微生物的遗传变异分析

小鼠不发病（存活）
小鼠发病死亡
小鼠发病死亡
心血分离到S 型活菌
⑴ 动物试验
培养皿培养
无菌落生长
培养皿培养
培养出R 型菌落
培养皿培养
培养出大量R 型和S 型菌落
培养皿培养
培养出大量R 型和S 型菌落
⑵ 细菌培养试验
❖ 1952 年侯喜(A. Hershey)和蔡斯(M. Chase) 利用示踪元素，对大肠杆菌 T2 噬菌体进行 了这类实验。
本章主要内容
微生物遗传变异的基本原理
☀ 关于微生物遗传变异的物质基础及其存在形式。 ☀ 关于微生物基因突变的基本原理（类型、特点和机制）。 ☀ 关于微生物基因重组的基本原理（方式和特点）。
微生物菌种的选育
☀ 关于野生型微生物菌菌株分离、筛选与纯化。 ☀ 关于微生物的诱变育种的工作程序和方法步骤。 ☀ 关于营养缺陷型突变菌株的筛选方法和具体应用。 ☀ 原生质体融合育种技术的操作程序。 ☀ 基因工程育种技术的操作步骤和取得的成就。 ☀ 微生物菌种退化的原因；掌握菌种复壮的方法、防止菌种退化 的措施以及菌种保藏的方式和原理。
而后由于H 和C 配对，U 与A 配
对，因此当DNA 再次复制时O，:AA:T 就 :A（颠换）
转换为 G:C，而G:C 就转换为 A:T。O:C
G:C RG:C O:C
O:T
G:C（复原） 亚硝酸类A:引T起（的转碱换基）对置换
O:G
C:G（颠换）
5-氨基尿嘧啶（5-AU）、8-氮鸟
A:BU /G:BrU
❖ 证明核酸是遗传变异物质基础的经典实验
❖ 肺炎双球菌的转化实验 ❖ 噬菌体的感染实验 ❖ 烟草花叶病毒的拆开与重组实验
注射R 型活菌 注射S 型灭活菌 注射S 型活菌 注射R型活菌 +S 型死菌
热致死S 型菌 R 型活菌 热致死S 型菌 +R 型活菌 R 型活菌 +S 菌抽取提物
小鼠不发病（存活）
（7）可逆性。
碱基对的置换可分成两个亚类：一类是DNA 链上的一 个嘌呤被另一个嘌呤或是一个嘧啶被另一个嘧啶所置换， 称为转换；另一类是DNA 链上的一个嘌呤被另一个嘧
啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换，称为颠换
A：T
T：A
A
T
C：G
G：C
C
G
双链DNA
单链DNA
（实线代表转换，虚线代表颠换）
烷化亚剂硝是酸诱是变一育种种对极含其有重氨基要的的碱一基类对诱变剂，它们的化学结构都H带:C有一 个 化嘧或直接啶多作与个用D活N而性A诱烷作发基用碱。，基所对特有转别换这是的些经诱物常变质形剂通成。过烷烷化化鸟嘌磷呤酸。基形成烷H化:C嘌-↗→呤G:和C 烷 烷 基 链化上配它使胞腺能作脱对嘧嘌使用落的啶呤碱导下错（（基致来误CA中），基。）的变因进变②氨成成突而基烷次变尿引氧基黄的起嘧化在膘机D啶脱呤鸟N制氨（A（嘌尚，U复H呤））从未制，，而定引时论起碱。脱基①嘌对呤的碱A作缺:基T用失→类和，似H:↗置使物T-H换鸟-作↗:-C。嘌-用→-→。呤，G:A从引C:TD起N碱A
白质外壳的烟草花叶病毒。 ❖ 后来他又将甲、乙两种变种的烟草花叶病毒拆开，在体外分别将甲病
毒的 RNA和乙病毒的蛋白质结合，将乙病毒的RNA 和甲病毒的蛋白质 结合进行重组。 ❖ 接着他把这些经过重组的病毒分别感染烟草。结果从寄主分离所得的病 毒蛋白质均取决于相应病毒的 RNA。证明了核酸(RNA)是烟草花叶病毒 的遗传物质基础。
❖ 结果发现，几乎全部 35S 都在上清液中， 而几乎全部 32P 和细菌一起出现在沉淀物 中。
烟草花叶病毒的拆开与重组实验
❖ 1956 年，美国的法朗克-康勒特(Fraenkel-Conrat) ❖ 将烟草花叶病毒拆成RNA(因该病毒不含DNA)和蛋白质，并分别对烟草
进行感染实验； ❖ 结果发现只有 RNA能感染烟草，并在感染后的寄主中分离到完整的具蛋
❖ 先用含有 35S 和 32P 两种元素的培养基培养 大肠杆菌，然后让 T2 噬菌体侵染培养后的 大肠杆菌，从而使 T2 噬菌体打上 35S 和 32P 的标记。
❖ 让这种 T2 噬菌体侵染不含标记元素的大肠 杆菌，并在 T2 噬菌体完成了吸附和侵入后，
❖ 强烈搅拌洗涤，以便使吸附在菌体外表的 T2 噬菌体蛋白质外壳脱离细胞并均匀分布， 再进行离心沉淀，分别测定沉淀物和上清液 中的同位素标记。
（一）细胞水平
❖
从细胞水平来看，细胞核；除此之外，在细胞质中存在着一些能
自我复制的遗传物质，一般称这部分DNA 为质粒。
❖ （二）亚细胞核水平
❖ 真核微生物的细胞核有核膜包围，形成具有完整形态、在光学显微镜 下清晰可见的细胞核，核内DNA 与组蛋白结合在一起构成染色体。 （三）分子水平
❖ DNA（ RNA）－－→在DNA 大分子上存在着决定某些遗传性状的特定区 段，即所谓基因－－→一个基因含若干核苷酸碱基组成的三联密。
❖ 四种核苷酸，按其排列组合方式的不同，可编出三联密码 43＝64个， 用于决定组成蛋白质的20 种氨基酸顺序。起始密码（AUG）和终止密 码（UAA、UGA和UAG）。
❖二三一、、、基基因因因突突变突变的变的机的特理类点型 传（❖一整变几）1个异⑴种基诱碱的生类发直因基本物突接型突对质界变引：变的上，及起的置都由其置类换具于机换型有它理的是相诱们多变同遗剂种的传多规变（样律异亚的硝，的酸，这物类按在质、突基基烷因变础化突体是剂变表相类的型同）水不的平同，上，因尤此可其显分突示为出在以。遗下 ❖ （⑵1（）1间不）接对形引应态起性突置。变换型的诱。变剂 （碱基类似物） ❖ （2 2（移）2码自）突发条变性件。致死突变型。 （❖二（）3 3自（染）发3色稀）突体有营变畸性的养变。机缺制陷突变型。 ❖ （1 4背（）景4独）辐立抗射性性和。突环变境型中。多因素低剂量的诱变效应 ❖ （2 5微（）生5诱）物变抗自性原身。突代变谢型产。物的诱变效应 ❖ （34 6互环（）变状6稳）异突定其构出性他效效。突应应变型。
嘌呤（8-NG）、α-氨基嘌呤（α-
↗
AP）及 6-氮嘌呤（6-NP）等。它们
5-BU
G:BrU --→G:C ↗
的作用是通过活细胞的代谢活动掺入 A:T-－→ A:BU------ → A:T
到DNA 分子中后，引起碱基对的置换，