遗传变异的概念及物质基础ppt课件

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1、第八章微生物的遗传变异和育种第一节遗传变异的概念及物质基础第二节基因突变与基因重组第三节微生物育种第四节基因工程第五节菌种保藏第八章微生物的遗传变异和育种生物体最本质的属性之一。遗传，讲的是亲子间的关系，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或功能，它具有极其稳定的特性。变异：指生物体遗传物质结构或数量的改变，即遗传型的改变。微生物与遗传学研究：个体结构简单；营养体多为单倍体；易于在成分简单的合成培养基上生长繁殖；繁殖速度快；易于累积不同的最终代谢产物及中间代谢物；菌落形态特征的可见性与多样性；环境

2、条件对各个体作用具有直接性和均一性；易于形成营养缺陷型；一般都有相应的病毒；存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式等。研究现代遗传学和重要的生物学基本理论问题，微生物是最佳材料和研究对象。第一节遗传变异的概念及物质基础一、基本概念（一）、遗传型、基因型：某一生物个体所含有的全部遗传因子（基因的总和）。具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下，通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。----------代谢----遗传型+环境条件------->表型--------------发育----一、基本概念（

3、二）、表型：某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环境下的具体体现。表型是一种现实性。二、证明核酸是遗传变异　　物质的经典实验（一）、转化实验（二）、噬菌体感染实验（三）、植物病毒的重建实验（一）转化实验英，F.Griffith，1928年研究肺炎链（双）球菌发现转变现象。肺炎链（双）球菌，球菌，成双或成链，致人肺炎、小鼠败血症。有许多不同菌株，有荚膜者具致病性，菌落表面光滑，称S型；有的不形成荚膜，无致病性，菌落外观粗糙，称R型。F.Griffith的三组试验：1、动物试验：小白鼠体内加

4、入活R菌或死S菌，小白鼠活；小白鼠体内加入活S菌，小白鼠死；小白鼠体内加入活R菌和热死S菌，小白鼠死，抽心血分离，发现有活的S型细胞－转化现象。2、细菌培养试验：热死S菌在培养皿中培养，不生长；活R菌在培养皿中培养，长出R菌；热死S菌和活R菌在培养皿中培养，长出大量R菌和10-6S菌。3、S型菌无细胞抽提液试验：活R菌加S菌的无细胞抽提液，在培养皿中培养，长出大量的R菌和少量的S菌。(a)无毒菌系RII不使白鼠死亡，从鼠体内分离仍得无毒细菌；(b)将SIII加热杀死，不使白鼠死亡，鼠体内无有毒细菌；(c)混合活R

5、II和加热杀死的SIII，使白鼠死亡，并在死鼠体内发现活的SIII细胞（一）转化实验以上实验说明，加热杀死的S型细菌，在其细胞内可能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入R型细胞，并使R型细胞获得稳定的遗传性状。（一）转化实验1944年，美Avery等进行了离体条件转化实验。1、从活S菌分离提纯各种细胞成分——DNA，RNA，蛋白质，荚膜多糖等。2、将各组分逐个与活R菌混合（①加S菌的DNA；②加S菌的DNA及DNA酶以外的酶；③加S菌的DNA和DNA酶(分解DNA)；④加S菌的RNA；⑤加S菌的蛋白质；⑥加S菌的

6、荚膜多糖），体外培养。3、结果：①、②长出S菌；③、④、⑤、⑥只长R菌。自SIII抽提的DNA与活R菌系细菌混合，少数R细胞转化成S细胞。加脱氧核糖核酸酶(DNase)可阻止转化作用（一）转化实验上述结果说明：S菌DNA将R型转化为S型。DNA纯度越高，转化效率越高。微量纯DNA(6×10-8g)，仍有转化能力。S菌转移给R菌的，不是某一遗传性状(如荚膜多糖)本身，而是以DNA为物质基础的遗传信息。（二）噬菌体感染实验1952，A.Hershey等利用示踪元素，证明DNA是噬菌体遗传物质。以放射性32PO3-4或3

7、5SO2-4作为磷源或硫源培养E.coli，让T2噬菌体（只有核酸和蛋白质）感染E.coli，获得含32P-DNA核心的噬菌体或含35S-蛋白质外壳的噬菌体。将32P-DNA噬菌体、35S-蛋白质外壳噬菌体分别感染无放射性的E.coli，搅拌离心，观察。发现DNA是噬菌体遗传物质。用含32PDNA(核心)的噬菌体作感染实验用含35S蛋白质(外壳)的噬菌体作感染实验（三）植物病毒的重建实验：1956，美H.Fraenkel-Conrat，TMV（RNA）和HRV（与TMV近缘的霍氏车前花叶病毒）。将TMV放在一定浓

8、度的苯酚溶液中振荡,使蛋白质外壳与RNA分离。分离的RNA能感染烟草患典型症状,病斑中能分离出正常病毒粒子。RNA裸露，缺乏蛋白质衣壳保护，感染频率低于正常TMV粒子的感染频率。TMV重建实验示意图(粗线箭头表示遗传信息的去向)二、证明核酸是遗传变异　　物质的经典实验通过上述三个经典实验，确信无疑地得出结论，只有核酸才是贮存遗传信息的真正物质。三、遗传物质