微生物学 山东教育学院生物科学与技术系 微生物学课程组
微生物学 山东教育学院生物科学与技术系 微生物学课程组
第八章 微生物的遗传变异与育种 • 教学目标与要求： • 掌握微生物遗传变异的机制和规律。 • 掌握微生物的突变，细菌的基因重组，并了解其在 工农业生产和科研中的应用。 • 掌握微生物菌种复壮和保藏的基本知识与方法。 • 了解现代育种技术。 • 本章的难点： • 微生物基因突变的机制和细菌的基因重组
第八章 微生物的遗传变异与育种 • 教学目标与要求： • 掌握微生物遗传变异的机制和规律。 • 掌握微生物的突变，细菌的基因重组，并了解其在 工农业生产和科研中的应用。 • 掌握微生物菌种复壮和保藏的基本知识与方法。 • 了解现代育种技术。 • 本章的难点： • 微生物基因突变的机制和细菌的基因重组
第八章 微生物的遗传变异与育种 第一节 遗传变异的物质基础 一、什么是遗传与变异 遗传和变异是生物界最本质的属性之一。 遗传是亲代和子代生物学特性传递的过程， 使亲代的特性在子代中重现。遗传学是研 究生物遗传机制的科学
第八章 微生物的遗传变异与育种 第一节 遗传变异的物质基础 一、什么是遗传与变异 遗传和变异是生物界最本质的属性之一。 遗传是亲代和子代生物学特性传递的过程， 使亲代的特性在子代中重现。遗传学是研 究生物遗传机制的科学
有关微生物的遗传变异现象，早在巴斯德 时代就已开始了研究，如柯赫从患炭疽病的羊 体中分离出了炭疽杆菌；巴斯德利用变异的炭 疽杆菌制成了疫苗防治炭疽病等。 20世纪40年代起，由于细菌杂交试验的成 功，使微生物遗传学有了飞速的发展，并一跃 成为20世纪70年代后生物科学中发展最为迅速 的学科之一。 微生物为什么是研究遗传学和生命科学有 关基本理论问题的最好的对象和实验材料？为 什么说它为分子遗传学、分子生物学、生物工 程等作出了巨大的贡献？
有关微生物的遗传变异现象，早在巴斯德 时代就已开始了研究，如柯赫从患炭疽病的羊 体中分离出了炭疽杆菌；巴斯德利用变异的炭 疽杆菌制成了疫苗防治炭疽病等。 20世纪40年代起，由于细菌杂交试验的成 功，使微生物遗传学有了飞速的发展，并一跃 成为20世纪70年代后生物科学中发展最为迅速 的学科之一。 微生物为什么是研究遗传学和生命科学有 关基本理论问题的最好的对象和实验材料？为 什么说它为分子遗传学、分子生物学、生物工 程等作出了巨大的贡献？
1、微生物的结构较为简单，多数为单细胞或 简单的多细胞，有的甚至是分子生物（如病毒， 类病毒等）。这样就使得遗传学的研究在分子 水平上进行提供了可能和方便，从而推动和促 进了分子遗传学与分子生物学的诞生和发展。 2、微生物营养体绝大多数是单倍体，核结构 较为简单，核中DNA发生的变化，一般都能在 遗传性状上表现出来。 • 它是分子生物学、分子遗传学等现代生物技 术进一步研究和发展的有力工具
1、微生物的结构较为简单，多数为单细胞或 简单的多细胞，有的甚至是分子生物（如病毒， 类病毒等）。这样就使得遗传学的研究在分子 水平上进行提供了可能和方便，从而推动和促 进了分子遗传学与分子生物学的诞生和发展。 2、微生物营养体绝大多数是单倍体，核结构 较为简单，核中DNA发生的变化，一般都能在 遗传性状上表现出来。 • 它是分子生物学、分子遗传学等现代生物技 术进一步研究和发展的有力工具
3、微生物的繁殖速度快，传代时间短。 （如：E.coli每20′即可繁殖一代） 4、微生物的突变体容易被识别。 营养要求简单、易形成肉眼可见的菌落，环境 条件对各个体的作用直接而均匀，存在着多种 原始的进化类型等。为分子生物学和分子遗传 学的创立和发展提供了基础和依据。 微生物是分子生物学和遗传学研究中的明星
3、微生物的繁殖速度快，传代时间短。 （如：E.coli每20′即可繁殖一代） 4、微生物的突变体容易被识别。 营养要求简单、易形成肉眼可见的菌落，环境 条件对各个体的作用直接而均匀，存在着多种 原始的进化类型等。为分子生物学和分子遗传 学的创立和发展提供了基础和依据。 微生物是分子生物学和遗传学研究中的明星
有关遗传变异的几个基本概念 遗传性： 是指亲代生物传给子代生物的一套实现与其相同性状 的遗传信息，这种信息只有当子代个体生活在合适的 环境条件下时，才能转化为具体的性状。和一切生物 一样，微生物的遗传性是相对稳定的。 变异性： 凡是在遗传物质水平上发生了改变，从而引起某些相 应性状发生改变的特性，称为变异性。这种变异性是 可以遗传的。 遗传性与变异性：
有关遗传变异的几个基本概念 遗传性： 是指亲代生物传给子代生物的一套实现与其相同性状 的遗传信息，这种信息只有当子代个体生活在合适的 环境条件下时，才能转化为具体的性状。和一切生物 一样，微生物的遗传性是相对稳定的。 变异性： 凡是在遗传物质水平上发生了改变，从而引起某些相 应性状发生改变的特性，称为变异性。这种变异性是 可以遗传的。 遗传性与变异性：
• 基因型与表型： 基因型：又称为遗传型 和因子型。是生物体一 切遗传基础的总和。生物的遗传性具有其特定 的物质基础。在亲代传给子代的遗传物质中携 带着它的全部遗传因子，即基因。基因决定着 生物的遗传类型。 表型：在合适的外界环境条件下，特定遗传型 的个体通过新陈代谢和生长发育所表现出来的 种种具体的性状。就称为该生物的表型（又叫 表现型、现象型）。遗传型相同的个体在不同 的环境条件下会呈现不同的表型
• 基因型与表型： 基因型：又称为遗传型 和因子型。是生物体一 切遗传基础的总和。生物的遗传性具有其特定 的物质基础。在亲代传给子代的遗传物质中携 带着它的全部遗传因子，即基因。基因决定着 生物的遗传类型。 表型：在合适的外界环境条件下，特定遗传型 的个体通过新陈代谢和生长发育所表现出来的 种种具体的性状。就称为该生物的表型（又叫 表现型、现象型）。遗传型相同的个体在不同 的环境条件下会呈现不同的表型
注：表型的改变不能称为变异，它是不涉及 遗传物质的结构或复制过程改变的变化（易 发生于转录或转译水平上的暂时性的变化， 又叫做饰变）。 饰变：指生物体由于非遗传因素引起的表型 改变，变化发生在转录、转译水平，特点是 几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的 变化，性状变化的幅度小，不遗传，引起饰 变的因素消失后，表型即可恢复
注：表型的改变不能称为变异，它是不涉及 遗传物质的结构或复制过程改变的变化（易 发生于转录或转译水平上的暂时性的变化， 又叫做饰变）。 饰变：指生物体由于非遗传因素引起的表型 改变，变化发生在转录、转译水平，特点是 几乎整个群体中的每一个个体都发生同样的 变化，性状变化的幅度小，不遗传，引起饰 变的因素消失后，表型即可恢复
举例： 25℃——→深红色菌落（灵杆菌素） 粘质赛氏杆菌 （饰变） 25℃——→深红色菌落 （饰变） 37℃——→ 无色素（表型的改变） 25℃→无色素（遗传性变异） 基因型的改变
举例： 25℃——→深红色菌落（灵杆菌素） 粘质赛氏杆菌 （饰变） 25℃——→深红色菌落 （饰变） 37℃——→ 无色素（表型的改变） 25℃→无色素（遗传性变异） 基因型的改变