第8章-微生物遗传及变异.ppt

第八章 微生物的遗传变异和育种 遗传（inheritance）保证了种的存在和延续 第一节 遗传变异的物质基础 第二节 基因突变和诱变育种 第三节 基因重组和杂交育种 第四节 基因工程 第五节 菌种的衰退、复壮和保藏 第一节 遗传变异的物质基础 一、证明DNA是遗传物质的三个经典实验 1. 经典转化实验 2. 噬菌体感染实验 3. 植物病毒重建实验 二、遗传物质存在的部位和方式 三、基因和性状 一、三个证明DNA是遗传物质的经典实验 1. 经典转化实验 1928年，F. Griffth作了3组实验: 1944年Avery精确重复了转化实验，确定转化因子 2.噬菌体感染实验 3.植物病毒重建实验 三、基因和性状 1. 基因的概念 具有遗传因子效应的DNA片段，它是遗传物质的最小功能单位。 2. 性状与基因表达 性状：构成一个生物个体的结构、形态、物质和功能等各方面特征的总称。 基因决定性状，性状是基因表达的结果。 基因：分为调节基因、操纵基因和结构基因（蛋白质编码基因 ）3大类。 第二节 基因突变和诱变育种 一、基因突变（gene mutation） （一）突变类型 （二）突变率 （三）突变的特点 （四）基因突变自发性和不对应性的实验证明 （五）基因突变的机制 二、基因突变与育种 （一）自发突变与育种 （二）诱变育种 一、基因突变（gene mutation） ①营养缺陷型：某一野生型菌株因发生突变而丧失合成一种或几种生长因子、碱基或氨基酸的能力，因而无法再在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型。 ②抗性突变型：指野生型菌株发生基因突变，而产生对某化学药物或致死因子的抗性变异类型。 ③条件致死突变型：某菌株在基因突变后，在某种条件下可正常生长、繁殖，而在另一种条件下却无法生长、繁殖。 ④形态突变型： ⑤抗原突变型： ⑥产量突变型： 2. 按突变的发生方式 目的： 1. 突变是否自发产生的？ 2. 原因 突变性状 诱变剂(mutagen) ①直接引起置换的诱变剂 一类可直接与核酸的碱基发生化学反应的诱变剂，不论在机体内或是在离体条件下均有作用。例如亚硝酸、羟胺和各种烷化剂 ②间接引起置换的诱变剂 通过活细胞的代谢活动掺入到DNA分子中后而引起的。诱变剂是一些碱基类似物，如5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氨基尿嘧啶（5-AU） 转座（transposition） 转座因子的类型： 插入序列（IS，insertion sequence）---分子量最小，只起转座效应 转座子（Tn，transposon，又称转位子，易位子） Mu噬菌体（mutator phage，诱变噬菌体）---分子量最大，可引起插入突变 第三步：检出缺陷型 a 夹层培养法 第三节 基因重组和杂交育种 基因重组（gene recombination）或遗传重组。 一、原核生物的基因重组 （一）接合(conjugation) （二）转导(transduction) （三）转化(transformation) （四）原生质体融合(protoplast fusion) 二、真核微生物的基因重组 （一）有性杂交(sexual hybridization) （二）准性杂交(parasexual hybridization) 1. 接合的机制 2. 接合菌株与F因子 3. 几种杂交结果 4. 转染（transfection） 定义： 把噬菌体或其它病毒的DNA（或RNA）抽提出来，让它去感染感受态的宿主细胞，并进而产生正常的噬菌体或病毒的后代，这种现象称为转染（transfection）。 与转化的区别： 病毒或噬菌体并非遗传基因的供体菌 中间不发生任何遗传因子的交换或整合 最后不产生具有杂种性质的转化子 b.遗传工程在环境工程中的应用 Ⅰ.降解石油的工程细菌 70年代美国生物学家Chakrabarty针对海洋输油，造成浮油污染，影响海洋生态等问题进行了研究。石油成分复杂，是由饱和、不饱和、直链、支链、芳香……烃类组成，不溶于水。而海水含盐量高，虽发现90多种微生物有不同程度降解烃类的能力，但不一定能在海水中大量繁殖生存，而且降解速率也较馒，查氏将能降解脂(含质粒A)的一种假单胞菌作受体细菌，分别将能降解芳烃(质粒B)、芳烃(质粒C)和多环芳烃(质粒D)的质粒，用遗传工程方法人工转入受体细菌，获得多质粒“超级细菌”，可除去原油中2／3的烃。浮油在一