1. 微生物代謝工程中的常用基因操作技術有哪些
微生物的基因操作技術有：核酸的凝膠電泳、核酸租虧友的分子雜交技術、DNA 序列分析、基 因的定點誘變、細菌的轉化、利用 DNA 與蛋白質的相互作用進行核酸研究、PCR 技術等。
基因定點突變(site-directed mutagenesis)：通過改變基因特定位點核苷酸序列來改變所編 碼的氨基酸序列，用於研究氨基酸殘基對蛋白質的結構、催化活性以及結合配體能力的影響， 也可用於改造 DNA 調控元件特徵序列、修飾表達載體、引入新的酶切位點等。主要採用兩 種 PCR 方法，包括重疊延伸技術和大引物誘變法。在硫化細菌核苷弊槐水解酶對底物專一性的研 究中，採用定點突變技術，對編碼 221 位和 228 位氨基酸的 DNA 序列進行突變，改變兩個位點的氨基酸，從而研究氨基酸殘基對底物結合的影響。
基因敲除(gene knock-out)：又稱基因打靶，通過外源 DNA 與染色體 DNA 之間的同源重 組，進行精確的定點修飾和基因改造，具有專一性強、染色體 DNA 可與目的片段共同穩定 遺傳等特點，可分為完全基因敲除和條件型基因敲除。在谷氨酸棒桿菌生產纈氨酸的研究中，採用基因敲除的方法進行高產菌株構建。如 ilvA 基因敲除，使蘇氨酸脫氨酶的合成減少，降低異亮氨酸合成的前空好體，從而減少異亮氨酸的合成，增加纈氨酸的生成。
2. 原核微生物的基因重組有幾種方式各是什麼
原核微生物中,自然發生的基因重組方式主要有結合、轉導、轉化和原生質融合等方式.真核微生物中有有性雜交、准性雜交敗攜、酵母察汪伏菌
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質粒轉移等等.
還陵脊有人為的基因重組方式,主要是基因工程
3. 論述真核微生物的基因重組的主要方式
在真核微生物中，基因重組主要有有性雜交、准性雜交、原生質體融合和遺傳轉化等。
有蔽搜性雜交：
有性雜交，一般指性細胞間的結合和隨之發生的染色體重組，並產生新遺傳型後代的一種育種技術。
凡是能產生有性孢子的酵母菌和黴菌，都能進行有性雜交。
生產實踐上利用有性雜交培育優良品種的例子很多，例如，把用於酒精發酵的酵母和用於麵包發酵的酵母兩者雜交，就得到了既能生產酒精，有對麥芽糖和葡萄糖有很強發酵能力的新菌株。
准性生殖：
准性叢核生殖是一種類似於有性生殖，但比它更為原始的一種生殖方式，它可使同種生物兩個不同菌株宏鄭歷的體細胞發生融合，且不以減數分裂的方式而導致低頻率的基因重組並產生重組子。
准性生殖常見於某些真菌，尤其是半知菌中。其主要過程為：
(1)菌絲聯結
(2)形成異核體
(3)核融合或核配
(4)體細胞交換和單倍體化
4. 基因是如何改造的
基因改造是基因工程的一項技術，日常說的基因改造即是基因工程基因工程genetic engineering
【簡介】
基因工程是生物工程的一個重要分支，它和細胞工程、酶工程、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程。 所謂基因工程（genetic engineering)是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術，是將外源基因通過體外重組後導入受體細胞內，使這個基因能在受體細胞內復制、轉錄、翻譯表達的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當的工具酶進行切割後，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然後與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中，以讓外源物質在其中「安家落戶」，進行正常的復制和表達，從而獲得新物種的一種嶄新技術。 基因工程是在分子生物學和分子遺傳學綜合發展基礎上於本世紀70年代誕生的一門嶄新的生物技術科學。一般來說，基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質--DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當的工具酶進行切割後，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然後與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中，以讓外源遺傳物質在其中"安家落戶"，進行正常復制和表空灶達，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術。 這個定義表明，基因工程具有以下幾個重要特徵：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中進行繁殖，能夠跨越天然物種屏障，把來自任何一種生物的基因放置到新的生物中，而這種生物可以與原來生物毫無親緣關系，這種能力是基因工程的第一個重要特徵。第二個特徵是，一種確定的DNA小片段在新的寄主細胞中進行擴增，這樣實現很少量DNA樣品"拷貝"出大量的DNA，而且是大量沒有污染任何其它DNA序列的、絕對純凈的DNA分子群體。科學家將改變人類生殖細胞ＤＮＡ的技術稱為「基因系治療」（ｇｅｒｍｌｉｎｅｔｈｅｒａｐｙ），通常所說的「基因工程」則是針對改變動植物生殖細胞的。無論稱謂如何，改變個體生殖細胞的ＤＮＡ都將可能使其後代發生同樣的改變。 迄今為止，基因工程還沒有用於人體，但已在從細菌到家畜的幾乎所有非人生命物體上做了實驗，並取得了成功。事實上，所有用於治療糖尿病的胰島素都來自一種細菌，其ＤＮＡ中被插入人類可產生胰島素的基因，細菌便可自行復制胰島素。基因工程技術使得許多植物具有了抗病蟲害和抗除草劑的能力；在美國，大約有一半的大豆和四分之一的玉米都是轉基因的。目前，是否該在農業中採用轉基因動植物已成為人們爭論的焦點：支持者認為，轉基因的農產品更容易生長，也含有更多的營養（甚圓虧鉛至葯物），有助於減緩世界范圍內的飢荒和疾病；而反對者則認為，在農產品中引入新的基因會產生副作用，尤其是會破壞環境。 誠然，仍有許多基因的功能及其協同工作的方式不為人類所知，但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鮭魚長得比自然界中的橘好大幾倍、使寵物不再會引起過敏，許多人便希望也可以對人類基因做類似的修改。畢竟，胚胎遺傳病篩查、基因修復和基因工程等技術不僅可用於治療疾病，也為改變諸如眼睛的顏色、智力等其他人類特性提供了可能。目前我們還遠不能設計定做我們的後代，但已有藉助胚胎遺傳病篩查技術培育人們需求的身體特性的例子。比如，運用此技術，可使患兒的父母生一個和患兒骨髓匹配的孩子，然後再通過骨髓移植來治癒患兒。 、
【基因工程的基本操作步驟】1.獲取目的基因是實施基因工程的第一步。2.基因表達載體的構建是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。3.將目的基因導入受體細胞是實施基因工程的第三步。4.目的基因導入受體細胞後，是否可以穩定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。基因工程的前景科學界預言，21世紀是一個基因工程世紀。基因工程是在分子水平對生物遺傳作人為干預，要認識它，我們先從生物工程談起：生物工程又稱生物技術，是一門應用現代生命科學原理和信息及化工等技術，利用活細胞或其產生的酶來對廉價原材料進行不同程度的加工，提供大量有用產品的綜合性工程技術。
美國的吉爾伯特是鹼基排列分析法的創始人，他率先支持人類基因組工程 如果將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷連接到另外一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織一下，不就可以按照人類的願望，設計出新的遺傳物質並創造出新的生物類型嗎？這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同，它很像技術科學的工程設計，即按照人類的需要把這種生物的這個「基因」與那種生物的那個「基因」重新「施工」，「組裝」成新的基因組合，創造出新的生物。這種完全按照人的意願，由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術，就被稱為「基因工程」，或者稱之為「遺傳工程」。 人
5. 微生物基因重組形式有哪幾種，試述其定義，並對這些重組形式進行比較
兩種不同的病毒感染同一細胞時,可能會發生染色質的交換.細菌之間可以通過一種鞭毛進行質體的交換
6. 細菌基因轉移與重組的方式有哪些
細菌基因的轉移與重組的方式蘆升有轉化、轉導、溶原性轉換、接合。
1、轉化：受體菌直接攝取供體菌游離的DNA段，從而獲得新的遺傳性狀。
2、轉導：以溫和噬菌體為載體，將供體菌的遺傳物質轉移到受體菌中去，使受體菌獲得新的遺傳性狀。
3、接合：是指細菌通過性菌毛將遺傳物質讓蔽（主要為質粒）從供體菌轉移給受體菌，使受體菌獲得新的遺傳性狀。
4、溶原陪滑老性轉換：是由於溫和噬菌體的DNA（前噬菌體）整合到宿主菌的染色體DNA後，使細菌的基因型發生改變，從而獲得新的遺傳性狀。
(6)改造微生物基因的方式有哪些方面擴展閱讀：
細菌基因的轉移與重組屬於細菌變異。細菌從外源取得DNA，並與自身染色體DNA進行重組，引起細菌原有基因組的改變，導致細菌遺傳性狀的改變。
細菌變異現象在臨床上的實際意義:
1、診斷：應注意細菌的變異株，以免誤診，漏診。
2、治療：為提高抗菌葯物療效，防止耐葯菌株的出現與擴散，在治療前應先做葯敏實驗。
3、預防：用人工方法使病原出產生變異，減低毒力，保存免疫原性，制備減霉活疫苗，預防傳染病。
7. 對微生物的基因改造有哪些
微生物的物理、化學誘變；細胞融合；基因的重組和敲出
8. 微生物基因工程改造的目的有哪些改造的基本策略有哪些
獲得新的微生物性狀，通過基因拼接完成！
9. 列舉幾種原核微生物基因重組的方法，並簡述轉化、轉導、轉染、溶源性轉變的差異。
主要有轉化、轉導、接合、原生質體融合
轉化：受體菌直接吸收供體菌的DNA片段而獲得後者都分遺傳性狀的現象。
轉導：通過缺陷噬菌體的媒介，把供體細胞的小片段DNA攜帶到受體細缺桐渣胞中，通過交換與整合，使後輪雹者獲得前者部分遺傳性狀的現象。
轉染：用提純的病毒核酸（DNA或RNA）去感染其宿主細胞或其原生質體，可增殖出一群正常病毒後代的現象，從表面上看，轉染似與轉化相似，但實質上兩者的區別十分明顯。因為作為轉染的病伏悄毒核酸，絕不是作為供體菌的功能，被感染的宿主也絕不是能形成轉化子得受體菌。
溶源轉變：當正常的溫和噬菌體感染其宿主而使其發生溶源化時，因噬菌體整合到宿主的核基因上，而使宿主獲得了除免疫性外的新遺傳性狀的現象，是一種不攜帶任何外源基因的正常噬菌體；是噬菌體的基因而不是供體菌的基因提供了宿主的新性狀；新性狀是宿主細胞溶源化時的表型，而不是經遺傳重組形成的穩定轉導子；獲得的性狀可隨噬菌體的消失而同時消失。
10. 自然條件下原核微生物基因重組的方式有哪些類型各有什麼特點
原核微生物的基因重組
（一）轉化 (transformation)
轉化是細菌中最早被發現的遺傳物質轉移形式。 l928 年 Griffith 用肺炎鏈球菌對小鼠的感染實驗以及 10 多年後 Avery 等體外轉化過程的實現，轉化因子 DNA 的證實，是現代生命科學發展的重要起點。
1 ．幾個概念
轉化 受體菌直接吸收了來自供體菌的 DNA 片段，通過交換把它整合到自己的基因組中，從而獲得了新的遺傳特性的現象。
轉化子（ transformant ） 受體細胞經復制分裂後出現了供體性狀的子代。
感受態 (competence) 細菌能夠從周圍環境中吸收 DNA 分子進行轉化的生理狀態。
（二) 轉導 (transction)
1952 年 Zinder 和 Lederberg 在驗證鼠傷寒沙門氏菌是否也存在接合現象時發現了轉導現象。
通過完全缺陷或部分缺陷噬菌體為媒介，把供體細胞的 DNA 片段攜帶到受體細胞中，通過交換與整合，從而使後者獲得前者部分遺傳性狀的現象，稱為轉導。獲得新性狀的受體細胞，稱為轉導子 (transctant) 。攜帶供體部分遺傳物質 (DNA 片段 ) 的噬菌體稱為轉導噬菌體。在噬菌體內僅含有供體菌 DNA 的稱為完全缺陷噬茵體；在噬菌體內同時含有供體 DNA 和噬菌體 DNA 的稱為部分缺陷噬菌體 ( 部分噬菌體 DNA 被供體 DNA 所替換 ) 。
根據噬菌體和轉導 DNA 產生途徑的不同，可將轉導分為普遍性轉導和局限性轉導。
1 ．普遍性轉導 (general transction)
通過完全缺陷噬菌體對供體菌任何 DNA 小片斷的「誤包」，而實現其遺傳性狀傳遞至受體菌的轉導現象，稱為普遍性轉導。
普遍性轉導的機制——「包裹選擇模型」，當噬菌體侵染敏感細菌並在細菌內大量復制增殖時，亦把寄主 DNA 降解為許多小的片段，在裝配時，少數噬菌體 (10 -6 一 10 -8 ) 錯誤地包裝了宿主的 DNA 片段並能形成「噬菌體」，這種噬菌體稱普遍性轉導噬菌體 ( 為完全缺陷噬菌體 ) 。隨著細菌的裂解，轉導噬菌體也被大量釋放。當這些轉導噬菌體再次侵染受體菌時，其中的供體 DNA 片段被注入受體菌。 如果該 DNA 片段能與受體菌 DNA 同源區段配對，通過遺傳物質的雙交換而進行基因重組並形成穩定的轉導子，稱完全普遍性轉導。如鼠傷寒沙門氏菌的 P22 噬菌體、大腸桿菌的 P1 噬菌體和枯草芽孢桿菌的 PBS1 和 SP10 等噬菌體中都能進行完全轉導。 如果該 DNA 片斷不能與受體菌 DNA 進行交換、整合和復制，只以游離和穩定的狀態存在，而僅進行轉錄、轉譯和性狀表達，稱流產轉異。發生流產轉導的細胞在其進行分裂後，只能將這段外源 DNA 分配給一個子細胞，而另一子細胞僅獲得供體基因轉錄、轉譯而形成的少量產物 -- 酶，因此在表型上仍可出現輕微的供體菌特徵，每經分裂一次，就受到一次「稀釋」。所以能在選擇培養基上形成微小菌落就成了流成轉導子的特點。
2 ．局限性轉導 (specialized transction)
通過部分缺陷噬的溫和噬菌體把供體菌的少數特定基因攜帶到受體菌中，並獲得表達的轉導現象）。轉導後獲得了供體部分遺傳特性的重組受體細胞稱為局限轉導子。
(1) 局限性轉導的機制——「雜種形成模型」 λ噬菌體的線狀雙鏈 DNA 分子的兩端為 12 個核苷酸單鏈（粘性未端 cos 位點），在溶源狀態下，以前噬菌體狀態存在於細胞染色體上。被誘導後，在裂解細菌時，其以粘性末端形成的環狀分子通過滾環復制形成一個含多個基因組的 DNA 多聯體，以 2 個 cos 位點之間的距離決定其包裝片段的大小而進行切割、包裝，最終形成轉導噬菌體。在極少數情況下 ( 約 10 -5 ) ，在前噬菌體兩端鄰近位點上與細菌染色體發生錯誤的切割，使其重新形成的環狀 DNA 中，同時失去前噬菌體的一部分 DNA 和增加了一段相應長度的細菌宿主染色體 DNA ，這樣形成的雜合 DNA 可正常被包裝、復制。形成的新轉導噬菌體稱為部分缺陷噬體。因為λ前噬菌體位點兩端是細菌染色體的 gal + ( 發酵半乳糖基因 ) 和 bio + ( 利用生物素基因 ) ，故形成的轉導噬菌體通常帶有 gal + 或 bi0 + 基因，故這些部分缺陷噬菌體表示為λ dga1( 缺陷型半乳糖轉導噬菌體 ) 或λ dbio( 缺陷性生物素轉導噬菌體 ) 。這些轉導噬菌體可重新侵入受體菌，侵入後，噬菌體 DNA 與受體菌的 DNA 同源區段配對，通過雙交換而整合到受體菌的染色體組上，使受體菌獲得了供體的這部分遺傳特性。
（ 2 ）局限性轉導中的低頻轉導與高頻轉導 低頻轉導 (LFT) ：由於宿主染色體上進行不正常切離的頻率極低，因而在裂解物中所含的部分缺陷噬菌體的比例是極低（ 10 -4 --10 -6 ）的，這種裂解物稱為 LFT 裂解物。 LFT 裂解物在低 m.o.i(multiplicity of infection) 情況下感染宿主，就可獲得極少量的轉導子。高頻轉導 (HFT) ：形成轉導子的頻率很高，理論上可達 50 ％，故稱之為高頻轉導。其原因是因為供體菌為雙重溶源菌，它同時有兩種噬菌體整合在細菌的染色體上。例如，大腸桿菌 K12 株，其雙重溶源菌為 E.coli K12( λ / λ dg), 即其前噬體體有λ和λ dg 為缺陷噬菌體，帶有供體 gal + 基因，但丟失了部分噬菌體本身的 DNA ；而λ噬菌體為正常噬菌體，不帶 gal 基因，但起輔助作用，稱為輔助噬菌體，可彌補λ dg 的不足，使λ dg 也能成為「完整噬菌體」而釋放。這樣，一個細菌便可同時等量地釋放出λ dg 和λ兩種噬菌體，這時的裂解物稱為 HFT 裂解物，當用低 m.o.i 的 HFT 裂解物去感染另一個 E.coligal - 受體菌，是可高頻率的把它轉化為能發酵乳糖的 E.coli gal + 轉導子。這種方式稱為高頻轉導。
當溫和噬菌體感染其宿主而使之發生溶源化時，因噬菌體的基因整合到宿主的基因組，而使後者獲得了除免疫以外的新性的現象，稱為溶源轉變。
( 三 ) 接合 (conjugation)
指供體菌和受體菌完整細胞間的直接接觸，而實現大段的 DNA 傳遞現象。
Iederberg 和 Tatum 於 1946 年設計了一個有名的實驗，才證明了原核生物的接合現象。他們篩選出了兩種不同營養缺陷型的大腸桿菌 K12 突變株，其中 A 菌株是 met- 、 bio- ， B 菌株是 thr- 、 Leu- ，將它們在完全培養基上混合培養後，再塗布於基本培養基上。結果發現，在基本培養基上出現了 met + 、 bi0 + 、 thr + 、 1eu + 的原養型菌落 ( 約為 10 -7 ) ，而分別塗布的兩種親本菌株對照組都不出現任何菌落。進一步的實驗證實，上述遺傳重組的形成，是兩個親本細胞接合以後發生基因重組的結果。在細菌中，接合現象發研究最清楚的是 E.coli ，研究發現 E.coli 是有性別分化的，決定性別的是一種質粒，即 F 因子。
（四）原生質體融合（ protoplast fusion ）
通過人為的方法，使遺傳性狀不同的兩細胞的原生質體發生融合，並進而發生遺傳重組以產生同時帶有雙親性狀的、遺傳性穩定的融合子（ fusant ）的過程 . 能進行原生質體融合的細胞是極其廣泛的，不僅包括原核生物，而且還包括各種真核細胞。