07遗传变异_1遗传的物质基础
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细菌的遗传与变异知识分享
间接作用是使染色体以外的细胞物质发生 变化，再由这些物质作用于染色体引起突变; 它包括碱基类似物的形成及其突变诱发作用， 和电离辐射引起过氧化氢和游离基的产生以及 它们诱发突变。
（二）化学方法
常用的化学诱变剂有5溴脱氧尿苷（ UBr ）、 5-氟脱氧尿苷、2-氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤、亚硝 酸、羟胺、烷化剂（B丙酸内酯和芥子气等）、 亚硝基胍、丫啶橙染料 (丫啶黄、丫啶橙、原黄 素等)、一系列烷化剂和丫啶类结合的化合物、 溴化乙锭等。它们的作用机制复杂而各有差异， 总的说来主要有以下几方面。
（4）在特殊气体条件下培养 如无荚膜炭疽芽 孢苗是半强毒菌株在含50%动物血清的培养基 上，在50%CO2的条件下选育的。
（5）通过非易感动物 如猪丹毒弱毒苗 (GC42 ) 系将强致病菌和株通过豚鼠370代后，又通过 鸡42代选育而成。
（6）通过基因工程的方法 去除毒力基因或用 点突变的方法使毒力基因失活，可获得无毒力 菌株或弱毒菌株。但对多基因调控的毒力因子 较难奏效。
利用各种生物学的方法可诱使微生物发生 变异，使细菌发生毒力等性状的改变，获得性 能良好的菌株。
1、增强毒力 连续通过易感动物，可使病原 菌毒力增强。有的细菌与其他微生物共生，或 被温和噬菌体感染，也可增强毒力。例如产气 荚膜梭菌与八叠球菌共生时毒力增强;肉毒梭 菌当被温和噬菌体感染时，方产生毒素。
2、减弱毒力 病原菌毒力自发减弱的现象， 常见于传染病流行末期所分得的病原菌株。人 工减弱病原微生物的毒力通常使用病原菌通过 非易感动物、鸡胚等方法。如将禽霍乱强毒菌 株通过琢鼠190代后，再经鸡胚传40代，育成 禽霍乱弱毒菌株。无论自然变异弱毒株或人工 培育的变异弱毒株，均由于DNA上核甘酸碱基 顺序的改变的结果。
3.插入DNA相邻的碱基之间，引起移码突变。 在邻近的两个嘌呤碱基之间插入丫啶染料分子， 可引起DNA复制时碱基增添或缺失的错误，造 成密码子的移码，出现基因突变。
（二）化学方法
常用的化学诱变剂有5溴脱氧尿苷（ UBr ）、 5-氟脱氧尿苷、2-氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤、亚硝 酸、羟胺、烷化剂（B丙酸内酯和芥子气等）、 亚硝基胍、丫啶橙染料 (丫啶黄、丫啶橙、原黄 素等)、一系列烷化剂和丫啶类结合的化合物、 溴化乙锭等。它们的作用机制复杂而各有差异， 总的说来主要有以下几方面。
（4）在特殊气体条件下培养 如无荚膜炭疽芽 孢苗是半强毒菌株在含50%动物血清的培养基 上，在50%CO2的条件下选育的。
（5）通过非易感动物 如猪丹毒弱毒苗 (GC42 ) 系将强致病菌和株通过豚鼠370代后，又通过 鸡42代选育而成。
（6）通过基因工程的方法 去除毒力基因或用 点突变的方法使毒力基因失活，可获得无毒力 菌株或弱毒菌株。但对多基因调控的毒力因子 较难奏效。
利用各种生物学的方法可诱使微生物发生 变异，使细菌发生毒力等性状的改变，获得性 能良好的菌株。
1、增强毒力 连续通过易感动物，可使病原 菌毒力增强。有的细菌与其他微生物共生，或 被温和噬菌体感染，也可增强毒力。例如产气 荚膜梭菌与八叠球菌共生时毒力增强;肉毒梭 菌当被温和噬菌体感染时，方产生毒素。
2、减弱毒力 病原菌毒力自发减弱的现象， 常见于传染病流行末期所分得的病原菌株。人 工减弱病原微生物的毒力通常使用病原菌通过 非易感动物、鸡胚等方法。如将禽霍乱强毒菌 株通过琢鼠190代后，再经鸡胚传40代，育成 禽霍乱弱毒菌株。无论自然变异弱毒株或人工 培育的变异弱毒株，均由于DNA上核甘酸碱基 顺序的改变的结果。
3.插入DNA相邻的碱基之间，引起移码突变。 在邻近的两个嘌呤碱基之间插入丫啶染料分子， 可引起DNA复制时碱基增添或缺失的错误，造 成密码子的移码，出现基因突变。
济南版教学课件_遗传的物质基础
7、如图为染色体与DNA的关系示意图，下列相关叙述中正 确的是（A ） A．③的主要组成成分是①和② B．③上具有遗传效应的片段叫基因 C．正常人体的所有细胞中，③的数量均为46 D．人的体细胞中①、③及基因三者的数目相同 8、下列关于遗传变异的叙述，正确的是 （C ） A．生物体表现出来的性状都是由基因决定的 B．基因是包含遗传信息的染色体片段 C．基因携带的遗传信息是可以改变的 D．生物性状的变异都能遗传给后代
1、DNA（脱氧核糖核酸）不是唯一的遗传物质，RNA（核糖核 酸）也是遗传物质。凡是具有细胞结构的生物，体细胞内都有 DNA和RNA，这些生物的主要遗传物质是DNA。不具有细胞结构 的生物，如病毒，这些生物体内只有DNA或RNA。 2、同种生物细胞内遗传物质的相对稳定决定了生物性状的相 对稳定。 3、基因是DNA分子上具有遗传效应的片段，不是任何片段。 4、DNA主要在细胞核中，细胞质的线粒体、叶绿体中也有少量 DNA。RNA主要在细胞质中线粒体、叶绿体和核糖体中，细胞核 里的核仁也有少量RNA。 5、不是所有生物体细胞中基因成对存在。例如雄蜂、雄蚁、 雌蚜虫在夏天进行的孤雌生殖形成的个体、花粉离体培育成的 单倍体植株及高等植物授粉延迟形成的单倍体植株体内基因成 单存在。
2、遗传现象事例：
遗传现在在自然界中是普遍存在的。例 如：“种瓜得瓜，种豆得豆”，“龙生 龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”， “将门出虎子”等
2、细胞核是遗传的控制中心： （1）观察思考：伞藻嫁接实验 ①伞藻：
伞藻是属于绒枝藻科的一种植物。伞藻 属是海生的单细胞藻类，细胞长2～5cm， 藻体分为假根、柄和伞形帽三个部分， 细胞核位于假根内，伞形帽是子实体。 伞帽的形状因种类不同而有所差异。
细胞核是遗传 的控制中心
知识点1遗传变异的物质基础
一、三个经典实验
经典试验1. 肺炎链球菌的转化试验
S型和R型细胞侵染试验
分离后的S型细胞物质对R型细胞的转化
经典试验2. 噬菌体感染实验
经典试验3. 植物病毒重建试验
结论
细胞生物的遗传物质是核酸， 核酸尤其是DNA才是一切生物遗 传变异的真正物质基础。
第七章 微生物的遗传变异和育种源自第一节 第二节 第三节 第四节
遗传变异的物质基础 基因突变和诱变育种 基因重组和杂交种育 菌种的衰退、复壮和保藏
遗传 ：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，它具有极其稳定（保守）的特性。
变异：生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构
或数量的改变，即遗传型的改变。概率低、变化幅度大、变后新 性状稳定可遗传。
遗传型（基因型）：某生物个体含有的全部遗传因子即基因组所
携带的遗传信息。是一种内在的可能性或潜力，其实质就是遗传 物质上所负载的特定遗传信息。
表型：某一生物所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是遗
传型在合适环境条件下通过代谢发育而得到的具体体现。具现实 性。
饰变：指外表的修饰性改变， 不涉及遗传物质结构，只发生 在转录、转译水平上的表型变化。
特点：每一个体都发生变化性状变化的幅 度小；因遗传物质不变故饰变是不遗传的。
粘质沙雷氏菌 ： 在25℃下培养时会产生深红色的
灵杆菌素，在37℃时不产生色素。
一、三个经典实验 二、遗传物质在微生物细胞内存
在的部位和方式
2022-2023生物中考一轮复习第24课时 生物的遗传和变异(一)(鲁教版)
2.转基因超级鼠 (1)过程:利用 转基因 技术将 大鼠生长激素基因 转入核 未融合 入代孕小鼠的 输卵管 内,生出的小鼠个体较大。
的受精卵内,再将受精卵注
(2)结论: 基因 控制生物的性状。
名师点拨 (1)转基因技术就是把一种生物的某个基因,用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中,培 育出的转基因生物就有可能表现出转入基因所控制的性状。 (2)生物的性状除了受基因的控制,有些性状是否表现还受到环境的影响。因此生物有许多性状是 基因和环境共同作用的结果。 (3)克隆技术可以证明遗传物质储存在细胞核中,转基因技术可以证明基因控制生物的性状。 3.基因的显隐性与性状的不同表现 生物的性状通常由一对染色体上的一对基因控制,成对的基因往往有显隐性之分,因此性状也有
进入精子或卵细胞中。 (2)生殖过程中,从亲代的体细胞→生殖细胞→发育成子代的体细胞,细胞中的染色体、DNA、基因的数量变化 如下表所示。
项目 染色体
DNA 基因 数量 (用N表示)
亲代体细胞 成对 成对 成对
2N
生殖细胞 成单 成单 成单
N
子代体细胞 成对 成对 成对
2N
【秒判正误】(正确的填“√”,错误的填“×”) (1)生物体直接把性状传递给了子代。( × ) (2)形成生殖细胞和受精卵分裂时,染色体的变化情况相同。( × ) (3)受精卵内染色体数目是体细胞的一半。( × )
显性性状∶隐性 性状= 3∶1
Aa×aa aa×aa
Aa∶aa=1∶1 aa
显性性状∶隐性 性状= 1∶1 全部为 隐性 性状
名师点拨 理解孟德尔豌豆杂交实验:具有相对性状的纯种个体杂交(AA×aa),子一代(Aa)所表现出来的性状 是显性性状,未表现出来的性状是隐性性状。子一代(Aa)杂交,则子二代表现出来的性状有显性性 状(AA、Aa),也有隐性性状(aa),AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。 2.遗传规律的应用 (1)解题的一般步骤:画遗传图解→确定相对性状的显隐性→写已知个体的基因组成[显性为
遗传物质的基础PPT课件
11
（二）DNA分子的复制
1.概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分 子的过程
2.时间：有丝分裂新间期和减数第一次分裂间期 （基因突变就发生在该期）
3.特点：边解旋边复制，半保留复制
4.条件：模板、原料、酶(解旋酶、聚合酶等)、能量
5.意义：保持前后代遗传信息的连续性（DNA分子 独特的双螺旋结构，为复制提供了精确 的模板，通过碱基互补配对，保证复制 能够准确进行。）
④ (A+G)/(A+T+G+C)= 1 / 2
⑤ (A+T)/(A+T+G+C)=a
则 (A1+T1)/(A1+T1+G1+C1)= a
14
2、与复制有关的碱基计算
一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多
少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？
DNA分子数 = 2n 脱氧核苷酸链数 = 2n+1 母链数 = 2 子链数 = 2n+1﹣2
DNA双链 C
A
A链
TG
B链
信使RNA 转运RNA
AU
G
A
C链 G D链
氨基酸
丙氨酸
1、丙氨酸的密码子是 GCA，决定合成该氨基
酸的DNA上的碱基是 CGT 。
2、第二个氨基酸是 UGC半胱氨酸，（查密码表）
3、 A 链为转录的模板链，遗传密码子存
12
第一代 第二代 第三代 第四代
13
有关DNA中的碱基计算
1、与结构有关的碱基计算
① (A+G)/(T+C)= 1
(A+C)/(T+G)= 1
② (A1+T1)/(A2+T2)= 1
（二）DNA分子的复制
1.概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分 子的过程
2.时间：有丝分裂新间期和减数第一次分裂间期 （基因突变就发生在该期）
3.特点：边解旋边复制，半保留复制
4.条件：模板、原料、酶(解旋酶、聚合酶等)、能量
5.意义：保持前后代遗传信息的连续性（DNA分子 独特的双螺旋结构，为复制提供了精确 的模板，通过碱基互补配对，保证复制 能够准确进行。）
④ (A+G)/(A+T+G+C)= 1 / 2
⑤ (A+T)/(A+T+G+C)=a
则 (A1+T1)/(A1+T1+G1+C1)= a
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2、与复制有关的碱基计算
一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多
少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？
DNA分子数 = 2n 脱氧核苷酸链数 = 2n+1 母链数 = 2 子链数 = 2n+1﹣2
DNA双链 C
A
A链
TG
B链
信使RNA 转运RNA
AU
G
A
C链 G D链
氨基酸
丙氨酸
1、丙氨酸的密码子是 GCA，决定合成该氨基
酸的DNA上的碱基是 CGT 。
2、第二个氨基酸是 UGC半胱氨酸，（查密码表）
3、 A 链为转录的模板链，遗传密码子存
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第一代 第二代 第三代 第四代
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有关DNA中的碱基计算
1、与结构有关的碱基计算
① (A+G)/(T+C)= 1
(A+C)/(T+G)= 1
② (A1+T1)/(A2+T2)= 1
初中生物竞赛辅导教程 第七章 遗传和变异(知识概要)
第七章遗传和变异第一节遗传的物质基础【知识概要】一、染色体是遗传物质的主要载体1．染色体的化学成分染色体的主要成分为DNA和组蛋白，两者含量比率相近，此外，还有少量非组蛋白和RNA。
组蛋白为含赖氨酸和精氨酸比较多的碱性蛋白质，带正电荷。
其功能是参与维持染色体结构，有阻碍NDA转录RNA的能力。
非组蛋白为含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性蛋白质，带负电荷。
非组蛋白的特点是：既有多样性又有专一性，含有组蛋白所没有的色氨酸。
非组蛋白的功能是DNA 复制、RNA转录活动的调控因子。
2．染色体的结构核体→螺线管→超螺线管→染色单体。
从舒展的DNA双螺旋经四级折叠，压缩到最短的中期时，DNA分子缩短约5000～10000倍。
二、DNA是主要的遗传物质l．噬菌体侵染细菌实验证实DNA是遗传物质实验步骤如下：2．肺炎双球菌的转化实验证实DNA是遗传物质3．烟草花叶病毒（CMV）的重建说明CMV是不具DNA的病毒，RNA是遗传物质三、DNA的结构和功能1．DNA的结构DNA是四种脱氧核苷酸的多聚体，见下图：DNA的一级结构DNA的主干由磷酸和脱氧核糖交互组成，磷酸和糖由3’、5’一磷酸二酯键联结在一起。
碱基接在每一脱氧核糖的1’碳上其结构要点如下：（1）两条DNA链反向平行，一条走向是5’→3’，另一条走向是3’→5’，两条互补链相互缠绕，形成双螺旋状。
（2）碱基配对不是随机的。
腺嘌呤（A）通过两个氢键与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）通过三个氢键与胞嘧啶（C）配对（见右图）。
GC对丰富的DNA比AT对丰富的DNA更为稳定。
（3）DNA的双螺旋结构中，碱基顺序没有限制性，但是碱基对的顺序却为一种DNA分子提供了它性质上的特异性。
（4）双链DNA具有不同的构型，其中3种具有生物学上重要性。
①B—DNA：右旋，正常生理状态下的常见形式。
②A－DNA：右旋，脱水状态下的常见形式。
③Z—DNA：左旋，这种结构可能与真核生物中基因活性有关。
生物的遗传和变异
人类的X） 父亲（22对+XY）
卵细胞（22条+X） 精子（22条+X）（22条+Y）
（22对+XX） 女孩
（22对+XY） 男孩
受精时，含有X性染色体的精子和含有Y性染色体的精子与卵 细胞的结合机会均等。生男生女是随机的，机会均等。
思考
1.生物进行有性生殖产生生殖细胞， 染色体数目减少一半有何意义？
二、基因与性状遗传
每种生物不同个体之间都有很多相对性 状，这些相对性状在亲代与后代之间的遗传 是有一定规律。
例如：紫花豌豆与白花豌豆杂交后代全 部为紫花。黄色鹦鹉与黄色鹦鹉杂交后 代有黄色鹦鹉和蓝色鹦鹉。
生物的性状由染色体上的基因控制，基 因位于染色体上，染色体在体细胞内成对存 在，基因也是成对存在的。
第四章
物种的延续
生物圈中的每一种生物的后代都与 他们的亲人非常相似，（生物学上把子
代与亲代之间以及子代与子代之间相似 的现象叫做遗传）；但又存在着差异，
（生物学上把后代与亲代之间以及后代 不同个体之间存在差异的现象叫做变 异）。遗传和变异是生物特有的现象， 既能使物种性状基本保持稳定，又能向 前发展进化。都有一定的物质基础。
回忆：上学年我们学过正在分裂细胞细胞核 内能被碱性染料染成深色的物质，这些物质 叫染色体。 染色体在生物的传宗接代中起着重要作用。
同种生物的体细胞内都含有数目相同且形态 相似的染色体，不同生物体细胞内染色体数 目形态不相同。
生殖细胞内染色体成单存在，体细胞内染色 体数目成双存在。 染色体的化学成分主要包括蛋白质和DNA.
细 胞 核
染 色 DNA 体
基因
控制性状
在细胞核中，每条染色体包含一个DNA 分子，每个DNA分子包含许多个基因， 不同的基因控制不同的性状，细胞中多了 或者少了一条染色体，就可能导致性状上 的很大变化。 所以细胞核内的遗传物质是相对
《遗传的物质基础》教案 (公开课)2022年生物教案
第四章生物的遗传和变异第一节遗传的物质根底教学目标【知识与能力】通过对伞藻嫁接实验的分析讨论，能够说出细胞核是遗传的控制中心；说明DNA是主要的遗传物质；描述染色体、DNA、基因之间的关系。
【过程与方法】通过对伞藻嫁接实验、变形虫切割、核移植实验、噬菌体侵染细菌实验以及各种图文资料等的分析讨论，培养学生发现问题、观察比拟、总结归纳知识的能力。
【情感态度价值观】通过每一环节实验分析和问题的设计，让学生体验探究新知的过程，即由到未知的假设再到验证的过程，培养学生严谨治学的科学态度。
教学重难点【教学重点】1.说出细胞核是遗传的控制中心。
2.说明DNA是主要的遗传物质。
3.描述染色体、DNA和基因的关系。
【教学难点】1.阐述染色体存在的规律。
2. 描述染色体、DNA和基因的关系。
课前准备制作课件；学生课前进行相关调查及预习工作。
教学过程一、创设情境，导入新课出示三张孩子和其中一个孩子父亲的照片，请学生猜猜看哪一个是这名父亲的孩子，说出猜想的依据。
引出遗传和变异现象，进入新课的学习。
进而请学生例举生活中常见的遗传和变异现象，通过分析讨论，总结遗传的概念。
遗传和生物的其他生命活动一样，也有其物质根底。
今天我们就来做一次遗传学家，探究遗传的物质根底。
二、合作探究〔第一个环节：通过两种手段使学生认同细胞核是遗传的控制中心〕1.播放克隆羊多利培育过程动画。
2.设计实验：证明伞藻的伞帽形状、颜色是由细胞核控制的。
教师给学生提供背景知识：〔1〕伞藻是一类大型的单细胞海生绿藻，细胞核位于基部的假根内，成熟后，伞藻的顶部长出一个伞帽，伞帽的形状因伞藻的种类不同而异。
〔2〕伞藻具有较强的再生能力，切去伞帽后仍能长出新的伞帽。
在方案设计中，教师建议学生可以采用课本73页中的嫁接方式，同时鼓励学生进行创新，如通过对细胞核移植的方式进行证明等。
教师选取小组展示设计方案，共同评价方案是否科学可行，并推测实验结果。
〔1〕请你简述实验过程。
07遗传变异-1遗传的物质基础
是一种现实性（具体性状）。
变异(variation):指生物体在某种外因或内因 的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改 变。
特点：
a.在群体中以极低的几率出现； b.性状变化幅度大； c.变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
饰变（modification）：是指外表的修饰性 改变，指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。
质粒还有重组的功能，可在质粒与质粒间、质 粒与染色体间发生基因重组。
典型质粒
F质粒、F因子、致育因子、性因子 R质粒、R因子、抗药性质粒 Col质粒、大肠杆菌素质粒、大肠杆菌素因子 Ti质粒、诱癌质粒、冠瘿质粒 Ri质粒 mega质粒、巨大质粒 降解性质粒
真核生物的细胞核是有核膜包裹、形态固定的真 核，核内的DNA与组蛋白结合在一起形成一种在光 学显微镜下能见的核染色体；
原核生物只有原始的无核膜包裹的呈松散状态存 在的核区，其中的DNA呈环状双链结构，不与任何 蛋白质相结合。 真核生物的细胞核和原核生物的核区都是微生物 遗传信息的最主要负荷者，被称为核基因组、核 染色体组或简称基因组。
研究微生物遗传学的意义
对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现 代分子生物学和生物工程学的发展，而且为育 种工作提供了丰富的理论基础。
遗传与变异的概念
遗传：指的是发生在亲子间即上下代间的关系， 即指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。 具有极其稳定(保守)的特性。
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 （二）噬菌体感染实验 （三）植物病毒的重建实验
微生物学：第七章微生物的遗传和变异
第二节、微生物的突变
基因突变
染色体畸变
DNA损伤的修复
概念
突变：指遗传物质发生数量或结构变化的现象。 变异：突变导致性状的改变叫变异。 基因突变：指一个基因内部遗传物质结构或 DNA序列的任何变化，包括一对或少数几对的 缺失、插入或置换，导致遗传性状的变化。 基因型：指贮藏在遗传物质中的信息，即DNA 碱基序列。 表型：指可观察或检测到的个体性状或特征，是 特定的基因型在一定环境条件下的表现。
实验室里通过提取获得 双链ＤＮＡ有转化能力，单链没有.
感受态
受体细胞能接受转化的生理状态称为感受态， 只有处于感受态的细菌才能接受转化因子， 从出现到消失约为４０分钟(对数期的中期)
感觉态出现原因
细菌失去部分细胞壁的结果 细菌在细胞表面产生某种Ｅ引起
感受态的决定决定因素
细胞遗传性决定 和菌龄有关 环腺苷酸CAMP可提高1000 倍 Ca2+能促使细胞进入感受态
原理 步骤
DNA只含P不含S
Pr 只含S不含P
1：用含同位素Ｓ35, P32的培养基培养大肠杆菌 2：让T2感染上述大肠杆菌使其打是S35P32标记
3： 吸附
10分钟后 搅动
离心
上清液 沉淀
结果：上清液中含15%放射击性；沉淀中含85%放射性
植物病毒的重建实验
植物病毒蛋白质和RNA可以人为地分开, 同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒.
喷入T1保温
6个平板共353个菌落
6个平板共28个菌落
影印培养试验
原始敏 感菌种
无药 培养基
含药 培养基
基因突变机制
碱基的置换 移码突变
染色体畸变
1 诱变的机制
(1)碱基的置换
第一节遗传的物质基础课件2021--2022学年济南版生物八年级上册
（1）伞藻是一类大型的 单细胞 水生绿藻。其结构分为三部分： 伞帽、伞柄和假根，其细胞核位于基部的__假__根__内。
（2）找出伞藻A和伞藻B的特点
伞藻颜色:伞藻A 绿色 ,伞藻B___黄__色______, 伞帽形状:伞藻A 圆形 ,伞藻B 扫帚形 。
伞帽
伞柄 假根
【合作研讨】
1.伞帽的形状是由哪部分结构控制的？
正在分裂的细胞
【合作研讨】结合课本94页图4.4-2和以下图片分析讨论 通常情况下，染色体在生物体细胞中有什么规律？
雌果蝇(4对） 雄果蝇(4对）
女(23对）
男(23对）
规律1.体细胞内的染色体都是 成 对 存在的。 规律2.同种生物的体细胞内染色体数目_相___同_ 形态____相___似___ 规律3.不同种生物的体细胞内染色体数目_不___同__ 形态___不__同______
二
? 是主要的遗传物质
2.染色体的组成：主要包括__蛋_白__质_____ 和 ____D_N__A__ 。
DNA 染 色 体
蛋白质
噬菌体侵染细菌的过程：
吸附 注入 合成 组装 释放
1.侵入细菌内的是蛋白质还是DNA? DNA 2.这个实验能证明什么问题？ DNA是噬菌体的遗传物质
质疑解惑
DNA是唯一的遗传物质吗？
10.看图回答问题：
（1）写出图中下列各字母的结构名称：
数量关系： 细胞核内有 多 条染色体，每条染色体通常包含一 个DNA分子，
每个DNA分子包含有 许多基因。
【巩固提高】
尝试在图中[1][2][3][4]填出细胞核、染色体、DNA、基因，
并描述它们之间的关系。
4
3
2
1
微生物第七章总结
（三）植物病毒重建实验：将TMV（烟草花叶病毒）放在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将它的蛋白质外壳与RNA核心相分离。结果发现裸露的RNA也能感染烟草，并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离到完整的TMV粒子。
二，遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式
（一）7个水平
1.细胞水平：真核和原核微生物的大部分DNA都集中在细胞核或核区中。
1.光复活作用：把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下时，就可以出现明显降低其死亡率的现象，即光复活作用。经了解，经UV照射后带有嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗下会被一种光激活酶——光解酶结合，这种复合物在300-500nm可见光下时，此酶会因获得光能而激活，并使二聚体重新分解成单体。
2.切除修复：是活细胞内一种用于被UV等诱变剂损伤后DNA的修复方式之一，又称暗修复。，这是一种不依赖可见光，只通过酶切作用去除嘧啶二聚体，随后重新合成一段正常DNA链的核酸修复方式。
1.Luria等的变量试验2.Newcombe的涂布试验3.Lederberg等的影印平板培养法。实验过程详见书P204-206
（五）基因突变及其机制：基因突变的机制是多样的，可以是自发的或诱发的，诱发的又可分仅影响一对碱基对的点突变和影响一段染色体的畸变。
1. 诱发突变：简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理，化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂。
1.诱变育种的基本环节：见书P214
2.诱变育种中的几个原则：
（1）选择简单有效的诱变剂 艾姆氏实验：是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的方法。
（2）挑选优良的出发菌株 出发菌株：就是用于育种的原始菌株。
二，遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式
（一）7个水平
1.细胞水平：真核和原核微生物的大部分DNA都集中在细胞核或核区中。
1.光复活作用：把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下时，就可以出现明显降低其死亡率的现象，即光复活作用。经了解，经UV照射后带有嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗下会被一种光激活酶——光解酶结合，这种复合物在300-500nm可见光下时，此酶会因获得光能而激活，并使二聚体重新分解成单体。
2.切除修复：是活细胞内一种用于被UV等诱变剂损伤后DNA的修复方式之一，又称暗修复。，这是一种不依赖可见光，只通过酶切作用去除嘧啶二聚体，随后重新合成一段正常DNA链的核酸修复方式。
1.Luria等的变量试验2.Newcombe的涂布试验3.Lederberg等的影印平板培养法。实验过程详见书P204-206
（五）基因突变及其机制：基因突变的机制是多样的，可以是自发的或诱发的，诱发的又可分仅影响一对碱基对的点突变和影响一段染色体的畸变。
1. 诱发突变：简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理，化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂。
1.诱变育种的基本环节：见书P214
2.诱变育种中的几个原则：
（1）选择简单有效的诱变剂 艾姆氏实验：是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的方法。
（2）挑选优良的出发菌株 出发菌株：就是用于育种的原始菌株。
遗传物质基础
第一章 遗传与变异
遗传：亲代与子代以及子代的各个个 体之间相似的现象. 变异：亲代与子代以及子代的各个个 体之间存在差异的现象.
种瓜得瓜，种豆得豆。—— 遗传
龙生九子，九子不同。—— 变异
思考:
为什么亲代与子代之间会出现遗 传现象呢?
雄性
雌性
新 个 体
亲代通过生殖细胞把遗传物质传给了子 代，从而使子代表现出了与亲代相似的性状
二、DNA是主要的遗传物质
1、什么是染色体？ 2、每种生物体内的染色体数量是否相同？ 3、染色体的化学成分有哪些？ 哪种成分与遗传有重要关系？ 4、DNA分子是怎样的一种结构？ 什么是基因？ 5、基因与染色体的关系？ 6、每条染色体通常包含多少个DNA分子？ 每个DNA上包含多少基因？
1、什么是染色体？
答案2：由一条子链和它的模板链(母 链)形成一个DNA分子;另一条子链和 它的模板链形成另一个DNA分子 (半保留复制)
特点2
问题3：DNA复制速度快吗?
(多起点复制)
特点3
(准确复制)
特点4
问题4：DNA复制有没有可能出现差错? 有可能,但机率不高
问题5：DNA复制出现差错会导致什么结果? 基因突变 问题6：什么时候最容易出现差错? 细胞分裂时
胸腺嘧啶 T是DNA特有的碱基
尿嘧啶 U是RNA特有的碱基
5’端
DNA的构成
脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖
P
H2O
A
T
G G
脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖
P P P P
3’端
P
H2O H2O
C
C
P P
T
A
……
遗传：亲代与子代以及子代的各个个 体之间相似的现象. 变异：亲代与子代以及子代的各个个 体之间存在差异的现象.
种瓜得瓜，种豆得豆。—— 遗传
龙生九子，九子不同。—— 变异
思考:
为什么亲代与子代之间会出现遗 传现象呢?
雄性
雌性
新 个 体
亲代通过生殖细胞把遗传物质传给了子 代，从而使子代表现出了与亲代相似的性状
二、DNA是主要的遗传物质
1、什么是染色体？ 2、每种生物体内的染色体数量是否相同？ 3、染色体的化学成分有哪些？ 哪种成分与遗传有重要关系？ 4、DNA分子是怎样的一种结构？ 什么是基因？ 5、基因与染色体的关系？ 6、每条染色体通常包含多少个DNA分子？ 每个DNA上包含多少基因？
1、什么是染色体？
答案2：由一条子链和它的模板链(母 链)形成一个DNA分子;另一条子链和 它的模板链形成另一个DNA分子 (半保留复制)
特点2
问题3：DNA复制速度快吗?
(多起点复制)
特点3
(准确复制)
特点4
问题4：DNA复制有没有可能出现差错? 有可能,但机率不高
问题5：DNA复制出现差错会导致什么结果? 基因突变 问题6：什么时候最容易出现差错? 细胞分裂时
胸腺嘧啶 T是DNA特有的碱基
尿嘧啶 U是RNA特有的碱基
5’端
DNA的构成
脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖
P
H2O
A
T
G G
脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖 脱氧 核糖
P P P P
3’端
P
H2O H2O
C
C
P P
T
A
……
第七章 微生物遗传—变异物质基础
②质粒是一种复制子（replicon），根据自我复制能力的不同，可把质粒 复制的控制形式分为严紧型和松弛型两种，严紧型质粒的复制受细胞核 控制，与染色体DNA复制相伴随,一般一个寄主细胞内只有少数几个（15）个拷贝；松弛型质粒的复制不受细胞核控制，在染色体DNA复制停止 的情况下仍可以进行复制，在细胞内的数量可以达到10-200个或更多。
根癌土壤杆菌所含Ti质粒是引起双子叶植物冠瘿 瘤的致病因子。
35
36
Ti质粒中的T-DNA可携带任何外源基因整合到植物基 因组中，是植物基因工程中有效的克隆载体。
37
（5）代谢质粒（Metabolic plasmid）
质粒上携带有有利于微生物生存的基因，如能降 解某些基质的酶，进行共生固氮，或产生抗生素（某 些放线菌）等。
第七章 微生物遗传
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。
遗传型： 生物的全部遗传因子所携带的遗传信息 表型： 具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生
长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和。
plasmid） 毒性质粒（virulence plasmid） 代谢质粒（Metabolic plasmid） 隐秘质粒（cryptic plasmid）
28
（1）致育因子(Fertility factor，F因子)
又称F质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠 杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。
隐秘质粒不显示任何表型效应，它们的存在只 有通过物理的方法，例如用凝胶电泳检测细胞抽提 液等方法才能发现。
在应用上，很多隐秘质粒被加以改造作为基因 工程的载体（一般加上抗性基因）。
根癌土壤杆菌所含Ti质粒是引起双子叶植物冠瘿 瘤的致病因子。
35
36
Ti质粒中的T-DNA可携带任何外源基因整合到植物基 因组中，是植物基因工程中有效的克隆载体。
37
（5）代谢质粒（Metabolic plasmid）
质粒上携带有有利于微生物生存的基因，如能降 解某些基质的酶，进行共生固氮，或产生抗生素（某 些放线菌）等。
第七章 微生物遗传
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。
遗传型： 生物的全部遗传因子所携带的遗传信息 表型： 具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生
长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和。
plasmid） 毒性质粒（virulence plasmid） 代谢质粒（Metabolic plasmid） 隐秘质粒（cryptic plasmid）
28
（1）致育因子(Fertility factor，F因子)
又称F质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠 杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。
隐秘质粒不显示任何表型效应，它们的存在只 有通过物理的方法，例如用凝胶电泳检测细胞抽提 液等方法才能发现。
在应用上，很多隐秘质粒被加以改造作为基因 工程的载体（一般加上抗性基因）。
细菌遗传变异的物质基础
细菌遗传变异的物质基础
1 细菌遗传变异的物质基础
细菌遗传变异是指细菌物种的遗传特征的变化，是细菌群体遗传多样性的基础。
它实际上是一种基因突变，表现在某一代中，会引起物种结构和功能上的变化。
细菌遗传变异具有很强的杂合性，对部份生物如人类，动物，植物和水族等有着重要的性能变化，使得它们的抗药性和病原性等特性发生了变异。
细菌的遗传变异有多种物质基础，其中最重要的是基因重组，也就是基因重排。
经过重排，基因的表达会发生变化，从而产生了不同的功能，也就是不同的等位基因的编码。
此外，可以通过转录因子的改变来引起基因表达的变化，以及少量突变影响基因表达，也是一种细菌遗传变异的物质基础。
细菌还会通过换胞进行种群间变异，比如嗜热细菌与温热细菌之间发生换胞而产生变化，这就是换胞导致细菌遗传变异的物质基础之一，另外还有基因拷贝这种物质基础。
细菌是同源重组，通过同源重组将另一个物种的基因复制到自身基因组中，从而引起细菌的遗传变异，这是另一个物质基础。
综上所述，细菌遗传变异的物质基础主要有基因重排，转录因子变化、少量突变影响基因表达、换胞和同源重组等，它们是细菌群体遗传多样性的主要根源。
促使细菌发生遗传变异，可以帮助细菌群体
克服特定环境条件的选择，有利于细菌种群发展繁衍，从而使细菌群体具有抗药性、耐受能力和适应性等性质的变异。
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遗传物质在细胞内的存在部位和方式
核酸存在的七个水平
细胞水平 细胞核水平 染色体水平 核酸水平 基因水平 密码子水平 核苷酸水平
细胞核水平
核染色体组 （核基因组）
细胞质基因：线粒体、叶绿体等
遗传物质 类型
酵母菌：2μm质粒 真核生物
共生生物：草履虫放毒者品系的卡巴颗粒
核外染色体
原核生物 的质粒
超离心或琼脂糖凝胶电泳
质粒是一种独立存在于细胞内的复制子，如果其 复制行为与核染色体的复制同步，称为严紧型复 制控制。
另一类质粒的复制与核染色体的复制不同步，称 为松弛型复制控制。
功能
少数质粒可在不同菌株间转移，如F因子或R 因子等。
某些质粒具有与核染色体发生整合与脱离的功 能，如F因子。
活R菌
①加S菌的DNA ②加S菌的DNA和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
长出S菌 只长R菌
只有S型菌株的DNA才能将S.pneumoniae的R型菌株转化为S 型。且DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型转移给R型的 决不是遗传性状的本身，而是以DNA为物质基础的遗传信息。
第一节 遗传变异的物质基础
种质连续理论：19世纪末德国学者Weismann提出。 认为遗传物质是一种具有特定分子结构的化合物。
基因学说：20世纪初T.H Morgan提出了基因学说， 认为决定生物遗传型的染色体和基因的活性成分是 蛋白质。
DNA是遗传变异的物质基础的证明：1944年以后， 先后利用微生物为实验对象进行了三个著名的实验， 证明了核酸尤其是DNA才是一切生物遗传变异的真 正物质基础。
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 （二）噬菌体感染实验 （三）植物病毒的重建实验
（一）经典转化实验：F.Griffith
研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎链球 菌，旧称肺炎双球菌）
S型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性 R型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性
第七章
• 概述 • 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节
微生物的遗传与变异
微生物遗传的物质基础 微生物的变异现象 微生物发生变异的机制 菌种的衰退、复壮与保藏
微生物是遗传学研究的最好材料和对象 （模式生物）
微生物结构简单 营养体一般都是单倍体 微生物繁殖速度快 易积累不同的中间及最终代谢产物
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携带的遗传信息。 是一种内在的可能性或潜力，其实质是遗传物质上 所负载的特定遗传信息。
表型(phenotype):指某一生物体所具有的一切外表 特征和内在特征的总和，是其遗传型在合适环境条件 下通过代谢和发育而得到的具体体现。 是一种现实性（具体性状）。
F因子、R因子、Col质粒 Ti质粒 巨大质粒、降解性质粒等
真核生物的细胞核是有核膜包裹、形态固定的真 核，核内的DNA与组蛋白结合在一起形成一种在光 学显微镜下能见的核染色体；
原核生物只有原始的无核膜包裹的呈松散状态存 在的核区，其中的DNA呈环状双链结构，不与任何 蛋白质相结合。
真核生物的细胞核和原核生物的核区都是微生物 遗传信息的最主要负荷者，被称为核基因组、核 染色体组或简称基因组。
32P
35Ｓ-Protein 35Ｓ
从上述两组实验可清楚地看出，在噬菌体感染过 程中，其蛋白质外壳未进入宿主细胞。进入宿主 细胞的只有DNA，它有自身的增殖、装配能力，最 终会产生一大群既有DNA核心、又有蛋白质外壳的 完整的子代噬菌体粒。
这就有力地证明，在其DNA中，存在着包括合成蛋 白质外壳在内的整套遗传信息。
（三）植物病毒的重建实验
为了证明核酸是遗传物质，H. Fraenkel-Conrat （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。
实验中还选用了另一株与TMV近缘的霍氏车前花叶 病毒（HRV）。
植物病毒的重建实验
TMV
HRV
HRV 原始株 拆开
重建
感染烟草
谢 谢！
让我们共同进步
大肠杆菌的基因组
大肠杆菌基因组为双链环状的DNA分子，在细胞中 以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于 细胞中，该小体称为拟核，其上结合有组蛋白样 的蛋白质和少量RNA分子，使其压缩成一种致密结 构。
大肠杆菌基因组全序列测定于1997年完成， 其结构特点如下：
4100个基因数，4.6Mbp。 遗传信息是连续的而不是中断的。 功能相关的结构基因组成操纵子结构。 结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝。 基因组的重复序列少而短。
（3）S型菌的无细胞抽提液试验 活R菌+S菌无细胞抽提液—平—皿培—养 长出大量R菌 和少量S菌 以上实验说明：加热杀死的S型细菌细胞内可
能存在一种具有遗传转化能力的物质，它能通过某 种方式进入R型细胞并使R型细菌获得稳定的遗传 性状，转变为S型细菌。
1944年O.T.Avery、C.M.MacLeod和M.McCarty从热死的 S.pneumoniae中提纯了几种可能作为转化因子的成分，并在 离体条件下进行了转化试验： （1）从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA、蛋白质、荚膜多糖等） （2）对各种生化组分进行转化试验
1928年Griffith进行了3组实验： （1）动物实验
对小白鼠注射活R菌或死S菌 ————小白鼠存活 对小白鼠注射活S菌————————小白鼠死亡 对小白鼠注射活R菌和热死S菌 ———小白鼠死亡
抽心血 分离
活的S菌
（2）细菌培养实验
热死S菌—平—皿—培养——不生长 活R菌——平皿—培—养 —长出R菌 热死S菌＋活R菌—平皿—培—养 长出大量R菌和10－6S菌
变异(variation):指生物体在某种外因或内因 的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改 变。
特点： a.在群体中以极低的几率出现； b.性状变化幅度大； c.变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
饰变（modification）：是指外表的修饰性 改变，指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。
质粒还有重组的功能，可在质粒与质粒间、质 粒与染色体间发生基因重组。
典型质粒
F质粒、F因子、致育因子、性因子 R质粒、R因子、抗药性质粒 Col质粒、大肠杆菌素质粒、大肠杆菌素因子 Ti质粒、诱癌质粒、冠瘿质粒 Ri质粒 mega质粒、巨大质粒 降解性质粒
放映结束 感谢各位的批评指导！
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）用含35S-蛋白质外壳的噬菌体作感染
Label phage T2 w/ 32P or 35Ｓ
32P-DNA
Infect
E coli
w/
labeled
T2
特点： 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. 不遗传的。
例如，粘质沙雷氏菌在25℃下培养时，会 产生一种深红色的灵杆菌素，把菌落染成 鲜血状。可是，当培养在37℃下时，群体 中所有个体都不产色素。如果重新降温至 25℃，产色素能力又得到恢复。
粘质沙雷氏菌的产色素能力也会因发生突 变而消失，但几率极低，且这种消失是不 可恢复的。
TMV 分离纯化
TMV
HRV
HRV Wild
Separation Mixture
TMV Infection Isolation
上述实验充分证明了在RNA病毒中，遗传的物质 基础就是RNA。
通过这三个具有历史意义的经典实验，得到了 一个确信无疑的共同结论：只有核酸才是负载 遗传信息的真正物质基础。
环境条件对微生物作用直接均匀 存在多种方式的繁殖类型 微生物的变异易被识别 参与基因工程的载体供体受体三角色
研究微生物遗传学的意义
对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现 代分子生物学和生物工程学的发展，而且为育 种工作提供了丰富的理论基础。
遗传与变异的概念
遗传：指的是发生在亲子间即上下代间的关系， 即指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。 具有极其稳定(保守)的特性。
原核生物的质粒
定义：凡游离于原核生物核基因组以外，具有 独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子， 即cccDNA。
大小：相对分子质量为106～108，分子的大小范 围从1kb左右到1000kb。
从细胞中分离的质粒大多是三种构型，即共价 闭合环型(CCC型)、开放环型(OC型)和线型(L 型)。
S 型
（二）噬菌体感染实验——证实DNA是噬菌体
的遗传物质基础
A.D.Hershey和M.Chase，1952年
吸附
10分钟后 用捣碎器 使空壳脱离
离心上清液中含 15%放来自性沉淀中含 85%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
（1）用含32P-DNA核心的噬菌体作感染