第六章微生物遺傳與變異細菌得遺傳與變異一、細菌得遺傳變異(variation):

生物體在某種外因或內因得作用下所引起得遺傳物質結構或數(shù)量得改變,亦即遺傳型得改變。

特點:在群體中以極低得幾率(一般為10－5一10－1)出現(xiàn);性狀變化得幅度大;變化后得新性狀就是穩(wěn)定得、可遺傳得。細菌得遺傳與變異細菌得遺傳細菌遺傳物質DNA

基本單位－脫氧核苷酸脫氧核糖堿基磷酸AGCT細菌得遺傳與變異細菌得遺傳脫氧核苷酸得種類(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ATGCATGC細菌得遺傳與變異細菌得遺傳脫氧核苷酸得連接細菌得遺傳與變異細菌得遺傳1953年華特生(JamesWatson)和克里克(Francis

Crick)通過X射線衍射法觀察DNA結構,提出了DNA雙螺旋結構模型。細菌得遺傳與變異細菌得遺傳DNA得雙螺旋結構:

DNA分子就是由兩條反向平行得脫氧核糖核酸組成得螺旋狀長鏈細菌得遺傳與變異細菌得遺傳證明DNA就是遺傳物質得Griffth轉化實驗如何證明DNA是遺傳物質？9大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流(一)經典轉化實驗(transformation):F、Griffith,研究對象: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進行了以下幾組實驗:(1)動物實驗

對小鼠注射活RII菌或死SIII菌————小鼠存活

對小鼠注射活SIII菌————————小鼠死亡

對小鼠注射活RII菌和熱死SIII菌———小鼠死亡

抽取心血

分離

活得SIII菌Griffith

轉化試驗示意混合培養(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(2)細菌培養(yǎng)實驗(3)S型菌得無細胞抽提液試驗以上實驗說明:加熱殺死得SIII型細菌細胞內可能存在一種轉化物質,她能通過某種方式進入RII型細胞并使RII型細胞獲得穩(wěn)定得遺傳性狀,轉變?yōu)镾III型細胞。熱死SIII菌—————不生長

活RII

菌—————長出RII菌

熱死SIII菌—————長出大量RII菌和10-6SIII菌活R菌+S菌無細胞抽提液——長出大量R菌和少量S菌+活RII菌平皿培養(yǎng)①加S菌DNA②加S菌DNA及DNA酶以外得酶③加S菌得DNA和DNA酶④加S菌得RNA⑤加S菌得蛋白質⑥加S菌得莢膜多糖活R菌長出S菌只有R菌1944年O、T、Avery、C、M、MacLeod和M。McCarty從熱死S型S、pneumoniae中提純了可能作為轉化因子得各種成分,并在離體條件下進行了轉化試驗:只有S型細菌得DNA才能將S、pneumoniae得R型轉化為S型。且DNA純度越高,轉化效率也越高。說明S型菌株轉移給R型菌株得,就是遺傳因子。細菌得遺傳與變異細菌得遺傳微生物中得DNA:染色體細菌得遺傳與變異細菌得遺傳微生物中得DNA上含大量不同基因(Partialgenemapoftheoperons)細菌得遺傳與變異細菌得遺傳微生物中得質粒細菌得遺傳與變異細菌得遺傳RNA在細胞里有三種類型:信使RNA(mRNA)

轉移RNA(tRNA)核糖體RNA(rRNA)細菌得遺傳與變異細菌得遺傳信使RNA(mRNA)約占總RNA得5%。不同細胞得mRNA得鏈長和分子量差異很大。她得功能就是將DNA得遺傳信息傳遞到蛋白質合成基地–核糖核蛋白體。細菌得遺傳與變異第四章細菌得生長和遺傳變異細菌得遺傳轉移RNA(tRNA)約占總RNA得10-15%。她在蛋白質生物合成中起翻譯氨基酸信息,并將相應得氨基酸轉運到核糖核蛋白體得作用。已知每一個氨基酸至少有一個相應得tRNA。RNA分子得大小很相似,鏈長一般在73-78個核苷酸之間。細菌得遺傳與變異細菌得遺傳tRNA得空間結構細菌得遺傳與變異細菌得遺傳核糖體RNA(rRNA)約占全部RNA得80%就是核糖核蛋白體得主要組成部分rRNA得功能與蛋白質生物合成相關細菌得遺傳與變異細菌得遺傳DNA得復制:半保留復制(semiconservativereplication)細菌得遺傳與變異細菌得遺傳真核微生物DNA半保留復制過程細菌得遺傳與變異細菌得遺傳遺傳信息得傳遞和表達:中心法則細菌得遺傳與變異細菌得遺傳翻譯:將RNA獲得得信息(遺傳密碼:3個堿基序列決定一個氨基酸)翻譯成蛋白質細菌得遺傳與變異細菌得遺傳密碼AUG為翻譯啟動信號細菌得遺傳與變異細菌得遺傳密碼UAA(UAG、UGA)為翻譯終止信號細菌得遺傳與變異細菌得遺傳與變異細菌得遺傳與變異細菌得遺傳基因表達得調控:結構基因

調節(jié)基因操縱基因細菌得遺傳與變異細菌得遺傳大腸桿菌乳糖操縱子－－負控制細菌得遺傳與變異細菌得遺傳大腸桿菌乳糖操縱子細菌得遺傳與變異細菌得遺傳大腸桿菌乳糖操縱子細菌得遺傳與變異二、細菌得變異變異得途徑:基因突變(genemutation)基因重組(generebination)基因突變類型:點突變(pointmutation)倒位(inversion)

易位(translocation)缺失(deletion)插入(insertion)基因重組類型:轉化(transformation)轉導(transduction)接合(conjugation)細菌得遺傳與變異細菌得變異基因突變:倒位(inversion)

易位(translocation)細菌得遺傳與變異細菌得變異基因突變:缺失(deletion)插入(insertion)細菌得遺傳與變異細菌得變異基因突變得主要特點:無定向性稀有性自發(fā)性獨立性穩(wěn)定性可逆性誘變性細菌得遺傳與變異細菌得變異基因突變無定向性得變量試驗證明細菌得遺傳與變異細菌得變異基因突變無定向性得影映試驗證明細菌得遺傳與變異細菌得變異根據基因突變得方式分類:自發(fā)突變(spontaneousmutation)誘發(fā)突變(inducedmutation)細菌得遺傳與變異細菌得變異自發(fā)突變:

外界環(huán)境得自然作用引起

或細菌自身得變化引起

回復突變:突變體回復野生表型菌種退化問題誘發(fā)突變:人為利用物理化學因素(誘變劑)引起誘變劑可以誘導各種類型得點突變某些情況下突變能修復細菌得遺傳與變異細菌得變異常用誘變劑:

紫外線X射線r射線化學誘變劑誘變育種:

通過人工得方法處理微生物,使之發(fā)生突變,并應用合理得篩選程序和方法,把適合人類需要得優(yōu)良菌種選育出來得過程。細菌得遺傳與變異細菌得變異誘變育種工作中應考慮得幾個原則:選擇簡便有效得誘變劑挑選優(yōu)良得出發(fā)菌株(originalstrain)處理單泡子(或單細胞)懸液選用最適劑量充分利用復合處理得協(xié)同效應(synergism)利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產量間得相關指標設計或采用高效篩選方案或方法細菌得遺傳與變異細菌得變異紫外線引起DNA中相鄰胸腺嘧啶堿基彼此結合細菌得遺傳與變異細菌得變異基因重組:轉化細菌得遺傳與變異細菌得變異Certaintypesofbacteriacan"donate"apieceofthetheirDNAtoarecipientcell、Therebinationisthebacterialequivalentofsexualreproductionineukaryotes、NotethattheentireDNAisnotusuallytransferred,onlyasmallpiece、細菌得遺傳與變異細菌得變異基因重組:限制性轉導細菌得遺傳與變異細菌得變異基因重組:普遍性轉導細菌得遺傳與變異細菌得變異基因重組:接合細菌得遺傳與變異細菌得變異基因重組:接合過程細菌得遺傳與變異細菌得變異E、colistrainsundergoingconjugation(TEMx27,700)、細菌得遺傳與變異三、遺傳工程基因工程:

用人工得方法通過體外基因重組和載體作用,使新構建得遺傳物質組合進入新得個體,并在新得個體中得以穩(wěn)定遺傳和表達得過程。細菌得遺傳與變異基因工程得工具1、DNA得切割工具:限制性內切酶－分子剪刀2、DNA得縫合工具:DNA連接酶－分子針線3、DNA得轉運工具:質粒或病毒－分子載體細菌得遺傳與變異基因工程得工具1、限制性內切酶(restrictionendonucleases)能識DNA分子上