重点及难点剖析第九章微生物的遗传.doc

微生物遗传 重点与难点剖析 一．遗传的物质基础 1．转化实验 1928, Griffith RII + SIII(加热杀死) ( 小鼠死 ( 血液中分离出SIII 1944, Avery等 证明只有SIII的DNA才能将RII转化为SIII, DNA是遗传物质. RII ( SIII的DNA SIII型细菌 SIII的DNA+除DNA酶以外的酶 SIII的DNA+DNA酶 SIII的RNA RII型细菌 RII型细菌 SIII的蛋白质 SIII的荚膜多糖 2．噬菌体感染实验 1952年Hershey 证明T2噬菌体的DNA含有整套遗传信息 3．烟草花叶病毒拆分实验烟草花叶病毒拆分实验 1956年Fraenkel-Conrat 烟草花叶病毒拆分实验证明RNA是遗传物质 二．微生物的基因组 基因组（genome）： 一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称.细胞或病毒中的所有基因以及非基因的DNA序列的总称, 包括结构基因,调控序列,功能目前尚不清楚的DNA序列. 基因：编码多肽、rRNA和tRNA的多核苷酸序列。 细菌、真核生物、古生菌基因组主要特点比较： 染色体特点 遗传信息连续性 操纵子结构 结构基因拷贝数/重复序列 负责信息传递功能的基因（复制、转录、翻译） 细菌 Escherichia coli 的基因组 染色体为双链环状的DNA分子（单倍体） 一般不含内含子，遗传信息是连续的而不是中断的 大量存在 单拷贝 重复序列少而短 细菌类 真核 Saccharomyces cerevisiae (酿酒酵母)的基因组 典型的真核染色体结构 有间隔区（即非编码区）和内含子序列，断裂基因 没有明显的操纵子结构 高度重复 真核生物类 古生菌Methanococcus jannaschii (詹氏甲烷球菌)的基因组 染色体为双链环状的DNA分子（单倍体）； 另外有有5个组蛋白基因，暗示其染色体结构类似与真核生物 同细菌 同细菌 同细菌 类似于真核生物 三．质粒 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物细胞中。 1．质粒的分子结构：通常以共价闭合环状(covalently closed circle，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．质粒的检测： 提取所有胞内DNA后电镜观察； 超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察； 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。 3．质粒的主要类型 质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的；在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能， 从而使宿主得到生长优势。 质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应: 致育因子（Fertility factor，F因子） 抗性因子（Resistance factor，R因子，抗药、抗重金属 ） 产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid） 毒性质粒（virulence plasmid） 代谢质粒（Metabolic plasmid） 隐秘质粒（cryptic plasmid） 高拷贝数(high copy number)质粒（每个宿主细胞中可以有10-100个拷贝）----松弛型质粒(relaxed plasmid) 低拷贝数(low copy number)质粒（每个宿主细胞中可以有1-4个拷贝）--— 严谨型质粒(stringent plasmid) 窄宿主范围质粒(narrow host range plasmid)（只能在一种特定的宿主细胞中复制） 广宿主范围质粒(broad host range plasmid)（可以在许多种细菌中复制） 4．质粒的不亲和性 某些质粒可以在同一个细菌中并存，能并存的质粒属于不同的不亲和群（亲和现象），不能并存的质粒属于同一不亲和群（不亲和现象）。 四、转座因子 转座因子（transposable element）：位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。 遗传学效应 ① 插入突变（无义，有义）； ② 导致染色体畸变（不同位置上的2个转座因子发生同源重组，导致的染色体DNA缺失、倒位）； ③ 基因移动和重排。 原核生物中的 3类 : IS（inser