第七章 微生物遗传变异PPT.ppt

第 七 章 微生物的遗传变异和育种;遗传：;表型饰变：;第一节 遗传变异的物质基础;小鼠注入活的S型菌株，小鼠死亡，说明S型菌株有致病性。;小鼠注入热致死的S型菌株，小鼠存活，说明热致死的S型菌株不具有致病性。;说明R型菌株和S型菌株之间有转化现象。;实验证明，R菌和S菌之间有转化现象;1944年，Avery精确重复了转化实验，确定了转化因子;（二）噬菌体感染实验（A. D. Hershey和M. Chase）;沉淀中含 25%放射性;（三）植物病毒重建实验;二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式 （一）遗传物质在7个水平上的形式 1、细胞水平 2、细胞核水平 3、染色体水平 4、核酸水平 5、基因水平 6、密码子水平 7、核苷酸水平;（二）原核生物的质粒;2、结构特点 通常以共价闭合环状简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中； 质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb； （细菌质粒多在10kb以内） ;　　1． SC构型:共价闭合环形DNA（cccDNA) 　　2． OC构型:开环DNA（ocDNA) 　　3． L构型:线形分子（LDNA）　;在琼脂糖凝胶电泳中，不同构型的同一种质粒DNA，电泳迁移速度不同。 超螺旋线形开环 ;3、质粒的类型;4、质粒在基因工程中的应用 质粒的优点： （1）相对分子量小，易分离和操作 （2）环状，稳定 （3）独立复制 （4）拷贝数多 （5）存在标记位点，易筛选 ;5、质粒的检测;6、质粒的主要种类;第二节 基因突变和诱变育种;（一）突变类型;（二）突变率 某一细胞在每一世代中发生某一性状突变的几率。 （三）基因突变的特点 1、自发性 2、不对应性 3、稀有性 4、独立性 5、可诱变性 6、稳定性 7、可逆性;（四）基因突变及其机制;1、诱发突变：是通过人为的方法,利用物理、化学和生物的因素显著提高突变频率的作法. （1）碱基的置换;碱基的置换引起的突变;（2）移码突变：指诱变剂会使DNA序列中的一个或少数几个核苷酸发生增添（插入），从而使该处后面的全部遗传密码的阅读框架发生改变，并进一步引起转录和翻译错误的一类突变。;（3）染色体畸变：某些强烈理化因子（电离辐射和烷化剂、亚硝酸）等引起的DNA分子的大损伤。 包括:缺失、重复、插入、易位、倒位;2、自发突变：是指生物体在无人为干预下自然发生的低频率突变. 原因： （1）背景辐射和环境因素 （2）有害产物积累 （3）碱基错配 （4）由转座子引起的插入或缺失;（五）紫外线对DNA的损伤及其修复;2、切除修复;3、重组修复;4、SOS修复;二、突变与育种 （一）自发突变与育种： 从生产中选育 定向培育优良菌株 （二）诱变育种 1、诱变育种的基本环节;2、诱变育种的原则 （1）使用简便有效的诱变剂;（2）选用优良的出发菌株 （3）处理单细胞或单孢子悬浮液 （4）使用最佳诱变剂量 （5）充分利用复合处理协同效应 （6）利用和创造形态、生理与产量间的相关指标 （7）设计高效率筛选方案 （8）创造新型、高效筛选方法;3、诱变育种的基本过程：;;;诱变处理： 诱变剂的作用： ①提高突变的频率 ②扩大产量变异的幅度 ③使产量变异朝着正突变或负突变移动 选择诱变剂的种类：在选用理化因子作诱变剂时，在同样效果下，应选用最方便的因素；而在同样方便的情况下，则应选择最高效的因素。在物理诱变剂中，尤以紫外线为最方便，而在化学诱变剂中，一般可选用诱变效果最为显著的“超诱变剂”，如NTG。; 诱变处理方式： 单一因子处理：重复使用 复合因子处理： 两种以上因素;菌种筛选;定义：两个独立基因组内的遗传基因，通过一定的途经转移在一起，形成新的稳定基因组的过程称为基因重组或遗传重组。 作用：重组可使生物体在未发生突变的情况下，也能产生新遗传型的个体。 ;一、原核生物的基因重组 （一）转化 受体菌直接摄取供体菌的DNA片段，而获得后者部分遗传性状的的现象，称为转化。;1、建立了感受态的受体细胞 感受态细胞：具有摄取外源DNA能力的细胞 自然感受态的出现是细胞一定生长阶段的生理特性，受细菌 自身的基因控制； 人工感受态则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNA的 能力，或人为地将DNA导入细胞内 2、外源游离DNA分子（转化因子）;转化过程（革兰氏阳性菌的转化模型