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1、第七章微生物遗传变异与育种生物亲代与子代之间,在形态、结构和生理功能上常常相似，这就是遗传现象。正是生物的遗传特性,使生物界的物种能够保持相对稳定.生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢？根据现代细胞学和遗传学的研究得知,控制生物性状的主要遗传物质是脱氧核糖核酸。1.遗传与变异的基本概念遗传(heredity):亲代生物的性状在子代得到表现;亲代生物传递给子代一套实现与其相同形状的遗传信息.特点:具稳定性.遗传型(genotype):又称基因型,指某一生物个体所含有的全部基因的总和;是一种内在可能性或潜力.表型(phenotype):
2、生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和;是一种现实存在,是具一定遗传型的生物在一定条件下所表现出的具体性状.变异(variation):生物体在外因或内因的作用下,遗传物质的结构或数量发生改变.变异的特点:a.在群体中以极低的几率出现,(一般为10-6～10-10);b.形状变化的幅度大;c.变化后形成的新性状是稳定的,可遗传的.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.特点:①几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化;②性状变化的幅度小;③因遗传物质不变，故饰变是不遗传的.引起饰变的因素消失后,表
3、型即可恢复.2.遗传变异的物质基础DNA作为主要的遗传物质具备以下几个特点:①分子结构具有相对的稳定性②能够自我复制,使前后代保持一定的连续性③能够指导蛋白质的合成,从而控制新陈代过程和性状④能够产生可遗传的变异2.1DNA作为遗传物质的实验证据之一——肺炎链球菌的转化现象1928年，格里菲斯(Griffith)以肺炎链球菌为研究对象，发现了S型菌株和R型菌株发生转化的现象。1944年，艾维里(Avery)通过进一步的转化实验弄清楚了Griffith实验中的转化因子的实质。活R菌株①加S菌的DNA②加S菌的DNA和DNA酶以外的酶③加S菌的DNA和DNA酶④
4、加S菌的RNA⑤加S菌的蛋白质⑥加S菌的荚膜多糖长出S菌只长R菌肺炎链球菌体外转化实验2.2DNA作为遗传物质的实验证据之一——E.coli噬菌体T2的感染实验1952年,侯喜(A.D.Hershey)和蔡斯(M.Chase)用同位素示踪法研究了大肠杆菌噬菌体T2的感染过程。10minT2噬菌体感染实验（引自Russell,2000）2.3RNA作为遗传物质的实验证据——烟草花叶病毒(TMV)的重建实验1956年,H.Fraenkel-Conrat用含RNA的TMV所作的著名的植物病毒重建实验证明TMV的主要感染成分是其核糖核酸－RNA。病毒重建实验示意图(
5、引自KlugandCummings，2000)3微生物的染色体分子结构●真核微生物染色体(1)染色质与染色体由DNA和蛋白质及少量RNA组成的一种复合物，其中DNA的含量约占染色质重量的30％。由于在细胞分裂间期所表现的形态呈纤细的丝状结构，故称为染色质；而在有丝分裂中期，这种复合物呈棒状体，故称为染色体。实质上，这两个概念是同一种物质在不同时期表现出不同状态而也。(2)异染色质与常染色质异染色质和常染色质只是染色质在细胞分裂间期螺旋化程度的不同。常染色质表现为呈松散状态，而异染色质高度螺旋化，呈紧密卷缩状态。染色质的这种结构与功能密切相关，常染色质可经转录
6、表现为活跃的遗传功能，而异染色质一般不编码蛋白质，只对维持染色体结构的完整性起作用，如着丝粒区域就属于一种异染色质。异染色质：染色质线中染色很深的区段。常染色质：染色很浅的区段。(3)染色质的基本结构单位——核小体核小体的组成核小体结构模型(4)染色体的基本结构——染色单体染色体的结构是由两条染色单体(chromatid)组成的。每条染色单体实际上就是一个DNA分子与蛋白质结合所形成的染色质线。细胞分裂过程中染色质线是怎样卷缩成为一定形态结构的染色体？②是核小体的长链进一步螺旋化形成直径约为30nm的超微螺旋，称为螺线管，组蛋白H1参与作用。①是DNA分子超
7、螺旋化形成核小体，组蛋白H2A、H2B、H3和H4参与作用。③是染色体螺旋管进一步卷缩,并附着于由非组蛋白所形成的骨架上。着丝粒和端粒着丝粒，又叫着丝点，是染色体的缩缢部位，是细胞分裂过程中纺锤丝(spindlefiber)结合的区域。●次缢痕：近端着丝粒染色体的短臂上，常与核仁的形成有关—核仁组织区（NOR）。●随体：染色体末端、与次缢痕相连的棒状小体(satellite),由异染色质组成，是识别染色体形态的重要特征之一。●端粒是真核生物线性染色体末端由重复DNA序列和蛋白质结合形成的复合结构。特点:端粒通常由富含鸟嘌呤核苷酸的短的串连重复序列DNA组成，
8、而且同一个基因组内所有端粒都是由相同的重复序列组成，
