微生物的遗传和变异rev

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1、第六章微生物的遗传和变异1主要内容：微生物的遗传和变异现象微生物的遗传微生物的变异及应用2第一节遗传和变异现象3遗传（heredity或inheritance）亲代的性状在子代表现出来，使子代与亲代有相似的现象，叫遗传。从分子水平上讲，遗传就是遗传信息的复制和表达。遗传即是生物的保守性——像。4变异（variation）亲代与子代及子代各个体之间，无论在形态结构和生理机能方面，总会有差异，这种同类型不同个体之间的差异称为变异。从分子水平讲，是遗传信息发生了变化。变化——不像。遗传和变异是生物体最本质的属性之一5意义：

2、遗传和变异是一切生物存在和进化的基本要素。对于育种的意义：前提条件是稳定性，同时又有变化。在环境保护领域的应用。遗传是相对的，变异是绝对的；遗传中有变异，变异中有遗传。遗传学（Genetics):研究生物遗传和变异现象的学科。6第二节微生物的遗传7一、遗传和变异的物质基础——DNA1、对DNA的认识和研究历史孟德尔的理论（1865年）豌豆实验孟德尔定理的重新发现（1900年）DNA（及RNA）是遗传物质的研究历史8三个经典实验（1）肺炎链球菌的转化实验(F.Griffith，1928)91944年，O.T.Avery

3、在加热杀死的S型细菌中，必然存在某种活性物质——转化因子，促使小鼠体内R型活细菌转化为有毒性S型活细菌。这种转化因子到底是什么物质呢？10（2）噬菌体感染实验（A.D.Hershy，M.Chase，1952）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。证明遗传物质是DNA，而不是蛋白质。11（3）病毒的拆开和重建实验(H.Fraenkel-Conrat,Singer.1956)结论：烟草花叶病毒中的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。12二、DNA的结构与复制（一）DNA结构DNA由两条多个核

4、苷酸组成的链配对而成，两条链彼此互补，以右手螺旋的方式围绕一根主轴而互相盘绕形成。四种碱基A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）相互配对。A~T,G~C互相间通过氢键连接。13核苷酸的结构14四种碱基的结构15DNA分子结构16A与T、G与C的配对（依靠氢键连接）17181、DNA的存在形式真核生物：染色体（DNA+组蛋白），丝状结构，所有染色体由核膜包成一个细胞膜原核生物：DNA细丝构成环状的染色体，质粒2、基因:是一切生物体内储存信息的，有自我复制能力的遗传功能单位。是具有固定起点和终点的核苷酸

5、或密码的线性序列。3、遗传信息的传递:中心法则19(二）DNA的复制——半保留复制以亲代DNA分子的两条链为模板合成各自的互补链，形成两个子代的DNA分子的过程称为复制，这个过程是半保留复制即合成新的DNA分子时，子代DNA的一条链来自亲代，另一条链为新合成的互补链。20过程：1、DNA解旋酶对DNA进行解旋.2、DNA结合蛋白结合在打开的DNA单链上，不与双链结合，促使反应向偏向单链形成的方向进行，使DNA在大大低于Tm温度下发生双链的解离，双螺旋则在复制叉的前方分开，并在复制叉处稳定单链结构，阻止再形成双螺旋。2

6、13、DNA复制在一段RNA引物的基础上加进脱氧核苷酸。由RNA引物酶催化合成一段RNA。4、DNA聚合酶（I、II、III）催化DNA片段的延长。5、DNA连接酶。DNA后随链上的复制是不连续的，冈崎片段形成后，5’端的RNA引物通过DNA聚合酶I催化的切口移位而降解，并为DNA片段所置换，形成的切口由DNA连接酶封闭。6、DNA回旋酶使松弛DNA变成负超螺旋22DNA变性伴随着许多物理性质的变化，特别有用的是增色效应。DNA变性过程中，A260值先是缓慢上升到达一个温度值后骤然上升，吸收值增加的中点称为融解温度（

7、meltingtemperature，Tm）,即解链温度。一般Tm在85-95度之间，Tm取决于DNA的G+C含量，含量高，Tm也高。三、DNA的变性和复性（一）DNA变性DNA的双螺旋由氢键维持，当天然双螺旋DNA受热或其他因素作用下，两条链之间的结合力被破坏而分开成为单链DNA，即称为DNA变性。23（二）DNA复性热变性DNA若缓慢冷却，已分开的互补链又可重新形成天然DNA的过程叫复性或退火。复性的DNA是随机结合的。由DNA复性研究发展成的一种实验技术是分子杂交，杂交可以发生在DNA之间或DNA与RNA之间，

8、DNA之间杂交可用于估测DNA间的同源序列，不同生物在进化过程中相关性。DNA与RNA杂交可通过RNA转录来检测DNA中特定基因的存在。24四、RNARNA（核糖核酸）和DNA很相似，不同的是以核糖代替脱氧核糖，以尿嘧啶(U)代替胸腺嘧啶(T)。尿嘧啶(U)代替胸腺嘧啶(T)25RNA分子的主要生物功能是参与蛋白质的生物合成，可分为tRNA、r