微生物的遗传与变异(I)

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1、第七章微生物的遗传变异与育种p188，(6学时)基本概念遗传型(genotype):表型(phenotype):遗传型（可能性）+环境条件表型（现实性）基本概念什么叫变异(variation)？粘质沙雷氏菌：在25℃下培养，产生深红色的灵杆菌素；在37℃下培养，不产生色素；如果重新将温度降到25℃，又恢复产色素的能力。饰变（modification）：指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。不稳定的，不可遗传的；几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化；性状变化的幅度小；。遗传和变异的生物学意义相互依存，二者均不可缺少通过变异，导致新性状

2、的产生通过遗传，产生的新性状才能稳定，物种才能进化对微生物遗传变异规律的深入研究，有助于研究和了解生物的生命活动规律。对微生物遗传变异规律的深入研究可为微生物育种工作提供丰富的理论基础。研究微生物遗传变异规律的意义本章安排第一节遗传变异的物质基础第二节基因突变和诱变育种第三节基因重组和杂交育种第四节基因工程第五节菌种保藏第一节遗传变异的物质基础一、证明核酸(DNAorRNA)是遗传物质的三个经典实验肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)的转化实验（1928-1944年）噬菌体的感染实验（1953年）烟草花叶病毒（TMV）的染色体重建实验（195

3、6年）实验材料：肺炎双球菌S型(SⅢ型)：具荚膜,光滑（Smooth)型菌落，有致病性；不具荚膜，粗糙（Rough)型菌落，无致病性；R型(RⅡ型:SⅡ突变)1.肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)的转化实验（1）动物转化实验（2）细菌培养实验（3）S型菌的无细胞抽提液试验（4）S菌中各组分的转化实验1.肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)的转化实验（1928~1944）活SⅢ菌注射活R菌注射死SⅢ菌注射死SⅢ菌活RⅡ菌注射抽心血分离活SⅢ菌+活RⅡ菌（1）动物转化实验(griffith,1928)SⅢ菌培养动物转化实验结

4、论SⅢ菌中的某种物质通过一定的方式转化到活的R菌中，使RⅡ菌具有了稳定地产生荚膜的遗传性状。（2）细菌体外培养实验（3）S型菌的无细胞抽提液试验以上实验说明：加热杀死的S型细菌细胞内可能存在一种转化物质，它能通过某种方式进入R型细胞并使RII型细胞获得稳定的遗传性状，转变为S型细胞。热死S菌—————不生长活R菌—————长出R菌热死S菌—————长出大量R菌和10-6S菌活R菌+S菌无细胞抽提液——长出大量R菌和少量S菌+活R菌平皿培养平皿培养4.S菌中各组分的转化实验(1944,Avery等）死S菌抽提荚膜多糖分别与活的R菌共培养脂类RNADNA+DNA

5、酶以外的酶DNA+DNA酶DNA蛋白质结论：DNA是遗传物质R菌R菌R菌R菌S菌＋R菌DNAR菌S菌＋R菌2.噬菌体感染实验A.D.Hershey和M.Chase，1952年（1）含32P-DNA的一组：10分钟后用捣碎器使空壳脱离吸附离心沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代噬菌体上清液中含15%放射性沉淀中含85%放射性沉淀中含25%放射性以32S标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验（2）含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中10分钟后用捣碎器使空壳脱离吸附离心沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代噬菌体上清液中含75%放射性（三）植物病毒的拆开和

6、重建实验H.Fraenkel-Conrat（1956）（1）TMV的拆开实验苯酚感染烟草病斑烟叶正常烟叶HRVHRVMTVMTV病毒的拆开和重建实验二、遗传物质在细胞内的存在部位和方式真核微生物原核微生物核区：核基因组核外遗传物质——质粒三、原核生物的质粒质粒(plasmid)：是一类小型核外双螺旋DNA分子，能独立于细胞核进行自主复制。（一）质粒(plasmid)的性质1.形状：共价闭合环状（少数线状），具超螺旋结构；（circularcovalentlyclosedDNA,cccDNA)2.大小：约为1kb～300kb，数个到数十个甚至上百个基因。3.质粒的

7、存在形式-游离态-附加体：整合到核基因组上4.质粒的功能：多样化，正常生长非必须的，但赋予细菌某些性状特征5.质粒具有自我复制的能力6.可以自我转移（一）质粒(plasmid)的性质质粒可成为基因工程的载体（二）质粒的类型按照拷贝数低拷贝数质粒或严谨型质粒，高拷贝数质粒或松弛型质粒按照宿主范围窄宿主范围质粒广宿主范围质粒按照编码的功能质粒的类型1)致育质粒（F因子）：与细菌有性生殖有关2)抗性质粒（R因子）：与细菌对抗菌药物或重金属盐类抗性有关3)细菌素质粒（Col因子）：产生细菌素4)毒力质粒（Vi质粒）：编码与该菌致病性有关的毒力因子5)降解性质粒：编码降解

8、有毒物质酶的质粒6）Ti