【正文】 光滑型（ S） 粗糙型（ R） 有 莢 膜 菌落光滑 分泌毒素 致 病 無(wú) 莢 膜 菌落粗糙 無(wú) 毒 不 致 病 實(shí)驗(yàn)材料： 肺炎鏈球菌 最早進(jìn)行 轉(zhuǎn)化 （ transformation）實(shí)驗(yàn)的是 F. Griffith（1928年） ，他以 Streptococcus pneumoniae（肺炎鏈球菌，舊稱“ 肺炎雙球菌 ” ）作為研究對(duì)象。 熱死 S菌 ————— 不生長(zhǎng) 活 R 菌 ————— 長(zhǎng)出 RII菌 熱死 S菌 ————— 長(zhǎng)出大量 R菌和 106S菌 活 R菌 +S菌無(wú)細(xì)胞抽提液 —— 長(zhǎng)出大量 R菌和少量 S菌 +活 R菌 平皿培養(yǎng) 加熱殺死的 S型細(xì)菌，在其細(xì)胞內(nèi)可能存在一種具有遺傳轉(zhuǎn)化能力的物質(zhì)，能通過(guò)某種方式進(jìn)入 R型細(xì)胞，并使 R型細(xì)菌獲得表達(dá) S型細(xì)菌莢膜性狀的遺傳特性。 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。這一事實(shí)說(shuō)明，在噬菌體侵染細(xì)菌過(guò)程中蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌細(xì)胞外，只有 DNA進(jìn)入了細(xì)胞，又一次證明遺傳物質(zhì)是 DNA，而不是蛋白質(zhì)。 （三）病毒拆開(kāi)和重建實(shí)驗(yàn) 煙草花葉病毒的核酸 抗血清處理，證明雜種病毒的蛋白質(zhì)外殼來(lái)自 病毒 1，而非病毒 2 雜種病毒的后代的蛋白質(zhì)外殼表現(xiàn)為 病毒 2，而非病毒 1 遺傳物質(zhì)是核酸（ RNA）而非蛋白質(zhì) 霍氏車前病毒 的蛋白質(zhì)外殼 HRV TMV 霍氏車前病毒 煙草花葉病毒 (1)用表面活性劑處理標(biāo)準(zhǔn) TMV， 得到它的蛋白質(zhì)； (2)從 TMV的變種 HRV通過(guò)弱堿處理得到它的 RNA； (3)通過(guò)重建獲得雜種病毒； (4)證實(shí)雜種病毒的蛋白質(zhì)外殼是來(lái)自 TMV標(biāo)準(zhǔn)株 。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明雜種病毒的感染特征和蛋白質(zhì)的特性 是由它的 RNA所決定，而不是由蛋白質(zhì)所決定，遺傳物質(zhì)是 RNA。 (堿基置換 、移碼突變 ) 染色體畸變 ： DNA的大段變化 (損傷 )現(xiàn)象 (添加、缺失、易位、倒位 ) 基因重組： 把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移 到一起，經(jīng)過(guò)遺傳分子的重新組合后， 形成新遺傳型個(gè)體的方式，稱為基因重 組 (原核生物、真核生物 ) 遺傳性變異 一、基因突變 基因突變 ： 指細(xì)胞內(nèi)（或病毒粒內(nèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳的變化，簡(jiǎn)稱突變，狹義的突變專指基因突變，廣義的突變包括基因突變和染色體畸變。 突變株： 突變體、突變型。 （一）微生物突變體的主要類型 形態(tài)突變型 菌落形態(tài)突變型 菌體形態(tài)突變型 生化突變型 營(yíng)養(yǎng)突變體 (營(yíng)養(yǎng)缺陷型 ) 發(fā)酵突變體 抗性突變體 條件致死突變體 抗原突變型 產(chǎn)量突變型 按突變 實(shí)質(zhì)分 條件致死突變型（株） 按突變株 的表型 選擇性突變株 非選擇性突變株 營(yíng)養(yǎng)缺陷型（株） 抗性缺陷型（株） 形態(tài)突變型（株） 抗原突變型（株） 產(chǎn)量突變型（株） 按方法分 按突變株的表型是否能在選 擇性培養(yǎng)基上加以鑒別來(lái)分 （ 1）營(yíng)養(yǎng)缺陷型： 某一野生菌株因發(fā)生基因突變而 喪失合成一種或幾種生長(zhǎng)因子、堿基或氨基酸的能力 ，因而無(wú)法再在基本培養(yǎng)基上正常生長(zhǎng)繁殖的變異類型。 （ 3）條件致死突變型： 某菌株或病毒經(jīng)基因突變后，在某種條件下可正常地生長(zhǎng)、繁殖并呈現(xiàn)其固有的表型，而在另一條件下卻無(wú)法生長(zhǎng)、繁殖，這種突變類型稱為 ~ （ 4） 形態(tài)突變型： 指由突變引起的個(gè)體或菌落形態(tài)的變異，一般屬非選擇性突變。 （ 6）產(chǎn)量突變型： 通過(guò)基因突變而產(chǎn)生的在代謝產(chǎn)物產(chǎn)量上明顯有別于原始菌株的突變株，稱產(chǎn)量突變型。一般為 106~109， 轉(zhuǎn)座突變率為 104。 原因分析： ,不是由所抗的環(huán)境 因素 —— 噬菌體誘導(dǎo)出來(lái)的 ,而是在它接觸到噬菌體前 ,在某一次細(xì)胞分裂過(guò)程中隨機(jī)地自發(fā)產(chǎn)生的 。 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1969 涂布試驗(yàn) (Newbe,1949) 涂布敏感菌 5 104個(gè) 共 12個(gè)平板 5 104個(gè)菌落 5000個(gè)細(xì)菌 /菌落 噴入 T1保溫 重新涂布后 噴入 T1保溫 6個(gè)平板共 353個(gè)菌落 6個(gè)平板共 28個(gè)菌落 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ： 在涂布過(guò)的一組中 ,共有抗性菌落 353個(gè) ,要比未經(jīng)涂布過(guò)的 (僅 28個(gè)菌落 )高得多。 噬菌體的加入只起甄別這類突變是否發(fā)生的作用，而不是誘導(dǎo)突變的因素。 J. Lederberg is awarded the Noble Prize in Medicine and Physiology in 1958 （五）基因突變及機(jī)制 基因突變機(jī)制多種，可是自發(fā)的或誘發(fā)的。 誘發(fā)突變 ：通過(guò)人為的方法，利用物理、化學(xué)或 生物因素顯著提高基因突變頻率的手段。 移碼突變 ＤＮＡ分子中缺失或增加少數(shù)幾個(gè)堿基對(duì)而引起 造成突變點(diǎn)以后全部遺傳密碼轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)釋發(fā)生錯(cuò)誤 ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC AB+ ABC ABC CBA CBA CBA CBA CBA ABC BCA BCA BCA BCA BCA BCA BCA 增添一個(gè)堿基 缺少一個(gè)堿基 丫啶類染料、 ICR化合物 染色體畸變（ chromosomal aberration） 電離輻射 （ X射線等 ） 烷化劑 亞硝酸等 某些強(qiáng)烈理化因子 引起 點(diǎn)突變 DNA的大損傷 （ macrolesion） DNA的大損傷 （ macrolesion） 染色體畸變 缺失 （ deletion） 重復(fù) （ duplication） 插入 （ insertion） 易位 （ translocation） 倒位 （ inversion） 染色體結(jié)構(gòu)上 染色體數(shù)目的變化 轉(zhuǎn)座 （ transposition）： DNA序列通過(guò) 非同源重組 的方式，從染色體某一部位轉(zhuǎn)移到 同一染色體上另一部位 或 其他染色體上某一部位 的現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)座因子 插入序列 （ insertion sequence， IS） 轉(zhuǎn)座子 （ transposon， Tn） Mu噬菌體 （ mutator phage） 轉(zhuǎn)座噬菌體 （ transposable phage） 原核生物 E. coli 轉(zhuǎn)座因子的特點(diǎn) ① 在轉(zhuǎn)座時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)座因子的復(fù)制，可將新形成的拷貝以非同源重組的方式轉(zhuǎn)移到染色體的新部位上； ② 在轉(zhuǎn)座因子兩端各有一段一定長(zhǎng)度的末端重復(fù)序列，包括 正向重復(fù) （ direct repeat）和 反向重復(fù) （ inverted repeat，或 顛倒重復(fù) ）； ③ 每個(gè)轉(zhuǎn)座因子還帶有一個(gè)對(duì)轉(zhuǎn)座有特異功能的 轉(zhuǎn)座酶基因 （ transposase gene）。 光復(fù)活作用 （ photoreactivation， photorestoration） 最早是 A. Kelner（ 1949）在 Streptomyces griseus（灰色鏈霉菌）中發(fā)現(xiàn)的。 最明顯的是在 ① 對(duì)照： 8 106個(gè)／ 100個(gè)／ ② 試驗(yàn)： 8 106個(gè)／ 2 106個(gè)／ UV UV 360～ 490nm 可見(jiàn)光， 30min 使二聚體（ dimer）重新分解成單體（ monomer） 帶有嘧啶二聚體的 DNA分子 DNA分子 UV照射 黑暗下結(jié)合 光激活酶 —— 光解酶 （光裂合酶， photolyase） 復(fù)合物 300～ 500nm可見(jiàn)光 獲得光能而激活 釋放光解酶 在一般的微生物中都存在光復(fù)活作用，在利用 UV進(jìn)行誘變育種等工作時(shí)，應(yīng)在 紅光下 進(jìn)行照射和后續(xù)操作，并放置在 黑暗條件下培養(yǎng) 。 篩選 誘變 誘變育種 定向的 —— 更重要 隨機(jī)的 誘變育種的特點(diǎn) （ 1）提高突變率，擴(kuò)大突變譜 （ 2）有效地改良個(gè)別、單一性狀 （ 3）縮短育種年限 （ 4）定向變異和有益突變的頻率低 誘變育種的過(guò)程 ? （ 1）選擇合適的出發(fā)菌株 ? （ 2）制備待處理的菌懸液 ? （ 3）誘變處理 ? （ 4）篩選 ? （ 5）保藏和擴(kuò)大試驗(yàn) 誘變育種的基本環(huán)節(jié) 大多死亡 少數(shù)存活 存活率 多數(shù)未變 少數(shù)突變 突變率 多數(shù)負(fù)變 少數(shù)正變 正變率 多數(shù)幅度小 少數(shù)幅度大 高產(chǎn)率 投產(chǎn)率 多數(shù)不宜投產(chǎn) 少數(shù)適宜投產(chǎn) 出發(fā)菌株 計(jì)算出 誘變 出發(fā)菌株 純化、同步培養(yǎng) 培養(yǎng)液 離心收集細(xì)胞，洗滌，制菌懸液玻璃珠打散，過(guò)濾 細(xì)胞或孢子懸液 誘變處理 平板分離 初篩 復(fù)篩 保藏及擴(kuò)大試驗(yàn) 活菌計(jì)數(shù)，誘變預(yù)備試驗(yàn) 存活細(xì)胞計(jì)數(shù)，致死率計(jì)算 變異率