微生物遗传变异和菌种选育课件
55页1、1,第七章 微生物的遗传变异和育种,2,本章重点,基因重组的形式及其异同 基因突变与诱变育种 菌种保藏方法 遗传变异 质粒 遗传物质基础,原核、真核生物基因重组的方式 基因工程及其操作步骤,3,遗传:生物繁衍后代使得子代与亲代相似的现象 变异:子代与亲代之间、子代的不同个体间存在不同程度的差异,4,现实生活中有哪些现象与遗传变异 有关? 遗传和变异现象.flv,5,第一节 遗传变异的物质基础,一、三个证明DNA是遗传物质的经典实验 1、经典转化实验 肺炎链球菌:S型(菌体具荚膜,菌落表面光滑,有 致病能力) R型(菌体无荚膜,菌落表面粗糙,无 致病能力),6,1928年,F.Griffth作了3组实验:,7,Griffith 转化试验示意,混合培养,RII型活菌,SIII型活菌,SIII型热死菌,RII型活菌,SIII型活菌,健康,健康,健康,健康,健康,健康,健康,病死,病死,病死,8,1944年,Avery精确重复了转化实验,确定了转化因子,实验证明, S菌转移给R菌的转化因子是DNA,9,2、噬菌体感染实验,实验证明,进入细菌细胞内部的物质是DNA。 DNA包含有产生完整噬菌体的
2、全部信息。,10,(三)原核生物的质粒,1、定义 质粒(plasmid):原核生物(细菌)细胞内、染色体外,具有独立自主复制能力的小型共价闭合环状的DNA分子。主要存在于各种微生物细胞中。 严紧型复制控制 松弛型复制控制 质粒所含的基因对宿主细胞一般是非必需的; 在某些特殊条件下,质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能,从而使宿主得到生长优势。,11,2、结构特点 通常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分子(cccDNA )存在于细胞中,可游离存在,也可整合到宿主DNA上。 质粒分子的大小范围从1kb左右到1000kb (细菌质粒多在10kb以内),12,4、质粒在基因工程中的应用 质粒的优点: (1)体积小,易分离和操作 (2)环状,稳定 (3)独立复制 (4)拷贝数多 (5)存在标记位点,易筛选,13,典型质粒,F质粒:E.coli等细菌决定性别并有转移能力的质粒。 R质粒:抗药性质粒。 Col质粒:大肠杆菌素质粒。能抑制或杀死其它近缘细菌。 Ti质粒 Ri质粒 Mega质粒 降解性质粒,第二节 基因突变和诱变育种,15,表型改变:,表型的差异只与环境有关 特点:暂时性、不可遗传性,基因
3、型(遗传型)变异:,遗传物质改变(基因重组,基因突变,染色体数目变化),导致表型改变 自发突变频率通常为10-6-10-9,粘质沙雷氏菌Serratia arcescens产色素: 斜面培养 25C 斜面培养 37C 液体培养 25C 液体培养 37C.,16,基因突变,狭义:点突变 广义:基因突变和染色体畸变,野生型(原始性状),基因突变,突变型(新性状),现实生活中,你见到过哪些基因突变现象,或是看到过哪些基因突变现象的报导? 基因突变.flv,一、基因突变 细胞内遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化。自发或诱变产生,17,植物形态的变异,18,动物形态的变异,19,白化病,白化病是由于酪氨酸酶缺乏或功能减退引起的一种皮肤及附属器官黑色素缺乏或合成障碍所导致的遗传性白斑病。患者视网膜无色素,虹膜和瞳孔呈现淡粉色,怕光。皮肤、眉毛、头发及其他体毛都呈白色或黄白色。白化病属于家族遗传性疾病,为常染色体隐性遗传,常发生于近亲结婚的人群中。白化病遗传图谱:患者双亲均携带白化病基因,本身不发病。如果夫妇双方同时将所携带的致病基因传给子女,子女就会患病。,20,21,(一)突变类型,
4、22,营养缺陷型: 微生物因发生突变,代谢中缺少酶而不能合成 某种生长因子(维生素或氨基酸),因而无 法在基本培养基上正常生长繁殖的突变类型。 (二)突变率 每一世代中发生某一性状突变的几率(一般为10-6-10-9 ),23,(三)基因突变特点,1、不对应性:突变的性状与突变原因无直接的对应关系 2、自发性: 各种突变可以在没有人为的诱变因素下自发发生。 3、稀有性: 自发突变频率较低,一般10-9 10-6 。 4、独立性:不影响其他基因的突变率 5、诱变性:人为的物理或化学因素处理提高突变率,24,6、稳定性: 遗传物质结构发生的稳定变化,因而产生的新性状也是稳定的,可遗传的。 7、可逆性,25,(五)基因突变及其机制,26,1、诱发突变:人为的物理、化学因素处理,提高突变率的方法(紫外线、X射线、激光等) (1)碱基的置换,27,碱基的置换引起的突变,28,(2)移码突变:添加或缺失核苷酸,引起阅读错误,错误 + 错误 -+ 正常 - 正常 + 正常,29,(3)染色体畸变:缺失、重复、插入、易位、倒位,30,二、突变与育种,菌种工作包括三方面:选种、育种、复壮和保藏。 选种从
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