北工大微生物學(xué)第7章(已修改)
2025-01-25 11:36 本頁面
【正文】 第七章 微生物的遺傳變異 遺傳 ： 親代與子代相似 變異 ： 親代與子代、子代間不同個體不完全相同 遺傳（ inheritance）和變異（ variation）是生命的最本質(zhì)特性之一 遺傳型 ： 表型（表現(xiàn)型） ： 生物的全部遺傳因子及基因 具有一定遺傳型的個體，在特定環(huán)境條件 下通過生長發(fā)育所表現(xiàn)出來的形態(tài)等生物 學(xué)特征的總和。 表型是由遺傳型所決定，但也和環(huán)境有關(guān)。 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。 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； 第一節(jié) 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 一 . 遺傳的物質(zhì) DNA(或 RNA) 證明核酸是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個經(jīng)典實驗 ? （一）經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗（ transformation）：， ? 研究對象： Streptococcus pneumoniae（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 分離活的 SIII菌 Griffith 轉(zhuǎn)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 轉(zhuǎn)化實驗 ? 轉(zhuǎn)化實驗 1944年美國洛克非勒醫(yī)學(xué)研究所的Avery等人證實了 1928年英國人 Griffith的發(fā)現(xiàn)，并將肺炎鏈球菌 SⅢ 型的 DNA成功的轉(zhuǎn)化無毒性的肺炎球菌 RⅡ 型為有毒的肺炎球菌 SⅢ 型，第一次證明了載有肺炎鏈球菌 SⅢ型莢膜遺傳信息的物質(zhì)是 DNA。 （ 2） 細菌培養(yǎng)實驗 （ 3） S型菌的無細胞抽提液試驗 以上實驗說明：加熱殺死的 SIII型細菌細胞內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過某種方式進入 RII型細胞并使 RII型細胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀，轉(zhuǎn)變?yōu)?SIII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 106SIII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 DNA ?② 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 RNA ?⑤ 加 S菌的蛋白質(zhì) ?⑥加 S菌的莢膜多糖 活 R菌 長出 S菌 只有 R菌 1944年 、 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 ，并在離體條件下進行了轉(zhuǎn)化試驗： 只有 S型細菌的 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 。 （二）噬菌體感染實驗 噬菌體的感染實驗 1953年美國人 Hershey和 Chase用放射性同位素方法，提供了 DNA是噬菌體遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)。他們用含 32P和 35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌 H，再用被標(biāo)記的大腸桿菌Ｈ培養(yǎng)Ｔ 2噬菌體，直至完全標(biāo)記上 32P和 35S的 T2噬菌體為止。用標(biāo)記的 T2噬菌體侵染沒有標(biāo)記的大腸桿菌Ｈ，結(jié)果表明，Ｔ 2噬菌體外殼蛋白中有 35S放射性并與細菌的細胞壁連接，而 DNA部分則有 32P放射性并進入細菌的細胞質(zhì)中。這一事實說明，在噬菌體侵染細菌過程中蛋白質(zhì)外殼留在細菌細胞外，只有 DNA進入了細胞，又一次證明遺傳物質(zhì)是 DNA，而不是蛋白質(zhì)。 （ 二 ） 噬菌體感染
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