《微生物遗传》PPT课件
合集下载
《微生物遗传》课件
微生物遗传育种与改良
04
自然选育
利用自然变异选择有益的变异体，通过遗传稳定性和生产性状的鉴定，培育出新的菌种。
微生物遗传学应用
05
工业发酵是微生物遗传学应用的重要领域之一，通过利用微生物的遗传特性，实现大规模生产各类发酵产品，如酒精、醋酸、酵母、抗生素等。
工业发酵中，通过遗传育种和基因工程手段改良微生物菌种，提高发酵效率和产物质量，降低生产成本。
详细描述
总结词
介绍基因表达的概念、基因表达的调控机制以及基因表达的改变对微生物的影响。
详细描述
基因表达是DNA中的遗传信息转录为RNA并翻译为蛋白质的过程。基因表达受到多种因素的调控，包括DNA的甲基化、染色质构象以及转录和翻译水平的调控。基因表达的改变可能影响微生物的生长、代谢和致病性等方面。
微生物基因突变与重组
19世纪末期
遗传学奠基人摩尔根提出基因概念，为遗传学的发展奠定了基础。
20世纪初期
DNA双螺旋结构发现，开启了分子生物学时代。
20世纪50年代
人类基因组计划启动，推动了基因组学的发展。
20世纪70年代
微生物遗传物质基础
02
介绍DNA的基本结构，包括碱基、磷酸和脱氧核糖，以及DNA的双螺旋结构。
总结词
工业发酵的微生物菌种通常具有特殊生理功能和代谢途径，通过研究其遗传机制，有助于发现新的发酵产品和工艺。
生物制药是利用微生物或其代谢产物作为药物成分，治疗和预防人类疾病的领域。
通过遗传工程手段，可以改良微生物细胞工厂，高效表达具有药效的蛋白质或其他活性分子。
生物制药中，对微生物的遗传特性和表达调控机制的研究，有助于发现和开发新的药物候选分子。
生物环保是利用微生物的降解和转化能力，处理和治理环境污染的领域。
04
自然选育
利用自然变异选择有益的变异体，通过遗传稳定性和生产性状的鉴定，培育出新的菌种。
微生物遗传学应用
05
工业发酵是微生物遗传学应用的重要领域之一，通过利用微生物的遗传特性，实现大规模生产各类发酵产品，如酒精、醋酸、酵母、抗生素等。
工业发酵中，通过遗传育种和基因工程手段改良微生物菌种，提高发酵效率和产物质量，降低生产成本。
详细描述
总结词
介绍基因表达的概念、基因表达的调控机制以及基因表达的改变对微生物的影响。
详细描述
基因表达是DNA中的遗传信息转录为RNA并翻译为蛋白质的过程。基因表达受到多种因素的调控，包括DNA的甲基化、染色质构象以及转录和翻译水平的调控。基因表达的改变可能影响微生物的生长、代谢和致病性等方面。
微生物基因突变与重组
19世纪末期
遗传学奠基人摩尔根提出基因概念，为遗传学的发展奠定了基础。
20世纪初期
DNA双螺旋结构发现，开启了分子生物学时代。
20世纪50年代
人类基因组计划启动，推动了基因组学的发展。
20世纪70年代
微生物遗传物质基础
02
介绍DNA的基本结构，包括碱基、磷酸和脱氧核糖，以及DNA的双螺旋结构。
总结词
工业发酵的微生物菌种通常具有特殊生理功能和代谢途径，通过研究其遗传机制，有助于发现新的发酵产品和工艺。
生物制药是利用微生物或其代谢产物作为药物成分，治疗和预防人类疾病的领域。
通过遗传工程手段，可以改良微生物细胞工厂，高效表达具有药效的蛋白质或其他活性分子。
生物制药中，对微生物的遗传特性和表达调控机制的研究，有助于发现和开发新的药物候选分子。
生物环保是利用微生物的降解和转化能力，处理和治理环境污染的领域。
《微生物遗传》PPT课件
吸附
10分钟后 用捣碎器 使空壳脱离
离心
上清液中含 75%放射性
沉淀中含 25%放射性
沉淀细胞进一步培 养后，可产生大量 完整的子代噬菌体
（2）含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中
ppt课件
13
ppt课件
14
（三）植物病毒的重建实验
为 了 证 明 核 酸 是 遗 传 物 质 ， H. FraenkelConrat （ 1956 ） 用 含 RNA 的 烟 草 花 叶 病 毒 （TMV）进行了著名的植物病毒重建实验。
5
DNA是遗传变异的物质基础的证明：
1944年以后，先后有利用微生物为实验对象进行的 三个著名实验的论证：
1、肺炎球菌的转化试验； 2、噬菌体感染试验； 3、病毒的拆开与重建试验。
才使人们普遍接受核酸才是真正的遗传物质。
ppt课件
6
一、证明核酸是遗传物质基础的三个经典实验
（一）经典转化实验（transformation）：F.Griffith，
代谢
遗传型 + 环境条件
发育
表型
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;------是一种现实存在，是具一定遗传型的
生物在一定条件下所表现出的具体性状。
ppt课件
3
遗传与变异的概念
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。变异的特点：a.在群体中以极低的几 率出现，（一般为10-6～10-10）；b.形状变化的幅度大； c. 变化后形成的新性状是稳定的，可遗传的。 饰变（modification）：指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。特点是：a.几乎整个群体 中的每一个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。引起饰变的因素消失 后，表型即可恢复。
微生物遗传新ppt课件
1.遗传信息的连续性 大肠杆菌和其它原核生物中基因 组DNA 绝大部分用来编
码蛋白质、RNA；用作为复制起点、启动子、终止子和 一些由调节蛋白识别
2.功能相关的结构基因组成操纵子结构
大肠杆菌总共有2584个操纵子，基因组测序推测出2192个
操纵子。其中73%只含一个基因，16.6%含有2个基因，
操纵子结构，有间隔区或内含子序列。酵母菌基因组最显著的特点是高 度重复， tRNA基因在每个染色体上至少是4个，多则30多个，总共约有 250个拷贝(大肠 杆菌约60个拷贝)。rRNA基因只位于ⅩⅠⅠ号染色体的 近端粒处，每个长9137bp，有100～200个拷贝。酵母基因组全序列测定 完成后，在其基因组上还发现了许多较高同源性的DNA重复序 列，并 称之为遗传丰余(genetic redundancy)。酵母基因组的高度重复或遗传丰 余是进化的策略，所有现存的生物在自然的不断选择下 ，总是以合适 的结构特征来完成其生命过程。也许是在份数这么多的丰余基因中，如 果有少数基因突变而失去功能的话，可不影响生命的生存；也许是为了 适应复杂多变的环境，多余的基因可使生物体能够在不同的环境中分别 使用多个功能相同或者相似的基因产物，做到有备无患。因此从这个意 义上讲酵母确实比细菌和病毒“进步”且“富有”，而细菌和病毒( 许 多病毒基因组上的基因是重叠的)似乎更“聪明”，知道如何尽量经济 和有效地利用其有限的遗传资源。
类突变株，操作性强。大多是无性生殖， 变异易保留。
4
微生物的变异性和遗传性的特点
1、大多数微生物为单细胞构造简单，通常为单 倍体，而且直接接触外界环境，任何条件的变 化，都可影响微生物，从而降低了遗传的保守 性。
2、繁殖速度快，可在短时间重复多次，即使变异 的频率十分低，也可在短时间内产生大量的变 异后代。
微生物遗传学课件
基因组学定义
基因组学是研究生物体基因组的学科，包括基因的发现、基因组结构、基因表达调 控以及基因组进化的研究。
基因组学研究旨在揭示生物体的遗传信息，以及这些信息如何影响生物体的表型和 功能。
基因组学研究对于理解生命的本质、疾病的发生和发展机制以及新药的研发等方面 具有重要意义。
基因组学研究方法
基因组测序
生物修复
生物修复
利用微生物对环境污染进行治理和修复的 技术，具有处理效果好、成本低等优点。
生物修复的应用
在土壤、水体、空气等污染治理领域广泛 应用，有效解决了许多环境问题，改善了
人类生存环境。
生物修复的原理
通过微生物对污染物的降解、转化和富集 等作用，将污染物转化为无害或低毒性的 物质，降低其对环境和人体健康的危害。
程，涉及到多种酶的参与。
转座重组
指DNA分子内部的转座元件在不 同位置之间移动的重组过程。转 座重组需要转座酶的催化，实现 DNA片段在不同位置的复制和移
动。
Hale Waihona Puke 突变与重组在微生物遗传学中的应用
基因工程
通过突变和重组技术，可以对微 生物进行基因敲除、敲入和基因 修饰，实现基因表达的调控和代
谢途径的改造。
微生物遗传学课件
目 录
• 微生物遗传学概述 • 微生物基因组学 • 微生物突变与重组 • 微生物基因表达调控 • 微生物进化与系统发育 • 微生物遗传学应用
01 微生物遗传学概述
微生物遗传学定义
微生物遗传学定义
微生物遗传学是一门研究微生物遗传、变异和演化的科学，主要关注微生物的基因组结构 、基因表达调控、基因突变与进化等基本问题。
通过调节翻译起始和翻译过程 来控制蛋白质的合成，如核糖 体结合位点的选择和mRNA的 稳定性等。
微生物遗传-幻灯片
双重溶源菌中，正常λ噬菌体称为辅助噬菌体，因为 它帮助缺陷噬菌体整合和繁殖。
双重溶原菌在紫外辐射等因子的诱导下,原噬菌体容 易被切割下来，产生等量的缺陷噬菌体和正常噬菌体， 该裂解物称为高频率转导裂解物，用这样的裂解物去 感染细菌，将比低频率转导裂解物产生多得多的转导 子。这一过程称为高频转导。
大肠杆菌的低频转导和高频转导比较：
由转导作用而获得供体细胞部分遗传性状的重组受体 细胞称为转导子 （transductant）
携带供体部分遗传物质（DNA片段）的噬菌体称为 转导噬菌体。
细菌转导的二种类型：
普遍性转导 局限性转导
1、普遍性转导（generalized transduction）
通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段 DNA进行误包，而将其遗传性状传递给受体菌的现象，称普遍 性转导。 (1) 意外的发现
溶源转变与转导的不同？
a）噬菌体不携带任何供体菌的基因； b）这种噬菌体是完整的，而不是缺陷的；
三、 接合 (conjugation)
通过细胞与细胞的直接接触 而产生的遗传信息的转移和 重组过程
1.接合现象的发现和证实
1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm 细菌的多重营养缺陷型杂交实验
诱导溶源性大肠杆菌而产生的细胞裂解 产物中，除含有正常的噬菌体外，还有少数 （10-6）转导噬菌体颗粒，因此，用诱导λ 溶源性菌株得来的噬菌体进行转导时的转导 频率不过10-6 ，称为低频转导。
高频转导(HFT):
如果细菌染色体中整合有一个正常的λ噬菌体时，
缺陷λ噬菌体也能整合到同一细菌染色体上（因为正常 λ噬菌体整合后，产生两个细菌/噬菌体杂合att位点，缺 陷λ噬菌体可以在该位点插入），这种细菌称为双重溶 源菌.
双重溶原菌在紫外辐射等因子的诱导下,原噬菌体容 易被切割下来，产生等量的缺陷噬菌体和正常噬菌体， 该裂解物称为高频率转导裂解物，用这样的裂解物去 感染细菌，将比低频率转导裂解物产生多得多的转导 子。这一过程称为高频转导。
大肠杆菌的低频转导和高频转导比较：
由转导作用而获得供体细胞部分遗传性状的重组受体 细胞称为转导子 （transductant）
携带供体部分遗传物质（DNA片段）的噬菌体称为 转导噬菌体。
细菌转导的二种类型：
普遍性转导 局限性转导
1、普遍性转导（generalized transduction）
通过极少数完全缺陷噬菌体对供体菌基因组上任何小片段 DNA进行误包，而将其遗传性状传递给受体菌的现象，称普遍 性转导。 (1) 意外的发现
溶源转变与转导的不同？
a）噬菌体不携带任何供体菌的基因； b）这种噬菌体是完整的，而不是缺陷的；
三、 接合 (conjugation)
通过细胞与细胞的直接接触 而产生的遗传信息的转移和 重组过程
1.接合现象的发现和证实
1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm 细菌的多重营养缺陷型杂交实验
诱导溶源性大肠杆菌而产生的细胞裂解 产物中，除含有正常的噬菌体外，还有少数 （10-6）转导噬菌体颗粒，因此，用诱导λ 溶源性菌株得来的噬菌体进行转导时的转导 频率不过10-6 ，称为低频转导。
高频转导(HFT):
如果细菌染色体中整合有一个正常的λ噬菌体时，
缺陷λ噬菌体也能整合到同一细菌染色体上（因为正常 λ噬菌体整合后，产生两个细菌/噬菌体杂合att位点，缺 陷λ噬菌体可以在该位点插入），这种细菌称为双重溶 源菌.
《微生物遗传》PPT课件 (2)
第八章 微生物遗传
教学内容
1.掌握遗传变异的物质基础
2.掌握基因突变和诱变育种
3.了解原核生物和真菌的基因重组
4.了解基因工程原理
5.了解菌种的保藏与复壮
ppt课件
1
遗传（Heredity or Inheritance）与变异（Variation）是生物界 最本质的属性之一。
遗传是指亲代生物将自身的一整套遗传因子（基因，Gene）传 递给子代的行为或功能，它具有极其稳定的特性。
ppt课件
8
（3）S型菌的无细胞提取液试验
培养皿培养
活R菌 + S菌无细胞抽提液
长出大量R菌和少量S菌
实验说明：加热杀死的S型细菌，在其细胞内可能存在一种转 化物质，它能通过某种方式进入R型细胞，并使R形细胞获得表达S 型荚膜性状的遗传特性。
ppt课件
9
1944年，O.T.Avery等利用单细胞成分进一步证明了转化因子是DNA。
ppt课件
18
2.原核生物的质粒（Plasmid）
一种独立于微生物染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因 子，只控制微生物的次要性状。
（1）质粒的构型
质粒一般以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC) 的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中。
粒和R近N年A质来粒在。疏螺旋体、链霉菌和酵母菌中发现了线型双染链D色NDA体NA质
（2）质粒的大小
质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb，细菌质粒多在10kb
以内。每个质粒含有几个到数百个基因。每一个质细粒胞可含有1—几
百个质粒。
ppt课件
DNA
19
（3）质粒的特性
a.是细菌非必须的遗传物质。
教学内容
1.掌握遗传变异的物质基础
2.掌握基因突变和诱变育种
3.了解原核生物和真菌的基因重组
4.了解基因工程原理
5.了解菌种的保藏与复壮
ppt课件
1
遗传（Heredity or Inheritance）与变异（Variation）是生物界 最本质的属性之一。
遗传是指亲代生物将自身的一整套遗传因子（基因，Gene）传 递给子代的行为或功能，它具有极其稳定的特性。
ppt课件
8
（3）S型菌的无细胞提取液试验
培养皿培养
活R菌 + S菌无细胞抽提液
长出大量R菌和少量S菌
实验说明：加热杀死的S型细菌，在其细胞内可能存在一种转 化物质，它能通过某种方式进入R型细胞，并使R形细胞获得表达S 型荚膜性状的遗传特性。
ppt课件
9
1944年，O.T.Avery等利用单细胞成分进一步证明了转化因子是DNA。
ppt课件
18
2.原核生物的质粒（Plasmid）
一种独立于微生物染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因 子，只控制微生物的次要性状。
（1）质粒的构型
质粒一般以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC) 的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中。
粒和R近N年A质来粒在。疏螺旋体、链霉菌和酵母菌中发现了线型双染链D色NDA体NA质
（2）质粒的大小
质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb，细菌质粒多在10kb
以内。每个质粒含有几个到数百个基因。每一个质细粒胞可含有1—几
百个质粒。
ppt课件
DNA
19
（3）质粒的特性
a.是细菌非必须的遗传物质。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（Streptococcus pneumoniae）转化试验。 ②1952年，A. D. Hershy、M. Chase的噬菌体感染实验。 ③1956年，H. Fraenkel-Conrat的TMV拆开和重建实验。
1、经典转化实验 肺炎链球菌： S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致病能力） R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）
（二）遗传物质存在的部位
真核微生物：细胞核 原核微生物：核区 细胞核或核区的数目在不同的微生物中是不同的
细胞核水平
真核生物 原核生物
细胞核 核区
核染色体 DNA链
核基因组
在核基因组之外，还存在各种形式的核外遗传物质
核基因组 遗 传 物 质 类 核外染色体 型
线粒体
细胞质基因 叶绿体
（质体） 中心体
原核及真核微生物基因组的基本特征
第三节 原核微生物的基因重组
三种基因水平转移方式及其应用
第四节 真核微生物的基因重组 准性生殖
第五节 基因突变和诱变育种 基因突变的规律
第六节 微生物与基因工程 基因工程的基本过程和基本技术
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（inheritance）和变异（variation）是生命的最本质特性之一
微生物遗传与变异
要点：
1、细菌基因重组的原理和方法。 2、真菌基因重组的原理和方法。 3、微生物诱变育种的原理和方法。 4、基因工程的基本原理 5、基因表达的调控
重点：
细菌的基因重组
难点：
低频转导，高频转导，准性生殖
第一节 遗传的物质基础
三个经典Байду номын сангаас验的原理与方法，朊病毒的概念
第二节 微生物的基因组结构
真核生物 的“质粒”
动体
共生生物： 卡巴颗粒
酵母菌的2m质粒
原核生物 的质粒
F因子 R因子 Col质粒 Ti质粒 巨大质粒 降解性质粒
（三）转座因子（transposible element）
细胞中能改变自身位置（例如从染色体或质粒转移到另一个位点， 或者在两个复制子之间转移）的一段DNA序列。也称跳跃基因 （jumping gene）或可移动基因（movable gene）。
特点：遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常 为10-6-10-9）
表型饰变：
同样遗传型的生物在不同外界条件下显现的不同表现 型的变异，不涉及遗传物质结构改变
特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为
第一节 遗传的物质基础
★一.证明核酸是遗传物质的经典实验
① 1 9 2 8 年 ， F. Griffith；1944 年 O. T. Avery 肺 炎 链 球 菌
结论：
➢ 证明核酸（DNA或RNA）是遗传的物质基础 ➢ 简单的细菌（或病毒）解决复杂而重大的问题 ➢ 微生物与高等生物具有共同的遗传本质
朊病毒的发现和思考:
朊病毒
一种具有传染性的蛋白质致病因子
已知的传染性疾病的传播因 子必须含有核酸
？？？
蛋白质是遗传物质吗
蛋白质折叠与功能的关系， 是否存在折叠密码？
二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和形式
一）遗传物质在微生物细胞中的存在方式
①真核生物 • DNA分子与组蛋白结合构成染色体，每条染色体有单一线性双
链DNA分子。一个真核生物细胞内有多条染色体（脉孢菌7条， 人23条）。高等生物中有2至多套染色体（动物2倍，水稻4 倍），真菌有双倍体，但多数微生物是单倍体。真核细胞核 物质外有核膜包围，形成完整细胞核。 ②原核生物 • DNA不与组蛋白结合，染色体仅由一条DNA组成，DNA为共价闭 合环状双链，一个细胞内只有一条染色体（单倍体haploid）。 无核膜包围，只在细胞中央形成核区。 ③质粒plasmid和转座因子 • 原核生物中，除染色体以外，能够自主复制的共价闭合环状 DNA分子。它们携带少量遗传基因，决定细胞的某些性状，并 非细菌生活必需。
转座因子的种类（1）
• 插入序列（IS，insertion sequence）：分子量最小（仅0.71.4kb），只能引起转座（transposition）效应而不含其它 基因。可以在染色体、F因子等质粒上发现它们。
• 已知的IS有5种，即 IS1、IS2、IS3、IS4和IS5。
• 因IS在染色体上插入的位置和方向的不同，其引起的突变 效应也不同。IS引起的突变可回复，其原因可能是IS被切 离，如果因切离部位有误而带走IS以外的一部分DNA序列， 就会在插入部位造成缺失，从而发生新的突变。
遗传型： (genotype)
决定生物表现型的遗传因子
表型： 具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过
(phenotype) 生长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总
和。
遗传型＋环境条件
表型
表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。
遗传型变异（基因突变）：
遗传型改变引起的表型变化，发生在基因水平上，可 以遗传给子代。
长出S菌 只有R菌
只有S型细菌的DNA才能将S. pneumoniae的R型转化为S 型。且DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型菌株转 移给R型菌株的，是遗传因子DNA。
2、噬菌体感染实验
进入细菌细胞内部的物质是DNA。DNA包含有产生完整噬 菌体的全部信息。
3、植物病毒TMV重建实验 TMV的遗传物质是RNA。
1944 年 Avery 、 MacLeod 和 McCarty 从 热 死 S 型 S. pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成分，并 在离体条件下进行了转化试验：
活R菌
•①加S菌DNA •②加S菌DNA及DNA酶以外的酶 •③加S菌的DNA和DNA酶 •④加S菌的RNA •⑤加S菌的蛋白质 •⑥加S菌的荚膜多糖
原核生物的转座因子：
插入序列（insertion sequence,IS) 转座子（transposon ,Tn) 某些病毒（Mu噬菌体）
转座因子
• 40年代McClintock在玉米中发现了转座子即跳跃 基因，自1967年以来，已在微生物和其它生物中 得到普遍证实。
• 新发现：有些DNA片段不但可在染色体上移动， 还可从一个染色体跳到另一个染色体，从一个质 粒跳到另一个质粒或染色体，甚至还从一个细胞 转移到另一个细胞。在这些DNA顺序的跳跃过程 中，往往导致DNA链的断裂或重接，从而产生重 组交换或使某些基因启动或关闭，结果导致突变 的发生。
1、经典转化实验 肺炎链球菌： S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致病能力） R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）
（二）遗传物质存在的部位
真核微生物：细胞核 原核微生物：核区 细胞核或核区的数目在不同的微生物中是不同的
细胞核水平
真核生物 原核生物
细胞核 核区
核染色体 DNA链
核基因组
在核基因组之外，还存在各种形式的核外遗传物质
核基因组 遗 传 物 质 类 核外染色体 型
线粒体
细胞质基因 叶绿体
（质体） 中心体
原核及真核微生物基因组的基本特征
第三节 原核微生物的基因重组
三种基因水平转移方式及其应用
第四节 真核微生物的基因重组 准性生殖
第五节 基因突变和诱变育种 基因突变的规律
第六节 微生物与基因工程 基因工程的基本过程和基本技术
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（inheritance）和变异（variation）是生命的最本质特性之一
微生物遗传与变异
要点：
1、细菌基因重组的原理和方法。 2、真菌基因重组的原理和方法。 3、微生物诱变育种的原理和方法。 4、基因工程的基本原理 5、基因表达的调控
重点：
细菌的基因重组
难点：
低频转导，高频转导，准性生殖
第一节 遗传的物质基础
三个经典Байду номын сангаас验的原理与方法，朊病毒的概念
第二节 微生物的基因组结构
真核生物 的“质粒”
动体
共生生物： 卡巴颗粒
酵母菌的2m质粒
原核生物 的质粒
F因子 R因子 Col质粒 Ti质粒 巨大质粒 降解性质粒
（三）转座因子（transposible element）
细胞中能改变自身位置（例如从染色体或质粒转移到另一个位点， 或者在两个复制子之间转移）的一段DNA序列。也称跳跃基因 （jumping gene）或可移动基因（movable gene）。
特点：遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常 为10-6-10-9）
表型饰变：
同样遗传型的生物在不同外界条件下显现的不同表现 型的变异，不涉及遗传物质结构改变
特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为
第一节 遗传的物质基础
★一.证明核酸是遗传物质的经典实验
① 1 9 2 8 年 ， F. Griffith；1944 年 O. T. Avery 肺 炎 链 球 菌
结论：
➢ 证明核酸（DNA或RNA）是遗传的物质基础 ➢ 简单的细菌（或病毒）解决复杂而重大的问题 ➢ 微生物与高等生物具有共同的遗传本质
朊病毒的发现和思考:
朊病毒
一种具有传染性的蛋白质致病因子
已知的传染性疾病的传播因 子必须含有核酸
？？？
蛋白质是遗传物质吗
蛋白质折叠与功能的关系， 是否存在折叠密码？
二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和形式
一）遗传物质在微生物细胞中的存在方式
①真核生物 • DNA分子与组蛋白结合构成染色体，每条染色体有单一线性双
链DNA分子。一个真核生物细胞内有多条染色体（脉孢菌7条， 人23条）。高等生物中有2至多套染色体（动物2倍，水稻4 倍），真菌有双倍体，但多数微生物是单倍体。真核细胞核 物质外有核膜包围，形成完整细胞核。 ②原核生物 • DNA不与组蛋白结合，染色体仅由一条DNA组成，DNA为共价闭 合环状双链，一个细胞内只有一条染色体（单倍体haploid）。 无核膜包围，只在细胞中央形成核区。 ③质粒plasmid和转座因子 • 原核生物中，除染色体以外，能够自主复制的共价闭合环状 DNA分子。它们携带少量遗传基因，决定细胞的某些性状，并 非细菌生活必需。
转座因子的种类（1）
• 插入序列（IS，insertion sequence）：分子量最小（仅0.71.4kb），只能引起转座（transposition）效应而不含其它 基因。可以在染色体、F因子等质粒上发现它们。
• 已知的IS有5种，即 IS1、IS2、IS3、IS4和IS5。
• 因IS在染色体上插入的位置和方向的不同，其引起的突变 效应也不同。IS引起的突变可回复，其原因可能是IS被切 离，如果因切离部位有误而带走IS以外的一部分DNA序列， 就会在插入部位造成缺失，从而发生新的突变。
遗传型： (genotype)
决定生物表现型的遗传因子
表型： 具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过
(phenotype) 生长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总
和。
遗传型＋环境条件
表型
表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。
遗传型变异（基因突变）：
遗传型改变引起的表型变化，发生在基因水平上，可 以遗传给子代。
长出S菌 只有R菌
只有S型细菌的DNA才能将S. pneumoniae的R型转化为S 型。且DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型菌株转 移给R型菌株的，是遗传因子DNA。
2、噬菌体感染实验
进入细菌细胞内部的物质是DNA。DNA包含有产生完整噬 菌体的全部信息。
3、植物病毒TMV重建实验 TMV的遗传物质是RNA。
1944 年 Avery 、 MacLeod 和 McCarty 从 热 死 S 型 S. pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成分，并 在离体条件下进行了转化试验：
活R菌
•①加S菌DNA •②加S菌DNA及DNA酶以外的酶 •③加S菌的DNA和DNA酶 •④加S菌的RNA •⑤加S菌的蛋白质 •⑥加S菌的荚膜多糖
原核生物的转座因子：
插入序列（insertion sequence,IS) 转座子（transposon ,Tn) 某些病毒（Mu噬菌体）
转座因子
• 40年代McClintock在玉米中发现了转座子即跳跃 基因，自1967年以来，已在微生物和其它生物中 得到普遍证实。
• 新发现：有些DNA片段不但可在染色体上移动， 还可从一个染色体跳到另一个染色体，从一个质 粒跳到另一个质粒或染色体，甚至还从一个细胞 转移到另一个细胞。在这些DNA顺序的跳跃过程 中，往往导致DNA链的断裂或重接，从而产生重 组交换或使某些基因启动或关闭，结果导致突变 的发生。