微生物遗传与变异课件

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1、第八章微生物的遗传与变异本章内容：第一节遗传变异的物质基础第二节基因与基因突变第三节原核生物的基因重组第一节遗传变异的物质基础一、遗传和变异遗传：讲的是发生在亲子间即上下代间的关系，即指上一代生物如何将自身的一整套遗传基因稳定地传递给下一代的行为或功能，它具有极其稳定（保守）的特性。变异：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，亦即遗传型（基因型）的改变。第二节基因与基因突变本节内容：基因突变基因突变的类型及分离基因突变的机制狭义：又称点突变，是指一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换而导致的遗传变化。一、基因突变广义：又

2、称多位点突变或染色体畸变，是指基因组大范围的重排，包括打断染色体的缺失、重复、倒位、插入、置换（包括易位）以及基因组中重组或转座现象。二、基因突变的类型及分离（一）碱基变化与遗传信息的改变（二）表型变化（一）碱基变化与遗传信息的改变1、同义突变2、错义突变3、无义突变4、移码突变无义突变?是指编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后,变成不编码任何氨基酸地终止密码UAA、UAG或UGA。虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误,但由于终止密码出现在一条ｍＲＮＡ的中间部位，就使多肽链的翻译就此终止，形成一条不完整的多肽链。（二）表型变化表型：指可观察或可检测到的个体性状或特征，是特定的基因型在一定环境

3、条件下的表现。基因型：指贮存在遗传物质中的信息，也就是它的DNA碱基顺序。几种常见的表型变化的突变型1、营养缺陷型2、抗性突变型3、条件致死突变型4、形态突变型野生型：从自然界分离到的菌株一般称野生型菌株，简称野生型。突变型：野生型经突变后形成的带有新性状的菌株，称为突变株，又叫突变型。1、营养缺陷型是一种由于基因突变丧失合成自身生存所必需的一种或几种生长因子的能力，只能从周围环境或培养基中获得这些营养或其前体物质才能生长的一种突变型。无法在基本培养基中正常生长、繁殖、只能在加有已知生长因子的基本培养基上生长2、抗性突变型是一种由于基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性的一种

4、突变型。3、条件致死突变型是指某菌株或病毒经基因突变后，在某种条件下可正常的生长、繁殖并呈现其固有的表型，而在另一种条件下却无法生长、繁殖的突变类型。温度敏感突变株（Ts突变株）：是一类典型的条件致死突变株例如T4噬菌体突变株在25℃下可感染宿主大肠杆菌，而在37℃时却不能感染大肠杆菌的某些菌株在37℃下正常生长，而在42℃下却不能生长引起Ts突变的原因？突变使某些重要蛋白质的结构和功能发生改变，以致会在某特定温度下具有功能，而在另一温度下则无功能4、形态突变型指造成形态改变的突变型，包括影响细胞和菌落形态、颜色以及影响噬菌体的噬菌斑形态的突变型。是一类非选择性突变，形态突变和非突变类型均同样

5、生长在平板上，只能靠看得见的形态变化筛选三、基因突变的机制基因突变的机制是多样性的（一）自发突变（二）诱发突变（一）自发突变定义：指生物体在无人工干预下自然发生的低频率突变2.原因:①背景辐射和环境因素引起②微生物自身有害代谢产物引起③DNA复制时碱基配对错误引起（二）诱发突变是指通过人为的方法，利用物理、化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。注诱发突变不是用诱变剂产生新的突变,而是通过不同的方式提高突变率诱变剂：凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂1、碱基类似物2、插入染料3、直接与DNA起化学反应的诱变剂4、辐射和热5、生物诱变因子第三节原核生物的基因重组基因重组两个不同来源的遗

6、传物质进行交换，经过基因的重新组合，形成新的基因型的过程。原核生物基因从供体到受体的转移途径主要包括：转化作用转导作用接合作用一、转化（一）定义是指某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型细胞的DNA（DNA片断或质粒），而使它的基因型和表型发生相应变化的现象。（二）转化作用的发现肺炎链球菌分为S型和R型两种。从活的S型菌中抽提各种细胞成分（DNA、蛋白质、荚膜多糖等），然后对各种生化组分进行转化实验。试验转化S菌的DNA长出S菌活R菌转化S菌的RNA转化S菌的蛋白质只长出R菌转化S菌的荚膜多糖结果表明：只有S型菌株的DNA才能将R型菌株转化为S型（三）环境中发生的自然转化自然转化现象首

7、先是在肺炎链球菌中发现的，70多年来已经发现许多细菌属中的某些种或某些株有自然转化的能力。近10多年来的研究已表明，通过自然转化进行的基因转移过程已不是一种“实验室现象”，而是广泛存在于自然界，可能是自然界进行基因交换的重要途径。环境中是否能发生自然转化，主要取决于环境中是否存在具有转化活性的DNA分子及可吸收DNA的感受态细胞。供体菌的dsDNA片断与感受态受体菌的膜连DNA结合蛋白相结合一条链