微生物的遗传和变异

第八章微生物的遗传与变异[教学目的要求]掌握微生物遗传与变异的基本原理，了解微生物育种的基本技术。

[重点与难点]遗传变异的物质基础基因突变和诱变育种基因重组[教学方法与手段]讲授结合多媒体课件[教学时间]8学时[教学内容]第一节：遗传突变的物质基础一、什么是遗传与变异遗传：子代与亲代相似的现象通称为遗传。

保持物种连续性和相对稳定性，是物种存在依据。

保证了种的存在和延续．变异：是子代与亲代间的差异。

可遗传给后代，是物种发展，进化的依据。

推动了种的进化和发展。

微生物特性的改变不一定都是变异，只发生在转录、翻译水平的表型变化是不遗传的。

不是变异。

表型(phcnotype)：是指遗传特性在—定环境条件下的具体表现。

微生物变异发生最快、迅速、常见。

不一定都是变异或都能遗传。

突变：是遗传物质核酸（RNA，DNA）中的核苷酸顺序发生了稳定的可遗传的变化。

（合段发生改变，而引起遗传性状改变）包括：染色体突变和基因突变。

微生物主要是基因突变。

二、DNA是遗传变异的物质基础(一)从孟德尔的粒子到DNA双螺旋结构1865（1866）年：孟德尔：发现遗传规律分离、自由组合规律1893年：Overton 发现植物细胞减数分裂。

1900年：重新发现孟德尔定律，建立遗传学。

1901年：发现X染色体。

1902年：建立细胞遗传学。

1903年W．S．Sutton，染色体的遗传行为与性状的遗传行为有着平行的关系。

1905年：Wilson 发现性染色体1905-08年：发现连锁基因。

1906年：提出性染色体。

1909年：丹麦生物学家W.L.Johannsen提出基因概念。

1910年：摩尔根（Morgan）建立基因学说。

1913年：减数分裂与孟德尔定律联系起来。

得到正确解释。

1910-27年：连锁互换。

1935年：电镜问世。

20世纪40、50年代，3个典型实验：1944年：肺炎双球菌转化。

遗传信息物质是DNA，核酸水平1952年：Watson Crick 提出DNA结构。

微生物的遗传与变异微生物是地球上最古老的居民之一，它们在地球的生态系统中发挥着重要的作用。

然而，微生物的遗传与变异特性使得它们能够适应不断变化的环境，并在这个过程中演化出新的物种。

一、微生物的遗传微生物的遗传是通过DNA或RNA等核酸分子来传递的。

这些分子中含有遗传信息，可以指导微生物的生长发育和代谢活动。

微生物的遗传具有以下特点：1、高度多样性：微生物的种类繁多，不同种类的微生物具有不同的遗传信息，因此具有高度的多样性。

2、快速进化：微生物的遗传信息可以很容易地发生突变，这使得它们能够快速适应不断变化的环境。

3、群体遗传：微生物通常以群体形式存在，它们之间的相互作用会影响群体的遗传特征。

二、微生物的变异微生物的变异是指它们的遗传特征发生变化的过程。

这些变化可能是由于环境因素（如温度、湿度、辐射等）的影响，也可能是由于DNA 复制过程中的随机错误。

微生物的变异具有以下特点：1、适应性变异：微生物在适应环境的过程中会发生适应性变异，这些变异有助于它们在特定环境中生存和繁殖。

2、突变：微生物的DNA分子在复制过程中会发生随机错误，这些错误可能导致微生物的遗传特征发生变化。

3、基因转移：微生物之间可以通过基因转移来实现遗传信息的交流，这有助于它们适应新的环境。

三、微生物遗传与变异的实际应用微生物的遗传与变异特性在许多领域都有实际应用。

例如，科学家可以利用微生物的遗传信息来开发新的药物和生物技术产品；通过研究微生物的变异机制，可以为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。

微生物的遗传与变异特性是它们适应不断变化的环境的重要机制之一。

通过深入研究这些特性，我们可以更好地了解微生物的生命活动和演化过程，为人类社会的发展提供更多的帮助和支持。

微生物的遗传与变异课件一、引言微生物，作为生命的基本单元，其遗传与变异的研究对于理解生命的本质和进化机制具有重要意义。

本篇文章将深入探讨微生物的遗传与变异，希望能为相关领域的学习和研究提供有益的参考。

微生物的遗传与变异在我们生活的这个世界中，微生物无处不在。

从土壤里的细菌到人体内的菌群，从发酵食品中的酵母菌到导致疾病的病毒，微生物的身影随处可见。

而微生物的遗传与变异，是其生命活动中极其重要的特性，对微生物的生存、繁衍以及与环境的相互作用都有着深远的影响。

首先，让我们来了解一下什么是微生物的遗传。

遗传，简单来说，就是微生物将自身的特性传递给子代的过程。

微生物通过遗传，能够把它们适应环境的特性、代谢途径、生理特征等稳定地传递下去，保证了物种的延续和稳定性。

微生物的遗传物质主要包括 DNA 和 RNA。

对于大多数微生物而言，DNA 是主要的遗传物质，其存在形式多种多样。

细菌的 DNA 通常位于一个环状的染色体上，同时还可能有一些小的环状 DNA 分子，称为质粒。

质粒可以携带一些特殊的基因，比如对抗生素的抗性基因。

病毒的遗传物质则更加多样，有的是 DNA，有的是 RNA，而且其结构也有单链和双链之分。

遗传信息的传递过程，也就是微生物的繁殖过程。

细菌主要通过二分裂的方式进行繁殖，一个细菌细胞分裂成两个子细胞，每个子细胞都获得了与亲代相同的遗传物质。

真菌可以通过出芽生殖、孢子生殖等方式繁衍后代。

病毒则需要侵入宿主细胞，利用宿主细胞的物质和能量来复制自己的遗传物质，并合成蛋白质外壳，最终组装成新的病毒粒子。

接下来，我们谈谈微生物的变异。

变异是指微生物子代与亲代之间，以及子代不同个体之间存在的差异。

这种差异可能是由于遗传物质的改变引起的，也可能是由于环境因素的影响导致的表型变化。

微生物变异的原因多种多样。

基因突变是最常见的一种变异形式，它可以是由于 DNA 复制过程中的错误，或者是外界因素如辐射、化学物质等引起的碱基对的替换、缺失或增加。

基因重组也是微生物变异的重要途径，比如细菌可以通过接合、转化和转导等方式，从其他细菌获得新的基因。

此外，微生物在长期的进化过程中，还可能会发生染色体变异，如染色体的缺失、重复、倒位和易位等。

微生物的遗传变异和育种遗传 (inheritance) ：是发生在亲子之间即上下代间的关系，即指上一代生物如何将自身的一套遗传基因稳定地传递给下一代的行为或功能，它具有极其稳定的保守特性。

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，亦即遗传型的改变。

注：遗传和变异是生命的最本质特性之一（1）遗传型：又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。

是一种内在的可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。

（2）表现型：具有一定遗传型的个体，在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的形态等生物学特征的总和。

注：表型是由遗传型所决定，但也和环境有关。

（3）表型饰变：即外表的修饰性改变，是发生在转录、转译水平上的变化，不涉及遗传物质的结构改变。

特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为（4）遗传型变异（基因变异、基因突变）：遗传物质改变，导致表型改变特点：遗传性、群体中极少数个体的行为微生物是遗传学研究中的明星：（1）微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系。

（2）很多常见微生物都易于人工培养，快速、大量生长繁殖。

（3）对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强。

第一节遗传变异的物质基础一、核酸为遗传的物质基础生物分子：糖类、脂类、蛋白质、核酸1、肺炎双球菌实验证明了：DNA是转化所必需的转化因子；2、噬菌体感染实验证明了：遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质；3、植物病毒的重建实验证明了：在RNA病毒中，遗传物质基础也是核酸，只不过是RNA罢了。

通过上述三个实验证明了：只有核酸才是负载遗传信息的真正物质基础二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式1、细胞水平：在细胞水平上，真核微生物和原核微生物的大部分DNA都集中在细胞核或核区中。

分为原核微生物基因组、真核微生物基因组。

2、细胞核水平：真核生物的细胞核是有核膜包囊，形态固定的真核，核内的DNA与组蛋白结合在一起形成一种在光学显微镜下能见的核染色体；（1）基因组(genome)：一个物种的单倍体内的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称。