《微生物的遗传物质》课件 .pptVIP

微生物的遗传物质

课程介绍：微生物遗传的重要性医药领域微生物遗传学在抗生素的发现、生产和耐药性研究中发挥着关键作用，有助于开发新型抗菌药物，应对日益严重的耐药菌问题。农业领域通过遗传改造，可以培育出抗虫、抗病、耐盐碱的农作物，提高农作物的产量和质量，减少农药的使用，实现可持续农业。工业领域

遗传物质的定义与特点1定义遗传物质是携带遗传信息的物质，能够指导生物的生长、发育、繁殖和变异，是生命延续的基础。2特点遗传物质必须具有储存、复制、表达和变异等特点。储存是指能够稳定地保存遗传信息；复制是指能够准确地复制遗传信息；表达是指能够将遗传信息转化为蛋白质等功能分子；变异是指能够发生突变，为生物进化提供原材料。主要遗传物质

DNA作为遗传物质的证据：转化实验转化实验转化实验是证明DNA是遗传物质的经典实验之一，通过将一种生物的DNA转移到另一种生物中，观察其遗传性状是否发生改变，从而判断DNA是否具有遗传功能。肺炎链球菌肺炎链球菌是常用的转化实验材料，其具有两种类型：光滑型（S型）和粗糙型（R型）。S型菌具有荚膜，能够引起小鼠死亡；R型菌不具有荚膜，不能引起小鼠死亡。

格里菲斯实验：肺炎链球菌的转化S型菌将活的S型菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。R型菌将活的R型菌注射到小鼠体内，小鼠存活。热死的S型菌将热死的S型菌注射到小鼠体内，小鼠存活。热死的S型菌+活的R型菌将热死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从小鼠体内分离出活的S型菌。

艾弗里、麦克劳德和麦卡锡实验：DNA是转化因子提取S型菌的提取物1将提取物分别用DNA酶、RNA酶和蛋白酶处理2将处理后的提取物分别与R型菌混合3观察是否有S型菌出现4实验结果表明，只有用DNA酶处理的提取物不能使R型菌转化为S型菌，而用RNA酶和蛋白酶处理的提取物仍然可以使R型菌转化为S型菌。因此，DNA是转化因子，是携带遗传信息的物质。

噬菌体侵染实验：赫尔希-蔡斯实验1观察2离心分离3侵染细菌4分别用放射性同位素标记噬菌体的DNA和蛋白质实验结果表明，32P标记的DNA进入细菌细胞，而35S标记的蛋白质则留在细菌细胞外。因此，噬菌体的DNA是遗传物质，能够指导噬菌体的复制和增殖。

RNA作为遗传物质：烟草花叶病毒1提取病毒RNA2感染烟草叶片3观察症状实验结果表明，RNA能够引起烟草叶片出现花叶病症状，证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，能够指导病毒的复制和增殖。RNA作为遗传物质的发现，拓展了人们对遗传物质的认识。

DNA的结构：双螺旋结构基本单位DNA的基本单位是脱氧核苷酸，由脱氧核糖、磷酸基团和含氮碱基组成。碱基配对DNA分子中的含氮碱基有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。A与T配对，G与C配对，这种配对方式称为碱基互补配对原则。双螺旋结构DNA分子是由两条互补的脱氧核苷酸链反向平行排列，盘绕成双螺旋结构。双螺旋结构的稳定性主要依靠氢键和疏水作用维持。

沃森和克里克模型模型要点DNA分子是由两条互补的脱氧核苷酸链反向平行排列，盘绕成双螺旋结构。磷酸和脱氧核糖交替连接，构成DNA分子的骨架，位于双螺旋的外侧；含氮碱基位于双螺旋的内侧，通过氢键连接，形成碱基对。模型意义沃森和克里克模型揭示了DNA的结构特点，为遗传信息的储存、复制和表达提供了理论基础，是分子生物学发展史上的里程碑。

DNA的复制：半保留复制1复制起点DNA复制从特定的复制起点开始，复制起点处形成复制叉。2解旋DNA解旋酶将DNA双螺旋解开，形成单链DNA。3合成子链DNA聚合酶以单链DNA为模板，按照碱基互补配对原则，合成新的DNA子链。4形成新的DNA分子每条新的DNA分子都包含一条母链和一条新链，这种复制方式称为半保留复制。

复制的起始、延伸和终止起始复制起始于复制起点，需要引物酶合成RNA引物，为DNA聚合酶提供起始位点。延伸DNA聚合酶以引物为起点，沿着DNA模板链，按照碱基互补配对原则，不断延伸新的DNA子链。终止复制终止于特定的终止位点，复制叉融合，形成两个完整的DNA分子。

DNA聚合酶的作用1催化DNA合成DNA聚合酶能够催化脱氧核苷酸聚合，形成新的DNA子链。2校对功能DNA聚合酶具有校对功能，能够及时纠正复制过程中出现的错误，保证DNA复制的准确性。3切除引物某些DNA聚合酶具有切除引物的功能，能够将RNA引物切除，并用DNA替换。

RNA的种类和功能mRNA信使RNA，携带遗传信息，指导蛋白质的合成。tRNA转运RNA，转运氨基酸，参与蛋白质的合成。rRNA核糖体RNA，构成核糖体的成分，参与蛋白质的合成。其他RNA还有一些具有调控功能的RNA，如miRNA、siRNA等。

mRNA：信使RNA功能mRNA是DNA转录的产物，携带遗传信息，指导蛋白质的合成。mR