【正文】 核外染色體 ： 除細(xì)胞核外，有些微生物細(xì)胞質(zhì)內(nèi)還存在， 細(xì)胞質(zhì)基因、共生生物、 質(zhì)粒 (Plasmid) —— 能自主復(fù)制的核外染色體。 （ 核基因組；線粒體基因組 ） 細(xì)胞核水平 (1)真核和核區(qū)： 真核生物與原核生物存在著明顯的差別。像釀酒酵母、黑曲霉、產(chǎn)黃青霉等真菌是單核的；粗糙脈孢菌、米曲霉是多核的；放線菌的細(xì)胞是多核的，而孢子則是單核的；在細(xì)菌中，桿菌細(xì)胞大多存在兩個核質(zhì)體，而球菌一般僅一個。） 小問題：ＴＭＶ與ＨＲＶ有何區(qū)別？ 結(jié)論： RNA是遺傳物質(zhì)！ 結(jié)果：ＴＭＶ－ＲＮＡ＋ＨＲＶ－蛋白外殼＝＝＝ＴＭＶ后代 ＨＲＶ－ＲＮＡ＋ＴＭＶ－蛋白外殼＝＝＝ＨＲＶ后代 證明核酸是遺傳變異物質(zhì)的經(jīng)典實驗 通過上述三個經(jīng)典實驗，確信無疑地得出結(jié)論 ： 核酸是貯存遺傳信息的物質(zhì)！ 朊病毒的發(fā)現(xiàn)和思考！ 第二遺傳密碼 折疊密碼 : 多肽鏈中氨基酸的序列如何決定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)？ 二 .遺傳物質(zhì)在胞內(nèi)的存在部位及方式 （一）、七個水平 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 細(xì)胞水平 在微生物細(xì)胞中，其大部或幾乎全部的 DNA都集中于 細(xì)胞核或核質(zhì)體 。 重建雜種病毒進(jìn)行感染。 (三 )、 植物病毒的重建實驗 1956年， FraenkelConrat利用煙草花葉病毒（ TMV）和霍氏車前花葉病毒（ HRV）進(jìn)行了植物病毒的重建實驗。 實驗結(jié)果： １）Ｐ ３２ 含量與攪拌時間無關(guān)，進(jìn)入細(xì)胞，產(chǎn)生噬 ２）Ｓ ３５ 隨攪拌時間而減少，留在外面。做了兩組實驗： 小問題：如何標(biāo)記？ 實驗原理： DNA含Ｐ不含 Ｓ，蛋白質(zhì)含Ｓ不含Ｐ。 活 R菌 加 S菌的 DNA 加 S菌的 DNA及 DNA酶以外的酶 加 S菌的 DNA及 DNA酶 加 S菌的 RNA 加 S菌的蛋白質(zhì) 加 S菌的莢膜多糖 活 S菌 活 R菌 由這些結(jié)果可知，只有 S型細(xì)菌 DNA才能將肺炎鏈球菌由 R型轉(zhuǎn)化成 S型；并且 DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高，當(dāng)所用的 DNA量低于 6 108g時，仍具有感染力，這說明，由 S型菌株轉(zhuǎn)移給 R型的只有 DNA。 Griffith將這一現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)化（ transformation),并將引起轉(zhuǎn)化的物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化因子。Griffith做了幾組實驗： 動物試驗 細(xì)菌培養(yǎng)試驗 S型菌的無細(xì)胞提取液試驗 動物試驗 小鼠 (活 ) 加活 S菌 加活 R菌或死 S菌 加活 R菌和熱死 S菌 小鼠 (活 ) 小鼠 (死 ) 小鼠 (死 ) 活的 S菌 抽心血分離 小鼠死亡的原因是 S型菌株造成的。肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)是一種成雙或成鏈排列的球菌，可使人患肺炎，也可使小鼠患敗血癥而死亡。 ? 研究現(xiàn)代遺傳學(xué)和重要的生物學(xué)基本理論問題，微生物是最佳材料和研究對象。 重新降溫至 25℃ ，所有細(xì)胞產(chǎn)色素能力又可以恢復(fù)。 A modification is a change in the physical appearance of an anism (phenotype) caused by environmental factors. Modifications are not inheritable as they do not affect the genes. 飾變特點： 整個群體中每一個體都發(fā)生同樣變化；性狀變化的幅度??；飾變性狀不遺傳。 （ 二）、表型 （ Phenotype)：某一生物體所具有的一切外表特征及內(nèi)在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境下，通過代謝和發(fā)育而得到的具體體現(xiàn)。 ? 遺傳是指經(jīng)由基因的傳遞，使后代獲得親代的特征 （一）、基因型（ Genotype）或遺傳型： 遺傳型、基因型：某一生物個體所含有的全部遺傳因子（基因的總和）。 基本概念 ? 遺傳和變異是 生物體最本質(zhì)的屬性之一。第 8章微生物遺傳變異、育種 學(xué)時： 4 教學(xué)內(nèi)容 : 的 基因重組 原理 第八章 微生物遺傳 第八章 微生物的遺傳變異和育種 第一節(jié) 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 第二節(jié) 基因突變與基因重 第三節(jié) 微生物育種 第四節(jié) 基因工程（自學(xué)） 第五節(jié) 菌種保藏 引言：一、遺傳變異的基本概念 二、 微生物與遺傳學(xué)研究 ? 變異 （ variation） ：在某種外因或內(nèi)因的作用下，生物體遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量的改變，即遺傳型的改變。 指同種生物后代與前代、同代生物不同個體之間在形體特征、生理特征等方面所表現(xiàn)出來的差別 . ? 變異特點：在群體中以極低的幾率 (一般為 105～ 1010)出現(xiàn)；性狀變化的幅度大；變化后的新性狀是穩(wěn)定和可遺傳的。 ? 遺傳 （ heredity or inheritance） ，講的是親子間的關(guān)系，指生物的上一代將自己的一整套遺傳因子傳遞給下一代的行為或功能，它具有極其穩(wěn)定的特性。 基因型只是一種內(nèi)在的可能性或潛力，只有在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下，通過自身的代謝和發(fā)育，才能使其具體化，轉(zhuǎn)變?yōu)楸硇汀? A phenotype is any observable characteristic or trait of an anism: 代謝 遺傳型 +環(huán)境條件 表型 發(fā)育 （三）、 飾變（ Modification ）： 指外表的修飾性改變，是一種不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。 例： 粘質(zhì)沙雷氏菌 Serratia marcescens 25℃ 培養(yǎng)，產(chǎn)生 深紅色靈桿菌素 ，把菌落染成鮮血狀 (因此過去稱它為 “ 神靈色桿菌 ” 或 “ 靈桿菌 ” )； 37℃ 時，群體中所有個體都不產(chǎn)色素。 為什么說微生物是研究現(xiàn)代遺傳學(xué)的良好材料？ ? ； ? ； ? 速度快； ? ； ? ； ? 6環(huán)境條件對各個體作用具有直接性和均一性； ? 7易于形成營養(yǎng)缺陷型； ? ； ? 。 一 .證明 遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個經(jīng)典實驗 二 .遺傳物質(zhì)在胞內(nèi)的存在部位及方式 第一節(jié) 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 一 .證明 DNA是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個經(jīng)典實驗 （一）、 細(xì)菌的轉(zhuǎn)化（ Transformation）實驗 1928年， 。肺炎鏈球菌有許多不同類型的菌株，其中： 形成莢膜的菌株， 菌落是光滑 (Smooth)的，簡稱 S型，有致病性； 不形成莢膜的菌株， 菌落是粗糙 (Rough)的，稱為 R型，無致病性 。 從何而來？ 細(xì)菌培養(yǎng)試驗 熱死 S菌 培養(yǎng)皿培養(yǎng) 不生長 活 R菌 培養(yǎng)皿培養(yǎng) 長出 R菌 熱死 S菌 + 活 R菌 培養(yǎng)皿培養(yǎng) 長出大量 R菌和 106S菌 結(jié)論 A 不是死而復(fù)活 B 不是回復(fù)突變 C R從死的 S獲得遺傳物質(zhì) S型菌的無細(xì)胞提取液試驗 活 R菌 S菌無細(xì)胞抽提液 + 培養(yǎng)皿培養(yǎng) 長出大量 R菌和少量 S菌 實驗說明：加熱殺死的 S型細(xì)菌，在其細(xì)胞內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過某種方式進(jìn)入 R型細(xì)胞，并使 R形細(xì)胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀。 那么，什么是轉(zhuǎn)化因子？？ 1944年， ，進(jìn)一步證明了轉(zhuǎn)化因子是 DNA。 （二）、 T2噬菌體感染試驗 1952年， Hershey和 Chase利用同位素 P32和 S35標(biāo)記 T2噬菌體，感染大腸桿菌，試驗證明 DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)。 實驗方法： 分別標(biāo)記、分別感染。 實驗結(jié)論： DNA攜帶了包括蛋白外殼的全部遺傳信息 。 TMV與 HRV親緣關(guān)系相近，用一定濃度的苯酚振蕩處理，可使二者的 RNA核心與蛋白外殼相分離。 （ RNA在沒有蛋白質(zhì)包裹的情況下，也能感染煙草并使其患典型癥狀，從病斑中可分離出正常的病毒粒子，但感染頻率較低。不同的微生物細(xì)胞或同種微生物的不同細(xì)胞中， 核的數(shù)目 有所不同。 基因組（ genome）： 一個物種的單倍體的所有染色體及其所包含的遺傳信息的總稱。前者的核有核膜包裹，形成有固定形態(tài)的 真核 ，核內(nèi)的 DNA與組蛋白結(jié)合在一起，形成在光學(xué)顯微鏡下可見的 染色體； 而后者的核是無核膜包裹以松散無定形狀態(tài)存在的 核區(qū) ， DNA呈環(huán)狀雙鏈結(jié)構(gòu)， 不與任何蛋白質(zhì)相結(jié)合 。 染色體水平 (1)不同生物含有不同數(shù)目的染色體 。 對原核生物來說，染色體水平就是核酸水平。 多數(shù)微生物是單倍體的，少數(shù)真核微生物（釀酒酵母）的營養(yǎng)細(xì)胞，合子是雙倍體。 （ 1） 核酸種類 ： 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 DNA，只有部分病毒為 RNA。 核酸水平 （ 2）在核酸的結(jié)構(gòu)上 ，絕大多數(shù)微生物的 DNA是 雙鏈 的，少數(shù)病毒，如 ΦX174和 fd噬菌體的核酸為 單鏈結(jié)構(gòu) 。 （ 3） DNA長度，基因組的大小 ： 真核生物的 DNA要比原核生物長得多，基因數(shù)量也較多。 此外 ，不同微生物的 DNA，其存在狀態(tài)也不同：在原核生物中都是環(huán)狀；在病毒粒子中有的呈環(huán)狀，有的呈線狀的；細(xì)菌質(zhì)粒的DNA是超螺旋結(jié)構(gòu)的。 每個基因一般含 1000bp—1500bp，分子量約為 105Dal。 （ 2） 基因調(diào)控系統(tǒng) ： 原核生物由操縱子和它的調(diào)節(jié)基因組成調(diào)控系統(tǒng)而發(fā)揮作用的： 基因調(diào)控系統(tǒng) 操 縱 子 調(diào)節(jié)基因 啟動基因 操縱基因 結(jié)構(gòu)基因 真核生物一般無操縱子、存在大量的不編碼序列（內(nèi)含子）和重復(fù)序列。每一個操縱子包含三種基因：即結(jié)構(gòu)基因(Structure gene)、操縱基因 (Operator)和啟動基因 (Promotor)。操縱基因是與結(jié)構(gòu)基因緊密連鎖在一起的，它能控制結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的開啟與關(guān)閉。操縱基因和啟動基因不能轉(zhuǎn)錄 RNA，不產(chǎn)生任何基因產(chǎn)物。調(diào)節(jié)基因一般位于與操縱子有一定間隔距離（一般小于 100個堿基）的部位，它是能調(diào)節(jié)操縱子中結(jié)構(gòu)基因活動的基因。由于阻遏蛋白與操縱基因的相互作用可使 DNA雙鏈無法解鏈，阻擋了 RNA聚合酶沿著結(jié)構(gòu)基因移動，從而關(guān)閉了結(jié)構(gòu)基因的活動。 遺傳密碼，又稱密碼子、遺傳密碼子、三聯(lián)體密碼。端到 339。它決定肽鏈上某一個氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號 核苷酸水平 基因水平是遺傳的功能單位，密碼子水平是信息單位， 而核苷酸水平（即堿基水平）則可認(rèn)為是一個最低突變單位或交換單位 。 （二）原核生物的質(zhì)粒 質(zhì)粒的定義 1）質(zhì)粒： 凡游離于原核生物核基因組以外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀的 dsDNA分子，即 cccDNA (covalently closed circle ） 。 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以內(nèi)。每一個細(xì)胞可含有 1—幾百個質(zhì)粒。 質(zhì)粒的特性 。 。 。如 F、 R等。 在一定條件下，質(zhì)?？烧系饺旧w的 DNA上（ 附加體 ），并且也可與 DNA重新分離。 不同的質(zhì)粒與染色體上的基因可以在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外進(jìn)行交換重組并形成新的重組質(zhì)粒。 在高溫或某些化學(xué)藥物 啶類染料、絲裂霉素 C的處理下，質(zhì)?？梢员幌?，同時宿主細(xì)胞也將失去質(zhì)粒控制的表型性狀。 質(zhì)粒與染色體的 DNA比較，質(zhì)粒 DNA具有較強(qiáng)的耐堿性。 （ 5）質(zhì)粒的類型 質(zhì)粒按功能和賦予宿主的表型效應(yīng) 接合質(zhì)粒 (Fertility factor， F因子 ) 抗性質(zhì)粒 (Resistance factor， R因子 ) 細(xì)菌素質(zhì)粒 (Bacteriocin plasmid) 毒性質(zhì)粒 (Virulence plasmid) 代謝質(zhì)粒 (Metabolic plasmid) 隱秘質(zhì)粒 (Cryptic plasmid) FERTILITY PLASMID A fertility plasmid carries the genes for conjugation as well as a number of other genes. In this figure the fertility plasmid also carries antibiotic resistant genes. 質(zhì)粒的類型 （ 1） F因子、致育因子或性因子： 。分子量為 107Da， （