1、第六章第六章 微生物的遗传变异与菌种选育微生物的遗传变异与菌种选育 在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品的过程中，在应用微生物加工制造和发酵生产各种食品的过程中，要想有效地大幅度提高产品的产量、质量和花色品种要想有效地大幅度提高产品的产量、质量和花色品种,首先首先必须选育优良的生产菌种，才能达到目的。而优良菌种的必须选育优良的生产菌种，才能达到目的。而优良菌种的选育是在微生物遗传变异的基础上进行的。遗传和变异是选育是在微生物遗传变异的基础上进行的。遗传和变异是相互关联，同时又相互矛盾对立的两个方面，在一定条件相互关联，同时又相互矛盾对立的两个方面，在一定条件下，二者是相互转化的。认识和掌握微
2、生物遗传变异的规下，二者是相互转化的。认识和掌握微生物遗传变异的规律是搞好菌种选育和关键。律是搞好菌种选育和关键。本章主要内容本章主要内容重点重点重点重点理解理解理想的工业发酵菌种应符合以下要求：理想的工业发酵菌种应符合以下要求：遗传性状稳定；遗传性状稳定；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；目标产物的产量尽可能接近理论转化率；目标产物的产量尽可能接近理论转化率；目标产物最好能分泌到细胞外，以降低产物抑制并利目标产物最好能分泌到细胞外，以降低产物抑制并利于分离；于分离；尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产尽可能减少产物类似物的产量，以提
3、高目标产物的产量并利于分离；量并利于分离；培养基成分简单、来源广、价格低廉；培养基成分简单、来源广、价格低廉；对温度、对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感；离子强度、剪切力等环境因素不敏感；对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。了解了解微生物的独特生物学特性微生物的独特生物学特性：（1）个体的体制极其简单；个体的体制极其简单；（2）营养体一般都是单倍体；营养体一般都是单倍体；（3）易于在成分简单的组合培养基上大量生长繁殖；易于在成分简单的组合培养基上大量生长繁殖；（4）繁殖速度快；繁殖速度快；（5）易于积累不同的中间代谢产物或终产物；易于积累不同的中
4、间代谢产物或终产物；（6）菌落形态特征的可见性和多样性；菌落形态特征的可见性和多样性；（7）环境条件对微生物群体中各个个体作用的直接性和均环境条件对微生物群体中各个个体作用的直接性和均一性；一性；（8）易于形成营养缺陷型；易于形成营养缺陷型；（9）各种微生物一般都有相应的病毒各种微生物一般都有相应的病毒；（10）存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式；存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式；了解了解微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生物学基本微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生物学基本理论问题中最热衷的理论问题中最热衷的。对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了对微生物遗传规律的深入
5、研究，不仅促进了和和的发展，而且为的发展，而且为提供了丰富提供了丰富的理论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到的理论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。展。研究微生物遗传学的意义研究微生物遗传学的意义了解了解：18831889年间年间Weissmann提出。认为遗传物质是一提出。认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。种具有特定分子结构的化合物。：1933年摩尔根（年摩尔根（Thomas Hunt Morgan）发现了染色体，发现了染色体，并证明基因在染色体上呈直线排列，提出了基
6、因学说，使得遗传物质基并证明基因在染色体上呈直线排列，提出了基因学说，使得遗传物质基础的范围缩小到染色体上。础的范围缩小到染色体上。但染色体是由核酸和蛋白质两种长链高分子组成。但染色体是由核酸和蛋白质两种长链高分子组成。20多种氨基酸多种氨基酸经过不同排列组合，可以演变出的蛋白质数目几乎可以达到一个天文数经过不同排列组合，可以演变出的蛋白质数目几乎可以达到一个天文数字，而核酸的组成却简单得多，一般仅由字，而核酸的组成却简单得多，一般仅由4种不同的核苷酸组成，它们种不同的核苷酸组成，它们通过排列核组合只能产生较少种类的核酸，因此当时认为决定生物遗传通过排列核组合只能产生较少种类的核酸，因此当时认
7、为决定生物遗传型的染色体和基因，起活性成分是蛋白质。型的染色体和基因，起活性成分是蛋白质。：1944年以后，先后有利用微生物年以后，先后有利用微生物为实验对象进行的三个著名实验的论证（肺炎球菌的转化试验、噬菌体为实验对象进行的三个著名实验的论证（肺炎球菌的转化试验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验），才使人们普遍接受核酸才是真正感染试验、病毒的拆开与重建试验），才使人们普遍接受核酸才是真正的遗传物质。的遗传物质。掌握掌握 证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验 肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验噬菌体的感染实验噬菌体的感染实验烟草花叶病毒的拆开与重组
8、实验烟草花叶病毒的拆开与重组实验 理解理解F.Griffith，研究对象：，研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎双球菌）（肺炎双球菌）SIII型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性病性RII型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性病性 Griffith转化试验转化试验示意示意混合培养混合培养RII型活菌型活菌SIII型活菌型活菌SIII型热死菌型热死菌RII型活菌型活菌SIII型活菌型活菌健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康健康病死病死病死病死病死病死以上实验说明：加热杀死的以上实验说
9、明：加热杀死的SIII型细菌细胞内型细菌细胞内可能存在一种转化物质，它能通过某种方式可能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入进入RII型细胞并使型细胞并使RII型细胞获得稳定的遗传型细胞获得稳定的遗传性状，转变为性状，转变为SIII型细胞。型细胞。加加S菌菌DNA加加S菌菌DNA及及DNA酶以外的酶酶以外的酶加加S菌的菌的DNA和和DNA酶酶加加S菌的菌的RNA加加S菌的蛋白质菌的蛋白质加加S菌的荚膜多糖菌的荚膜多糖活活R菌菌长出长出S菌菌只有只有R菌菌1944年年O.T.Avery、C.M.MacLeod和和M。McCarty从热死从热死S型型S.pneumoniae中提纯了可能作为转化因
10、子的各种成分，中提纯了可能作为转化因子的各种成分，并在离体条件下进行了转化试验：并在离体条件下进行了转化试验：只有只有S型细菌的型细菌的DNA才能将才能将S.pneumoniae的的R型转化为型转化为S型。且型。且DNA纯度越高，转化效率也越高。说明纯度越高，转化效率也越高。说明S型菌株转型菌株转移给移给R型菌株的，是遗传因子。型菌株的，是遗传因子。1952 年侯喜年侯喜(A.Hershey)和蔡斯和蔡斯(M.Chase)利用示踪元素，对大利用示踪元素，对大肠杆菌肠杆菌 T2 噬菌体进行了这类实验。噬菌体进行了这类实验。先用含有先用含有 35S 和和 32P 两种元素的培养基培养大肠杆菌，然后
11、让两种元素的培养基培养大肠杆菌，然后让 T2 噬菌体侵染培养后的大肠杆菌，从而使噬菌体侵染培养后的大肠杆菌，从而使 T2 噬菌体打上噬菌体打上 35S 和和 32P 的标记。的标记。让这种让这种 T2 噬菌体侵染不含标记元素的大肠杆菌，并在噬菌体侵染不含标记元素的大肠杆菌，并在 T2 噬菌体噬菌体完成了吸附和侵入后，完成了吸附和侵入后，强烈搅拌强烈搅拌洗涤洗涤，以便使吸附在菌体外表的，以便使吸附在菌体外表的 T2 噬菌体蛋白质外壳脱噬菌体蛋白质外壳脱离细胞并均匀分布，再进行离心沉淀，分别测定沉淀物和上清液离细胞并均匀分布，再进行离心沉淀，分别测定沉淀物和上清液中的同位素标记。中的同位素标记。结
12、果发现，几乎全部结果发现，几乎全部 35S 都在上清液中，而几乎全部都在上清液中，而几乎全部 32P 和细和细菌一起出现在沉淀物中。菌一起出现在沉淀物中。A.D.Hershey和和M.Chase，1952年年（1）含）含32P-DNA的一组：放射性的一组：放射性85%在沉淀中在沉淀中10分钟后分钟后用捣碎器用捣碎器使空壳脱离使空壳脱离吸附吸附离心离心沉淀细胞进一步培沉淀细胞进一步培养后，可产生大量养后，可产生大量完整的子代噬菌体完整的子代噬菌体上清液中含上清液中含15%放射性放射性沉淀中含沉淀中含85%放射性放射性沉淀中含沉淀中含25%放射性放射性以以32S标记蛋白质外壳做噬菌体感染标记蛋白质
13、外壳做噬菌体感染实验实验（2）含）含35S-蛋白质的一组：放射性蛋白质的一组：放射性75%在在上清液中上清液中10分钟后分钟后用捣碎器用捣碎器使空壳脱离使空壳脱离吸附吸附离心离心沉淀细胞进一步培沉淀细胞进一步培养后，可产生大量养后，可产生大量完整的子代噬菌体完整的子代噬菌体上清液中含上清液中含75%放射性放射性烟草花叶病毒的拆开与重组实验烟草花叶病毒的拆开与重组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（1956）用含）用含RNA的烟草花叶病毒的烟草花叶病毒（TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。）进行了著名的植物病毒重建实验。将将TMV在一定浓度的
14、苯酚溶液中振荡，就能在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将其蛋白质外壳与将其蛋白质外壳与RNA核心相分离。分离后核心相分离。分离后的的RNA在没有蛋白质包裹的情况下，也能感在没有蛋白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。能分离出正常病毒粒子。选 用选 用 T M V 和 霍 氏 车 前 花 叶 病 毒和 霍 氏 车 前 花 叶 病 毒（HRV），），分别拆分取得各自分别拆分取得各自的的RNA和蛋白质，将两种和蛋白质，将两种RNA分别与分别与对方的蛋白质外壳重建形成两种杂对方的蛋白质外壳重建形成两种杂合病毒：合病毒：（
15、1）RNA（TMV）蛋白质蛋白质（HRV）（2）RNA（HRV）蛋白质蛋白质（TMV）用两种杂合病毒感染寄主：用两种杂合病毒感染寄主：（1）表现）表现TMV的典型症状病分离的典型症状病分离到正常到正常TMV粒子粒子（2）表现）表现HRV的典型症状病分离的典型症状病分离到正常到正常HRV粒子。粒子。上述结果说明，在上述结果说明，在RNA病毒中，遗传病毒中，遗传的物质基础也是核酸。的物质基础也是核酸。MTV HRVHRV MTV核酸存在的七个水平核酸存在的七个水平细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核细胞核水平细胞核水平:原与真核生物的细胞核结构不同，
16、核外原与真核生物的细胞核结构不同，核外DNA染色体水平染色体水平:倍性倍性(真核真核)和染色体数和染色体数核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体 DNA或或RNA，复合或裸露，双链或单链复合或裸露，双链或单链基因水平：具自主复制能力的遗传功能单位，长度与信息量，基因水平：具自主复制能力的遗传功能单位，长度与信息量，转录转录翻译翻译密码子水平：密码子水平：信息单位信息单位,起始和终止起始和终止,核苷酸水平：核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基突变或交换单位，四种碱基二、遗传物质在细胞内的存在部位和方式二、遗传物质在细胞内的存在部位和方式理解理
17、解一、基因突变的类型一、基因突变的类型 基因突变的类型是多种多样的，按突变体表型不同，可分为以下基因突变的类型是多种多样的，按突变体表型不同，可分为以下几种类型：几种类型：（1）形态突变型。形态突变型。（2）条件致死突变型。条件致死突变型。（3）营养缺陷突变型。营养缺陷突变型。（4）抗性突变型。抗性突变型。（5）抗原突变型。抗原突变型。（6）其他突变型。其他突变型。理解理解突变的类型:选择性突变株:营养缺陷型抗性突变型条件致死突变型非选择性突变株:形态突变型抗原突变型产量突变型 双链DNA 单链DNA 腺嘌呤（腺嘌呤（A）变成次黄嘌呤（变成次黄嘌呤（H）后）后引起的转换过程：引起的转换过程：腺
18、嘌呤氧化脱氨后形成烯醇式次黄嘌呤（腺嘌呤氧化脱氨后形成烯醇式次黄嘌呤（He）He通过互变异构效应形成酮式次黄嘌呤（通过互变异构效应形成酮式次黄嘌呤（HK）DNA复制时，复制时，HK 与胞嘧啶（与胞嘧啶（C）配对配对 DNA第二次复制时，第二次复制时，C与与G正常配对，实现了转换。正常配对，实现了转换。这类诱变剂主要是一些这类诱变剂主要是一些碱基类似物碱基类似物,如：如：5-溴尿嘧溴尿嘧啶啶(5-BU)和和5-氨基尿嘧啶（氨基尿嘧啶（5AU）、）、叠氮胸腺嘧啶（叠氮胸腺嘧啶（AIT）等等等等；作用方式作用方式：通过活细胞的代谢活动参入到通过活细胞的代谢活动参入到DNA分子中，分子中，主要是在主要
19、是在DNA复制时碱基类似物插入复制时碱基类似物插入DNA中，中，引起碱基引起碱基对配对错误，造成碱基置换。对配对错误，造成碱基置换。以以5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶(5-BU)为例：为例：5-BU是是胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）的）的的的类似物类似物，酮式的，酮式的5-BU可以和可以和A配对，配对，烯醇式的烯醇式的5-BU可以和可以和G配对，在配对，在DNA分子复制的过程中，由于分子复制的过程中，由于5-BU的的插入和互变异构导致碱基置换。插入和互变异构导致碱基置换。间接引起置换的诱变剂间接引起置换的诱变剂5-BU引起的转换引起的转换丫啶类化合物诱发的移码突变及其回复突变图示：丫啶类化合物诱发的移码突变及
20、其回复突变图示：染色体畸变是指由诱变剂引起染色体畸变是指由诱变剂引起DNA 分子的大损伤，它包括染色体结构上的分子的大损伤，它包括染色体结构上的缺失、重复、易位及倒位等。缺失、重复、易位及倒位等。紫外线、紫外线、X 射线、射线、射线等射线及亚硝酸、烷化剂等均能引起染色体畸变，射线等射线及亚硝酸、烷化剂等均能引起染色体畸变，尤其是紫外线能引起尤其是紫外线能引起DNA 分子多处较大的损伤。分子多处较大的损伤。紫外线主要通过在同链紫外线主要通过在同链DNA 相邻的嘧啶间或在互补双链间形成以共价键结相邻的嘧啶间或在互补双链间形成以共价键结合的胸腺嘧啶二聚体，合的胸腺嘧啶二聚体，微生物能以多种方式去修复
21、被紫外线损作后的微生物能以多种方式去修复被紫外线损作后的 DNA，主要方式有两种：主要方式有两种：（1 1）光复活作用。）光复活作用。由于微生物中一般都存在着光复合作用，因此，用紫外线照射菌液时都由于微生物中一般都存在着光复合作用，因此，用紫外线照射菌液时都须在红光下进行操作处理微生物，而后在暗室或用黑布包起来培养。须在红光下进行操作处理微生物，而后在暗室或用黑布包起来培养。（2 2）暗修复作用。也称切除修复作用。暗修复作用。也称切除修复作用。X 射线和射线和 射线为电离辐射，含有很高的能量，能产生电离作用，因射线为电离辐射，含有很高的能量，能产生电离作用，因而能直接或间接地改变而能直接或间接
22、地改变DNA 结构。直接的效应是碱基的化学键，脱氧核糖结构。直接的效应是碱基的化学键，脱氧核糖的化学键和糖的化学键和糖酸相连接的化学键断裂；酸相连接的化学键断裂；受体菌直接吸收来自供体菌的受体菌直接吸收来自供体菌的DNA 片段，通过交换片段，通过交换组合把它整合到自己的基因组中，从而获得了供体菌组合把它整合到自己的基因组中，从而获得了供体菌的部分遗传性状的现象，称为转化。转化后的受体菌，的部分遗传性状的现象，称为转化。转化后的受体菌，称为转化子。供体菌的称为转化子。供体菌的DNA 片段称为转化因子。片段称为转化因子。只有处于感受态的细菌才能接受转化因子，进行只有处于感受态的细菌才能接受转化因子
23、，进行转化作用。转化作用。w转化过程大致是这样的：转化过程大致是这样的：w 从供体菌提取出转化因子双链从供体菌提取出转化因子双链DNA片段；片段；w 双链双链DNA 片段与感受态受体菌的细胞表面特片段与感受态受体菌的细胞表面特定位点结合；定位点结合；w 在结合位点上，双链在结合位点上，双链DNA 中的一条单链逐步中的一条单链逐步降解，同时另一条链逐步进入受体细胞。降解，同时另一条链逐步进入受体细胞。w 进入受体细胞的进入受体细胞的DNA 单链与受体菌染色体组单链与受体菌染色体组上同源区段配对，而受体菌染色体组的相应单链上同源区段配对，而受体菌染色体组的相应单链片段被切除，并被进入受体细胞的片段
24、被切除，并被进入受体细胞的DNA 单链所取单链所取代，于是形成了杂种代，于是形成了杂种DNA 区段；区段；w 受体菌染色体进行复制，其中杂种区段被分受体菌染色体进行复制，其中杂种区段被分离成两个，一个恢复，一个形成一个转化子。离成两个，一个恢复，一个形成一个转化子。掌握概念掌握概念 1普遍性转导普遍性转导 由缺陷型噬菌体误包（而非整合）供体由缺陷型噬菌体误包（而非整合）供体细菌细菌DNA 中的任何一部分片段（包括核外遗传物质在内）中的任何一部分片段（包括核外遗传物质在内）后，当它再次感染受体细菌时，使后者获得了这部分遗传后，当它再次感染受体细菌时，使后者获得了这部分遗传性状的现象，称为普遍性转
25、导。它的转导频率为性状的现象，称为普遍性转导。它的转导频率为 105108。2局限性转导局限性转导 由温和噬菌体侵染而形成的某一溶源细由温和噬菌体侵染而形成的某一溶源细菌群被诱导裂解时，其中极少数个体的菌群被诱导裂解时，其中极少数个体的DNA 可能与噬菌可能与噬菌体体DNA 发生若干特定基因的交换，从而被整合到噬菌体发生若干特定基因的交换，从而被整合到噬菌体的基因组上，当该噬菌体再次感染受体细菌时，就使受体的基因组上，当该噬菌体再次感染受体细菌时，就使受体细菌获得了这一特定遗传性状的现象，称为局限性转导，细菌获得了这一特定遗传性状的现象，称为局限性转导，它的转导频率为它的转导频率为 10-6。
26、掌握概念掌握概念 通过供体细菌和受体细菌完整细胞间的直接接触而传递大段通过供体细菌和受体细菌完整细胞间的直接接触而传递大段DNA 的的过程，称为接合（有时也称杂交）。过程，称为接合（有时也称杂交）。在细菌中，接合现象研究最清楚的是大肠杆菌。发现能够进行在细菌中，接合现象研究最清楚的是大肠杆菌。发现能够进行接合现象的大肠杆菌有雄性与雌性之分，而决定它们性别的是由是接合现象的大肠杆菌有雄性与雌性之分，而决定它们性别的是由是否存在否存在 F 因子所决定。因子所决定。F 因子又称致育因子，是一种质粒，分子量为因子又称致育因子，是一种质粒，分子量为 5107 道尔顿道尔顿；雌性细菌不含雌性细菌不含F 因
27、子，称为因子，称为F-菌株菌株，雄性细菌含有游离存在的雄性细菌含有游离存在的F 因子，称为因子，称为F+菌株菌株，当当雄性细菌细胞中所含的雄性细菌细胞中所含的F 因子被整合在细胞核的因子被整合在细胞核的DNA 上，不上，不呈游离状态存在称为呈游离状态存在称为Hfr 菌株菌株（高频重组菌株高频重组菌株）；有有时时被整合在细胞核被整合在细胞核DNA 上上的的F 因子，从因子，从DNADNA上面脱落下来，上面脱落下来，呈游离存在，但在脱落时，呈游离存在，但在脱落时，F 因子有时能带一小段细胞核因子有时能带一小段细胞核 DNA。我我们将这种含有游离存在的但又带有一小段细胞核们将这种含有游离存在的但又带
28、有一小段细胞核DNA 的的F 因子的细因子的细菌称为菌称为 F菌株菌株。掌握概掌握概念念（四）溶（四）溶源性转变源性转变理解理解 了解了解 了解了解 重点掌握重点掌握一、从自然界中分离筛选菌种的方法步骤一、从自然界中分离筛选菌种的方法步骤 方法、地点、时间和周围环境记录方法、地点、时间和周围环境记录纯种分离的原则就是使培养物获得单个菌落：纯种分离的原则就是使培养物获得单个菌落：1稀释分离法稀释分离法 2平板划线分离法平板划线分离法 涂菌涂菌：划线分离划线分离：分步划线法分步划线法；一次划线法：一次划线法：3组织分离法组织分离法 掌握掌握出发菌株出发菌株同步培养同步培养 使菌细胞处于相同或接近的
29、生理状态使菌细胞处于相同或接近的生理状态单细胞（或单孢子）菌悬液的制备单细胞（或单孢子）菌悬液的制备 单细胞或单孢子的意义单细胞或单孢子的意义 酵母或霉菌孢子酵母或霉菌孢子10106 6/ml ml、细菌、细菌10108 8 /ml ml 诱变剂的选择及其剂量的确定诱变剂的选择及其剂量的确定 以致死率为以致死率为9099 为宜为宜诱变处理诱变处理 物理诱变剂物理诱变剂 化学诱变剂化学诱变剂 2营养缺陷型菌株筛选的一般方法营养缺陷型菌株筛选的一般方法 20种氨基酸的排列编组种氨基酸的排列编组 1提取目的基因 用密度梯度离心方法分别从供体细胞中提取所需要的DNA即目的基因和作为载体的细菌质粒或噬菌
30、体核酸，目的基因也可通过化学方法人工合成。2处理目的基因 根据基因工程的“设计蓝图”的要求，在从供体细胞中提取出的目的基因中加入专一性很强的限制性核酸内切酶进行处理，从而获得带有特定基因并暴露出粘性末端的DNA单链部分。必要时这种粘性末端也可用人工方法合成。对作为载体的细菌质粒或噬菌体DNA可采用与处理目的基因同一种类的限制性核酸内切酶进行处理，使其形成并暴露出与目的基因相应的粘性末端。3体外重组 将上述分别处理过的目的基因和细菌质粒DNA片段（或噬菌体核酸）放在试管中，在较低温度（56）下混合“退火”。由于这两种DNA是用同一种限制性核酸内切酶进行处理，具有相同的粘性末端，因此相互之间能够形
31、成氢键，这就是所谓“退火”。而相邻的核苷酸，在DNA连接酶的作用下也能形成磷酸二酯键，这样就完成了目的基因与质粒DNA（或噬菌体DNA）的重组，得到的是一个完整的具有复制能力的环状DNA重组体，即“杂种质粒”（或杂种噬菌体）。4载体传递 即通过载体将供体生物中的遗传基因导入到受体细胞内。载体必须具有自我复制的能力，一般可利用质粒的转化作用或噬菌体的转导作用，将供体基因带入受体细胞内。5复制、表达 在理想情况下，进入受体细胞内的杂种质粒（或杂种噬菌体），可通过自我复制到扩增，并使受体细胞表达出作为供体细胞所固有的部分遗传性状，成为“工程菌”。6筛选、繁殖 当前，由于分离纯净的基因功能单位还很困难，所以通过重组后的“杂种质粒”的性状是否都符合原定的“设计蓝图”，以及它能否在受体细胞内正常增殖和表达等，都还需要经过仔细检查，以便能在大量个体中设法筛选出所需要性状的个体，然后才可加以繁殖和利用。掌握掌握掌握掌握
