《微生物遗传与变异》PPT课件
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第十一章_微生物遗传与变异授课_PPT幻灯片
芭芭拉·麦克林托克 Barbara McClintock
“倘若你认为自己迈开的步伐是正确的， 并且已经掌握了专门的知识，那末，任何 人都阻挠不了你，不必去理会人们的非难 和评头品足。”
二、转座因子的概念
转座子(transposon), 转座因子(transposable element)： 存在于染色体DNA上可自主位移的基本单位。
（三）真核细胞型微生物的染色体
真核细胞型微生物： 细胞核的分化程度较高，有核膜、核
仁和染色体；胞质内有完整的细胞器（如 内质网、核糖体及线粒体等）。真菌属于 此类型微生物。
二、质粒和转座因子
（一）质粒 １、质粒的概念：是细菌染色体外的遗传物质， 为双股环状闭合的DNA。可游离于细菌胞浆中 进行自我复制；也可整合于细菌的染色体上， 并随染色体的复制而复制，此类质粒又称附加 体。 ２、质粒的基本特性
１）绝大多数质粒为CCC双链DNA分子，分子量 为1-1000kDa左右.
２）质粒具有自我复制的能力 一个质粒就是一个 复制子。
３）质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状 特征 如致育性、耐药性、致病性等。
４）质粒并非细菌生命活动不可缺少的遗传物质 可自行丢失或经紫外线等理化因素处理后消除，质 粒所赋予细菌的性状亦随之消失，但细菌仍存活
接合型耐（抗）药质粒：由抗药转移因子和抗药决定子组成。
非接合型耐（抗）药质粒：简称r质粒，不能进行接合转移
耐药性质粒可在同种、不同种甚至在不同属的细菌间传播， 导致耐药性广泛而迅速地蔓延，所以R质粒又称传染性耐药 因子。
3）Col质粒 大肠埃希菌中的Col质粒编码大肠菌素。这 类细菌素只对有近缘关系的细菌具杀灭作用。
4）代谢质粒 含有此类质粒的细菌能编码一些酶，将复 杂的有机化合物降解为小分子物质，用为碳源和能源 被细菌利用；此外还能对环境中的有毒化合物如农药、 苯等进行降解起到保护环境作用。
微生物学遗传与变异ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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微生物的遗传和变异ppt课件
突变(mutation)
指生物体内遗传物质发生数量或结构变化的现象
变异
由突变导致遗传性状改变叫变异
突变率
指每个细胞在每一世代中发生突变的概率 常用的基因突变符号
36
一、概念
突变的类型
基因突变(gene mutation）：是由于DNA链上 的一对或少数几对碱基发生改变而引起的
DNA：绝大多数生物的遗传物质 RNA：部分病毒
核酸的组成
真核：DNA总是缠绕着组蛋白，两者一 起构成了复合物——染色体
原核：DNA都是单独存在的
29
核酸水平
核酸结构
DNA：绝大多数是双链，部分病毒是单链
RNA：绝大多数单链，少数是双链
核酸的长度
真核生物的DNA比原核生物的长得多 不同生物间的差别很大
两者的关系
4
研究微生物遗传的意义
微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生 物学基本理论问题中最热衷的研究对象
对微生物遗传规律的深入研究 促进了现代分子生物学和生物工程学的发展 为育种工作提供了丰富的理论基础，促使育 种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从 随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向 发展
３组实验
动物试验 细胞培养试验 分离后SⅢ细胞物质对RⅡ细胞转化实验
10
1）动物试验
11
动物实验结果与结论
结果
第一组：活SⅢ型细菌可以使白鼠死亡 第二组：活RⅡ型细菌不使白鼠死亡 第三组：加热杀死后SⅢ细菌，不使白鼠死亡；
加热杀死的SⅢ型和活R型细菌混合可使白鼠死亡
实验（3）结论
只有S型中的DNA才能使R型转化为S型，多糖 和蛋白质都不具备转化能力
指生物体内遗传物质发生数量或结构变化的现象
变异
由突变导致遗传性状改变叫变异
突变率
指每个细胞在每一世代中发生突变的概率 常用的基因突变符号
36
一、概念
突变的类型
基因突变(gene mutation）：是由于DNA链上 的一对或少数几对碱基发生改变而引起的
DNA：绝大多数生物的遗传物质 RNA：部分病毒
核酸的组成
真核：DNA总是缠绕着组蛋白，两者一 起构成了复合物——染色体
原核：DNA都是单独存在的
29
核酸水平
核酸结构
DNA：绝大多数是双链，部分病毒是单链
RNA：绝大多数单链，少数是双链
核酸的长度
真核生物的DNA比原核生物的长得多 不同生物间的差别很大
两者的关系
4
研究微生物遗传的意义
微生物是研究现代遗传学和其它许多主要的生 物学基本理论问题中最热衷的研究对象
对微生物遗传规律的深入研究 促进了现代分子生物学和生物工程学的发展 为育种工作提供了丰富的理论基础，促使育 种工作从不自觉到自觉、从低效到高效、从 随机到定向、从近缘杂交到远缘杂交的方向 发展
３组实验
动物试验 细胞培养试验 分离后SⅢ细胞物质对RⅡ细胞转化实验
10
1）动物试验
11
动物实验结果与结论
结果
第一组：活SⅢ型细菌可以使白鼠死亡 第二组：活RⅡ型细菌不使白鼠死亡 第三组：加热杀死后SⅢ细菌，不使白鼠死亡；
加热杀死的SⅢ型和活R型细菌混合可使白鼠死亡
实验（3）结论
只有S型中的DNA才能使R型转化为S型，多糖 和蛋白质都不具备转化能力
微生物的遗传和变异完美PPT课件
以亲代DNA分子的两条链为模 板合成各自的互补链，形成两个 子代的DNA分子的过程称为复制 ，这个过程是半保留复制即合成 新的DNA分子时，子代DNA的一 条链来自亲代，另一条链为新合 成的互补链。
14
三、DNA的变性和复性
（一）DNA变性 DNA的双螺旋由氢键维持，当天然双螺旋DNA受
热或其他因素作用下，两条链之间的结合力被破坏而分 开成为单链DNA，即称为DNA变性。
35
（2）DNA损伤的修复 ①光复活和暗复活
光复活：光裂合酶在可见光下（300-500nm）会 因获得光能而发生解离从而使二聚体重新分 解成单体。
暗复活：切除修复和重组修复
36
②切除修复： 需要三种酶协同作用，不需要可见光的激活。
首先在二聚体两侧核酸内切酶作用下造成单链断 裂并切除二聚体。DNA聚合酶I作用下修复，最 后 DNA 连 接 酶 缝 合 新 合 成 的 DNA 片 段 和 原 DNA片段。
38
2、化学诱变
• 化学诱变可造成碱基对的置换 • 转换（transition）：嘌呤被另一嘌呤或嘧啶被另一 嘧啶取代。 • 颠换（transversion）：嘌呤被嘧啶取代。
化学诱变对DNA的作用形式有三类： （1）直接引起置换的诱变剂
是一类可直接与核酸碱基发生化学反应的诱变剂。 可与一个或几个核苷酸发生化学反应，引起DNA复制 时碱基配对的转换。
• 细胞生长周期的某个阶段，DNA双螺旋解开 成为转录模板，在RNA聚合酶催化下，合成 mRNA。
23
复
转录
制
DNA
RNA
• 转录——以DNA为模板，按碱基配对原则（dAU、dT-A、dG-C、dC-G)合成RNA链。
24
不对称转录—— 只能以双链中固定的一条链（模板链） 为模板转录RNA
14
三、DNA的变性和复性
（一）DNA变性 DNA的双螺旋由氢键维持，当天然双螺旋DNA受
热或其他因素作用下，两条链之间的结合力被破坏而分 开成为单链DNA，即称为DNA变性。
35
（2）DNA损伤的修复 ①光复活和暗复活
光复活：光裂合酶在可见光下（300-500nm）会 因获得光能而发生解离从而使二聚体重新分 解成单体。
暗复活：切除修复和重组修复
36
②切除修复： 需要三种酶协同作用，不需要可见光的激活。
首先在二聚体两侧核酸内切酶作用下造成单链断 裂并切除二聚体。DNA聚合酶I作用下修复，最 后 DNA 连 接 酶 缝 合 新 合 成 的 DNA 片 段 和 原 DNA片段。
38
2、化学诱变
• 化学诱变可造成碱基对的置换 • 转换（transition）：嘌呤被另一嘌呤或嘧啶被另一 嘧啶取代。 • 颠换（transversion）：嘌呤被嘧啶取代。
化学诱变对DNA的作用形式有三类： （1）直接引起置换的诱变剂
是一类可直接与核酸碱基发生化学反应的诱变剂。 可与一个或几个核苷酸发生化学反应，引起DNA复制 时碱基配对的转换。
• 细胞生长周期的某个阶段，DNA双螺旋解开 成为转录模板，在RNA聚合酶催化下，合成 mRNA。
23
复
转录
制
DNA
RNA
• 转录——以DNA为模板，按碱基配对原则（dAU、dT-A、dG-C、dC-G)合成RNA链。
24
不对称转录—— 只能以双链中固定的一条链（模板链） 为模板转录RNA
《微生物遗传与变异》课件
倒位突变
指DNA分子中一段碱基对的倒位，导致基因 结构的改变。
基因突变机制
自发突变
指在没有任何外界因素的影响 下，DNA复制过程中偶然出 现的差错导致的基因突变。
诱变因素
指某些物理、化学、生物因素 可以诱导基因突变的产生，如 紫外线、X射线、化学诱变剂
等。
修复缺陷
指DNA损伤修复过程中的缺 陷可以导致基因突变的产生。
基因重组也可以帮助微生物抵 抗抗生素等外部压力，提高生 存能力。
04 微生物基因表达调控
基因表达调控概念
基因表达调控是生物体内基因表达的调节控制过程，是生物体内基因活动的一个重 要环节。
基因表达调控主要发生在转录水平，即RNA聚合酶通过转录起始、延伸、终止等过 程控制基因的表达。
基因表达调控对于生物体的生长、发育、代谢以及应激反应等生理过程具有重要意 义。
表观遗传修饰
表观遗传修饰是指DNA序列不变的情况下，基因表达的可遗传变化， 包括DNA甲基化、组蛋白修饰等。表观遗传修饰可以影响转录因子的 活性，从而调控基因的表达。
基因表达调控对微生物的影响
微生物的适应性
基因表达调控是微生物适应环境变化的重要机制。通过调控特定基因的表达，微生物可以适应不同的生长条件、营养 需求以及环境压力。
遗传物质
携带遗传信息的物质， 可以是DNA或RNA。
微生物遗传学重要性
基础研究
01
揭示生命本质，探索生物进化机制。
应用研究
02
改良微生物菌种，提高工业生产效率。
疾病控制
03
研究病原微生物的遗传特性，为疾病防治提供依据。
微生物遗传学发展历程
19世纪
孟德尔遗传定律的发现，奠定遗传学基础。
指DNA分子中一段碱基对的倒位，导致基因 结构的改变。
基因突变机制
自发突变
指在没有任何外界因素的影响 下，DNA复制过程中偶然出 现的差错导致的基因突变。
诱变因素
指某些物理、化学、生物因素 可以诱导基因突变的产生，如 紫外线、X射线、化学诱变剂
等。
修复缺陷
指DNA损伤修复过程中的缺 陷可以导致基因突变的产生。
基因重组也可以帮助微生物抵 抗抗生素等外部压力，提高生 存能力。
04 微生物基因表达调控
基因表达调控概念
基因表达调控是生物体内基因表达的调节控制过程，是生物体内基因活动的一个重 要环节。
基因表达调控主要发生在转录水平，即RNA聚合酶通过转录起始、延伸、终止等过 程控制基因的表达。
基因表达调控对于生物体的生长、发育、代谢以及应激反应等生理过程具有重要意 义。
表观遗传修饰
表观遗传修饰是指DNA序列不变的情况下，基因表达的可遗传变化， 包括DNA甲基化、组蛋白修饰等。表观遗传修饰可以影响转录因子的 活性，从而调控基因的表达。
基因表达调控对微生物的影响
微生物的适应性
基因表达调控是微生物适应环境变化的重要机制。通过调控特定基因的表达，微生物可以适应不同的生长条件、营养 需求以及环境压力。
遗传物质
携带遗传信息的物质， 可以是DNA或RNA。
微生物遗传学重要性
基础研究
01
揭示生命本质，探索生物进化机制。
应用研究
02
改良微生物菌种，提高工业生产效率。
疾病控制
03
研究病原微生物的遗传特性，为疾病防治提供依据。
微生物遗传学发展历程
19世纪
孟德尔遗传定律的发现，奠定遗传学基础。
微生物学遗传与变异ppt课件
β- 棒状噬菌体
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島（pathogenecity Island)
1．形态结构： EM 下 有 三 种 基 本 形 态 ：
蝌蚪型 微球形 丝形
2．化学组成：
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质，根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份，
能保护噬菌体核酸，决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株：如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島（pathogenecity Island)
1．形态结构： EM 下 有 三 种 基 本 形 态 ：
蝌蚪型 微球形 丝形
2．化学组成：
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质，根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份，
能保护噬菌体核酸，决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株：如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
《微生物遗传与变异》PPT课件
基因是一段DNA
基因Ⅰ
基因Ⅱ
染色体 DNA 完整版课件ppt
22
原核生物基因调控系统
R
P O 结构基因
启动基因 操纵基因
调节基因
操纵子
完整版课件ppt
23
乳糖代谢基因表达调控 （环境中没有乳糖时的基因状态）
乳糖代谢基因表达调控 （环境中具有乳糖时的基因状态）
3、遗传信息的传递
贮存在DNA上的遗传信息都会转录到RNA上，通 过RNA的翻译作用指导蛋白质的合成，最终依靠 蛋白质体现遗传性状。
转录
DNA
翻译
RNA
蛋白质
完整版课件ppt
26
（二） DNA的复制
微生物为了保证遗传的稳定性，DNA的复制十分精确。 复制过程： 1.解旋：DNA双链氢键断裂，双链分开； 2.复制：以各自双链为模板，进行复制。 3.分配：新复制的核苷酸链与原来的一条核苷酸链按照碱 基配对原则形成新的双链结构并分给子代。
完整版课件ppt
20
种类 用途
F因子 与有性接合有关 R因子 与抗药性有关
CoL 编码免疫蛋白 Ti质粒 诱癌质粒 降解性质粒：编码降解有害物质的酶
基因工程中作为目的基因载体
完整版课件ppt
21
2、基因-遗传因子
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。
替排列构成。
完整版课件ppt
3、每个核苷酸链上都有四
个碱基： T——胸腺嘧啶 A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 彼此与另一条核苷酸链上的 碱基组成碱基对：T—A A—T G—C C—G 17
基因Ⅰ
基因Ⅱ
染色体 DNA 完整版课件ppt
22
原核生物基因调控系统
R
P O 结构基因
启动基因 操纵基因
调节基因
操纵子
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23
乳糖代谢基因表达调控 （环境中没有乳糖时的基因状态）
乳糖代谢基因表达调控 （环境中具有乳糖时的基因状态）
3、遗传信息的传递
贮存在DNA上的遗传信息都会转录到RNA上，通 过RNA的翻译作用指导蛋白质的合成，最终依靠 蛋白质体现遗传性状。
转录
DNA
翻译
RNA
蛋白质
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26
（二） DNA的复制
微生物为了保证遗传的稳定性，DNA的复制十分精确。 复制过程： 1.解旋：DNA双链氢键断裂，双链分开； 2.复制：以各自双链为模板，进行复制。 3.分配：新复制的核苷酸链与原来的一条核苷酸链按照碱 基配对原则形成新的双链结构并分给子代。
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20
种类 用途
F因子 与有性接合有关 R因子 与抗药性有关
CoL 编码免疫蛋白 Ti质粒 诱癌质粒 降解性质粒：编码降解有害物质的酶
基因工程中作为目的基因载体
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21
2、基因-遗传因子
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。
替排列构成。
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3、每个核苷酸链上都有四
个碱基： T——胸腺嘧啶 A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 彼此与另一条核苷酸链上的 碱基组成碱基对：T—A A—T G—C C—G 17
微生物的遗传和变异PPT课件
第17页/共58页
转座因子（跳跃基因）
• 指细胞基因组中，能从一个位置转移到另一个位置的的一段DNA片段。 种类： 1.插入序列 2.转座子
第18页/共58页
插入序列（ insertion sequence,IS）
• 结构较简单，长度小于2Kb。只带有与自身转座功能相关的基因，不带有任何与插入无关的基因。
第5页/共58页
三个经典实验：
1）经典转化实验 2）噬菌体感染实验 3）植物病毒重建实验
第6页/共58页
肺炎球菌转化试验
第7页/共58页
肺炎球菌转化试验
第8页/共58页
Avery的实验
第9页/共58页
DNA结构与功能
• 结构：双螺旋结构 • 功能：储存、复制、传递遗传信息 • 复制方式：半保留复制 • 中心法则：DNA RNA 蛋白质
• 又称基因型，指某一生物所含有的全部遗传因子，即基因型所携带的遗传信息。
• 遗传型＋环境条件
表型
第3页/共58页
表型（phenotype）
• 指某一生物所具有的一切外表特征和内在特性的总和。
第4页/共58页
第一节 遗传变异的物质基础
一、微生物的遗传物质 证明: 核酸，尤其是DNA，是遗传、变异的真正的物质基础。
本章小结：
• 遗传变异的物质基础 • 质粒 • 噬菌体的结构 • 烈性噬菌体的增殖周期 • 原核微生物的基因重组：
转化 转导、接合
第57页/共58页
感谢您的观看。
第58页/共58页
第34页/共58页
3、DNA损伤的修复
光复活作用： 带嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗中可与光复活酶结合，在可见光作用下，光复活酶被激活，嘧啶二聚体解
转座因子（跳跃基因）
• 指细胞基因组中，能从一个位置转移到另一个位置的的一段DNA片段。 种类： 1.插入序列 2.转座子
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插入序列（ insertion sequence,IS）
• 结构较简单，长度小于2Kb。只带有与自身转座功能相关的基因，不带有任何与插入无关的基因。
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三个经典实验：
1）经典转化实验 2）噬菌体感染实验 3）植物病毒重建实验
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肺炎球菌转化试验
第7页/共58页
肺炎球菌转化试验
第8页/共58页
Avery的实验
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DNA结构与功能
• 结构：双螺旋结构 • 功能：储存、复制、传递遗传信息 • 复制方式：半保留复制 • 中心法则：DNA RNA 蛋白质
• 又称基因型，指某一生物所含有的全部遗传因子，即基因型所携带的遗传信息。
• 遗传型＋环境条件
表型
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表型（phenotype）
• 指某一生物所具有的一切外表特征和内在特性的总和。
第4页/共58页
第一节 遗传变异的物质基础
一、微生物的遗传物质 证明: 核酸，尤其是DNA，是遗传、变异的真正的物质基础。
本章小结：
• 遗传变异的物质基础 • 质粒 • 噬菌体的结构 • 烈性噬菌体的增殖周期 • 原核微生物的基因重组：
转化 转导、接合
第57页/共58页
感谢您的观看。
第58页/共58页
第34页/共58页
3、DNA损伤的修复
光复活作用： 带嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗中可与光复活酶结合，在可见光作用下，光复活酶被激活，嘧啶二聚体解
第8章 微生物遗传与变异PPT课件
由于终止密码出现在一条ｍＲＮＡ的中间部
位，就使多肽链的翻译就此终止，形成一条 不完整的多肽链。
（二）表型变化
表型：指可观察或可检测到的个体性状或特征，
是特定的基因型在一定环境条件下的表现。
基因型：指贮存在遗传物质中的信息，也就是它
的DNA碱基顺序。
几种常见的表型变化的突变型
1、营养缺陷型 2、抗性突变型 3、条件致死突变型 4、形态突变型
是一类典型的条件致死突变株
例如
T4噬菌体突变株在25℃ 下可感染宿主大肠杆菌，
而在37℃时却不能感染
大肠杆菌的某些菌株在
37℃下正常生长，而 在42℃下却不能生长
突变使某些重要蛋白质的结构和功能发生 改变，以致会在某特定温度下具有功能，而在 另一温度下则无功能
4、形态突变型
指造成形态改变的突变型，包括影响 细胞和菌落形态、颜色以及影响噬菌体的 噬菌斑形态的突变型。
（二）转化作用的发现
肺炎链球菌分为S型和R型两种。从活 的S型菌中抽提各种细胞成分（DNA、蛋白 质、荚膜多糖等），然后对各种生化组分 进行转化实验。
试 验
活R菌
转化S菌的DNA 转化S菌的RNA 转化S菌的蛋白质 转化S菌的荚膜多糖
长出S菌 只长出R菌
结果表明：只有S型菌株的DNA
才能将R型菌株转化为S型
3. 工干预下自然发
4. 生的低频率突变
（二）诱发突变
是指通过人为的方法，利用物理、化学或 生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。
诱发突变不是用诱变剂
注
产生新的突变,而是通过不
同的方式提高突变率
诱变剂：凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂
1、碱基类似物 2、插入染料 3、直接与DNA起化学反应的诱变剂 4、辐射和热 5、生物诱变因子
位，就使多肽链的翻译就此终止，形成一条 不完整的多肽链。
（二）表型变化
表型：指可观察或可检测到的个体性状或特征，
是特定的基因型在一定环境条件下的表现。
基因型：指贮存在遗传物质中的信息，也就是它
的DNA碱基顺序。
几种常见的表型变化的突变型
1、营养缺陷型 2、抗性突变型 3、条件致死突变型 4、形态突变型
是一类典型的条件致死突变株
例如
T4噬菌体突变株在25℃ 下可感染宿主大肠杆菌，
而在37℃时却不能感染
大肠杆菌的某些菌株在
37℃下正常生长，而 在42℃下却不能生长
突变使某些重要蛋白质的结构和功能发生 改变，以致会在某特定温度下具有功能，而在 另一温度下则无功能
4、形态突变型
指造成形态改变的突变型，包括影响 细胞和菌落形态、颜色以及影响噬菌体的 噬菌斑形态的突变型。
（二）转化作用的发现
肺炎链球菌分为S型和R型两种。从活 的S型菌中抽提各种细胞成分（DNA、蛋白 质、荚膜多糖等），然后对各种生化组分 进行转化实验。
试 验
活R菌
转化S菌的DNA 转化S菌的RNA 转化S菌的蛋白质 转化S菌的荚膜多糖
长出S菌 只长出R菌
结果表明：只有S型菌株的DNA
才能将R型菌株转化为S型
3. 工干预下自然发
4. 生的低频率突变
（二）诱发突变
是指通过人为的方法，利用物理、化学或 生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。
诱发突变不是用诱变剂
注
产生新的突变,而是通过不
同的方式提高突变率
诱变剂：凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂
1、碱基类似物 2、插入染料 3、直接与DNA起化学反应的诱变剂 4、辐射和热 5、生物诱变因子
《微生物遗传与变异》PPT课件
基因组genome：一种生物的全套基因。
表现型phenotype：生物可见的或可测定的性状
遗传型genotype：决定生物表现型的遗传因子
同样遗传型的生物在不同外界条件下，会显现不同表现型， 但遗传型并非改变，这种变异为非遗传性变异，只能称适应 或饰变(modification)；只有遗传型改变，从而引起表型变 化才称为变异，它发生在基因水平上，可以遗传给子代。
转化示意图
转导transduction
定义
通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体为媒介，把一个供体细胞的 DNA 片段转移到另一个受体细胞中，并使后者发生遗传变异的 过程。
通过转导获得供体细胞部分遗传性状的重组受体细胞，称为转 导子（transductant）。携带供体部分遗传物质（DNA 片段） 的噬菌体称为转导噬菌体或转导颗粒。
克隆clone 不经过有性细胞的结合，由体细胞发育成新个体，即无性繁殖。 基因重组gene recombination 两个不同来源的遗传物质进行交换，经过基因的重新组合，形
成新的基因型的过程。重组获得的后代具有新的基因组合，表 现出不同于亲本的新性状。 原核微生物没有有性生殖，其基因重组通过转化、接合、转导 方式进行。
②原核生物
DNA不与组蛋白结合，染色体仅由一条DNA组成，DNA为共价闭 合环状双链，一个细胞内只有一条染色体（单倍体haploid）。 无核膜膜包围，只在细胞中央形成核区。
③质粒plasmid 原核生物中，除染色体以外，能够自主复制的共价闭合环状
DNA分子。它们携带少量遗传基因，决定细胞的某些性状，并 非细菌生活必需。
DNA
的 双 螺 旋 结 构 图
遗传信息的传递和基因表达 基因gene DNA分子的一定区段，携带特定的遗传信息，是具有自主复制
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质粒 1、定义 质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主 复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞 中。
质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的； 在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊 的机能，从而使宿主得到生长优势。
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2、结构特点
通常以共价闭合环状(covalently closed circle，简称CCC)的超螺旋双链DNA分子存 在于细胞中； 也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒；
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9
只 有
DNA 引 起
R 型 肺 炎 球 菌 转 化
多糖
DNA RNA
DNA 蛋白质 是
遗 传 物 质
（二）赫西和蔡斯实验——噬菌体侵染细菌的实验
（含P） （含S）
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植物病毒的拆开与重建实验
H.Fraenkel-Conrat(1956)
含RNA(核糖核酸）的烟草花叶病毒（TMV)进行 了植物病毒重建实验。 植物病毒蛋白质和RNA可以人为地分开, 同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒粒 子.
基因是一段DNA
基因Ⅰ
基因Ⅱ
染色体
DNA 编辑ppt
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原核生物基因调控系统
R
P O 结构基因
启动基因 操纵基因
调节基因
操纵子
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乳糖代谢基因表达调控 （环境中没有乳糖时的基因状态）
乳糖代谢基因表达调控 （环境中具有乳糖时的基因状态）
3、遗传信息的传递
贮存在DNA上的遗传信息都会转录到RNA上，通 过RNA的翻译作用指导蛋白质的合成，最终依靠 蛋白质体现遗传性状。
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1
内容提要
微生物的遗传 微生物的变异及应用
基因重组
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2
ห้องสมุดไป่ตู้
遗传和变异是生命的最本质特性之一
遗传（保守性、稳定性）:亲代与子代相似 “种瓜得瓜种豆得豆”
正面： “优胜
”
负面：？“劣汰
”
继承亲代优点，保持物种延续 不适应变化的环境条件而死亡
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3
• 变异（多样性） : 亲代与子代、子代间 不同个体不完全相同
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种类 用途
F因子 与有性接合有关 R因子 与抗药性有关
CoL 编码免疫蛋白 Ti质粒 诱癌质粒 降解性质粒：编码降解有害物质的酶
基因工程中作为目的基因载体
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2、基因-遗传因子
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。
2、每个单链均由脱氧核糖 －磷酸－脱氧核糖－磷酸交
替排列构成。
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3、每个核苷酸链上都有四
个碱基： T——胸腺嘧啶 A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 彼此与另一条核苷酸链上的 碱基组成碱基对：T—A A—T G—C C—G 17
1、DNA的存在形式
主要是染色体，另外还有质粒。
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RNA的碱基也有四个，为 U——尿嘧啶（DNA为T：胸腺嘧啶） A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 碱基对： U—A A—U G—C C—G
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RNA有四种：tRNA、rRNA、mRNA、反义RNA。
rRNA：核糖体RNA，与蛋白质形成核糖体，作为蛋白质的合成场所。 mRNA：信使RNA，带有氨基酸的信息密码（三联密码子），用于
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三、DNA的变性和复性
（一）DNA变性 DNA双链受到外界作用 （受热、提高pH）， 氢键被破坏而形成单
链的现象。
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（二）DNA的复性
变性DNA重新形成天 然DNA的过程。也称
为退火。
注意：DNA的复性是随机的。及复性的DNA
不可能完全回复到原编辑来ppt 状态。
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四、RNA 即核糖核酸。 RNA与DNA相似，不同之处是核糖及碱基。
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14
TMV--- 烟草花叶病毒 HRV--- 霍氏车前花叶病毒
TMV
HRV 原始株
拆开
重建 编辑感ppt染 分离纯化
HRV TMV
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二、DAN的结构与复制
（一）DNA结构
最经典的结构：双螺旋结构，沃森、克里克1953年提出。
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DNA分子结构
特点：
1、DNA有两条核苷酸链彼 此围绕同一根轴互相盘绕 形成，为双螺旋结构。
翻译氨基酸。 tRNA：转移RNA，带有与mRNA互补的反密码子，能识别氨基酸和
mRNA的密码。 反义RNA：起调节作用，主要决定mRNA的翻译速度。
。
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5
哪些人用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。
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（一）格里菲斯经典转化实验 实验材料： 肺炎链球菌
光滑型（SⅢ）
有荚膜 菌落光滑 分泌毒素
“龙生九子，各不相同”
• 细菌变异形式
• 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。
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4
第一节 微生物的遗传
一、遗传和变异的物质基础——DNA
生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的 物质基础是什么呢？ 答案是DNA，科学告诉我们，亲代将各种遗传性状通过 DNA传递给了子代，子代获得DNA后形成一定的蛋白质， 将遗传特性表现出来。
转录
DNA
翻译
RNA
蛋白质
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（二） DNA的复制
微生物为了保证遗传的稳定性，DNA的复制十分精确。 复制过程： 1.解旋：DNA双链氢键断裂，双链分开； 2.复制：以各自双链为模板，进行复制。 3.分配：新复制的核苷酸链与原来的一条核苷酸链按照碱 基配对原则形成新的双链结构并分给子代。
致病
粗糙型 （RⅡ）
无荚膜 菌落粗糙 无毒
不致病
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格里菲斯实验
活的R Ⅱ 肺炎链球菌
活的S Ⅲ 肺炎链球菌
注射
注射
无毒
老鼠体内 提取物培 养现象
杀死
加热杀死后 的破碎细胞
加热杀死后 的破碎细胞
混合注射
？？
无毒
杀死
转
化
现
象
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埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂转化补充实验
从S型肺炎球菌活体上取得蛋白质、荚膜、 DNA、RNA，分别与R型肺炎球菌混合后注 入到小白鼠体内，结果被注入DNA的小白 鼠死亡，其它小白鼠存活。