江汉湖第三版07第七章微生物遗传变异PPT课件下载推荐.ppt
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其主要步骤是出发菌株的诱变处理和突变体的筛:
其主要步骤是出发菌株的诱变处理和突变体的筛选。
营养缺陷型的筛选一般要经过诱变、淘汰野生型、检选。
营养缺陷型的筛选一般要经过诱变、淘汰野生型、检出和鉴定营养缺陷型四个环节。
出和鉴定营养缺陷型四个环节。
基因重组基因重组:
基因重组是比基因突变更高层次、更为复杂的变:
基因重组是比基因突变更高层次、更为复杂的变异方式。
原核生物基因重组的类型主要有转化、转导、接异方式。
原核生物基因重组的类型主要有转化、转导、接合和原生质体融合等多种,真核微生物则有有性杂交、准合和原生质体融合等多种,真核微生物则有有性杂交、准性杂交和原生质体融合等多种。
性杂交和原生质体融合等多种。
基因工程基因工程:
通过人工操纵:
通过人工操纵DNA而实现的定向育种手段,可达而实现的定向育种手段,可达到超远缘杂交育种,前景宽广。
到超远缘杂交育种,前景宽广。
遗传与变异的概念遗传与变异的概念遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
遗传遗传遗传遗传:
亲代将自身一整套遗传因子传递给下一代的行为和功能。
:
变异变异变异变异:
生物体的遗传物质结构和数量的改变,在群体中以极低的:
生物体的遗传物质结构和数量的改变,在群体中以极低的几率(几率(10-510-6)出现,性状变化幅度大;
新性状稳定、)出现,性状变化幅度大;
新性状稳定、可遗传。
可遗传。
遗传型遗传型遗传型遗传型(genotype):
):
一个生物体所含有的基因的总和。
表型表型表型表型(phenotype):
一个生物体所具有的一切外表特征和内在一个生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和。
特性的总和。
饰变饰变饰变饰变(modification):
指生物体由于非遗传因素引起的表型改指生物体由于非遗传因素引起的表型改变,变化发生在转录、转译水平,特点是几乎整个群体中变,变化发生在转录、转译水平,特点是几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化,性状变化的幅度小,不的每一个个体都发生同样的变化,性状变化的幅度小,不遗传,引起饰变的因素消失后,表型即可恢复。
举例:
遗传,引起饰变的因素消失后,表型即可恢复。
粘粘质沙雷菌质沙雷菌(Serratiamarcescens)的红色素在)的红色素在25和和37的变化。
的变化。
(中心法则中心法则)研究微生物遗传的意义研究微生物遗传的意义微生物的独特生物学特性:
微生物的独特生物学特性:
(1)个体的体制极其简单;
)个体的体制极其简单;
(2)营养体一般都是单倍体;
)营养体一般都是单倍体;
(3)易于在成分简单的组合培养基上大量生长繁殖;
)易于在成分简单的组合培养基上大量生长繁殖;
(4)繁殖速度快;
)繁殖速度快;
(5)易于积累不同的中间代谢产物或终产物;
)易于积累不同的中间代谢产物或终产物;
(6)菌落形态特征的可见性和多样性;
)菌落形态特征的可见性和多样性;
(7)环境条件对微生物群体中各个个体作用的直接性)环境条件对微生物群体中各个个体作用的直接性和均一性;
和均一性;
(8)易于形成营养缺陷型;
)易于形成营养缺陷型;
(9)各种微生物一般都有相应的病毒;
)各种微生物一般都有相应的病毒;
(10)存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式;
)存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式;
v微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生生物学基本理论问题物学基本理论问题中最热衷的中最热衷的研究对象研究对象研究对象研究对象。
v对微生物遗传规律的深入研究,不仅促进了对微生物遗传规律的深入研究,不仅促进了现现现现代代代代分子生物学分子生物学分子生物学分子生物学和和生物工程学生物工程学生物工程学生物工程学的发展,而且为的发展,而且为育育育育种种种种工作工作工作工作提供了丰富的理论基础,促使育种工作提供了丰富的理论基础,促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。
向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。
研究微生物遗传学的意义研究微生物遗传学的意义第一节第一节遗传变异的物质基础遗传变异的物质基础种质连续理论种质连续理论种质连续理论种质连续理论:
18831889年间年间Weissmann提出。
认为遗提出。
认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。
传物质是一种具有特定分子结构的化合物。
基因学说基因学说基因学说基因学说:
二十世纪初发现了染色体并提出基因学说,使得二十世纪初发现了染色体并提出基因学说,使得遗传物质基础的范围缩小到染色体上遗传物质基础的范围缩小到染色体上。
染色体由核酸和蛋染色体由核酸和蛋白质两种长链高分子组成。
白质两种长链高分子组成。
20多种氨基酸经过不同排列组多种氨基酸经过不同排列组合,可以演变出的蛋白质数目几乎可以达到一个天文数字,合,可以演变出的蛋白质数目几乎可以达到一个天文数字,而核酸的组成却简单得多,一般仅由而核酸的组成却简单得多,一般仅由4种不同的核苷酸组成,种不同的核苷酸组成,它们通过排列组合只能产生较少种类的核酸,因此它们通过排列组合只能产生较少种类的核酸,因此当时认为当时认为决定生物遗传型的是染色体和基因,起活性成分是决定生物遗传型的是染色体和基因,起活性成分是蛋白质蛋白质。
DNADNA是遗传变异的物质基础的证明是遗传变异的物质基础的证明是遗传变异的物质基础的证明是遗传变异的物质基础的证明:
1944年以后,利用年以后,利用微生物为实验对象进行的三个著名实验(肺炎球菌的转化试微生物为实验对象进行的三个著名实验(肺炎球菌的转化试验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验)验、噬菌体感染试验、病毒的拆开与重建试验)魏斯曼(魏斯曼(魏斯曼(魏斯曼(AugustWeismannAugustWeismann,1838-19141838-1914)的的的的试验:
把一对雌雄老鼠斩去尾巴,然后让它们交配产生试验:
把一对雌雄老鼠斩去尾巴,然后让它们交配产生后代。
如此连续地做了后代。
如此连续地做了2222代,但最终生下的仍是有尾巴代,但最终生下的仍是有尾巴代,但最终生下的仍是有尾巴代,但最终生下的仍是有尾巴的老鼠。
的老鼠。
提出:
多细胞生物可分为提出:
多细胞生物可分为种质种质种质种质和和和和体质体质体质体质两部分,两部分,两部分,两部分,种质种质种质种质是亲代传递给后代的遗传物质,存留在生是亲代传递给后代的遗传物质,存留在生是亲代传递给后代的遗传物质,存留在生是亲代传递给后代的遗传物质,存留在生殖细胞染色体上,种质可发育成新个体的体质,殖细胞染色体上,种质可发育成新个体的体质,殖细胞染色体上,种质可发育成新个体的体质,殖细胞染色体上,种质可发育成新个体的体质,但有一部分仍保持原来的状态,作为后代发育但有一部分仍保持原来的状态,作为后代发育但有一部分仍保持原来的状态,作为后代发育但有一部分仍保持原来的状态,作为后代发育的基础。
的基础。
体质体质体质体质可以通过生长和发育而形成新个可以通过生长和发育而形成新个可以通过生长和发育而形成新个可以通过生长和发育而形成新个体的各个组织和器官,但它不能产生种质。
体体的各个组织和器官,但它不能产生种质。
体质受环境影响而获得的变异性状也不能遗传。
质受环境影响而获得的变异性状也不能遗传。
体质随个体死亡而消失,只有种质才能世代传体质随个体死亡而消失,只有种质才能世代传体质随个体死亡而消失,只有种质才能世代传体质随个体死亡而消失,只有种质才能世代传递,所以又称为种质连续学说。
递,所以又称为种质连续学说。
1928年,年,Griffith进行了以下几组实验:
进行了以下几组实验:
(1)动物实验)动物实验对小鼠注射活对小鼠注射活R菌或死菌或死S菌菌小鼠存活小鼠存活对小鼠注射活对小鼠注射活S菌菌小鼠死亡小鼠死亡对小鼠注射活对小鼠注射活R菌和热死菌和热死S菌菌小鼠死亡小鼠死亡抽取心血分离活的抽取心血分离活的S菌菌一、三个经典实验一、三个经典实验
(一)
(一)经典转化实验经典转化实验(transformation)F.Griffith,研究对象:
研究对象:
Streptococcuspneumoniae(肺炎双球菌)肺炎双球菌)S型菌株:
有致病性,菌落表面光滑,有荚膜型菌株:
有致病性,菌落表面光滑,有荚膜R型菌株:
无致病性,菌落表面粗糙,无荚膜型菌株:
无致病性,菌落表面粗糙,无荚膜图图7-1Griffith试验图解试验图解(a)无毒菌系无毒菌系RII不使白鼠死亡,从鼠体内分离仍得无毒细菌;
不使白鼠死亡,从鼠体内分离仍得无毒细菌;
(b)将将SIII加热杀加热杀死,不使白鼠死亡,鼠体内无有毒细菌;
死,不使白鼠死亡,鼠体内无有毒细菌;
(c)混合活无毒的混合活无毒的RII和加热杀死的和加热杀死的SIII,使白鼠死亡,使白鼠死亡,并在死鼠体内发现活的并在死鼠体内发现活的SIII细胞细胞
(2)细菌培养实验)细菌培养实验热死热死S菌菌不生长不生长活活R菌菌长出长出R菌菌热死热死S菌菌+活活R菌菌长出大量长出大量R菌和菌和106S菌菌(3)S型菌的无细胞抽提液试验型菌的无细胞抽提液试验活活R菌菌+S菌无细胞抽提液菌无细胞抽提液长出大量长出大量R菌和少量菌和少量S菌菌以上实验说明:
加热杀死的以上实验说明:
加热杀死的SS型细菌细胞内可能存在型细菌细胞内可能存在型细菌细胞内可能存在型细菌细胞内可能存在一种转化物质,它能通过某种方式进入一种转化物质,它能通过某种方式进入一种转化物质,它能通过某种方式进入一种转化物质,它能通过某种方式进入RR型细胞并型细胞并型细胞并型细胞并使使使使RR型细胞获得稳定的遗传性状型细胞获得稳定的遗传性状型细胞获得稳定的遗传性状型细胞获得稳定的遗传性状加加S菌菌DNA加加S菌菌DNA及及DNA酶以酶以外的酶外的酶加加S菌的菌的DNA和和DNA酶酶加加S菌的菌的RNA加加S菌的蛋白质菌的蛋白质加加S菌的荚膜多糖菌的荚膜多糖活活R菌菌长出长出S菌菌只有只有R菌菌1944年年O.T.Avery、C.M.MacLeod和和M。
McCarty从从热热死死S型型S.pneumoniae中中提提纯纯了了可可能能作作为为转转化化因因子的各种成分,在离体条件下进行了转化试验:
子的各种成分,在离体条件下进行了转化试验:
只只有有S型型细细菌菌的的DNA才才能能将将S.Pneumoniae的的R型型转转化化为为S型型。
且且DNA纯纯度度越越高高,转转化
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- 江汉湖 第三 07 第七 微生物 遗传 变异