第七章 微生物遗传和变异1PPT.ppt

第六章 微生物的遗传和变异 遗传和变异是一切生物最本质的属性。 微生物的遗传：微生物将其生长发育所需要的营养类型和环境条件，以及对这些营养和外界环境条件产生一定反应，或出现的一定性状传给后代，并相对稳定地一代一代传下去。 遗传（保守性）; 微生物的变异：当微生物从它适应的环境迁移到不适应的环境后，微生物改变自己对营养和环境条件的要求，在新的生活条件下产生适应新环境的酶，从而适应新环境并生长良好。 ; 基因型：生物体所含有的全部遗传因子所携带的遗传信息。 表型：某一生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适环境条件下通过代谢和发育而得到的具体体现。 饰变：指外表的修饰性改变，它不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。 ;遗传和变异是一切生物存在和进化的基本要素。 遗传是相对的，变异是绝对的； 遗传中有变异，变异中有遗传。 对于育种的意义 ; 在污水和有机固体废物生物处理过程中，可利用自然条件或物理、化学因素来促进微生物变异，使它符合生产实战的需要。 在工业废水生物处理过程中，用含有某些污染物的工业废水筛选、培养来自处理其他废水的菌种，使它们适应该种工业废水并有效降解其中污染物能力的方法叫驯化。;; （2） 噬菌体感染实验 Hershey 和Chase (1952) ; （3）植物病毒的重建实验CAI Fraenkel-Conrat (1956);; 2、遗传物质在细胞中的存在形式 除部分病毒的遗传物质是RNA外，其余生物均为DNA。 按其在细胞中的存在形式可分为染色体 DNA和染色体外DNA。 ; 原核微生物的DNA不与蛋白质结合，也没有核膜，而是由一条DNA细丝构成的环状染色体，拉直时比细胞长许多倍，它在细胞的中央，高度折叠形成具有空间结构的核区。原核微生物DNA的负电荷被Mg2+和有机碱中和。 真核生物的DNA与组蛋白结合在一起形成核染色体，染色体呈丝状结构，细胞内所有染色体由核膜包裹构成真正的细胞核。; 3、基因和遗传信息的传递 （1）基因 基因是生物体内一切具有自主复制能力的最小遗传功能单位，为一条??特定核苷酸排列序列的核酸片段。 ;原核生物基因包括： 操纵子与其调节基因 操纵子包括： 结构基因 操纵基因 启动基因 ; 结构基因：决定蛋白质合成中氨基酸的排列顺序 操纵基因：控制结构基因的转录（执行off功能） 启动基因：是DNA聚合酶的结合部位和转录的启动部位（执行on功能） 调节基因：转录阻遏蛋白的mRNA，转译阻遏蛋白，后者与操纵基因结合控制结构基因是否转录蛋白质。 ; 每个基因约1000～1500bp，分子量约6×105，每个细菌约具有5000 ～ 10000个基因。基因控制遗传性状，任何一个遗传性状的表现都是在基因控制下的个体发育的结果。 ; （2）遗传信息的传递 遗传信息的传递可概括为3个步骤： ①将携带遗传信息的DNA复制； ②将DNA携带的遗传信息转录到RNA上； ③将RNA获得的信息翻译成蛋白质。 ; 某些RNA病毒，侵入宿主后，通过反转录酶的作用，由RNA 反转录为DNA。这种DNA的复制和遗传信息传递的基本规则，称为分子遗传学中的中心法则。 ;中心法则;; 二、DNA的结构与复制 1、 DNA 的结构 DNA由两条多核苷酸组成的链配对而成，两条链彼此互补，排列方向相反，以右手螺旋的方式围绕一根主轴而互相盘绕，形成具有一定空间距离的双螺旋结构 。 四种碱基A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）相互配对。 A-T，G-C互相间通过氢键连接。 ;1953年的克里克（Francis Crick,1916-2004)（右）和沃森(James Watson，1928-)在实验室里，他们两人因为发现了DNA的分子结构，而在1962年与威尔金斯一起获得诺贝尔生理学和医学奖。; 核苷酸 的结构; 四种碱基的结构; DNA分子结构;;A与T、G与C的配对（依靠氢键连接）; 2、DNA的复制CAI 半保留复制：首先DNA双螺旋分子在解旋酶的作用下，两条多核苷酸链之间的氢键断裂，分离成两条单链，然后各自以原有的多核苷酸链为模板，根据碱基配对原则合成新的互补链，这样形成的两个子代DNA分子与原来的DNA分子完全相同，故称之为复制。又因子代DNA分子的双链一条来自亲代，另一条是新合成的，故称为半保留复制。 ; DNA的复制; DNA是双链分子，但作为基