微生物学第五详细分析.ppt

第五章微生物的遗传 第一节 概 述 第二节 微生物的变异 与遗传重组 第五章微生物的遗传 第一节 概 述 一、与之相关的几个概念 二、微生物遗传的特点 第五章微生物的遗传 遗传(heredity或inhertiance)和变异(Variation)是生物体最本质的属性之一。 一、与之相关的几个概念 1、遗传(heredity) 生物的上一代将自己的遗传因子传递给下一代的行为或功能，具有极其稳定的特性。 第五章微生物的遗传 2、基因（gene）是一切具有自主复制能力的遗传功能单位，核酸链上具有一定核酸数量和排列顺序，贮存遗传信息的核酸片段，能控制特定生化反应的最小遗传单元。eg.某种蛋白的合成是由一段特定的DNA碱基序列决定的，这就构成一个基因。各个基因在细胞中不是单独存在的，而是有序地排列在一些遗传成分上，如染色体和质粒。 第五章微生物的遗传 3、基因组（genome）是一种生物全套基因的总称，包含了形成子代的全部遗传信息。 4、染色体是生物的主要遗传成分，基因在其上有序排列（但不是一个个连续排列） 。 第五章微生物的遗传 5、遗传型(genotype)是某一生物所含有的遗传信息,即DNA中正确的核苷酸序列。生物体通过这个核苷酸序列控制蛋白质或RNA的合成，一旦功能性蛋白质合成，可调控基因表达。遗传型是一种内在可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。 第五章微生物的遗传 6、表型(phenotype) 某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环境条件下的具体体现。是一种现实性。 第五章微生物的遗传 7、 变异（Variation） 是生物体在某种外因或内因作用下引起的遗传物质结构改变，亦即遗传型的改变。特点：几率极低(一般为10-5~10-6)；性状变化幅度大；变化后的新性状是稳定的、可遗传的。 第五章微生物的遗传 8、饰变(modification) 指不涉及遗传物质结构改变，只发生在转录、转译水平上的表型变化。 特点：每一个体都发生同样的变化;性状变化的幅度小；因遗传物质不变故饰变是不遗传的。 例子：粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)在 25℃下培养时会产生深红色的灵杆菌素，在37℃时不产生色素。 第五章微生物的遗传 9、野生型：从自然界分离获得的菌株。 10、突变型（或突变体）：野生型菌株发生了基因突变，且变化了的碱基在复制后稳定地存在于子代中，则成为突变型。 11、营养缺陷型：需要某种生长因子（如氨基酸或维生素）的突变体。 12、原养型：恢复到原来的表现后称为原养型。 第五章微生物的遗传 二、微生物遗传的特点 　1、微生物遗传的物质基础是核酸；真核：DNA，原核：DNA或RNA。 2、特点： ①遗传具有高度的稳定性----保守性；遗传的稳定性是相对的，变异是绝对的。 ②易于变异，易于自然选择或人工培养。 ③便于建立纯系，或长久保存大量品系。 第五章微生物的遗传 3、染色体外的遗传成分 ① 质粒：原核微生物的染色体外的遗传成分是质粒； ②真核微生物的主要是在线粒体、叶绿体等细胞器上（细胞器基因组）。 ③转座因子：具有在染色体上不同部位间移动能力的遗传成分，原核和真核细胞都有，在遗传变异中起重要作用。现已知有三类可转移的因子：插入序列、转座子和某些病毒 第五章微生物的遗传 插入序列是一类分子量很小的遗传成分，大小一般为750-1500bp,其编码容量只有1-2种多肽，可以调节自身的转座，一般没有表型标记。 转座因子（transposon,TN）是能够插入染色体或质粒不同位点的一般DNA序列，一般大小为几kb。在原核、真核微生物中都有。 第五章微生物的遗传 此外，DNA或RNA病毒也可以看成是一类染色体外遗传成分，它们不但控制自身的复制，而且在微生物细胞之间进行转移。 第五章微生物的遗传 一、基因突变 （一）基因突变的机制 （二）自发突变和诱变 （三）突变株筛选技术 二、微生物的基因重组与杂交 （一）原核生物的基因重组方式 （二）真核微生物的基因重组方式 （三）原生质体融合 （四）基因转座 三、微生物的育种 第五章微生物的遗传 基因突变的机制 1、基因突变(gene mutation) 一个基因内部结构或DNA序列的任何改变，改变一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换，而导致的遗传变化称为基因突变。 第五章微生物的遗传 DNA序列范围的改变从单个碱基改变