第六章 遗传与变异推荐.ppt

原核微生物的基因重组，通常只是部分遗传物质的转移和重组，并且通过转化，接合，转导和原生质体融合形式进行。 * 一、原核生物的基因重组 供体菌 受体菌 DNA片段 1928年，Griffith发现肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）的转化现象,目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力 （一）转化 转化是受体细胞直接吸收了来自供体细胞的DNA片段，并把它整合到自己的基因组中，从而获得了供体细胞部分遗传性状。 进行自然转化，需要二方面必要的条件： * 自然感受态的出现是细胞一定生长阶段的生理特 性，受细菌自身的基因控制； 人工感受态则是通过人为诱导的方法，使细胞具有 摄取DNA的能力，或人为地将DNA导入细胞内 1、建立感受态的受体细胞 感受态细胞：凡是能吸收外来的DNA片段，并把它整合到自己的染色体组上以实现转化的受体细胞，叫感受态细胞（具有摄取外源DNA能力的细胞) 。 2、要有外源游离的DNA分子（即转化因子） 感受态是由受体细胞遗传性决定的，但是同时也受细胞的生理状态、菌龄和培养条件的影响。 * 来自供体细胞的具有转化活性的游离的DNA片段称为转化因子。 具有转化能力的DNA片段应该是双链的DNA片段，单链的DNA片段转化能力很弱，或者根本没有转化能力。这是由于单链DNA片段很难结合到受体细胞表面，而这一结合又是转化不可或缺的 。 只有处于感受态的细菌才能接受转化因子。 * （二）细菌的转导（transduction） 由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式 一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中 能将一个细菌宿主的部分染色体或质粒DNA带到另一个细菌的噬菌体称为转导噬菌体。 * 转导模型 供体菌 受体菌 转导媒介—嗜菌体 误包 转导颗粒 双交换 同源配对 10-6～10-8 * （三）接合（conjugation，mating） 通过细胞与细胞的直接接触而产生的 遗传信息的转移和重组过程 * 1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm 细菌的多重营养缺陷型杂交实验 * 由于这两种营养缺陷型通过接合，相互进行遗传物质的转移和重组，从而使双方的遗传特性发生改变。 * 胞质桥 ↑ 后来，随着电子显微镜的广泛应用，科学工作者得到了E.coli接合的电子显微镜摄影图像，从而更进一步证实了细菌接合的客观存在。 * 大肠杆菌的接合机制 接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导 F因子的分子量通常为5×107，上面有编码细菌产生性菌毛（sex pili）及控制接合过程进行的20多个基因。 * F质粒的转移 F+ F- F+ F- F+ F+ F+ F+ * 转化 转导 接合 细菌间基因的转移方式 * 原生质体融合 通过人为方法使遗传性状不同的两细胞的原生质体融合，以此获得兼有双亲遗传性状并能稳定遗传的过程，称为原生质体融合或细胞融合。 * 第八章 微生物的遗传与变异 遗传的物质基础 什么是遗传的物质基础，在历史上曾经存在争论。 通过3个经典的微生物学实验，证明核酸（细胞型生物里的DNA）是遗传的物质基础。 * 一、3个经典实验 （一）经典转化试验 转化：一个品系的生物直接吸收了来自另一个品系的生物的遗传物质，从而获得了后一个品系的某些遗传性状的现象。 最早进行转化（transformation）实验的是F. Griffith（1928年），他以Streptococcus pneumoniae （肺炎链球菌，旧称“肺炎双球菌”）作为研究对象。 * （1）动物实验 著名的肺炎球菌转化试验 S型，致病菌， 具荚膜，菌落表面光滑（smoth） R型，非致病菌， 无荚膜，菌落表面粗糙（rough） S型 R型 热死S菌＋活R菌 * * Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验 * （1）从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA，蛋白质，荚膜多糖等） （2）对各组分进行转化试验 * 只有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 * （二）噬菌体感染实验 1952年，A.D.Hershey和M.Chase发表了证明DNA是噬菌体的遗传物质基础的著名实验 ——噬菌体感染实验 * 35S－蛋白质外壳的噬菌体 32P－DNA核心的噬菌体 * 在DNA中存在着包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。 * （三）植物病毒的重建实验 为了证明核酸是遗传物质，H. Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的烟草花叶病毒（TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。 * TMV重建实验示意图