微生物遗传和变异课件.ppt
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1、第八章 微生物的遗传变异和育种,第一节 菌种的衰退、复壮和保藏 第二节 遗传和变异的物质基础 第三节 基因突变和诱变育种 第四节 基因重组 第五节 基因工程,返回主目录,第一节 菌种的衰退、复壮和保藏,一. 菌种的衰退和复壮 遗传性的变异是绝对的;它的稳定性是相对的。 最易觉察的是菌落和细胞形状的改变;生长速度的减缓,代谢能力的减缓(产量少,孢子少。侵染力下降;抗性减低) 正变体;衰退;复壮(狭义和广义),返回目录,1)从衰退的菌种群体中把少数个体再找出来,重新获得具有 原有典型性状的菌种。,2)有意识地利用微生物会发生自发突变的特性,在日常的菌种 维护工作中不断筛选“正变”个体。,大量群体中
2、的自发突变,菌种的复壮:,a)纯种分离;,b)通过寄主体进行复壮;,菌种衰退的特点:,二、防止衰退的措施,1)减少传代次数;,2)创造良好的培养条件;,3)经常进行纯种分离,并对相应的性状指标进行检查;,4)采用有效的菌种保藏方法;,三、菌种保藏,在一定时间内使菌种不死、不变、不乱,基本要求:,基本方法:,生活态休眠态,培养基传代培养,寄主传代培养,冷冻,干燥,斜面、平板,液氮、低温冰箱,沙土管、冷冻真空干燥,第一节 遗传和变异的物质基础一. 3个经典实验1、1944年,Avery精确重复了转化实验, 确定了转化因子,实验证明:将R菌转化为S菌的转化因子是DNA,第八章微生物的遗传变异和育种,
3、返回目录,2、噬菌体感染实验,实验证明:进入细菌细胞内部的物质是DNA。DNA包含有产生完整噬菌体的全部信息。,第八章微生物的遗传变异和育种,二. 遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式 (一)遗传物质在7个水平上的形式细胞水平:存在于细胞核或核质体,单核或多核细胞核水平: 原与真核生物的细胞核结构不同染色体水平: 倍性(真核)和染色体数核酸水平:在原核中同染色体水平、存在部分二倍体 DNA或RNA,复合或裸露,双链或单链基因水平:具自主复制能力的遗传功能单位,长度与信息量,转录翻译密码子水平:信息单位,起始和终止,核苷酸水平:突变或交换单位,四种碱基,第八章微生物的遗传变异和育种,(三)原核
4、生物的质粒,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。,第八章微生物的遗传变异和育种,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;,第八章微生物的遗传变异和育种,3、质粒的类型,严谨型质粒(stringent plasmid):复制行为与核染色体的复制同步,低拷贝数松弛型质粒(relaxed plasmid):复制行为与核染色体的复制不同步,高拷贝数,窄宿主范围质粒(narrow host range plasmid)(只能在一种特定的
5、宿主细胞中复制),广宿主范围质粒(broad host range plasmid)(可以在许多种细菌中复制),第八章微生物的遗传变异和育种,第二节基因突变和诱变育种,一. 突变生物体的表型,突然发生了可遗传的变化。 (一).基因突变 营养缺陷型 基因突变而丧失合成一种或几种生 长因子的能力类型。 选择性突变 抗性突变型 产生对某种药物或物理因子的抗性 类型 条件致死突变型某种条件可生长,另一种条件死 的类型。 形态突变性 个体或菌落形态所发生的非选择变 化的类型。 非选择性突变 抗原突变型指基因突变引起的抗原结构发生 突变的变异类型。(L型细菌)产量突变型 指基因突变而获得的在有用代 谢产物
6、产量上高于原始菌株的突变株。,第八章微生物的遗传变异和育种,(二)基因突变的特点,.不对应性指突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系。因这一突变有的可自发或其他诱变因子诱发获得。 .自发性 变量实验: 1943年S.E. Luria 等又称波动实验 涂布实验: 1949 Newcombe设计 平板培养法。 平板影印实验: 1952证明微生物的抗药性在未接触 药物前就产生了,这一突变与药物毫无关系:产生28 个突变株。 .稀有性 一般在10-6-10-9 .诱变性 可提高10 -10 5 .稳定性 遗传结构发生了稳定性的变化。.独立性 在某一群体中,即可发生抗青霉素,又可发生抗链霉素的突变
7、型 .可逆性 野生型基因 突变型基因.,基因突变的机理 1.碱基的置换 碱基的置换属于一种染色体的微小损伤,也称点突变。分为转换(嘌呤换嘌呤,嘧啶换嘧啶)A-G;颠换(嘌呤换嘧啶或)A-T。2.移码突变 指诱变剂使DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的添加(插入)或缺失,从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和转译错误。吖啶类染料,包括亚啶黄。亚啶橙(诱变机制还不清楚)。,基因突变的原因,1.背景辐射和环境因素 实质上是一些原因不详的低剂量诱变因素长期综合诱变作用的结果。辐射或高温。 2.微生物自身有害代谢物的诱变效应,如自己产生过氧化氢的作用。 3.互变异构效应酮式至烯醇式的互变效应引起。5-
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