高職工業(yè)微生物學(xué)11

1、第八章第八章 微生物的遺微生物的遺傳和變異傳和變異一、微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)二、基因突變及其分子機(jī)制二、基因突變及其分子機(jī)制三、基因三、基因 的轉(zhuǎn)移和重組的轉(zhuǎn)移和重組微生物的遺傳和變異微生物的遺傳和變異微生物的變異現(xiàn)象微生物的變異現(xiàn)象形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異毒力變異毒力變異耐藥性變異耐藥性變異菌落變異菌落變異 遺傳（遺傳（heredityheredity）：）：親代生物的性狀在子代得到親代生物的性狀在子代得到表現(xiàn)；親代生物傳遞給子代一套實(shí)現(xiàn)與其相同形表現(xiàn)；親代生物傳遞給子代一套實(shí)現(xiàn)與其相同形狀的遺傳信息。特點(diǎn)：具穩(wěn)定性。狀的遺傳信息。特點(diǎn)：具穩(wěn)定性。 遺傳

2、型（遺傳型（genotype）：又稱基因型，指某一生物）：又稱基因型，指某一生物個(gè)體所含有的全部基因的總和。個(gè)體所含有的全部基因的總和。 是一種內(nèi)在可能性或潛力。是一種內(nèi)在可能性或潛力。 表型（表型（phenotype）：指生物體所具有的一切外表）：指生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和。特征和內(nèi)在特性的總和。 是一種現(xiàn)實(shí)存在，是具一定遺傳型的生物在一定條件是一種現(xiàn)實(shí)存在，是具一定遺傳型的生物在一定條件下所表現(xiàn)出的具體性狀。下所表現(xiàn)出的具體性狀。 變異：在一定條件下，子代和親代之間以及變異：在一定條件下，子代和親代之間以及子代和子代之間的差異稱為變異。子代和子代之間的差異稱為變異。表型表

3、型飾變飾變：無(wú)基因結(jié)構(gòu)改變。：無(wú)基因結(jié)構(gòu)改變。 a.幾乎整個(gè)群體中的每一個(gè)個(gè)體都發(fā)生同樣的變化；幾乎整個(gè)群體中的每一個(gè)個(gè)體都發(fā)生同樣的變化； b.性狀變化的幅度小；性狀變化的幅度??； c.因遺傳物質(zhì)不變，故飾變是不遺傳的。引起飾變的因遺傳物質(zhì)不變，故飾變是不遺傳的。引起飾變的因素消失后，表型即可恢復(fù)。因素消失后，表型即可恢復(fù)?；蛐妥儺悾夯蚪Y(jié)構(gòu)發(fā)生可穩(wěn)定遺傳的改變?；蛐妥儺悾夯蚪Y(jié)構(gòu)發(fā)生可穩(wěn)定遺傳的改變。 a.a.在群體中以極低的幾率出現(xiàn)，（一般為在群體中以極低的幾率出現(xiàn)，（一般為1010-6-61010- -1010）；）； b.b.性狀變化的幅度大；性狀變化的幅度大； c. c. 變化

4、后形成的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。變化后形成的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。第一節(jié)第一節(jié) 微生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)微生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) DNA是遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的證明是遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的證明 1944年以后，先后有利用微生物為實(shí)驗(yàn)?zāi)暌院?，先后有利用微生物為?shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行的三個(gè)著名實(shí)驗(yàn)的論證（肺炎對(duì)象進(jìn)行的三個(gè)著名實(shí)驗(yàn)的論證（肺炎球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)、噬菌體感染試驗(yàn)、病球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)、噬菌體感染試驗(yàn)、病毒的拆開與重建試驗(yàn)），使人們普遍接毒的拆開與重建試驗(yàn)），使人們普遍接受核酸才是真正的遺傳物質(zhì)。受核酸才是真正的遺傳物質(zhì)。一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)證明一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)證明（一）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（一）轉(zhuǎn)化

5、實(shí)驗(yàn)（二）噬菌體感染實(shí)驗(yàn)（二）噬菌體感染實(shí)驗(yàn)A. D. HersheyA. D. Hershey和和M. ChaseM. Chase， 19521952年年（三）植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)（三）植物病毒的重建實(shí)驗(yàn) 為了證明核酸是遺傳物質(zhì)，為了證明核酸是遺傳物質(zhì)，H. Fraenkel-Conrat（1956）用含）用含RNA的煙草花葉病毒（的煙草花葉病毒（TMV）進(jìn)行）進(jìn)行了著名的植物病毒重建實(shí)驗(yàn)。了著名的植物病毒重建實(shí)驗(yàn)。 將將TMV在一定濃度的苯酚溶液中振蕩，就能將其在一定濃度的苯酚溶液中振蕩，就能將其蛋白質(zhì)外殼與蛋白質(zhì)外殼與RNA核心相分離。分離后的核心相分離。分離后的RNA在在沒(méi)有蛋白質(zhì)包裹的

6、情況下，也能感染煙草并使其患沒(méi)有蛋白質(zhì)包裹的情況下，也能感染煙草并使其患典型癥狀，而且在病斑中還能分離出正常病毒粒子。典型癥狀，而且在病斑中還能分離出正常病毒粒子。選用選用TMVTMV和霍氏車前花葉病毒（和霍氏車前花葉病毒（HRVHRV），分別拆分取得各自的），分別拆分取得各自的RNARNA和蛋白質(zhì)，和蛋白質(zhì)，將兩種將兩種RNARNA分別與對(duì)方的蛋白質(zhì)外殼重建形成兩種雜合病毒：分別與對(duì)方的蛋白質(zhì)外殼重建形成兩種雜合病毒： （1 1）RNARNA（TMVTMV） 蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（HRVHRV）（）（2 2）RNARNA（HRVHRV） 蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（TMVTMV）。用兩種雜合）。用兩種雜合病毒

7、感染寄主：（病毒感染寄主：（1 1）表現(xiàn)）表現(xiàn)TMVTMV的典型癥狀，并分離到正常的典型癥狀，并分離到正常TMVTMV粒子粒子; ;（2 2）表現(xiàn)表現(xiàn)HRVHRV的典型癥狀，并分離到正常的典型癥狀，并分離到正常HRVHRV粒子。粒子。二、遺傳物質(zhì)在微生物中的存在形式二、遺傳物質(zhì)在微生物中的存在形式 （一）核物質(zhì)（一）核物質(zhì)染色體染色體 真核微生物的染色體真核微生物的染色體 DNA：線狀雙鏈：線狀雙鏈DNA分子分子 DNA+蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)=染色體（分裂期）染色體（分裂期）/染色質(zhì)（分裂染色質(zhì)（分裂間期）間期） DNA中包含非編碼序列（內(nèi)含子），編碼序列（外中包含非編碼序列（內(nèi)含子），編碼序列（外顯

8、子）被內(nèi)含子分隔開。顯子）被內(nèi)含子分隔開。 通常含有多條染色體，且每條染色體含有多個(gè)復(fù)制通常含有多條染色體，且每條染色體含有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，可同時(shí)進(jìn)行復(fù)制。起始點(diǎn)，可同時(shí)進(jìn)行復(fù)制。染色體的結(jié)構(gòu)染色體的結(jié)構(gòu) 原核微生物的遺傳物質(zhì)原核微生物的遺傳物質(zhì) DNA：共價(jià)閉合環(huán)狀的雙鏈：共價(jià)閉合環(huán)狀的雙鏈DNA，在細(xì)胞中，在細(xì)胞中緊密纏繞成較致密的不規(guī)則小體，稱為擬核，緊密纏繞成較致密的不規(guī)則小體，稱為擬核，也稱染色體，其上有類組蛋白和少量也稱染色體，其上有類組蛋白和少量RNA分分子結(jié)合。子結(jié)合。 雙向滾環(huán)復(fù)制方式雙向滾環(huán)復(fù)制方式 病毒和噬菌體病毒和噬菌體 DNA或或RNA （二）核外物質(zhì)（二）核外物質(zhì)質(zhì)

9、粒質(zhì)粒 （1）質(zhì)粒的特點(diǎn)）質(zhì)粒的特點(diǎn) 質(zhì)粒：質(zhì)粒是微生物染色體外的遺傳物質(zhì)，質(zhì)粒：質(zhì)粒是微生物染色體外的遺傳物質(zhì)，是環(huán)狀閉合的雙鏈?zhǔn)黔h(huán)狀閉合的雙鏈DNA，能自主復(fù)制，亦能，能自主復(fù)制，亦能整合入宿主細(xì)胞染色體中，隨染色體復(fù)制而整合入宿主細(xì)胞染色體中，隨染色體復(fù)制而復(fù)制，此時(shí)稱為附加體。復(fù)制，此時(shí)稱為附加體。 具自我復(fù)制能力，為復(fù)制子，單拷貝或多拷具自我復(fù)制能力，為復(fù)制子，單拷貝或多拷貝貝緊密型質(zhì)粒：復(fù)制受核控制緊密型質(zhì)粒：復(fù)制受核控制松弛型質(zhì)粒：復(fù)制不受核控制松弛型質(zhì)粒：復(fù)制不受核控制 可分為相容性和不相容性可分為相容性和不相容性 編碼產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征編碼產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征 可自

10、行丟失與消除可自行丟失與消除 有轉(zhuǎn)移性有轉(zhuǎn)移性 （2）常見的質(zhì)粒類型）常見的質(zhì)粒類型致育質(zhì)粒（致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒）質(zhì)粒）與接合有關(guān)與接合有關(guān)帶有帶有F質(zhì)粒的為雄性菌，能長(zhǎng)出性菌毛；無(wú)質(zhì)粒的為雄性菌，能長(zhǎng)出性菌毛；無(wú)F質(zhì)粒質(zhì)粒的為雌性菌，無(wú)性菌毛的為雌性菌，無(wú)性菌毛 耐藥性質(zhì)粒耐藥性質(zhì)粒（R質(zhì)粒）質(zhì)粒） ：編碼細(xì)菌對(duì)抗菌藥：編碼細(xì)菌對(duì)抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。物或重金屬鹽類的耐藥性?？赏ㄟ^(guò)細(xì)菌間接合進(jìn)行傳遞的稱接合性耐藥質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)細(xì)菌間接合進(jìn)行傳遞的稱接合性耐藥質(zhì)粒不能通過(guò)接合傳遞的稱非接合性耐藥質(zhì)粒，可通不能通過(guò)接合傳遞的稱非接合性耐藥質(zhì)粒，可通過(guò)噬菌體傳遞，又稱過(guò)噬菌體傳遞，又稱r質(zhì)粒。質(zhì)

11、粒。細(xì)菌素質(zhì)粒細(xì)菌素質(zhì)粒編碼各種細(xì)菌產(chǎn)生的細(xì)菌素。編碼各種細(xì)菌產(chǎn)生的細(xì)菌素。Col質(zhì)粒編碼大腸埃希菌產(chǎn)生大腸菌素質(zhì)粒編碼大腸埃希菌產(chǎn)生大腸菌素代謝質(zhì)粒代謝質(zhì)粒編碼產(chǎn)生相關(guān)的代謝酶。編碼產(chǎn)生相關(guān)的代謝酶。沙門菌發(fā)酵乳糖的能力通常是由質(zhì)粒決定的；沙門菌發(fā)酵乳糖的能力通常是由質(zhì)粒決定的；假單胞菌屬中的降解性質(zhì)?？蔀橐幌盗心芙到饧賳伟鷮僦械慕到庑再|(zhì)?？蔀橐幌盗心芙到鈴?fù)雜物質(zhì)的酶編碼。例如有分解復(fù)雜物質(zhì)的酶編碼。例如有分解CAM（樟腦）（樟腦）質(zhì)粒，質(zhì)粒，XYL（二甲苯）質(zhì)粒等。（二甲苯）質(zhì)粒等。 （三）轉(zhuǎn)座因子（三）轉(zhuǎn)座因子 轉(zhuǎn)座因子：存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒轉(zhuǎn)座因子：存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子

12、分子上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變它們?cè)诨蚪M的位置，分子中移動(dòng)，不斷改變它們?cè)诨蚪M的位置，能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基因組中。能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基因組中。 插入序列（插入序列（insertion sequence,IS） 轉(zhuǎn)座子（轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn） 轉(zhuǎn)座噬菌體轉(zhuǎn)座噬菌體 1.插入序列（插入序列（insertion sequence,IS） 分子量很?。▋H分子量很小（僅0.71.4kb），只有引起轉(zhuǎn)座的），只有引起轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座酶基因而不含其它基因，具有反向末端重轉(zhuǎn)座酶基因而不含其它基因，具有反向末端重

13、復(fù)序列。已在染色體、復(fù)序列。已在染色體、F因子等質(zhì)粒上發(fā)現(xiàn)因子等質(zhì)粒上發(fā)現(xiàn)IS序列。序列。 因因IS在染色體組上插入的位置和方向的不同，在染色體組上插入的位置和方向的不同，其引起的突變效應(yīng)也不同。其引起的突變效應(yīng)也不同。IS被切離時(shí)引起的被切離時(shí)引起的突變可以回復(fù)，如果因切離部位有誤而帶走突變可以回復(fù)，如果因切離部位有誤而帶走IS以外的一部分以外的一部分DNA序列，就會(huì)在插入部位造成序列，就會(huì)在插入部位造成缺失，從而發(fā)生新的突變。缺失，從而發(fā)生新的突變。TransposaseABCDEFGGFEDCBA 2.2.轉(zhuǎn)座子（轉(zhuǎn)座子（transposon,Tntransposon,Tn） 轉(zhuǎn)座子又稱

14、轉(zhuǎn)位子或易位子。分子量居中（一般為轉(zhuǎn)座子又稱轉(zhuǎn)位子或易位子。分子量居中（一般為225kb）。除了與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的基因外，還含有抗性）。除了與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的基因外，還含有抗性基因（對(duì)抗生素、某些毒物）、乳糖發(fā)酵基因等幾個(gè)至基因（對(duì)抗生素、某些毒物）、乳糖發(fā)酵基因等幾個(gè)至十幾個(gè)基因。十幾個(gè)基因。 Tn 有兩種類型，即末端為順向重復(fù)的有兩種類型，即末端為順向重復(fù)的IS，或末端為反向，或末端為反向重復(fù)的序列。重復(fù)的序列。Tn雖能插到受體雖能插到受體DNA分子的許多位點(diǎn)上，分子的許多位點(diǎn)上，但并不完全是隨機(jī)的，某些區(qū)域更易插入。但并不完全是隨機(jī)的，某些區(qū)域更易插入。IS ISResistance Gen

15、e(s)IS ISResistance Gene(s) 3.轉(zhuǎn)座噬菌體或前噬菌體轉(zhuǎn)座噬菌體或前噬菌體 轉(zhuǎn)座噬菌體（轉(zhuǎn)座噬菌體（Mu噬菌體）即誘變噬菌體，噬菌體）即誘變噬菌體，是一種溫和噬菌體。含有噬菌體生長(zhǎng)繁殖和是一種溫和噬菌體。含有噬菌體生長(zhǎng)繁殖和轉(zhuǎn)座所必需的基因，其分子量最大（轉(zhuǎn)座所必需的基因，其分子量最大（39kb），），含有含有20多個(gè)基因，但并沒(méi)有固定的整合位置。多個(gè)基因，但并沒(méi)有固定的整合位置。Mu噬菌體引起的轉(zhuǎn)座可以引起插入突變，噬菌體引起的轉(zhuǎn)座可以引起插入突變，其中約有其中約有2%是營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變。是營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變。 （4）轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)）轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng) 插入突變插入突變

16、插入位置出現(xiàn)新的基因插入位置出現(xiàn)新的基因 基因的移動(dòng)和重排基因的移動(dòng)和重排 產(chǎn)生染色體畸變產(chǎn)生染色體畸變 切離可導(dǎo)致回復(fù)突變切離可導(dǎo)致回復(fù)突變?nèi)?、三、DNA的復(fù)制方式的復(fù)制方式 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 雙鏈雙鏈DNA解旋，在復(fù)制起點(diǎn)形成復(fù)制叉。解旋，在復(fù)制起點(diǎn)形成復(fù)制叉。 生物體內(nèi)單個(gè)復(fù)制單位生物體內(nèi)單個(gè)復(fù)制單位復(fù)制子；一個(gè)復(fù)復(fù)制子；一個(gè)復(fù)制子只有一個(gè)起點(diǎn)。制子只有一個(gè)起點(diǎn)。基因變異的機(jī)制基因變異的機(jī)制 基因的突變基因的突變基因突變的規(guī)律基因突變的規(guī)律 基因的轉(zhuǎn)移與重組基因的轉(zhuǎn)移與重組供體供體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移受體受體重組重組基因整合基因整合方式：轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、真核生物的方式：轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、真核生

17、物的基因重組基因重組第二節(jié)第二節(jié) 基因突變及其機(jī)制基因突變及其機(jī)制 一、基因和性狀一、基因和性狀 （一）基因的概念和基因符號(hào)（一）基因的概念和基因符號(hào) 基因?yàn)檫z傳單位，為一條多肽或基因?yàn)檫z傳單位，為一條多肽或RNA分子合成編碼所必分子合成編碼所必須的完整的一段核苷酸序列。須的完整的一段核苷酸序列。 基因符號(hào)：代表某基因的英文符號(hào)。基因符號(hào)：代表某基因的英文符號(hào)。 （二）性狀和表型及基因組和基因型（二）性狀和表型及基因組和基因型 性狀：構(gòu)成一個(gè)生物體的有關(guān)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物質(zhì)和功能性狀：構(gòu)成一個(gè)生物體的有關(guān)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物質(zhì)和功能的各方面特征的總和。的各方面特征的總和。 表型：特定條件下表現(xiàn)出來(lái)的某種

18、生物學(xué)特點(diǎn)。表型：特定條件下表現(xiàn)出來(lái)的某種生物學(xué)特點(diǎn)。 基因組：一個(gè)物種的單倍體的所有染色體及其所包含的基因組：一個(gè)物種的單倍體的所有染色體及其所包含的遺傳信息的總稱。遺傳信息的總稱。 基因型：基因組的核酸序列。基因型：基因組的核酸序列。二、基因突變二、基因突變 基因突變基因突變：突變（：突變（mutation）是微生物某些）是微生物某些遺傳物質(zhì)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，遺傳物質(zhì)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，DNA上的上的堿基對(duì)的變化使基因發(fā)生變化。突變率常在堿基對(duì)的變化使基因發(fā)生變化。突變率常在10-610-9范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 基因突變（點(diǎn)突變）：細(xì)胞學(xué)上看不到遺傳物基因突變（點(diǎn)突變）：細(xì)胞學(xué)上看不到遺

19、傳物質(zhì)的變化。質(zhì)的變化。 染色體畸變：細(xì)胞學(xué)上可以看到染色體的變化。染色體畸變：細(xì)胞學(xué)上可以看到染色體的變化。 基因突變的原因基因突變的原因 自發(fā)突變自發(fā)突變 誘發(fā)突變誘發(fā)突變（一）基因突變的類型（一）基因突變的類型 1.營(yíng)養(yǎng)缺陷型營(yíng)養(yǎng)缺陷型 營(yíng)養(yǎng)缺陷型：經(jīng)誘變產(chǎn)生的一些合成能力出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)缺陷型：經(jīng)誘變產(chǎn)生的一些合成能力出現(xiàn)缺陷，而必須在培養(yǎng)基內(nèi)加入相應(yīng)有機(jī)養(yǎng)分才缺陷，而必須在培養(yǎng)基內(nèi)加入相應(yīng)有機(jī)養(yǎng)分才能正常生長(zhǎng)的變異菌株。能正常生長(zhǎng)的變異菌株。 野生型：自然界分離到的微生物，在其發(fā)生營(yíng)野生型：自然界分離到的微生物，在其發(fā)生營(yíng)養(yǎng)缺陷突變前的原始菌株，為該微生物的野生養(yǎng)缺陷突變前的原始菌株，為該微

20、生物的野生型。型。 原養(yǎng)型原養(yǎng)型 ：指營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變菌株回復(fù)突變或重：指營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變菌株回復(fù)突變或重組后產(chǎn)生的菌株，與野生型的表型相同。組后產(chǎn)生的菌株，與野生型的表型相同。 2.抗性突變型抗性突變型 因基因突變而使原始菌株產(chǎn)生了對(duì)某種化學(xué)藥因基因突變而使原始菌株產(chǎn)生了對(duì)某種化學(xué)藥物或致死物理因子抗性的變異菌株。物或致死物理因子抗性的變異菌株。 3.形態(tài)突變型形態(tài)突變型 由于突變而產(chǎn)生的個(gè)體或菌落形態(tài)發(fā)生的非選由于突變而產(chǎn)生的個(gè)體或菌落形態(tài)發(fā)生的非選擇性變異。擇性變異。 4.條件致死突變型條件致死突變型 在某一條件下可正常生長(zhǎng)、繁殖并實(shí)現(xiàn)其表型，在某一條件下可正常生長(zhǎng)、繁殖并實(shí)現(xiàn)其表型，而在另

21、一條件下卻無(wú)法生長(zhǎng)、繁殖的突變類型。而在另一條件下卻無(wú)法生長(zhǎng)、繁殖的突變類型。如溫度敏感突變株（如溫度敏感突變株（Ts）。）。 其他突變型其他突變型（二）突變的規(guī)律（二）突變的規(guī)律 自發(fā)性：突變可以在沒(méi)有人為誘變因素處理下自發(fā)自發(fā)性：突變可以在沒(méi)有人為誘變因素處理下自發(fā)地產(chǎn)生。地產(chǎn)生。 不對(duì)應(yīng)性：突變的性狀與突變?cè)蛑g無(wú)直接的對(duì)不對(duì)應(yīng)性：突變的性狀與突變?cè)蛑g無(wú)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。應(yīng)關(guān)系。 稀有性：突變率低且穩(wěn)定。稀有性：突變率低且穩(wěn)定。 可誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。可誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。 獨(dú)立性：各種突變獨(dú)立發(fā)生，不會(huì)互相影響。獨(dú)立性：各種突變獨(dú)立發(fā)生，不會(huì)互相影響。 穩(wěn)定性：變異

22、性狀穩(wěn)定可遺傳。穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳。 可逆性：原始的野生基因到變異株的突變稱為正向可逆性：原始的野生基因到變異株的突變稱為正向突變（突變（forward mutation），相反的過(guò)程則稱為回），相反的過(guò)程則稱為回復(fù)突變或回變（復(fù)突變或回變（back mutationreverse mutation）。）。（三）證明突變自發(fā)性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（三）證明突變自發(fā)性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 變量實(shí)驗(yàn)：變量實(shí)驗(yàn)：1943年，年，Luria和和Delbruck根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理設(shè)計(jì)根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理設(shè)計(jì)。抗噬菌體突變發(fā)生在接觸抗噬菌體突變發(fā)生在接觸噬菌體之后，則無(wú)論先分噬菌體之后，則無(wú)論先分散還是后分散，突變的頻散還

23、是后分散，突變的頻率都應(yīng)相同，平板上的抗率都應(yīng)相同，平板上的抗性菌落數(shù)目應(yīng)基本一致；性菌落數(shù)目應(yīng)基本一致；而如果突變發(fā)生在接觸噬而如果突變發(fā)生在接觸噬菌體之前，因?yàn)橥蛔兟蕵O菌體之前，因?yàn)橥蛔兟蕵O低，先分散后培養(yǎng)，在培低，先分散后培養(yǎng)，在培養(yǎng)中發(fā)生突變的時(shí)間不同，養(yǎng)中發(fā)生突變的時(shí)間不同，突變細(xì)胞繁殖的代數(shù)也不突變細(xì)胞繁殖的代數(shù)也不同，各皿的突變細(xì)胞數(shù)量同，各皿的突變細(xì)胞數(shù)量就有很大差異了；而先培就有很大差異了；而先培養(yǎng)后分散，突變細(xì)胞繁殖養(yǎng)后分散，突變細(xì)胞繁殖的后代均勻散布在整個(gè)容的后代均勻散布在整個(gè)容器中，分散時(shí)自然是均勻器中，分散時(shí)自然是均勻的，所以各皿的突變菌落的，所以各皿的突變菌落數(shù)基本

24、相同。數(shù)基本相同。平板影印培養(yǎng)試驗(yàn)（平板影印培養(yǎng)試驗(yàn)（replica replica platingplating）1952年，年，J. Lederberg夫婦的論文夫婦的論文平板影印培養(yǎng)法和細(xì)菌突變株的間接選擇平板影印培養(yǎng)法和細(xì)菌突變株的間接選擇把長(zhǎng)有許多菌落的母種培養(yǎng)皿倒置于包有滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱印章上，使其沾上來(lái)把長(zhǎng)有許多菌落的母種培養(yǎng)皿倒置于包有滅菌絲絨布的木質(zhì)圓柱印章上，使其沾上來(lái)自平板上的菌落。然后可把這一自平板上的菌落。然后可把這一“印章印章”上的菌落一一接種到不同的選擇性培養(yǎng)基平上的菌落一一接種到不同的選擇性培養(yǎng)基平板上。待這些平板培養(yǎng)后，對(duì)各平板相同位置上的菌落作對(duì)比后，就

25、可選出適當(dāng)?shù)耐话迳?。待這些平板培養(yǎng)后，對(duì)各平板相同位置上的菌落作對(duì)比后，就可選出適當(dāng)?shù)耐蛔冃途?。變型菌株。在根本未接觸過(guò)任何一點(diǎn)鏈霉素的情況下，就可以篩選到大量抗鏈霉素的在根本未接觸過(guò)任何一點(diǎn)鏈霉素的情況下，就可以篩選到大量抗鏈霉素的突變株，充分說(shuō)明了突變是自發(fā)產(chǎn)生的，鏈霉素只是起到了一種檢出作用。突變株，充分說(shuō)明了突變是自發(fā)產(chǎn)生的，鏈霉素只是起到了一種檢出作用。第三節(jié)第三節(jié) 基因的轉(zhuǎn)移與重組基因的轉(zhuǎn)移與重組 定義：凡把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因定義：凡把兩個(gè)不同性狀個(gè)體內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過(guò)遺傳分子間的重新組合，轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過(guò)遺傳分子間的重新組合，形成新遺傳型個(gè)體的方式，稱為基因

26、重組形成新遺傳型個(gè)體的方式，稱為基因重組（gene recombination）或遺傳重組。）或遺傳重組。 作用：重組可使生物體在未發(fā)生突變的情況作用：重組可使生物體在未發(fā)生突變的情況下，也能產(chǎn)生新遺傳型的個(gè)體。下，也能產(chǎn)生新遺傳型的個(gè)體。 基因重組是雜交育種的理論基礎(chǔ)?；蛑亟M是雜交育種的理論基礎(chǔ)。 原核生物的基因重組原核生物的基因重組1.1.轉(zhuǎn)化：細(xì)菌接受其他細(xì)菌的轉(zhuǎn)化：細(xì)菌接受其他細(xì)菌的DNADNA片斷并與自片斷并與自身身DNADNA重組重組2.2.轉(zhuǎn)導(dǎo)：由噬菌體攜帶的轉(zhuǎn)導(dǎo)：由噬菌體攜帶的DNADNA片斷浸染其宿主片斷浸染其宿主細(xì)菌細(xì)菌3.3.接合：供菌和受菌直接接觸而傳遞大片斷接合：供

27、菌和受菌直接接觸而傳遞大片斷DNADNA4.4.噬菌體轉(zhuǎn)變：噬菌體自身噬菌體轉(zhuǎn)變：噬菌體自身DNADNA與受染菌與受染菌DNADNA發(fā)生重組發(fā)生重組 一、轉(zhuǎn)化一、轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化是供體菌裂解游離的轉(zhuǎn)化是供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新的性取，使受體菌獲得新的性狀。狀。 受體菌：轉(zhuǎn)化基因的接受者受體菌：轉(zhuǎn)化基因的接受者 供體菌：轉(zhuǎn)化基因的提供者供體菌：轉(zhuǎn)化基因的提供者 轉(zhuǎn)化因子：來(lái)自供體菌的轉(zhuǎn)化因子：來(lái)自供體菌的DNA片段片段 轉(zhuǎn)化子：將轉(zhuǎn)化基因重組進(jìn)轉(zhuǎn)化子：將轉(zhuǎn)化基因重組進(jìn)入自身染色體組的重組子入自身染色體組的重組子 細(xì)菌轉(zhuǎn)化所用的細(xì)菌轉(zhuǎn)化所用的DNA來(lái)源

28、來(lái)源于病毒者稱為轉(zhuǎn)染。于病毒者稱為轉(zhuǎn)染。 轉(zhuǎn)化發(fā)生的條件轉(zhuǎn)化發(fā)生的條件 受體細(xì)胞要處于感受態(tài)。受體細(xì)胞要處于感受態(tài)。 感受態(tài)：感受態(tài)：competence，受體細(xì)胞能從環(huán)境吸取，受體細(xì)胞能從環(huán)境吸取外源外源DNA片段并實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。片段并實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。 供體供體DNA片段（轉(zhuǎn)化因子）大小適宜，分子量一片段（轉(zhuǎn)化因子）大小適宜，分子量一般為般為1 107 D 左右。左右。 菌株間的親緣關(guān)系密切。菌株間的親緣關(guān)系密切。 轉(zhuǎn)化的類型轉(zhuǎn)化的類型 自然遺傳轉(zhuǎn)化自然遺傳轉(zhuǎn)化 人工轉(zhuǎn)化人工轉(zhuǎn)化 原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化 感受態(tài)感受態(tài) 概念：細(xì)胞能夠接受外源概念：細(xì)胞能夠接受外源DNA

29、的狀態(tài)。的狀態(tài)。 出現(xiàn)時(shí)間：只在細(xì)菌生長(zhǎng)的某一時(shí)期出現(xiàn)；不出現(xiàn)時(shí)間：只在細(xì)菌生長(zhǎng)的某一時(shí)期出現(xiàn)；不同菌種的感受態(tài)出現(xiàn)在不同生長(zhǎng)時(shí)期。同菌種的感受態(tài)出現(xiàn)在不同生長(zhǎng)時(shí)期。 感受態(tài)細(xì)胞的特征：感受態(tài)細(xì)胞的特征： 細(xì)胞表面正電荷增加細(xì)胞表面正電荷增加 細(xì)胞壁通透性加大細(xì)胞壁通透性加大 細(xì)胞表面分解細(xì)胞表面分解DNA的能力增強(qiáng)的能力增強(qiáng)轉(zhuǎn)化的過(guò)程轉(zhuǎn)化的過(guò)程 雙鏈雙鏈DNA片段與感受態(tài)受體菌細(xì)胞表面的片段與感受態(tài)受體菌細(xì)胞表面的 DNA結(jié)合位點(diǎn)（主要在新形成細(xì)胞壁的赤結(jié)合位點(diǎn)（主要在新形成細(xì)胞壁的赤道區(qū)）結(jié)合；道區(qū)）結(jié)合； 在吸附位點(diǎn)上的在吸附位點(diǎn)上的DNA被核酸內(nèi)切酶分解，被核酸內(nèi)切酶分解，形成平均分子

30、量為形成平均分子量為45106的的DNA片段；片段； DNA雙鏈中的一條單鏈被膜上的另一種核雙鏈中的一條單鏈被膜上的另一種核酸酶切除，另一條單鏈逐步進(jìn)入細(xì)胞，這是酸酶切除，另一條單鏈逐步進(jìn)入細(xì)胞，這是一個(gè)耗能的過(guò)程。分子量小于一個(gè)耗能的過(guò)程。分子量小于5105的的DNA片段不能進(jìn)入細(xì)胞。片段不能進(jìn)入細(xì)胞。 來(lái)自供體菌的單鏈來(lái)自供體菌的單鏈DNA片段在細(xì)胞內(nèi)與受體細(xì)胞片段在細(xì)胞內(nèi)與受體細(xì)胞核染色體組上的同源區(qū)配對(duì)交換，形成了一個(gè)雜核染色體組上的同源區(qū)配對(duì)交換，形成了一個(gè)雜合合DNA區(qū)段。在這一過(guò)程中，有核酸酶、區(qū)段。在這一過(guò)程中，有核酸酶、DNA聚聚合酶和合酶和DNA連接酶的參與；連接酶的參與；

31、 受體菌的染色體組進(jìn)行復(fù)制，雜合區(qū)段分離成兩受體菌的染色體組進(jìn)行復(fù)制，雜合區(qū)段分離成兩個(gè)，其中之一獲得了供體菌的轉(zhuǎn)化基因，另一個(gè)個(gè)，其中之一獲得了供體菌的轉(zhuǎn)化基因，另一個(gè)未獲供體基因；未獲供體基因； 當(dāng)細(xì)胞發(fā)生分裂后，一個(gè)子細(xì)胞含供體基因，這當(dāng)細(xì)胞發(fā)生分裂后，一個(gè)子細(xì)胞含供體基因，這就是轉(zhuǎn)化子；另一個(gè)細(xì)胞與原始受體菌一樣。就是轉(zhuǎn)化子；另一個(gè)細(xì)胞與原始受體菌一樣。降解降解吸附吸附切割成切割成454510106 6單鏈入胞單鏈入胞同源部同源部分配對(duì)、分配對(duì)、整合整合復(fù)制分裂，只復(fù)制分裂，只有一個(gè)子代有一個(gè)子代DNADNA分子獲得分子獲得供體基因供體基因非轉(zhuǎn)化子非轉(zhuǎn)化子轉(zhuǎn)化子轉(zhuǎn)化子 二、接合二、接合

32、 供體菌與受體菌直接接觸，前者傳遞不同長(zhǎng)度供體菌與受體菌直接接觸，前者傳遞不同長(zhǎng)度的的DNA給后者，并在后者細(xì)胞中進(jìn)行雙鏈化或給后者，并在后者細(xì)胞中進(jìn)行雙鏈化或進(jìn)一步與核染色體發(fā)生交換、整合，從而使后進(jìn)一步與核染色體發(fā)生交換、整合，從而使后者獲得供體菌的遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為接合。者獲得供體菌的遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為接合。 通過(guò)接合而獲得新性狀的受體細(xì)胞就是接合子通過(guò)接合而獲得新性狀的受體細(xì)胞就是接合子 革蘭陰性菌通過(guò)性菌毛進(jìn)行結(jié)合；革蘭陽(yáng)性菌革蘭陰性菌通過(guò)性菌毛進(jìn)行結(jié)合；革蘭陽(yáng)性菌通過(guò)分泌類似性激素的短肽刺激細(xì)胞結(jié)合，通過(guò)分泌類似性激素的短肽刺激細(xì)胞結(jié)合，F(xiàn)因子轉(zhuǎn)移的機(jī)制因子轉(zhuǎn)移的機(jī)制 根據(jù)根據(jù)

33、F因子在因子在E. coli中的有無(wú)，及與染色體的關(guān)中的有無(wú)，及與染色體的關(guān)系，可將系，可將E. coli分為四種類型：分為四種類型： F菌（雌性菌）菌（雌性菌） 細(xì)胞中不含有細(xì)胞中不含有F因子，因子， 細(xì)胞表面不具有性菌毛。細(xì)胞表面不具有性菌毛。 可以通過(guò)與可以通過(guò)與F+、F或或Hfr菌株接合而接受供體菌菌株接合而接受供體菌的的F因子、因子、 F因子或因子或Hfr菌株的部分或全部遺傳信菌株的部分或全部遺傳信息，相應(yīng)地可以轉(zhuǎn)變成息，相應(yīng)地可以轉(zhuǎn)變成F+菌株、菌株、 F菌株或重組子。菌株或重組子。 據(jù)估計(jì)，從自然界分離到的據(jù)估計(jì)，從自然界分離到的2000株株E. coli中約有中約有30%是是F

34、菌株。菌株。 F+（“雄性雄性”）菌株：）菌株： 細(xì)胞內(nèi)含有（細(xì)胞內(nèi)含有（14個(gè)）游離的個(gè)）游離的F因子，因子， 細(xì)胞表面存在與細(xì)胞表面存在與F因子數(shù)目相當(dāng)?shù)男跃?。因子?shù)目相當(dāng)?shù)男跃?與與F 相接觸時(shí)，可通過(guò)性菌毛將相接觸時(shí)，可通過(guò)性菌毛將F因子轉(zhuǎn)移到因子轉(zhuǎn)移到F 細(xì)細(xì)胞中，使之也變成胞中，使之也變成F+菌株。菌株。 F因子以很高的頻率傳因子以很高的頻率傳遞，但含遞，但含F(xiàn)因子的宿主細(xì)胞的染色體因子的宿主細(xì)胞的染色體DNA一般并不一般并不被轉(zhuǎn)移。被轉(zhuǎn)移。 Hfr（高頻重組，（高頻重組，high frequency recombination）菌株菌株 含有與染色體特定位點(diǎn)整合的含有與染色

35、體特定位點(diǎn)整合的F因子。因子。 因該菌株與因該菌株與F 接合后的重組頻率比接合后的重組頻率比F+ 菌株高幾百菌株高幾百倍而得名。倍而得名。 F 菌株：菌株： 細(xì)胞中含有游離的、帶小段染色體基因的環(huán)狀細(xì)胞中含有游離的、帶小段染色體基因的環(huán)狀F因子，可與因子，可與F 菌株接合，使其成為菌株接合，使其成為F 菌株。菌株。 F菌株的形成：由菌株的形成：由Hfr菌株中的菌株中的F因子在不正常因子在不正常切離而脫離核染色體組時(shí)形成，并因此造成細(xì)切離而脫離核染色體組時(shí)形成，并因此造成細(xì)胞染色體發(fā)生缺失，胞染色體發(fā)生缺失， F因子也缺失一段因子也缺失一段DNA。F質(zhì)粒的接合機(jī)制質(zhì)粒的接合機(jī)制 接合時(shí)接合時(shí)F+

36、細(xì)胞與細(xì)胞與F 細(xì)胞相遇，性菌毛與細(xì)胞相遇，性菌毛與F 細(xì)胞表面發(fā)生吸附而形成接合管。細(xì)胞表面發(fā)生吸附而形成接合管。 F+細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞內(nèi)，F(xiàn)因子的一條因子的一條DNA單鏈在特定的單鏈在特定的位點(diǎn)上發(fā)生斷裂。位點(diǎn)上發(fā)生斷裂。 斷裂后的單鏈逐步解開，同時(shí)以另一條留斷裂后的單鏈逐步解開，同時(shí)以另一條留存的環(huán)狀單鏈做模板進(jìn)行滾環(huán)復(fù)制。存的環(huán)狀單鏈做模板進(jìn)行滾環(huán)復(fù)制。 在在F 細(xì)胞中，以外來(lái)的供體細(xì)胞中，以外來(lái)的供體DNA線狀單鏈線狀單鏈為模板合成一條互補(bǔ)單鏈，并隨之恢復(fù)成為模板合成一條互補(bǔ)單鏈，并隨之恢復(fù)成環(huán)狀雙鏈環(huán)狀雙鏈F因子。因子。FFFFFF-FF-F R質(zhì)粒的接合質(zhì)粒的接合 日本首先分離到抗多

37、種藥物的宋內(nèi)志賀菌日本首先分離到抗多種藥物的宋內(nèi)志賀菌多重耐藥株多重耐藥株 ，多重耐藥性很難用基因突變，多重耐藥性很難用基因突變解釋。解釋。 R質(zhì)粒與耐藥性有關(guān)，尤其與多重耐藥性有質(zhì)粒與耐藥性有關(guān)，尤其與多重耐藥性有關(guān)。耐藥質(zhì)粒從一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)關(guān)。耐藥質(zhì)粒從一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)菌中。菌中。 健康人中大腸埃希菌健康人中大腸埃希菌30%50%有有R質(zhì)粒，質(zhì)粒，而致病性大腸埃希菌而致病性大腸埃希菌90%有有R質(zhì)粒。質(zhì)粒。 三、轉(zhuǎn)導(dǎo)（三、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transductiontransduction）通過(guò)噬菌體，把供體細(xì)胞的通過(guò)噬菌體，把供體細(xì)胞的DNADNA小片段小片段攜帶到受體細(xì)胞中，通過(guò)交換與

38、整合，攜帶到受體細(xì)胞中，通過(guò)交換與整合，使后者獲得前者部分遺傳形狀的現(xiàn)象。使后者獲得前者部分遺傳形狀的現(xiàn)象。獲得新遺傳形狀的受體細(xì)胞稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)子獲得新遺傳形狀的受體細(xì)胞稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)子（transductanttransductant）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（generalized transductiongeneralized transduction）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（restricted transductionrestricted transduction） 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) 通過(guò)噬菌體對(duì)供體菌任何通過(guò)噬菌體對(duì)供體菌任何DNA小片段的小片段的“誤包誤包”而實(shí)現(xiàn)其遺傳性狀傳遞至受體菌的

39、轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象，而實(shí)現(xiàn)其遺傳性狀傳遞至受體菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象，稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。 被包裝的被包裝的DNA可以是供體菌染色體上的任何部可以是供體菌染色體上的任何部分。分。 流產(chǎn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) 受體菌經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)獲得的供體受體菌經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)獲得的供體DNA片段在受體菌中片段在受體菌中不發(fā)生配對(duì)、交換和整合，也不迅速消失，而不發(fā)生配對(duì)、交換和整合，也不迅速消失，而只是進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯（性狀表達(dá)），這種現(xiàn)象只是進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯（性狀表達(dá)），這種現(xiàn)象就稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)。就稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 發(fā)生流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)胞在其進(jìn)行細(xì)胞分裂后，只發(fā)生流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)胞在其進(jìn)行細(xì)胞分裂后，只能將這段外源能將這段外源DNA分配給一個(gè)子細(xì)胞

40、，而另一分配給一個(gè)子細(xì)胞，而另一子細(xì)胞僅獲得供體基因的產(chǎn)物子細(xì)胞僅獲得供體基因的產(chǎn)物酶，在表型酶，在表型上表現(xiàn)出輕微的供體菌特征，每經(jīng)過(guò)一次分裂，上表現(xiàn)出輕微的供體菌特征，每經(jīng)過(guò)一次分裂，就受到一次稀釋，就受到一次稀釋，局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo) 通過(guò)溫和噬菌體把供體菌的少數(shù)特定基因通過(guò)溫和噬菌體把供體菌的少數(shù)特定基因攜帶到受體菌中，并獲得表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。攜帶到受體菌中，并獲得表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。 噬菌體對(duì)供體菌和受體菌都是溫和噬菌體噬菌體對(duì)供體菌和受體菌都是溫和噬菌體 只能轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌的個(gè)別特定基因（一般為噬菌只能轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌的個(gè)別特定基因（一般為噬菌體整合位點(diǎn)兩側(cè)的基因）體整合位點(diǎn)兩側(cè)的基因） 該特定基

41、因由噬菌體攜帶該特定基因由噬菌體攜帶 該噬菌體使由于其在形成過(guò)程中所發(fā)生的低頻該噬菌體使由于其在形成過(guò)程中所發(fā)生的低頻率（約率（約10 5）“誤切誤切”，或由于雙重溶原菌的，或由于雙重溶原菌的裂解而形成裂解而形成局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的比較普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的比較比較項(xiàng)目普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因供體染色體或染色體外的任何基因供體染色體上與原噬菌體緊密連鎖的少數(shù)幾個(gè)個(gè)別基因噬菌體寄生的位置不結(jié)合在寄主染色體特定位置上結(jié)合在寄主染色體特定位置上獲得轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的方法通過(guò)敏感菌的裂解或容源菌的誘導(dǎo)紫外線誘導(dǎo)容源菌轉(zhuǎn)導(dǎo)子的區(qū)別一般穩(wěn)定，非溶原性（不表現(xiàn)出任何噬菌體的性狀，包

42、括免疫性）一般不穩(wěn)定，呈缺陷溶原性（對(duì)同源噬菌體具有免疫性，但不表現(xiàn)出其它噬菌體的性狀）四、四、溶原性轉(zhuǎn)換溶原性轉(zhuǎn)換前噬菌體整合入宿主菌的染色體后，宿主菌獲得前噬菌體整合入宿主菌的染色體后，宿主菌獲得新的表型特征。也稱溶原轉(zhuǎn)變。新的表型特征。也稱溶原轉(zhuǎn)變。與轉(zhuǎn)導(dǎo)不同：溫和噬菌體轉(zhuǎn)移的非其它細(xì)菌的基與轉(zhuǎn)導(dǎo)不同：溫和噬菌體轉(zhuǎn)移的非其它細(xì)菌的基因而是噬菌體自身的基因；獲得該性狀的是溶原因而是噬菌體自身的基因；獲得該性狀的是溶原性宿主菌；獲得的性狀可隨噬菌體的消失而消失。性宿主菌；獲得的性狀可隨噬菌體的消失而消失。第九章第九章 菌種的選育與保藏菌種的選育與保藏一、微生物生產(chǎn)菌種的來(lái)源一、微生物生產(chǎn)菌種

43、的來(lái)源二、自然選育、誘變育種、雜交育種二、自然選育、誘變育種、雜交育種三、菌種保藏三、菌種保藏 菌種選育菌種選育 目的：改良或改變菌種的特性，使其符合工業(yè)目的：改良或改變菌種的特性，使其符合工業(yè)生產(chǎn)或研究的需要。生產(chǎn)或研究的需要。 包括變異、篩選、表達(dá)三個(gè)環(huán)節(jié)。包括變異、篩選、表達(dá)三個(gè)環(huán)節(jié)。第一節(jié)第一節(jié) 微生物生產(chǎn)菌種的來(lái)源微生物生產(chǎn)菌種的來(lái)源 一、購(gòu)買菌種一、購(gòu)買菌種 二、自然界來(lái)源的微生物菌種篩選二、自然界來(lái)源的微生物菌種篩選 樣本采集樣本采集 富集培養(yǎng)富集培養(yǎng) 純種分離純種分離 菌種篩選菌種篩選 菌種鑒定菌種鑒定 利用菌種自發(fā)突變進(jìn)行菌種選育。利用菌種自發(fā)突變進(jìn)行菌種選育。 純化菌種、穩(wěn)

44、定生產(chǎn)、提高發(fā)酵產(chǎn)量純化菌種、穩(wěn)定生產(chǎn)、提高發(fā)酵產(chǎn)量 方法：?jiǎn)尉浞蛛x法方法：?jiǎn)尉浞蛛x法 菌種制成單孢子懸液或單細(xì)胞懸液，經(jīng)過(guò)適菌種制成單孢子懸液或單細(xì)胞懸液，經(jīng)過(guò)適當(dāng)稀釋后在瓊脂平板上分離。然后挑選單個(gè)當(dāng)稀釋后在瓊脂平板上分離。然后挑選單個(gè)菌落進(jìn)行生產(chǎn)能力測(cè)定，從中選出優(yōu)良的菌菌落進(jìn)行生產(chǎn)能力測(cè)定，從中選出優(yōu)良的菌株。株。第二節(jié)第二節(jié) 自然選育自然選育第三節(jié)第三節(jié) 誘變育種誘變育種 是用物理或化學(xué)的誘變劑使誘變對(duì)象內(nèi)的遺傳是用物理或化學(xué)的誘變劑使誘變對(duì)象內(nèi)的遺傳物質(zhì)（物質(zhì)（DNA）的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，引起性狀）的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，引起性狀變異并通過(guò)篩選獲得符合要求的變異菌株的一變異并通過(guò)篩

45、選獲得符合要求的變異菌株的一種育種方法。種育種方法。 誘變育種具有極其重要的實(shí)踐意義。當(dāng)前發(fā)酵誘變育種具有極其重要的實(shí)踐意義。當(dāng)前發(fā)酵工業(yè)和其他微生物生產(chǎn)部門所使用的高產(chǎn)菌株，工業(yè)和其他微生物生產(chǎn)部門所使用的高產(chǎn)菌株，幾乎毫無(wú)例外地都是通過(guò)誘變育種而明顯提高幾乎毫無(wú)例外地都是通過(guò)誘變育種而明顯提高其生產(chǎn)性能的。其生產(chǎn)性能的。一、突變的誘發(fā)一、突變的誘發(fā) （一）菌種的斜面（一）菌種的斜面 選取對(duì)誘變劑最敏感的已知最佳培養(yǎng)基和培選取對(duì)誘變劑最敏感的已知最佳培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件養(yǎng)條件 （二）單孢子懸液制備（二）單孢子懸液制備 （三）孢子計(jì)數(shù)（三）孢子計(jì)數(shù) 計(jì)算誘變致死率。計(jì)算誘變致死率。 （四）單菌落分

46、離（四）單菌落分離 分離的孢子液涂布均勻后培養(yǎng)。分離的孢子液涂布均勻后培養(yǎng)。二、突變株的篩選二、突變株的篩選 篩選是最為艱難的也是最為重要的步驟篩選是最為艱難的也是最為重要的步驟. 實(shí)際工作中，為了提高篩選效率，往往將篩選工實(shí)際工作中，為了提高篩選效率，往往將篩選工作分為初篩和復(fù)篩兩步進(jìn)行。作分為初篩和復(fù)篩兩步進(jìn)行。 初篩的目的：刪去明確不符合要求的大部分菌株，初篩的目的：刪去明確不符合要求的大部分菌株，把生產(chǎn)性狀類似的菌株盡量保留下來(lái)，使優(yōu)良性把生產(chǎn)性狀類似的菌株盡量保留下來(lái)，使優(yōu)良性狀的菌株不至于漏網(wǎng)；狀的菌株不至于漏網(wǎng)；因此，初篩工作以量因此，初篩工作以量為主，測(cè)定的精確性還在其次；初篩

47、手段應(yīng)盡可為主，測(cè)定的精確性還在其次；初篩手段應(yīng)盡可能快速、簡(jiǎn)單。能快速、簡(jiǎn)單。 復(fù)篩的目的：確認(rèn)符合要求的菌株；復(fù)篩的目的：確認(rèn)符合要求的菌株；復(fù)篩以復(fù)篩以質(zhì)為主，應(yīng)精確測(cè)定每個(gè)菌株的生產(chǎn)指標(biāo)。質(zhì)為主，應(yīng)精確測(cè)定每個(gè)菌株的生產(chǎn)指標(biāo)。以選育高產(chǎn)突變株為例，誘變育種的基本環(huán)節(jié)概括如下：以選育高產(chǎn)突變株為例，誘變育種的基本環(huán)節(jié)概括如下：第一輪：第一輪：一個(gè)出發(fā)菌株一個(gè)出發(fā)菌株選出選出200200個(gè)菌株個(gè)菌株選出選出5050株株選出選出5 5株株誘變處理誘變處理初篩初篩（每瓶一株）（每瓶一株）復(fù)篩復(fù)篩（每瓶四株）（每瓶四株）第二輪：第二輪：5 5個(gè)出發(fā)菌株個(gè)出發(fā)菌株 選出選出5050株株 選出選出5

48、 5株株4040株株4040株株4040株株4040株株4040株株誘變處理誘變處理初篩初篩復(fù)篩復(fù)篩（每瓶一株）（每瓶一株）（每瓶四株）（每瓶四株）選出選出5株株復(fù)篩復(fù)篩（每瓶四株）（每瓶四株） 突變株的篩選方法突變株的篩選方法 隨機(jī)篩選隨機(jī)篩選 搖瓶篩選法搖瓶篩選法 瓊脂塊篩選法瓊脂塊篩選法 理化性篩選理化性篩選 運(yùn)用遺傳學(xué)、生物化學(xué)原理，根據(jù)產(chǎn)物已知的或可運(yùn)用遺傳學(xué)、生物化學(xué)原理，根據(jù)產(chǎn)物已知的或可能的生物合成途徑、代謝調(diào)控機(jī)制和產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)能的生物合成途徑、代謝調(diào)控機(jī)制和產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和采用一些篩選方法。來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和采用一些篩選方法。第六節(jié)第六節(jié) 菌種保藏菌種保藏 目的：目的： 存活，不丟失，不污染存活，不丟失，不污染 防止優(yōu)良性狀喪失防止優(yōu)良性狀喪失 隨時(shí)為生產(chǎn)、科研提供優(yōu)良菌種隨時(shí)為生產(chǎn)、科研提供優(yōu)良菌種 原理原理 選用優(yōu)良的純種，（最好是休眠體，如分生孢子、選用優(yōu)良的純種，（最好是休眠體，如分生孢子、芽胞等），創(chuàng)造降低微生物代謝活動(dòng)強(qiáng)度，生長(zhǎng)芽胞等），創(chuàng)造降低微生物代謝活動(dòng)強(qiáng)度，生長(zhǎng)繁殖受抑制，難以發(fā)生突變的環(huán)境條件。