第九章微生物的遗传与变异
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一、DNA作为遗传物质 二、RNA作为遗传物质 三、朊病毒的发现与思考
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一 DNA作为遗传物质
❖（一 ） 转化实验（transformation）： ❖F. Griffith， ❖研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎双球菌） ❖ S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有荚膜 ❖ R型菌株：无致病性，菌落表面粗糙，无荚膜
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
长出S菌 只有R菌
分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶 作用于有毒的S型菌细胞抽提物
只有DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性
DNA是转化所必需的转化因子
第一节 遗传的物质基础
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Avery等在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验
1944年O.T.Avery、C.M.MacLeod和M. 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，在离体条件下进行了转化试验：
表型饰变：
表型的差异只与环境有关 特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为
橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。
遗传型变异（基因变异、基因突变）：
遗传物质改变，导致表型改变 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）
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第九章 微生物遗传
• 课程标准 • 本章要点 • 第一节 遗传的物质基础 • 第二节 微生物的基因组结构 • 第三节 质粒和转座因子
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第九章 微生物遗传
课程标准 了解微生物的遗传物质及基因组存在方
式，理解基因突变的特点，掌握微生物的基 因重组方ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
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本章要点
一 微生物遗传的物质基础 二 微生物的基因突变 三 微生物的基因重组 四 微生物的遗传育种
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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
三、朊病毒的发现与思考
第一节 遗传的物质基础
亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚为 发现该蛋白内含有核酸。
其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrP c改变折叠状态为 PrP sc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。
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TMV
HR
生化提取分别获得含RNA的烟草花叶病
毒蛋白质外壳（病毒1）和核酸（病毒2）
抗血清处理，证明杂种病毒的蛋 白质外壳来自病毒1，而非病毒2
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杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现 为病毒2，而非病毒1
遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质
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（3）S型菌的无细胞抽提液试验 活R菌+S菌无细胞抽提液————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 一种转化物质，它能通过某种方式进入R型细胞并 使R型细胞获得稳定的遗传性状
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一、DNA作为遗传物质
微生物是遗传学研究中的明星：
微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。 很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。 对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。
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第一节 遗传的物质基础
1928年，Griffith进行了以下几组实验： （1）动物实验
对小鼠注射活R菌或死S菌 ————小鼠存活 对小鼠注射活S菌————————小鼠死亡 对小鼠注射活R菌和热死S菌 ———小鼠死亡
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9 抽取心h血ttp分://离ws活wx的.tarSu菌.edu.cn
（2）细菌培养实验 热死S菌—————不生长 活R 菌—————长出R菌 热死S菌+活R 菌—————长出大量R菌和10-6S菌
饰变（modification）：指生物体由于非遗传因 素引起的表型改变，变化发生在转录、转译水平 ，特点是几乎整个群体中的每一个个体都发生同 样的变化，性状变化的幅度小，不遗传，引起饰 变的因素消失后，表型即可恢复。
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第一节 遗传的物质基础
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噬 菌 体 感 染 实 验 （ 年 ）
1952
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二、RNA作为遗传物质
第一节 遗传的物质基础
病毒拆开重建实验
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（二） 噬菌体感染实验
• A. D. Hershey和M. Chase， 1952年
（1）含32P-DNA的一组：放射性85%在沉淀中 （2）含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中 所以，进入细胞的是噬菌体的核酸而不是蛋白质。
遗传型（genotype） ： 生物的全部遗传因子及基因
表型（表现型） （phenotype） ：
具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长 发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。
表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。
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一 DNA作为遗传物质
❖（一 ） 转化实验（transformation）： ❖F. Griffith， ❖研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎双球菌） ❖ S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有荚膜 ❖ R型菌株：无致病性，菌落表面粗糙，无荚膜
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
长出S菌 只有R菌
分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶 作用于有毒的S型菌细胞抽提物
只有DNA被酶降解破坏的抽提物无转化活性
DNA是转化所必需的转化因子
第一节 遗传的物质基础
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Avery等在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验
1944年O.T.Avery、C.M.MacLeod和M. 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，在离体条件下进行了转化试验：
表型饰变：
表型的差异只与环境有关 特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为
橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。
遗传型变异（基因变异、基因突变）：
遗传物质改变，导致表型改变 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）
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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
三、朊病毒的发现与思考
第一节 遗传的物质基础
亚病毒的一种：具有传染性的蛋白质致病因子，迄今为止尚为 发现该蛋白内含有核酸。
其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrP c改变折叠状态为 PrP sc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。
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生化提取分别获得含RNA的烟草花叶病
毒蛋白质外壳（病毒1）和核酸（病毒2）
抗血清处理，证明杂种病毒的蛋 白质外壳来自病毒1，而非病毒2
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遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质
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（3）S型菌的无细胞抽提液试验 活R菌+S菌无细胞抽提液————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 一种转化物质，它能通过某种方式进入R型细胞并 使R型细胞获得稳定的遗传性状
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一、DNA作为遗传物质
微生物是遗传学研究中的明星：
微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。 很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。 对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。
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第一节 遗传的物质基础
1928年，Griffith进行了以下几组实验： （1）动物实验
对小鼠注射活R菌或死S菌 ————小鼠存活 对小鼠注射活S菌————————小鼠死亡 对小鼠注射活R菌和热死S菌 ———小鼠死亡
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（2）细菌培养实验 热死S菌—————不生长 活R 菌—————长出R菌 热死S菌+活R 菌—————长出大量R菌和10-6S菌
饰变（modification）：指生物体由于非遗传因 素引起的表型改变，变化发生在转录、转译水平 ，特点是几乎整个群体中的每一个个体都发生同 样的变化，性状变化的幅度小，不遗传，引起饰 变的因素消失后，表型即可恢复。
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第一节 遗传的物质基础
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噬 菌 体 感 染 实 验 （ 年 ）
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第一节 遗传的物质基础
病毒拆开重建实验
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（二） 噬菌体感染实验
• A. D. Hershey和M. Chase， 1952年
（1）含32P-DNA的一组：放射性85%在沉淀中 （2）含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中 所以，进入细胞的是噬菌体的核酸而不是蛋白质。
遗传型（genotype） ： 生物的全部遗传因子及基因
表型（表现型） （phenotype） ：
具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长 发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。
表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。
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