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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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?，F(xiàn)在是3頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(lèi)（deoxyribonucleicacid）Therearefournucleotides:thosewithcytosine(C),thosewithguanine(G),thosewithadenine(A),andthosewiththymine(T).AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥(niǎo)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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(guò)X射線(xiàn)衍射法觀(guān)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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(wú)莢膜，菌落表面粗糙，無(wú)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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\編輯于星期四（2）細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)（3）S型菌的無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)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(guò)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(wú)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(yè)\一共有57頁(yè)\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(shuō)明S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株的，是遺傳因子?，F(xiàn)在是13頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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)粒現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(lèi)型：信使RNA（mRNA)

轉(zhuǎn)移RNA（tRNA)核糖體RNA（rRNA)現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(guò)程現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有57頁(yè)\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(lèi)型：點(diǎn)突變(pointmutation)倒位(inversion)

易位(translocation)缺失(deletion)插入(insertion)基因重組類(lèi)型：轉(zhuǎn)化(transformation)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)接合(conjugation)現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(wú)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(yè)\一共有57頁(yè)\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(wú)定向性的變量試驗(yàn)證明現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(wú)定向性的影映試驗(yàn)證明現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(lèi)：自發(fā)突變（spontaneousmutation）誘發(fā)突變（inducedmutation）現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(wèn)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(lèi)型的點(diǎn)突變某些情況下突變能修復(fù)現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(xiàn)X射線(xiàn)r射線(xiàn)化學(xué)誘變劑誘變育種：

通過(guò)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(lèi)需要的優(yōu)良菌種選育出來(lái)的過(guò)程?，F(xiàn)在是42頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\編輯于星期四細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的變異紫外線(xiàn)引起DNA中相鄰胸腺嘧啶堿基彼此結(jié)合現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(guò)程現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有57頁(yè)\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(yè)\一共有57頁(yè)\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(guò)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