北工大微生物学第7章.ppt

1、第七章微生物的遗传变异，遗传：父子相似，变异：父子之间不同的个体完全不同，遗传(inheritance )和变异(variation )是生命最本质的特性之一，遗传型： 表型由遗传型决定，但也与环境有关。 微生物是遗传学研究的明星：微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，便于构建纯系统。 许多常见微生物容易人工培养，迅速、大量繁殖。 对环境因素的作用敏感，易获得各种突变株，操作性强。 微生物的独特生物学特性： (1)个体体制极为简单；(2)营养体一般为单倍体；(3)成分简单的组合培养基中容易大量繁殖；(4)繁殖速度快；(5)容易积累不同的中间代谢产物或最终产物；(6)菌落形态特征的可见性和多样

2、性；(7) 环境条件对微生物群中各个体作用的直接性和均匀性(8)容易形成营养缺陷型(9)各种微生物一般具有相应的病毒(10 )进化过程中存在多种原始有性生殖方式的第一节遗传物质基础，一.遗传物质DNA (或RNA )， 证明核酸是遗传物质基础的三个经典实验，(一)经典转化实验： Griffith致病性RII型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性，1928年，Griffith进行了以下组实验： (动物实验注射了小鼠活的RII菌或死的SIII菌的小鼠的生存是小鼠活的siiii菌-小鼠的死亡是小鼠注射了活的RII菌的Griffith转化试验是混合培养、RII型活菌、SIII型活菌、SIII型热死菌、

3、RII型活菌成功地将显示健康、健康、健康、病死的肺炎链球菌s型DNA转化为无毒性肺炎球菌r型，首次证明了承载肺炎链球菌s型荚膜遗传信息的物质是DNA。 (2)细菌培养实验，(3)S型菌无细胞提取液试验，以上实验表明，加热死亡的si型细菌细胞内，可能存在某种方法进入RII型细胞，使RII型细胞获得稳定的遗传性状，转化为si型细胞的转化物质。 热死SIII菌不生长生RII菌热死SIII菌为大量RII菌和10-6SIII菌，生r菌s菌无细胞提取液为大量r菌和少量s菌、生RII菌、平皿培养， s菌DNA加s菌DNA和DNA酶以外的酶加s菌的DNA和DNA酶McCarty从热死s型S. pneumoni

4、ae中精制出可能成为转化因子的各种成分，在离体条件下进行了转化试验：、仅s型细菌的DNA为s.pneumonna 说明s型菌株向r型菌株转移的是基因。 (二)噬菌体感染实验，噬菌体感染实验1953年美国人Hershey和Chase采用放射性同位素法，提供了DNA是噬菌体遗传物质的直接证据。 他们将大肠杆菌h在含有32P和35S的培养基中培养，再用标记的大肠杆菌培养2噬菌体，直到32P和35S的T2噬菌体完全标记。 感染了被标记的T2噬菌体未标记的大肠菌，结果发现2噬菌体的外皮蛋白有35S的放射性，与细菌的细胞壁相连，DNA部分有32P的放射性，进入细菌的细胞质内。这一事实证明，在噬菌体感染细菌

5、的过程中，蛋白质壳留在细菌细胞外，只有DNA进入细胞，再一次证明遗传物质不是蛋白质而是DNA。 (二)噬菌体感染实验，A. D. Hershey和M. Chase，1952年，(含32P-DNA组：放射性85%沉淀中，上清液中含有15%的放射性。 (2)含有35 s蛋白质的组：放射性75%在上清液中含有75%的放射性、(3)植物病毒的重建实验，为了证明核酸是遗传物质，使h.fraenkee TMV在一定浓度的酚溶液中振荡，将其蛋白质壳和RNA核所分离的RNA即使没有蛋白质的包裹，也可以感染烟草并产生典型的症状，还可以在病斑中分离出正常的病毒粒子。 选择TMV和霍氏车前花叶病毒(HRV )，分离

6、取得各自的RNA和蛋白质，将2种RNA分别与对方的蛋白质壳体重组形成2种杂病毒： (1)RNA(TMV )蛋白质(HRV)(2)RNA (。 以上结果表明，RNA病毒中遗传物质基础也是核酸。MTV HRV、HRV MTV、遗传物质应具备的三项基本功能： 1、复制功能遗传物质应积累遗传信息，并对其进行复制，世代才能正确传递。 2 .表达功能遗传物质必须控制生物性状的发育和表达。 3 .变异功能遗传物质为了适应外界环境的变化必须发生变异，没有变异就必须进化。 DNA是遗传物质的间接证据，每种不同组织的细胞不管其大小和功能如何。 它们的DNA含量一定，配偶的DNA含量正好是体细胞的一半。 DNA在代

7、谢上是稳定的。 DNA对所有生物的染色体都是共通的。 4 .不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最有效的波长都是2600埃。 这与DNA吸收的紫外线光谱一致。 二. DNA的分子结构和复制，(一)，DNA的化学组成核酸：高分子化合物，核苷酸聚合物。 脱氧核糖核酸(DNA )和核糖核酸(RNA )两种。 核苷酸的构成： (1)碱基(2)磷酸； (3)脱氧核糖、碱的种类： (1)双环结构的嘌呤：腺嘌呤(a )鸟嘌呤(G) (2)单环结构的嘧啶：胞嘧啶(c )胸腺嘧啶(t )尿嘧啶(u) 2.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接(牵手) 3 .扶手的方向平行于相反方向。 4、梯子横栈是内排碱基，碱

8、基用氢结合，按互补配对原则配对，at、cg、DNA的结构Watson和Crick于1953年提出DNA双螺旋结构理论，DNA是两个多核苷酸链互补、排列方向每条多核苷酸链有4种碱基： t、a、g、c有规律地排列，它们以氢键与另一条多核苷酸链的4种碱基a、t、c、g互补对应。 用氢键结合的碱的组合称为碱对。DNA的空间结构.发生自复制遗传信息传递变异的碱基对的规则非常重要，这是遗传信息传递的关键。碱基序列顺序是遗传信息的携带者大沟和小沟形成。 螺旋直径2nm； 螺旋周期为包含10bp的螺距3.4nm； 邻接碱基对平面的间隔为0.34nm。DNA双螺旋、碱位于螺旋的内侧，与螺旋轴垂直。 磷酸和戊糖位

9、于外侧，相互通过磷酸二酯键连接，形成DNA的骨架，糖环平面与中轴平行。 DNA双螺旋是同一平面的碱在两个主链之间形成碱基对。 甲级联赛。 之间是氢键成对的。 A-T间形成2个氢键，G-C间形成3个氢键。 DNA双螺旋、DNA的其他螺旋结构、回文结构镜像重复3个螺旋(H-DNA )，以回文结构DNA序列中的中心区域为对称轴，其两侧的碱基对正读和反读是相同的双螺旋结构。 即，当对称轴的一个段旋转了180度时，与另一个段对称地重复。 回文结构可以形成十字结构和发夹结构、aattcaagggaggaaggaaggatcttagtccttcattcctcctctag、和存在于同一股线上的若干DNA段的反

10、复序列。 该序列的各单株没有互补序列，无法形成十字型或发夹结构。 由镜像重复、聚嘧啶和多嘌呤组成的DNA螺旋段，如果其排列中有长镜像重复，则形成局部三对，相互缠绕形成三个螺旋，其中两个碱基以Watson-Crick方式配对，第三个聚嘧啶(镜像重复)为TAT *DNA三螺旋(H-DNA，ts-DNA )、DNA配置的变异、1，b-dna:dna在生理状态下的配置、右手双螺旋配置(沃森和点击模型)、各螺旋为10个核苷酸对。 2，a-DNA:DNA的脱水结构型，右手螺旋，每螺旋11个核苷酸对。 3，Z-DNA :左手螺旋，每个螺旋包含12个核苷酸对。B-DNA空间模式图、三. DNA复制、DNA复制

11、的一般特征： 1、以半保留复制分解的两个单链分别为模板，从细胞核内吸取与自己碱基互补的游离核苷酸，进行氢键，在酶系作用下结合，分别形成新的互补，DNA复制的一般真核生物：有多个起点。 与原核生物的DNA合成、DNA合成相关的酶1、DNA聚合酶1 2、DNA聚合酶11 3、DNA聚合酶111、DNA复制的过程、1、DNA双线解链2、DNA合成的开始3、一条DNA链连续合成，一条链不连续的RNA、 您可以选择复制DNA的过程，包括：复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程、复制过程。 您可以选择、或者

12、、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者可以选择，可以选择，可以选择，可以选择，可以选择，可以选择，可以选择，可以选择，可以选择，可以选择。 一个人，一个人，一个人，一个人，一个人，一个人，一个人。您可以选择、或

13、者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、a、g、g、t、c、f、f、f、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、I、t、t、g、g、g、c、c、a、t、t、t、t、g、g、c、c、a、t、t、t、g、g、g、g、g、c、c、a、t、t、t、t、t、g、g、g、g、g、g _ 87 通过碱基互补对脱氧核苷酸结合到母链上，然后复制、 您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者可能的话，可能的话，可能的话，