动物微生物微生物遗传与变异课件

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1、第七章微生物的遗传与变异一、几个概念1、遗传生物的上一代将自己的遗传因子传递给下一代的行为或功能，具有极其稳定的特性。2、遗传型某一生物所含有的遗传信息即DNA中正确的核苷酸序列。生物体通过这个核苷酸序列控制蛋白质或RNA的合成，一旦功能性蛋白合成，可调控基因表达。遗传型是一种内在可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。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。3、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条件下的具

2、体体现。是一种现实性。4、变异是生物体在某种外因或内因作用下引起的遗传物质结构改变，亦即遗传型的改变。特点：几率极低(一般为10-5～10-6)；性状变化幅度大；变化后的新性状是稳定的、可遗传的。5、饰变指一种不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录和翻译水平上的表型变化.特点:整个群体几乎每个个体都发生同样的变化;性状变化的幅度小.因其遗传物质不变,因此饰变是不遗传的.第一节微生物遗传的物质基础一、基因组和质粒（一）基因组细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。核体又称染色体，是由双条环状双螺旋DNA长

3、链组成的，含有遗传基因，控制着细菌的遗传与变异。（二）质粒质粒是细菌染色体外的遗传物质，多为环状双螺旋DNA分子。质粒可以自身复制，随宿主菌分裂传到子代菌体。在一定条件下，质粒可以转移，也可丢失。质粒是自行复制单位，有的需与核质染色体的复制同步，称为严紧型复制。质粒编码细菌各种重要的生物学性状.编码性菌毛的质粒称致育质粒或F质粒;编码细菌各种毒力因子的质粒称毒力质粒或Vi质粒;而细菌对抗菌药物或重金属盐类的抗性则有R质粒所决定.一种质粒可同时具有几种编码功能.质粒示意图细菌的质粒二、转座因子和毒力岛（一）

4、转座因子近年来发现微生物的某些DNA片段作为一个独立单位可以在染色体上移动，此种移动甚至发生在不同种细菌之间。这种可移动的DNA片段称之为转座因子。细菌的转座因子有三种类型：插入序列、转座子以及某些特殊的噬菌体。（二）毒力岛毒力岛是20世纪90年代提出的一个新概念。毒力岛是指病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构与功能有别于细菌染色体，但位于细菌染色体之内，因此称之为“岛”。其生物学意义尚不清楚,推测其与细菌的毒力变异有关。第二节微生物的主要变异一、形态与结构的变异在外界环境条件影响下,微生物的形态往往会

5、发生变化,但这些变异大多是暂时的;如果微生物在环境条件长期变化的影响下,其改变的形态也是不易恢复的.（一）形态的变异（二）结构与抗原性变异（三）菌落的变异（一）形态的变异微生物在异常条件下发育时,可以发生形态的改变.如从炭疽病猪咽喉分离到的炭疽杆菌,大多呈细长丝状,而不是典型的竹节状排列.在实验室保存的菌种,若没有及时的进行移植,其形态变异更为常见.（二）结构与抗原性变异1荚膜变异:禽源性巴氏杆菌2芽胞变异:炭疽杆菌3鞭毛变异:变形杆菌R菌落S菌落（三）菌落的变异二、生化变异（一）营养缺陷型变异（二）抗药

6、性变异（三）抗噬菌体变异（四）毒力的变异第三节微生物变异的机理一、非遗传性变异非遗传性变异，即基因无变化，只因外界环境暂时的影响而表现出的变异。例如炭疽杆菌菌落正常表现为粗糙型，但有人证明在厌氧的条件下，在含有血清或血液的培养基中，菌落变为光滑型。如果在有氧的条件下，普通琼脂培养又可见到粗糙型菌落。目前对非遗传变异的机理还不太清楚。二、遗传性变异由于微生物基因发生了改变，使其相应的性状也发生改变，并可以遗传下去，这种变异称为遗传性变异。遗传性变异的机理包括基因突变和基因重组两方面。（一）基因突变又称为突变

7、。是基因内部结构的细微变化，如DNA分子上排列的碱基对发生的变化。基因突变可分为碱基置换和移码两种类型。按其发生的原因，可分为自发突变和诱发突变两类。自发突变是指没有人为影响的外界条件下，自然发生的突变，突变率一般是10-6～10-9。诱发突变是指微生物受某些物理、化学因素的作用发生了突变，这种现象称为诱变。（二）基因重组将一个不同性状个体细胞内的遗传基因转移到另一个个体细胞内并使之发生遗传变异的过程，称为基因重组。细菌的基因重组有转化、转导、溶原性转换和接合等四种方式。1、转化肺炎双球菌荚膜转化受体细胞

8、直接吸收了来自供体细胞的DNA片段,并把它整合到自己基因组中,获得了供体细胞部分遗传性状的现象.2、转导以温和噬菌体为媒介,把供体细胞中的DNA片段携带到受体细胞中,而使后者获得了前者部分遗传性状的现象.3、溶原性转换因前噬菌体基因插入寄主的基因组而使后者获得一些新性状的现象.4、接合供体菌和受体菌细胞经直接接触通过性菌毛传递DNA(或质粒)遗传信息的现象三、基因工程（一）基因工程的概念基因工程，也称遗传工程。基因工程技术是用