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天津工业大学考研微生物第1页/共31页 遗传（heredity ）: 上一代生物将自身的一整套遗传基因稳定地传递给下一代的特性 。变异（variation）： 生物体在某种外因或内因的作用下，发生遗传物质结构或数量的改变，而且这种改变稳定，具有可遗传性 。引言1. 遗传与变异遗传保证了微生物种的相对稳定性、种的存在和延续，而变异则推动了种的进化和发展。第2页/共31页 2. 遗传型和表型遗传型（genotype）表型( phenotype )某一生物体个体所含有的全部遗传因子，即基因的总和 ，又称为基因型。某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和。 表型的实现是由生物体的遗传型和环境条件共同作用的结果。第3页/共31页 饰变（modification） 表型的差异只与环境有关。不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型改变。 谷氨酸发酵的温度敏感菌株在30℃时菌体生长而不产生氨基酸，但是当温度提高到37℃时，菌体大量合成谷氨酸。 变异 遗传物质改变，导致表型改变 3. 饰变与变异（遗传型变异, 基因突变）特点：遗传性、群体中极少数个体的行为 （自发突变频率通常为10-6-10-9）特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为。第4页/共31页 微生物是遗传学研究中的明星: 微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。 很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。 对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。 第5页/共31页 第一节 遗传变异的物质基础一、证明核酸是遗传物质基础的三个经典实验二、遗传物质在细胞内存在部位和方式第6页/共31页 经典转化实验: 证明DNA是遗传变异的物质基础。Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验分别用S型菌中提取的DNA、RNA和蛋白质转化R型菌且DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性DNA是转化所必需的转化因子一、三个经典实验第7页/共31页 T2噬菌体感染实验2. 噬菌体感染实验（1952年，A.D.Hershey 和 M.Chase）第8页/共31页 3. 植物病毒的重建实验证明杂种病毒的蛋白质外壳来自TMV还是HRV,可用血清学反应鉴定证明核酸（RNA）是遗传的物质基础血清学反应说明病毒蛋白质的特性由核酸而定H. Fraenkel-Conrat (1956年)病斑的特性和病毒核酸一致第9页/共31页 二、遗传物质在细胞内存在的部位和方式（一）七个水平细胞水平（单核，多核）细胞核水平（真核，拟核）染色体水平核酸水平（DNA，部分病毒为RNA；双链，少数病毒为单链）基因水平（遗传功能单位）密码子水平（遗传信息单位）核苷酸水平（最低突变单位和交换单位）周德庆p192-197;自学（一套，两套, 核外染色体）第10页/共31页 基因（gene）是什么? 是实体，其物质基础是DNA （或RNA）； 是一个含有特定遗传信息的DNA分子区段； 是遗传信息传递和性状分化发育的依据； 基因是可分的，根据功能不同，分为： 编码蛋白质的基因 结构基因（结构蛋白，酶） 调节基因（阻遏蛋白或激活蛋白） 无翻译产物的基因 tRNA基因（简称 tDNA ） rRNA基因（简称rDNA ） 不转录的DNA区段 启动子（promotor） 操纵基因（operator） 基因是一个含有特定遗传信息的核苷酸序列，它是遗传的功能单位。第11页/共31页 第二节 质粒P196质粒（plasmid） 一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。附加体(episome) 指哪些既可以整合到核染色体上，作为染色体的一部分而进行复制，又可以再游离出来或携带一些寄主的染色体基因游离出来，这类质粒被称为附加体。 第12页/共31页 1、质粒的分子结构(1) 结构通常以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中；也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）第13页/共31页 2.质粒的分离碱提取法：①菌体的培养和收集：一般采用丰富培养基对菌体进行培养