第六章微生物遺傳與變異細(xì)菌得遺傳與變異一、細(xì)菌得遺傳變異(variation):

生物體在某種外因或內(nèi)因得作用下所引起得遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量得改變,亦即遺傳型得改變。

特點(diǎn):在群體中以極低得幾率(一般為10－5一10－1)出現(xiàn);性狀變化得幅度大;變化后得新性狀就是穩(wěn)定得、可遺傳得。細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳細(xì)菌遺傳物質(zhì)DNA

基本單位－脫氧核苷酸脫氧核糖堿基磷酸AGCT細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳脫氧核苷酸得種類(deoxyribonucleicacid)Therearefournucleotides:thosewithcytosine(C),thosewithguanine(G),thosewithadenine(A),andthosewiththymine(T)、AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸ATGCATGC細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳脫氧核苷酸得連接細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳1953年華特生(JamesWatson)和克里克(Francis

Crick)通過(guò)X射線衍射法觀察DNA結(jié)構(gòu),提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳DNA得雙螺旋結(jié)構(gòu):

DNA分子就是由兩條反向平行得脫氧核糖核酸組成得螺旋狀長(zhǎng)鏈細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳證明DNA就是遺傳物質(zhì)得Griffth轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)如何證明DNA是遺傳物質(zhì)？9大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流(一)經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(transformation):F、Griffith,研究對(duì)象:Streptococcuspneumoniae(肺炎雙球菌)

SIII型菌株:有莢膜,菌落表面光滑,有致病性

RII型菌株:無(wú)莢膜,菌落表面粗糙,無(wú)致病性1928年,Griffith進(jìn)行了以下幾組實(shí)驗(yàn):(1)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

對(duì)小鼠注射活RII菌或死SIII菌————小鼠存活

對(duì)小鼠注射活SIII菌————————小鼠死亡

對(duì)小鼠注射活RII菌和熱死SIII菌———小鼠死亡

抽取心血

分離

活得SIII菌Griffith

轉(zhuǎn)化試驗(yàn)示意混合培養(yǎng)RII型活菌SIII型活菌SIII型熱死菌RII型活菌SIII型活菌健康健康健康健康健康健康健康病死病死病死(2)細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)(3)S型菌得無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明:加熱殺死得SIII型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì),她能通過(guò)某種方式進(jìn)入RII型細(xì)胞并使RII型細(xì)胞獲得穩(wěn)定得遺傳性狀,轉(zhuǎn)變?yōu)镾III型細(xì)胞。熱死SIII菌—————不生長(zhǎng)

活RII

菌—————長(zhǎng)出RII菌

熱死SIII菌—————長(zhǎng)出大量RII菌和10-6SIII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RII菌平皿培養(yǎng)①加S菌DNA②加S菌DNA及DNA酶以外得酶③加S菌得DNA和DNA酶④加S菌得RNA⑤加S菌得蛋白質(zhì)⑥加S菌得莢膜多糖活R菌長(zhǎng)出S菌只有R菌1944年O、T、Avery、C、M、MacLeod和M。McCarty從熱死S型S、pneumoniae中提純了可能作為轉(zhuǎn)化因子得各種成分,并在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化試驗(yàn):只有S型細(xì)菌得DNA才能將S、pneumoniae得R型轉(zhuǎn)化為S型。且DNA純度越高,轉(zhuǎn)化效率也越高。說(shuō)明S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株得,就是遺傳因子。細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳微生物中得DNA:染色體細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳微生物中得DNA上含大量不同基因(Partialgenemapoftheoperons)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳微生物中得質(zhì)粒細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳RNA在細(xì)胞里有三種類型:信使RNA(mRNA)

轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)核糖體RNA(rRNA)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳信使RNA(mRNA)約占總RNA得5%。不同細(xì)胞得mRNA得鏈長(zhǎng)和分子量差異很大。她得功能就是將DNA得遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)合成基地–核糖核蛋白體。細(xì)菌得遺傳與變異第四章細(xì)菌得生長(zhǎng)和遺傳變異細(xì)菌得遺傳轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)約占總RNA得10-15%。她在蛋白質(zhì)生物合成中起翻譯氨基酸信息,并將相應(yīng)得氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖核蛋白體得作用。已知每一個(gè)氨基酸至少有一個(gè)相應(yīng)得tRNA。RNA分子得大小很相似,鏈長(zhǎng)一般在73-78個(gè)核苷酸之間。細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳tRNA得空間結(jié)構(gòu)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳核糖體RNA(rRNA)約占全部RNA得80%就是核糖核蛋白體得主要組成部分rRNA得功能與蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳DNA得復(fù)制:半保留復(fù)制(semiconservativereplication)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳真核微生物DNA半保留復(fù)制過(guò)程細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳遺傳信息得傳遞和表達(dá):中心法則細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳翻譯:將RNA獲得得信息(遺傳密碼:3個(gè)堿基序列決定一個(gè)氨基酸)翻譯成蛋白質(zhì)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳密碼AUG為翻譯啟動(dòng)信號(hào)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳密碼UAA(UAG、UGA)為翻譯終止信號(hào)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳基因表達(dá)得調(diào)控:結(jié)構(gòu)基因

調(diào)節(jié)基因操縱基因細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳大腸桿菌乳糖操縱子－－負(fù)控制細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳大腸桿菌乳糖操縱子細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得遺傳大腸桿菌乳糖操縱子細(xì)菌得遺傳與變異二、細(xì)菌得變異變異得途徑:基因突變(genemutation)基因重組(generebination)基因突變類型:點(diǎn)突變(pointmutation)倒位(inversion)

易位(translocation)缺失(deletion)插入(insertion)基因重組類型:轉(zhuǎn)化(transformation)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)接合(conjugation)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因突變:倒位(inversion)

易位(translocation)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因突變:缺失(deletion)插入(insertion)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因突變得主要特點(diǎn):無(wú)定向性稀有性自發(fā)性獨(dú)立性穩(wěn)定性可逆性誘變性細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因突變無(wú)定向性得變量試驗(yàn)證明細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因突變無(wú)定向性得影映試驗(yàn)證明細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異根據(jù)基因突變得方式分類:自發(fā)突變(spontaneousmutation)誘發(fā)突變(inducedmutation)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異自發(fā)突變:

外界環(huán)境得自然作用引起

或細(xì)菌自身得變化引起

回復(fù)突變:突變體回復(fù)野生表型菌種退化問(wèn)題誘發(fā)突變:人為利用物理化學(xué)因素(誘變劑)引起誘變劑可以誘導(dǎo)各種類型得點(diǎn)突變某些情況下突變能修復(fù)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異常用誘變劑:

紫外線X射線r射線化學(xué)誘變劑誘變育種:

通過(guò)人工得方法處理微生物,使之發(fā)生突變,并應(yīng)用合理得篩選程序和方法,把適合人類需要得優(yōu)良菌種選育出來(lái)得過(guò)程。細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異誘變育種工作中應(yīng)考慮得幾個(gè)原則:選擇簡(jiǎn)便有效得誘變劑挑選優(yōu)良得出發(fā)菌株(originalstrain)處理單泡子(或單細(xì)胞)懸液選用最適劑量充分利用復(fù)合處理得協(xié)同效應(yīng)(synergism)利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間得相關(guān)指標(biāo)設(shè)計(jì)或采用高效篩選方案或方法細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異紫外線引起DNA中相鄰胸腺嘧啶堿基彼此結(jié)合細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因重組:轉(zhuǎn)化細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異Certaintypesofbacteriacan"donate"apieceofthetheirDNAtoarecipientcell、Therebinationisthebacterialequivalentofsexualreproductionineukaryotes、NotethattheentireDNAisnotusuallytransferred,onlyasmallpiece、細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因重組:限制性轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因重組:普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因重組:接合細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異基因重組:接合過(guò)程細(xì)菌得遺傳與變異細(xì)菌得變異E、colistrainsundergoingconjugation(TEMx27,700)、細(xì)菌得遺傳與變異三、遺傳工程基因工程:

用人工得方法通過(guò)體外基因重組和載體作用,使新構(gòu)建得遺傳物質(zhì)組合進(jìn)入新得個(gè)體,并在新得個(gè)體中得以穩(wěn)定遺傳和表達(dá)得過(guò)程。細(xì)菌得遺傳與變異基因工程得工具1、DNA得切割工具:限制性內(nèi)切酶－分子剪刀2、DNA得縫合工具:DNA連接酶－分子針線3、DNA得轉(zhuǎn)運(yùn)工具:質(zhì)粒或病毒－分子載體細(xì)菌得遺傳與變異基因工程得工具1、限制性內(nèi)切酶(restrictionendonucleases)能識(shí)DNA分子上