【2017年整理】微生物学复习提纲8.doc

微生物学复习提纲 第八章 微生物遗传 遗传（inheritance）和变异（variation）是生命的最本质特性之一 遗传型：生物的全部遗传因子及基因。 表型（表现型）：具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。 表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。 表型饰变：表型的差异只与环境有关 特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为 遗传型变异（基因变异、基因突变）：遗传物质改变，导致表型改变特点：遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常为10-6-10-9） 微生物是遗传学研究中的明星： ?微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。 ?很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。 ?对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。 第一节 遗传的物质基础 一、证明核酸是遗传物质基础的三个经典实验：（参见 P194） 转化实验 噬菌体的感染实验 病毒的拆开和重建实验 三、朊病毒的发现与思考（参见 P191 和 P195） 亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚为发现该蛋白内含有核酸。 其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrP c改变折叠状态为PrP sc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。 第二节 微生物的基因组结构 一、概念（参见 P197） 基因组（genome）：一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称。 原核生物（如细菌），多为单倍体（在一般情况下只有一条染色体） 真核微生物，多条染色体，例如啤酒酵母有16条染色体。有时为双倍体 二、微生物与人类基因组计划 人类基因组计划 （Human Genome Project） 1985年提出； 1990年正式开始实施； 2003年6月，测序工作完成； 后基因组时代（Postgenome Era） 微生物基因组测序工作是在人类基因组计划的促进下开始的，最开始是作为模式生物，后来不断发展，已成为研究微生物学的最有力的手段。 被选择进行全基因组测序的微生物： 1、人类基因组计划中的模式生物 2、与人类生活关系密切的微生物 3、对阐明生物学基本问题有价值的微生物 三、微生物基因组结构的特点（参见 P197-200） 1、原核生物（细菌、古生菌）的基因组： 1）染色体为双链环状的DNA分子（单倍体）； 2）基因组上遗传信息具有连续性； 3）功能相关的结构基因组成操纵子结构； 4）结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝； 5）基因组的重复序列少而短。 操纵子（operon）：功能相关的几个基因前后相连，再加上一个共同的调节基因和一组共同的控制位点（启动子、操作子等）在基因转录时协同动作。 2、真核微生物（啤酒酵母）的基因组： 1）典型的真核染色体结构； 2）没有明显的操纵子结构； 3）有间隔区（即非编码区）和内含子序列； 4）重复序列多。 第三节 质粒和转座因子 质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。 转座因子（transposable element）：位于染色体或质粒上的一段能改变自身位置的DNA序列，广泛分布于原核和真核细胞中。 质粒和转座因子是细胞中除染色体以外的另外二类遗传因子 一、质粒的分子结构 1、结构 通常以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中； 也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒； 质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb；（细菌质粒多在10kb以内）。 2、质粒的检测 ?提取所有胞内DNA后电镜观察； ?超速离心或琼脂糖凝胶电泳后观察； ? 对于实验室常用菌，可用质粒所带的某些特点，如抗药性初步判断。 二、质粒的主要类型 质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的； 在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能， 从而使宿主得到生长优势。 质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应 致育因子（Fertility factor，F因子） 抗性因子（Resistance factor，R因子） 产细菌素的质粒（Bacteriocin production plasmid） 毒性质粒（virulence plasmid） 代谢质粒（Metabolic plasmid） 隐秘质粒（cryptic plasmid） 第四节 基因突变及修复 基因突变：一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变（参见 P 206）。 基因突变是重要的生物学现象，它是一切生物变化的根源，连同基因转移、重组一起提供了推动生物进化的遗传多变性。 突变：自发突变 —— 环