微生物第七章ppt課件(已修改)
2025-05-15 23:08 本頁(yè)面
【正文】 第 七 章 微生物的遺傳變異和育種 遺傳 ： 親代與子代相似 變異 ： 親代與子代、子代間不同個(gè)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 ： 生物的全部遺傳因子所攜帶的遺傳信息 具有一定遺傳型的個(gè)體，在特定環(huán)境條件下通過(guò)生長(zhǎng)發(fā)育所表現(xiàn)出來(lái)的外表特征和內(nèi)在特征的總和。 表型是由遺傳型所決定，但也和環(huán)境有關(guān)。 表型飾變： 表型的差異只與環(huán)境有關(guān) 特點(diǎn)： 暫時(shí)性、不可遺傳性、表現(xiàn)為全部個(gè)體的行為 遺傳型變異（基因變異、基因突變） ： 遺傳物質(zhì)改變，導(dǎo)致表型改變 特點(diǎn)： 遺傳性、群體中極少數(shù)個(gè)體的行為 （自發(fā)突變頻率通常為 106109） Production of a red pigment (prodigiosin) by Serratia marcescens. From left to right: slant culture grown at 25176。 C, slant culture grown at 37176。 C, broth culture grown at 25176。 C, broth culture grown at 37176。 C. 微生物是遺傳學(xué)研究中的明星： ? 微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，營(yíng)養(yǎng)體一般為單倍體， 方便建立純系。 ? 很多常見(jiàn)微生物都易于人工培養(yǎng)，快速、大 量生長(zhǎng)繁殖。 ? 物種和代謝類(lèi)型多樣 ? 對(duì)環(huán)境因素的作用敏感，易于獲得各類(lèi)突變株， 操作性強(qiáng)。 第一節(jié) 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 一、三個(gè)證明 DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 肺炎鏈球菌： S型（菌體具莢膜，菌落表面光滑，有 致病能力） R型（菌體無(wú)莢膜，菌落表面粗糙，無(wú) 致病能力） 1928年， 3組實(shí)驗(yàn) : 1944年， Avery精確重復(fù)了轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，確定了轉(zhuǎn)化因子 實(shí)驗(yàn)證明，將 R菌轉(zhuǎn)化為 S菌的轉(zhuǎn)化因子是 DNA 噬菌體感染實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)證明，進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)是 DNA。 DNA包含有產(chǎn)生完整噬菌體的全部信息。 植物病毒重建實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)證明，遺傳信息的流向與 DNA的傳遞是一致的。 二、遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)存在的部位和方式 （一）遺傳物質(zhì)在 7個(gè)水平上的形式 細(xì)胞水平 細(xì)胞核水平 染色體水平 核酸水平 基因水平 密碼子水平 核苷酸水平 （二）微生物基因組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 原核生物（細(xì)菌、古生菌）的基因組 1）染色體為 雙鏈環(huán)狀的 DNA分子（單倍體）； 2）基因組上遺傳信息具有連續(xù)性； 基因數(shù)基本接近由它的基因組大小所估計(jì)的基因數(shù) 一般不含內(nèi)含子，遺傳信息是連續(xù)的而不是中斷的。 3）功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子結(jié)構(gòu)； 4）結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及 rRNA基因的多拷貝； 5）基因組的重復(fù)序列少而短； 個(gè)別細(xì)菌 (鼠傷寒沙門(mén)氏菌和犬螺桿菌 )和古生菌的 rRNA和 tRNA 中也發(fā)現(xiàn)有內(nèi)含子或間插序列 真核微生物（啤酒酵母）的基因組 1）典型的真核染色體結(jié)構(gòu)； 啤酒酵母基因組大小為 106bp， 分布在 16條染色體中。 2）沒(méi)有明顯的操縱子結(jié)構(gòu)； 3）有間隔區(qū)（即非編碼區(qū)）和內(nèi)含子序列； 4）重復(fù)序列多； 原核生物和真核生物的基因組比較 （三）原核生物的質(zhì)粒 定義 質(zhì)粒（ plasmid）： 一種獨(dú)立于染色體外，能進(jìn)行自主復(fù)制的細(xì)胞質(zhì)遺傳因子，主要存在于各種微生物細(xì)胞中。 質(zhì)粒所含的基因?qū)λ拗骷?xì)胞一般是非必需的； 在某些特殊條件下，質(zhì)粒有時(shí)能賦予宿主細(xì)胞以特殊的機(jī)能，從而使宿主得到生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 通常以共價(jià)閉合環(huán)狀 (covalently closed circle， 簡(jiǎn)稱(chēng) CCC)的超螺旋雙鏈 DNA分子存在于細(xì)胞中； 也發(fā)現(xiàn)有線型雙鏈 DNA質(zhì)粒和 RNA質(zhì)粒； 質(zhì)粒分子的大小范圍從 1kb左右到1000kb； 細(xì)菌質(zhì)粒多在 10kb以?xún)?nèi)） 質(zhì)粒的類(lèi)型 嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒 (stringent plasmid)： 復(fù)制行為與核染色體的復(fù)制同步， 低拷貝數(shù) 松弛型質(zhì)粒 (relaxed plasmid)： 復(fù)制行為與核染色體的復(fù)制不同步， 高拷貝數(shù) 窄宿主范圍質(zhì)粒 (narrow host range plasmid) （只能在一種特定的宿主細(xì)胞中復(fù)制） 廣宿主范圍質(zhì)粒 (broad host range plasmid) （可以在許多種細(xì)菌中復(fù)制） 質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用 質(zhì)粒的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）體積小，易分離和操作 （ 2）環(huán)狀，穩(wěn)定 （ 3）獨(dú)立復(fù)制 （ 4）拷貝數(shù)多 （ 5）存在標(biāo)記位點(diǎn)，易篩選 E. coli的 pBR322質(zhì)粒是一個(gè)常用的克隆載體 質(zhì)粒的檢測(cè) ? 提取所有胞內(nèi) DNA后電鏡觀察； ? 超速離心或瓊脂糖凝膠電泳后觀察； ? 對(duì)于實(shí)驗(yàn)室常用菌，可用質(zhì)粒所帶的某些特點(diǎn)， 如抗藥性初步判斷。 質(zhì)粒的主要種類(lèi) 質(zhì)粒所編碼 的功能和賦 予宿主的表 型效應(yīng) 致育因子 （ Fertility factor， F因子） 抗性因子 （ Resistance factor， R因子） 產(chǎn)細(xì)菌素的質(zhì)粒 （ Bacteriocin productio
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