W610微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)

微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)微生物的遺傳與變異遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)2目錄頁(yè)CONTENTSPAGE遺傳與變異概念1微生物遺傳機(jī)制31遺傳與變異概念遺傳概念變異概念過渡頁(yè)TRANSITIONPAGE一、遺傳與變異概念微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)2.變異概念1.遺傳概念遺傳(heredity)：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)與其相同形狀的遺傳信息。

特點(diǎn)：具有穩(wěn)定性。遺傳型（genotype）：又稱基因型，指某一生物個(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。表型（phenotype）：指生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和;

是一種現(xiàn)實(shí)存在，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。表型是由遺傳型所決定但也和環(huán)境有關(guān)。遺傳和變異是生命的最本質(zhì)特性之一。代謝遺傳型+環(huán)境條件發(fā)育表型一、遺傳與變異概念微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)1.遺傳概念2.變異概念變異(variation):生物體在外因或內(nèi)因的作用下，遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或數(shù)量發(fā)生改變。變異的特點(diǎn)：a.在群體中以極低的幾率出現(xiàn)，（一般為10-6～10-10）；b.形狀變化的幅度大；c.變化后形成的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。飾變（modification）：指不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。特點(diǎn)：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；b.性狀變化的幅度??；c.因遺傳物質(zhì)不變，故飾變是不遺傳的。引起飾變的因素消失后，表型即可恢復(fù)。2遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)物質(zhì)基礎(chǔ)存在部位過渡頁(yè)TRANSITIONPAGE二、遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)2.噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)3.染色體重建實(shí)驗(yàn)（1）動(dòng)物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（2）細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)（3）S型菌的無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)（4）S菌中各組分的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明核酸是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)2.噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)3.染色體重建實(shí)驗(yàn)（1）動(dòng)物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)活SⅢ菌注射活R菌注射死SⅢ菌注射死SⅢ菌活RⅡ菌抽心血分離注射活SⅢ菌+活RⅡ菌SⅢ菌SⅢ菌中的某種物質(zhì)通過一定的方式轉(zhuǎn)化到活的R菌中，使RⅡ菌具有了穩(wěn)定地產(chǎn)生莢膜的遺傳性狀。二、遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)2.噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)3.染色體重建實(shí)驗(yàn)（2）細(xì)菌體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)熱死S菌——平皿培養(yǎng)———不生長(zhǎng)

活R菌——平皿培養(yǎng)———長(zhǎng)出R菌

熱死S菌+活R菌—————長(zhǎng)出大量R菌和10-6S菌（3）S型菌的無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)活R菌+S菌無(wú)細(xì)胞抽提液——長(zhǎng)出大量R菌和少量S菌以上實(shí)驗(yàn)說明：加熱殺死的S型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過某種方式進(jìn)入R型細(xì)胞并使RII型細(xì)胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀，轉(zhuǎn)變?yōu)镾型細(xì)胞。二、遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)2.噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)3.染色體重建實(shí)驗(yàn)（4）S菌中各組分的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)死S菌抽提莢膜多糖蛋白質(zhì)脂類RNADNADNA+DNA酶DNA+DNA酶以外的酶DNA分別與活的R菌共培養(yǎng)R菌R菌R菌R菌

S菌＋R菌

R菌

S菌＋R菌DNA是遺傳物質(zhì)二、遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)2.噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)3.染色體重建實(shí)驗(yàn)證明核酸是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之二噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)10分鐘后用搗碎器使空殼脫離吸附離心沉淀細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)后，可產(chǎn)生大量完整的子代噬菌體實(shí)驗(yàn)證明，進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)是DNA。DNA包含有產(chǎn)生完整噬菌體的全部信息。上清液中含15%放射性沉淀中含85%放射性含32P-DNA的一組10分鐘后用搗碎器使空殼脫離吸附離心沉淀細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)后，可產(chǎn)生大量完整的子代噬菌體上清液中含75%放射性沉淀中含25%放射性1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.染色體重建實(shí)驗(yàn)2.噬菌體的感染實(shí)驗(yàn)證明核酸是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之三煙草花葉病毒(TMV)的重建實(shí)驗(yàn)1956年,H.Fraenkel-Conrat用含RNA的TMV所做著名植物病毒重建實(shí)驗(yàn)證明TMV的主要感染成分是其核糖核酸－RNA。二、遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳物質(zhì)在微生物細(xì)胞內(nèi)存在的部位1、細(xì)胞水平：真核微生物：細(xì)胞核；原核微生物：核區(qū)。細(xì)胞核或核區(qū)的數(shù)目在不同的微生物中是不同的；2、細(xì)胞核水平：真核生物細(xì)胞核核染色體

原核生物核區(qū)DNA鏈3、染色體水平：4、核酸水平：核酸種類：DNA、RNA核酸結(jié)構(gòu)：雙鏈、單鏈、環(huán)狀，線狀，超螺旋狀；DNA長(zhǎng)度因種而異；5、基因水平：6、密碼子水平：7、核苷酸水平：核苷酸是最小突變單位和交換單位。染色體是由組蛋白與DNA構(gòu)成的線狀結(jié)構(gòu)；染色體的數(shù)目在不同的生物中是不同的；染色體的倍數(shù)在同一生物的不同生活時(shí)期是不同的；核基因組基因是生物體內(nèi)一切具有自主復(fù)制能力的最小遺傳功能單位，其物質(zhì)基礎(chǔ)是一條以直線排列、具有特定核苷酸序列的核酸片段，眾多基因，構(gòu)成染色體。每個(gè)基因的長(zhǎng)度大體在1000-1500bp?；蛘{(diào)控系統(tǒng)由一個(gè)操縱子和它的調(diào)節(jié)基因組成。每一操縱子包括3種功能上相關(guān)的基因：結(jié)構(gòu)基因、操縱基因和啟動(dòng)基因；指DNA鏈上決定各具體氨基酸的特定核苷酸排列順序。遺傳密碼的信息單位是密碼子。每一密碼子由3個(gè)核苷酸序列，即1個(gè)三聯(lián)體組成。密碼子一般用mRNA上3個(gè)連續(xù)核苷酸序列來(lái)表示；3微生物遺傳與變異機(jī)制微生物的遺傳機(jī)制微生物的變異機(jī)制過渡頁(yè)TRANSITIONPAGE二、微生物遺傳與變異機(jī)制2.微生物變異機(jī)制1.微生物遺傳機(jī)制微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)微生物遺傳機(jī)制基因的傳遞：基因位于染色體上細(xì)菌—原核—DNA真核—核蛋白（組蛋白）（1）

DNA的結(jié)構(gòu)：核苷酸單體：酸+堿基A（腺嘌呤）T（胸腺嘧啶）C（胞嘧啶）G（鳥嘌呤）

兩條核苷酸鏈聚核苷酸（多）堿基在內(nèi)的兩鏈上堿基互補(bǔ)配對(duì)A—T（U）G—C

脫氧核糖、磷酸向外氫鍵相連（2）DNA的復(fù)制氫鍵斷裂，兩鏈分開各以核苷酸鏈為模板，按堿基配對(duì)原則，在DNA聚合酶作用下，由一個(gè)DNA分子復(fù)制成兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的DNA分子。復(fù)制的DNA分子，各由一新舊鏈組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。二、微生物遺傳與變異機(jī)制2.微生物變異機(jī)制1.微生物遺傳機(jī)制微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（3）基因與性狀遺傳堿基順序：基因（DNA的片斷）堿基順序基因氨基酸性狀①性狀的遺傳②遺傳信息的轉(zhuǎn)達(dá)③即親代基因的子代表現(xiàn)④堿基順序的轉(zhuǎn)錄過程（復(fù)制過程）（4）轉(zhuǎn)錄

DNAmRNA通過轉(zhuǎn)錄，DNA的堿基序列按互補(bǔ)配對(duì)的原則轉(zhuǎn)變成RNA分子中的相應(yīng)堿基序列。然后，再以mRNA為模板，按照其堿基(A、G、C、U)的排列順序，以三個(gè)相鄰堿基序列為一種氨基酸的密碼子形式，來(lái)決定蛋白質(zhì)合成時(shí)氨基酸的序列。mRNA聚合酶二、微生物遺傳與變異機(jī)制1.微生物遺傳機(jī)制2.微生物變異機(jī)制微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（一）

常見微生物變異現(xiàn)象

（1）形態(tài)上的變異青霉素使正常變多形（2）結(jié)構(gòu)上（抗原性）的變異：莢膜：炭疽、肺炎球菌、莢膜抗原消失，致病性改變鞭毛：膜無(wú)膜

鞭毛無(wú)鞭毛鞭毛抗原菌體抗原芽胞：成芽胞菌——無(wú)芽胞菌（3）毒力上的改變長(zhǎng)期非最佳溫度，非易感動(dòng)物（4）代謝上的變異a．營(yíng)養(yǎng)缺陷型的變異：能全面合成氨基酸——不能合成某一氨基酸可作為研究遺傳的一個(gè)良好機(jī)會(huì)b．抗藥性變異①競(jìng)爭(zhēng)②改變代謝途徑（5）菌落變異：細(xì)菌從S——R病毒的蝕斑大小二、微生物遺傳與變異機(jī)制1.微生物遺傳機(jī)制2.微生物變異機(jī)制微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（二）微生物變異機(jī)制1．非遺傳性變異：由于外界環(huán)境不同而引起，基因無(wú)改變炭疽桿菌RS

普通瓊脂：厭氧、富含血清或血液培養(yǎng)基2．遺傳性變異：由于基因發(fā)生了改變、引起了相應(yīng)的性狀改變，從而發(fā)生可遺傳性變異即突變。（1）基因突變

a.自發(fā)突變由于細(xì)菌個(gè)體基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了細(xì)微變化。b.誘發(fā)變異指在細(xì)菌的環(huán)境中加入理化因素而誘導(dǎo)細(xì)菌發(fā)生突變。突變的原因在于堿基的增加、缺失、變位、重組。（2）基因重