YYH-第六章-微生物的遗传和变异

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1、第六章微生物的遗传和变异杨毅红不被了解的大多数微生物无处不在，尽管科学家们在不断的努力，但绝大多数微生物是无法再实验室培养的。对这一类微生物我们该如何研究呢？主要内容第一节微生物的遗传第二节微生物的变异第三节基因重组第四节突变体的检测与筛选第五节分子遗传学技术在环境工程和环境保护中的应用遗传（保守性、稳定性）:亲代与子代相似“种瓜得瓜种豆得豆”负面：？“劣汰”“优胜”遗传和变异是生命的最本质特性之一正面：继承亲代优点，保持物种延续不适应变化的环境条件而死亡变异（多样性）:亲代与子代、子代间不同个体不完全相同“龙生九子，各不相同”细菌变异形式如：个体形态的变化，菌落形态(光滑型

2、／粗糙型)的变异，营养要求的变异，对温度、pH要求的变异，毒性的变异，抗毒能力的变异，生理生化特性的变异及代谢途径、产物的变异等。遗传：亲代的性状在子代表现出来，使子代与亲代有相似的现象。变异：亲代与子代及子代各个体之间，无论在形态结构和生理机能方面，总会有差异，这种同类型不同个体之间的差异称为变异。一、遗传和变异的物质基础生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢？答案：DNA科学告诉我们，亲代将各种遗传性状通过DNA传递给了子代，子代获得DNA后形成一定的蛋白质，将遗传特性表现出来。哪些人用什么方法最终证明了遗传的物质基础是DNA呢？1.格里菲斯经典转化

3、实验（1928）及埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂等人的转化补充实验（1941）。2.赫西和蔡斯大肠杆菌T2噬菌体感染大肠杆菌实验。3.植物病毒的拆开与重建实验光滑型（SⅢ）粗糙型（RⅡ）有荚膜菌落光滑分泌毒素致病无荚膜菌落粗糙无毒不致病实验材料：肺炎链球菌（一）格里菲斯经典转化实验老鼠体内提取物培养现象活的SⅢ肺炎链球菌活的RⅡ肺炎链球菌无毒杀死杀死转化现象加热杀死后的破碎细胞混合注射加热杀死后的破碎细胞格里菲斯实验无毒注射注射？？埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂转化补充实验从S型肺炎球菌活体上取得蛋白质、荚膜、DNA、RNA，分别与R型肺炎球菌混合后注入到小白鼠体内，结果被注入DNA的小白

4、鼠死亡，其它小白鼠存活。DNA蛋白质多糖RNADNA是遗传物质只有DNA引起R型肺炎球菌转化（二）赫西和蔡斯实验——噬菌体侵染细菌的实验（含S）（含P）蛋白质分子中只含硫不含磷，DNA只含磷不含硫用放射性同位素35S标记外壳蛋白质细菌内无放射性用放射性同位素32P标记内部DNA细菌内有放射性含RNA(核糖核酸）的烟草花叶病毒（TMV)进行了植物病毒重建实验。植物病毒蛋白质和RNA可以人为地分开,同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒粒子.植物病毒的拆开与重建实验H.Fraenkel-Conrat(1956)TMVHRVHRVTMV原始株拆开重建感染分离纯化TMV---烟草花叶病

5、毒HRV---霍氏车前花叶病毒结论：烟草花叶病毒中的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。综上所述核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。二、DAN的结构与复制（一）DNA的结构1.DNA的存在形式2.基因-遗传因子3.遗传信息的传递（二）DNA的复制（一）DNA结构最经典的结构：双螺旋结构，沃森、克里克1953年提出。沃森（左）和克里克与DNA分子双螺旋结构模型双螺旋结构：DNA有两条核苷酸链彼此围绕同一根轴互相盘绕形成。每个单链均由脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－磷酸交替排列构成。

6、每个核苷酸链上都有四个碱基：T——胸腺嘧啶A——腺嘌呤G——鸟嘌呤C——胞嘧啶彼此与另一条核苷酸链上的碱基组成碱基对：T—AA—TG—CC—G脱氧核糖碱基磷酸AGCT碱基基本单位－脱氧核苷酸AGCT脱氧核糖磷酸碱基腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸ATGCATGC一个DNA分子可包含几十万到几百万个碱基对，每个碱基之间间距为0.34nm。每10个碱基组成一个螺旋，螺距3.4nm。碱基之间一一对应，顺序固定，所以可以保证遗传的稳定性，但是，如果收到干扰，个别碱基排列顺序发生变化，都会导致微生物死亡或变异。1.DNA的存在形式主要是染色体，另外还有质

7、粒定义：生物体内贮存遗传信息、能进行自我复制能力的遗传功能单位。是DNA分子上的具有特定碱基排列顺序的核苷酸片断。每个细菌约有5000～10000个基因。2.基因3.遗传信息的传递贮存在DNA上的遗传信息都会转录到RNA上，通过RNA的翻译作用指导蛋白质的合成，最终依靠蛋白质体现遗传性状。DNA复制和遗传信息传递的基本规则—中心法则（二）DNA的复制—半保留复制微生物为了保证遗传的稳定性，DNA的复制十分精确。复制过程：1.解旋：DNA双链氢键断裂，双链分开；2.复制：以各自双链为模板，进行