常见的微生物的遗传和变异.ppt

微生物的遗传和变异 第一节????? 微生物的遗传 一、遗传和变异的物质基础——DNA 第二节??????微生物的变异 第三节 基因重组 第四节 遗传工程技术在环境保护中的应用 ④ SOS修复：DNA大范围损失作为一种求救信号引发设计DNA修复的多种细胞功能参加的诱导作用。正常的SOS系统被LexA蛋白所抑制，DNA损伤时激活RecA蛋白酶活性，使LexA蛋白失活，启动SOS系统。一旦修复完成，SOS系统关闭。SOS系统是一种倾向差错的DNA修复机制，可造成突变。 ⑤适应性修复： 细菌由于长期接触低剂量诱变剂会产生修复蛋白酶，修复DNA上因甲基化而遭受的损伤。 2、化学诱变；化学诱变可造成碱基对的置换 转换（transition）：嘌呤被另一嘌呤或嘧啶被另一嘧啶取代 颠换（transversion）：嘌呤被嘧啶取代 化学诱变对DNA作用形式有三类： （1）直接引起置换的诱变剂 是一类可直接与核酸碱基发生化学反应的诱变剂。可与一个或几个核苷酸发生化学反应，引起DNA复制时碱基配对的转换。 亚硝酸可使碱基发生氧化脱氨，使腺嘌呤A转变为次黄嘌呤H，胞嘧啶C变成尿嘧啶U，引起A=T向G-=C转换 ①腺嘌呤氧化脱氨后形成烯醇式次黄嘌呤（He） ② He通过互变异构效应形成酮式次黄嘌呤（HK） ③DNA复制时，HK 与胞嘧啶（C）配对 ④ DNA第二次复制时，C与G正常配对，实现了转换。 （2）间接引起置换的诱变剂：这类诱变剂是一些碱基类似物，5-溴尿嘧啶（5-Bu）、5-氨基尿嘧啶（5-Au）、8-氮鸟嘌呤（8-NG）、2-氨基嘌呤（2-AP）等。它们的作用是通过活细胞的代谢活动掺入到DNA分子后引起的，因此是间接的。 （3）引起移码突变的诱变剂：由诱变剂引起DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的增添、插入或缺失，从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和转译错误的一类突变。 3、复合处理及协同效应 两种或多种诱变剂先后使用； 同一种诱变剂重复使用； 两种或多种诱变剂同时使用 4、定向培育与驯化: 用某一特定环境长期处理某一微生物群体，不断移种传代，从中选择具有合格性状的自发突变体。因自发突变率低，变异程度低，培育进程很缓慢。 环境工程中仍采用定向培育的方法培育菌种——驯化。 一、杂交??? 杂交是在细胞水平上发生的一种遗传重组方式。有性杂交，一般指性细胞间的接合和随之发生染色体重组，并产生新遗传型后的一种方式。凡能产生有性孢子的酵母菌或霉菌，原则上都可应用与高等动、植物杂交育种相似的有性杂交方法进行育种。 基因重组：两个不同性状个体细胞的DNA融合，使基因重新组合，从而发生遗传变异，产生新品种，此过程称为基因重组。 准性杂交(parasexual hybridization) 准性生殖是一种类似于有性生殖但比它更为原始的一种生殖方式，它可使同一生物的两个不同来源的体细胞经融合后，不通过减数分裂而导致低频率的基因重组。准性生殖常见于某些真菌，尤其是半知菌中。 1、菌丝联结? 2、形成异核体?3、核融合或核配? 4、体细胞交换 二、转化 transformation 受体菌直接吸收来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它组合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象，称为转化。转化后的受体菌称为转化子。 ?? 亲代的性状在子代表现出来，使子代与亲代有相似的现象，叫遗传。从分子水平上讲，遗传就是遗传信息的复制和表达。 亲代与子代及子代各个体之间，无论在形态结构和生理机能方面，总会有差异，这种同类型不同个体之间的差异称为变异。从分子水平讲，是遗传信息发生了变化。 ?遗传和变异是生物体最本质的属性之一。 遗传（heredity或inheritance） 变异（variation） 遗传型——生物体所携带的全部遗传因子或基因的总称， 表型——具有一定遗传性的个体在特定的外界环境中通过生长发育所表现出来的种种形态和生理特征的总和。 有些基因结构未发生变化仅表型改变不是变异，只能称适应或饰变（modification） 。变异是基因结构发生变化，而且往往是不可逆的变化，此变化可以遗传给子代形成新的品种。遗传是相对的，变异是绝对的；遗传中有变异，变异中有遗传。 一、遗传和变异的物质基础——DNA 三个经典实验： 1、转化实验 噬菌体 用放射性硫跟踪蛋白质表层 用放射性磷跟踪核心的DNA 侵染 搅拌 分离 细胞中无硫 外表有硫 细胞中有磷 外表无磷 2、噬菌体感染实验 3、病毒的拆开