微生物遗传与育种(精美课件)

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1、微生物遗传与育种第七章第一节微生物遗传的物质基础一、遗传物质化学本质的确证1、DNA（或RNA）是遗传信息的携带者三个经典实验细菌转化实验噬菌体感染实验病毒重建实验细菌转化(transformation)试验1928年，英国F.Griffith发现研究对象Streptococcuspneumoniae（肺炎链球菌）S型（光滑型）菌株：有致病性，菌落表面光滑，有荚膜R型（粗糙型）菌株：无致病性，菌落表面粗糙，无荚膜动物实验细菌培养实验热死S菌―――→不生长活R菌―――→长出R菌热死S菌+活R菌――→长出大量R菌

2、和10-6S菌S型菌的无细胞抽提液试验活R菌+S菌无细胞抽提液――→长出大量R菌和少量S菌培养皿培养培养皿培养培养皿培养培养皿培养1944年Avery等对热死S型菌中可能的转化因子在离体条件下进行了转化试验：活R菌长出S菌只有R菌加S菌DNA加S菌的RNA加S菌的荚膜多糖加S菌的蛋白质加S菌的DNA和DNA酶加S菌DNA及DNA酶以外的酶噬菌体感染试验A.D.Hershey和M.Chase，1952年基础DNA分子中只含磷不含硫，蛋白质分子中只含硫不含磷以32PO43-和35SO42-作为磷源或硫源的组合培养基培

3、养后得到：含32P-DNA或者含35S-蛋白质病毒重建实验H.Fraenkel-Conrat，1956实验材料烟草花叶病毒（TMV）霍氏车前花叶病毒（HRV）处理在一定浓度的苯酚溶液中振荡，分离蛋白质外壳与RNA核心2、DNA的结构DNA的结构基本单位是脱氧核苷酸反向平行、右手螺旋碱基A、T、C、G有序排列碱基之间由氢键连接3、DNA的复制半保留复制复制起点、复制方向、复制单位DNA的半不连续复制3535解链方向3´5´3´3´5´领头链(leadingstrand)随从链(laggingstrand)复

4、制的几种主要方式θ型复制D环复制线粒体DNA(mitochondrialDNA，mtDNA)的复制形式。复制中的放射自显影图象dNTPDNA-polγ3-OH5-P55533335'滚环复制5'53354、生物染色体、病毒遗传物质原核生物的染色体核区，无核膜包裹，DNA裸露，不与蛋白形成复合体染色体组成：DNA、RNA、蛋白质往往只有一条染色体，大多数以双链、共价闭合的环状形式存在真核生物的染色体核膜包裹，线性DNA与组蛋白结合形成染色体染色体不止一个，每个染色体中含有1个线性DNA

5、分子细胞分裂中期呈棍棒状，静止期为颗粒状染色体基本组成单位：核小体两种生物染色体DNA复制区别复制子大小、数量上差异复制起点、复制速度、方向上差异第二节微生物的基因和基因组MicrobialGeneandGenome一、基因概念和微生物的基因结构概念一段具有特定功能和结构的连续的DNA片断，是编码蛋白质或RNA分子遗传信息的基本遗传单位。原核生物基因的结构真核生物基因的结构一般无操纵子结构存在大量不编码序列和重复序列转录和转译在细胞中有空间间隔基因被许多无编码功能的内含子阻隔，使编码序列变成了不连续的外显子。二、

6、基因组基因组（genome）单倍体细胞中所含的全套遗传物质大多数细菌和噬菌体基因组是指单个染色体上所含的全部基因二倍体真核生物基因组是指单倍体细胞核内整套染色体所含的DNA分子及其所携带的全部基因原核生物与真核生物基因组比较比较项目原核生物真核生物基因组大小小大复制起始点数目一般1个多个染色体数目一般1个多个染色体组形状环状线状染色体与组蛋白结合无有稳定的结合核小体无有基因连续性强差（被许多内含子分隔）重复序列少多不编码序列少多操纵子结构普遍存在一般没有转录、转译部位同在细胞质中进行在核中转录、在细胞质中转译第三

7、节质粒和转座子PlasmidandTransposon一、质粒概述质粒（plasmid）存在于各种微生物细胞中、独立于染色体外、能进行自主复制的遗传因子。特点可自我复制、稳定遗传；非必需；可转移；可整合；可重组；可消除质粒的大小和复制二、质粒的分子结构SC构型OC构型L构型质粒的分离和鉴定分离的步骤细胞培养细胞裂解蛋白质和RNA的去除质粒DNA与染色体DNA的分离（关键步骤）质粒的鉴定电镜琼脂糖凝胶电泳确定分子量聚丙烯酰胺凝胶电泳密度梯度离心质粒的限制性酶切图谱三、质粒的主要类型据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型

8、效应分类致育因子（Fertilityfactor，F因子）抗性因子（Resistancefactor，R因子）产细菌素的质粒（Bacteriocinproductionplasmid）毒性质粒（virulenceplasmid）代谢质粒（Metabolicplasmid）隐秘质粒（crypticplasmid）R100质粒(89kb)可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：汞