15-16第七章微生物的遗传变异与育种教程.ppt

第七章 微生物的遗传变异与育种 遗传： 亲代与子代相似 变异： 亲代与子代、子代间不同个体不完全相同 遗传和变异是生物体的最本质特性之一 遗传型（基因型） 表型（表现型） 生物体所包含的全部遗传因子总和。 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。 饰变（表型饰变） 不涉及遗传物质的结构改变，而只是发生在转录、翻译水平上的表型变化。 表型差异只与环境因素有关 特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为 橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳 变异（遗传型变异） 生物体在某种内因或外因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。 遗传物质改变，导致表型改变 特点：可遗传、群体中极少数个体的行为 本章内容 二、基因突变与诱变育种 三、基因重组和杂交育种 原核微生物的基因重组 真核微生物的基因重组 一、遗传变异的物质基础 四、菌种保藏 第一节 遗传变异的物质基础 遗传变异的物质基础：核酸（DNA） 一、三个经典实验 （一）经典转化实验 （二）噬菌体感染实验 （三）植物病毒的重建实验 （一）经典转化实验 Griffith（1928） 1、动物试验 加热杀死的S型菌株的遗传物质通过某种方式转移到了R型菌株中，使得R型菌株获得了S型菌株的遗传特性，合成了部分S型菌株而导致了小鼠的死亡。 2、细菌培养试验 热死S菌—————不生长活 R菌—————长出R菌热死S菌—————长出大量R菌和10-6S菌 +活R菌 3、S型细菌的无细胞抽提液试验 活R菌+S菌无细胞抽提液——长出大量R菌和少量S菌 Avery的实验（1944） 降解DNA、RNA、蛋白质、多糖、脂类的酶分别作用于S型菌的细胞抽提物 从活的S型菌中提纯多种细胞抽提物 + 活R菌 只有S菌DNA不被破坏才能由R菌转化出活的S菌 DNA是必需的转化因子 （二）T2 噬菌体感染实验 只有DNA是连续物质，携带有T2噬菌体的全部遗传信息。 Hershey 和 Chase（1952） （三）植物病毒重建实验 Fraenkel-Conrat（1956） 遗传物质是RNA而非蛋白质 朊病毒为亚病毒的一种，是具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚未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。 （四）朊病毒的发现与思考 蛋白质是否可以作为遗传物质？是否存在折叠密码？ prion是生命的一个特例？还是仅仅为表达调控的一种形式？ （一）七个水平 1、细胞水平 2、细胞核水平 二、遗传物质在细胞内存在的部位和方式 真核：DNA+组蛋白 原核：无蛋白结合的双链环状DNA 核外基因 核基因组 真核：线粒体、叶绿体、共生生物、2µm质粒 原核：F质粒、R质粒、Col质粒、Ti质粒等 真核：细胞核 原核：核区 3、染色体水平 （1） 染色体数：不同生物的染色体数差别很大。 （2） 染色体倍数：指同一细胞中相同染色体的套数。 自然界中存在的微生物多数是单倍体 4、核酸水平 （1）核酸种类：绝大多数微生物的遗传物质是DNA，部分病 毒的遗传物质是RNA。 （2）核酸结构：绝大多数微生物的DNA是双链，少数病毒的 DNA是单链。RNA也有单链与双链之分。 （3）DNA的长度：基因组大小的单位是bp、kb、Mb 基因是生物体内一切具有自主复制能力的最小遗传功能单位，是一条线性排列、具有特定核苷酸序列的核酸片段。 5、基因水平 原核微生物： 1、染色体为双链环状DNA分子 2、功能相关的结构基因组成操纵子结构 3、基因组遗传信息具有连续性 4、基因组的重复序列少而短 真核微生物： 1、典型的真核染色体结构 2、无明显操纵子结构 3、有间隔区（即非编码区）和内含子序列 4、重复序列多 原核生物与真核生物基因组的差别 腺苷酸（AMP）、鸟苷酸（GMP）、 胞苷酸（CMP）、胸苷酸（TMP） 6、密码子水平 7、核苷酸水平 用来表示mRNA上3个连续核苷酸序列。信息单位。 也称碱基水平。最低突变单位或交换单位。 （二）原核生物的质粒 质粒：一种独立于核染色体之外，能进行自主复制的细胞质遗传因子。主要存在于原核微生物和真核微生物的酵母中。 通常以共