第7章微生物遗传变异与育种课件.ppt

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1、第七章 微生物的遗传变异和育种,第一节 遗传变异的物质基础,一 证明DNA是遗传物质的三个经典实验,经典转化实验,F.Griffith针对肺炎双球菌（S.pneumoniae）实验,已知S.pneumoniae分为两种形式,S型：有荚膜的致病菌光滑型,R型：无荚膜非致病菌粗糙型,以上实验说明，热杀死的S型细菌中具有某种遗传转化能力的物质，能通过某种方式进入R型细菌中，使R型细菌获得表达S型荚膜性状的遗传特性。,（4）细胞抽体物离体转化实验,充分证明S型细菌的DNA使R细菌转变成了S型细菌。,噬菌体感染实验,植物病毒重建实验,证明RNA同样是遗传物质,（一）7个水平,1.细胞水平,真核微生物和原

2、核微生物的DNA存在于细胞核和核区中。,2.细胞核水平：基因组,真核微生物：细胞核有核膜包裹，DNA与组 蛋白结合成核染色体。,原核微生物：细胞核无核膜包裹，DNA呈环状 双链松散结构。,二 遗传物质在微生物细胞内的存在部位和方式,3.染色体水平：染色体数和染色体倍数,4.核酸水平：核酸种类、核酸结构、DNA长度,5.基因水平：,基因调控系统,操纵子,调节基因,启动基因,操纵基因,结构基因,二 遗传物质在微生物细胞内的存在部位和方式,CcpA,HPr,His,P,P,promotor,cre box,structure gene,6-p-glc,6.密码子水平：mRNA上三个连续的核苷酸序列,

3、7.核苷酸水平：AMP TMP GMP CMP,（二）核外染色体存在的形式,三 原核生物的质粒,质粒游离于原核生物核基因组外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子。,严密型复制控制,松弛型复制控制,质粒在基因工程中的应用,几种典型质粒介绍,（1）F质粒：(性因子)E.coli 中决定性别的质粒,（2）R质粒：抗性质粒,抗性转移因子：RTF 抗性决定子r：包含IS转座因子,（3）Col质粒：(大肠杆菌素质粒)编码基因包括：Col E1和 Col Ib,第二节 基因突变和诱变育种,一 基因突变(自发或诱发),（一）突变类型,a 选择性突变株,营养缺陷型抗性突变型条件致死型,b 非选择

4、性突变株,形态突变株抗原突变株产量突变株,（二）基因突变机制,1.诱发突变,（1）碱基的置换：,直接引起置换的诱变剂：HNO2、羟胺、烷化剂,以HNO2为例:HNO2使碱基发生氧化脱氨作用,间接引起置换的诱变剂：碱基类似物,以5BU为例：5BU是T的碱基类似物,A:T,A:T,A:5-BUk,A:T,G:5-BUe,G:C,G:5-BUe,（2）移码突变：丫啶类染料,（3）染色体畸变：电离辐射引起染色体结构的变化。,2.自发突变机制,没有人工参与下生物体自然发生的突变，几率10-610-10。,3.紫外线对DNA的损伤及修复机制,（1）光复活作用,黑暗中光解酶与二聚体结合，300nm500nm

5、可见光下被激活，使二聚体分解成单体。,（2）切除修复,暗修复,内切核酸酶,外切核酸酶,DNA聚合酶,DNA连接酶,第三节 基因重组和杂交育种,一 原核生物的基因重组,（一）转化受体菌直接吸收供体菌的DNA片段而获得后者部分遗传性状的显现。,感受态：受体细胞最能接受外源DNA片段并能 实现转化的一种生理状态。,转化因子：离体的DNA片段。dsDNA、ssDNA和 质粒DNA,转化机制,（肺炎双球菌）,（二）转导,转导通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的小片段DNA携带到受体细胞中，通过交换和整合，使后者获得前者部分遗传性状的现象。,1.普遍转导：温和噬菌体的“误包”导致。,a 完全普遍转导,b 流产普遍转导,c 局限转导,（1）低频转导（LFT）：溶源菌释放的噬菌体所进行的转导。,（2）高频转导（HFT）：双重溶源菌进行诱导，产生高频转导裂解物。,（三）接合（conjugation）,（1）E.coli的4种接合型菌株,Hfr与F-菌株间的接合中断,第四节 基因工程,目的工程菌的筛选,目的基因的取得,优良载体的选择,目的基因与载体 DNA的体外重组,重组载体导入受体 细胞,在E.coli DH5中高效表达脂肪酶lipA基因,