微生物的遗传变异分析

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第六,章,章,微,微,生,生物,的,的遗,传,传变,异,异与,菌,菌种,选,选育,在应,用,用微,生,生物,加,加工,制,制造,和,和发,酵,酵生,产,产各,种,种食,品,品的,过,过程,中,中，,要,要想,有,有效,地,地大,幅,幅度,提,提高,产,产品,的,的产,量,量、,质,质量,和,和花,色,色品,种,种,首,首先,必,必须,选,选育,优,优良,的,的生,产,产菌,种,种，,才,才能,达,达到,目,目的,。,。而,优,优良,菌,菌种,的,的选,育,育是,在,在微,生,生物,遗,遗传,变,变异,的,的基,础,础上,进,进行,的,的。,遗,遗传,和,和变,异,异是,相,相互,关,关联,，,，同,时,时又,相,相互,矛,矛盾,对,对立,的,的两,个,个方,面,面，,在,在一,定,定条,件,件下,，,，二,者,者是,相,相互,转,转化,的,的。,认,认识,和,和掌,握,握微,生,生物,遗,遗传,变,变异,的,的规,律,律是,搞,搞好,菌,菌种,选,选育,和,和关,键,键。,本章,主,主要,内,内容,微生,物,物遗,传,传变,异,异的,基,基本,原,原理,关于,微,微生,物,物遗,传,传变,异,异的,物,物质,基,基础,及,及其,存,存在,形,形式,。,。,关于,微,微生,物,物基,因,因突,变,变的,基,基本,原,原理,（,（类,型,型、,特,特点,和,和机,制,制）,。,。,关于,微,微生,物,物基,因,因重,组,组的,基,基本,原,原理,（,（方,式,式和,特,特点,）,）。,微生,物,物菌,种,种的,选,选育,关于,野,野生,型,型微,生,生物,菌,菌菌,株,株分,离,离、,筛,筛选,与,与纯,化,化。,关,于,于,微,微,生,生,物,物,的,的,诱,诱,变,变,育,育,种,种,的,的,工,工,作,作,程,程,序,序,和,和,方,方,法,法,步,步,骤,骤,。,。,关,于,于,营,营,养,养,缺,缺,陷,陷,型,型,突,突,变,变,菌,菌,株,株,的,的,筛,筛,选,选,方,方,法,法,和,和,具,具,体,体,应,应,用,用,。,。,原,生,生,质,质,体,体,融,融,合,合,育,育,种,种,技,技,术,术,的,的,操,操,作,作,程,程,序,序,。,。,基,因,因,工,工,程,程,育,育,种,种,技,技,术,术,的,的,操,操,作,作,步,步,骤,骤,和,和,取,取,得,得,的,的,成,成,就,就,。,。,微,生,生,物,物,菌,菌,种,种,退,退,化,化,的,的,原,原,因,因,；,；,掌,掌,握,握,菌,菌,种,种,复,复,壮,壮,的,的,方,方,法,法,、,、,防,防,止,止,菌,菌,种,种,退,退,化,化,的,的,措,措,施,施,以,以,及,及,菌,菌,种,种,保,保,藏,藏,的,的,方,方,式,式,和,和,原,原,理,理,。,。,第,一,一,节,节,微,微,生,生,物,物,遗,遗,传,传,变,变,异,异,的,的,物,物,质,质,基,基,础,础,证,明,明,核,核,酸,酸,是,是,遗,遗,传,传,变,变,异,异,物,物,质,质,基,基,础,础,的,的,经,经,典,典,实,实,验,验,肺,炎,炎,双,双,球,球,菌,菌,的,的,转,转,化,化,实,实,验,验,噬,菌,菌,体,体,的,的,感,感,染,染,实,实,验,验,烟,草,草,花,花,叶,叶,病,病,毒,毒,的,的,拆,拆,开,开,与,与,重,重,组,组,实,实,验,验,肺,炎,炎,双,双,球,球,菌,菌,的,的,转,转,化,化,实,实,验,验,注射,R,型活菌 小鼠不发病（存活）,注射,S,型灭活菌 小鼠不发病（存活）,注射,S,型活菌 小鼠发病死亡,注射,R,型活菌,+,S,型死菌,小鼠发病死亡 心血分离到,S,型活菌,动物试验,热致死,S,型菌,培养皿培养,无菌落生长,R,型活菌,培养皿培养 培养出,R,型菌落,热致死,S,型菌,+,R,型活菌,培养皿培养 培养出大量,R,型和,S,型菌落,R,型活菌,+,S,菌抽取提物,培养皿培养 培养出大量,R,型和,S,型菌落,细菌培养试验,噬,菌,菌,体,体,的,的,感,感,染,染,实,实,验,验,1952,年,侯,侯,喜,喜,(,A.Hershey),和,蔡,蔡,斯,斯,(,M.Chase),利,用,用,示,示,踪,踪,元,元,素,素,，,，,对,对,大,大,肠,肠,杆,杆,菌,菌,T2,噬,菌,菌,体,体,进,进,行,行,了,了,这,这,类,类,实,实,验,验,。,。,先,用,用,含,含,有,有,35,S,和,32,P,两,种,种,元,元,素,素,的,的,培,培,养,养,基,基,培,培,养,养,大,大,肠,肠,杆,杆,菌,菌,，,，,然,然,后,后,让,让,T2,噬,菌,菌,体,体,侵,侵,染,染,培,培,养,养,后,后,的,的,大,大,肠,肠,杆,杆,菌,菌,，,，,从,从,而,而,使,使,T2,噬,菌,菌,体,体,打,打,上,上,35,S,和,32,P,的,标,标,记,记,。,。,让,这,这,种,种,T2,噬,菌,菌,体,体,侵,侵,染,染,不,不,含,含,标,标,记,记,元,元,素,素,的,的,大,大,肠,肠,杆,杆,菌,菌,，,，,并,并,在,在,T2,噬,菌,菌,体,体,完,完,成,成,了,了,吸,吸,附,附,和,和,侵,侵,入,入,后,后,，,，,强,烈,烈,搅,搅,拌,拌,洗,涤,涤,，,以,以,便,便,使,使,吸,吸,附,附,在,在,菌,菌,体,体,外,外,表,表,的,的,T2,噬,菌,菌,体,体,蛋,蛋,白,白,质,质,外,外,壳,壳,脱,脱,离,离,细,细,胞,胞,并,并,均,均,匀,匀,分,分,布,布,，,，,再,再,进,进,行,行,离,离,心,心,沉,沉,淀,淀,，,，,分,分,别,别,测,测,定,定,沉,沉,淀,淀,物,物,和,和,上,上,清,清,液,液,中,中,的,的,同,同,位,位,素,素,标,标,记,记,。,。,结,果,果,发,发,现,现,，,，,几,几,乎,乎,全,全,部,部,35,S,都,在,在,上,上,清,清,液,液,中,中,，,，,而,而,几,几,乎,乎,全,全,部,部,32,P,和,细,细,菌,菌,一,一,起,起,出,出,现,现,在,在,沉,沉,淀,淀,物,物,中,中,。,。,烟,草,草,花,花,叶,叶,病,病,毒,毒,的,的,拆,拆,开,开,与,与,重,重,组,组,实,实,验,验,1956,年,，,，,美,美,国,国,的,的,法,法,朗,朗,克,克-,康,康,勒,勒,特,特,(,Fraenkel,-,Conrat),将,烟,烟,草,草,花,花,叶,叶,病,病,毒,毒,拆,拆,成,成,RNA(,因,该,该,病,病,毒,毒,不,不,含,含,DNA),和,蛋,蛋,白,白,质,质,，,，,并,并,分,分,别,别,对,对,烟,烟,草,草,进,进,行,行,感,感,染,染,实,实,验,验,；,；,结,果,果,发,发,现,现,只,只,有,有,RNA,能,感,感,染,染,烟,烟,草,草,，,，,并,并,在,在,感,感,染,染,后,后,的,的,寄,寄,主,主,中,中,分,分,离,离,到,到,完,完,整,整,的,的,具,具,蛋,蛋,白,白,质,质,外,外,壳,壳,的,的,烟,烟,草,草,花,花,叶,叶,病,病,毒,毒,。,。,后,来,来,他,他,又,又,将,将,甲,甲,、,、,乙,乙,两,两,种,种,变,变,种,种,的,的,烟,烟,草,草,花,花,叶,叶,病,病,毒,毒,拆,拆,开,开,，,，,在,在,体,体,外,外,分,分,别,别,将,将,甲,甲,病,病,毒,毒,的,的,RNA,和,乙,乙,病,病,毒,毒,的,的,蛋,蛋,白,白,质,质,结,结,合,合,，,，,将,将,乙,乙,病,病,毒,毒,的,的,RNA,和甲病,毒,毒的蛋,白,白质结,合,合进行,重,重组。,接着他,把,把这些,经,经过重,组,组的病,毒,毒分别,感,感染烟,草,草。结,果,果从寄,主,主分离,所,所得的,病,病毒蛋,白,白质均,取,取决于,相,相应病,毒,毒的,RNA,。,证明了,核,核酸,(,RNA),是烟草,花,花叶病,毒,毒的遗,传,传物质,基,基础。,二、遗,传,传物质,在,在细胞,中,中的存,在,在方式,（一）,细,细胞水,平,平,从细胞,水,水平来,看,看，细,胞,胞核；,除,除此之,外,外，在,细,细胞质,中,中存在,着,着一些,能,能自我,复,复制的,遗,遗传物,质,质，一,般,般称这,部,部分,DNA,为质粒,。,。,（二）,亚,亚细胞,核,核水平,真核微,生,生物的,细,细胞核,有,有核膜,包,包围，,形,形成具,有,有完整,形,形态、,在,在光学,显,显微镜,下,下清晰,可,可见的,细,细胞核,，,，核内,DNA,与组蛋,白,白结合,在,在一起,构,构成染,色,色体。,（,（三,）,）分子,水,水平,DNA,（,（RNA）,在,DNA,大分子,上,上存在,着,着决定,某,某些遗,传,传性状,的,的特定,区,区段，,即,即所谓,基,基因,一,个,个基因,含,含若干,核,核苷酸,碱,碱基组,成,成的三,联,联密。,四种核,苷,苷酸，,按,按其排,列,列组合,方,方式的,不,不同，,可,可编出,三,三联密,码,码 4,3,64,个,个，用,于,于决定,组,组成蛋,白,白质的20,种,种氨基,酸,酸顺序,。,。起始,密,密码（,AUG,）,）,和终止,密,密码（,UAA,、,、UGA,和,UAG,）,）。,第二节微生物,的,的基因,突,突变,一、基,因,因突变,的,的类型,基因突,变,变的类,型,型是多,种,种多样,的,的，按,突,突变体,表,表型不,同,同，可,分,分为以,下,下几种,类,类型：,（,1,）,形态突,变,变型。,（,2,）,条件致,死,死突变,型,型。,（,3,）,营养缺,陷,陷突变,型,型。,（,4,）,抗性突,变,变型。,（,5,）,抗原突,变,变型。,（,6,）其他,突,突变型,。,。,二、基,因,因突变,的,的特点,整个生,物,物界，,由,由于它,们,们遗传,变,变异的,物,物质基,础,础是相,同,同的，,因,因此显,示,示在遗,传,传变异,的,的本质,上,上都具,有,有相同,的,的规律,，,，这在,基,基因突,变,变的水,平,平上尤,其,其突出,。,。,（,1,）,不对应,性,性。,（,2,）,自发性,。,。,（,3,）,稀有性,。,。,（4）,独,独立性,。,。,（5）,诱,诱变性,。,。,（6）,稳,稳定性,。,。,（7）,可,可逆性,。,。,三、,基,基因突,变,变的机,理,理,（一）,诱,诱发突,变,变及其,机,机理,1,碱基对,的,的置换,直接引,起,起置换,的,的诱变,剂,剂（,亚,亚硝酸,类,类、烷,化,化剂类,）,）,间接引,起,起置换,的,的诱变,剂,剂,（碱基,类,类似物,）,）,2,移码突,变,变,3,染,染色体,畸,畸变,（二）,自,自发突,变,变的机,制,制,1,背景辐,射,射和环,境,境中多,因,因素低,剂,剂量的,诱,诱变效,应,应,2,微生物,自,自身代,谢,谢产物,的,的诱变,效,效应,3,互变异,构,构效应,4,环状突,出,出效应,碱基对,的,的置换,碱基对,的,的置换,可,可分成,两,两个亚,类,类：一,类,类是,DNA,链上的,一,一个嘌,呤,呤被另,一,一个嘌,呤,呤或是,一,一个嘧,啶,啶被另,一,一个嘧,啶,啶所置,换,换，称,为,为转换,；,；另一,类,类是,DNA,链上的,一,一个嘌,呤,呤被另,一,一个嘧,啶,啶或是,一,一个嘧,啶,啶被另,一,一个嘌,呤,呤所置,换,换，称,为,为颠换,A,：,TT,：,AAT,C,：,GG,：,CCG,双链,DNA,单链,DNA,（实线,代,代表转,换,换，虚,线,线代表,颠,颠换）,直接引,起,起置换,的,的诱变,剂,剂,亚硝酸,是,是一种,对,对含有,氨,氨基的,碱,碱基对,