第六章 微生物的遗传变异与育种
第 六 章 微生物的遗传变异与育种
遗传( inheritance)和变异( variation) 是生物体的最本质的属性之 遗传:讲的是亲子间的关系指生物的上一代将自己的 整套遗传因子传递给下一代的行为或功能,它 具有及其稳定的特性 变异:亲代与子代、子代间不同个体不完全相同 遗传型又称基因型,指某一生物个体所含有的全部 遗传因子即基因的总合。 表型」指某一生物体所具有的一切外表特征及内 在特性的总合,是遗传型在合适环境下的 具体表现
遗传(inheritance)和变异(variation) 是生物体的最本质的属性之一 遗传： 讲的是亲子间的关系,指生物的上一代将自己的 一整套遗传因子传递给下一代的行为或功能,它 具有及其稳定的特性。 变异： 亲代与子代、子代间不同个体不完全相同。 遗传型 又称基因型，指某一生物个体所含有的全部 遗传因子即基因的总合。 表型 指某一生物体所具有的一切外表特征及内 在特性的总合，是遗传型在合适环境下的 具体表现
代谢 遗传型+环境条件 发育 表型 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,即遗传型的 改变 变异的特点: 在群体中以极低的几率(一般为105~10-10)出现; 性状变化的幅度大 变化后的新性状是稳定的、可遗传的;
遗传型+环境条件 表型 代谢 发育 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，即遗传型的 改变。 变异的特点： •在群体中以极低的几率（一般为10-5~10-10）出现； •性状变化的幅度大； •变化后的新性状是稳定的、可遗传的；
饰变指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录 转译水平上的表型变化。 diobacter grown on two different media. Left: Mucoid colonies on sucrose-salts medium: right: non- mucoid colonies on trypticase-soy 饰变的点 agar medium 整个群体中的九乎每一个体都发生同 u: 12:2. Morphological modi- icat:ons (phenotypic changes)re- sulting from changes in media phase-contrast micrographs of No- cardia sp, in (A) tryptone agar culture: (B) brain-heart infusion gar: both cu 2hat3o° C curtesy of B, L. Beaman and D 因得物质不变解受是延传的 M. Shankel, and / Bacteriol 99:B76,.1969.)(C)andD)are electron micrographs of thin sec- tions of Arthrobacter globiformis 425 grown in (C) nutritionally deficient medium resulting in ab- normal forms of the bacterium (several protoplasts embedded in an amorphous matrix). Note that the aberrant cells are devoid of cell walls and no longer exhibit the typical shape of the species as 参 shown in (C). Incubation was at 25 C for 36 h. ( Courtesy of Mar- garer Gomersall and E. c. s Chan
饰变 指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、 转译水平上的表型变化。 饰变的特点： ▪整个群体中的几乎每一个体都发生同样变化； ▪性状变化的幅度小； ▪因遗传物质不变，故饰变是不遗传的；
由于微生物有一系列非常独特的生物学特性,因而在研 究现代遗传学和其他许多重要的生物学基本理论问题中, 微生物是最热衷的的研究对象。这些生物特性包括: 0个体的体制极其简单; o营养体一般是单倍体; o易于在成分简单的组合培养基上大量生长繁殖; o繁殖速度快;
由于微生物有一系列非常独特的生物学特性，因而在研 究现代遗传学和其他许多重要的生物学基本理论问题中， 微生物是最热衷的的研究对象。这些生物特性包括： o个体的体制极其简单； o营养体一般是单倍体； o易于在成分简单的组合培养基上大量生长繁殖； o繁殖速度快；
o易于积累不同的中间代谢物或终代谢物: o菌落形态特征的可见性与多样性; o环境条件对微生物群体中各个体作用的直接性和均一性; 0易于形成营养缺陷型; o各种微生物一般都有相应的病毒; o存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式等
o易于积累不同的中间代谢物或终代谢物； o菌落形态特征的可见性与多样性； o环境条件对微生物群体中各个体作用的直接性和均一性； o易于形成营养缺陷型； o各种微生物一般都有相应的病毒； o存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式等；
第一节遗传变异的物质基础 围绕遗传变异有无物质基础以及何种物质可承担遗传变 异功能的问题,曾有过种种推测和争论
第一节 遗传变异的物质基础 围绕遗传变异有无物质基础以及何种物质可承担遗传变 异功能的问题，曾有过种种推测和争论
1883~1889年间, Weissmann提出种质连续理论,认为遗传 物质是一种具有特定分子结构的化合物。 本世纪初,发现了染色体并提出了基因学说,使遗传物质 基础的范围缩小到染色体上,并证明染色体是由核酸和蛋 白质组成的 1944年后,连续利用微生物这一有利的实验对象进行了3个 著名的实验,并证实核酸尤其是DNA才是遗传变异的真正 物质基础
1883~1889年间，Weissmann提出种质连续理论，认为遗传 物质是一种具有特定分子结构的化合物。 本世纪初，发现了染色体并提出了基因学说，使遗传物质 基础的范围缩小到染色体上，并证明染色体是由核酸和蛋 白质组成的。 1944年后，连续利用微生物这一有利的实验对象进行了3个 著名的实验，并证实核酸尤其是DNA才是遗传变异的真正 物质基础
Strain of Strain of Cell ype 典 Cell type Effect ③ 典转化 Smooth (s) Live s Live R strain Heat-killed S strain Heat-killed Live S and R strains (d solated from dead 分别用降解DNA、RNA、蛋白质的 CB Figure 13.1 Griffith's Transformation Experiment 酶作用于有毒的S型菌细胞抽提物 which have a capsule and form smooth-looking colonies. (b) Mice survived when injected with a nonpathogenic strain of R pneumococci, which lacks a capsule and forms rough colonies. (c) Injection with heat-killed strains of S pneumococci had no effect. (d) Injection with a live R strain and a heat-killed S strain gave the mice pneumonia, and live S strain pneumococci could be isolated from the dead mice
一、三个经典实验 （一）经典转化实验 分别用降解DNA、RNA、蛋白质的 酶作用于有毒的S型菌细胞抽提物
(一)经典转化实验 只有DNA被酶降解破坏 DNA是转化所必 的抽提物无转化活性 需的转化因子 Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验
Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验 只有DNA被酶降解破坏 的抽提物无转化活性 DNA是转化所必 需的转化因子 （一）经典转化实验