第七章 微生物的遗传变异与育种 课件(共112张PPT) 《微生物与免疫基础》 (高教版）

(课件网) 第七章 微生物的遗传变异与育种 第七章 微生物的遗传变异与育种 知识目标： 了解微生物遗传变异基础及有关遗传学概念 掌握基因突变现象和原因 掌握基因突变育种的基本原理 掌握菌种保藏的原理及常用方法 能力目标： 了解原生质体融合、PCR技术方法及其原理 遗传（heredity或inheritance）和变异（variation）是生物体最本质的属性之一。遗传，讲的是亲子间的关系，指生物的上一代将自己的一整套遗传因子传递给下一代的行为或功能，它具有极其稳定的特性。它必需有物质基础，也即遗传信息必须由某些物质作为携带和传递的载体。为了更好的学习遗传和变异的内容，首先明确以下四个概念： 1.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的总和。遗传型是一种内在可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下，通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。 遗传型＋环境条件 表型 2.表型(phenotype) 指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环境下的具体体现。所以，它与遗传型不同，是一种现实性。 3.变异（variation） 指在某种外因或内因的作用下生物体遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变。变异的特点：①在群体中出现的几率极低（一般为10-5～10-10）；②性状变化的幅度大；③变化后的新性状具有稳定性和遗传性。 4.饰变(modification) 指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、翻译水平上的表型变化。特点有：①整个群体中的几乎每一个体都发生同样变化；②性状变化的幅度小；③因遗传物质不变，故新性状不具有遗传性。例如，粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）在25℃下培养时，会产生深红色的灵杆菌素，把菌落染成鲜血似的;当培养在37℃下时，群体中的所有个体都不产色素。如重新降温至25℃，所有细胞产色素能力又可以恢复。 第一节 遗传变异的物质基础 一、三个经典试验 （一）转化实验 转化现象是英国医生F.Griffith在1928年首次发现的。他以肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae，原称“肺炎双球菌”）作为研究对象。S.pneumoniae是一种球形细菌，常成双或成链排列，可使人患肺炎，也可使小鼠患败血症而死亡。 1.动物实验 图7-1 肺炎链球菌的转化实验 2.细菌培养实验 3. S型菌的无细胞抽提液实验 以上三个实验说明，加热杀死的S型细菌，在其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型细胞获得表达S型荚膜性状的遗传特性。 1944年，Avery等人从热死的S型肺炎链球菌中提纯了可能作为转化因子的各种成分，并在离体条件下进行了转化实验。 （1）从活的S菌中抽提各种细胞成分DNA，RNA，蛋白质，荚膜多糖等 （2）对各组分进行转化试验 从上述结果中可知，只有S型细菌的DNA才能将S.pneumoniae的R型转化为S型。而且，DNA纯度越高，转化效率也越高。只取微量纯DNA(6×10-8g)，仍有转化能力。这就说明，S型菌株转移给R型菌株的，决不是某一遗传性状(如荚膜多糖)本身，而是以DNA为物质基础的遗传因子。 （二）噬菌体感染实验 首先，他们将E.coli培养在以放射性32PO43-或35SO42-作为磷源或硫源的合成培养基中。结果可以获得含32P-DNA（噬菌体核心）的噬菌体或含35S-蛋白质（噬菌体外壳）的两种实验用噬菌体。接着，他们作了以下两组实验（图7—2）。 图7—2 T2噬菌体的实验感染大肠杆菌实验 从以上两组实验中可清楚地看到，在噬菌体的感染过程中，其蛋白质外壳未进入宿主细胞。进入宿主细胞的DNA经增殖、装配后，能产生一大群既有DNA核心又有蛋白质外壳的完整噬菌体颗粒。这就有力地证明， ... ...