微生物的遗传和变异课件
48页1、第七章 微生物的遗传和变异,主要内容: 微生物的遗传和变异现象 微生物的遗传 微生物的变异及应用,第一节 遗传和变异现象,遗传和变异是一切生物最本质的属性。 遗传(保守性) 变异 遗传学:研究生物遗传和变异现象的学科。,意义:遗传和变异是一切生物存在和进化的基本要素。 对于育种的意义 在环境保护领域的应用 遗传是相对的,变异是绝对的; 遗传中有变异,变异中有遗传。,第二节 微生物的遗传,一、遗传和变异的物质基础DNA 1、对DNA的认识和研究历史 孟德尔的理论 DNA(及RNA)是遗传物质的研究历史,肺炎链球菌的转化实验,大肠杆菌T2噬菌体感染实验,2、遗传物质在细胞中的存在形式 除部分病毒的遗传物质是RNA外,其余病毒和全部具有典型细胞结构的生物体的遗传物质都是DNA。 按其在细胞中的存在形式可分成染色体DNA和染色体外DNA。原核细胞和真核细胞中DNA的存在形式不完全相同。 原核微生物 真核生物,3、基因和遗传信息的传递 基因 现在一般认为,基因是一个具有遗传因子效应的DNA片段,它是遗传物质的最小功能单位。 基因是生物染色体上的一段DNA,它储存了遗传信息,又具有自我复制的能力。
2、基因具有特定的碱基顺序,即核苷酸顺序,它不仅可以决定生物的某一个性状,而且还具有调控其他基因表达活性的功能。基因既是一个结构单位,也是一个功能单位。,基因控制遗传性状,但不等于遗传性状。任何一个遗传性状的表达都是在基因控制下的个体发育的结果。 从基因型到表现型需要通过酶催化的代谢活动来实现。基因直接控制酶的合成,控制新陈代谢,从而决定遗传性状的表现。,(2) 遗传信息的传递 现代生物遗传学已经证明:亲代的性状是通过脱氧核糖核酸(DNA)将决定各种遗传性状的遗传信息传给子代的。子代根据DNA所携带的遗传信息,产生一定形态结构的蛋白质,由一定结构的蛋白质就可决定子代具有一定形态结构和生理生化特性。,分子生物学中心法则,二、DNA的结构与复制 1、DNA的结构 DNA由两条多个核苷酸组成的链配对而成,两条链彼此互补,以右手螺旋的方式围绕一根主轴而互相盘绕形成。 四种碱基A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)相互配对。AT,GC互相间通过氢键连接。,1953年的克里克(Francis Crick,1916-2004)(右)和沃森(James Watson,1928-)在实验室
3、里,他们两人因为发现了DNA的分子结构,而在1962年与威尔金斯一起获得诺贝尔生理学和医学奖。,核苷酸 的结构,四种碱基的结构,DNA分子结构,DNA链的延伸,DNA的电子显微镜照片,A与T、G与C的配对(依靠氢键连接),2、DNA的复制 为确保微生物体内 DNA碱基顺序精确不变,保证微生物的所有属性都得到遗传,则在细胞分裂之前,DNA 必须十分精确地进行复制。 DNA具有独特的半保留式的自我复制能力,确保了DNA复制精确,并保证一切生物遗传性的相对稳定。,DNA的复制,DNA是双链分子,但作为基因则只有一条链为蛋白质编码(意义链),另一条只是使DNA分子处于稳定状态的互补链,称为反义链。 由DNA分子上的碱基顺序通过转录过程决定RNA 分子。,三、DNA的变性和复性 DNA的变性:DNA的双螺旋结构由碱基对中碱基之间的氢键维持。当天然双链 DNA受热或其他因素的作用下,两条链之间的结合力被破坏而分开成单链DNA,即称为DNA变性。 解链温度Tm: DNA的复性:变性DNA溶液经适当处理后重新形成天然DNA的过程叫复性,或叫退火。用高温使DNA变性后,再缓慢降低至自然温度,变性的DNA
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