微生物的遗传变异

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1、第八章微生物的遗传变异遗传性：指生物的亲代传递给其子代一套遗传信息的特性。基因型：指生物体所携带的全部基因的总称。表型：指遗传特性在一定环境条件下的具体表现。变异：指遗传型的改变，即生物遗传物质结构上发生改变。饰变：同样遗传型的生物，在不同的外界条件下呈现不同的表型。第一节微生物遗传变异的物质基础（一）转化实验1944年美国洛克非勒医学研究所的Avery等人证实了1928年英国人Griffith的发现，并将肺炎链球菌SⅢ型的DNA成功的转化无毒性的肺炎球菌RⅡ型为有毒的肺炎球菌SⅢ型，第一次证明了载有肺炎链球菌SⅢ型荚膜遗传信息的物

2、质是DNA。（二）噬菌体的感染实验1953年美国人Hershey和Chase用放射性同位素方法，提供了DNA是噬菌体遗传物质的直接证据。他们用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌H，再用被标记的大肠杆菌Ｈ培养Ｔ2噬菌体，直至完全标记上32P和35S的T2噬菌体为止。用标记的T2噬菌体侵染没有标记的大肠杆菌Ｈ，结果表明，Ｔ2噬菌体外壳蛋白中有35S放射性并与细菌的细胞壁连接，而DNA部分则有32P放射性并进如细菌的细胞质中。这一事实说明，在噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌细胞外，只有DNA进入了细胞，又一次证明遗传物质是DNA，

3、而不是蛋白质。（三）病毒拆开和重建实验通过Fraenbkel－Conrat等在植物病毒领域中的著名实验，证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。第二节微生物突变突变（mutation）指遗传物质--核酸（DNA或RNA）中的核苷酸顺序突然发生了稳定的可遗传的变化。突变包含基因突变和染色体畸变，基因突变是由于DNA链上的一对或少数几对碱基发生改变而引起的。一、基因突变的自发性和突变结果与原因不对应性的证明人们通常认为，某种细菌从对药物敏感到产生抗性是由于药物长期作用于细菌的结果，但实际上，对药物的这种抗性突变与接触药物无关，即突变的性状与

4、引起突变的原因间无直接的对应关系。后来，人们通过几个严密的科学实验后终于证明，在接触抗性因子之前便已出现了抗性菌落。最著名的实验有：变量试验、涂布试验、影印培养试验（一）变量试验1943年，鲁里亚（S.E.Luria）和德尔波留克（M.Delbruck）首先设计。其要点是：先将大肠杆菌液分成等量的两部分。一部分装在大试管里，另一部分装在50支小试管里，将大小试管里的大肠杆菌放在恒温箱里培养，经过24到60小时后分别接种到固体培养基上。一只大试管分接50副培养皿，而50支小试管，每支接一副培养皿。每皿固体培养基里有等量的噬菌体，能生长

5、的大肠杆菌是抗噬菌体的突变体。所得结果是，从一支大试管里长出来的菌落，也就是抗噬菌体的数量比较一致，即使有差异，也仅仅是实验上的误差。而由50支小试管长出来的抗噬菌体菌落，在数量上的差异较大。这说明抗噬菌体突变体是在接触噬菌体前在一次细胞分裂过程中随机自发产生的。这一自发突变发生得越早，则抗噬菌体菌落出现得越多，反之越少。抗噬菌体突变体的出现与是否接触噬菌体无关。（二）涂布试验1949年Newcombe设计的试验，其要点：在12个平板上涂上数目相等的敏感于T1噬菌体的大肠杆菌，经5小时的培养，在皿上长出大量的微菌落，取其中6皿直接喷

6、上T1噬菌体，另6皿则先用灭菌玻棒把微菌落重新均匀涂布一次后同样喷上等量的T1噬菌体，培养后发现，涂布过的一组有抗性菌落353个，比未涂布过的（仅28个菌落）高得多。这说明该抗性突变发生在未接触噬菌体前，噬菌体的加入不是诱导突变的因素。（三）影印培养试验所谓影印培养法，实质上是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。1952年J.Lederberg夫妇首先进行的实验，是通过使菌不接触抗性环境而检查其抗性菌落出现的方法来证明的。方法要点是：包有灭菌丝绒布的木质圆柱（直径略小于培养皿底）为印章，用不具抗性环境（如不

7、加抗生素等）的完全培养基进行培养，以印章轻轻粘取菌落，然后再一一接种到不同的选择培养基（如含有不同抗生素等）上，培养后，对各培养皿相同位置上的菌落作比较，便可选出相应的突变型菌落。二、自发突变自发突变：指微生物在没有人工参与下所发生的突变。自发突变可能的机制：（一）背景辐射和环境因素的诱变例如：充满宇宙空间的各种短波辐射、高温的诱变效应以及自然界中存在的诱变物质的作用。由于长期受到原因不详的诱变因素的综合效应，便发生自发突变。（二）微生物的代谢产物的诱变通常存在于细胞内的天然物质，如：过氧化氢、咖啡碱、硫氰化合物、二硫化二丙烯、重氮

8、丝氨酸等。它们既是微生物的代谢产物，又可以引起微生物的自发诱变。（三）环出效应在DNA复制的过程中，如果其中某一单链上偶尔产生一小环，则会因其上的基因越过复制而发生遗传缺失，从而造成自发突变。三、诱发突变（一）物理因素的突变1.紫外线