第六章微生物遺傳與變異詳解演示文稿

第六章微生物遺傳與變異詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有57頁\編輯于星期四優(yōu)選第六章微生物遺傳與變異現(xiàn)在是2頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異一、細(xì)菌的遺傳變異（variation）：

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，亦即遺傳型的改變。

特點(diǎn)：在群體中以極低的幾率(一般為10－5一10－1)出現(xiàn)；性狀變化的幅度大；變化后的新性狀是穩(wěn)定的、可遺傳的。現(xiàn)在是3頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳細(xì)菌遺傳物質(zhì)DNA

基本單位－脫氧核苷酸脫氧核糖堿基磷酸AGCT現(xiàn)在是4頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳脫氧核苷酸的種類（deoxyribonucleicacid）Therearefournucleotides:thosewithcytosine(C),thosewithguanine(G),thosewithadenine(A),andthosewiththymine(T).AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸現(xiàn)在是5頁\一共有57頁\編輯于星期四ATGCATGC細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳脫氧核苷酸的連接現(xiàn)在是6頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳1953年華特生(JamesWatson)和克里克(Francis

Crick)通過X射線衍射法觀察DNA結(jié)構(gòu)，提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型?，F(xiàn)在是7頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)：

DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核糖核酸組成的螺旋狀長(zhǎng)鏈現(xiàn)在是8頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳證明DNA是遺傳物質(zhì)的Griffth轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)如何證明DNA是遺傳物質(zhì)？現(xiàn)在是9頁\一共有57頁\編輯于星期四（一）經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（transformation）：F.Griffith，研究對(duì)象：Streptococcuspneumoniae（肺炎雙球菌）

SIII型菌株：有莢膜，菌落表面光滑，有致病性

RII型菌株：無莢膜，菌落表面粗糙，無致病性1928年，Griffith進(jìn)行了以下幾組實(shí)驗(yàn)：（1）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

對(duì)小鼠注射活RII菌或死SIII菌————小鼠存活

對(duì)小鼠注射活SIII菌————————小鼠死亡

對(duì)小鼠注射活RII菌和熱死SIII菌———小鼠死亡

抽取心血

分離

活的SIII菌現(xiàn)在是10頁\一共有57頁\編輯于星期四Griffith

轉(zhuǎn)化試驗(yàn)示意混合培養(yǎng)RII型活菌SIII型活菌SIII型熱死菌RII型活菌SIII型活菌健康健康健康健康健康健康健康病死病死病死現(xiàn)在是11頁\一共有57頁\編輯于星期四（2）細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)（3）S型菌的無細(xì)胞抽提液試驗(yàn)以上實(shí)驗(yàn)說明：加熱殺死的SIII型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過某種方式進(jìn)入RII型細(xì)胞并使RII型細(xì)胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀，轉(zhuǎn)變?yōu)镾III型細(xì)胞。熱死SIII菌—————不生長(zhǎng)

活RII

菌—————長(zhǎng)出RII菌

熱死SIII菌—————長(zhǎng)出大量RII菌和10-6SIII菌活R菌+S菌無細(xì)胞抽提液——長(zhǎng)出大量R菌和少量S菌+活RII菌平皿培養(yǎng)現(xiàn)在是12頁\一共有57頁\編輯于星期四①加S菌DNA②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RNA⑤加S菌的蛋白質(zhì)⑥加S菌的莢膜多糖活R菌長(zhǎng)出S菌只有R菌1944年、和M。McCarty從熱死S型S.pneumoniae中提純了可能作為轉(zhuǎn)化因子的各種成分，并在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化試驗(yàn)：只有S型細(xì)菌的DNA才能將S.pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。且DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高。說明S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株的，是遺傳因子。現(xiàn)在是13頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳微生物中的DNA：染色體現(xiàn)在是14頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳微生物中的DNA上含大量不同基因（Partialgenemapoftheoperons）現(xiàn)在是15頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳微生物中的質(zhì)?，F(xiàn)在是16頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳RNA在細(xì)胞里有三種類型：信使RNA（mRNA)

轉(zhuǎn)移RNA（tRNA)核糖體RNA（rRNA)現(xiàn)在是17頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳信使RNA（mRNA)約占總RNA的5%。不同細(xì)胞的mRNA的鏈長(zhǎng)和分子量差異很大。它的功能是將DNA的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)合成基地–核糖核蛋白體。現(xiàn)在是18頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異第四章細(xì)菌的生長(zhǎng)和遺傳變異細(xì)菌的遺傳轉(zhuǎn)移RNA（tRNA)約占總RNA的10-15%。它在蛋白質(zhì)生物合成中起翻譯氨基酸信息，并將相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖核蛋白體的作用。已知每一個(gè)氨基酸至少有一個(gè)相應(yīng)的tRNA。RNA分子的大小很相似，鏈長(zhǎng)一般在73-78個(gè)核苷酸之間?，F(xiàn)在是19頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳tRNA的空間結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是20頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳核糖體RNA（rRNA)約占全部RNA的80%是核糖核蛋白體的主要組成部分rRNA的功能與蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)現(xiàn)在是21頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳DNA的復(fù)制：半保留復(fù)制（semiconservativereplication）現(xiàn)在是22頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳真核微生物DNA半保留復(fù)制過程現(xiàn)在是23頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳遺傳信息的傳遞和表達(dá)：中心法則現(xiàn)在是24頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳翻譯：將RNA獲得的信息（遺傳密碼：3個(gè)堿基序列決定一個(gè)氨基酸）翻譯成蛋白質(zhì)現(xiàn)在是25頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳密碼AUG為翻譯啟動(dòng)信號(hào)現(xiàn)在是26頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳密碼UAA（UAG、UGA）為翻譯終止信號(hào)現(xiàn)在是27頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異現(xiàn)在是28頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異現(xiàn)在是29頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳基因表達(dá)的調(diào)控：結(jié)構(gòu)基因

調(diào)節(jié)基因操縱基因現(xiàn)在是30頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳大腸桿菌乳糖操縱子－－負(fù)控制現(xiàn)在是31頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳大腸桿菌乳糖操縱子現(xiàn)在是32頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳大腸桿菌乳糖操縱子現(xiàn)在是33頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異二、細(xì)菌的變異變異的途徑：基因突變（genemutation）基因重組（generecombination）基因突變類型：點(diǎn)突變(pointmutation)倒位(inversion)

易位(translocation)缺失(deletion)插入(insertion)基因重組類型：轉(zhuǎn)化(transformation)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)接合(conjugation)現(xiàn)在是34頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因突變：倒位(inversion)

易位(translocation)現(xiàn)在是35頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因突變：缺失(deletion)插入(insertion)現(xiàn)在是36頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因突變的主要特點(diǎn)：無定向性稀有性自發(fā)性獨(dú)立性穩(wěn)定性可逆性誘變性現(xiàn)在是37頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因突變無定向性的變量試驗(yàn)證明現(xiàn)在是38頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因突變無定向性的影映試驗(yàn)證明現(xiàn)在是39頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異根據(jù)基因突變的方式分類：自發(fā)突變（spontaneousmutation）誘發(fā)突變（inducedmutation）現(xiàn)在是40頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異自發(fā)突變：

外界環(huán)境的自然作用引起

或細(xì)菌自身的變化引起

回復(fù)突變：突變體回復(fù)野生表型菌種退化問題誘發(fā)突變：人為利用物理化學(xué)因素（誘變劑）引起誘變劑可以誘導(dǎo)各種類型的點(diǎn)突變某些情況下突變能修復(fù)現(xiàn)在是41頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異常用誘變劑：

紫外線X射線r射線化學(xué)誘變劑誘變育種：

通過人工的方法處理微生物，使之發(fā)生突變，并應(yīng)用合理的篩選程序和方法，把適合人類需要的優(yōu)良菌種選育出來的過程?，F(xiàn)在是42頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異誘變育種工作中應(yīng)考慮的幾個(gè)原則：選擇簡(jiǎn)便有效的誘變劑挑選優(yōu)良的出發(fā)菌株(originalstrain）處理單泡子(或單細(xì)胞)懸液選用最適劑量充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)(synergism)利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標(biāo)設(shè)計(jì)或采用高效篩選方案或方法現(xiàn)在是43頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異紫外線引起DNA中相鄰胸腺嘧啶堿基彼此結(jié)合現(xiàn)在是44頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因重組：轉(zhuǎn)化現(xiàn)在是45頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異Certaintypesofbacteriacan"donate"apieceofthetheirDNAtoarecipientcell.Therecombinationisthebacterialequivalentofsexualreproductionineukaryotes.NotethattheentireDNAisnotusuallytransferred,onlyasmallpiece.現(xiàn)在是46頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因重組：限制性轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)在是47頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因重組：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)在是48頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因重組：接合現(xiàn)在是49頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異基因重組：接合過程現(xiàn)在是50頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異E.colistrainsundergoingconjugation(TEMx27,700).現(xiàn)在是51頁\一共有57頁\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異三、遺傳工程基因工程：

用人工的方法通過體外基因重組和載體作用，使新構(gòu)建的遺傳物質(zhì)組合進(jìn)入新的