微生物的遺傳變異與育種演示文稿

微生物的遺傳變異與育種演示文稿現在是1頁\一共有51頁\編輯于星期三（優(yōu)選）第六講微生物的遺傳變異與育種現在是2頁\一共有51頁\編輯于星期三種質連續(xù)理論：1883~1889年間Weissmann提出。認為遺傳物質是一種具有特定分子結構的化合物?；驅W說：1933年摩爾根（ThomasHuntMorgan）發(fā)現了染色體，并證明基因在染色體上呈直線排列，提出了基因學說，使得遺傳物質基礎的范圍縮小到染色體上。 核酸是遺傳變異的物質基礎的證明：1944年以后，先后有利用微生物為實驗對象進行的三個著名實驗的論證（肺炎球菌的轉化試驗、噬菌體感染試驗、病毒的拆開與重建試驗），才使人們普遍接受核酸才是真正的遺傳物質?，F在是3頁\一共有51頁\編輯于星期三遺傳物質類型核染色體核外染色體真核生物細胞器原核生物質粒遺傳物質在微生物細胞內的存在部位和方式現在是4頁\一共有51頁\編輯于星期三

突變的特點

基因突變誘變機制突變率突變類型現在是5頁\一共有51頁\編輯于星期三條件致死突變型（株）突變類型突變株的表型選擇性突變株非選擇性突變株營養(yǎng)缺陷型（株）抗性突變型（株）形態(tài)突變型（株）抗原突變型（株）產量突變型（株）按方法分：按突變株的表型是否能在選擇性培養(yǎng)基上加以鑒別來區(qū)分?，F在是6頁\一共有51頁\編輯于星期三突變率定義：每一細胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率。突變率=突變細胞數/分裂前群體細胞數突變是獨立的。某一基因發(fā)生突變不會影響其它基因的突變率。在同一個細胞中同時發(fā)生兩個基因突變的幾率是極低的，因為雙重突變型的幾率只是各個突變幾率的乘積。由于突變的幾率一般都極低，因此，必須采用檢出選擇性突變株的手段，尤其是采用檢出營養(yǎng)缺陷型的恢復突變株（backmutant或reversemutant）或抗性突變株特別是抗藥性突變株的方法來加以確定。現在是7頁\一共有51頁\編輯于星期三突變的特點不對應性：突變的性狀與突變原因之間無直接的對應關系。自發(fā)性：突變可以在沒有人為誘變因素處理下自發(fā)地產生。稀有性：突變率低且穩(wěn)定。獨立性：各種突變獨立發(fā)生，不會互相影響?？烧T發(fā)性：誘變劑可提高突變率。穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳?？赡嫘袁F在是8頁\一共有51頁\編輯于星期三誘變機制移碼突變染色體畸變堿基的置換現在是9頁\一共有51頁\編輯于星期三堿基的置換HNO2CNH2腺嘌呤CO次黃嘌呤(Hk)A..THe..THk..THk..

CA..THk..

CG..

CCOH次黃嘌呤(He)現在是10頁\一共有51頁\編輯于星期三COBr5-BU:酮式COHBr5-BU:烯醇式堿基的置換間接引起置換的誘變劑現在是11頁\一共有51頁\編輯于星期三堿基的置換G..

CA..BUG..

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CA..TA..TA..TA..TG..

CA..BU酮式G..BU烯醇式烯醇式酮式G..

C現在是12頁\一共有51頁\編輯于星期三移碼突變ＤＮＡ分子中缺失或增加少數幾個堿基對而引起造成突變點以后全部遺傳密碼轉錄與轉釋發(fā)生錯誤ATCATCATCATCATCATCATCATCATGATCATCCTACTACTACTACTAABCBCABCABCABCABCABCABCA增添一個堿基缺少一個堿基現在是13頁\一共有51頁\編輯于星期三染色體畸變某些理化因子，如Ｘ射線，紫外線，亞硝酸等，除能引起點突變外，還會引起DNA分子大損傷，包括染色體易位，倒位，缺失，重復等，即為染色體畸變?，F在是14頁\一共有51頁\編輯于星期三染色體畸變

現在是15頁\一共有51頁\編輯于星期三S.t.his回變S.t.his吸入濾紙片保溫可疑“三致”試樣鼠肝勻漿（含羥化酶）陽性陰性利用回變檢測致癌劑——艾姆斯試驗法現在是16頁\一共有51頁\編輯于星期三現在是17頁\一共有51頁\編輯于星期三細菌的基因重組真核微生物基因重組在有性繁殖過程中發(fā)生，當合子減數分裂時，兩染色體發(fā)生交換。原核微生物通過轉化、接合、轉導等形式進行一部分物質轉移和基因重組。（小結）現在是18頁\一共有51頁\編輯于星期三轉化(transformation)幾個概念：轉化、轉化因子、感受態(tài)轉化過程轉化的特點現在是19頁\一共有51頁\編輯于星期三

轉化(transformation)

受體細胞直接吸收了來自供體細胞的DNA片斷，并把它整合到自己的基因組中，細胞部分遺傳性狀發(fā)生變化的現象叫轉化?，F在是20頁\一共有51頁\編輯于星期三轉化因子轉化是游離的ＤＮＡ片斷的轉移和重組游離的ＤＡＮ片斷叫轉化因子轉化因子由供體提供自然情況下可由細菌細胞自行裂解產生，實驗室里通過提取獲得雙鏈ＤＮＡ有轉化能力，單鏈沒有，現在是21頁\一共有51頁\編輯于星期三受體細胞能接受轉化的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)，只有處于感受態(tài)的細菌才能接受轉化因子，從出現到消失約為４０分鐘(對數期的中期)感受態(tài)現在是22頁\一共有51頁\編輯于星期三每個受體細胞表面約有30

-80個轉化因子結合點，當轉化因子結合到受體表面結合點上時，DNA一條鏈被受體細胞膜上的核酸酶分解，另一條鏈進入受體細胞，通過整合與受體細胞進行基因重組，有人發(fā)現DNA也可通過雙鏈形式進入受體細胞形成雙倍體的轉化子。轉化過程現在是23頁\一共有51頁\編輯于星期三現在是24頁\一共有51頁\編輯于星期三轉化中基因交換過程示意圖5∕3∕abc5∕3∕3∕5∕ABCDE5∕3∕3∕5∕abcABCDE5∕3∕3∕5∕ABCDEc5∕3∕3∕5∕cABCDE5∕3∕3∕5∕cABCDE現在是25頁\一共有51頁\編輯于星期三轉化的特點不需兩個細胞直接接觸，供體DNA提取出來，注入受體即可?，F在是26頁\一共有51頁\編輯于星期三轉導的種類普遍轉導局限轉導溶源轉變遺傳物質通過噬菌體的攜帶而轉移的基因重組轉導的發(fā)現轉導(transduction)轉導的特點現在是27頁\一共有51頁\編輯于星期三普遍性轉導現在是28頁\一共有51頁\編輯于星期三現在是29頁\一共有51頁\編輯于星期三轉導DNA不能進行整合、重組和復制，但其攜帶的基因可經過轉錄而得到表達。因此群體中僅一個細胞含有DNA，而其它細胞只能得到其基因產物，在選擇培養(yǎng)基平板上形成微小菌落現在是30頁\一共有51頁\編輯于星期三轉導的特點需要噬菌體做媒介，不需要細胞間直接接觸噬菌體DNA不整合到寄主染色體噬菌體蛋白質包裹寄主任何一部分DNA片段噬菌體DNA整合到寄主染色體上噬菌體DNA與寄主染色體特定基因發(fā)生交換普遍性轉導局限性轉導現在是31頁\一共有51頁\編輯于星期三溶源轉變溶源轉變是一個與轉導相似又不同的現象溫和噬菌體感染細胞后使之發(fā)生溶源化，因噬菌體的基因整合到宿主染色體上，而使后者獲得了新性狀的現象。溶源轉變的特點：

1、噬菌體不攜帶任何供體菌的基因；2、噬菌體是完整的，而不是缺陷的；3、噬菌體基因的整合到宿主染色體上導致宿主獲得新性狀，無通過基因重組而形成的穩(wěn)定轉導子；4、宿主獲得新性狀具有不穩(wěn)定性現在是32頁\一共有51頁\編輯于星期三Ｆ因子和接合接合(conjugation雄性菌株與雌性菌株接合結果現在是33頁\一共有51頁\編輯于星期三+A+B+C-D-維甲缺陷型A-B-C+D+蘇缺賴陷型接合及其發(fā)現A+B+C+D+通過細胞間的直接接觸能進行大段ＤＮＡ的轉移的過程，叫接合現在是34頁\一共有51頁\編輯于星期三Ｆ因子和接合現在是35頁\一共有51頁\編輯于星期三F×F+F+F++F×+FFF×+FHfrHfrF（多數情況下）F×+HfrHfrHfr（少數情況下）雄性菌株與雌性菌株接合結果現在是36頁\一共有51頁\編輯于星期三現在是37頁\一共有51頁\編輯于星期三現在是38頁\一共有51頁\編輯于星期三現在是39頁\一共有51頁\編輯于星期三雄性菌株與雌性菌株接合結果現在是40頁\一共有51頁\編輯于星期三三者根本區(qū)別在于DNA轉移的方式不同轉化：供體DNA片斷→注入受體細胞，通過細胞膜接合：供體進入受體通過性纖毛轉導：供體DNA片斷通過媒介－噬菌體攜帶進入受體現在是41頁\一共有51頁\編輯于星期三

物理誘變因素

化學誘變因素

生物誘變因素現在是42頁\一共有51頁\編輯于星期三由40年代B.McClintock對的遺傳研究而發(fā)現染色體易位，自1967年以來，已在微生物和其它生物中得到普遍證實，并已成為分子遺傳學研究中的一個熱點。舊概念：基因是固定在染色體DNA上的一些不可移動的核苷酸片段。新發(fā)現：有些DNA片段不但可在染色體上移動，還可從一個染色體跳到另一個染色體，從一個質粒跳到另一個質?；蛉旧w，甚至還從一個細胞轉移到另一個細胞。在這些DNA順序的跳躍過程中，往往導致DNA鏈的斷裂或重接，從而產生重組交換或使某些基因啟動或關閉，結果導致突變的發(fā)生?，F在是43頁\一共有51頁\編輯于星期三TransposibleElement：在染色體組中或染色體組間能改變自身位置的一段DNA順序。也稱作跳躍基因（jumpinggene）或可移動基因（movablegene）。轉座因子現在是44頁\一共有51頁\編輯于星期三插入序列（IS，insertionsequence）轉座子（Tn，transposon，又稱轉位子，易位子）Mu噬菌體（即mutatorphage，誘變噬菌體）轉座因子現在是45頁\一共有51頁\編輯于星期三

特點是分子量最?。▋H0.7?1.4kb），只能引起轉座（transposition）效應而不含其它基因?？梢栽谌旧w、F因子等質粒上發(fā)現它們?，F在是46頁\一共有51頁\編輯于星期三已知的IS有5種，即IS1、IS2、IS3、IS4和IS5。E.coli的F因子和核染色體組上有一些相同的IS（如IS2，IS3等），通過這些同源序列間的重組，就可使F因子插入到E.coli的核染色體組上，從而使后者成為Hfr菌株。因IS在染色體組上插入的位置和方向的不同，其引起的突變效應也不同。IS引起的突變可以回復，其原因可能是IS被切離，如果因切離部位有誤而帶走IS以外的一部分DNA序列，就會在插入部位造成缺失，從而發(fā)生新的突變?，F在是47頁\一共有51頁\編輯于星期三IS和Mu噬菌體相比，Tn的分子量是居中的（一般為2-25kb）。它含有幾個至十幾個基因，其中除了與轉座作用有關的基因外，還含有抗藥基因或乳糖發(fā)酵基因等其它基因。Tn雖能插到受體DNA分子的許多位點上，但這些位點似乎也不完全是隨機的，其中某些區(qū)域更易插入?，F在是48頁\一共有51頁\編輯于星期三它是E.coli的一種溫和噬菌體。與必須整合到宿主染色體特定位置上的一般溫和噬菌體不同，Mu噬菌體并沒有一定的整合位置。與以上的IS和Tn兩種轉座因子相比，Mu噬菌體的分子量最大（37kb），它含有20多個基因。Mu噬菌體引起的轉座可以引起插入突變，其中約有2%