微生物的遗传和育种
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6.7×105 ➢ 基因调控系统
（二）原核生物的质粒
基因不仅存在在染色体 上，还存在于细胞中的 染色体外的遗传因子上
线粒体 细胞质基因 叶绿体 （质体） 中心体
真核生物
（二）噬菌体的侵染标记实验
1952年Hersey（侯喜）和Chase（蔡斯）的同 位素标记大肠杆菌T2噬菌体进行侵染实验。
实验方法 材料:大肠杆菌， T2噬菌体 培养基：32PO43- 和35SO42-的组合培养基。 结果：制备出含32P-DNA核心的噬菌体
制备出含35S-蛋白质外壳的噬菌体
离心 离心
32p85% 35s75%
（三）植物病毒的重建实验
➢ 烟草花叶病毒的感染和繁殖过程，证实 RNA也是重要的遗传物质。
➢ 1956年，法郎克-康勒特（H.FraenkelConrat）分离RNA和protein，进行重组实验。
➢ 实验材料:烟草花叶病毒（TMVA)与霍氏 车前花叶病毒（HRV，TMVB）。
染色体的一般形态结构
染色体组型
4.核酸水平
➢核酸种类 DNA或RNA
➢核酸结构 双链或单链 双链DNA:环状、线状、超螺旋状（麻花状）
➢DNA长度 基因组的大小 单位：bp（碱基对）、Kb（千碱基对）、Mb
（兆 碱基对） 例如 ：p194表7-2
DNA Supercoiling
To package the DNA into the cell requires that the DNA be supercoiled.
遗传型 + 环境条件====== 表型
3.变异(variation): 生物体在外因或内因的 作用下，遗传物质的结构或数量发生改变， 亦即遗传型的改变。
变异的特点: a.群体一般为10-5～10-10;
b.性状变化的幅度大；
c.变化后形成的新性状是稳定的、可遗传的。
4.饰变（modification）: 指外表的修饰性 改变，是一种不涉及遗传物质结构改变而只 发生在转录、转译水平上的表型变化。
遗传学的一些概念
➢ 遗传(heredity): 上一代生物如何将自身的 一整套遗传基因稳定地传递给下一代的行 为或功能。
➢ 特点：具稳定性。 四个基本概念：
1.遗传型（genotype）： 又称基因型，指 某一生物个体所含有的全部遗传因子即基 因组所带的遗传信息。
2.表型（phenotype）: 指生物体所具有的 一切外表特征和内在特性的总和，是其遗 传型在合适环境下通过代谢和发育而得到 的具体体现。
➢ 5%RNA, 95%Protein。
RNA杂合病毒实验
烟草花叶病毒经弱碱、尿素、去垢剂等处理，可以将其蛋白外壳与 RNA分开，重新将蛋白外壳与RNA混合，病毒粒子又会重建。
苯酚
苯酚
HRV B
二、遗传物质在细胞内的 存在部位和方式
（一）核酸存在的七个水平 1. 细胞水平:存在于细胞核或核质体，单核或多核 2. 细胞核水平: 原核与真核生物的细胞核结构不同，核基因
1928年，英国微生物学家Griffith(格里费斯）做了肺炎链球 菌的转化实验。实验说明了加热杀死的S型菌，在细胞内有一种具 有遗传转化能力的物质，可进入R型菌细胞内，使R型菌获得表达荚 膜的遗传特性。
体外转化实验－DNA是遗传物质的证明
超速离心
脂类除去
进入
显示出DNA的优势
1944年 Avery（艾费里） 揭开了转化因子的化学本质。
There are over 50 supercoiled domains in
the E. coli
chromosome, they are stabilized by association with the structural
➢ E.coli:2.4×109Da，42000
Kb（1300微米），闭合环 状，约编码2000个基因。 ➢ 类核（nucleoid）。 支 架 (scafford ） 50-100 个 DNA 环 组 成 ， 每 200bp 就有一个负超螺旋
DNA分子形成环状， 这种环呈超螺旋状
它从致密的含蛋白质的 结构中伸出（支架）
DNA这种高度折叠的结构使 DNA分子长度压缩了千余倍。
5.基因水平
➢ 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，其物质基础是一条以直线 排列、具有特定核苷酸序列的核酸片段。
➢ 有众多基因构成了染色体。 ➢ 基因大小：1000-1500bp，分子质量
特点：
a.几乎整个群体中的每一个体都发生同样的 变化;
b.性状变化的幅度小；
c.因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引 起来自百度文库变的因素消失后，表型即可恢复。
4.饰变（modification）:
➢ 例子:粘质沙雷氏菌（神灵色杆菌） ➢ 粘质沙雷氏菌在25℃下培养时，会产生深
红色的灵杆菌素,把菌落染成鲜血状，可是, 当培养在37℃下时,群体中的所有个体都不 产色素。如果重新降温至25℃,所有细胞产 色素能力又可以恢复。 ➢ 宗教中称它为“神灵色杆菌”或“灵杆菌” ➢ 饰变是与变异有着本质区别
第一节 遗传变异的物质基础
一、3个经典实验 证明核酸是遗传物质的实验。 （一）转化实验 研究材料:肺炎链球菌，小白鼠 肺炎链球菌特点： S型——有荚膜，菌落表面光滑，属致病菌。致病性，
人患肺炎，小白鼠患败血症而死亡。 R型——无荚膜，菌落表面粗糙，属非致病菌
体内转化实验－DNA是遗传物质的证明
1.细胞水平
➢ 细胞核或核区 ➢ 单核或多核
2.细胞核水平
➢ 核染色体=核基因组=核染色体组=基因组 ➢ 核外染色体=核外遗传因子
3.染色体水平
（1）染色体数 不同生物的染色体数差别很大。 书P193表7-1 （2）染色体倍数 ➢ 定义:指同一细胞中相同染色体的套数。 ➢ 单倍体：一套染色体 ➢ 双倍体：两套功能相同的染色体
组和核外染色体。 3. 染色体水平: 染色体数和倍数(真核)，单倍体和双倍体 4. 核酸水平：核酸种类、核酸结构和DNA长度（单位bp、
kb、Mb ）。 5. 基因水平：具自主复制能力的最小遗传功能单位，核酸片
断。长度与信息量，转录——翻译 6. 密码子水平： 信息单位,起始和终止, 7. 核苷酸水平： 突变或交换单位，四种碱基
（二）原核生物的质粒
基因不仅存在在染色体 上，还存在于细胞中的 染色体外的遗传因子上
线粒体 细胞质基因 叶绿体 （质体） 中心体
真核生物
（二）噬菌体的侵染标记实验
1952年Hersey（侯喜）和Chase（蔡斯）的同 位素标记大肠杆菌T2噬菌体进行侵染实验。
实验方法 材料:大肠杆菌， T2噬菌体 培养基：32PO43- 和35SO42-的组合培养基。 结果：制备出含32P-DNA核心的噬菌体
制备出含35S-蛋白质外壳的噬菌体
离心 离心
32p85% 35s75%
（三）植物病毒的重建实验
➢ 烟草花叶病毒的感染和繁殖过程，证实 RNA也是重要的遗传物质。
➢ 1956年，法郎克-康勒特（H.FraenkelConrat）分离RNA和protein，进行重组实验。
➢ 实验材料:烟草花叶病毒（TMVA)与霍氏 车前花叶病毒（HRV，TMVB）。
染色体的一般形态结构
染色体组型
4.核酸水平
➢核酸种类 DNA或RNA
➢核酸结构 双链或单链 双链DNA:环状、线状、超螺旋状（麻花状）
➢DNA长度 基因组的大小 单位：bp（碱基对）、Kb（千碱基对）、Mb
（兆 碱基对） 例如 ：p194表7-2
DNA Supercoiling
To package the DNA into the cell requires that the DNA be supercoiled.
遗传型 + 环境条件====== 表型
3.变异(variation): 生物体在外因或内因的 作用下，遗传物质的结构或数量发生改变， 亦即遗传型的改变。
变异的特点: a.群体一般为10-5～10-10;
b.性状变化的幅度大；
c.变化后形成的新性状是稳定的、可遗传的。
4.饰变（modification）: 指外表的修饰性 改变，是一种不涉及遗传物质结构改变而只 发生在转录、转译水平上的表型变化。
遗传学的一些概念
➢ 遗传(heredity): 上一代生物如何将自身的 一整套遗传基因稳定地传递给下一代的行 为或功能。
➢ 特点：具稳定性。 四个基本概念：
1.遗传型（genotype）： 又称基因型，指 某一生物个体所含有的全部遗传因子即基 因组所带的遗传信息。
2.表型（phenotype）: 指生物体所具有的 一切外表特征和内在特性的总和，是其遗 传型在合适环境下通过代谢和发育而得到 的具体体现。
➢ 5%RNA, 95%Protein。
RNA杂合病毒实验
烟草花叶病毒经弱碱、尿素、去垢剂等处理，可以将其蛋白外壳与 RNA分开，重新将蛋白外壳与RNA混合，病毒粒子又会重建。
苯酚
苯酚
HRV B
二、遗传物质在细胞内的 存在部位和方式
（一）核酸存在的七个水平 1. 细胞水平:存在于细胞核或核质体，单核或多核 2. 细胞核水平: 原核与真核生物的细胞核结构不同，核基因
1928年，英国微生物学家Griffith(格里费斯）做了肺炎链球 菌的转化实验。实验说明了加热杀死的S型菌，在细胞内有一种具 有遗传转化能力的物质，可进入R型菌细胞内，使R型菌获得表达荚 膜的遗传特性。
体外转化实验－DNA是遗传物质的证明
超速离心
脂类除去
进入
显示出DNA的优势
1944年 Avery（艾费里） 揭开了转化因子的化学本质。
There are over 50 supercoiled domains in
the E. coli
chromosome, they are stabilized by association with the structural
➢ E.coli:2.4×109Da，42000
Kb（1300微米），闭合环 状，约编码2000个基因。 ➢ 类核（nucleoid）。 支 架 (scafford ） 50-100 个 DNA 环 组 成 ， 每 200bp 就有一个负超螺旋
DNA分子形成环状， 这种环呈超螺旋状
它从致密的含蛋白质的 结构中伸出（支架）
DNA这种高度折叠的结构使 DNA分子长度压缩了千余倍。
5.基因水平
➢ 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，其物质基础是一条以直线 排列、具有特定核苷酸序列的核酸片段。
➢ 有众多基因构成了染色体。 ➢ 基因大小：1000-1500bp，分子质量
特点：
a.几乎整个群体中的每一个体都发生同样的 变化;
b.性状变化的幅度小；
c.因遗传物质不变，故饰变是不遗传的。引 起来自百度文库变的因素消失后，表型即可恢复。
4.饰变（modification）:
➢ 例子:粘质沙雷氏菌（神灵色杆菌） ➢ 粘质沙雷氏菌在25℃下培养时，会产生深
红色的灵杆菌素,把菌落染成鲜血状，可是, 当培养在37℃下时,群体中的所有个体都不 产色素。如果重新降温至25℃,所有细胞产 色素能力又可以恢复。 ➢ 宗教中称它为“神灵色杆菌”或“灵杆菌” ➢ 饰变是与变异有着本质区别
第一节 遗传变异的物质基础
一、3个经典实验 证明核酸是遗传物质的实验。 （一）转化实验 研究材料:肺炎链球菌，小白鼠 肺炎链球菌特点： S型——有荚膜，菌落表面光滑，属致病菌。致病性，
人患肺炎，小白鼠患败血症而死亡。 R型——无荚膜，菌落表面粗糙，属非致病菌
体内转化实验－DNA是遗传物质的证明
1.细胞水平
➢ 细胞核或核区 ➢ 单核或多核
2.细胞核水平
➢ 核染色体=核基因组=核染色体组=基因组 ➢ 核外染色体=核外遗传因子
3.染色体水平
（1）染色体数 不同生物的染色体数差别很大。 书P193表7-1 （2）染色体倍数 ➢ 定义:指同一细胞中相同染色体的套数。 ➢ 单倍体：一套染色体 ➢ 双倍体：两套功能相同的染色体
组和核外染色体。 3. 染色体水平: 染色体数和倍数(真核)，单倍体和双倍体 4. 核酸水平：核酸种类、核酸结构和DNA长度（单位bp、
kb、Mb ）。 5. 基因水平：具自主复制能力的最小遗传功能单位，核酸片
断。长度与信息量，转录——翻译 6. 密码子水平： 信息单位,起始和终止, 7. 核苷酸水平： 突变或交换单位，四种碱基