第二章工业微生物育种的遗传学基础ppt课件.ppt

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1、第二章工业微生物育种的遗传学基础何谓遗传学？遗传学是关于遗传物质的生理生化性质、世代传递方式，以及所携带的信息在个体发育中的表达的一门科学。早期的遗传学研究亲代与子代之间遗传性状的传递，提出了遗传的染色体理论，对基因进行了作图，故名传递遗传学。微生物遗传学介绍微生物的遗传物质的结构特点、遗传信息的表达与调控、遗传变异的基本规律；通过基因操作改变微生物的遗传信息从而有效地控制或利用微生物的基本策略。涉及部分真核生物，所有的原核生物，以及病毒的遗传；分子遗传学近代遗传学,分子水平上研究基因的构成、复制、表达、突变和修复等。微生物是现代遗传学、分子生物学和

2、其它许多重要的生物学基础研究中最热衷选用的模式生物。研究微生物遗传学的意义为什么？35亿年前单细胞生物25亿年进化成多细胞生物10亿年发展成了植物、哺乳动物、昆虫、鸟类等各种各样的地球物种。Rice大学科学家认为生物进化速度的加快是因为细菌和病毒不断在不同物种之间传递DNA的结果。对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展，而且为育种工作提供了丰富的理论基础，促使育种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向发展。孟德尔的遗传因子阶段摩尔根的基因阶段三个经典实验证明DNA是遗传物质现代基因阶

3、段:Watson和Crick提出DNA双螺旋结构第一节染色体染色体原核生物和病毒染色体结构和数目真核生物染色体结构和数目一、染色体染色体指携带细胞功能所必备的基因的结构（遗传单元）。病毒是非细胞生物，它们的全套遗传基因称为基因组，但不足以形成染色体。原核生物染色体常为一个环状DNA分子。真核生物的细胞有几条至几十条染色体，各含一个线状的DNA分子。染色体的化学成分主要是蛋白质和DNA，其中DNA含量稳定，是主要的遗传物质。由于细胞中的DNA大部分在染色体上，所以说遗传物质的主要载体是染色体。为什么染色体能在遗传上起作用？DNA的分布主要在染色体上细胞

4、质内细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传（染色体是DNA的主要载体）例：紫茉莉叶色的遗传根据着丝粒位置进行的染色体分类图示染色体的形态后期染色体形态1．V形染色体2．L形染色体3.棒状染色体4.粒状染色体中期染色体形态1.长臂2．主缢痕3.着丝粒4·短臂5·次缢痕6·随体1、着丝粒与动粒（也称着丝点,kenetoche）着丝粒和动粒（着丝点）是两个不同的概念，前者指中期染色单体相互联系在一起的特殊部位；后者指主缢痕处两个染色单体外侧表层部位的特殊结构，它与仿锤丝微管相接触。着丝粒含3个结构域，即：动粒结构域、中央结构域、配对结构域。2、端粒（telomer

5、e）染色体端部的特化部分，作用是维持染色体的完整性和个体性（用X射线将染色体打断，不具端粒的染色体末端有粘性，会与其它片段相连或两端相连而成环状）。端粒由高度重复的短序列串联而成，在进化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似，哺乳类的序列为TTAGGG，500-3000次重复。与端粒酶有关。荧光原位杂交显示端粒和端粒序列不同生物的端粒序列都很相似四膜虫拟南芥二、原核生物和病毒染色体结构(a)大肠杆菌细胞大小和染色体DNA长度的比较；(b)细菌细胞中的拟核；(c)大肠杆菌染色体结构电镜图。细胞宽1.1~1.5m、长2~6m：双链环状DNA分子的长度

6、达1mm；形态大小：双链环状DNA，4.6×106bp位置：拟核内化学组成：80%DNA、RNA和蛋白质；结构：在染色体的中心有一个由DNA结合蛋白和膜组成的骨架，DNA分子附着在骨架上形成50~100个超螺旋的环，每个环中含碱基对约50~100kb.微量DNA酶类组蛋白：染色体环状DNA功能域进一步与DNA结合蛋白原核生物染色体病毒没有典型的染色体结构。习惯上把病毒含有的DNA或RNA也称为染色体。DNA:单链、双链或环状、线状RNA：线状，单链或双链。三、真核生物的染色体结构染色体主轴两侧有侧环，状如灯刷，故名灯刷染色体。由两条同源染色体组成，在

7、交叉处结合，每条同源染色体含2条染色单体。同时两条染色单体向两边伸出许多侧环，一个平均大小的环约含100bpDNA。1、染色质（体）结构染色体（染色质）：真核生物体内高度有序的DNA-蛋白质复合体构成。核小体：是染色质基本结构亚基，大约由200bp的DNA和一个组蛋白八聚体组成每条染色体中含有一个线状DNA分子，它以左手螺旋方向围着一个个组蛋白八聚体绕圈1.8周，形成串珠状的核小体，染色质进一步卷曲形成每圈6个核小体、直径30nm的染色质丝，它折叠成许多超螺旋环附着在中央骨架上。链接区的DNA长度为55bp,不同物种变化范围0-100bp.1）染色质

8、（体）=DNA+组蛋白+RNA；2）各成分含量不同；3）组蛋白包括核心组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）和