第二章 微生物的遗传物质
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微生物的遗传与变异遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
遗传性:指世代间子代和亲代相似的现象;变异性:是子代与子代之间及子代与亲代之间的差异。
遗传性保证了种的存在和延续;而变异性则推动了种的进化和发展。
遗传型(基因型):某一生物个体所含有全部遗传因子即基因的总和。
它是一种内在潜力,只有在适当的环境条件下,通过自身的发代谢和发育,才能将它具体化,即产生表型。
表型: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。
变异:指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。
饰变:指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。
如粘质沙雷氏菌,在25℃培养时,可产生深红色的灵杆菌素,这是一种饰变,但当在37℃培养时,则不产生色素,再在25℃下培养时,又恢复产生色素的能力。
微生物在遗传学中的地位:✧个体微小,结构简单;✧营养体一般都是单倍体;✧易培养;✧繁殖快;✧易于累积不同的中间代谢物;✧菌落形态可见性与多样性;✧环境条件对微生物群体中每个个体的直接性与一致性;✧易于形成营养缺陷型;✧存在多种处于进化过程中的原始有性生殖过程。
对微生物遗传规律的深入研究,不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展,而且还为育种工作提提供了丰富的理论基础,促使育种工作向着不自觉到自觉,从低效到高效,从随机到定向,从近缘杂交到远缘杂交等方向发展。
第一节遗传变异的物质基础遗传变异有无物质基础以及何种物质可承担遗传变异功能的问题,是生物学中的一个重大理论问题。
对此有着不同的猜测。
直到1944年后,利用微生物这一实验对象进行了三个著名的实验,才以确凿的事实证实了核酸尤其是DNA才是遗传变异的真正物质基础。
一、证明核酸是遗传物质的三个经典实验(一)转化实验✧发现者:英国人Griffith于1928年首次发现这一现象。
✧研究对象:肺炎链球菌S型和R型✧过程:1944年Avery等证明遗传物质是DNA。
微生物遗传知识点总结一、微生物的遗传物质1.DNA:微生物的遗传物质主要是DNA(脱氧核糖核酸),DNA是微生物的基因组主要组成部分,承载了微生物的遗传信息。
2.RNA:微生物的遗传物质中还包括RNA(核糖核酸),RNA在微生物的蛋白质合成中起到重要的作用,有mRNA、tRNA和rRNA等不同类型。
3.质粒:微生物的遗传物质中还存在质粒,质粒是细胞外遗传物质,可以自主复制和传递,在微生物的分子遗传研究中具有重要的意义。
二、微生物的遗传变异1.突变:突变是指微生物遗传物质的突发性变异,包括点突变、插入突变和缺失突变等,突变会导致微生物表型的变化,包括对抗药物的耐药性等特征。
2.重组:重组是指微生物遗传物质的重组和重排,包括同一基因组内的DNA重组和来自不同基因组的DNA重组,重组可以导致各种遗传特征的变异和产生新的遗传组合。
3.外源基因的导入:微生物可以通过外源基因的导入来获得新的遗传特征,包括外源DNA的转化、噬菌体的侵染和质粒的转移等方式。
三、微生物的遗传传递1.垂直传递:垂直传递是指微生物遗传物质从父代到子代的传递,包括细菌的有丝分裂、芽生、孢子形成和病毒的感染传递等方式。
2.水平传递:水平传递是指微生物遗传物质在同一代的微生物个体之间的传递,包括细菌的共享基因池、DNA转化和连接转移等方式,可以导致微生物之间的基因交换和遗传多样性的增加。
四、微生物遗传的调控机制1.DNA修饰:微生物可以通过DNA修饰来调控基因的表达,包括DNA 甲基化和DNA腺苷酸修饰等方式,这些修饰可以影响基因的转录和翻译过程。
2.转录调控:微生物可以通过转录因子的结合和解离来调控基因的转录水平,包括正调控和负调控,这些调控作用可以响应内外环境的变化。
3.蛋白质修饰:微生物可以通过蛋白质的修饰来调控蛋白质的活性和稳定性,包括翻译后修饰和酶的磷酸化、乙酰化和甲基化等方式。
4. RNA干涉:微生物可以通过RNA干涉机制来调控基因表达,包括小分子RNA的介导和crispr-cas系统等方式,这些机制可以抑制或靶向性地破坏特定基因的表达。
微生物遗传知识点总结1. 细菌的遗传物质:细菌遗传物质主要为环状核糖体RNA(plasmid)和线状核糖体RNA(chromosome)。
环状核糖体RNA一般用来携带特定功能的基因,如抗药性基因等;线状核糖体RNA则包含了细菌的基本遗传信息。
2. 真菌的遗传物质:真菌的遗传物质为线状核糖体RNA (chromosome),真菌基因组(基因组大小较大)一般包含了细菌的基本遗传信息以及其他功能基因。
3.病毒的遗传物质:病毒遗传物质主要为DNA或RNA,可以是双链的或单链的。
病毒利用寄主细胞的复制机制进行自身的遗传,感染细胞后,病毒的基因会整合到宿主细胞的染色体上,成为细菌的一部分。
4.遗传修饰:微生物中常见的遗传修饰方式有化学修饰、DNA甲基化和结构修饰等。
这些修饰可以影响基因表达、DNA复制和修复等过程,从而影响微生物的遗传特征。
5.细菌的水平基因转移:细菌拥有多种水平基因转移机制,包括转染、共转移、转座子、转化等方式。
这些机制使得细菌能够快速适应环境变化,并具有快速产生新基因型的能力。
6.真菌的有性和无性生殖:真菌包括有性生殖和无性生殖两种方式。
有性生殖通过两个不同的配子的结合产生新的基因组,有助于增加基因的多样性;无性生殖则通过单个微生物细胞的分裂繁殖来维持和传递遗传信息。
7.病毒的突变:病毒突变是其遗传变异的主要方式。
突变可以是点突变(单个碱基的改变)、缺失突变(基因缺失)、插入突变(外源DNA插入)等方式,导致病毒的基因组结构和功能的改变。
8.抗药性的遗传机制:抗药性是微生物遗传的重要研究方向之一、细菌的抗药性主要通过基因的垂直传递和水平传递两种方式进行。
基因的垂直传递是指抗药性基因在细菌的染色体上遗传给后代细菌;水平传递则是指通过细菌间共享质粒等遗传物质,传递抗药性基因。
9.基因工程和生物技术:微生物遗传的研究对于基因工程和生物技术具有重要意义。
通过对微生物遗传物质进行改造和调控,可以实现基因的克隆、表达、突变和组合等操作,从而用于生物医学、农业、食品工业和环境保护等方面的应用。
现代微生物生物技术期末考试第一章绪论1、生物技术(Biotechnology):指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的。
生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工,以提供产品来为社会服务的技术。
基因工程和发酵工程是现代生物技术的核心。
第二章微生物分子遗传学基础1、基因组:是指单倍体细胞中所含的全套遗传物质(包括编码序列和非编码序列)。
2、复制起点:复制起点是启动复制的序列,能与专门的RNA聚合酶结合,合成复制需要的RNA引物或某种与复制有关的蛋白,并与该蛋白结合使DNA聚合酶启动复制。
3、启动子概念:基因上游邻接编码区的一段核苷酸序列,它被DNA依赖的RNA聚合酶所识别并结合,继而启动转录。
转录常常就在启动子序列内启动。
特点:1)原核生物的启动子有-10区的TATAAT序列(TATA box或Pribnow box)和-35区(TTGACA),-35区被认为跟RNA聚合酶的识别有关,称为识别区,一般-10区和-35区相隔16-18bp。
2)真核生物的启动子真核生物基因的启动子有些在-25至-30位置有一个典型的序列TATAAAT,即TATA box,这类启动子能够被RNA pol II识别,与酶识别有关的另一位区在-70至-80处,常发现序列GGCCAATCT,称为CAAT盒(有些启动子没有此序列)。
4、增强子概念:在真核基因中,启动子并不一定能独立工作。
在有些基因中,启动子的活性需依赖另一些DNA片段。
这些能够增强启动子在转录过程中作用的DNA 片段称增强子。
特点:(1)有一核心序列:GGTGTGGTTT;(2)不需固定的位置,启动子与转录起点的距离是相对稳定的,而增强子可以接近转录起点也可远离;(3)可作用于任何方向,它可以在基因的5’-端上游,也可在3’-端下游,对启动子影响一样;(4)有组织细胞专一性,某类增强子只在某种组织或细胞中起作用;(5)一个增强子可对几个启动子产生影响;(6)增强子可存在于内含子中。
微生物学各章重点总结第一章: 微生物学导论在该章节中,我们介绍了微生物学的基本概念和研究对象。
微生物学是研究微生物的科学,包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等微小有机体。
微生物在生物圈中扮演着重要角色,既有益又有害。
第二章: 微生物的形态和结构该章节主要讨论了微生物的形态和结构特征。
微生物可以具有多样的形态,如球形、杆状、螺旋形等。
不同的微生物在结构上也有所不同,如细胞壁、胞膜和细胞器等。
第三章: 微生物的分类与命名在本章中,我们了解了微生物的分类和命名体系。
微生物被分为原核微生物和真核微生物两大类,然后进一步细分为细菌、真菌、病毒和寄生虫等不同类群。
第四章: 微生物的生长与繁殖该章节讲述微生物的生长和繁殖过程。
微生物可以通过二分裂、芽生、放线菌分生孢子等方式进行繁殖。
生长和繁殖是微生物生命周期中重要的阶段。
第五章: 微生物的代谢和营养在此章节中,我们研究了微生物的代谢和营养需求。
微生物可以通过不同的代谢途径来获得能量和合成必需物质。
营养需求包括碳源、氮源、能量源等。
第六章: 微生物的遗传与变异在这一章中,我们了解了微生物的遗传和变异机制。
微生物通过遗传物质DNA的重组和突变来产生变异,从而适应环境变化。
第七章: 微生物与人类该章节主要探讨了微生物与人类的相互作用。
微生物可以对人体产生有益或有害的影响,如有助于消化、参与免疫反应,也可能引发感染和疾病。
第八章: 微生物与环境在本章中,我们介绍了微生物与环境的关系。
微生物在自然界中参与了循环过程,如物质循环和能量转化等,对环境的影响十分重要。
第九章: 微生物与工业在最后一章中,我们了解了微生物在工业中的应用。
微生物被广泛应用于食品工业、制药业、环境保护等领域,发挥着重要的作用。
以上为《微生物学各章重点总结》的概要,希望对您的学习有所帮助。
细菌的遗传物质细菌是一类微生物,具有简单的细胞结构,但却拥有复杂的遗传物质。
细菌的遗传物质主要存在于一个环状的DNA分子中,这个分子称为染色体。
除了染色体外,细菌还可能携带其他形式的遗传物质,如质粒。
质粒是一种小型的DNA分子,通常携带一些特定的基因,如耐药基因或毒素基因,能够在细菌之间进行传递。
细菌染色体的特点细菌染色体通常呈现为一个环状的DNA分子,与真核生物的线性染色体有所不同。
这种结构使得细菌染色体更加紧凑,同时也更容易复制和传递。
细菌染色体上携带了细菌的基因组,在其中包含了细菌生存所必需的基因,如代谢相关基因、细胞分裂相关基因等。
细菌染色体的复制方式也与真核生物有所不同。
细菌的染色体复制是半保留复制,即在细胞分裂过程中,新合成的DNA分子与原有的DNA分子分开,形成两个完整的细菌染色体。
这种复制方式使得细菌繁殖速度极快,也有利于细菌在不利环境下的适应和生存。
质粒的功能和传递除了染色体外,细菌还可能携带一些质粒。
质粒是一种小型的DNA分子,通常携带一些特定的基因。
这些基因可能为细菌提供一些额外的功能,如耐药基因能够使细菌对抗抗生素的侵袭,毒素基因则可以表达毒素来攻击其他细菌或宿主。
质粒的传递方式包括共轭传递、转化和转导。
共轭传递是最常见的方式,两个细菌通过细胞间连接管道直接传递质粒。
转化则是通过吸收裸露在环境中的DNA片段,从而获取外源质粒。
转导是利用噬菌体等病毒介质来传递质粒。
在细菌世界中,质粒的存在和传递使得细菌能够通过水平基因转移快速适应环境的变化,从而增强生存能力。
结语细菌的遗传物质是细菌生存和适应的重要基础。
细菌染色体和质粒的存在和传递方式为细菌提供了丰富的遗传信息和适应策略,使得它们能够在多样的环境中生存繁衍。
通过对细菌遗传物质的研究,我们可以更好地了解细菌的生物学特性,也为探索更多的抗菌策略和抗菌药物提供了理论基础。
质粒是核体以外的遗传物质,为环状闭合的双股DNA,带有遗传信息,控制细菌某些特定的遗传性状,能自我复制。
荚膜某些细菌在其生活过程中可在细胞壁的外围产生一种黏液样物质,包围整个菌体,称为荚膜。
正常微生物群在正常动物的体表或体内腔道,经常有微生物群存在,对宿主有益,这一微生物群称为正常微生物群。
干扰素脊椎动物细胞受到病毒感染后产生的一种能够抑制病毒增殖的蛋白质物质。
灭菌利用物理或化学方法杀灭物体上所有微生物。
抗体是机体在抗原物质刺激下,产生的一类具有与该抗原发生特异性反应的免疫球蛋白。
菌落在固体培养基上,由一个细菌繁殖起来的肉眼可见的细菌细胞堆积群体。
细胞免疫T淋巴细胞介导的免疫反应。
类毒素外毒素经灭活后失去毒性但仍保持抗原性,这种物质称为类毒素。
菌株同种细菌不同来源的纯培养物或同种细菌的不同个体。
包涵体包涵体是某些病毒在细胞内增殖后,在细胞内形成的一种用光学显微镜可以看到的特殊“斑块”。
培养基把细菌生长繁殖所需要的各种营养物质合理配合在一起,制成的营养基质称为培基。
母源抗体是指动物机体通过胎盘、初乳、卵黄等途径从母体获得的抗体。
非特异性免疫非特异性免疫是动物在长期进化过程中形成的一系列天然防御功能,是个体生下来就有的,具有遗传性,又称先天性免疫。
消毒应用理化方法杀灭物体中的病原微生物的过程称消毒。
传染病原微生物侵入机体,突破机体的防御机能,在一定部位定居、生长繁殖,并引起不同程度的病理反应的过程称传染或感染。
抗原能刺激机体产生抗体和效应淋巴细胞并能与之结合引起特异性免疫反应的物质称抗原。
免疫应答免疫应答是动物机体免疫系统受抗原刺激后,免疫细胞对抗原分子的识别并产生一系列复杂的免疫连锁反应和表现出特定的生物学效应的过程病原微生物凡能引起人和动植物发病的微生物称为病原微生物。
人工主动免疫人工给动物接种抗原物质(如疫苗)所产生的特异性免疫.免疫: 机体对内源性和外源性异物进行识别、排斥和清除,维持自身内外环境平衡和稳定的一种保护性生理功能。