10.微生物学(药学专业)-微生物的遗传与变异

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。

❖ The antisense strand (Template strand) of DNA is complementary to the sense strand, and is the one that acts as the template for synthesis of mRNA.
Department of Microbiology, Hebei North University
群体
第一节 细菌的遗传物质
一.染色体（chromosome）
由两条环状双螺旋DNA长链组成， 是遗传的主要物质基础。含细菌的遗 传基因，控制细菌的遗传与变异。
二.质粒（plasmid）
细菌染色体外的遗传物质，编码细 菌多种重要的生物学性状。
Department of Microbiology, Hebei North University
结构——两条互相平行而方向相反的多核苷酸链 功能——储存、复制和传递遗传信息 复制——半保留复制 特点——复制中易发生错误—基因突变
Department of Microbiology, Hebei North University
细菌DNA复制
Department of Microbiology, Hebei North University
质粒基因可编码多种重要的生物学性状：
致育质粒（fertility plasmid、F质粒）编码性菌毛，介导细菌之 间的接合传递；
耐药性质粒（resistance plasmid、R质粒） 编码细菌对抗菌药 物或重金属盐类的耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（R质 粒），另一是非接合耐药性质粒（r质粒)；
形态结构变异
青霉素、溶菌酶
正常形态细菌──────→ L型变异

微生物与生化药学是一门涉及微生物学和生化学的综合学科，主要研究微生物在药物研发、生产和治疗等方面的应用。

下面是一个可能的微生物与生化药学主修课程列表：1. 微生物学基础-介绍微生物的分类、形态结构、生理特性和生态功能。

-探讨微生物在药物研发和生产中的应用。

2. 生物化学-深入了解生物分子、代谢途径和酶学等基本概念。

-探索生物化学在药物研发和治疗中的应用。

3. 药物化学-介绍药物的化学结构、性质和合成方法。

-研究药物在体内的代谢途径和药效学。

4. 微生物药物学-研究微生物来源的药物，如抗生素和抗真菌药物。

-探讨微生物药物的生产工艺和质量控制。

5. 生化药物学-研究生物来源的药物，如激素和酶制剂。

-分析生化药物的作用机制和临床应用。

6. 药物代谢与药效学-探索药物在体内的代谢途径和药物动力学。

-研究药物与受体的相互作用以及药物的药效学。

7. 微生物遗传学-了解微生物的遗传物质和遗传变异机制。

-研究微生物遗传学在抗菌药物研发和抗性机制中的应用。

8. 生物制药技术-介绍生物制药的基本原理和常用技术，如基因工程和发酵工艺。

-分析生物制药技术在药物研发和生产中的应用。

9. 药物分析与质量控制-学习药物分析方法和质量控制标准。

-实践药物质量控制的相关技术和方法。

10. 药物安全与药理学-探讨药物的毒理学和不良反应。

-研究药物在人体内的作用机制和药理学。

以上是一个基本的微生物与生化药学主修课程列表，具体课程设置可能因学校和课程安排而有所不同。

在学习过程中，还可以通过实验室实践、科研项目和实习等方式进一步加深对微生物与生化药学的理解和应用。

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
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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
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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
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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
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1）动物试验
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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