第四章 微生物的遗传与变异 环境微生物学
环境微生物学 第 四 章 微生物的遗传与变异
遗传和变异是生命的最本质特性之一 遗传:亲代与子代相似 变异:亲代与子代、子代间不同个体不完全相同 遗传型:生物的全部遗传因子所携带的遗传信息 具有一定遗传型的个体,在特定环境条件下通过生 表型:长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和。 进传型+环境条件代图,要白。表型 (可能性) (现实性) 环境微生物学
环境微生物学 遗传： 亲代与子代相似 变异： 亲代与子代、子代间不同个体不完全相同 遗传和变异是生命的最本质特性之一 遗传型： 表型： 生物的全部遗传因子所携带的遗传信息 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外表特征和内在特征的总和
表型饰变:表型的差异只与环境有关 特点:暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为 Production of a red pigment (prodigiosin) by serratia marcescens. from left to right. slant culture grown at 25 C slant culture grown at 37 C, broth culture grown at 25 C broth culture grown at 37 C 遗传型变异(基因变异、基因突变): 特点:遗传性、群体中极少数个体的行为(自发突变频率通常为106-109 环境微生物学
环境微生物学 表型饰变：表型的差异只与环境有关 特点：暂时性、不可遗传性、表现为全部个体的行为 遗传型变异（基因变异、基因突变）： 特点：遗传性、群体中极少数个体的行为（自发突变频率通常为10-6-10-9） Production of a red pigment (prodigiosin) by Serratia marcescens. From left to right: slant culture grown at 25°C, slant culture grown at 37°C, broth culture grown at 25°C, broth culture grown at 37°C
第一节微生物的遗传 、微生物遗传变异的物质基础 3个证明DNA是遗传物质的经典实验 l、经典转化实验 2、噬菌体感染实验 3、植物病毒重建实验 环境微生物学
环境微生物学 第一节 微生物的遗传 一、微生物遗传变异的物质基础 3个证明DNA是遗传物质的经典实验 1、经典转化实验 2、噬菌体感染实验 3、植物病毒重建实验
.经典转化实验( transformation):FGr, 研究对象: Streptococcus pneumoniae(肺炎双球菌) Sm型菌株:有荚膜,菌落表面光滑,有致病性 Rn型菌株:无荚膜,菌落表面粗糙,无致病性 1928年, Griffithi进行了以下几组实验: (1)动物实验 R型活菌 健康 健康 健康 病死 Sm型活萌 →验中验 健康 健康 Sm型热死苗 国空的 健康 病死 R型活菌 空N (9°e)健 疡死 混合培养 环境微生物学 m型活苗
环境微生物学 1928年，Griffith进行了以下几组实验： （1）动物实验 1. 经典转化实验（transformation）：F.Griffith， 研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎双球菌） SIII型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性 RII型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性
(2)细菌培养实验 平皿培养 热死Sm菌 不生长 活Rn菌 长出R菌 热死Sm菌 长出大量R1菌和10m菌 +活Rn函 (3)S型菌的无细胞抽提液试验 活R菌+S菌无细胞抽提液—长出大量R菌和少量S菌 以上实验说明:加热杀死的Sm型细菌细胞内可能存在 种转化物质,它能通过某种方式进入Rn型细胞并使R型 细胞获得稳定的遗传性状,转变为Sm型细胞。 环境微生物学
环境微生物学 （2）细菌培养实验 （3）S型菌的无细胞抽提液试验 以上实验说明：加热杀死的SIII型细菌细胞内可能存在 一种转化物质，它能通过某种方式进入RII型细胞并使RII型 细胞获得稳定的遗传性状，转变为SIII型细胞。 热死SIII菌—————不生长 活 RII 菌—————长出RII菌 热死SIII菌—————长出大量RII菌和10-6SIII菌 活R菌+S菌无细胞抽提液——长出大量R菌和少量S菌 +活RII菌 平皿培养
1944年 OT.Avery、C. M Macleod和 M Mc Cart!y从热死S型s pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成分,并在离体条件 下进行了转化试验: ①加S菌DNA 长出S菌 ②加S菌DNA及DNA酶以外的酶 活R菌 ③加S菌的DNA和DNA酶 ④加S菌的RNA 只有R菌 ⑤加S菌的蛋白质 ⑥加S菌的荚膜多糖 只有S型细菌的DNA才能将S. pneumoniae的R型转化为S型。且 DNA纯度越高,转化效率也越高。说明S型菌株转移给R型菌株的, 是遗传因子。 环境微生物学
环境微生物学 ①加S菌DNA ②加S菌DNA及DNA酶以外的酶 ③加S菌的DNA和DNA酶 ④加S菌的RNA ⑤加S菌的蛋白质 ⑥加S菌的荚膜多糖 活R菌 长出S菌 只有R菌 1944 年 O.T.Avery 、 C.M.MacLeod 和 M.McCarty 从 热 死 S 型 S. pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成分，并在离体条件 下进行了转化试验： 只有S型细菌的DNA才能将S. pneumoniae的R型转化为S型。且 DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型菌株转移给R型菌株的， 是遗传因子
2.噬菌体感染实验 A.D. Hershey和 M. Chase1952年 (1)首先,将大肠杆菌培养在以放射性32P或3s 的培养基中培养,获得含32P、35s的两种噬菌体。 环境微生物学
环境微生物学 2. 噬菌体感染实验 A. D. Hershey和M. Chase 1952年 （1）首先，将大肠杆菌培养在以放射性32P或35S 的培养基中培养，获得含32P、 35S的两种噬菌体
2.噬菌体感染实验 A.D. Hershey和 M. Chase,1952年 上清液中含 吸附 10分钟后 离心 15%放射性 用捣碎器 使空壳脱离 沉淀中含 uu一 85%放射性 沉淀细胞进一步培 养后,可产生大量 完整的子代噬菌体 (1)含3PDNA的一组:放射性85%在沉淀中 环境微生物学
环境微生物学 2. 噬菌体感染实验 A. D. Hershey和M. Chase， 1952年 （1）含32P-DNA的一组：放射性85%在沉淀中 10分钟后 用捣碎器 使空壳脱离 吸附 离心 沉淀细胞进一步培 养后，可产生大量 完整的子代噬菌体 上清液中含 15%放射性 沉淀中含 85%放射性
以35标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验 上清液中含 吸附 离心 75%放射性 unn 用福碎器 使空壳脱离 沉淀中含 unn 25%放射性 沉淀细胞进一步培 养后,可产生大量 完整的子代噬菌体 (2)含3-蛋白质的一组:放射性75%在上清液中 环境微生物学
环境微生物学 沉淀中含 25%放射性 以35S标记蛋白质外壳做噬菌体感染实验 （2）含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中 10分钟后 用捣碎器 使空壳脱离 吸附 离心 沉淀细胞进一步培 养后，可产生大量 完整的子代噬菌体 上清液中含 75%放射性