第八章微生物遗传(教学用).ppt

第 七 章　微生物的遗传和变异 教学重点 遗传变异的物质基础(三个经典实验) 基因突变的特点（基因突变随机性的三个实验） 基因突变的机制 细菌的基因重组（转化、转导和接合实验） 诱变育种 菌种保藏 遗传－－子代与亲代性状相似的现象叫遗传。 DNA作为遗传物质具备的条件 第一节 遗传变异的物质基础 一、证明核酸是遗传变异的物质基础的经典实验 （一）转化实验 1928英国Griffith首次发现肺炎球菌的转化现象。 光滑型（S型）有荚膜、菌落光滑、 毒性强。 （分SⅠ、SⅡ、SⅢ三个血清型） 粗糙型（R型）无荚膜、菌落粗糙、无毒。 （分RⅠ、RⅡ、RⅢ三个血清型） (3)S型菌的无细胞抽提液试验 （二）噬菌体细菌的实验 噬菌体细菌的实验 同位素标记法 （二）噬菌体感染实验 （三）病毒的拆开与重建实验 二、遗传物质在细胞中的存在方式 微生物的染色体外遗传因子 质粒是存在于微生物染色体外的主要遗传物质，多数为闭合环状双链的DNA，具有麻花状的超螺旋结构，少数为线状、开环状，能自主复制。 大小：1.0—1000kb 分子量：106—108，相当核基因组的1%。 （一）质粒的主要类型 1. F–因子（fertility factor）： 又称致育因子或性因子，分子质量63MDa，大小约100kb，相当于核染色体DNA2%的环状双链DNA，足以编码94个中等大小多肽，其中1/3基因（tra区）与接合作用有关。存在于肠细菌属、假单胞菌属、嗜血杆菌、奈瑟氏球菌、链球菌等细菌中，决定性别。可分为复制控制区、插入与缺失区和转移操纵子三部分。 最早在大肠杆菌中发现，后在志贺氏菌属（Shigella）、沙门氏菌属（Salmonella）和链球菌属（Streptococcus）等其他细菌中也发现了与大肠杆菌类似的致育因子。 在放线菌中，天蓝色链霉菌含有SCP1和SCP2两种致育质粒，这两种质粒在天蓝色链霉菌的接合过程中起重要作用，带动染色体从供体细胞向受体细胞转移。 携带F质粒的菌株称为F+菌株（相当于雄性），无F质粒的菌株称为F-菌株（相当于雌性）。 2. R因子（resistance factor） 最初发现于痢疾志贺氏菌（Shigella dysenteriae），后来发现还存在于Salmonella、Vibrio、Bacillus、和Staphylococcus中。 又称抗性质粒，是分布最广的质量之一，主要包括抗药性和抗金属性两大类，简称R质粒。带有抗药性因子的细菌对几种抗生素或其他药物呈现抗性。如RI质粒可使寄主对氯霉素、链霉素、磺胺、氨苄青霉素和卡那霉素有抗性。 R因子由相连的两个DNA片段组成，即抗性转移因子（resistence transfor factor， RTF ）和抗性决定R因子（r-determinant），含1-2个抗性基因,如抗生素的抗性基因。 R因子能自行重组，来自不同耐药株的R因子基因整合在一起，构成多重耐药菌株。 R-因子在细胞内的copy数可从1-2个到几十个，分为严紧型和松弛型两种，经氯霉素处理后，松弛型质粒可达2000-3000个/细胞。 3.Col因子（colicinogenic factor） Col因子又称产大肠杆菌素因子。许多细菌都能产生某些代谢产物，抑制或杀死其他近缘细菌或同种不同菌株，因为这些代谢产物是由质粒编码的蛋白质，不象抗生素那样具有很广的杀菌谱，所以称为细菌素（bacteriiocin） 细菌素种类很多,一般根据产生菌的种类进行命名：E.coli产生的细菌素为colicins（大肠杆菌素），此外还有枯草杆菌素、乳酸菌素、根瘤菌素等。 大肠杆菌素是产自大肠杆菌的一种蛋白质，具有专一性地杀死其亲缘关系很近的、不具Col质粒的其它肠道细菌的功能。 由G+细菌产生的细菌素或与细菌素类似的因子与colicins有所不同，但通常也是由质粒基因编码，有些甚至有商业价值，例如一种乳酸细菌产生的细菌素NisinA能强烈抑制某些G+细菌的生长，而被用于食品工业的保藏。 4. 毒性质粒（virulence plasmid） 许多致病菌的致病性是由其所携带的质粒引起的，这些质粒具有编码