微生物遗传变异本科

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1、第七章微生物的遗传变异MicrobialInheritanceandVariation本章目录第一节微生物的突变第二节细菌的基因重组第三节真核微生物的基因重组第四节微生物遗传变异知识的应用第五节菌种的衰退、复壮和保藏Inheritance遗传：亲代与子代性状相似的现象．variation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保证了物种的存在和延续，而变异推动了物种的进化和发展微生物是遗传学研究中的好材料：微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体

2、，方便建立纯系。繁殖速度快，能在短时间内获得较多的代数和众多的子代。易于人工培养。对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。第一节微生物的突变一突变体主要类型二基因突变的特点三基因突变的机制四紫外线对DNA的损伤及其修复一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变、可遗传、自发或诱变产生Mutation：是指遗传物质发生数量或结构变化的现象。GeneMutation基因突变狭义：点突变广义：基因突变和染色体畸变野生型（原始性状）：未发生突变的原来的菌株。基因突变突变型（新性状）：发生了突变的菌株．一突变体主要类型基因突变

3、的类型极为多样。人们可从不同的角度进行分类,并给以不同的名称。按突变体表型特征,可把突变分成以下几种类型:（一）形态突变型指突变引起细胞形态变化或引起菌落形态改变。如细菌的鞭毛、芽孢或荚膜的有无,菌落的大小、外形的光滑(S型)、粗糙(R型)和颜色等的变异;放线菌或真菌产孢子的多少、外形或颜色的变异等。（二）生化突变型指一类发生代谢途径变异但形态没有明显变化的突变型。该突变型可进一步细分为营养缺陷型、抗性突变型和抗原突变型3种类型。１营养缺陷型auxotroph指由于基因突变引起代谢过程中失去合成某种酶的能力，而无法合成某种必

4、须的生长物质的突变型，只有加入相应的生长物质才能正常生长的变异菌株。２抗性突变型是一类能抵抗有害理化因素的突变型。据其抵抗的对象可分抗药性、抗紫外线或抗噬菌体等突变类型。它在遗传学基本理论的研究中十分有用,常作为选择性标记菌种。３发酵突变型指从能够利用到不能够利用某种营养物质的突变型。4毒力突变型指突变后致病力增强或减弱的突变型。5产量突变型指产生某种代谢产物的能力增强或减弱的突变型。(三)条件致死突变型--某菌株或病毒经基因突变后,在某种条件下可正常生长、繁殖并实现其表型,而在另一条件下却无法生长、繁殖的突变类型。温度

5、敏感突变株(temperature-sensitivemutant,Ts突变株)是一类典型的条件致死突变株。例如,E.coli的某些菌株可在37℃下正常生长,却不能在42℃下生长等。某些T4噬菌体突变株在25℃下有感染力,而在37℃下则失去感染力等。产生Ts突变的原因是突变引起了某些重要蛋白质的结构和功能改变,以致在某特定的温度下能发挥其功能,而在另一温度(一般为较高温度)下则该功能丧失。(四)致死突变型--由于基因突变而导致个体死亡的突变型。1、随机性randomness自发性和不对应性2、稀有性突变率很低，很低稳定，一般在1

6、0-6~10-9之间。3、独立性independence即在某一群体中既可能发生抗青霉素的突变型，也可能发生抗链霉素的突变型而且还可以发生不属抗药性的突变型。4、可逆性reversibility任何性状的突变型都具可逆性，都可恢复为原来的野生型，回复突变率同样很低。二基因突变的特点5、稳定性stability突变后产生的变异性是稳定的，可遗传的。6可诱变性自发突变的频率可因诱变剂的影响而大大提高。基因突变随机性的实验证明三个经典实验变量实验涂布实验影印实验证明突变是自发产生的，并且突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系。野生

7、型（原始性状）突变型（适应环境的新性状）变量实验（fluctuationanalysis）SalvadorLuriaandMaxDelbruck（1943）SalvadorLuriaMaxDelbruckTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1969变量实验（fluctuationanalysis）Newcombe的涂布实验（1949）影印实验（replicaplating）JoshuaLederbergandEstherLederberg（1952）JoshuaLederbergJ.Lederb

8、ergisawardedtheNoblePrizeinMedicineandPhysiologyin1958三基因突变的机制mechanismofgenemutation碱基置换可由互变异构和化学诱变引起。（一）Basesubstitution碱基置换1互变异构