第六章 微生物的遗传和变异

第六章微生物的遗传和变异微生物的遗传(Heredity)保守性相对性微生物的变异(geneticvariation)绝对性人工育种第一节微生物的遗传一、遗传与变异的物质基础－DNADNA：DeoxyribonucleicacidGriffith经典的转化实验大肠肝菌T2噬菌体感染大肠杆菌的实验二、DNA的结构与复制（一）DNA结构双螺旋结构T胸腺嘧啶A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶1.DNA的存在形式原核微生物真核微生物2.基因－遗传因子结构基因操纵子调节基因3.遗传信息的传递－中心法则（二）DNA的复制三、DNA的变性与复性（一）DNA的变性温度pH化学药品（二）DNA的复性四、RNAU尿嘧啶A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶tRNA转移RNArRNA核糖体mRNA信使RNA转义RNA五、微生物生长与蛋白质合成DNA的复制转录mRNA翻译蛋白质的合成其中RNA的合成速率是控制生长速率的关键因素。第二节微生物的变异一、变异的实质基因突变(geneticmutations)二、突变的类型（一）自发突变多因素低剂量的诱变效应互变异构效应（二）诱发突变物理诱变紫外辐射诱变

DNA损伤的修复光复活和暗复活切除修复重组修复SOS修复适应性修复紫外辐射的诱变剂量和照射方法化学诱变与碱基反应碱基类似物移码突变复合处理及其协同效应定向培育和驯化三、诱变及致癌作用的检测：Ames测验突变细菌的实际应用是鉴别环境中潜在的有害化合物。因为从大量的群体中选择突变型的方法灵敏性很高，所以利用细菌来筛选可能具有诱变作用的化学物质。已发现多数诱变剂可以人和动物的癌症，故同时可作为致癌物的检测最初建立细菌检测致癌物的方法是位于美国伯克利的加州大学的一组科学家，指导者是BruceAmes，故也称为Amestest。检测化学诱变作用的标准是确定可疑诱变物是否能提高营养缺陷型菌株的回复突变率。Ames测验中的主要工具是沙门氏菌组氨酸缺陷型和大肠杆菌色氨酸缺陷型。为使Ames测验更加准确高效，在此系统中又加入两个因素：其一是所用测试细菌只能利用倾向差错途径修复DNA损伤；其二利用肝酶制备物将化学物质转变成有活性的诱变（致癌）形式进行Ames测验，首先从鼠肝中获得酶，用以激活待测化合物，然后将激活后的化合物吸入滤纸片，将纸片放于已涂好细菌的平皿中央。过夜培养后，观察滤纸片周围复突变的菌落圈，来决定化合物的致突变性。第三节基因重组一、杂交双亲细胞的融合二、转化(Transformation)受体细胞直接吸收DNA片段三、接合两个细胞的接触四、转导(Transduction)温和噬菌体第四节基因工程的应用一、基因工程简介1973年，美国斯坦福大学教授的科恩，从大肠杆菌里取出了两种不同的质粒，它们各自具有一个抗药的基因。科恩把两种质粒上不同的抗药基因"裁剪"下来，再把这两种基因"拼接"在同一个质粒中。当这种杂合质粒进入大肠杆菌体后，这些大肠杆菌就能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具备双重抗菌性，拉开了基因工程时代的大幕。科恩本人也以DNA重组技术发明人的身份向美国专利局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。基因工程（geneticengineering）是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，根据人们的意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型，并能使之稳定地遗传给后代。基因工程的核心技术是DNA的重组技术，重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。除DNA重组技术外，基因工程还应包括基因的表达技术，基因的突变技术，基因的导入技术等。

基因工程一般分为4个步骤：一是取得符合人们要求的