天津工业大学考研微生物课件

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1、第八章微生物遗传学(1)遗传（heredity）:上一代生物将自身的一整套遗传基因稳定地传递给下一代的特性。变异（variation）：生物体在某种外因或内因的作用下，发生遗传物质结构或数量的改变，而且这种改变稳定，具有可遗传性。引言1.遗传与变异遗传保证了微生物种的相对稳定性、种的存在和延续，而变异则推动了种的进化和发展。2.遗传型和表型遗传型（genotype）表型(phenotype)某一生物体个体所含有的全部遗传因子，即基因的总和，又称为基因型。某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和。表型的实现是由生物体的遗传型

2、和环境条件共同作用的结果。饰变（modification）表型的差异只与环境有关。不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型改变。谷氨酸发酵的温度敏感菌株在30℃时菌体生长而不产生氨基酸，但是当温度提高到37℃时，菌体大量合成谷氨酸。变异遗传物质改变，导致表型改变3.饰变与变异（遗传型变异,基因突变）特点：遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常为10-6-10-9）特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为。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

3、都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。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、证明核酸是遗传物质基础的三个经典实验二、遗传物质在细胞内存在部位和方式经典转化实验:证明DNA是遗传变异的物质基础。Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验分别用S型菌中提取的DNA、RNA和蛋白质转化R型菌且DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性DNA是转化所必需的转化因子一、三个经典实验T2噬菌体感染实验2.噬菌体感染实验（1952年，A.D.Hershey和M.Chase）3.植物病毒的重建实验证明

4、杂种病毒的蛋白质外壳来自TMV还是HRV,可用血清学反应鉴定证明核酸（RNA）是遗传的物质基础血清学反应说明病毒蛋白质的特性由核酸而定H.Fraenkel-Conrat(1956年)病斑的特性和病毒核酸一致二、遗传物质在细胞内存在的部位和方式（一）七个水平细胞水平（单核，多核）细胞核水平（真核，拟核）染色体水平核酸水平（DNA，部分病毒为RNA；双链，少数病毒为单链）基因水平（遗传功能单位）密码子水平（遗传信息单位）核苷酸水平（最低突变单位和交换单位）周德庆p192-197;自学（一套，两套,核外染色体）基因（gene）是什么?

5、是实体，其物质基础是DNA（或RNA）；是一个含有特定遗传信息的DNA分子区段；是遗传信息传递和性状分化发育的依据；基因是可分的，根据功能不同，分为：编码蛋白质的基因结构基因（结构蛋白，酶）调节基因（阻遏蛋白或激活蛋白）无翻译产物的基因tRNA基因（简称tDNA）rRNA基因（简称rDNA）不转录的DNA区段启动子（promotor）操纵基因（operator）基因是一个含有特定遗传信息的核苷酸序列，它是遗传的功能单位。第二节质粒P196质粒（plasmid）一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生

6、物细胞中。附加体(episome)指哪些既可以整合到核染色体上，作为染色体的一部分而进行复制，又可以再游离出来或携带一些寄主的染色体基因游离出来，这类质粒被称为附加体。1、质粒的分子结构(1)结构通常以共价闭合环状(covalentlyclosedcircle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）2.质粒的分离碱提取法：①菌体的培养和收集：一般采用丰富培养基对菌体进行培养，当细胞生长到指数期后期时，离心收

7、集细胞。②溶菌：一般用溶菌酶去壁以形成原生质体或原生质球。③碱变性处理：在SDS等表面活性剂存在下加NaOH液使pH升至12.4，可使菌体蛋白质、染色体DNA以及质粒DNA变性。④质粒复性：加入pH4.8的KAc-HAc缓冲液，将提取液调至中性，由于质粒分子量小而容易复性，并稳定存在于溶液中；染色体DNA分子量太大，在复性过程中形成DNA之间的交联导致其形成更大分子的不溶性物质。⑤离心分离：经高速离心可以使细胞碎片和已变性的菌体蛋白及染色体DNA一起沉淀，上清液中主要是质粒DNA，经乙醇沉淀后，可获得质粒DNA。（参见P197）

8、3.质粒的检测提取所有胞内DNA后电镜观察；氯化铯-溴化乙啶密度梯度超速离心；对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。对于由于三种构型同时存在时造成的多带现象（提取质粒时造成或自然存在），可以进行特异性单酶切，使其成为一条带。琼脂糖凝胶电泳后