第8章 微生物遗传
第8章 微生物遗传
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(inheritance)和变异(variation)是 生命的最本质特性之一 造传型： 生物的全部遗传因子及基因 表型（表现型）： 具有一定遗传型的个体， 在特定环境条件下通过 生长发育所表现出的形 态等生物学特征的总和 表型是由造传型所决定，但也和环境有关
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(inheritance)和变异(variation)是 生命的最本质特性之一 遗传型: 表型(表现型): 生物的全部遗传因子及基因 具有一定遗传型的个体, 在特定环境条件下通过 生长发育所表现出的形 态等生物学特征的总和. 表型是由遗传型所决定,但也和环境有关
Figure 12-1.Agrobacterium ra- diobacter grown on two different media.Left:Mucoid colonies on sucrose-salts medium;right:non- mucoid colonies on trypticase-soy agar medium 表特 Figure 12-2.Morphological modi- fications (phenotypic changes)re- sulting from changes in media composition.(A)and (B)are phase-contrast micrographs of No- cardia sp.in (A)tryptone agar culture:(B)brain-heart infusion agar;both cultures 12 h at 30C. (Courtesy of B.L.Beaman and D M.Shankel,and J.Bacteriol, 99:876,1969.)(G)and(D)are electron micrographs of thin sec. tions of Arthrobacter globiformis 425 grown in(C)nutritionally complete medium and(D)biotin- 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 shown in(C).Incubation was at 25C for 36 h.(Courtesy of Mar- garet Gomersall and E.C.S. Chan.]
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 橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳. 遗传型变异（基因变异、基因突变）： 遗传物质改变,导致表型改变 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 )
微生物是遗传学研究中的明星： 微生物细胞结构简单，营养体一般为单 倍体，方便建立纯系。 很多常见微生物都易于人工培养，快速 大量生长繁殖。 对环境因素的作用敏感，易于获得各类 突变株，操作性强
微生物是遗传学研究中的明星： 微生物细胞结构简单,营养体一般为单 倍体，方便建立纯系。 很多常见微生物都易于人工培养,快速、 大量生长繁殖。 对环境因素的作用敏感,易于获得各类 突变株，操作性强
第一节遗传的物质基础 一、DNA作为造传物质 二、RNA作为造传物质 三、朊病毒的发现与思考
第一节 遗传的物质基础 一、DNA作为遗传物质 二、RNA作为遗传物质 三、朊病毒的发现与思考
Colony Cell type Cell type Capsule No capsule Smooth(S) LiveS Rough(刊 strain 创 b (参见3V) Live R strain Heat-kill Heat-killed 分别用降解DNA、RNA、 只有DNA被酶降解破杯 蛋白质的酶作用于有毒 的抽提物无转化话性 的S型菌细胞抽提物 Figure 13.1 C orma DNA是转化所必需的转化因子 which have a capsule and form smooth-looki Avy在四十年代以更精密的实验设计重复了此实验
一、DNA作为遗传物质 第一节 遗传的物质基础 （ 参 见P204 ） Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了此实验 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 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
第一节遗传的物质基础（参见P204) / 吸附 10分钟后 离心 用捣醉器 沉淀中含 使空壳脱离 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 图8-2用含S蛋白质（外壳）的噬菌体作感染实验 上清液中含 15%放射性 吸附 10分钟后 离心 用捣碎器 沉淀中含 使空壳脱离 85%放射性 懂茵体感染实验(00~年) Alfred.Hershery,Martha Chase 沉淀细胞进一步 培养后，可产生大 量完整的子代噬菌体 图8-1用含32P-DNA(核心)的噬菌体作感染实验
第一节 遗传的物质基础 （参见 P204）T2 噬 菌 体 感 染 实 验(1952 年 ) Alfred.Hershery，Martha Chase
第一节遗传的物质基础 二、RNA作为造传物质 生化提取分别获得合RNA 的烟草花叶病毒蛋白质外 壳（病毒1）和核酸（病毒2） 抗血清处理，证明杂种 TMV .HR 抗血清 血清 病毒的蛋白质外壳来 自病毒1，而非病毒2 杂种病毒的后代的蛋白 质外壳表现为病毒2，而 TMV 非病毒1 蛋白质 TMV-RNA H HR-RNA 蛋白质 遗传物质是核酸(RNA)而非蛋白质 图8-2TMV病毒拆分重建实验
第一节 遗传的物质基础 二、RNA作为遗传物质 生化提取分别获得含RNA 的烟草花叶病毒蛋白质外 壳(病毒1)和核酸(病毒2) 抗血清处理,证明杂种 病毒的蛋白质外壳来 自病毒1,而非病毒2 杂种病毒的后代的蛋白 质外壳表现为病毒2,而 非病毒1 遗传物质是核酸(RNA)而非蛋白质
四 C C From Dr Jekyll to Mr Hyde Prpe The prion protein exists in two forms.The normal, innocuous protein(PrPc)can change its shape to a harmful,disease-causing form(PrPSc).The conversion from PrPc to PrPSc then proceeds via a chain-reaction.When enough PrPSc proteins have been made they form long filamentous aggregates Prpse that gradually damage neuronal tissue.The harmful PrPSc form is very resistant to high temperatures, UV-irradiation and strong degradative enzymes. l
第一节 遗传的物质基础 三、朊病毒的发现与思考 亚病毒的一种:具有传染性的蛋白质致 病因子,迄今为止尚未发现该蛋白内含 有核酸。 其致病作用是因动物体内正常的蛋白 质PrPc改变折叠状态为PrP sc所致,而 这二种蛋白质的一级结构并没有改变
羊搔痒症(scrapie) als and humans 四 All known prion diseases are fatal.Since the immune system does not recognize prions as foreign,no natural protection develops.Scrapie in sheep was first described during the18th century.It has been transmitted to other animals such as mink and cats, and more rec spongiform e contaminated 牛海绵状脑病 (spongiform encephalopathy) In New Guinea,the Fore people contracted kuru by eating the brains of deceased people Creutzfeldt-Jakob Disease(CJD)frequently arises spontaneously, while fatal familial insomnia(FFI) Gerstmann-Straussler- Scheinker (GSS)disease and10-15% caused by m the gene en 人的库鲁病(kuru、克雅氏病 prion protein variant CJD some 20 pat (Creutzfeldt Jakob disease,CJD) have arisen t transmission of BSE to humans
人的库鲁病(kuru)、克雅氏病 (Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等 羊搔痒症(scrapie) 牛海绵状脑病 (spongiform encephalopathy)