1、第七章微生物的遺傳變異，遺傳：父子相似，變異：父子之間不同的個體完全不同，遺傳(inheritance )和變異(variation )是生命最本質(zhì)的特性之一，遺傳型： 表型由遺傳型決定，但也與環(huán)境有關(guān)。 微生物是遺傳學(xué)研究的明星：微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，營養(yǎng)體一般為單倍體，便于構(gòu)建純系統(tǒng)。 許多常見微生物容易人工培養(yǎng)，迅速、大量繁殖。 對環(huán)境因素的作用敏感，易獲得各種突變株，操作性強(qiáng)。 微生物的獨(dú)特生物學(xué)特性： (1)個體體制極為簡單；(2)營養(yǎng)體一般為單倍體；(3)成分簡單的組合培養(yǎng)基中容易大量繁殖；(4)繁殖速度快；(5)容易積累不同的中間代謝產(chǎn)物或最終產(chǎn)物；(6)菌落形態(tài)特征的可見性和多樣

2、性；(7) 環(huán)境條件對微生物群中各個體作用的直接性和均勻性(8)容易形成營養(yǎng)缺陷型(9)各種微生物一般具有相應(yīng)的病毒(10 )進(jìn)化過程中存在多種原始有性生殖方式的第一節(jié)遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)，一.遺傳物質(zhì)DNA (或RNA )， 證明核酸是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，(一)經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)： Griffith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)行了以下組實(shí)驗(yàn)： (動物實(shí)驗(yàn)注射了小鼠活的RII菌或死的SIII菌的小鼠的生存是小鼠活的siiii菌-小鼠的死亡是小鼠注射了活的RII菌的Griffith轉(zhuǎn)化試驗(yàn)是混合培養(yǎng)、RII型活菌、SIII型活菌、SIII型熱死菌、

3、RII型活菌成功地將顯示健康、健康、健康、病死的肺炎鏈球菌s型DNA轉(zhuǎn)化為無毒性肺炎球菌r型，首次證明了承載肺炎鏈球菌s型莢膜遺傳信息的物質(zhì)是DNA。 (2)細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，(3)S型菌無細(xì)胞提取液試驗(yàn)，以上實(shí)驗(yàn)表明，加熱死亡的si型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，可能存在某種方法進(jìn)入RII型細(xì)胞，使RII型細(xì)胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀，轉(zhuǎn)化為si型細(xì)胞的轉(zhuǎn)化物質(zhì)。 熱死SIII菌不生長生RII菌熱死SIII菌為大量RII菌和10-6SIII菌，生r菌s菌無細(xì)胞提取液為大量r菌和少量s菌、生RII菌、平皿培養(yǎng)， s菌DNA加s菌DNA和DNA酶以外的酶加s菌的DNA和DNA酶McCarty從熱死s型S. pneumoni

4、ae中精制出可能成為轉(zhuǎn)化因子的各種成分，在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化試驗(yàn)：、僅s型細(xì)菌的DNA為s.pneumonna 說明s型菌株向r型菌株轉(zhuǎn)移的是基因。 (二)噬菌體感染實(shí)驗(yàn)，噬菌體感染實(shí)驗(yàn)1953年美國人Hershey和Chase采用放射性同位素法，提供了DNA是噬菌體遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)。 他們將大腸桿菌h在含有32P和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再用標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)2噬菌體，直到32P和35S的T2噬菌體完全標(biāo)記。 感染了被標(biāo)記的T2噬菌體未標(biāo)記的大腸菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2噬菌體的外皮蛋白有35S的放射性，與細(xì)菌的細(xì)胞壁相連，DNA部分有32P的放射性，進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。這一事實(shí)證明，在噬菌體感染細(xì)菌

5、的過程中，蛋白質(zhì)殼留在細(xì)菌細(xì)胞外，只有DNA進(jìn)入細(xì)胞，再一次證明遺傳物質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是DNA。 (二)噬菌體感染實(shí)驗(yàn)，A. D. Hershey和M. Chase，1952年，(含32P-DNA組：放射性85%沉淀中，上清液中含有15%的放射性。 (2)含有35 s蛋白質(zhì)的組：放射性75%在上清液中含有75%的放射性、(3)植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)，為了證明核酸是遺傳物質(zhì)，使h.fraenkee TMV在一定濃度的酚溶液中振蕩，將其蛋白質(zhì)殼和RNA核所分離的RNA即使沒有蛋白質(zhì)的包裹，也可以感染煙草并產(chǎn)生典型的癥狀，還可以在病斑中分離出正常的病毒粒子。 選擇TMV和霍氏車前花葉病毒(HRV )，分離

6、取得各自的RNA和蛋白質(zhì)，將2種RNA分別與對方的蛋白質(zhì)殼體重組形成2種雜病毒： (1)RNA(TMV )蛋白質(zhì)(HRV)(2)RNA (。 以上結(jié)果表明，RNA病毒中遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)也是核酸。MTV HRV、HRV MTV、遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的三項(xiàng)基本功能： 1、復(fù)制功能遺傳物質(zhì)應(yīng)積累遺傳信息，并對其進(jìn)行復(fù)制，世代才能正確傳遞。 2 .表達(dá)功能遺傳物質(zhì)必須控制生物性狀的發(fā)育和表達(dá)。 3 .變異功能遺傳物質(zhì)為了適應(yīng)外界環(huán)境的變化必須發(fā)生變異，沒有變異就必須進(jìn)化。 DNA是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)，每種不同組織的細(xì)胞不管其大小和功能如何。 它們的DNA含量一定，配偶的DNA含量正好是體細(xì)胞的一半。 DNA在代

7、謝上是穩(wěn)定的。 DNA對所有生物的染色體都是共通的。 4 .不同波長的紫外線誘發(fā)各種生物突變時，其最有效的波長都是2600埃。 這與DNA吸收的紫外線光譜一致。 二. DNA的分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制，(一)，DNA的化學(xué)組成核酸：高分子化合物，核苷酸聚合物。 脫氧核糖核酸(DNA )和核糖核酸(RNA )兩種。 核苷酸的構(gòu)成： (1)堿基(2)磷酸； (3)脫氧核糖、堿的種類： (1)雙環(huán)結(jié)構(gòu)的嘌呤：腺嘌呤(a )鳥嘌呤(G) (2)單環(huán)結(jié)構(gòu)的嘧啶：胞嘧啶(c )胸腺嘧啶(t )尿嘧啶(u) 2.DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接(牽手) 3 .扶手的方向平行于相反方向。 4、梯子橫棧是內(nèi)排堿基，堿

8、基用氫結(jié)合，按互補(bǔ)配對原則配對，at、cg、DNA的結(jié)構(gòu)Watson和Crick于1953年提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)理論，DNA是兩個多核苷酸鏈互補(bǔ)、排列方向每條多核苷酸鏈有4種堿基： t、a、g、c有規(guī)律地排列，它們以氫鍵與另一條多核苷酸鏈的4種堿基a、t、c、g互補(bǔ)對應(yīng)。 用氫鍵結(jié)合的堿的組合稱為堿對。DNA的空間結(jié)構(gòu).發(fā)生自復(fù)制遺傳信息傳遞變異的堿基對的規(guī)則非常重要，這是遺傳信息傳遞的關(guān)鍵。堿基序列順序是遺傳信息的攜帶者大溝和小溝形成。 螺旋直徑2nm； 螺旋周期為包含10bp的螺距3.4nm； 鄰接堿基對平面的間隔為0.34nm。DNA雙螺旋、堿位于螺旋的內(nèi)側(cè)，與螺旋軸垂直。 磷酸和戊糖位

9、于外側(cè)，相互通過磷酸二酯鍵連接，形成DNA的骨架，糖環(huán)平面與中軸平行。 DNA雙螺旋是同一平面的堿在兩個主鏈之間形成堿基對。 甲級聯(lián)賽。 之間是氫鍵成對的。 A-T間形成2個氫鍵，G-C間形成3個氫鍵。 DNA雙螺旋、DNA的其他螺旋結(jié)構(gòu)、回文結(jié)構(gòu)鏡像重復(fù)3個螺旋(H-DNA )，以回文結(jié)構(gòu)DNA序列中的中心區(qū)域?yàn)閷ΨQ軸，其兩側(cè)的堿基對正讀和反讀是相同的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 即，當(dāng)對稱軸的一個段旋轉(zhuǎn)了180度時，與另一個段對稱地重復(fù)。 回文結(jié)構(gòu)可以形成十字結(jié)構(gòu)和發(fā)夾結(jié)構(gòu)、aattcaagggaggaaggaaggatcttagtccttcattcctcctctag、和存在于同一股線上的若干DNA段的反

10、復(fù)序列。 該序列的各單株沒有互補(bǔ)序列，無法形成十字型或發(fā)夾結(jié)構(gòu)。 由鏡像重復(fù)、聚嘧啶和多嘌呤組成的DNA螺旋段，如果其排列中有長鏡像重復(fù)，則形成局部三對，相互纏繞形成三個螺旋，其中兩個堿基以Watson-Crick方式配對，第三個聚嘧啶(鏡像重復(fù))為TAT *DNA三螺旋(H-DNA，ts-DNA )、DNA配置的變異、1，b-dna:dna在生理狀態(tài)下的配置、右手雙螺旋配置(沃森和點(diǎn)擊模型)、各螺旋為10個核苷酸對。 2，a-DNA:DNA的脫水結(jié)構(gòu)型，右手螺旋，每螺旋11個核苷酸對。 3，Z-DNA :左手螺旋，每個螺旋包含12個核苷酸對。B-DNA空間模式圖、三. DNA復(fù)制、DNA復(fù)制

11、的一般特征： 1、以半保留復(fù)制分解的兩個單鏈分別為模板，從細(xì)胞核內(nèi)吸取與自己堿基互補(bǔ)的游離核苷酸，進(jìn)行氫鍵，在酶系作用下結(jié)合，分別形成新的互補(bǔ)，DNA復(fù)制的一般真核生物：有多個起點(diǎn)。 與原核生物的DNA合成、DNA合成相關(guān)的酶1、DNA聚合酶1 2、DNA聚合酶11 3、DNA聚合酶111、DNA復(fù)制的過程、1、DNA雙線解鏈2、DNA合成的開始3、一條DNA鏈連續(xù)合成，一條鏈不連續(xù)的RNA、 您可以選擇復(fù)制DNA的過程，包括：復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程、復(fù)制過程。 您可以選擇、或者

12、、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者您可以選擇、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者您可以選擇、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者可以選擇，可以選擇，可以選擇，可以選擇，可以選擇，可以選擇，可以選擇，可以選擇，可以選擇，可以選擇。 一個人，一個人，一個人，一個人，一個人，一個人，一個人。您可以選擇、或

13、者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、a、g、g、t、c、f、f、f、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、t、t、g、g、g、c、c、a、t、t、t、t、g、g、c、c、a、t、t、t、g、g、g、g、g、c、c、a、t、t、t、t、t、g、g、g、g、g、g _ 87 通過堿基互補(bǔ)對脫氧核苷酸結(jié)合到母鏈上，然后復(fù)制、 您可以選擇、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者可能的話，可能的話，可能的話，