第七章微生物的遺傳變異第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件遺傳：指上一代生物如何將自身的一整套遺傳基因穩(wěn)定地傳遞給下一代的行為或功能。遺傳型：即基因型，指某一生物個體所含有的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳信息。表型：指某一生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境條件下通過代謝和發(fā)育而得到的具體體現(xiàn)。變異：指生物體在某種外因或內(nèi)因的作用下所引起的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量的改變，即遺傳型的改變。飾變：指外表的修飾性改變，即一種不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。遺傳：指上一代生物如何將自身的一整套遺傳基因穩(wěn)定地傳遞給下一人類基因組計劃（HGP）：HGP產(chǎn)生的背景：HGP的任務(wù)：HGP對醫(yī)學發(fā)展的影響：基因資源的保護：我國的HGP計劃：人類基因組計劃（HGP）：微生物在生物學研究中作為模式生物的原因：微生物作為模式生物的優(yōu)越性：便于獲得營養(yǎng)缺陷性；便于作為基因作用的研究材料；便于作為基因突變的研究材料；便于作為研究雜交、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化等現(xiàn)象的材料；便于作為基因精細結(jié)構(gòu)的研究材料；能被用作研究復(fù)雜體制的生物的簡單模型。微生物在生物學研究中作為模式生物的原因：一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（一）證明遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個經(jīng)典實驗（二）關(guān)于朊病毒（三）遺傳物質(zhì)在細胞內(nèi)的存在部位和方式一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)1、經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗2、噬菌體感染實驗3、植物病毒的重建實驗返回1、經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗返回

(1)F.Griffith的轉(zhuǎn)化實驗1)動物實驗

加活R菌或死s菌加活s菌小鼠（活）加活R菌和熱死S菌

活的S菌小鼠（活）小鼠（死）小鼠（死）抽心血分離(1)F.Griffith的轉(zhuǎn)化實驗小鼠（活2)細菌培養(yǎng)實驗培養(yǎng)皿培養(yǎng)熱死S菌不生長培養(yǎng)皿培養(yǎng)活R菌長出R菌培養(yǎng)皿培養(yǎng)熱死S菌+活R菌長出大量R菌及10-6S菌2)細菌培養(yǎng)實驗3)S型菌的無細胞抽提液實驗

活R菌+S菌無細胞抽提液長出大量R菌和少量S菌

Griffith的實驗說明，加熱殺死的S菌細胞內(nèi)可能有一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它進入R型細胞后使R型細胞獲得了穩(wěn)定的遺傳性狀。培養(yǎng)皿培養(yǎng)3)S型菌的無細胞抽提液實驗培養(yǎng)皿培養(yǎng)(2)Averry等人的體外轉(zhuǎn)化實驗1)從活的S菌中抽提各種細胞成分（DNA,蛋白質(zhì)，莢膜多糖等）2)對各組分進行轉(zhuǎn)化實驗①加S菌的DNA②加S菌的DNA及DNA酶以外的酶長出S菌③加S菌的DNA和DNA酶④加S菌的RNA⑤加S菌的蛋白質(zhì)只長R菌⑥加S菌的莢膜多糖Averg等的實驗說明，只有S型細菌的DNA才能將S.pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。

活R菌返回(2)Averry等人的體外轉(zhuǎn)化實驗活R菌返回

噬菌體感染實驗噬菌體感染實驗

返回返回植物病毒的重建實驗返回植物病毒的重建實驗返回1、細胞水平2、細胞核水平3、染色體水平4、核酸水平5、基因水平6、密碼子水平7、核苷酸水平1、細胞水平核基因組又稱染色體基因組或基因組，是一個物種的單倍體的所有染色體及其所包含的遺傳信息的總稱。①原核生物的基因組小，為雙鏈的DNA分子，一般具有單一的復(fù)制起點；基因組上遺傳信息具有連續(xù)性；功能相關(guān)的基因構(gòu)成操縱子或形成重疊基因，且常轉(zhuǎn)錄為多順反子mRNA。基因組的重復(fù)序列少而短；結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及rRNA基因的多拷貝第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件②真核微生物的基因組典型的染色體結(jié)構(gòu)，大，具有許多復(fù)制起點；一個基因組包含若干染色體，一般不呈環(huán)狀；功能上密切相關(guān)的基因集中程度不如原核生物，很少有關(guān)于操縱子的報道，一般為單順反子；基因不連續(xù)，分外顯子和內(nèi)含子；有大量重復(fù)序列，有很多是不編碼序列

②真核微生物的基因組（2）核外染色體——原核生物的質(zhì)粒定義:游離于原核生物染色體外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀DNA分子，即cccDNA(circular,covalently,closedDNA)稱為質(zhì)粒。②性質(zhì)不相容性：親緣關(guān)系較近的質(zhì)粒在同一寄主細胞中不能穩(wěn)定復(fù)制。2)可傳遞性：質(zhì)粒可在不同菌株間發(fā)生轉(zhuǎn)移，與核染色體整合、脫離等。（2）核外染色體——原核生物的質(zhì)粒3)可被消除性：在一些理化因子作用下，質(zhì)粒的復(fù)制受到抑制而核染色體的復(fù)制仍繼續(xù)進行，從而使子代細胞中的質(zhì)粒消除。功能：質(zhì)粒攜帶著某些染色體上所沒有的基因，使細菌等原核生物被賦予了某些對其生存并非必不可少的特殊功能。質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用——克隆載體質(zhì)粒的分離與鑒定3)可被消除性：在一些理化因子作用下，質(zhì)粒的復(fù)制受到抑制而核⑥典型質(zhì)粒簡介1)F因子(fertilityfactor)：又稱致育因子或性因子。其功能是決定細菌的性別。2)R因子(resistancefactor):又稱R質(zhì)粒，對多種抗生素有抗藥性，因此R因子可作為篩選時的理想標記，也可作為基因載體。此外，它還能將這類抗藥性轉(zhuǎn)移到其他菌株甚至其它種中。3)Col因子(colicinogenicfactors):即產(chǎn)大腸桿菌素因子。大腸桿菌素由Col因子編碼，凡帶Col因子的菌株，由于質(zhì)粒本身編碼一種免疫蛋白，從而對大腸桿菌素有免疫作用，不受其傷害。Col因子中的ColE1廣泛用于重組DNA的研究和用于體外復(fù)制系統(tǒng)上。⑥典型質(zhì)粒簡介4)Ti質(zhì)粒(tumorinducingplasmid):即誘癌質(zhì)粒。是植物遺傳工程的主要載體。5)巨大質(zhì)粒(mega質(zhì)粒)：發(fā)現(xiàn)于亙瘤菌屬中，上面有一系列固氮基因。6)降解性質(zhì)粒：僅在假單孢菌屬中發(fā)現(xiàn)。可編碼一系列能降解復(fù)雜物質(zhì)的酶，從而能利用一般細菌所難以分解的物質(zhì)作碳源。返回4)Ti質(zhì)粒(tumorinducingplasmid3、染色體水平染色體數(shù)染色體倍數(shù)①整倍體單倍體二倍體多倍體②非整倍體返回3、染色體水平返回4、核酸水平核酸種類：大多DNA，少數(shù)RNA核酸結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)；二級結(jié)構(gòu)；高級結(jié)構(gòu)；(3)DNA長度返回4、核酸水平返回5、基因水平（1）基因概念基因是一個含有特定遺傳信息的核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位。（2）種類1)結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因：2)核糖體RNA基因(rDNA)與轉(zhuǎn)譯RNA基因(tDNA)3)啟動子與操縱基因（3）操縱子:功能相關(guān)的幾個基因前后相連，在加上一個共同的調(diào)節(jié)基因和一組共同的控制位點（啟動子、操縱基因等）在基因轉(zhuǎn)錄時協(xié)同動作。5、基因水平（4）基因的命名——三字命名法1)基因名稱一般用三個小寫字母表示；例：賴氨酸基因：lysine——lys——Lys（基因）（基因產(chǎn)物）與核糖體中較大蛋白質(zhì)亞基有關(guān)的基因ribosomalproteinlarge——rpl2)產(chǎn)生同一突變型表型的不同基因，用三個字母后面所加的斜體大寫字母表示；例：組氨酸基因——his;各組氨酸基因——hisA；hisB（4）基因的命名——三字命名法3)同一基因的不同突變位點用基因符號后面的阿拉伯數(shù)字表示；例：色氨酸基因——trp各個色氨酸基因——trpA;trpB基因trp各位點的突變型——trpA23;trpA464)抗性基因，一般把“抗”用大寫R注在基因符號右上角。返回3)同一基因的不同突變位點用基因符號后面的阿拉伯數(shù)字表示；返遺傳物質(zhì)類型核基因組核外染色體真核生物的細胞質(zhì)基因線粒體葉綠體等共生生物2um質(zhì)粒等原核生物的F因子（F質(zhì)粒）R因子（R質(zhì)粒）Col質(zhì)粒Ti質(zhì)粒巨大質(zhì)粒降解性質(zhì)粒等返回遺傳物質(zhì)類型核基因組核外染色體真核生物的細胞質(zhì)基因線粒體葉綠返回返回返回返回返回返回返回返回第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件6、密碼子水平遺傳密碼：指DNA鏈上決定各具體氨基酸的特定核苷酸順序。(1)三聯(lián)密碼子——遺傳的信息單位mRNA上每三個核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個氨基酸，這三個核苷酸就叫密碼，又稱三聯(lián)密碼子。(2)遺傳密碼的性質(zhì)1)密碼的簡并性：指一種以上密碼子編碼同一個氨基酸的現(xiàn)象。2)密碼的通用性：所有的生物共用一套密碼。6、密碼子水平3)密碼子與反密碼子的相互作用——擺動學說（或稱變偶假說）在密碼子和反密碼子的配對中，前兩對嚴格遵守堿基配對原則，第三對堿基有一定的自由度可以“擺動”，因而使某些tRNA可以識別一個以上的密碼子。（3）密碼子的使用規(guī)律原核生物中大部分以AUG為起始密碼子，少數(shù)使用GUG；真核生物則全部為AUG；終止密碼子為UAA、UAG、UGA。密碼不重疊。密碼間無間隔。返回3)密碼子與反密碼子的相互作用——擺動學說（或稱變偶假說）返一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)二、基因突變和誘變育種三、基因重組和雜交育種四、基因工程一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)二、基因突變和誘變育種指細胞內(nèi)（或病毒粒內(nèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生的可遺傳的變化。（一）突變類型（二）突變率（三）突變的表達（四）基因突變的特點（五）DNA損傷的修復(fù)（六）突變株的分離篩選（七）誘變物質(zhì)的檢測——Ames實驗（八）突變與育種二、基因突變和誘變育種二、基因突變指細胞內(nèi)（或病毒粒內(nèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生的可遺傳的變化。（一）突變類型（二）突變率（三）突變的表達（四）基因突變的特點（五）DNA損傷的修復(fù)（六）突變株的分離篩選（七）誘變物質(zhì)的檢測——Ames實驗（八）突變與育種二、基因突變2)重復(fù)：一個染色體上某一片段出現(xiàn)兩份或兩份以上，使位于這些片段上的基因多了一份或幾份。3)倒位在同一染色體上某一個片段作180的顛倒，造成染色體上基因順序的重排。4)易位一個染色體臂的一段移接到另一非同源染色體的臂上的結(jié)構(gòu)變異。②染色體數(shù)目改變倍數(shù)性改變非整倍性改變BACK2)重復(fù)：BACKBACKBACK根據(jù)DNA變化的范圍分基因突變堿基置換移碼突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)改變?nèi)旧w數(shù)目改變BACK轉(zhuǎn)換顛換缺失重復(fù)倒位易位倍數(shù)性改變非整倍性改變根據(jù)DNA變化的范圍分基因突變堿基置換移碼突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧獴ACKBACK第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件營養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死突變型形態(tài)突變型抗原突變型產(chǎn)量突變型選擇型突變非選擇型突變根據(jù)表型分BACK營養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死突變型形態(tài)突變型抗原突變型產(chǎn)量突根據(jù)突變發(fā)生的效應(yīng)同義突變：指不改變氨基酸的密碼子變化。錯義突變：指堿基替換的結(jié)果引起氨酸序列的改變。無義突變：編碼區(qū)的單堿基突變導(dǎo)致終止密碼子的形成，使mRNA的翻譯提前完成，形成不完全的肽鏈，因而產(chǎn)物一般不具活性。BACK根據(jù)突變發(fā)生的效應(yīng)同義突變：指不改變氨基酸的密錯義突變：指堿（二）突變率1、概念：2、檢出：BACK（二）突變率BACK1、根據(jù)突變起因分；2、根據(jù)DNA變化范圍分；3、根據(jù)突變發(fā)生的效應(yīng)分；4、根據(jù)表型分1、根據(jù)突變起因分；DNA復(fù)制中的錯誤自發(fā)損傷脫嘌呤脫氨基氧化性損傷堿基可轉(zhuǎn)移遺傳因子的作用自發(fā)突變堿基類似物烷化劑嵌合劑輻射黃曲霉素誘發(fā)突變根據(jù)突變起因分BACKDNA復(fù)制中的錯誤自發(fā)損傷脫嘌呤脫氨基氧化性損傷堿基可轉(zhuǎn)移遺BACKBACK基因突變（狹義）指DNA的單個堿基發(fā)生置換所引起的突變。①堿基置換轉(zhuǎn)換顛換②移碼突變(2)染色體畸變指染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變。①染色體結(jié)構(gòu)變異缺失指染色體丟失了一個片段，使之位于這個片段上的基因也隨之丟失。基因突變（狹義）（三）突變的表達1、突變表達的時限2、突變表達的條件BACK（三）突變的表達BACK（四）基因突變的特點1、基因突變的特點2、基因突變的自發(fā)性和不對應(yīng)性的證明（1）變量實驗（2）涂布實驗（3）影印培養(yǎng)實驗BACK（四）基因突變的特點BACKBACKBACKBACKBACKBACKBACK（五）DNA損傷的修復(fù)1、DNA損傷指在生物體生命過程中DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何改變，包括單個堿基改變及結(jié)構(gòu)的扭曲。2、DNA損傷的類型異常堿基：DNA中除ATGC之外的堿基。AP位點：指無嘌呤或無嘧啶的位點，即無堿基位點。切口：3’→5’磷酸二酯鍵斷裂。缺口：雙鏈中一條鏈丟失一個或多個核苷酸形成。斷裂：雙鏈損傷，DNA分子被切開。交鏈：分為鏈內(nèi)交鏈和鏈間交鏈。（五）DNA損傷的修復(fù)3、修復(fù)機制：光復(fù)活：是專一地針對紫外線引起的DNA損傷而形成的嘧啶二聚體在損傷部位就地修復(fù)的修復(fù)途徑。切除修復(fù)：又稱核苷酸外切修復(fù)，是紫外線等輻射物質(zhì)所造成的損傷部位被取代的暗修復(fù)系統(tǒng)。重組修復(fù)：是一種越過損傷部位而進行修復(fù)的途徑，它必須在DNA進行復(fù)制的情況下進行，故又稱復(fù)制后修復(fù)。SOS修復(fù)：是在DNA受損傷的范圍較大而且復(fù)制受到抑制時出現(xiàn)的一種修復(fù)作用。BACK3、修復(fù)機制：BACK出發(fā)菌株純化、同步培養(yǎng)培養(yǎng)液離心收集細胞洗滌、制菌懸液玻璃珠打散、過濾細胞或孢子懸液活菌計數(shù)、誘變預(yù)備實驗誘變處理存活細胞計數(shù)致死率計算平板分離初篩復(fù)篩保藏及擴大培養(yǎng)變異率計算BACK出發(fā)菌株純化、同步培養(yǎng)培養(yǎng)液離心收集細胞洗滌、制菌懸液玻璃珠第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件（六）突變株的分離篩選方法1、產(chǎn)量突變株的篩選——瓊脂塊培養(yǎng)法2、抗藥性突變株的篩選——梯度平板法3、營養(yǎng)缺陷型突變株的篩選與篩選營養(yǎng)缺陷型突變株有關(guān)的三類培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基（MM[—]）完全培養(yǎng)基（CM[+]）補充培養(yǎng)基（SM[A]或[B]）(2)與營養(yǎng)缺陷型突變有關(guān)的三類遺傳型個體野生型營養(yǎng)缺陷型原養(yǎng)型（六）突變株的分離篩選方法(3)營養(yǎng)缺陷型的篩選方法誘變劑處理濃縮缺陷型檢出缺陷型鑒定缺陷型BACK(3)營養(yǎng)缺陷型的篩選方法BACK抗生素法菌絲過濾法差別殺菌法饑餓法BACK抗生素法BACK夾層培養(yǎng)法限量補充培養(yǎng)法逐個檢出法影印平板法BACK夾層培養(yǎng)法BACK（七）誘變物質(zhì)的檢測——Ames實驗1、原理：鼠傷寒沙門氏菌的組氨酸缺陷型菌株在基本培養(yǎng)基的平板上不能生長，如發(fā)生回復(fù)突變變成原養(yǎng)型后則能生長。2、方法：在待測可疑“三致”試樣中，加入鼠肝勻漿液，經(jīng)一段時間保溫后，吸入濾紙片中，然后將濾紙片放入基本培養(yǎng)基平板上。3、結(jié)果：在平板上無大量菌落產(chǎn)生，說明試樣中不含誘變劑；在紙片周圍有一抑制圈，其外周出現(xiàn)大量菌落，說明試樣中有某種高濃度的誘變劑存在；在紙片周圍有大量菌落，說明試樣中有濃度適當?shù)恼T變劑存在。BACK（七）誘變物質(zhì)的檢測——Ames實驗BACK幻燈片28BACK幻燈片28BACKBACKBACK（八）突變與育種1、自發(fā)突變與育種生產(chǎn)選育(2)定向培育2、誘變育種誘變育種的方法及基本環(huán)節(jié)誘變育種中的幾個原則關(guān)于誘變劑關(guān)于出發(fā)菌株關(guān)于菌懸液前培養(yǎng)利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產(chǎn)量間的相關(guān)指標以提高育種效率設(shè)計高效新型的篩選方案BACK（八）突變與育種BACKBACKBACK①種類：物理誘變劑非電離輻射類：紫外線、激光、離子束電離輻射類：x射線、r射線和快中子等化學誘變劑：烷化劑、堿基類似物、丫啶化合物等②誘變劑劑量：誘變劑量的表達方式誘變劑量的確定③充分利用復(fù)合處理的協(xié)同效應(yīng)BACK①種類：BACK菌懸液的制備：采用同步生長狀態(tài)的單細胞或孢子；菌齡：細菌：對數(shù)生長期真菌、放線菌：孢子菌懸液的濃度酵母細胞或真菌孢子：106個／ml細菌或放線菌孢子：108個／mld.菌懸液的配制方法：生理鹽水或緩沖液配制BACK菌懸液的制備：采用同步生長狀態(tài)的單細胞或孢子；BACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACK第七章微生物的遺傳變異第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件遺傳：指上一代生物如何將自身的一整套遺傳基因穩(wěn)定地傳遞給下一代的行為或功能。遺傳型：即基因型，指某一生物個體所含有的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳信息。表型：指某一生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境條件下通過代謝和發(fā)育而得到的具體體現(xiàn)。變異：指生物體在某種外因或內(nèi)因的作用下所引起的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或數(shù)量的改變，即遺傳型的改變。飾變：指外表的修飾性改變，即一種不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。遺傳：指上一代生物如何將自身的一整套遺傳基因穩(wěn)定地傳遞給下一人類基因組計劃（HGP）：HGP產(chǎn)生的背景：HGP的任務(wù)：HGP對醫(yī)學發(fā)展的影響：基因資源的保護：我國的HGP計劃：人類基因組計劃（HGP）：微生物在生物學研究中作為模式生物的原因：微生物作為模式生物的優(yōu)越性：便于獲得營養(yǎng)缺陷性；便于作為基因作用的研究材料；便于作為基因突變的研究材料；便于作為研究雜交、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化等現(xiàn)象的材料；便于作為基因精細結(jié)構(gòu)的研究材料；能被用作研究復(fù)雜體制的生物的簡單模型。微生物在生物學研究中作為模式生物的原因：一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（一）證明遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的三個經(jīng)典實驗（二）關(guān)于朊病毒（三）遺傳物質(zhì)在細胞內(nèi)的存在部位和方式一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)1、經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗2、噬菌體感染實驗3、植物病毒的重建實驗返回1、經(jīng)典轉(zhuǎn)化實驗返回

(1)F.Griffith的轉(zhuǎn)化實驗1)動物實驗

加活R菌或死s菌加活s菌小鼠（活）加活R菌和熱死S菌

活的S菌小鼠（活）小鼠（死）小鼠（死）抽心血分離(1)F.Griffith的轉(zhuǎn)化實驗小鼠（活2)細菌培養(yǎng)實驗培養(yǎng)皿培養(yǎng)熱死S菌不生長培養(yǎng)皿培養(yǎng)活R菌長出R菌培養(yǎng)皿培養(yǎng)熱死S菌+活R菌長出大量R菌及10-6S菌2)細菌培養(yǎng)實驗3)S型菌的無細胞抽提液實驗

活R菌+S菌無細胞抽提液長出大量R菌和少量S菌

Griffith的實驗說明，加熱殺死的S菌細胞內(nèi)可能有一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它進入R型細胞后使R型細胞獲得了穩(wěn)定的遺傳性狀。培養(yǎng)皿培養(yǎng)3)S型菌的無細胞抽提液實驗培養(yǎng)皿培養(yǎng)(2)Averry等人的體外轉(zhuǎn)化實驗1)從活的S菌中抽提各種細胞成分（DNA,蛋白質(zhì)，莢膜多糖等）2)對各組分進行轉(zhuǎn)化實驗①加S菌的DNA②加S菌的DNA及DNA酶以外的酶長出S菌③加S菌的DNA和DNA酶④加S菌的RNA⑤加S菌的蛋白質(zhì)只長R菌⑥加S菌的莢膜多糖Averg等的實驗說明，只有S型細菌的DNA才能將S.pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。

活R菌返回(2)Averry等人的體外轉(zhuǎn)化實驗活R菌返回

噬菌體感染實驗噬菌體感染實驗

返回返回植物病毒的重建實驗返回植物病毒的重建實驗返回1、細胞水平2、細胞核水平3、染色體水平4、核酸水平5、基因水平6、密碼子水平7、核苷酸水平1、細胞水平核基因組又稱染色體基因組或基因組，是一個物種的單倍體的所有染色體及其所包含的遺傳信息的總稱。①原核生物的基因組小，為雙鏈的DNA分子，一般具有單一的復(fù)制起點；基因組上遺傳信息具有連續(xù)性；功能相關(guān)的基因構(gòu)成操縱子或形成重疊基因，且常轉(zhuǎn)錄為多順反子mRNA。基因組的重復(fù)序列少而短；結(jié)構(gòu)基因的單拷貝及rRNA基因的多拷貝第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件②真核微生物的基因組典型的染色體結(jié)構(gòu)，大，具有許多復(fù)制起點；一個基因組包含若干染色體，一般不呈環(huán)狀；功能上密切相關(guān)的基因集中程度不如原核生物，很少有關(guān)于操縱子的報道，一般為單順反子；基因不連續(xù)，分外顯子和內(nèi)含子；有大量重復(fù)序列，有很多是不編碼序列

②真核微生物的基因組（2）核外染色體——原核生物的質(zhì)粒定義:游離于原核生物染色體外，具有獨立復(fù)制能力的小型共價閉合環(huán)狀DNA分子，即cccDNA(circular,covalently,closedDNA)稱為質(zhì)粒。②性質(zhì)不相容性：親緣關(guān)系較近的質(zhì)粒在同一寄主細胞中不能穩(wěn)定復(fù)制。2)可傳遞性：質(zhì)粒可在不同菌株間發(fā)生轉(zhuǎn)移，與核染色體整合、脫離等。（2）核外染色體——原核生物的質(zhì)粒3)可被消除性：在一些理化因子作用下，質(zhì)粒的復(fù)制受到抑制而核染色體的復(fù)制仍繼續(xù)進行，從而使子代細胞中的質(zhì)粒消除。功能：質(zhì)粒攜帶著某些染色體上所沒有的基因，使細菌等原核生物被賦予了某些對其生存并非必不可少的特殊功能。質(zhì)粒在基因工程中的應(yīng)用——克隆載體質(zhì)粒的分離與鑒定3)可被消除性：在一些理化因子作用下，質(zhì)粒的復(fù)制受到抑制而核⑥典型質(zhì)粒簡介1)F因子(fertilityfactor)：又稱致育因子或性因子。其功能是決定細菌的性別。2)R因子(resistancefactor):又稱R質(zhì)粒，對多種抗生素有抗藥性，因此R因子可作為篩選時的理想標記，也可作為基因載體。此外，它還能將這類抗藥性轉(zhuǎn)移到其他菌株甚至其它種中。3)Col因子(colicinogenicfactors):即產(chǎn)大腸桿菌素因子。大腸桿菌素由Col因子編碼，凡帶Col因子的菌株，由于質(zhì)粒本身編碼一種免疫蛋白，從而對大腸桿菌素有免疫作用，不受其傷害。Col因子中的ColE1廣泛用于重組DNA的研究和用于體外復(fù)制系統(tǒng)上。⑥典型質(zhì)粒簡介4)Ti質(zhì)粒(tumorinducingplasmid):即誘癌質(zhì)粒。是植物遺傳工程的主要載體。5)巨大質(zhì)粒(mega質(zhì)粒)：發(fā)現(xiàn)于亙瘤菌屬中，上面有一系列固氮基因。6)降解性質(zhì)粒：僅在假單孢菌屬中發(fā)現(xiàn)。可編碼一系列能降解復(fù)雜物質(zhì)的酶，從而能利用一般細菌所難以分解的物質(zhì)作碳源。返回4)Ti質(zhì)粒(tumorinducingplasmid3、染色體水平染色體數(shù)染色體倍數(shù)①整倍體單倍體二倍體多倍體②非整倍體返回3、染色體水平返回4、核酸水平核酸種類：大多DNA，少數(shù)RNA核酸結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)；二級結(jié)構(gòu)；高級結(jié)構(gòu)；(3)DNA長度返回4、核酸水平返回5、基因水平（1）基因概念基因是一個含有特定遺傳信息的核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位。（2）種類1)結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因：2)核糖體RNA基因(rDNA)與轉(zhuǎn)譯RNA基因(tDNA)3)啟動子與操縱基因（3）操縱子:功能相關(guān)的幾個基因前后相連，在加上一個共同的調(diào)節(jié)基因和一組共同的控制位點（啟動子、操縱基因等）在基因轉(zhuǎn)錄時協(xié)同動作。5、基因水平（4）基因的命名——三字命名法1)基因名稱一般用三個小寫字母表示；例：賴氨酸基因：lysine——lys——Lys（基因）（基因產(chǎn)物）與核糖體中較大蛋白質(zhì)亞基有關(guān)的基因ribosomalproteinlarge——rpl2)產(chǎn)生同一突變型表型的不同基因，用三個字母后面所加的斜體大寫字母表示；例：組氨酸基因——his;各組氨酸基因——hisA；hisB（4）基因的命名——三字命名法3)同一基因的不同突變位點用基因符號后面的阿拉伯數(shù)字表示；例：色氨酸基因——trp各個色氨酸基因——trpA;trpB基因trp各位點的突變型——trpA23;trpA464)抗性基因，一般把“抗”用大寫R注在基因符號右上角。返回3)同一基因的不同突變位點用基因符號后面的阿拉伯數(shù)字表示；返遺傳物質(zhì)類型核基因組核外染色體真核生物的細胞質(zhì)基因線粒體葉綠體等共生生物2um質(zhì)粒等原核生物的F因子（F質(zhì)粒）R因子（R質(zhì)粒）Col質(zhì)粒Ti質(zhì)粒巨大質(zhì)粒降解性質(zhì)粒等返回遺傳物質(zhì)類型核基因組核外染色體真核生物的細胞質(zhì)基因線粒體葉綠返回返回返回返回返回返回返回返回第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件6、密碼子水平遺傳密碼：指DNA鏈上決定各具體氨基酸的特定核苷酸順序。(1)三聯(lián)密碼子——遺傳的信息單位mRNA上每三個核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個氨基酸，這三個核苷酸就叫密碼，又稱三聯(lián)密碼子。(2)遺傳密碼的性質(zhì)1)密碼的簡并性：指一種以上密碼子編碼同一個氨基酸的現(xiàn)象。2)密碼的通用性：所有的生物共用一套密碼。6、密碼子水平3)密碼子與反密碼子的相互作用——擺動學說（或稱變偶假說）在密碼子和反密碼子的配對中，前兩對嚴格遵守堿基配對原則，第三對堿基有一定的自由度可以“擺動”，因而使某些tRNA可以識別一個以上的密碼子。（3）密碼子的使用規(guī)律原核生物中大部分以AUG為起始密碼子，少數(shù)使用GUG；真核生物則全部為AUG；終止密碼子為UAA、UAG、UGA。密碼不重疊。密碼間無間隔。返回3)密碼子與反密碼子的相互作用——擺動學說（或稱變偶假說）返一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)二、基因突變和誘變育種三、基因重組和雜交育種四、基因工程一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)二、基因突變和誘變育種指細胞內(nèi)（或病毒粒內(nèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生的可遺傳的變化。（一）突變類型（二）突變率（三）突變的表達（四）基因突變的特點（五）DNA損傷的修復(fù)（六）突變株的分離篩選（七）誘變物質(zhì)的檢測——Ames實驗（八）突變與育種二、基因突變和誘變育種二、基因突變指細胞內(nèi)（或病毒粒內(nèi)）遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生的可遺傳的變化。（一）突變類型（二）突變率（三）突變的表達（四）基因突變的特點（五）DNA損傷的修復(fù)（六）突變株的分離篩選（七）誘變物質(zhì)的檢測——Ames實驗（八）突變與育種二、基因突變2)重復(fù)：一個染色體上某一片段出現(xiàn)兩份或兩份以上，使位于這些片段上的基因多了一份或幾份。3)倒位在同一染色體上某一個片段作180的顛倒，造成染色體上基因順序的重排。4)易位一個染色體臂的一段移接到另一非同源染色體的臂上的結(jié)構(gòu)變異。②染色體數(shù)目改變倍數(shù)性改變非整倍性改變BACK2)重復(fù)：BACKBACKBACK根據(jù)DNA變化的范圍分基因突變堿基置換移碼突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)改變?nèi)旧w數(shù)目改變BACK轉(zhuǎn)換顛換缺失重復(fù)倒位易位倍數(shù)性改變非整倍性改變根據(jù)DNA變化的范圍分基因突變堿基置換移碼突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧獴ACKBACK第七章微生物的遺傳變異和育種——微生物學(周德慶主編)課件營養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死突變型形態(tài)突變型抗原突變型產(chǎn)量突變型選擇型突變非選擇型突變根據(jù)表型分BACK營養(yǎng)缺陷型抗性突變型條件致死突變型形態(tài)突變型抗原突變型產(chǎn)量突根據(jù)突變發(fā)生的效應(yīng)同義突變：指不改變氨基酸的密碼子變化。錯義突變：指堿基替換的結(jié)果引起氨酸序列的改變。無義突變：編碼區(qū)的單堿基突變導(dǎo)致終止密碼子的形成，使mRNA的翻譯提前完成，形成不完全的肽鏈，因而產(chǎn)物一般不具活性。BACK根據(jù)突變發(fā)生的效應(yīng)同義突變：指不改變氨基酸的密錯義突變：指堿（二）突變率1、概念：2、檢出：BACK（二）突變率BACK1、根據(jù)突變起因分；2、根據(jù)DNA變化范圍分；3、根據(jù)突變發(fā)生的效應(yīng)分；4、根據(jù)表型分1、根據(jù)突變起因分；DNA復(fù)制中的錯誤自發(fā)損傷脫嘌呤脫氨基氧化性損傷堿基可轉(zhuǎn)移遺傳因子的作用自發(fā)突變堿基類似物烷化劑嵌合劑輻射黃曲霉素誘發(fā)突變根據(jù)突變起因分BACKDNA復(fù)制中的錯誤自發(fā)損傷脫嘌呤脫氨基氧化性損傷堿基可轉(zhuǎn)移遺BACKBACK基因突變（狹義）指DNA的單個堿基發(fā)生置換所引起的突變。①堿基置換轉(zhuǎn)換顛換②移碼突變(2)染色體畸變指染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變。①染色體結(jié)構(gòu)變異缺失指染色體丟失了一個片段，使之位于這個片段上的基因也隨之丟失。基因突變（狹義）（三）突變的表達1、突變表達的時限2、突變表達的條件BACK（三）突變的表達BACK（四）基因突變的特點1、基因突變的特點2、基因突變的自發(fā)性和不對應(yīng)性的證明（1）變量實驗（2）涂布實驗（3）影印培養(yǎng)實驗BACK（四）基因突變的特點BACKBACKBACKBACKBACKBACKBACK（五）DNA損傷的修復(fù)1、DNA損傷指在生物體生命過程中DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何改變，包括單個堿基改變及結(jié)構(gòu)的扭曲。2、DNA損傷的類型異常堿基：DNA中除ATGC之外的堿基。AP位點：指無嘌呤或無嘧啶的位點，即無堿基位點。切口：3’→5’磷酸二酯鍵斷裂。缺口：雙鏈中一條鏈丟失一個或多個核苷酸形成。斷裂：雙鏈損傷，DNA分子被切開。交鏈：分為鏈內(nèi)交鏈和鏈間交鏈。（五）DNA損傷的修復(fù)3、修復(fù)機制：光復(fù)活：是專一地針對紫外線引起的DNA損傷而形成的嘧啶