敏感;、离子强度、剪切力不敏感;8、溶氧要求低、便于培养能耗低;、溶氧要求低、便于培养能耗低;5.1 从自然界中获得新菌种5.1
2、.15.1.1采样采样5.1.25.1.2增殖增殖5.1.35.1.3纯化纯化5.1.45.1.4性能鉴定性能鉴定调查研究,查阅资料调查研究,查阅资料设计试验方案设计试验方案确定样品的生态环境、季节确定样品的生态环境、季节选择和地点选择选择和地点选择采样采样增殖培养增殖培养(1)控制营养成分控制营养成分(2)控制控制pH(3)温度控制温度控制纯种分离纯种分离(1)稀释法稀释法(2)划线法划线法(3)组织分离组织分离原种斜面原种斜面筛选筛选(1)纸片培养显色法纸片培养显色法(2)透明圈法透明圈法(3)变色圈法变色圈法(4)生长圈法生长圈法(5)抑菌圈法抑菌圈法复筛复筛再复筛再复筛35株株性能鉴定
3、性能鉴定发酵发酵pH、T、通风、搅拌、无菌程度、适应性、通风、搅拌、无菌程度、适应性、副产品和对低劣廉价原料的利用副产品和对低劣廉价原料的利用毒性实验毒性实验菌种鉴定菌种鉴定5.2 5.2 基因突变和微生物菌基因突变和微生物菌种选育种选育 一、一、3 3个经典实验个经典实验 (一)(一)经典转化试验经典转化试验 最早进行最早进行转化转化(transformation)实验的是实验的是F.Griffith(1928年)年),他以,他以Streptococcus pneumoniae(肺炎链球菌,旧称肺炎链球菌,旧称“肺炎双球菌肺炎双球菌”)作为研究对象。)作为研究对象。5.2.15.2.1遗传变
4、异的物质基础遗传变异的物质基础(1 1)动物实验动物实验著名的肺炎球菌转化试验著名的肺炎球菌转化试验S型,致病菌,型,致病菌,具荚膜,菌落表面光滑(具荚膜,菌落表面光滑(smoth)R型,非致病菌,型,非致病菌,无荚膜,菌落表面粗糙(无荚膜,菌落表面粗糙(rough)S型型R型型加热灭菌加热灭菌热死热死S菌活菌活R菌菌(2 2)细菌培养试验细菌培养试验(3 3)S S型菌的无细胞抽提液试验型菌的无细胞抽提液试验AveryAvery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验(1 1)从活的)从活的S S菌中抽提各种细胞成分(菌中抽提各种细胞成分(DNAD
5、NA,蛋白质,蛋白质,荚膜多糖等)荚膜多糖等)(2 2)对各组分进行转化试验)对各组分进行转化试验只有只有DNADNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性被酶降解破坏的抽提物无转化活性DNADNA是转化所必需的转化因子是转化所必需的转化因子(二)(二)噬菌体感染实验噬菌体感染实验 1952 1952年,年,A.D.HersheyA.D.Hershey和和M.ChaseM.Chase发表了证明发表了证明DNADNA是噬菌体的遗传物质基础的著名实验是噬菌体的遗传物质基础的著名实验 噬菌体感染实验噬菌体感染实验3535S S蛋白质外壳的噬菌体蛋白质外壳的噬菌体3232P PDNADNA核心的噬菌体核心的噬
6、菌体在在DNADNA中存在着包括中存在着包括合成蛋白质外壳在内合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。的整套遗传信息。(三)(三)植物病毒的重建实验植物病毒的重建实验 为了证明核酸是遗传物质,为了证明核酸是遗传物质,H.Fraenkel-Conrat(19561956)用含用含RNARNA的的烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMVTMV)进行了著名的进行了著名的植物病毒重建实验植物病毒重建实验。烟草花叶病毒的核酸烟草花叶病毒的核酸抗血清处理,证明杂抗血清处理,证明杂种病毒的蛋白质外壳种病毒的蛋白质外壳来自来自病毒病毒1,而非,而非病病毒毒2杂种病毒的后代的杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现为蛋白质外壳表现为病
7、毒病毒2,而非,而非病毒病毒1遗传物质是核酸(遗传物质是核酸(RNA)而非蛋白质而非蛋白质霍氏车前病毒霍氏车前病毒的蛋白质外壳的蛋白质外壳HRVHMV亚病毒的一种:具有传染性的蛋白质致病因子,迄今为止亚病毒的一种:具有传染性的蛋白质致病因子,迄今为止尚为发现该蛋白内含有核酸。尚为发现该蛋白内含有核酸。其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrP c改变折叠改变折叠状态为状态为PrP sc所致,而这二种蛋白质的一级结构并没有改所致,而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。变。二、朊病的发现与思考二、朊病的发现与思考思考思考1)蛋白质是否可以作为遗传物质?)蛋白质是否
8、可以作为遗传物质?prion是生命的一个特例?还是仅仅为表达调控的一种形式?是生命的一个特例?还是仅仅为表达调控的一种形式?2)蛋白质折叠与功能的关系,是否存在折叠密码?)蛋白质折叠与功能的关系,是否存在折叠密码?DNARNARNA肽链肽链蛋白质蛋白质三、原核微生物的质粒三、原核微生物的质粒 1.1.定义和特点定义和特点质粒:质粒:一种独立于染色体外,能进行自主复制的细胞质一种独立于染色体外,能进行自主复制的细胞质遗传因子,主要存在于各种微生物细胞中。遗传因子,主要存在于各种微生物细胞中。cccDNAcccDNAocDNAocDNAlDNAlDNA另一类质粒的复制与核染色体的复制不同步,另一类
9、质粒的复制与核染色体的复制不同步,在这类细胞中,一般含在这类细胞中,一般含10101515个或更多质粒。个或更多质粒。严紧型复制控制严紧型复制控制(stringent replication control)松弛型复制控制松弛型复制控制(relaxed replication control)质粒的复制与核染色体的复制同步,质粒的复制与核染色体的复制同步,在这类细胞中,一般只含在这类细胞中,一般只含1 12 2个质粒;个质粒;质粒是一种独立存在于细胞内的质粒是一种独立存在于细胞内的复制子复制子(replicon)。通常以共价闭合环状(通常以共价闭合环状(covalently closed ci
10、rcle,简称简称CCC)的超螺旋双链的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中;分子存在于细胞中;也发现有线型双链也发现有线型双链DNA质粒和质粒和RNA质粒;质粒;质粒分子的大小范围从质粒分子的大小范围从1kb左右到左右到1000kb;(细菌质粒多在(细菌质粒多在10kb以内)以内)2.2.质粒的分子结构质粒的分子结构t 提取所有胞内提取所有胞内DNA后电镜观察;后电镜观察;t 超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察;超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察;t 对于实验室常用菌,可用质粒所带的某些特点,对于实验室常用菌,可用质粒所带的某些特点,如抗药性初步判断。如抗药性初步判断。特定的质粒提取方特定的质粒提取方法
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