细菌和病毒的遗传PPT课件
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《微生物遗传》课件
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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。
《医学微生物学》ppt课件-2024鲜版
![《医学微生物学》ppt课件-2024鲜版](https://img.taocdn.com/s3/m/d77bc3873086bceb19e8b8f67c1cfad6185fe941.png)
2024/3/27
11
03
细菌学
2024/3/27
12
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
球菌、杆菌、螺旋菌
细菌的细胞壁与细胞膜
组成成分、功能特点
2024/3/27
细菌的特殊结构
荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢
细菌的细胞质与核质
遗传物质、核糖体
13
细菌的生理与代谢
01
细菌的生长繁殖
生长曲线、繁殖方式
2024/3/27
微生物的分类
微生物包括细菌、病毒、真菌、放 线菌、立克次体、支原体、衣原体、 螺旋体等八大类。
4
微生物的形态与结构
细菌的形态与结构
细菌按形态可分为球菌、杆菌和螺形 菌三类。细菌的基本结构包括细胞壁、 细胞膜、细胞质和核质等。
病毒的形态与结构
病毒是一种非细胞形态的生物,其形态 多样,有球形、杆形、砖形、弹状、丝 状等。病毒的结构包括核酸和蛋白质外 壳两部分。
定义
医学微生物学是研究微生物与人体之间相互关系及其致病机理、 免疫机制、诊断与防治的科学。
2024/3/27
任务
揭示微生物的生物学特性、致病性、免疫性及其与宿主相互作 用规律,为疾病的预防、诊断、治疗提供科学依据。
9
医学微生物学的研究对象与内容
2024/3/27
研究对象
包括细菌、病毒、真菌、寄生虫等微 生物及其与人体之间的相互关系。
15
细菌与人类的关系
正常菌群与微生态平衡
菌群种类、数量、分布及作用
条件致病菌与机会性感染
感染条件、致病机制及预防措施
病原菌与感染性疾病
病原菌种类、致病物质及所致疾病举例
细菌在医学领域的应用
遗传学_ 细菌和病毒的遗传分析_
![遗传学_ 细菌和病毒的遗传分析_](https://img.taocdn.com/s3/m/044e61adf18583d048645930.png)
1180 + 418 + 685 +107 +11940 +3660
100% = 2390 100% =13% 17990
trp2
tyr
34
his2
13 tyr1
his
40
trp
八、转导(transduction)
⚫ 普遍性转导(Generalized transduction)
转导是以噬菌 体为媒介,将 外源基因携带 入细菌,使受 体细胞发生遗 传重组的方式。
a、b间发生交换
单性状的转化子
a、b间不发生交换
双性状的转化子
七、转化作图的原理
细菌两连锁基因的交换率
=
单性状转化子的数 单性状转化子数+共转化的转化子数
100%
表7-1 枯草芽孢杆菌trp2+ his2+ tyr1+(供体)× trp2- his2- tyr1-(受体)的转化实验 座位转化子类型
噬菌体的遗传分析
一、细菌和病毒的遗传分析
7-1 T4噬菌体的电镜照片
二、病毒对遗传学研究的贡献
1952年 Hershey & Chase的同位素示踪试验
证明T4病毒的遗传物质 是脱氧核糖核酸(DNA) 【1969年诺贝尔奖】
二、病毒对遗传学研究的贡献
1956年Fraemkel Conrat的烟草花叶病毒的重建试验
滑,可致病)
粗糙型R菌株 (无荚膜,菌落粗
糙,不致病)
三、转化现象的发现——Griffth的肺炎双球菌实验
IIR菌株不致病 IIIS菌株致病
灭活的IIIS菌株不致病 灭活的IIIS菌株的某种物 质使IIR菌株发生性状改 变,变成致病的IIIS菌株
细菌及病毒的遗传作图
![细菌及病毒的遗传作图](https://img.taocdn.com/s3/m/ac40f14258eef8c75fbfc77da26925c52cc591d3.png)
7.1 细菌和病毒遗传研究的意义
7.1.1 细菌的培养 7.1.2 细菌在生物进化树中的地位 7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性 7.1.4 细菌和病毒的拟有性过程
7.1.1 细菌培养
平皿分离 平皿培养
摇瓶培养
7.1.2 细菌在生物进化树中的地位
产烷生物
盐杆菌
7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性
❖ 建立纯系的方法——纯培养
➢ 纯系:由单个细胞繁殖而 来的菌落称为纯系。
➢ 菌种纯:采用平板表面涂 布法或划线法获得单株菌 落。这种方法获得的纯系, 称为“菌种纯”。
➢ 菌株纯:利用显微操纵器 进行菌丝尖端切割等方法 获得单个细胞,并直接培 养建立纯系,这种方法获 得的纯系称为“菌株纯”。
❖选择培养法鉴定突变型与重组型
类病毒:一个单链环状的裸露的RNA。 拟病毒:线状单链RNA+环状单链RNA。 朊病毒:蛋白质颗粒。
7.2.3 噬菌体的生活周期
❖烈性噬菌体(virulent phage)——噬菌体侵入宿主细
胞后,利用宿主细胞内的物质进行自身遗传物质和蛋白质
的合成,组装出许多子噬菌体,使宿主细胞裂解而释放子
许多细菌的突变都与培养基营养成分及培养条件有关。 ➢ 营养缺陷型的筛选、鉴定——选择培养法。是根据菌
+++
S C01 mi S++
+ C01 mi S C01 + + + mi
S + mi
+ C01 + 总数
975 924 30
2.9%
32 61 51 5.3% 5 13 0.86% 2091
Rf s-co1 =3.76% Rf s-mi =6.16% Rf co1-mi=9.92%
微生物学遗传与变异ppt课件
![微生物学遗传与变异ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/fc093389185f312b3169a45177232f60ddcce724.png)
β- 棒状噬菌体
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上,经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島(pathogenecity Island)
1.形态结构: EM 下 有 三 种 基 本 形 态 :
蝌蚪型 微球形 丝形
2.化学组成:
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质,根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份,
能保护噬菌体核酸,决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株:如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上,经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島(pathogenecity Island)
1.形态结构: EM 下 有 三 种 基 本 形 态 :
蝌蚪型 微球形 丝形
2.化学组成:
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质,根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份,
能保护噬菌体核酸,决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株:如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
2.5.1 真菌、细菌和病毒 课件(共29张PPT) (2024年)生物苏教版七年级上册
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知识检测
1、破伤风是破伤风杆菌侵入伤口内繁殖、分泌毒素引起的急性特异性感染,主要
表现为全身或局部肌肉的持续性收缩和阵发性痉挛,当身体的伤口较深且又有坏死
霉菌结构 (多细胞生物)
孢子 直立菌丝 营养菌丝
细胞核
学习活动
一、真菌
2、真菌的营养方式 ①腐生(把依靠分解植物、动物等 的遗体来获取营养物质的营养方式 ),如:酵母菌、霉菌(青霉、曲 霉、根霉和毛霉)、蘑菇等。
②寄生(从活的生物体上获取 营养物质的营养方式),如真 菌感染引起的:头癣、股癣、 灰指甲等。
真菌结构
细胞壁 细胞核 细胞质 细
霉菌和酵母菌的 形态结构有什么 异同?
霉菌 (多细胞生物)
霉菌是多细胞真菌,酵母菌是 单细胞的圆形或椭圆形真菌。
学习活动
实验 观察酵母菌和霉菌
目的要求 认识酵母菌、霉菌的形态结构。
材料用具 酵母菌培养液,培养皿中培养好的青霉,吸管,镊子,显微镜, 解剖针,载玻片,盖玻片,放大镜,稀释的碘液,吸水纸。
学习活动
三、病毒
病毒比细菌小很多,是一类没 有细胞结构的微生物。病毒个 体非常微小,大约10亿个细菌 等于一颗小米粒大,大约3万 个病毒等于一个细菌大,一个 病毒的大小约为10~300纳米 (1纳米=一百万分之一毫米)
学习活动
三、病毒
病毒常呈蝌蚪状、杆状或球状等,一般由蛋白质外壳和遗传物质构成。
学习活动
二、细菌
细菌是一类结构简单的单细胞微生物。细菌细胞没有成形的细胞核,细 胞中遗传物质集中的区域称为拟核,有些细胞还有荚膜和鞭毛,荚膜位 于细胞壁外,具有保护作用,鞭毛具有运动功能。
荚膜
鞭毛
细胞质
DNA
细胞壁
遗传学细菌和病毒的遗传PPT.
![遗传学细菌和病毒的遗传PPT.](https://img.taocdn.com/s3/m/9bf6baceb90d6c85ed3ac6e2.png)
如抗药性或抗感染性。 第三,认同和回应。你可以对客户说,“你有这样的想法,我认为这是可以理解的”。你这么一说,客户肯定会说,“我们总算找到共
同语言了”。其实并非如此,只不过这里有一个技巧性问题而已。 在绕车介绍中,我们将紧扣汽车这个产品,对整车的各个部位进行互动式的介绍,将产品的亮点通过适当的方法和技巧进行介绍,向
感染细菌的病毒又叫噬菌体(bacteriophage), 是目 前了解比较清楚的病毒。
常见几个主要噬菌体的特性质见表。
噬菌体对于分子生物学研究具有重要意义。
Small summary
三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性:
1.世代周期短:
大肠杆菌(E. Coli)20分钟可繁殖一代。
2.便于管理和生化分析: 个体小,一般在1u至几u之间,因一支试管可以储存数
例如:青霉素(pen )抗性突变 客户展示能够带给他哪些利益,以便顺理成章地进入到r下一个环节。
的菌落。
培养基中 加有青霉素
测定突变的方法──影印法: 黎德伯格等(Lederberg J.和Lederberg E. 印在母 板上
再印在选择 培养基上
Lederberg J., 1958 Nobel奖获得者, 发现细菌转导和接合
自信的姿势表明应聘者胸有成竹 4、 游泳前应做好充分的准备活动,使全身各个器官、系统得到活动。 规范管理的八字原则 食物名称
②. 抗性突变型: 孩子是客户带进来的,销售人员应照看好孩子,应安排把孩子带到儿童娱乐区去,找专人去照看他。 第六个,公司的经理每天根据什么去管理销售人员的销售进度; 五、给学生一些有紧急情况要尽快告知父母或老师以及小常识。
– DNA分子无组蛋白与之结合,仅与一些碱性蛋白结合。
②质粒
– 细菌体内含有的一种染色体外小型环状DNA。 – 携带着决定细菌某些遗传特性的基因,如抗药、产毒、
同语言了”。其实并非如此,只不过这里有一个技巧性问题而已。 在绕车介绍中,我们将紧扣汽车这个产品,对整车的各个部位进行互动式的介绍,将产品的亮点通过适当的方法和技巧进行介绍,向
感染细菌的病毒又叫噬菌体(bacteriophage), 是目 前了解比较清楚的病毒。
常见几个主要噬菌体的特性质见表。
噬菌体对于分子生物学研究具有重要意义。
Small summary
三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性:
1.世代周期短:
大肠杆菌(E. Coli)20分钟可繁殖一代。
2.便于管理和生化分析: 个体小,一般在1u至几u之间,因一支试管可以储存数
例如:青霉素(pen )抗性突变 客户展示能够带给他哪些利益,以便顺理成章地进入到r下一个环节。
的菌落。
培养基中 加有青霉素
测定突变的方法──影印法: 黎德伯格等(Lederberg J.和Lederberg E. 印在母 板上
再印在选择 培养基上
Lederberg J., 1958 Nobel奖获得者, 发现细菌转导和接合
自信的姿势表明应聘者胸有成竹 4、 游泳前应做好充分的准备活动,使全身各个器官、系统得到活动。 规范管理的八字原则 食物名称
②. 抗性突变型: 孩子是客户带进来的,销售人员应照看好孩子,应安排把孩子带到儿童娱乐区去,找专人去照看他。 第六个,公司的经理每天根据什么去管理销售人员的销售进度; 五、给学生一些有紧急情况要尽快告知父母或老师以及小常识。
– DNA分子无组蛋白与之结合,仅与一些碱性蛋白结合。
②质粒
– 细菌体内含有的一种染色体外小型环状DNA。 – 携带着决定细菌某些遗传特性的基因,如抗药、产毒、
遗传学:10-第十章 细菌和病毒的遗传
![遗传学:10-第十章 细菌和病毒的遗传](https://img.taocdn.com/s3/m/c67482ecf01dc281e43af06e.png)
本章重点
噬菌体重组分析、顺反测验 细菌基因重组的特点 细菌的中断杂交实验与基因作图 细菌的转化与转导
细菌和病毒在遗传研究中的优越性
世代周期短 群体大
T7phage 20—30min
E.Coli 20min
一支试管 数以百万计
遗传物质简单 一条裸露的核酸
单倍体
不存在显隐关系
第一节 病毒的一般特性及类型
D++ 0 + ++ 0 + +
I E0 0 + 0 +++ 0 +
F+ + 0 + +++ + +
J G0 + + + 00 + + 0
H0 + + 0 0 0 + 0 0 569 I + + + + 0 0 + + 0
J+ + + + + +++ 0
4. 负干扰
一个单交换发生后,会增加另一个单交换的 频率的现象。
基因间
基因内
顺反位置效应 两突变位点杂合体由于排列方式不同
而表型不同的现象。
顺反子 是一个不同突变之间没有互补的功能区。功能
上最小的遗传单位,又称作用子。
拟等位基因 染色体不同位置上 彼此密切连锁,重组
率很低,具有顺反位置效应,决定同一性状的同功能基因。
基因间互补 任何两个非等位基因之间的功能补偿。 基因内互补 某一基因内部不同位点突变之间的互补。
快速溶菌突变体 r
形成较大的噬菌斑
噬菌体重组分析、顺反测验 细菌基因重组的特点 细菌的中断杂交实验与基因作图 细菌的转化与转导
细菌和病毒在遗传研究中的优越性
世代周期短 群体大
T7phage 20—30min
E.Coli 20min
一支试管 数以百万计
遗传物质简单 一条裸露的核酸
单倍体
不存在显隐关系
第一节 病毒的一般特性及类型
D++ 0 + ++ 0 + +
I E0 0 + 0 +++ 0 +
F+ + 0 + +++ + +
J G0 + + + 00 + + 0
H0 + + 0 0 0 + 0 0 569 I + + + + 0 0 + + 0
J+ + + + + +++ 0
4. 负干扰
一个单交换发生后,会增加另一个单交换的 频率的现象。
基因间
基因内
顺反位置效应 两突变位点杂合体由于排列方式不同
而表型不同的现象。
顺反子 是一个不同突变之间没有互补的功能区。功能
上最小的遗传单位,又称作用子。
拟等位基因 染色体不同位置上 彼此密切连锁,重组
率很低,具有顺反位置效应,决定同一性状的同功能基因。
基因间互补 任何两个非等位基因之间的功能补偿。 基因内互补 某一基因内部不同位点突变之间的互补。
快速溶菌突变体 r
形成较大的噬菌斑
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细菌和病毒的遗传
1/63
第一节 细菌的遗传重组
一、转化 二、接合 三、 F'因子与性导 *四、质粒及其遗传
2/63
一、转化(transformation)
(一)、细菌转化实验 (二)、转化过程 *(三)、共同转化与遗传图谱绘制
3/63
(一)、细菌转化实验
1. 基础知识
❖ 野生型肺炎双球菌菌落为 光滑型,一种突变型为粗 糙型,两者根本差异在于
➢ 研究整合的分子机制也就是研究遗传重组的分子机制
10/63
11/63
*(三)、转化与基因重组作图
❖ 由于DNA是以小片段的形式进入受体的:
距离很远的两个基因很难同时存在于一个片段中,同 时转化受体。
基因间距离越近,它们就有较多的机会整合到受体染 色体中。
12/63
*枯草杆菌共转化遗传作图
13/63
二、接合
(一)、接合现象的发现和证实 (二)、F因子及其在杂交中的行为 *(三)、中断杂交试验作图
14/63
(一)、接合现象的发现和证实
黎德伯格和塔特姆大肠杆菌杂交试验: ❖ 材料:
➢ 大肠杆菌(Escherichia coli)K12菌株的两个营养缺陷型 品系 A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bioB—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-
供B品系生长
❖ 结果与结论:
➢ 仍然出现原养型菌落 ➢ 互养并非前述原养型菌落出现的原因,而可能发生了
遗传重组
19/63
*转化作用及其排除
❖ Lederbery和Tatum曾把品系A 的培养液经加热后,加入到B 品系的培养物中,未得到原养 型菌落;表明原养型菌落可能 不是由转化作用产生
❖ 戴维斯(Dawis, 1950)的U型管 试验
❖ 为了验证这些原养型菌落产生的可能而进行的研 究最终表明:这些解释均不成立
17/63
回复突变可能的排除
❖ Lederbery和Tatum采用的是双营养缺陷型菌株,已基本 排除A或B品系发生回复突变产生原养型细菌的可能
❖ 理论分析:
➢ 单基因回复突变的频率约为10-6 ➢ 双基因回复突变的频率则为10-12,频率很低 ➢ 但试验中产生原养型菌落产生的频率非常高,因此基本可以排
❖ 根据上述研究结果Griffith认为:
➢ (有毒)死细菌中的某种物质转移到(无毒)活细菌中,并使之 具有毒性,导致小家鼠死亡
➢ 将这种细菌遗传类型的转变称为转化,并将引起转化的物 质称为转化因子(tranforming principle)
➢ 但是当时的化学与生化分析技术还无法鉴定杀死细菌中的 确切成分,因而不能确定转化因子为何物
❖ DNA摄取:
➢ 当细菌结合点饱和之后,细菌开始摄取外源DNA ➢ 往往只有一条DNA单链进入细胞(单链摄入),另一条链在膜上
降解
❖ 联会(synapsis)与外源DNA片段整合(integration):
➢ 整合指单链转化DNA与受体DNA对应位点置换,稳定掺入到受 体DNA中的过程,实际上就是遗传重组过程
❖ 方法:
➢ 将A、B混和,在基本培养基(固体)上涂布培养
❖ 结果:
➢ 平板上长出原养型菌落(++++)
15/63
黎德伯格和塔特姆接合试验
16/63
几种可能解释及其分析
❖ 对上述试验结果原养型菌落可能产生于:
➢ 亲本细菌A或B发生了回复突变 ➢ 两品系细胞通过培养基交换养料——互养作用 ➢ 两品系间发生了转化作用 ➢ 发生细胞融合,形成了异核体或杂合二倍体
❖ 以后一些研究者重复上述试验,并且加入了体外培养试 验,即:将加热杀死的SIII细菌与无毒RII细菌混合培养, 然后注入小家鼠体内,同样导致家鼠死亡。表明:
➢ 细菌在培养条件下也能够实现遗传类型间的定向转化
6/63
❖ 1944年,Avery在离体条 件下完成转化。
7/63
实验结论
❖ 实验结果表明:来源于加热杀死的SIII细菌,并使 RII细 菌转化成为SIII型细菌的转化因子是DNA
荚膜 菌落 毒性 类型
荚膜形成
光滑型S 发达 光滑 有 I, II, III
❖ 荚膜的主要成分是多糖,
具特I
❖ 不同抗原型是遗传的、稳 定的,一般情况下不发生
互变
4/63
2. Griffith转化研究(1928)
5/63
Griffith对其试验结论及发展
除回复突变的可能
❖ 对照实验:
➢ 单独接种未产生原养型菌落
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*互养作用及其排除
❖ 试验材料:
➢ A品系:A-B+ T1S(met-bio-thr+leu+T1S) ➢ B品系:A+B- T1R(met+bio+thr-leu-T1R)
❖ 试验方法:
➢ 将A、B品系混合接种在基本培养基表面 ➢ 短时间后喷T1杀死A品系,使其不能持续产生thr、leu
❖ 正是在这一认识的基础上,将转化定义为:
➢ 某些细菌能通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段,并 将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程
❖ Avery等人的实验实际上也表明:决定细菌遗传类型的物 质是DNA,即证明了DNA就是遗传物质
➢ 但由于他们采用的实验方法当时不被人们广泛接受,而且 得出的结论与当时人们的传统观念(认为蛋白质是遗传物质) 不符合,而长期没有得到人们的承认
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(二)、转化过程
❖ 转化现象在细菌中是一种普遍现象。不同细菌转化过程 有一定差异,但是它们都存在几个方面的特征,即:
❖ 感受态与感受态因子:
➢ 感受态指细菌能够从周围环境中吸收DNA分子进行转化的 生理状态
➢ 感受态主要受一类蛋白质(感受态因子)影响,感受态因子 可以在细菌间进行转移,从感受态细菌中传递到非感受态 细菌中,可以使后者变为感受态
➢ 结果:没有得到原养型细菌 ➢ 结论:细胞直接接触是原养型细
菌产生的必要条件
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*异核体和杂合二倍体的可能性
➢ 转化可以分为自然转化(枯草杆菌)和人工转化(大肠杆 菌)。用Ca2+(如CaCl2)处理大肠杆菌可以增强其感受能力
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(二)、转化过程(p157-158)
❖ 供体(donor)DNA与受体(receptor)细胞结合(binding):
➢ 结合发生在受体细胞特定部位(结合点) ➢ 对供体DNA片段有一定要求 ➢ 结合是一个可逆过程
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第一节 细菌的遗传重组
一、转化 二、接合 三、 F'因子与性导 *四、质粒及其遗传
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一、转化(transformation)
(一)、细菌转化实验 (二)、转化过程 *(三)、共同转化与遗传图谱绘制
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(一)、细菌转化实验
1. 基础知识
❖ 野生型肺炎双球菌菌落为 光滑型,一种突变型为粗 糙型,两者根本差异在于
➢ 研究整合的分子机制也就是研究遗传重组的分子机制
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*(三)、转化与基因重组作图
❖ 由于DNA是以小片段的形式进入受体的:
距离很远的两个基因很难同时存在于一个片段中,同 时转化受体。
基因间距离越近,它们就有较多的机会整合到受体染 色体中。
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*枯草杆菌共转化遗传作图
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二、接合
(一)、接合现象的发现和证实 (二)、F因子及其在杂交中的行为 *(三)、中断杂交试验作图
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(一)、接合现象的发现和证实
黎德伯格和塔特姆大肠杆菌杂交试验: ❖ 材料:
➢ 大肠杆菌(Escherichia coli)K12菌株的两个营养缺陷型 品系 A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bioB—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-
供B品系生长
❖ 结果与结论:
➢ 仍然出现原养型菌落 ➢ 互养并非前述原养型菌落出现的原因,而可能发生了
遗传重组
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*转化作用及其排除
❖ Lederbery和Tatum曾把品系A 的培养液经加热后,加入到B 品系的培养物中,未得到原养 型菌落;表明原养型菌落可能 不是由转化作用产生
❖ 戴维斯(Dawis, 1950)的U型管 试验
❖ 为了验证这些原养型菌落产生的可能而进行的研 究最终表明:这些解释均不成立
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回复突变可能的排除
❖ Lederbery和Tatum采用的是双营养缺陷型菌株,已基本 排除A或B品系发生回复突变产生原养型细菌的可能
❖ 理论分析:
➢ 单基因回复突变的频率约为10-6 ➢ 双基因回复突变的频率则为10-12,频率很低 ➢ 但试验中产生原养型菌落产生的频率非常高,因此基本可以排
❖ 根据上述研究结果Griffith认为:
➢ (有毒)死细菌中的某种物质转移到(无毒)活细菌中,并使之 具有毒性,导致小家鼠死亡
➢ 将这种细菌遗传类型的转变称为转化,并将引起转化的物 质称为转化因子(tranforming principle)
➢ 但是当时的化学与生化分析技术还无法鉴定杀死细菌中的 确切成分,因而不能确定转化因子为何物
❖ DNA摄取:
➢ 当细菌结合点饱和之后,细菌开始摄取外源DNA ➢ 往往只有一条DNA单链进入细胞(单链摄入),另一条链在膜上
降解
❖ 联会(synapsis)与外源DNA片段整合(integration):
➢ 整合指单链转化DNA与受体DNA对应位点置换,稳定掺入到受 体DNA中的过程,实际上就是遗传重组过程
❖ 方法:
➢ 将A、B混和,在基本培养基(固体)上涂布培养
❖ 结果:
➢ 平板上长出原养型菌落(++++)
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黎德伯格和塔特姆接合试验
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几种可能解释及其分析
❖ 对上述试验结果原养型菌落可能产生于:
➢ 亲本细菌A或B发生了回复突变 ➢ 两品系细胞通过培养基交换养料——互养作用 ➢ 两品系间发生了转化作用 ➢ 发生细胞融合,形成了异核体或杂合二倍体
❖ 以后一些研究者重复上述试验,并且加入了体外培养试 验,即:将加热杀死的SIII细菌与无毒RII细菌混合培养, 然后注入小家鼠体内,同样导致家鼠死亡。表明:
➢ 细菌在培养条件下也能够实现遗传类型间的定向转化
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❖ 1944年,Avery在离体条 件下完成转化。
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实验结论
❖ 实验结果表明:来源于加热杀死的SIII细菌,并使 RII细 菌转化成为SIII型细菌的转化因子是DNA
荚膜 菌落 毒性 类型
荚膜形成
光滑型S 发达 光滑 有 I, II, III
❖ 荚膜的主要成分是多糖,
具特I
❖ 不同抗原型是遗传的、稳 定的,一般情况下不发生
互变
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2. Griffith转化研究(1928)
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Griffith对其试验结论及发展
除回复突变的可能
❖ 对照实验:
➢ 单独接种未产生原养型菌落
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*互养作用及其排除
❖ 试验材料:
➢ A品系:A-B+ T1S(met-bio-thr+leu+T1S) ➢ B品系:A+B- T1R(met+bio+thr-leu-T1R)
❖ 试验方法:
➢ 将A、B品系混合接种在基本培养基表面 ➢ 短时间后喷T1杀死A品系,使其不能持续产生thr、leu
❖ 正是在这一认识的基础上,将转化定义为:
➢ 某些细菌能通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段,并 将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程
❖ Avery等人的实验实际上也表明:决定细菌遗传类型的物 质是DNA,即证明了DNA就是遗传物质
➢ 但由于他们采用的实验方法当时不被人们广泛接受,而且 得出的结论与当时人们的传统观念(认为蛋白质是遗传物质) 不符合,而长期没有得到人们的承认
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(二)、转化过程
❖ 转化现象在细菌中是一种普遍现象。不同细菌转化过程 有一定差异,但是它们都存在几个方面的特征,即:
❖ 感受态与感受态因子:
➢ 感受态指细菌能够从周围环境中吸收DNA分子进行转化的 生理状态
➢ 感受态主要受一类蛋白质(感受态因子)影响,感受态因子 可以在细菌间进行转移,从感受态细菌中传递到非感受态 细菌中,可以使后者变为感受态
➢ 结果:没有得到原养型细菌 ➢ 结论:细胞直接接触是原养型细
菌产生的必要条件
20/63
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*异核体和杂合二倍体的可能性
➢ 转化可以分为自然转化(枯草杆菌)和人工转化(大肠杆 菌)。用Ca2+(如CaCl2)处理大肠杆菌可以增强其感受能力
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(二)、转化过程(p157-158)
❖ 供体(donor)DNA与受体(receptor)细胞结合(binding):
➢ 结合发生在受体细胞特定部位(结合点) ➢ 对供体DNA片段有一定要求 ➢ 结合是一个可逆过程