全国生物学竞赛：第七章《微生物的遗传变异和育种》辅导课件7

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1、第七章微生物的遗传变异和育种遗传和变异是生物体最本质的属性之一。在遗传性适宜的环境条件下时，通过代谢和发育才能使其后代转化为与亲代相同的具体性状。对微生物遗传变异规律的深入研究，不仅促进了现代生物学的发展，而且还为微生物育种工作提供了丰富的理论基础。第一节微生物的遗传与变异概述遗传性：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。表型：指某一生物个体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，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表现。变异：指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的

2、遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变。变化后的新性状是稳定的、可遗传的。饰变：指外表的修饰性改变，即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。饰变是不遗传的。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，把菌落染成似鲜血那样。可是，当培养在37℃下时，群体中所有细胞都不产色素。如果重新降温至25℃，产色素能力又得到恢复。只有遗传型的改变，即生物体遗传物质结构上发生的变化，才称为变异。第二节遗传变异的物质基础（一）、核酸－－遗传变异的物质基础（3个经典实验）1、经典转化

3、实验Griffith是第一个发现转化现象的，虽然当时还不知道称之为转化因子的本质是什么，但是他的工作为后来Avery等人进一步揭示转化因子的实质，确立DNA为遗传物质奠定了重要基础。结论活的、非致病性的R型从已被杀死的SⅢ型中获得了遗传物质，使其产生膜成为致病性的SⅢ型。Griffith将这种现象称为转化(transformation)2、噬菌体感染实验1952年，Hershey和Chase证实了DNA是噬菌体的遗传物质基础的著名实验。T2噬菌体的实验3、植物病毒重建实验1956年Fraenkel-Conrat

4、等用含RNA的烟草花叶病毒进行了病毒重建实验，证实了RNA是遗传物质。(1)用表面活性剂处理标准TMV，得到它的蛋白质；(2)从TMV的变种HR通过弱碱处理得到它的RNA；(3)通过重建获得杂种病毒；(4)证实杂种病毒的蛋白质外壳是来自TMV标准株。(5)杂种病毒感染烟草产生HR所特有的病斑，说明杂种病毒的感染特性是由HR的RNA所决定，而不是二者的融合特征(6)从病斑中一再分离得到的子病毒的蛋白质外壳是HR蛋白质，而不是标准株的蛋白质外壳。以上实验结果说明杂种病毒的感染特征和蛋白质的特性是由它的RNA所决定，而不

5、是由蛋白质所决定，遗传物质是RNA。（二）、核酸的结构与复制1、DNA的结构（A、T、C、G）2、RNA的结构（A、U、C、G）3、核酸的复制－－半保留复制真核微生物的核内DNA与组蛋白结合成为染色体。原核微生物的DNA不与蛋白质结合，呈松散的核质体状态存在。（三）、遗传物质在细胞内存在的方式遗传性变异是由基因结构发生改变所致，主要通过基因突变、基因损伤后的修复、基因的转移与重组来实现。第三节基因突变和诱变育种基因突变又称点突变，DNA链上的一对突变或少数几对碱基发生改变。(碱基置换、移码突变)染色体畸变DNA的大

6、段变化(损伤)现象(添加、缺失、易位、倒位)基因重组：把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子的重新组合后，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组(原核生物、真核生物)遗传性变异（一）基因突变的类型1、营养缺陷型2、抗性突变型3、条件致死突变型4、形态突变型5、抗原突变型6、其他突变型如毒力、糖发酵能力、代谢产物的种类和产量以及对某种药物的依赖性突变型等。一、基因突变（二）基因突变的特点(7个特点)1不对应性2自发性3稀有性4独立性5诱变性6稳定性7可逆性1、不对应性即突变的性状与引起突变的原因间无直接

7、的对应关系。例如，细菌在有青霉素的环境下，出现了抗青霉素的突变体；在紫外线的作用下，出现了抗紫外线的突变体；在较高的培养温度下，出现了耐高温的突变体等。表面上看来，会认为正是由于青霉素、紫外线或高温的"诱变"，才产生了相对应的突变性状。事实恰恰相反，这类性状都可通过自发的或其任何诱变因子诱发而行。这里的青霉素、紫外线或高仅是起着淘汰原有非突变型(敏感型)个体的作用。2、自发性各种性状的突变，可以在没有人为的诱变因素处理下自发地发生。"自发突变"决不意味着这种突变是没有原因的，而只是说明人们对它们还没有很好认识而已。

8、3、稀有性自发突变虽可随时发生，但突变的频率是较低和稳定的，一般在10-6~10-9间。所谓突变率，一般指每一细胞在每一世代中发生某一性状突变的机率。例如，突变率为1×10-8者，就意味着当108个细胞群体分裂成2×108个细胞时，平均会形成一个突变体。4、独立性突变的发生一般是独立的，即在某一群体中，既可发生抗青霉素的突变型，也可发生抗链霉素或任何其他药物