《微生物遗传变异》PPT课件

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1、第七章微生物的遗传变异和育种遗传:亲代与子代相似变异:亲代与子代、子代间不同个体不完全相同遗传(inheritance)和变异(variation)是生命的最本质特性之一遗传型:表型:生物所携带的全部遗传因子或者基因的总称具有一定遗传型的个体,在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态特征和生理特征的总和。表型是由遗传型所决定,但也和环境有关。表型饰变:表型的差异,只与环境有关Productionofaredpigment(prodigiosin)bySerratiamarcescens.Fromlefttoright:slan

2、tculturegrownat25°C,slantculturegrownat37°C,brothculturegrownat25°C,brothculturegrownat37°C.特点:表现为全部个体的行为,变化幅度小;暂时性、不可遗传性。遗传型变异(基因变异、基因突变):遗传物质改变,导致表型改变。特点:群体中极少数个体的行为(自发突变频率通常为10-6-10-9);遗传性(稳定性)微生物是遗传学研究中的明星:微生物细胞结构简单,营养体一般为单倍体,方便建立纯系;很多常见微生物都易于人工培养,快速、大量生长繁殖,易于积累不同

3、的代谢产物和中间代谢物,菌落形态具有可见性与多样性;物种和代谢类型多样;对环境因素的作用敏感,易于获得各类突变株,操作性强。第一节遗传变异的物质基础一、三个证明DNA是遗传物质的经典实验1、经典转化实验肺炎链球菌:S型(菌体具荚膜,菌落表面光滑,有致病能力)R型(菌体无荚膜,菌落表面粗糙,无致病能力)1928年,F.Griffth作了3组实验:实验说明:加热杀死的S型细菌,其细胞内存在一种具有遗传转化能力的物质,以某种方式进入R型细菌,使之转化为S型细菌。1944年,Avery精确重复了转化实验,确定了转化因子实验证明,将R菌转化

4、为S菌的转化因子是DNA;而且DNA纯度越高,转化效率也越高。2、噬菌体感染实验实验证明,进入细菌细胞内部的物质是DNA。DNA包含有产生完整噬菌体的全部信息。3、植物病毒重建实验实验证明,遗传信息的流向与核酸的传递是一致的。二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式(一)遗传物质在7个水平上的形式1、细胞水平2、细胞核水平3、染色体水平4、核酸水平5、基因水平6、密码子水平7、核苷酸水平1、细胞水平真核微生物:细胞核原核微生物:核质体细胞核或核区的数目在不同的微生物中是不同的2、细胞核水平真核生物细胞核核染色体原核生物核区DNA

5、链核基因组在核基因组之外,还存在各种形式的核外遗传物质质粒3、染色体水平染色体是由组蛋白与DNA构成的线状结构;染色体的数目在不同的生物中是不同的;染色体的倍数在同一生物的不同生活时期是不同的;单倍体二倍体4、核酸水平核酸种类:DNA,RNA染色体核酸结构:双链、单链;环状,线状,超螺旋状DNA长度:因种而异微生物基因组测序工作是在人类基因组计划的促进下开始的,最开始是作为模式生物,后来不断发展,已成为研究微生物学的最有力的手段。5、基因水平基因是生物体内一切具有自主复制能力的最小遗传功能单位,其物质基础是一条以直线排列、具有特定

6、核苷酸序列的核酸片段,众多基因,构成染色体。每个基因的长度大体在1000-1500bp。结构基因调节基因原核生物的基因通过基因调控系统起作用的。基因调控系统由一个操纵子和它的调节基因组成。每一操纵子包括3种功能上相关的基因:结构基因、操纵基因和启动基因。真核生物的基因无操纵子结构,存在着大量不编码序列和重复序列。内含子外显子微生物基因组结构的特点⑴、原核生物(细菌、古生菌)的基因组1)染色体为双链环状的DNA分子(单倍体);2)基因组上遗传信息具有连续性;一般不含内含子,遗传信息是连续的而不是中断的。3)功能相关的结构基因组成操纵

7、子结构;4)结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝;5)基因组的重复序列少而短;个别细菌(鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌)和古生菌的rRNA和tRNA中也发现有内含子或间插序列。⑵、真核微生物(啤酒酵母)的基因组1)典型的真核染色体结构;2)没有明显的操纵子结构;3)有间隔区(即非编码区)和内含子序列;4)重复序列多。⑶、原核生物和真核生物的基因组比较6、密码子水平遗传密码是指DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸排列顺序。遗传密码的信息单位是密码子。每一密码子由3个核苷酸序列,即1个三联体组成。密码子一般用mRNA上3个连续核苷酸序列

8、来表示。7、核苷酸水平核苷酸是最小突变单位和交换单位绝大多数生物的DNA组分中,含有四种核苷酸:腺苷酸(AMP)、胸苷酸(TMP)、鸟苷酸(GMP)、胞苷酸(CMP)。RNA组分中,含有四种核苷酸:腺苷酸(AMP)、尿苷酸(UMP)、鸟苷酸(GMP

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