遗传变异遗传的物质基础VIP免费

第七章微生物的遗传与变异•概述•第一节微生物遗传的物质基础•第二节微生物的变异现象•第三节微生物发生变异的机制•第四节菌种的衰退、复壮与保藏微生物是遗传学研究的最好材料和对象（模式生物）微生物结构简单营养体一般都是单倍体微生物繁殖速度快存在多种方式的繁殖类型环境条件对微生物作用直接均匀易积累不同的中间及最终代谢产物微生物的变异易被识别参与基因工程的载体供体受体三角色对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理论基础。研究微生物遗传学的意义遗传与变异的概念遗传：指的是发生在亲子间即上下代间的关系，即指上一代生物如何将自身的一整套遗传基因稳定地传递给下一代的行为或功能。具有极其稳定(保守)的特性。遗传型(genotype):又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。是一种内在的可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。表型(phenotype):指某一生物体所具有的一切外表特征和内在特征的总和，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。是一种现实性（具体性状）。变异(variation):指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。特点：a.在群体中以极低的几率出现；b.性状变化幅度大；c.变化后的新性状是稳定的、可遗传的。饰变（modification）：是指外表的修饰性改变，指一种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。特点：a.几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的变化；b.性状变化的幅度小；c.不遗传的。例如，粘质沙雷氏菌在25℃下培养时，会产生一种深红色的灵杆菌素，把菌落染成鲜血状。可是，当培养在37℃下时，群体中所有个体都不产色素。如果重新降温至25℃，产色素能力又得到恢复。粘质沙雷氏菌的产色素能力也会因发生突变而消失，但几率极低，且这种消失是不可恢复的。第一节遗传变异的物质基础种质连续理论：19世纪末德国学者Weismann提出。认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。基因学说：20世纪初T.HMorgan提出了基因学说，认为决定生物遗传型的染色体和基因的活性成分是蛋白质。DNA是遗传变异的物质基础的证明：1944年以后，先后利用微生物为实验对象进行了三个著名的实验，证明了核酸尤其是DNA才是一切生物遗传变异的真正物质基础。（一）经典转化实验（二）噬菌体感染实验（三）植物病毒的重建实验证明核酸是遗传物质基础的三个经典实验1928年Griffith进行了3组实验：（1）动物实验对小白鼠注射活R菌或死S菌————小白鼠存活对小白鼠注射活S菌————————小白鼠死亡对小白鼠注射活R菌和热死S菌———小白鼠死亡抽心血分离活的S菌研究对象：Streptococcuspneumoniae（肺炎链球菌，旧称肺炎双球菌）S型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性R型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性（一）经典转化实验：F.Griffith（2）细菌培养实验（3）S型菌的无细胞抽提液试验以上实验说明：加热杀死的S型细菌细胞内可能存在一种具有遗传转化能力的物质，它能通过某种方式进入R型细胞并使R型细菌获得稳定的遗传性状，转变为S型细菌。热死S菌—————不生长活R菌—————长出R菌热死S菌＋活R菌———长出大量R菌和10－6S菌活R菌+S菌无细胞抽提液———长出大量R菌和少量S菌平皿培养平皿培养平皿培养平皿培养①加S菌的DNA②加S菌的DNA和DNA酶以外的酶③加S菌的DNA和DNA酶④加S菌的RNA⑤加S菌的蛋白质⑥加S菌的荚膜多糖活R菌长出S菌只长R菌1944年O.T.Avery、C.M.MacLeod和M.McCarty从热死的S.pneumoniae中提纯了几种可能作为转化因子的成分，并在离体条件下进行了转化试验：（1）从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA、蛋白质、荚膜多糖等）（2）对各种生化组分进行转化试验只有S型菌株的DNA才能将S.pneumoniae的R型菌株转化为S型。且DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型转移给R型的决不是遗传性状的本身，而是以DNA为物质基础的遗传信息。S型（二）噬菌体感染实验——证实DNA是噬菌体的遗传...