微生物的遗传和变异和菌种保藏.pptVIP

第七章 微生物的遗传和变异和菌种保藏 遗传和变异是生物界最基本的属性。 遗传：微生物在繁殖延续后代的过程中，亲代与子代之间在形态、结构、生态、生理生化特性等方面具有一定的相似性，称为微生物的遗传。 变异：在微生物繁殖过程中，在世代之间、同代个体之间存在差异的现象，称为变异。 两者的关系：遗传是相对的，变异是绝对的，遗传中有变异，变异中有遗传，遗传和变异的辨证关系使微生物不断进化。 7.1 微生物的遗传 遗传变异的物质基础： 遗传变异的物质基础是核酸，通过以下三个经典实验加以证明 7.1.1经典转化实验 7.1.2噬菌体感染实验 7.1.3植物病毒的重建实验 7.1.1经典转化实验 1.1928年，F.Griffith 最早进行的转化实验，以“肺炎链球菌”作为研究对象，做如下三组实验：⑴ 动物实验；⑵ 细菌培养实验；⑶ S型的无细胞抽提液实验 分析：加热杀死的S型细菌，在其细胞内可能存在一种具有遗传转化能力的物质，他能通过某种方式进入R型细胞，并使R型细胞获得表达S型荚膜性状的遗传特性。 2.1944年，O.T.Avery 、C.M.Macleod和 M.McCady转化实验 分析：S型细菌的DNA能将肺炎链球菌的R型转化为S型。而DNA纯度越高，转化效率也越高，只取纯DNA的6Χ10-8的量时，仍有转化能力。这说明，S型菌株转移给R型菌株的是以DNA为基础的遗传因子。 7.1.2噬菌体感染实验 1952年，A.D.Hershey和M.Chase 噬菌体感染实验。 实验过程：首先，他们将E.coli培养在以放射性32PO43-或35SO42-作为磷源或硫源的组合培养基中。结果获得含32P-DNA（噬菌体核心）的噬菌体或含35S-Pr体外壳的两种实验用噬菌体。 实验说明：在其DNA中，含有包括合成蛋白质外壳在内的整套遗传信息。 （二）遗传物质的存在形式 DNA是遗传物质，而细胞中的DNA主要集 中在细胞核的染色体上。此外，遗传物质 还可以以质粒等形式存在于细胞核外。 1.染色体 （1）真核生物的染色体。真核生物的染色体主要由DNA和组蛋白构成，其次含有少量非组蛋白和RNA。 （2）原核生物的染色体。原核生物的染色体一般是裸露的DNA或RNA分子。它们大多是双链的，呈环状或线状。 真核生物核原核生物染色体的主要区别有： （1）真核生物的染色体主要由DNA、组蛋白组成，原核生物的染色体是单纯的DNA或RNA； （2）真核生物的染色体不止一个，而原核生物的染色体往往只有一个 （3）真核生物的染色体为核膜所包被，原核生物的染色体外没有膜包被。 2.质粒 质粒是原核生物（细菌、放线菌）的染色体外的遗传物质。它与遗传物质的转移、耐药性及抗生素等有密切的关系。例如：F质粒（F因子）。 7.2 基因突变 学习和掌握突变的规律，了解基因定位和基因功能等理论问题，为微生物选种、育种提供理论基础。 7.2.1基因和基因学说 7.2.2基因突变的分子机理 二、DNA的结构与复制 DNA具有不同于生物体内其他物质的独特的分子结构，DNA分子结构的变化，是导致生物多样性的内在原因。 （一）DNA的结构 1.DNA的化学组成 核酸有两种，即脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），它们都是由核苷酸聚合而成的大分子化合物。 2.DNA的双螺旋结构 （二）DNA的复制 DNA是生物遗传变异的物质基础，DNA分子上储存着全部的遗传信息，生物遗传性就是由DNA分子中碱基对的数目和排列顺序所决定的。为了确保子代与亲代的遗传性状不变，必须将亲代DNA分子上的遗传信息原样地传给子代，即在母代细胞中DNA碱基对地数目和排列顺序必须准确地被复制，传递到子代细胞中去。 7.2.1基因和基因学说 1.基因：基因是一段具有特定功能和结构的DNA片段，是编码蛋白质或RNA分子遗传信息的基本遗传单位。 概念的理解：基因是一个含有特定遗传信息的核苷酸（DNA）序列，是遗传物质的最小功能单位。 2.基因学说：即基因是组成染色体的遗传单位，他能控制遗传性状的发育，也是突变、重组、交换的基本单位。 （三）基因的功能 一个DNA分子携带有许多遗传信息，这与细胞的多种性状有关。我们可以根据功能把一个DNA分子分成若干片段，每一片段对应一种功能，这样的片段就叫做基因。 基因是在生物体内具有自主复制能力的遗传功能单位，每个基因约有1000个碱基对。根据功能，把基因分为结构基因和调控基因。结构基因是决定某种蛋白质分子结构的基因。调控基因对结构基因起着调节控制作用。 第二节 微生物的变异 一、微生物突变体的主要种类 微生物突变的类型很多，按突变体的表型，可分为以下几种主要类型。 （一）形态突变型 形态突变型是指微生物发生了可见的细胞形态变化或菌落形态改