第五章微生物遗传变异和菌种选育.ppt

第5章 微生物的遗传变异与菌种选育 遗传与变异的概念 遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。 遗传(heredity)：亲代生物的性状在子代得到表现；亲代生物传递给子代一套实现与其相同性状的遗传信息。特点：具稳定性。 遗传型（genotype）：又称基因型，指某一生物个体所含有的全部基因的总和；------是一种内在可能性或潜力。 遗传型 + 环境条件 表型 表型（phenotype）：指生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和;------是一种现实存在，是具一定遗传型的生物在一定条件下所表现出的具体性状。 1 微生物遗传变异的物质基础 证明核酸是遗传变异物质基础的三个经典实验 肺炎双球菌的转化实验 噬菌体的感染实验 烟草花叶病毒的拆开与重组实验 （一）经典转化实验（transformation）：F.Griffith， 研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎双球菌） SIII型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性 RII型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性 （2）细菌培养实验 ①加S菌DNA ②加S菌DNA及DNA酶以外的酶 ③加S菌的DNA和DNA酶 ④加S菌的RNA ⑤加S菌的蛋白质 ⑥加S菌的荚膜多糖 （二）噬菌体感染实验 A. D. Hershey和M. Chase， 1952年 以32S标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验 （2）含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中 （三）烟草花叶病毒的拆开与重建实验 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。 将TMV在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将其蛋白质外壳与RNA核心相分离。分离后的RNA在没有蛋白质包裹的情况下，也能感染烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离出正常病毒粒子。 DNA的结构与复制 DNA的结构 碱基组成： 腺嘌呤（A） 参与DNA组成 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C） 碱基配对： A与T C与G DNA双螺旋结构 ⑴DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 ⑵DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧 ⑶两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基的配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。 DNA的复制 半保留复制 DNA分子中的2条多核苷酸之间的氢键断裂，双螺旋解旋和分开，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的2条链。这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基排列顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的一条多核苷酸链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，又以氢键连接成新的双螺旋结构。 RNA t RNA——转移RNA r RNA——核糖体RNA m RNA——信使RNA 反义RNA 遗传物质的存在形式 7个水平 1、细胞水平：遗传物质集中在细胞核或核区 细胞核及核区的数目有所不同。 2、细胞核水平：真核生物的细胞核是有核膜包裹、形态固定的真核，核内的DNA与组蛋白结合在一起形成一种在光学显微镜下能见的核染色体。原核生物是核区。 3、染色体水平： （1）染色体数：不同生物的染色数差别很大 （2）染色体倍数：指同一细胞中相同染色体的套数。 4、核酸水平： （1）核酸的种类：DNA RNA （2）核酸结构： ds ss （3）DNA长度 2 微生物的基因突变 突变是指遗传物质突然发生稳定的可遗传的变化。 一是指与野生型不同的个体所携带和传递的基因组变异结构，这种变异结构可以是基因水平的，也可以是染色体水平的； 另一个意义是指上述变异发生的过程。 狭义：点突变 基因突变 广义：基因突变和染色体畸变 突变型（mutant）：发生了突变的微生物细胞或菌株 野生型（wild type）：从自然界分离到的任何微生物在其发生突变前的原始菌株 野生型（原始性状） 突变型（新性状） 一、突变的类型 1.按突变涉及的范围 基因突变 染色体畸变 （1）基因突变又称点突变，是发生于一