微生物的遗传变异与育种

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1、第七章微生物的遗传变异与育种本章重点：1、重点掌握微生物遗传变异的特点和基本规律，2、原核微生物及真核微生物的基因重组和杂交育种，3、微生物的选种及诱变育种4、菌种保藏的原理与方法遗传（heredity）：指生物的上一代将自己的一整套遗传因子传递给下一代的行为和功能。遗传型（genotype）：也称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。表型（phenotype）：指某一生物所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是遗传型在合适条件下的具体表现。变异（variation）：

2、指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。即遗传型的改变。变异频率一般为10-5~10-10、变化后新性状稳定，可遗传。饰变（modification）：指不涉及遗传物质结构而只发生在转录、翻译水平上的表型变化，不遗传。第一节遗传变异的物质基础一、三个经典实验(一)、经典转化实验1、实验内容(1)、动物实验加入活R菌（无膜，粗糙））或死S菌(有膜，光滑)小白鼠（活）小白鼠加入活S菌小白鼠（死）加入活R菌和热死S菌小白鼠（死）抽心血分离活的S菌活(2)细菌培养实验热死S菌不生长

3、肺炎链球菌活R菌长出R菌热死S菌+活R菌长出大量R菌+10-6S菌(3)S型菌的无细胞抽提液试验活R菌2、结论：DNA为遗传信息的物质基础培养皿培养培养皿培养培养皿培养长出S菌只长出R菌加S菌的DNA加S菌的DNA和DNA酶以外的酶加S菌的DNA和DNA酶加S菌的RNA加S菌的蛋白质加S菌的荚膜多糖结论：蛋白质不参与遗传，只要有DNA存在就可完成合成整套遗传信息。(二)、噬菌体感染实验32p35s结论：只有TMV的RNA核心参与杂合病毒才能重新分离到TMV，而其外壳参与杂合病毒得到的不是TMV，即：

4、在RNA病毒中，遗传物质基础仍是核酸（RNA）(三)植物病毒的重建实验烟草花叶病毒霍氏车前花叶病毒二、遗传物质的存在形式(一)、7个水平1、细胞水平放线菌：菌丝多核原核生物：核区杆菌：两个核区细菌球菌：一个单核：酵母、黑曲霉等真核微生物多核：米曲霉等，孢子一般为单核2、细胞核水平核内：DNA与组蛋白结合真核生物细胞质基因：线粒体、叶绿体核外染色体共生生物2µm质粒环状双链结构DNA原核生物F因子R因子核外染色体Col质粒Ti质粒巨大质粒降解性质粒3、染色体水平(1)、染色体数高等动植物体细胞：双倍体

5、(2)、染色体倍数原核：一般为单倍体微生物双倍体不稳定真核：一般为单倍体接合成合子后可成双倍体4、核酸水平(1)、种类及结构多数为DNA，大多为双链，也有环状及螺旋状等仅病毒有RNA，其DNA、RNA也有单链、双链等(2)、长度(即碱基对，bp)介绍已测序的微生物基因组大小5、基因水平基因：是生物体内一切具有自主复制能力的最小遗传功能单位。每个基因大体在1000~1500bp，相对分子量约为6.7×105。基因的特点：a基因能进行自我复制：DNA在复制时，由一个DNA分子能自我复制成2个DNA分子，

6、而基因是DNA链上的一个片段，所以完全能进行自我复制。b基因决定性状：某一基因的存在，能够决定某种酶或蛋白质的合成，因而直接控制着新陈代谢是否正常进行，决定某种性状是否出现。c基因能够发生突变：如同DNA发生变化一样，基因也会发生变化，即变异。(1)、原核生物的基因调控系统(2)、真核生物6、密码子水平遗传密码：DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸排列顺序。密码子：遗传密码的信息单位。每一密码子由3个核苷酸序列即一个三联体组成。7、核苷酸水平核苷酸单位为最低突变单位或交换单位绝大多数生物的DNA含

7、：腺苷酸(AMP)、胸苷酸(TMP)、鸟苷酸(GMP)、胞苷酸(CMP)。少数例外。(二)、原核生物的质粒1、定义和特点(1)、定义：凡游离于原核生物核基因组之外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子，即cccDNA，称为质粒（plasmid）。(2)、特点a质粒具有麻花状的超螺旋结构，大小1.5~300kb，分子量106~108，相当于1%核基因组大小。b质粒上携带核基因缺少的基因，具接合、产毒、抗药、固氮、产特殊酶等作用。c是一种独立存在于胞内的复制子。d少数质粒可在不同菌株间转移

8、。e还有重组功能，可在质粒与质粒间、质粒与核染色体间发生基因重组。2、质粒在基因工程中的应用3、质粒的分离与鉴定(1)、分离过程：细胞裂解蛋白质和RNA的去除质粒DNA与染色体DNA的分离(2)、鉴定：a电镜b琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶电泳c密度剃度离心法4、质粒的种类按其作用分为5大类有：接合性、抗药性、产细菌素和抗生素、具生理功能的和产毒质粒质粒的三种构型5、典型质粒介绍(1)、F质粒★构成：★作用：决定性别并有转移能力★存在菌：大肠杆菌、假单胞菌属、链球菌属(2)、