微生物的遗传与变异(汇总).ppt

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(一)质粒
基本特性: 1、绝大多是质粒是共价闭合环状双链DNA;
2、质粒可独立于宿主染色体外自主复制;
3、质粒基因常赋予宿主细胞某些特性,如合成抗生素、细
菌素等;
4、质粒能从宿主细胞自发消除,其所携带的基因非细胞生
存所必需,除去质粒后,细胞可依然存活
5、质粒可通过接合、转化或转导等方式在细菌间转移;
含有这类质粒的细菌,能将复杂的有机化合物降解成能被 其作为碳源和能源利用的简单形式,环境保护方面具有重 要的意义。 如假单胞菌:具有降解一些有毒化合物,如苯、辛烷和樟 脑等的能力。
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转座与转座因子
转座因子:是一个DNA片段,可在质粒与质粒之间或质 粒与染色体之间随机转移,故又称为“跳跃基因”。转 座子不能自我复制。
蛋白质; 3)基因是不连续的,结构基因内部存在许多不编码蛋白质的间隔序列,
称为内含子,编码区则称为外显子。 5)通常含有多种染色体,并且每条染色体中具有许多复制起点,可同时
进行复制。
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二、质粒和转座因子
染色体
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(一)质粒
质粒(plasmid): 是一种染色体外DNA遗传物质,呈双链、超螺旋、 闭环状,能进行自主复制,主要存在于各种微生物 细胞中。
微生物基因组DNA绝大部分用来编码蛋白质、RNA ;其余用作复制起点、启动子、终止子和一些由调节 蛋白识别和结合的位点等信号序列。
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一、微生物的主要遗传物质
(三)真核细胞型微生物的染色体
1)真核细胞型微生物与高等动植物一样,具有完整的细胞核结构 2)遗传物质以染色体的形式存在,其化学组成是线状双链DNA分子和
RNA,蛋白质外壳对其仅起保护作用。
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遗传与变异
• 遗传性:生物可通过 无性繁殖或有性繁殖 的方式繁衍后代,并 使子代与亲代相似。
变异性:生物的子代与
亲代,以及子代不同个 体之间在性状上又存在 某些差异。
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由于细菌个体微小、遗传物质较为简单,易于人工 培养,繁殖速度快,突变型容易识别和检出。因此,细 菌一直被用做研究生物遗传与变异规律的实验材料。
6、细菌具有相容性或稳定地共存于一个细胞内。
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常见的质粒类型
• F质粒/致育因子 • R质粒/耐药质粒/抗性因子 • Col质粒 • 代谢质粒/降解质粒
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1、F质粒/致育因子
具有编码性菌毛的能力,可在染色体外游离存在,或 整合入宿主菌染色体,成为染色体的一部分。
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转座机制
④在解离酶的作用下进行, 释放两个复制子。
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转座的遗传学效应
1、引起插入突变:插入在宿主染色体的某一结构基因内, 造成该基因功能的丧失。 2、产生新的基因,引起生物进化:如插入抗药性基因 3、产生染色体畸变 4、基因的移动和重排 5、转座因子可以从插入位置上消失,可导致回复突变。
第十一章 微生物的遗传与变异
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一、证明遗传变异物质基础的三个经典实验
(一)转化实验
①将无毒性的R型活细胞注射到小鼠体内,结果小鼠不死亡; ②将有毒性的S型活细胞注射到小鼠体内,结果小鼠患败血症死亡; ③将加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内,结果小鼠不死亡; ④将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后,注射到小鼠 体内,结果小鼠患败血症死亡。
●保守型转座
转座子插入到DNA上 新的位点,首先交错 切开靶DNA,再将转 座子连接到靶DNA的 凸出单链上,最后填 补空缺完成转座。
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转座机制

复制型转座
①在转座子和靶位点两端分别 交错切割产生切口;
②形成一种交换结构; ③产生一个包含两个正向重复
的转座子拷贝的复合物,称 为共合体;
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第一节 微生物遗传和变异的物质基础
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基因与基因组
• 基因:是合成一种有功能的多肽链或RNA分子所 必需的一段完整的DNA序列;
• 基因组:是指存在于生物体遗传物质中全部基因 的总称。
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一、微生物的主要遗传物质
(一)病毒的核酸 除朊病毒没有遗传物质外,所有病毒的遗 传物质都是DNA或RNA。
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R因子的结构组成
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3、Col质粒
大肠杆菌产生的细菌素为大肠杆菌素,而产生这 种细菌素的质粒被称为Col质粒。
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质粒本身编码一种免疫蛋白,从而使某种类型大肠 杆菌的菌株对自身产生的大肠杆菌有免疫力,但对 其他类型的大肠杆菌仍是敏感的。
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4、代谢质粒/降解质粒
携带F质粒的菌株称为 F+菌株(相当于雄性) ,无F质粒的菌株称为 F-菌株(相当于雌性)
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2、R质粒/耐药质粒
R质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重 要原因之一。
接合型耐药质粒:由耐药转移因子(RTF,类似于F质粒 ,具有致育性)和耐药决定子(决定该菌株的耐药性)构 成。
非接合型耐药质粒:只有耐药决定子,只有耐药性,不 能接合转移。
转座子
质粒
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转座与转座因子
转座:是指转座因子从染色体的一个位置转移 到另一位置,或者在质粒与染色体之间转移的 过程,即转座因子改变其在DNA分子上位置的 过程。
由于转座因子的转座行为,将使DNA分子发生 插入突变和广泛的基因重排,在促使生物变异 及进化上具有重大意义。
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转座机制
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(二)噬菌体感染实验
在噬菌体感染过程中,其 蛋白质外壳根本未进入宿 主细胞,进入宿主细胞的 只有噬菌体DNA,尚因释 放出的子代噬菌体粒子具 有同亲代一样的蛋白质外 壳,故可以肯定,仅只有 DNA携带有全部遗传信息 。
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(三)植物病毒的重建实验
病毒的蛋白质取决于相应的RNA。为此证明该病毒的遗传物质为
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一、微生物的主要遗传物质
(二)原核细胞型微生物的染色体
原核细胞型微生物的遗传物质包括染色体 和质粒。
1、染色体为一段共价闭合环状的双链DNA :在细胞中紧密缠绕成较致密的不规则的小 体,称为拟核
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2、基因组上遗传信息具有连续性
除了个别细菌(鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌)和古生菌的 rRNA和tRNA中也发现有内含子或间隔序列外,原核微 生物一般不含内含子,遗传信息是连续的而不是中断的 。
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