微生物遺傳變異和育種

1、關(guān)于微生物的遺傳變異和育種課件第一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月幾個(gè)概念遺傳(heredity)變異(variation)遺傳型(genotype)表型(phenotype)飾變(modification)第二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)病毒的拆開(kāi)和重建實(shí)驗(yàn)第三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：Streptococcus pneumoniaeStreptococcus pneumoniae 的幾種形態(tài)S型和R型第四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

2、第五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)第六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 從活的S菌中抽提各種細(xì)胞成分（DNA，蛋白質(zhì)，莢膜多糖等），并對(duì)各組分進(jìn)行轉(zhuǎn)化試驗(yàn)第八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）噬菌體感染實(shí)驗(yàn)第九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 實(shí)驗(yàn)材料：E.coli 噬菌體第十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）病毒的拆開(kāi)和重建實(shí)驗(yàn)(TMV和HRV)第十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月結(jié) 論核酸是負(fù)載遺傳信息的真正物質(zhì)基礎(chǔ)第十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于

3、2022年6月二、遺傳物質(zhì)在細(xì)胞中的存在方式(一) 細(xì)胞水平(二) 細(xì)胞核水平(三) 染色體水平(四) 核酸水平(五) 基因水平(六) 密碼子水平(七) 核苷酸水平 核酸的七個(gè)水平第十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月遺傳物質(zhì) 類(lèi)型核基因組真核生物的原核生物的核外染色體真核生物的原核生物的細(xì)胞質(zhì)基因線(xiàn)粒體葉綠體等共生生物2um質(zhì)粒等F因子(F質(zhì)粒)R因子(R質(zhì)粒)Col質(zhì)粒Ti質(zhì)粒巨大質(zhì)粒降解性質(zhì)粒等有核膜包裹的真核(DNA+組蛋白)無(wú)核膜包裹的核區(qū)(環(huán)狀雙鏈DNA)(二) 細(xì)胞核水平第十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原核生物的質(zhì)粒1. 質(zhì)粒的定義指游離于原核生物核

4、基因組以外，具有獨(dú)立復(fù)制能力的小型共價(jià)閉合環(huán)狀的dsDNA分子，即cccDNA(circular covalently closed DNA)。第十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 特點(diǎn)超螺旋結(jié)構(gòu)；攜帶某些特殊功能的基因（核基因組上所缺少），如具有接合、產(chǎn)毒、抗藥、固氮或降解環(huán)境毒物功能的基因；某些質(zhì)?？膳c核染色體發(fā)生整合或脫離 附加體；當(dāng)用一些理化因素處理時(shí)，可使子代細(xì)胞中的質(zhì)粒消除，如丫啶類(lèi)染料、絲裂霉素、紫外線(xiàn)或高溫等因素；具有重組的功能 質(zhì)粒與質(zhì)粒間、質(zhì)粒與染色體之間；有些質(zhì)粒不表現(xiàn)任何功能 隱蔽性質(zhì)粒；第十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3.質(zhì)粒的種類(lèi)

5、 按其復(fù)制與核染色體的復(fù)制是否同步 嚴(yán)緊型質(zhì)粒 (stringent replication plasmid) 松弛型復(fù)制控制質(zhì)粒 (relaxed replication plasmid) 按其功能 接合性質(zhì)粒：如F質(zhì)粒 抗藥性質(zhì)粒：如R質(zhì)粒 產(chǎn)細(xì)菌素的質(zhì)粒：如Col質(zhì)粒 具有生理功能的質(zhì)粒：如固氮的mega質(zhì)粒、降解質(zhì)粒等 產(chǎn)毒質(zhì)粒：如Ti質(zhì)粒第十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 4. 典型質(zhì)粒簡(jiǎn)介 1）F質(zhì)粒 ( F plasmid )是E.coli 等細(xì)菌決定性別并有轉(zhuǎn)移功能的質(zhì)粒。 第十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）R質(zhì)粒( R plasmid, r

6、esistance plasmid)第十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3）Col質(zhì)粒 (col plasmid)大腸桿菌素 是一類(lèi)由E.coli某些菌株所產(chǎn)生的細(xì)菌素，具有通過(guò)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯或能量代謝等方式而專(zhuān)一性地殺死它種腸道菌或同種其他菌株的能力，由Col質(zhì)粒編碼；第二十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）Ti質(zhì)粒 (tumor inducing plasmid) Agrobacterium tumefaciens（根癌土壤桿菌）從一些雙子葉植物的受傷根部侵入，最后在其中溶解，釋放出Ti質(zhì)粒，其上的T-DNA片段與植物細(xì)胞中的核染色體組發(fā)生整合，合成正常菌株所

7、沒(méi)有的冠癭堿類(lèi)，破壞控制細(xì)胞分裂的激素調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而使它轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。第二十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月致癌區(qū)冠嬰堿合成區(qū)冠嬰堿分解區(qū)Ti質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移區(qū)(tra)毒性區(qū)(vir)DNA復(fù)制區(qū)(rep)6個(gè)功能區(qū)：第二十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 可遺傳變異不可遺傳變異 -飾變基因突變?nèi)旧w畸變生物的變異突變基因重組第二十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 基因突變和誘變育種一、基因突變（gene mutation） （一）定義 核酸上一對(duì)或幾對(duì)堿基突然發(fā)生的可遺傳的變化。第二十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）基因突變的

8、類(lèi)型基因突變的類(lèi)型有哪些？哪些突變型是選擇性突變株？哪些是非選擇性突變株？為什么？舉例說(shuō)明如何篩選抗性突變株？第二十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月突變株的表型選擇性突變株非選擇性突變株?duì)I養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死突變型形態(tài)突變型抗原突變型產(chǎn)量突變型第二十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）突變率每一個(gè)細(xì)胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率；自發(fā)突變幾率一般在10-610-9范圍內(nèi)；突變率為10-9的含義第二十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗性突變是最常見(jiàn)的突變類(lèi)型；細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性的途徑基因突變抗藥性質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移生理適應(yīng)由基因突變引起的抗藥性的原因？

9、第二十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月兩種觀(guān)點(diǎn)：突變的性狀與引起突變的原因間呈對(duì)應(yīng)性 抗性突變株的產(chǎn)生是由環(huán)境因素誘發(fā)出來(lái)的，屬定向變異；突變是自發(fā)產(chǎn)生的，與環(huán)境是否存在該物質(zhì)無(wú)關(guān)。第二十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.變量試驗(yàn)（fluctuation test）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者美國(guó)的魯里亞和德?tīng)柌艨烁鶕?jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理設(shè)計(jì)；時(shí)間：1943年實(shí)驗(yàn)材料：對(duì)T1噬菌體敏感的大腸桿菌實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證突變的性狀與引起突變的原因間有無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)驗(yàn)過(guò)程第三十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月103/mL24-36h第三十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月如果突變

10、的性狀與引起突變的原因間呈對(duì)應(yīng)性結(jié)果如何？如何解釋得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？噬菌體的作用？實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論第三十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月突變的發(fā)生在時(shí)間上是隨機(jī)的第三十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.涂布試驗(yàn)（Newcombe experiment）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者1949年紐康布實(shí)驗(yàn)材料對(duì)T1噬菌體敏感的大腸桿菌采用固體平板培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程第三十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月突變率的計(jì)算接種時(shí)每一平皿的細(xì)胞數(shù)：5104培養(yǎng)5h后每一平皿的細(xì)胞數(shù)： 5104 212.3（5100）= 2.6 1086個(gè)平皿上共

11、發(fā)現(xiàn)28個(gè)突變菌落突變率=突變的細(xì)胞數(shù)/增加的細(xì)胞總數(shù) =28/ 6 （ 2.6 108 -5104）=1.810-8第三十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3.平板影印試驗(yàn)（replica plating）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者1952年，美國(guó)的萊德伯格夫婦實(shí)驗(yàn)材料E.coli K12實(shí)驗(yàn)過(guò)程第三十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Lederberg 的平板培養(yǎng)法第三十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）突變的特點(diǎn)不對(duì)應(yīng)性自發(fā)性稀有性獨(dú)立性誘變性穩(wěn)定性可逆性第四十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(五)

12、基因突變及其機(jī)制突變誘變自發(fā)突變基因突變?nèi)旧w畸變：缺失、添加、易位、倒位堿基置換移碼突變 轉(zhuǎn)換顛換 缺失 添加第四十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月誘變劑：凡能顯著提高突變頻率的理化因子；1）堿基置換轉(zhuǎn)換（transition）嘌呤被嘌呤所置換或嘧啶被嘧啶所置換顛換（transversion）嘌呤被嘧啶所置換或嘧啶被嘌呤所置換1.誘發(fā)突變第四十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月直接引起置換的誘變劑直接與核酸的堿基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體內(nèi)或離體均有作用。如：亞硝酸、羥胺、和各種烷化劑；間接引起置換的誘變劑通過(guò)活細(xì)胞的代謝活動(dòng)摻入到DNA分子中后引起的變化。如：堿基類(lèi)似物；誘

13、變劑種類(lèi)第四十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）移碼突變 DNA分子中的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)核苷酸的增添或缺失，從而使該部位后面的全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯錯(cuò)誤的一類(lèi)突變； 誘變劑種類(lèi)： 丫啶類(lèi)染料（原黃素、丫啶黃、丫啶橙、-氨基丫啶等）和ICR類(lèi)化合物；第四十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3）染色體畸變某些強(qiáng)烈理化因子，如電離輻射（X射線(xiàn)等）和烷化劑、亞硝酸等引起DNA分子的大片段損傷；染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、插入、易位和倒位；染色體數(shù)目的變化；第四十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月染色體的易位 轉(zhuǎn)座DNA序列通過(guò)非同源重組的方式，從染色體某一部位轉(zhuǎn)

14、移到同一染色體上另一部位或其他染色體上某一部位的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座(因)子IS 插入序列(insertion sequence)Tn 轉(zhuǎn)座子(transposon)Mu 噬菌體(mutator phage)a ba ba b第四十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.自發(fā)突變 (spontaneous mutation)1、由背景輻射和環(huán)境因素引起；2、由微生物自身有害代謝物引起；3、由DNA復(fù)制過(guò)程中堿基配對(duì)錯(cuò)誤引起等。第四十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（六）紫外線(xiàn)對(duì)DNA的損傷及其修復(fù)胞嘧啶水合物胸腺嘧啶二聚體二氫胸腺嘧啶胸腺嘧啶-胞嘧啶二聚體第四十八張，PPT共一百

15、零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 光復(fù)活作用PREA-AT=TPREA-AT=TA-AT-TPREUV可見(jiàn)光二聚體解離PRE光激活酶(photoreactivating enzyme)A-AT-T5353第四十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月A-AT-T5353A-AT=T5353A-AT=T5353OHPA-A5353OHPT=TA-AT-T5353UV酶I酶II酶III酶IV 2. 暗修復(fù)（切除修復(fù)）酶I核酸內(nèi)切酶酶II核酸外切酶酶IIIDNA聚合酶酶IVDNA連接酶第五十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）自發(fā)突變與育種 從生產(chǎn)中育種 定向培育優(yōu)良菌株（二）誘

16、變育種二、突變與育種 指利用物理、化學(xué)等誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群，在促進(jìn)其突變率顯著提高的基礎(chǔ)上，采用簡(jiǎn)便、快速和高效的篩選方法，從中挑選出少數(shù)符合目的的突變株，以供科學(xué)試驗(yàn)或生產(chǎn)實(shí)踐使用。第五十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 誘變育種的基本環(huán)節(jié) 誘變育種的原則 突變株的篩選方法 產(chǎn)量突變株的篩選 抗藥性突變株的篩選 營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選第五十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 春日霉素產(chǎn)生菌的孢子懸液 誘變 涂布平板 培養(yǎng)2天（ 29） 培養(yǎng)4-5天(29 )生物鑒定板上含供試菌種 培養(yǎng)17-18小時(shí) (29） 檢查抑菌圈的大小保持合適的溫、濕度產(chǎn)量突變

17、株的篩選第五十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗藥性突變株的篩選第五十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月?tīng)I(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選(1)與篩選營(yíng)養(yǎng)缺陷型有關(guān)的三類(lèi)培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基(minimal midium，MM) -完全培養(yǎng)基(complete medium,CM) +補(bǔ)充培養(yǎng)基(supplemental medium,SM) A（2）與營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變有關(guān)的菌體野生型 (wild type) 能在-中生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)缺陷型 (auxotroph) 能在+或A生長(zhǎng)原養(yǎng)型 (prototroph) 能在-中生長(zhǎng)第五十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗生素法菌絲過(guò)濾法

18、青霉素法制霉菌素法原菌株(出發(fā)菌株)誘變劑處理淘汰野生型檢出缺陷型鑒定缺陷型同一培養(yǎng)皿夾層培養(yǎng)法限量補(bǔ)充培養(yǎng)法不同培養(yǎng)皿逐個(gè)檢出法影印接種法生長(zhǎng)譜法營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法第五十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月?tīng)I(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法夾層培養(yǎng)法第五十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月影印接種法營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法abc-+第五十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(4)營(yíng)養(yǎng)缺陷型的篩選舉例枯草桿菌氨基酸缺陷型菌體前培養(yǎng)氨基酸缺陷型菌株的營(yíng)養(yǎng)要求的鑒定細(xì)胞懸浮液制備誘變處理中間培養(yǎng)淘汰野生型營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的檢出（使細(xì)胞處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期）（UV照射60s

19、）（調(diào)整細(xì)胞濃度為108個(gè)/ml）（30度CM中振蕩過(guò)夜培養(yǎng)）（青霉素法）（生長(zhǎng)譜法）營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的篩選方法第五十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 無(wú)菌水洗下離心清洗后配成菌懸液（107-108/ml）0.1ml.+上生長(zhǎng)的營(yíng) 養(yǎng)缺陷型 培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)缺陷型的鑒定生長(zhǎng)譜法第六十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月作為研究代謝途徑和基因重組等遺傳規(guī)律的標(biāo)記菌種；作為氨基酸、維生素或堿基等物質(zhì)生物測(cè)定的試驗(yàn)菌種；用作發(fā)酵生產(chǎn)核苷酸、氨基酸等代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)菌株；營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變株的應(yīng)用第六十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 Ames test測(cè)定潛在化學(xué)治癌物 理論依

20、據(jù)一切生物的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)都是核酸尤其是DNA，所以任何能改變核酸結(jié)構(gòu)的因素都可引起核酸生物學(xué)功能的改變。生物化學(xué)統(tǒng)一性法則生物的“三致”（致突變、致畸變、致癌變）物質(zhì)可引起核酸結(jié)構(gòu)的改變，從而引起其功能的改變；反之亦然?；驹鞸almonella typhimurium 的his-菌株在-的平板上不能生長(zhǎng)，如發(fā)生回復(fù)突變，則能生長(zhǎng)。第六十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月試驗(yàn)步驟：可疑“三致”試樣 + 鼠肝勻漿 S.t his- -吸入濾紙片保溫 S.t his+ - 陽(yáng)性 陰性 培養(yǎng)第六十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、某突變菌株在基本培養(yǎng)基上無(wú)法生長(zhǎng)，而在添

21、加了0.1%堿水解酵母核酸后，該菌株能生長(zhǎng)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案以進(jìn)一步確定該菌株的生長(zhǎng)必需物。2、什么叫做營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株?在實(shí)驗(yàn)室中如何從原養(yǎng)型菌株獲得營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)具體實(shí)驗(yàn)方案。3、怎樣用實(shí)驗(yàn)證明突變是自發(fā)產(chǎn)生的，而不是受環(huán)境誘導(dǎo)產(chǎn)生的？作業(yè)題第六十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 基因重組(gene recombination)第六十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月基因重組的定義兩個(gè)獨(dú)立基因組內(nèi)的遺傳基因，通過(guò)一定的途徑轉(zhuǎn)移到一起，形成新的穩(wěn)定基因組的過(guò)程稱(chēng)為基因重組或遺傳重組，簡(jiǎn)稱(chēng)重組。重組和雜交的關(guān)系重組是在核酸分子水平上的雜交，與細(xì)胞水平上

22、的雜交有明顯區(qū)別雜交中必然包含著重組，而重組則不限于雜交一種形式。第六十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、原核生物的基因重組（一）轉(zhuǎn)化（transformation）1. 定義：受體菌直接吸收供體菌的DNA片段而獲得后者部分遺傳性狀的現(xiàn)象。形成的雜種后代稱(chēng)為轉(zhuǎn)化子。2. 能進(jìn)行轉(zhuǎn)化的微生物種類(lèi)Streptococcus pneumoniae ；Bacillus ；Rhizobium ；Pseudomonas； Staphylococcus； Saccharomyces cerevisiae； Neurospora crassa； Aspergillus niger等。但腸道菌科

23、的細(xì)菌如E.coli等很難進(jìn)行轉(zhuǎn)化。第六十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3.影響菌株間發(fā)生轉(zhuǎn)化的因素與它們?cè)谶M(jìn)化過(guò)程中的親緣關(guān)系有關(guān)；最易與細(xì)胞表面結(jié)合的是dsDNA；發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)胞必須處于感受態(tài);轉(zhuǎn)化的頻率低（0.1-1%，最高為20%）;轉(zhuǎn)化需要的DNA濃度極低;4.感受態(tài)（competence）指受體細(xì)胞最易接受外源DNA片段并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的一種生理狀態(tài)。不同菌種感受態(tài)細(xì)胞所占比例、出現(xiàn)的時(shí)間和維持時(shí)間不同外界環(huán)境因子如環(huán)腺苷酸（cAMP）和Ca2+等可提高受體細(xì)胞的感受態(tài)水平。調(diào)節(jié)感受態(tài)的是一類(lèi)特異蛋白感受態(tài)因子第六十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月dsDN

24、A供體（strR）感受態(tài)受體（strS）同源區(qū)段配對(duì)單鏈整合，形成一小段雜合DNA區(qū)段轉(zhuǎn)化子（strR）非轉(zhuǎn)化子（strS）復(fù)制與分離5.轉(zhuǎn)化過(guò)程第六十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.轉(zhuǎn)染 (transfection)用提純的病毒核酸（DNA或RNA）去感染其宿主細(xì)胞，可增殖出一群正常病毒后代的現(xiàn)象稱(chēng)為轉(zhuǎn)染。第七十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.定義通過(guò)完全缺陷或部分缺陷噬菌體的媒介，把供體細(xì)胞的小片段DNA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性狀的現(xiàn)象。獲得的重組細(xì)胞稱(chēng)為轉(zhuǎn)導(dǎo)子。2.轉(zhuǎn)導(dǎo)的種類(lèi)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)（二）轉(zhuǎn)導(dǎo) (transduc

25、tion)第七十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 通過(guò)極少數(shù)完全缺陷噬菌體對(duì)供體菌基因組上任何DNA小片段的“誤包”，而將其遺傳性狀傳遞給受體菌的現(xiàn)象；一般用溫和噬菌體作為普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)的媒介；可分為完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)和流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)；普遍轉(zhuǎn)導(dǎo) (generalized transduction)第七十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月完全普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)( generalized transduction)供體受體第七十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）流產(chǎn)普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)外源DNA片段不與受體細(xì)胞核染色體組進(jìn)行交換、整合和復(fù)制，僅表現(xiàn)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯和性狀表達(dá)，且每經(jīng)過(guò)一次分

26、裂，就受到一次“稀釋”。第七十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月通過(guò)部分缺陷的溫和噬菌體把供體菌少數(shù)特定基因攜帶到受體菌中，并與后者的基因組整合、重組，形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子的現(xiàn)象；特點(diǎn)：只局限于傳遞供體菌核染色體上的個(gè)別特定基因；該特定基因由部分缺陷的溫和噬菌體攜帶；缺陷噬菌體的形成方式是在脫離宿主核染色體過(guò)程中，發(fā)生低頻率（-10-5）的誤切；需要通過(guò)UV等因素對(duì)溶源菌的誘導(dǎo)；分為低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)局限轉(zhuǎn)導(dǎo)(restricted transduction)第七十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 gal dgal1) 低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（LFT）部分缺陷噬菌體以大腸桿菌噬菌體為例 gal

27、 bio正常切割不正常切割biodbio 其頻率為10-410-6 （LFT裂解物）E.coli K12gal - 少數(shù) 穩(wěn)定的 gal+轉(zhuǎn)導(dǎo)子低m.o.i.第七十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2) 高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（HFT）雙重溶源菌（double lysogen）同時(shí)感染有正常噬菌體和缺陷噬菌體的受體菌； 被紫外線(xiàn)等誘導(dǎo)時(shí)，正常的 噬菌體具有補(bǔ)償缺陷噬菌體（如 dgal）所缺失的部分基因的功能，使兩種噬菌體同時(shí)獲得復(fù)制；存在于雙重溶源菌的正常噬菌體被稱(chēng)作助體噬菌體；雙重溶源菌產(chǎn)生的裂解物中含有等量的和 dgal粒子HFT裂解物 低m.o.i. Ecoli. K12gal- 高頻地把

28、它轉(zhuǎn)化成 穩(wěn)定的 gal+轉(zhuǎn)導(dǎo)子； 高m.o.i. 的LFT裂解物 感染 Ecoli. K12gal- ?第七十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)和高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)的異同點(diǎn)相同點(diǎn)只能轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌的個(gè)別特定基因該特定基因由部分缺陷的溫和噬菌體攜帶不同點(diǎn)低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：在裂解物中所含的部分缺陷噬菌體的比例極低，稱(chēng)為低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物。用其感染宿主，只獲得極少量的局限轉(zhuǎn)導(dǎo)子高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：產(chǎn)生高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物，用其感染宿主，可獲得較多的轉(zhuǎn)導(dǎo)子。第七十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)溫和噬菌體感染其宿主而使之發(fā)生溶源化時(shí)，因噬菌體基因整合到宿主基因上，而使后者獲得了除免疫性以外新性狀的現(xiàn)象，稱(chēng)

29、溶源轉(zhuǎn)變。溶源轉(zhuǎn)變第七十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）接合（conjugation）供體菌通過(guò)性菌毛與受體菌直接接觸，把F質(zhì)粒或其攜帶的核基因組傳遞給后者，使后者獲得若干新遺傳性狀的現(xiàn)象。能進(jìn)行結(jié)合的微生物種類(lèi)主要在細(xì)菌和放線(xiàn)菌中存在；研究得最清楚的是E.coli；E.coli有性別分化，決定性別的是一種質(zhì)粒，即F因子是屬于附加體的質(zhì)粒。根據(jù)F因子在細(xì)胞內(nèi)的存在方式，將E.coli分為四種類(lèi)型： 第八十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月F+ 菌株含有游離的F因子，在細(xì)胞表面還有性菌毛 F-菌株不含F(xiàn)因子 ，細(xì)胞表面沒(méi)有性菌毛。Hfr（高頻重組）菌株F因子整合在核

30、染色體組特定位點(diǎn)上F菌株Hfr菌株內(nèi)的F因子因不正常切離而脫離核染色體組時(shí)形成的游離的但攜帶一小段核染色體基因的特殊F因子 初生的F菌株大腸桿菌的四種類(lèi)型第八十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月F質(zhì)粒的4種存在方式及相互關(guān)系第八十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌的接合方式F+ F- F+ + F+ Hfr F- Hfr + F- （多數(shù)情況下）Hfr F- Hfr + Hfr （少數(shù)情況下）F F- F+ FF因子轉(zhuǎn)導(dǎo)以F質(zhì)粒通過(guò)接合來(lái)傳遞供體基因的方式第八十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八

31、十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月中斷實(shí)驗(yàn)第八十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）原生質(zhì)體融合 (protoplast fusion)通過(guò)人為的方法，使遺傳性狀不同的兩細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，借以獲得兼有雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的過(guò)程。此重組子稱(chēng)為融合子。能進(jìn)行原生質(zhì)體融合的細(xì)胞極其廣泛原核生物、真核生物、高等動(dòng)植物、人體第八十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原生質(zhì)體融合的主要步驟：1 選擇親本有特殊價(jià)值有選擇性遺傳標(biāo)記2 獲得原生質(zhì)體脫壁酶去除細(xì)胞壁（細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌）3 原生質(zhì)體融合促融合劑PEG(聚乙二醇)或電脈沖4 篩選穩(wěn)定的融合子第八十

32、八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原生質(zhì)體融合的主要步驟：各種融合子 長(zhǎng)成菌落影印接種-檢出A+B+篩選優(yōu)良性狀的融合子篩 選+第八十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原生質(zhì)體融合的 特點(diǎn)1.重組頻率高2.不受親緣關(guān)系的影響3.能轉(zhuǎn)移多數(shù)基因，可獲得生產(chǎn)性狀更為優(yōu)良的新物種4.兩個(gè)原生質(zhì)體表面直接接觸，對(duì)等融合形成（雙向轉(zhuǎn)移）第九十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原生質(zhì)體融合第九十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、真核微生物的基因重組基因重組的方式：有性雜交 、準(zhǔn)性雜交、原生質(zhì)體融合和遺傳轉(zhuǎn)化；（一）有性雜交 指不同遺傳型的兩性細(xì)胞之間發(fā)生的接合和隨之進(jìn)行的染色體重組，進(jìn)而產(chǎn)生新遺傳型后代的一種育種技術(shù)。舉例釀酒酵母酒精酵母：產(chǎn)酒精率高但對(duì)葡萄糖的發(fā)酵力弱面包酵母：產(chǎn)酒精率低但對(duì)葡萄糖的發(fā)酵力強(qiáng)第九十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月比較項(xiàng)目雙倍體單倍體細(xì)胞菌落液體培養(yǎng)在產(chǎn)孢培養(yǎng)基上大，橢圓形大，形態(tài)均一繁殖較快，細(xì)胞較分散會(huì)形成子囊小，球形小，形態(tài)變化多繁殖較慢，細(xì)胞常聚集成團(tuán)不形成子囊S.cerevisiae的雙倍體和單倍體的比較第九十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月準(zhǔn)性生殖是一