水处理微生物学(双语)～节.ppt

Section E Bacterial genetics 细菌的遗传 1.Genotype/phenotype遗传型/表型 1.1 Genotype（遗传型）：某生物含有的遗传信息即DNA中正确的核苷酸序列。 1.2 Phenotype（表型）：遗传型性状的具体体现，如产生荚膜的能力或者产生抗生素药物抗性的能力。 1.3 基因型和表型的表示方法： 表型用罗马单词的头三个缩写字母，第一个字母大写。用+或者-区分野生型或缺陷型。如Phe-（Phenylalanine）表示没有合成苯丙氨酸的能力，Lac+（lactose）表示能够利用乳糖作为碳源。 基因型用单词头三个字母的小写表示，第四个用大写字母表示所涉及的特定基因，所有的字母均为斜体字。如lacZ。 2.Mutation 突变 2.1 Mutation（突变）：细胞中DNA的核苷酸序列发生的任何改变。这种改变可以通过细胞的表型改变观察到，有的也观察不到。 2.2 突变有单位点突变和多位点突变。 2.3 多位点突变：碱基序列的缺失、插入、倒位、重复等，从而影响到许多基因。 3.Point mutations 点突变 3.1 Point mutation（点突变）：DNA序列中单个碱基发生改变称为点突变。点突变可分为转换（transitions）A←→G；颠换（transversions）嘌呤和嘧啶互换。有四种点突变的类型。 同义突变、错义突变、无义突变、移码突变 4.Isolation of mutation突变株的分离 4.1 有毒化合物抗性突变株，如对抗生素或者对噬菌体侵染的抗性。这些突变株能够通过在有毒药剂或者噬菌体存在的条件下来选择。 4.2 营养缺陷型的突变株，如不能合成某一种氨基酸和维生素。这些突变株可以通过影印培养法来筛选。 4.3 不能利用某种特殊底物突变株，如不能利用乳糖和麦芽糖生长的突变株，也可以通过影印培养法鉴别。 5.Replica plating 影印培养法 5.1 影印培养法是筛选大量特殊突变菌落的一种方法。 5.2 操作步骤： 采用亲本和突变株均能生长的培养基，能形成单个菌落的稀释度，将细菌铺成平板； 培养后用一个无菌的丝绒布包裹的圆柱章的圆垫转移上述菌落到可以检出突变株的培养基平板上。 通过比较，即可确定突变株。 Section E Bacterial genetics 细菌的遗传 1.Spontaneous mutations（自发突变） 1.1 自发突变是指微生物在自然条件下，没有人工干预而发生的突变。一个基因大约每106复制周期出现一个突变。 1.2 自发突变的原因： 碱基的互变异构效应，若A（氨基式）改为A‘（亚氨基式），则由A-T配对改为A-C配对；另外碱基的酮式和稀醇式互变也改变碱基的配对方式，若T改换成烯醇式，会出现G-T配对；若C改换成亚氨基，会出现C-A配对。 多因素低剂量的有变效应：空间的各种短波辐射、自身代谢产物等 2.Mutagens（诱变剂） 2.1 碱基类似物（base analogs）：如5-溴尿嘧啶和2-氨基嘌呤在DNA复制时掺入DNA分子，类似自发突变的碱基互变异构现象，高频率地导致突变。 2.2 嵌入剂（intercalating agents）：如溴化乙啶和丫啶橙是三个环的类似碱基对形状的化合物，它们能够插入DNA分子，引起螺旋结构变型，在DNA复制时导致插入或者缺失碱基。 2.3 修饰DNA的化学药品（DNA-modifying chemicals）：能够改变碱基中的化合物，如将胞嘧啶转变成羟胺胞嘧啶，后者与腺嘌呤配对，结果G-C变成A-T. 2.4 电离辐射，如紫外线诱发突变。原理以后讲。 Section E Bacterial genetics 细菌的遗传 1.Overview（概述） 1.1 DNA在复制中随时可以发生差错和损伤，微生物有多钟复杂的修复系统去修复这些DNA。修复时可以直接消除原有的损伤，不引起碱基序列改变；也可以快速、粗放的修复，但以不准确为代价。 1.2 大肠杆菌中紫外线损伤的修复了解的最清楚，将是本节讲述的主要内容。 1.3 紫外线可以诱发形成环丁烷嘧啶二聚体，使DNA螺旋扭曲。这些二聚体不能形成正常的碱基配对，所以当DNA聚合酶Ⅲ到达此类化合物时，DNA合成发生阻塞。 1.4 在大肠杆菌中至少有四个修复系统对付这种损伤。 2.Photoreactivation（光复活作用） 2.1 这一种修复作用依赖光线。光解酶与黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）能够切割相邻嘧啶碱的环丁烷恢复为原来的单聚体。这是对付紫外线损伤的第一道防线。 3.Excision （dark）切除