第七章微生物的遗传变异和育种幻灯片.ppt

几个概念 遗传(heredity) 变异(variation) 遗传型(genotype) 表型(phenotype) 饰变(modification) （一）转化实验 实验材料：Streptococcus pneumoniae Streptococcus pneumoniae 的几种形态 S型和R型 结 论 核酸是负载遗传信息的真正物质基础 二、遗传物质在细胞中的存在方式 2. 特点 超螺旋结构； 携带某些特殊功能的基因（核基因组上所缺少），如具有接合、产毒、抗药、固氮或降解环境毒物功能的基因； 某些质粒可与核染色体发生整合或脱离 — 附加体； 当用一些理化因素处理时，可使子代细胞中的质粒消除，如丫啶类染料、丝裂霉素、紫外线或高温等因素； 具有重组的功能 — 质粒与质粒间、质粒与染色体之间； 有些质粒不表现任何功能 — 隐蔽性质粒； （二）基因突变的类型 基因突变的类型有哪些？ 哪些突变型是选择性突变株？哪些是非选择性突变株？为什么？ 举例说明如何筛选抗性突变株？ （三）突变率 每一个细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率； 自发突变几率 一般在10-6~10-9范围内； 突变率为10-9的含义 抗性突变是最常见的突变类型； 细菌产生抗药性的途径 基因突变 抗药性质粒的转移 生理适应 由基因突变引起的抗药性的原因？ 两种观点： 突变的性状与引起突变的原因间呈对应性 — 抗性突变株的产生是由环境因素诱发出来的，属定向变异； 突变是自发产生的，与环境是否存在该物质无关。 1.变量试验（fluctuation test） 实验设计者 美国的鲁里亚和德尔波留克根据统计学原理设计； 时间：1943年 实验材料： 对T1噬菌体敏感的大肠杆菌 实验目的 验证突变的性状与引起突变的原因间有无直接对应关系 实验过程 如果突变的性状与引起突变的原因间呈对应性结果如何？ 如何解释得到的实验结果？ 噬菌体的作用？ 2.涂布试验（Newcombe experiment） 实验设计者 1949年纽康布 实验材料 对T1噬菌体敏感的大肠杆菌 采用固体平板培养 实验过程 3.平板影印试验（replica plating） 实验设计者 1952年，美国的莱德伯格夫妇 实验材料 E.coli K12 实验过程 （四）突变的特点 不对应性 自发性 稀有性 独立性 诱变性 稳定性 可逆性 (五)基因突变及其机制 诱变剂：凡能显著提高突变频率的理化因子； 1）碱基置换 转换（transition） 嘌呤被嘌呤所置换或嘧啶被嘧啶所置换 颠换（transversion） 嘌呤被嘧啶所置换或嘧啶被嘌呤所置换 3）染色体畸变 某些强烈理化因子，如电离辐射（X射线等）和烷化剂、亚硝酸等引起DNA分子的大片段损伤； 染色体结构上的缺失、重复、插入、易位和倒位； 染色体数目的变化； 抗药性突变株的筛选 营养缺陷型突变株的筛选 (1)与筛选营养缺陷型有关的三类培养基 基本培养基(minimal midium，MM) — [-] 完全培养基(complete medium,CM) — [+] 补充培养基(supplemental medium,SM) —[A] （2）与营养缺陷型突变有关的菌体 野生型 (wild type) — 能在[-]中生长 营养缺陷型 (auxotroph)— 能在[+]或[A]生长 原养型 (prototroph)— 能在[-]中生长 作为研究代谢途径和基因重组等遗传规律的标记菌种； 作为氨基酸、维生素或碱基等物质生物测定的试验菌种； 用作发酵生产核苷酸、氨基酸等代谢产物的生产菌株；； Ames test测定潜在化学治癌物 理论依据 一切生物的遗传物质基础都是核酸尤其是DNA，所以任何能改变核酸结构的因素都可引起核酸生物学功能的改变。 生物化学统一性法则 生物的“三致”（致突变、致畸变、致癌变）物质可引起核酸结构的改变，从而引起其功能的改变；反之亦然。 基本原理 Salmonella typhimurium 的his-菌株在[-]的平板上不能生长，如发生回复突变，则能生长。 试验步骤： 可疑“三致”试样 + 鼠肝匀浆 基因重组的定义 两个独立基因组内的遗传基因，通过一定的途径转移到一起，形成新的稳定基因组的过程称为基因重组或遗传重组，简称重组。 重组和杂交的关系 重组是在核酸分子水平上的杂交，与细胞水平上的杂交有明显区别 杂交中必然包含着重组，而重组则不限于杂交一种形式。 一、原核生物的基因重组 （一）转化（transformation） 1. 定义： 受体菌直接吸收供体菌的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象。形成的杂种后代称为转化子。 2. 能进行转化的