环境工程微生物学-微生物的遗传

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1、第六章微生物的遗传第六章微生物的遗传第1节概述第2节遗传变异的物质基础第3节基因突变及修复第4节基因转移和重组遗传(heredity或inhertiance)和变异(Variation)是生物体最本质的属性之一。与之相关的几个概念1、遗传(heredity)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。第一节概述2、遗传型(genotype)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，一旦功能性蛋白质合成，可调控基因表达。第一节概述

2、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。第一节概述3表型(phenotype)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体体现。是一种现实性。第一节概述4变异（Variation）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。第一节概述5饰变(mo

3、dification)指不涉及遗传物质结构改变，只发生在转录、转译水平上的表型变化。特点：每一个体都发生变化性状变化的幅度小；因遗传物质不变故饰变是不遗传的。例子：粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)在25℃下培养时会产生深红色的灵杆菌素，在37℃时不产生色素。第一节概述第二节遗传变异的物质基础2.遗传变异的物质基础2.1三个经典实验2.2微生物细胞的遗传物质2.1三个经典实验Griffith转化实验2.1三个经典实验T2噬菌体的感染实验35S蛋白质32PDNA第二节遗传变异的物质基础2.1三个经典实

4、验植物病毒重建实验TMV-RNA+HRV-衣壳HRV-RNA+TMV-衣壳核酸是遗传信息的载体。第二节遗传变异的物质基础2.2微生物细胞的遗传物质E.coli第二节遗传变异的物质基础2.2.1遗传信息的传递2.2.1遗传信息的传递：DNA复制2.2.1遗传信息的传递：DNA转录2.2.1遗传信息的传递：翻译mRNAistranslatedincodons(3nucleotides)TranslationofmRNAbeginsatthestartcodon:AUGTranslationendsataSTOPcodon

5、:UAA,UAG,UGA2.2.1遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译2.2.2遗传信息的传递：翻译3.1基因突变3.1.1突变株的表型3.1.2基因突变的特点3.1.3突变株的筛选3.2基因突变的分子基础3.3DNA的修复机制第三节基因突变及修复3.基因突变及修复3.1.1突变株的表型（1）营养

6、缺陷型（2）抗性突变（3）条件致死突变型（4）形态突变型（5）抗原突变型（6）产量突变型第三节基因突变及修复3.1.2基因突变的特点自发性不对应性稀有性，突变率独立性可诱变性稳定性可逆性第三节基因突变及修复3.1.3突变株的筛选3.1.3.1根据突变株类型分离鉴定和分离突变株时，根据突变株基因的特殊性质，一般分成三类：第三节基因突变及修复1)有毒化合物抗性突变株如对抗生素或对噬菌体侵染的抗性。这些突变株能通过在有毒药剂或噬菌体存在下生长来选择。只有抗性突变株才生长。第三节基因突变及修复2)营养缺陷型突变株突变株不能合

7、成生长所必需的基本化合物如一个氨基酸或维生素。这些突变株不能直接分离，但能通过影印培养法(replicaplating)筛选。第三节基因突变及修复3)不能利用特殊底物如乳糖和麦芽糖生长的突变株，可以通过影印培养法鉴别。第三节基因突变及修复3.1.3.2影印培养法用于筛选大量特殊突变菌落的一个方法。细菌铺制成平板，在所含营养成分的培养基上亲本和突变株均能生长，采用一个稀释度使单个菌落能在平板上看到；培养后，用一个无菌的丝绒布包裹的圆柱章的圆垫转移上述菌落至可以检出突变株的培养基平板上。第三节基因突变及修复3.2基因突变

8、的分子基础3.2.1基因突变(genemutation)一个基因内部结构或DNA序列的任何改变，改变一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换，而导致的遗传变化称为基因突变。第三节基因突变及修复DNA序列范围的改变从单个碱基改变通常称为点突变(pointmutations)，到基因组大范围的重排，有时称为多位点突变(染色体畸变)，其中包括DNA链上短