第七章 微生物的遗传变异和育种――微生物学(周德庆主编)ppt课件.ppt

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1、第七章微生物的遗传变异遗传：指上一代生物如何将自身的一整套遗传基因稳定地传递给下一代的行为或功能。遗传型：即基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。表型：指某一生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适环境条件下通过代谢和发育而得到的具体体现。变异：指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变，即遗传型的改变。饰变：指外表的修饰性改变，即一种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。人类基因组计划（HGP）：HGP产生的

2、背景：HGP的任务：HGP对医学发展的影响：基因资源的保护：我国的HGP计划：微生物在生物学研究中作为模式生物的原因：微生物作为模式生物的优越性：便于获得营养缺陷性；便于作为基因作用的研究材料；便于作为基因突变的研究材料；便于作为研究杂交、转导、转化等现象的材料；便于作为基因精细结构的研究材料；能被用作研究复杂体制的生物的简单模型。一、遗传变异的物质基础（一）证明遗传物质基础的三个经典实验（二）关于朊病毒（三）遗传物质在细胞内的存在部位和方式1、经典转化实验2、噬菌体感染实验3、植物病毒的重建实验返回(

3、1)F.Griffith的转化实验1)动物实验加活R菌或死s菌加活s菌小鼠（活）加活R菌和热死S菌活的S菌小鼠（活）小鼠（死）小鼠（死）抽心血分离2)细菌培养实验培养皿培养热死S菌不生长培养皿培养活R菌长出R菌培养皿培养热死S菌+活R菌长出大量R菌及10-6S菌3)S型菌的无细胞抽提液实验活R菌+S菌无细胞抽提液长出大量R菌和少量S菌Griffith的实验说明，加热杀死的S菌细胞内可能有一种转化物质，它进入R型细胞后使R型细胞获得了稳定的遗传性状。培养皿培养(2)Averry等人的体外转化实验1)从活的

4、S菌中抽提各种细胞成分（DNA,蛋白质，荚膜多糖等）2)对各组分进行转化实验①加S菌的DNA②加S菌的DNA及DNA酶以外的酶长出S菌③加S菌的DNA和DNA酶④加S菌的RNA⑤加S菌的蛋白质只长R菌⑥加S菌的荚膜多糖Averg等的实验说明，只有S型细菌的DNA才能将S.pneumoniae的R型转化为S型。活R菌返回噬菌体感染实验返回植物病毒的重建实验返回1、细胞水平2、细胞核水平3、染色体水平4、核酸水平5、基因水平6、密码子水平7、核苷酸水平核基因组又称染色体基因组或基因组，是一个物种的单倍体的所

5、有染色体及其所包含的遗传信息的总称。①原核生物的基因组小，为双链的DNA分子，一般具有单一的复制起点；基因组上遗传信息具有连续性；功能相关的基因构成操纵子或形成重叠基因，且常转录为多顺反子mRNA。基因组的重复序列少而短；结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝②真核微生物的基因组典型的染色体结构，大，具有许多复制起点；一个基因组包含若干染色体，一般不呈环状；功能上密切相关的基因集中程度不如原核生物，很少有关于操纵子的报道，一般为单顺反子；基因不连续，分外显子和内含子；有大量重复序列，有很多是不编码序列（

6、2）核外染色体——原核生物的质粒定义:游离于原核生物染色体外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA分子，即cccDNA(circular,covalently,closedDNA)称为质粒。②性质不相容性：亲缘关系较近的质粒在同一寄主细胞中不能稳定复制。2)可传递性：质粒可在不同菌株间发生转移，与核染色体整合、脱离等。3)可被消除性：在一些理化因子作用下，质粒的复制受到抑制而核染色体的复制仍继续进行，从而使子代细胞中的质粒消除。功能：质粒携带着某些染色体上所没有的基因，使细菌等原核生物被赋予了某些对

7、其生存并非必不可少的特殊功能。质粒在基因工程中的应用——克隆载体质粒的分离与鉴定⑥典型质粒简介1)F因子(fertilityfactor)：又称致育因子或性因子。其功能是决定细菌的性别。2)R因子(resistancefactor):又称R质粒，对多种抗生素有抗药性，因此R因子可作为筛选时的理想标记，也可作为基因载体。此外，它还能将这类抗药性转移到其他菌株甚至其它种中。3)Col因子(colicinogenicfactors):即产大肠杆菌素因子。大肠杆菌素由Col因子编码，凡带Col因子的菌株，由于质

8、粒本身编码一种免疫蛋白，从而对大肠杆菌素有免疫作用，不受其伤害。Col因子中的ColE1广泛用于重组DNA的研究和用于体外复制系统上。4)Ti质粒(tumorinducingplasmid):即诱癌质粒。是植物遗传工程的主要载体。5)巨大质粒(mega质粒)：发现于亘瘤菌属中，上面有一系列固氮基因。6)降解性质粒：仅在假单孢菌属中发现。可编码一系列能降解复杂物质的酶，从而能利用一般细菌所难以分解的物质作碳源。返回3、染色体水平染色体数染色体