第六章微生物的遺傳變異與菌種選育-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 熱致死 S 型菌 +R 型活菌 培養(yǎng)皿培養(yǎng) 培養(yǎng)出大量 R 型和 S 型菌落 R 型活菌 +S 菌抽取提物 培養(yǎng)皿培養(yǎng) 培養(yǎng)出大量 R 型和 S 型菌落 ⑵ 細(xì)菌培養(yǎng)試驗(yàn) 噬菌體的感染實(shí)驗(yàn) ? 1952 年侯喜 (A. Hershey)和蔡斯 (M. Chase)利用示蹤元素，對(duì)大腸桿菌 T2 噬菌體進(jìn)行了這類(lèi)實(shí)驗(yàn)。 煙草花葉病毒的拆開(kāi)與重組實(shí)驗(yàn) ? 1956 年 ， 美國(guó)的法朗克 康勒特 (FraenkelConrat) ? 將煙草花葉病毒拆成 RNA(因該病毒不含 DNA)和蛋白質(zhì) ， 并分別對(duì)煙草進(jìn)行感染實(shí)驗(yàn)； ? 結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有 RNA能感染煙草 ， 并在感染后的寄主中分離到完整的具蛋白質(zhì)外殼的煙草花葉病毒 。 證明了核酸 (RNA)是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ) 。 ? 四種核苷酸 ， 按其排列組合方式的不同 ， 可編出三聯(lián)密碼 43＝ 64個(gè) ，用于決定組成蛋白質(zhì)的 20 種氨基酸順序 。 ? （ 3） 營(yíng)養(yǎng)缺陷突變型 。 二、基因突變的特點(diǎn) 整個(gè)生物界 ， 由于它們遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)是相同的 ， 因此顯示在遺傳變異的本質(zhì)上都具有相同的規(guī)律 ， 這在基因突變的水平上尤其突出 。 （ 4） 獨(dú)立性 。 三 、基因突變的機(jī)理 （一）誘發(fā)突變及其機(jī)理 1 堿基對(duì)的置換 ⑴ 直接引起置換的誘變劑 （亞硝酸類(lèi)、烷化劑類(lèi)） ⑵ 間接引起置換的誘變劑 （堿基類(lèi)似物） 2 移碼突變 3 染色體畸變 （二）自發(fā)突變的機(jī)制 1 背景輻射和環(huán)境中多因素低劑量的誘變效應(yīng) 2 微生物自身代謝產(chǎn)物的誘變效應(yīng) 3 互變異構(gòu)效應(yīng) 4 環(huán)狀突出效應(yīng) 堿基對(duì)的置換 ? 堿基對(duì)的置換可分成兩個(gè)亞類(lèi)：一類(lèi)是 DNA 鏈上的一個(gè)嘌呤被另一個(gè)嘌呤或是一個(gè)嘧啶被另一個(gè)嘧啶所置換 ，稱(chēng)為轉(zhuǎn)換；另一類(lèi)是 DNA 鏈上的一個(gè)嘌呤被另一個(gè)嘧啶或是一個(gè)嘧啶被另一個(gè)嘌呤所置換 ， 稱(chēng)為顛換 ? A： T T： A A T ? ? ? C： G G： C C G ? 雙鏈 DNA 單鏈 DNA ? （實(shí)線(xiàn)代表轉(zhuǎn)換，虛線(xiàn)代表顛換） 直接引起置換的誘變劑 ? 亞硝酸是一種對(duì)含有氨基的堿基對(duì)直接作用而誘發(fā)堿基對(duì)轉(zhuǎn)換的誘變劑 。 烷化作用導(dǎo)致基因突變的機(jī)制尚未定論 。它們的作用是通過(guò)活細(xì)胞的代謝活動(dòng)摻入到 DNA 分子中后，引起堿基對(duì)的置換，因此是間接的。 移碼突變 ? 移碼突變 這是指由一種誘變劑而引起DNA 分子中的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)堿基插入或缺失 ， 從而使該部位后面全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄錯(cuò)誤的一類(lèi)突變 。 染色體畸變 ? 染色體畸變是指由誘變劑引起 DNA 分子的大損傷 ， 它包括染色體結(jié)構(gòu)上的缺失 、 重復(fù) 、 易位及倒位等 。 ? （ 2） 暗修復(fù)作用 。 ? 重組是分子水平上的概念 ， 可以理解成是遺傳物質(zhì)分子水平上的雜交 ， 而一般所說(shuō)的雜交是細(xì)胞水平上的概念 。 轉(zhuǎn)化后的受體菌 ，稱(chēng)為轉(zhuǎn)化子 。 ?④ 進(jìn)入受體細(xì)胞的 DNA 單鏈與受體菌染色體組上同源區(qū)段配對(duì)，而受體菌染色體組的相應(yīng)單鏈片段被切除，并被進(jìn)入受體細(xì)胞的 DNA 單鏈所取代，于是形成了雜種 DNA 區(qū)段； ?⑤ 受體菌染色體進(jìn)行復(fù)制，其中雜種區(qū)段被分離成兩個(gè)，一個(gè)恢復(fù)，一個(gè)形成一個(gè)轉(zhuǎn)化子。它的轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率為 105～ 108。發(fā)現(xiàn)能夠進(jìn)行接合現(xiàn)象的大腸桿菌有雄性與雌性之分，而決定它們性別的是由是否存在 F 因子所決定。 ? 這是一種與轉(zhuǎn)導(dǎo)相似但又有本質(zhì)不同的現(xiàn)象 。 二、真核微生物的基因重組（一）有性雜交 ? 在微生物的有性繁殖過(guò)程中 ， 不同的性細(xì)胞間的接合 ， 并隨之發(fā)生染色體的重組 ， 從而產(chǎn)生新遺傳型后代的現(xiàn)象 ， 稱(chēng)有性雜交 。 通過(guò)兩者的雜交 ， 就得到了既能生產(chǎn)酒精 ， 又能將其殘余菌體用作面包廠(chǎng)和家用發(fā)面酵母的優(yōu)良菌種 。 ? 2． 形成異核體 兩個(gè)單倍體細(xì)胞經(jīng)聯(lián)結(jié)后 ， 使原有的兩個(gè)單倍體核集中到同一個(gè)細(xì)胞中 ， 形成雙相的異核體 。 ? 4． 體細(xì)胞重組和單倍體化 雙倍體的雜合子極不穩(wěn)定 ， 在進(jìn)行有絲分裂過(guò)程中 ， 極少數(shù)核中的染色體會(huì)發(fā)生染色體交換和單倍體化 ， 從而形成了極個(gè)別的具有新遺傳性狀的單倍體雜合子 。 ? ④ 退化菌種的復(fù)壯： 如果發(fā)現(xiàn)菌種的生產(chǎn)性能下降 ， 就要設(shè)法使它恢復(fù) ， 這便是菌種復(fù)壯工作的任務(wù) 。 ? ③ 缺陷型菌株單一營(yíng)養(yǎng)因素的鑒定。 ? 對(duì)作為載體的細(xì)菌質(zhì)粒或噬菌體 DNA可采用與處理目的基因同一種類(lèi)的限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行處理 ， 使其形成并暴露出與目的基因相應(yīng)的粘性末端 。 ? 4． 載體傳遞 即通過(guò)載體將供體生物中的遺傳基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞內(nèi) 。 第五節(jié) 微生物菌種的保藏和復(fù)壯 一、菌種的保藏 ? 1． 低溫保藏法 斜面菌種直接放入 0～ 4℃ 冰箱中保藏 ， 保存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng) ， 一般為 3～ 6個(gè)月； 用 20℃ 以下的超低溫冰箱或干冰 、 液氮 （ 195℃ ） 凍結(jié)保藏 ， 長(zhǎng)達(dá)數(shù)年 。 ? 3． 隔絕空氣保藏法 用固體石蠟密封試管口以隔絕空氣 ， ? 4． 真空冷凍干燥保藏法 其基本過(guò)程是：培養(yǎng)菌種 → 加菌種保護(hù)劑 （ 一般食品工業(yè)用菌種多用牛乳作保護(hù)劑 ） → 分裝 、 預(yù)凍 → 真空凍干 → 真空封
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