微生物的遺傳和變異

關(guān)于微生物的遺傳和變異第1頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二節(jié)基因突變和誘變育種第三節(jié)基因重組和雜交育種第四節(jié)基因工程第五節(jié)菌種的衰退、復(fù)壯和保藏內(nèi)容提要第2頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四

親代的性親代的性狀在子代表現(xiàn)出來，使子代與親代有相似的現(xiàn)象，叫遺傳。從分子水平上講，遺傳就是遺傳信息的復(fù)制和表達。

親代與子代及子代各個體之間，無論在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機能方面，總會有差異，這種同類型不同個體之間的差異稱為變異。從分子水平講，是遺傳信息發(fā)生了變化。

遺傳和變異是生物體最本質(zhì)的屬性之一。遺傳（heredity或inheritance）

變異（variation）

第3頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四遺傳型：表型（表現(xiàn)型）：又稱基因型，指某一生物個體所含的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳信息。指某一生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特征的宗和，是其遺傳型在合適環(huán)境條件下通過代謝和發(fā)育而得到的具體體現(xiàn)。表型是由遺傳型所決定，但也和環(huán)境有關(guān)。

有些基因結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化僅表型改變不是變異，只能稱適應(yīng)或飾變（modification）。變異是基因結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而且往往是不可逆的變化，此變化可以遺傳給子代形成新的品種。遺傳是相對的，變異是絕對的；遺傳中有變異，變異中有遺傳。第4頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四飾變：是指外表的修飾性的改變，即一種不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型改變。表型的差異只與環(huán)境有關(guān)特點：暫時性、不可遺傳性、表現(xiàn)為全部個體的行為橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳。變異：指生物體在某種外因或內(nèi)因的作用下所引起的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量的改變，即遺傳型的改變。遺傳物質(zhì)改變，導(dǎo)致表型改變特點：遺傳性、群體中極少數(shù)個體的行為（自發(fā)突變頻率通常為10-6-10-9）第5頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四微生物是遺傳學(xué)研究中的明星：微生物細胞結(jié)構(gòu)簡單，營養(yǎng)體一般為單倍體，方便建立純系。很多常見微生物都易于人工培養(yǎng)，快速、大量生長繁殖。對環(huán)境因素的作用敏感，易于獲得各類突變株，操作性強。第6頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四微生物的獨特生物學(xué)特性：（1） 個體的體制極其簡單；（2） 營養(yǎng)體一般都是單倍體；（3） 易于在成分簡單的組合培養(yǎng)基上大量生長繁殖；（4） 繁殖速度快；（5） 易于積累不同的中間代謝產(chǎn)物或終產(chǎn)物；（6） 菌落形態(tài)特征的可見性和多樣性；（7） 環(huán)境條件對微生物群體中各個個體作用的直接性和均一性；（8） 易于形成營養(yǎng)缺陷型；（9） 各種微生物一般都有相應(yīng)的病毒；（10)存在多種處于進化過程中的原始有性生殖方式；第7頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（一）核酸－－遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（3個經(jīng)典實驗）（二）遺傳物質(zhì)在微生物細胞內(nèi)的存在部位和方式第8頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四1、證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗Griffith是第一個發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的，雖然當(dāng)時還不知道稱之為轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)是什么，但是他的工作為后來Avery等人進一步揭示轉(zhuǎn)化因子的實質(zhì)，確立DNA為遺傳物質(zhì)奠定了重要基礎(chǔ)。（一）核酸－－遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（3個經(jīng)典實驗）第9頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)化實驗材料方法動物實驗細菌培養(yǎng)實驗S型菌無細胞抽提液試驗第10頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四光滑型（S）粗糙型（R）有莢膜菌落光滑分泌毒素致病無莢膜菌落粗糙無毒不致病SⅠSⅡSⅢ三個血清型RⅠRⅡRⅢ三個血清型實驗材料：肺炎雙球菌第11頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四活的S菌加活R菌和熱死S菌抽血分離死加活S菌死加活R菌或死S菌活肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（1）動物實驗第12頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四ＳⅢ〖殺死〗

無菌落生長體外培養(yǎng)

ＲⅡ〖活菌〗體外培養(yǎng)

ＲⅡ菌落

ＲⅡ菌落多ＳⅢ菌落少

體外混合培養(yǎng)ＳⅢ〖殺死〗

ＲⅡ〖活菌〗轉(zhuǎn)化實驗（2）細菌培養(yǎng)實驗第13頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四大量R菌落活R菌S菌無細胞抽提液+活R菌+S菌DNAS菌落轉(zhuǎn)化實驗（3）S型菌無細胞抽提液試驗S菌PrS菌多糖R菌落活R菌+第14頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四（二）噬菌體感染實驗A.D.Hershey和M.Chase，1952年（1）含32P-DNA的一組：放射性85%在沉淀中10分鐘后用搗碎器使空殼脫離吸附離心沉淀細胞進一步培養(yǎng)后，可產(chǎn)生大量完整的子代噬菌體上清液中含15%放射性沉淀中含85%放射性第15頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四沉淀中含25%放射性以35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼做噬菌體感染實驗（2）含35S-蛋白質(zhì)的一組：放射性75%在上清液中10分鐘后用搗碎器使空殼脫離吸附離心沉淀細胞進一步培養(yǎng)后，可產(chǎn)生大量完整的子代噬菌體上清液中含75%放射性第16頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四TMVHRVHRVTMV原始株拆開重建感染分離純化

植物病毒的拆開與重建實驗

第17頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四（一）核酸存在的七個水平細胞水平：存在于細胞核或核質(zhì)體，單核或多核細胞核水平:原（核區(qū)）與真核生物的細胞核結(jié)構(gòu)不同，核外DNA（細胞質(zhì)中）,真核：DNA+組蛋白染色體水平:倍性(真核)和染色體數(shù)（真核：多條；原核：一條）核酸水平：在原核中同染色體水平、存在部分二倍體，DNA或RNA（少數(shù)病毒），復(fù)合或裸露，雙鏈或單鏈（少數(shù)病毒）二、遺傳物質(zhì)在細胞內(nèi)的存在部位和方式第18頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四（一）核酸存在的七個水平基因水平：具自主復(fù)制能力的遺傳功能單位，長度與信息量，轉(zhuǎn)錄——翻譯密碼子水平：DNA鏈上決定各具體氨基酸的特定核苷酸排列順序。遺傳密碼的單位是密碼子。密碼子是由核酸分子上三個連續(xù)核苷酸序列決定的。三個連續(xù)的枋苷酸序列核苷酸水平：核苷酸是核酸的組成單位，最小的突變或交換單位，四種堿基二、遺傳物質(zhì)在細胞內(nèi)的存在部位和方式第19頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四基因組：是指單倍體細胞中所含的全套遺傳物質(zhì)，包括細胞中的基因及非基因的DNA序列。大多數(shù)細菌和噬菌體而言，基因組是指單個染色體上所含的全部基因。二倍體直核生物：單倍體（配子或配子體）細胞核內(nèi)整套染色體所含的DNA分子及其所攜帶的全部基因。微生物的基因組一般都比較小，其中最小的大腸桿菌噬菌體MS2僅3000bp，含3個基因，而人的染色體DNA為３.２x109bp.基因組學(xué)：研究生物基因組的組成、組內(nèi)各基因的精細結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系及表達調(diào)控的科學(xué)。第二節(jié)、微生物的基因組第20頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四原核生物的質(zhì)粒1.定義和特點

定義：

存在于微生物染色體以外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀的dsDNA分子。所含的基因?qū)闹骷毎话闶欠潜匦璧模皇窃谀承┨厥獾臈l件下質(zhì)粒能賦予寄主細胞以特殊的機能，使寄主得到生長優(yōu)勢。特點：超螺旋結(jié)構(gòu)、獨立的復(fù)制子、嚴(yán)謹型復(fù)制、松弛型復(fù)制、質(zhì)粒消除整合第三節(jié)微生物的染色體外遺傳因子第21頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四2、質(zhì)粒的主要類型：根據(jù)質(zhì)粒所編碼的功能和賦予的表型效應(yīng)?？剐砸蜃樱≧esistancefactor，R因子）：主要包括抗藥性和抗重金屬兩大類。Amp、Kan致育因子（Fertilityfactor，F(xiàn)因子）：最早發(fā)現(xiàn)的與大腸桿菌的有性生殖有關(guān)的質(zhì)粒。決定細菌的性別。CoL質(zhì)粒（colplasmid）：大腸桿菌毒素因子，含有編碼大腸桿菌素的基因。一種細菌蛋白，第22頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四Ti質(zhì)粒（tumorinducingplasmid）：第23頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四Ti質(zhì)粒（tumorinducingplasmid）：第24頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四Ri質(zhì)粒（rootinducingplasmid）:第25頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四基因突變突變與育種第四節(jié)、微生物突變和誘變育種第26頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四一個基因內(nèi)部遺傳結(jié)構(gòu)或DNA序列的任何改變基因突變：第27頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四一、基因突變簡稱突變，是變異的一類，泛指細胞內(nèi)（或病毒粒內(nèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量發(fā)生的可遺傳變化，可自發(fā)或誘導(dǎo)產(chǎn)生。狹義突變指基因突變廣義突變是指基因突變和染色體畸變?；蛲蛔儯褐敢粋€基因內(nèi)部遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或DNA序列的任何變化，包括一對或少數(shù)幾對的缺失、插入或置換，導(dǎo)致遺傳性狀的變化。第28頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四突變的特點

基因突變突變的機制

突變類型第29頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四微生物突變體的主要類型形態(tài)突變型菌落形態(tài)突變型菌體形態(tài)突變型生化突變型營養(yǎng)突變體(營養(yǎng)缺陷型)抗性突變體發(fā)酵突變型:能利用到不能利用毒力突變型：致病能力增強或減弱條件致死突變型致死突變型:突變后生活能力喪失或下降導(dǎo)致死亡的突變型。產(chǎn)量突變型按突變實質(zhì)分第30頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四（二）基因突變的特點(5個特點)1.隨機性2.稀有性：10-9—10-63.獨立性4.穩(wěn)定性5.可逆性第31頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四基因突變隨機性（自發(fā)性和不對應(yīng)性）的證明變量試驗

涂布試驗影印培養(yǎng)試驗第32頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四大腸桿菌稀釋培養(yǎng)物10ml10ml(培養(yǎng)前先分成50小管)(在同一個大管中作整體培養(yǎng))2929183922191720抗噬菌體菌落數(shù)抗噬菌體菌落數(shù)變量試驗

第33頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四涂布試驗涂布敏感菌5×104個共12個平板5×104個菌落5000個細菌/菌落噴入T1保溫重新涂布后噴入T1保溫6個平板共353個菌落6個平板共28個菌落第34頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四無藥培養(yǎng)基含藥培養(yǎng)基影印培養(yǎng)試驗

原始敏感菌種第35頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四基因突變及其機制

移碼突變?nèi)旧w畸變堿基的置換第36頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四一對堿基被另外的一對堿基置換。轉(zhuǎn)換(transition)：即DNA鏈中的一個嘌呤被嘌呤或嘧啶被嘧啶所置換。顛換(transversion)：即一個嘌呤被嘧啶或嘧啶被嘌呤所置換。1誘變的機制(1)堿基的置換第37頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四堿基的置換直接引起置換的誘變劑HNO2CNH2腺嘌呤CO次黃嘌呤(Hk)A..THe..THk..

THk..

CA..THk..

CG..

CCOH次黃嘌呤(He)第38頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四間接引起置換的誘變劑堿基的置換COHT：烯醇式CT：酮式OA..TT..

AG..

CA..T酮式G

T烯醇式..第39頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四COBr5-BU:酮式COHBr5-BU:烯醇式堿基的置換間接引起置換的誘變劑第40頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四堿基的置換G..

CA..BUG..

BUA..BUG..

CA..TA..TA..TA..TG..

CA..BU酮式G..BU烯醇式烯醇式酮式第41頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四ＤＮＡ分子中缺失或增加少數(shù)幾個堿基對而引起造成突變點以后全部遺傳密碼轉(zhuǎn)錄與翻譯發(fā)生錯誤ABCABCABCABCABCABCABCABCAB+ABCABCCBACBACBACBACBAABCBCABCABCABCABCABCABCA增添一個堿基缺少一個堿基移碼突變第42頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四染色體畸變

某些理化因子，如Ｘ射線，紫外線，亞硝酸等，除能引起點突變外，還會引起DNA分子大損傷，包括染色體易位，倒位，缺失，重復(fù)等，即為染色體畸變。第43頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第44頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四染色體畸變紫外線誘變作用機理可使ＤＮＡ鏈裂斷，破壞核糖和磷酸間的鍵聯(lián)引起胞嘧啶和尿嘧啶產(chǎn)生水合作用造成氫鍵斷裂能使胸腺嘧啶成二聚體，使ＤＮＡ結(jié)構(gòu)發(fā)生改變第45頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四DNA的損傷修復(fù)?DNA的損傷：DNA在復(fù)制時產(chǎn)生錯配、病毒基因整合，某些物化因子如紫外光、電離輻射和化學(xué)誘變等，破壞DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而影響DNA的復(fù)制，并使DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯也跟著變化，因而表現(xiàn)出異常的特征（生物突變）。?若DNA的損傷或錯配得不到修復(fù)，會導(dǎo)致DNA突變。其主要形式：一個或幾個堿基被置換插入一個或幾個堿基一個或多個堿基對缺失?DNA的損傷修復(fù)——光復(fù)活修復(fù)、切除修復(fù)第46頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四光復(fù)活修復(fù)：400nm左右的光激活光復(fù)活酶，專一分解紫外光照射引起的同一條鏈上的TT（或CC，CT）二聚體。（包括從單細胞生物到鳥類，而高等哺乳動物無）切除修復(fù)：將DNA分子中的受損傷部分切除，以完整的那條鏈為模板再重新合成。特異內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA外切酶、DNA連接酶均參與。（發(fā)生在DNA復(fù)制前）第47頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四重組修復(fù)（發(fā)生在復(fù)制后）：復(fù)制時，跳過損傷部位，新鏈產(chǎn)生的缺口由母鏈彌補，原損傷部位并沒有切除但在后代逐漸稀釋。誘導(dǎo)修復(fù)：造成DNA損傷或抑制復(fù)制的處理均能引起一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng),稱為應(yīng)急反應(yīng)(SOS

response)。此過程誘導(dǎo)產(chǎn)生切除修復(fù)和重組修復(fù)中的關(guān)鍵蛋白和酶，同時產(chǎn)生無校對功能的DNA聚合酶。所以會有2種結(jié)果：修復(fù)或變異（進化）。第48頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第49頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第50頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第51頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四自發(fā)突變與育種從生產(chǎn)中選育定向培育優(yōu)良品種誘變育種

從青霉素產(chǎn)量看誘變育種誘變育種的基本環(huán)節(jié)誘變育種的原則誘變育種的定義二、突變與育種第52頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四誘變育種

誘變育種就是利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻分散的微生物細胞群，促進其突變頻率大幅度提高，然后設(shè)法采用簡便、快速和高效的篩選方法，從中挑選少數(shù)符合育種目的突變株，以供生產(chǎn)實踐或科學(xué)實驗之用。誘變育種除提高產(chǎn)量外，還可改進產(chǎn)品質(zhì)量、擴大品種種類和簡化工藝等目的。它具有方法簡便、工作速度快和收效顯著等優(yōu)點，仍是目前最廣泛使用的育種手段。第53頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四

效價：指有效成分的濃度。1ug/ul稱為1單位1945時間1943194319431947195519711977目前發(fā)酵單位(u/ml)100250500～850～850～8000～2萬～5萬5～10萬

從青霉素產(chǎn)量看誘變育種第54頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四誘變育種的基本環(huán)節(jié)大多死亡少數(shù)存活存活率多數(shù)未變少數(shù)突變突變率多數(shù)負變少數(shù)正變正變率多數(shù)幅度小少數(shù)幅度大高產(chǎn)率投產(chǎn)率多數(shù)不宜投產(chǎn)少數(shù)適宜投產(chǎn)出發(fā)菌株計算出誘變第55頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個原則選優(yōu)良的出發(fā)菌株處理單孢子（或單細胞）懸液選用最適劑量設(shè)計或采用高效篩選方案或方法利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)利用和創(chuàng)造形態(tài)，生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)選擇簡便有效的誘變劑第56頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株生產(chǎn)中用過的自發(fā)變異菌株選用具有有利于進一步研究或應(yīng)用性狀的菌株采用已發(fā)生其他變異的菌株采用對誘變劑敏感性較高的增變變異株第57頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四處理單孢子（或單細胞）懸液芽孢桿菌應(yīng)處理芽孢放線菌，霉菌應(yīng)處理孢子細菌指數(shù)期，放線菌霉菌要稍加萌發(fā)后使用出發(fā)菌株應(yīng)制成均勻懸夜第58頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四選擇簡便有效的誘變劑出發(fā)菌株含誘變劑的液體培養(yǎng)基接種培養(yǎng)培養(yǎng)接種分離紫外線選擇優(yōu)良突變株第59頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四選用最適劑量劑量以誘變劑濃度和處理時間來表示合適劑量：能擴大變異幅度又能促使變異移向正變范圍的劑量第60頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)兩種或多種誘變劑先后使用同種誘變劑重復(fù)使用兩種或多種誘變劑同時使用第61頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四利用和創(chuàng)造形態(tài)，生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)淀粉酶變色圈試驗變色圈大的為淀粉酶高產(chǎn)菌落第62頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)計或采用高效篩選方案或方法一個出發(fā)菌株誘變劑處理選出200個單孢子菌菌株初篩（每株1瓶）選出50株復(fù)篩（每株4瓶）選出5株第一輪第二輪五個出發(fā)菌株初篩（每株1瓶）選出50株復(fù)篩（每株4瓶）選出5株40株40株40株40株40株誘變劑處理第63頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四（8）創(chuàng)造新型篩選方法1、初篩：以量為主2、復(fù)篩：以質(zhì)為主第64頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四突變株的篩選方法高產(chǎn)突變菌株的篩選方法

抗性突變體的篩選方法

營養(yǎng)缺陷型的的篩選方法

與突變株的篩選相關(guān)的幾個概念第65頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四與突變株的篩選相關(guān)的幾個概念相關(guān)培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基：能夠滿足某一菌種的野生型菌株營養(yǎng)要求的最低成分的組合培養(yǎng)基。完全培養(yǎng)基：是在基本培養(yǎng)基中添加天然物質(zhì)后能滿足某種微生物各種營養(yǎng)缺陷型的營養(yǎng)要求的加富培養(yǎng)基。補充培養(yǎng)基：是在基本培養(yǎng)基中添加某種營養(yǎng)物質(zhì)以滿足該營養(yǎng)物質(zhì)缺陷型菌株生長需求的加富培養(yǎng)基。第66頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四與突變株的篩選相關(guān)的幾個概念三類遺傳型野生型[A+B+]營養(yǎng)缺陷型[A+B-]原養(yǎng)型[A+B+]第67頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四突變春日霉素產(chǎn)生菌的孢子懸液·高產(chǎn)突變株的篩選

瓊脂塊培養(yǎng)法篩選春日霉素高產(chǎn)菌種含供試菌種（拮抗對象）的瓊脂平板第68頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四梯度培養(yǎng)皿法強抗性中抗性弱抗性含異煙肼接敏感菌含突變株抗藥性突變株的篩選第69頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四營養(yǎng)缺陷型的篩選辦法誘變劑處理淘汰野生型：青霉素濃縮法、菌絲過濾法、差別殺菌法檢出缺陷型：夾層培養(yǎng)法、限量補充培養(yǎng)法、逐個檢出法、影印接種法鑒定缺陷型中間培養(yǎng)第70頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四淘汰野生型（青霉素濃縮法）培養(yǎng)基(含青霉素)

接入誘變菌液（含抗性突變株）涂布培養(yǎng)第71頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四淘汰野生型（差別殺菌法）1.適用于細菌的芽孢2.原理：將誘變處理的芽孢接種到基本培養(yǎng)基上，野生型的芽孢生長成營養(yǎng)細胞，而缺陷型的不能生長成營養(yǎng)細胞。第72頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四檢出缺陷型（夾層培養(yǎng)法）小菌落是第二次長起來的（營養(yǎng)缺陷型）第73頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四檢出缺陷型（限量補充培養(yǎng)法）

微量蛋白胨的基本培養(yǎng)基上小菌落是營養(yǎng)缺陷型突變株第74頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四檢出缺陷型（逐個檢出法）涂布培養(yǎng)基本培養(yǎng)基上不長菌落完全培養(yǎng)基上長出菌落含誘變劑的液體培養(yǎng)基菌種營養(yǎng)缺陷型第75頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四檢出缺陷型(影印接種法)完全培養(yǎng)基影印接種基本培養(yǎng)基營養(yǎng)缺陷型第76頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四鑒定缺陷型生長譜法：基本培養(yǎng)基+氨基酸基本培養(yǎng)基+維生素基本培養(yǎng)基+嘌呤或嘧啶第77頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)、基因重組和雜交育種第78頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四

一、原核生物的基因重組

細菌的基因重組原核微生物通過轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、原生質(zhì)體融合等形式進行一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)移和基因重組。第79頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四

轉(zhuǎn)化(transformation)

幾個概念：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化因子、感受態(tài)轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化的特點第80頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四

轉(zhuǎn)化(transformation)

受體細胞直接吸收了來自供體細胞的DNA片斷，并把它整合到自己的基因組中，細胞部分遺傳性狀發(fā)生變化的現(xiàn)象叫轉(zhuǎn)化。第81頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)化因子:有轉(zhuǎn)化活性的外源DNA片斷轉(zhuǎn)化是游離的ＤＮＡ片段的轉(zhuǎn)移和重組游離的ＤＡＮ片段叫轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子由供體提供自然情況下可由細菌細胞自行裂解產(chǎn)生，實驗室里通過提取獲得雙鏈ＤＮＡ有轉(zhuǎn)化能力，單鏈沒有.第82頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四受體細胞最能接受外源DNA片段并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)，只有處于感受態(tài)的細菌才能接受轉(zhuǎn)化因子，從出現(xiàn)到消失約為４０分鐘(對數(shù)期的中期)感受態(tài)第83頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四感受態(tài)的決定決定因素細胞遺傳性決定：大腸桿菌，根瘤菌屬等和菌齡有關(guān)：對數(shù)生長的中后期環(huán)腺苷酸cAMP可提高1000倍Ca2+能促使細胞進入感受態(tài)感受態(tài)因子是受體細胞表面上的一種蛋白質(zhì)，即膜相關(guān)DNA結(jié)合蛋白功能使轉(zhuǎn)化因子結(jié)合在受體細胞表面細胞壁自溶素和幾種核酸酶第84頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四每個受體細胞表面約有30

-80個轉(zhuǎn)化因子結(jié)合點，當(dāng)轉(zhuǎn)化因子結(jié)合到受體表面結(jié)合點上時，DNA一條鏈被受體細胞膜上的核酸酶分解，另一條鏈進入受體細胞，通過整合與受體細胞進行基因重組，有人發(fā)現(xiàn)DNA也可通過雙鏈形式進入受體細胞形成雙倍體的轉(zhuǎn)化子。轉(zhuǎn)化過程第85頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)化過程第86頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)化的特點

不需兩個細胞直接接觸，供體DNA提取出來，注入受體即可。轉(zhuǎn)染：感受態(tài)細胞吸收質(zhì)粒DNA和噬菌體DNA。第87頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)導(dǎo)的種類完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)溶源轉(zhuǎn)變遺傳物質(zhì)通過噬菌體的攜帶而轉(zhuǎn)移的基因重組。轉(zhuǎn)導(dǎo)子：重組受體細胞轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)

轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點

普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)第88頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四供體A-B+完全普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)(compietetransduction)A-B+A+B-少數(shù)受體A+B+經(jīng)重組形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子鼠傷寒沙門氏菌A-B+色氨酸缺陷型A+B-組氨酸缺陷型第89頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四galbioGal半Bio生宿主基因組整合不正常切離（10-4—10-6）正常切離λ正常λλdgalλdbio低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT）裂解物的形成局限轉(zhuǎn)導(dǎo)：少數(shù)特定基因第90頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點

需要噬菌體做媒介，不需要細胞間直接接觸噬菌體DNA不接合到寄主染色體噬菌體蛋白質(zhì)包裹寄主任何一部分DNA片段噬菌體DNA整合到寄主染色體上噬菌體DNA與寄主染色體特定基因發(fā)生交換普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)第91頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四接合及其發(fā)現(xiàn)Ｆ因子和接合

接合(conjugation):細菌雜交，細胞間的直接接觸。雄性菌株與雌性菌株接合結(jié)果第92頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四+A+B+C-D-

生物甲缺陷型A-B-C+D+

蘇亮缺陷型接合及其發(fā)現(xiàn)A+B+C+D+通過細胞間的直接接觸能進行大段ＤＮＡ的轉(zhuǎn)移的過程，叫接合第93頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四雄性菌株

Hfr菌株

F??菌株Ｆ－菌株（雌株）Ｆ因子和接合（大腸桿菌的結(jié)合）

F+菌株第94頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第95頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第96頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第97頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四第98頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四F-×F+F+F+×F-××F’F’F’××HfrHfrF+（多數(shù)情況下）F-×+HfrHfrHfr（少數(shù)情況下）雄性菌株與雌性菌株接合結(jié)果F-第99頁，共115頁，2023年，2月20日，星期四