第六章-微生物的遗传和变异课件

第六章微生物的遗传和变异环境微生物基础教学课件7/23/20231概况一点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容整体概述概况三点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容概况二点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容本章内容第一节遗传DNA—结构、存在形式、基因、遗传信息的传递、复制方式RNA—四种，tRNA、mRNA、rRNA、反义RNA蛋白质的合成过程第二节微生物的变异基因突变突变类型第三节遗传工程在环境保护中的应用质粒育种技术在环境保护中的应用基因工程技术在环境保护中的应用——DNA重组PCR技术在环境保护中的应用环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/20233微生物将其生长发育所需要的营养类型和环境条件，以及对这些营养和外界环境条件产生的一定反应，或出现的一定性状，传给后代，并相对稳定的一代一代传下去，这就是微生物的遗传。

环境微生物基础教学课件天津工业大学遗传营养类型形态结构生理特征代谢方式繁殖方式传递下一代7/23/20234环境微生物基础教学课件天津工业大学当微生物从它适应的环境迁移到不适应的环境后，微生物改变自己对营养和环境条件的要求，在新的生活条件下产生适应新环境的酶，从而适应新的环境并生长良好，这就是变异。变异营养类型形态结构生理特征代谢方式繁殖方式改变下一代7/23/20235遗传育种环境微生物基础教学课件天津工业大学人工培育和驯化遗传遗传中有变异，变异中有遗传。变异相对绝对7/23/20236环境微生物基础教学课件天津工业大学第一节遗传一、遗传和变异的物质基础——DNA生物遗传的物质基础是什么？答案是DNA。亲代将各种遗传性状通过DNA传递给子代，子代获得DNA后形成一定的蛋白质，将遗传特性表现出来。7/23/20237环境微生物基础教学课件天津工业大学什么方法最终证明了遗传的物质基础是DNA呢？1.格里菲斯经典转化实验（1928）及埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂等人的转化补充实验（1941）。2.赫西和蔡斯大肠杆菌T2噬菌体感染大肠杆菌实验。（1952）3.植物病毒拆分重建，Fraenkel-Conrat（1956）三个经典转化实验7/23/20238环境微生物基础教学课件天津工业大学格里菲斯经典转化实验（1928）——肺炎双球菌转化实验R型菌（粗糙、无毒性）S型菌（光滑、有毒性）多糖类荚膜7/23/20239将R型活菌注入小鼠体内一段时间后7/23/202310将S型活菌注入小鼠体内一段时间后7/23/202311将杀死的S型菌注入小鼠体内一段时间后7/23/202312将R型活菌与杀死的S型菌注入小鼠体内一段时间后细菌发生转化，性状的转化可以遗传。7/23/202313DNA蛋白质多糖RNADNA是遗传物质只有DNA引起R型肺炎球菌转化7/23/202314环境微生物基础教学课件天津工业大学赫西和蔡斯实验——噬菌体侵染细菌的实验（含S）（含P）7/23/202315用放射性同位素35S标记外壳蛋白质细菌内无放射性7/23/202316环境微生物基础教学课件天津工业大学用放射性同位素32P标记内部DNA细菌内有放射性DNA—主要的遗传物质7/23/202317环境微生物基础教学课件天津工业大学DNA的结构1953年，Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构。

两条多核苷酸链彼此互补并排列方向相反的，以右手螺旋的方式围绕同一根主轴的互相盘绕而成。

7/23/202318环境微生物基础教学课件天津工业大学脱氧核糖碱基磷酸腺嘌呤-A鸟嘌呤-GC-胞嘧啶T-胸腺嘧啶7/23/2023197/23/202320DNA与少量的蛋白质结合，没有核膜包围，单纯由一条DNA细丝构成环状的染色体，在细胞质内，高度折叠形成具有空间结构的核区。或质粒的形式。DNA和组蛋白等组成染色体，染色体呈丝状结构，细胞内所有的染色体由一个核膜包裹成细胞核。环境微生物基础教学课件天津工业大学2.DNA的存在形式原核微生物真核微生物7/23/202321环境微生物基础教学课件天津工业大学基因：生物体内贮存遗传信息、能进行自我复制能力的遗传功能单位。是DNA分子上的具有特定碱基排列顺序的核苷酸片断。每个细菌约有5000～10000个基因。3.基因结构基因，编码蛋白质或酶的结构。操纵区，操纵结构基因的表达。调节基因，控制结构基因。

按功能分为三种：7/23/202322环境微生物基础教学课件天津工业大学4.遗传信息的传递。DNARNA转录蛋白质翻译反向转录分子遗传学的中心法则7/23/202323环境微生物基础教学课件天津工业大学5.DNA的复制半保留式的自我复制位点碱基互补配对原则边解链边复制7/23/202324环境微生物基础教学课件天津工业大学二、RNA环境微生物基础教学课件天津工业大学脱氧核糖碱基磷酸RNA遗传信息蛋白质核糖体翻译腺嘌呤-A鸟嘌呤-GC-胞嘧啶U-尿嘧啶7/23/202325AGTACTAATACGU游离的核糖核苷酸DNA解链，一条链为模板合成RNA细胞核中ACGU1.信使RNA，mRNA(messengerRNA)无义链环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202326AGTACTAATDNA与RNA的碱基互补配对细胞核中聚合酶ACGU游离的核糖核苷酸ACGUUU环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202327AGTACTAATDNA与RNA的碱基互补配对细胞核中聚合酶ACG游离的核糖核苷酸ACGUUUU环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202328细胞质核孔DNAmRNA在细胞核中合成细胞核内UCAUGAUUAAGTACTAATmRNA环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202329UCAUGAUUAmRNAAGTACTAATUCAUGAUUAmRNA细胞核内环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202330密码子密码子密码子

密码子

mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基UCAUGAUAmRNAU环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202331环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/2023322.转移RNA，tRNA(transferRNA)。蛋白质合成中的适配器分子（adapter）

tRNA的一端运载着氨基酸反密码子天冬氨酸ACU

亮氨酸UAA

异亮氨酸AUG环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学氨酰-tRNA7/23/202333

是核糖体结构的组成成分，与蛋白质结合成核糖体，是合成蛋白质的场所。

环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学3.rRNA（ribosomeRNA）核糖体RNA

7/23/202334与mRNA碱基配对的RNA，由DNA转录而成，起到调节的作用。决定mRNA翻译合成速度。它是阻止，干扰复制转录和翻译的短小的RNA。环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学4.反义RNA7/23/202335环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学3.微生物体内蛋白质的合成过程。DNA的复制转录mRNA翻译蛋白质的合成7/23/202336TCATGATADNATGAUAATCUmRNAA转录mRNADNA的复制7/23/202337

核糖体UCAUGAUAmRNAU

亮氨酸UAA天冬氨酸ACU

异亮氨酸AUG环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学翻译形成氨酰-tRNA的过程核糖体与mRNA复合过程7/23/202338

核糖体UCAUGAUAmRNAU

亮氨酸UAA天冬氨酸ACU

异亮氨酸AUG环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学翻译7/23/202339细胞质中

核糖体UCAUGAUAmRNAU

亮氨酸UAA天冬氨酸ACU

异亮氨酸AUG缩合环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202340

亮氨酸天冬氨酸

异亮氨酸以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质

细胞质中UCAUGAUAmRNAU环境微生物基础教学课件天津工业大学环境微生物基础教学课件天津工业大学7/23/202341由于某种因素引起的微生物DNA链上的碱基的缺失，置换，插入，改变了基因内部的原有的碱基顺序，从而引起其后代表现型的改变。

环境微生物基础教学课件天津工业大学第二节微生物的变异1.基因突变7/23/202342环境微生物基础教学课件天津工业大学2.突变的类型变异基因突变基因重组诱变自发突变点突变染色体畸变碱基置换移码突变转换颠换缺失添加缺失添加易位倒位7/23/202343环境微生物基础教学课件天津工业大学自发突变自发突变是某种微生物在自然条件下，没有人工参与的而发生的基因突变。

几率10-4～10-10

宇宙空间的短波辐射微生物自身代谢活动的低剂量诱变物质，H2O2互变异构效应

原因