微生物的遗传与变异.ppt

1,第六章 微生物的遗传与变异,2,所谓微生物的遗传性是指每种微生物所具备的亲代性状在子代重现，子代性状与亲代基本上一致的现象。 1.遗传性“种瓜得瓜种豆得豆” 遗传的保守性子代与亲代相似性（“大同”）,大肠杆菌是短杆菌，生活条件要求pH为7.2，温度37，在糖类物质存在的条件下产酸、产气。大肠杆菌的亲代将这些特性传给子代，这就是大肠杆菌遗传的保守性，其他生物也是如此。,遗传的保守性程度与物种差异和个体生长状态不同有关，高等生物遗传保守程度比低等生物大。老龄菌遗传保守程度比幼龄菌大,正面：继承亲代特点，保持物种延续 负面：当环境条件改变，微生物会因为遗传的保守性，不适应改变了的外界环境条件而死亡。,3,微生物变异的多样性，如：个体形态的变化，菌落形态(光滑型粗糙型)的变异，营养要求的变异，对温度、pH要求的变异，毒性的变异，抗毒能力的变异，生理生化特性的变异及代谢途径、产物的变异等。,2.变异性-“龙生九子，各不相同”,任何一种生物的亲代和子代以及个体之间，在形态结构和生理机能方面都有所差异，这一现象叫做变异。变异是生物对环境能动适应性的表现。,4,一、遗传和变异的物质基础 核酸是负载遗传信息的真正物质基础,二、核酸的结构与复制,磷酸,5,变异（variation）指生物在某种外因或内因的作用下所引起的个别微生物在形态或生理生化或其他方面的性状发生改变，并且这些改变了的性状可以遗传，这时微生物发生了变异，成了变种或变株。 变异的本质遗传基因发生突变,第二节 微生物的变异,6,一、基因突变,基因突变：生物体内遗传物质的分子结构发生可遗传性的变化，即微生物的DNA由于某种因素引起碱基的缺失、置换或插入，改变了基因内部原有的碱基排列顺序，从而引起其后代表现型的改变。,7,基因突变类型,突变类型,自发突变,诱发突变,低剂量多因素突变,互变异构效应,物理诱变,化学诱变,定向培育和驯化,8,发生自发突变的原因： 1.由背景辐射和环境因素引起的综合效应，如宇宙射线等。 2.由微生物自身的有害代谢产物引起，如过氧化氢等。 3.由DNA复制过程中碱基配对错误引起。 据统计，DNA每次复制中每个碱基错误配对的频率是10-710-11 ，而一基因平均约含1000bp，故自发突变的频率约为10-6 。,1.自发突变 是指某种微生物在自然条件下，而发生的基因突变。,9,2. 诱发突变 是通过人工方法，利用物理、化学或生物因素处理微生物群体，显著提高基因自发突变频率的人为手段。 凡具有诱变效应的任何因素，称为诱变剂。,常用的诱变剂：紫外线、5溴尿嘧啶、亚硝酸、染料等。,10,定向培育人为在特定环境下长期处理某一微生物的培养物，同时移种、传代，积累合适的自发突变体,定向培育在环境生物处理中俗称驯化。,驯化,加富培养基（石油）浓度升高,筛选分离,2,3、4,特点:操作简便，驯化的潜力有限，慢。 成功的例子：卡介苗（230代，13年）、狂犬病疫苗,11,目前在环境工程更多利用的是驯化。 污泥培养初期逐步提高污水比例，有些菌种不能适应被淘汰(筛选)，能产生诱导酶的菌株及自发突变体中能来降解此类废水的菌种能够生存而被保留下来，且能力逐步提高，使废水达到预期的排放标准；,12,另一方面，国外目前正在研究针对某种废水用人工诱变方法筛选大量具有很强分解能力及絮凝能力的菌株，并把它们做成干粉状的产品，如同市面出售的酵母干粉一样