现代微生物遗传学课件--第一授课单元.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《现代微生物遗传学课件--第一授课单元.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 现代 微生物 遗传学 课件 第一 授课 单元
- 资源描述:
-
1、微生物遗传学微生物遗传学授课院系:生物工程学院授课院系:生物工程学院 授课教师:授课教师: 黎黎 明明教材和主要参考书教材和主要参考书教材:教材:1.1.陈三凤陈三凤. .现代微生物遗传学现代微生物遗传学. .化学工业出版社,化学工业出版社,20032003主要参考书主要参考书1.1.盛祖嘉盛祖嘉. . 微生物遗传学(三版)微生物遗传学(三版). .科学出版社,科学出版社,200720072.2.沈萍、陈向东,微生物学,高等教育出版社,沈萍、陈向东,微生物学,高等教育出版社,200620063.3.陶文沂陶文沂. . 工业微生物生理与遗传育种学工业微生物生理与遗传育种学. . 中国轻工中国轻工
2、业出版社,业出版社,19971997 掌握基本概念 熟悉经典实验 领悟科研方法第一授课单元第一授课单元第一章第一章 绪论绪论 第一节第一节 微生物遗传学发展简史微生物遗传学发展简史 第二节第二节 朊病毒的发现和思考朊病毒的发现和思考 第三节第三节 微生物作为遗传学材料的优越性微生物作为遗传学材料的优越性 第四节第四节 微生物遗传控制与发酵工业微生物遗传控制与发酵工业第二章第二章 微生物遗传物质微生物遗传物质 第一节第一节 DNA结构和复制结构和复制第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 微生物遗传学的发展简史微生物遗传学的发展简史 微生物遗传学微生物遗传学是一门以病毒、细菌、放线菌、是一门以病毒、
3、细菌、放线菌、小型真菌及单细胞藻类、原生动物为研究对象的遗小型真菌及单细胞藻类、原生动物为研究对象的遗传学的分支学科传学的分支学科。4040年代以前:年代以前:微生物遗传学的研究是微生物遗传学的研究是不系统不系统的、的、局限局限的,的,遗传学遗传学基本研究只限于动物和植物。基本研究只限于动物和植物。 研究对象:只限于进行有性生殖,特别是产生有性孢子研究对象:只限于进行有性生殖,特别是产生有性孢子 微生物(酵母菌、草履虫、脉孢菌);微生物(酵母菌、草履虫、脉孢菌);研究内容:只限于形式遗传学分析研究内容:只限于形式遗传学分析 (基因重组和定位)(基因重组和定位)40年代以后年代以后,以下五方面的
4、工作促使微,以下五方面的工作促使微生物遗传学发展成为一门独立的学科:生物遗传学发展成为一门独立的学科:一一. 脉孢菌营养缺陷型的发现和基因原初功能的研究脉孢菌营养缺陷型的发现和基因原初功能的研究二二. 细菌抗药性突变的研究细菌抗药性突变的研究三三. 细菌接合和基因重组的发现细菌接合和基因重组的发现四四. 细菌遗传因子化学本质的鉴定细菌遗传因子化学本质的鉴定 -细菌经典转化实验细菌经典转化实验五五. 噬菌体遗传学研究噬菌体遗传学研究一一. 脉孢菌营养缺陷型的发现和基因原初功能的研究脉孢菌营养缺陷型的发现和基因原初功能的研究1941年,年, G. Beadle 和和E. Tatum 用用脉孢菌脉孢
5、菌为材料,用为材料,用X-X-射线处理脉孢菌的分生孢子射线处理脉孢菌的分生孢子得到预期的营养缺陷型,证明了某些代谢途径的阻断与得到预期的营养缺陷型,证明了某些代谢途径的阻断与某些突变基因之间的对应关系。对基因功能实质做了进某些突变基因之间的对应关系。对基因功能实质做了进一步的研究,一步的研究,提出提出一个基因一种酶学说一个基因一种酶学说(脉孢菌脉孢菌 子囊孢子表面有纵形花纹,形如叶脉,故称脉孢菌。菌丝无色透子囊孢子表面有纵形花纹,形如叶脉,故称脉孢菌。菌丝无色透明,有隔膜多核,具分枝,蔓延迅速明,有隔膜多核,具分枝,蔓延迅速 分生孢子梗直立,双叉分枝,分枝上分生孢子梗直立,双叉分枝,分枝上 成
6、串生长分生孢子,分生孢子卵圆形,成串生长分生孢子,分生孢子卵圆形, 一般呈红色、粉红色,常在面包等食一般呈红色、粉红色,常在面包等食 物上生长,俗称红色面包霉。有性过物上生长,俗称红色面包霉。有性过程通过异宗接合产生子囊和子囊孢子,程通过异宗接合产生子囊和子囊孢子,子囊黑色、棒状,内生子囊黑色、棒状,内生8枚长圆形子囊枚长圆形子囊孢子,孢子在子囊中顺序排列,一般无孢子,孢子在子囊中顺序排列,一般无性繁殖,很少有性繁殖。性繁殖,很少有性繁殖。 (图:粗糙脉孢菌)Beadle and Tatum: 一个基因一个基因 - - 一种酶一种酶 One Gene - One EnzymeX raysMMC
7、MMMVitaminsAmino acids Purines and pyrimidines 用用X射线诱导处理射线诱导处理红色面包霉,筛选出红色面包霉,筛选出被诱导的突变体来进被诱导的突变体来进行实验。根据遗传分行实验。根据遗传分析和大量研究析和大量研究 ,他们,他们认为基因发生突变,认为基因发生突变,就可能导致酶活性的就可能导致酶活性的丧失。丧失。 利用生长谱法进一步验证哪一种氨基酸缺陷利用生长谱法进一步验证哪一种氨基酸缺陷 红色链孢霉实验红色链孢霉实验 突变品系突变品系 基本基本 基本培养基加基本培养基加 培养基培养基 鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 精氨酸精氨酸 arg cit orn a
8、rg(精氨酸缺陷精氨酸缺陷),orn(鸟氨酸缺陷鸟氨酸缺陷), cit(瓜氨酸缺陷瓜氨酸缺陷):表示不生长;表示不生长; :表示生长:表示生长1941 Beadle & Tatum 提出: “ one gene one enzyme” hypothesis 乙酰鸟乙酰鸟 鸟氨酸精鸟氨酸精 精氨琥珀精氨琥珀 精氨琥珀精氨琥珀 氨酸酶氨酸酶 氨甲酰酶氨甲酰酶 酸合成酶酸合成酶 酸裂解酶酸裂解酶 N- N-乙酰乙酰 鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 精氨精氨 精氨酸精氨酸 鸟氨酸鸟氨酸 琥珀酸琥珀酸 氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 天冬氨酸天冬氨酸 精氨酸生物合成途径精氨酸生物合成途径 重要意义重要意义开辟了生化遗
9、传学研究的广阔领域开辟了生化遗传学研究的广阔领域,为基因作用机制,为基因作用机制的研究确立了基础,为阐明代谢途径提供了有效的方的研究确立了基础,为阐明代谢途径提供了有效的方法;法; 提出提出一个基因一种酶一个基因一种酶学说,可认为是分子遗传学的前学说,可认为是分子遗传学的前奏;奏; 利用营养缺陷型探索代谢途径利用营养缺陷型探索代谢途径这一思想方法,在微生这一思想方法,在微生物遗传学得到广泛的应用,包括基因重组、发育、分物遗传学得到广泛的应用,包括基因重组、发育、分化、形态建成等;化、形态建成等;由于营养缺陷型的发现,由于营养缺陷型的发现,使得细菌的基因重组得以发使得细菌的基因重组得以发现现.
10、.二二.细菌抗药性突变的研究细菌抗药性突变的研究细菌的抗性是基因突变的结果,还是适应的结果?细菌的抗性是基因突变的结果,还是适应的结果?1943年, Salvador Luria & Max Delbruck用严密的实验证实用严密的实验证实细菌的抗性是基因突变的结果细菌的抗性是基因突变的结果重要意义:重要意义: 使人们认识到,可能所有的生物都有着相同的遗传变异规律; 严密的实验方法,开始被应用到微生物遗传学领域,特别是细菌的变异的研究中去。变量实验(变量实验(fluctuation analysis):波动实验、彷徨实验):波动实验、彷徨实验对噬菌体对噬菌体T1敏感的敏感的E.coli 对数期
11、培养物对数期培养物,稀释至,稀释至103/mL,分装两试管,各分装两试管,各10 mL 与甲管分装的各小管与甲管分装的各小管同时保温同时保温2436h甲管 乙管 变量实验(变量实验(fluctuation analysis)Salvador Luria & Max Delbruck(1943)Salvador LuriaMax DelbruckThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 1969三三. 细菌接合和基因重组的发现细菌接合和基因重组的发现1946年,Joshua Lederberg 和Edward L.Taturm报道了大肠杆菌中的基因重组报
12、道了大肠杆菌中的基因重组接合接合 (conjugation)重要意义:重要意义:1)使人们更为明确地认识到微生物和高等动物和植物遗传规律上的一致性;即细菌中也有类似于性过程的现象,以及基因连锁和重组。如有两个不同遗传型的细菌突变株在一起混合培养,可分离到具有双亲基因的新个体,从而认为细菌也存在性别;2)通过基本相同的方法,为在霉菌、放线菌等各种微生物中发现基因重组奠定了实验方法;3)促使50年代发现了转导。中间平板上长出的原养中间平板上长出的原养型菌落是两菌株之间发型菌落是两菌株之间发生了遗传交换和重组所生了遗传交换和重组所致!致! 为了减少所培养的结为了减少所培养的结果是回复突变的机会,果是
13、回复突变的机会,采用了双重或三重营养采用了双重或三重营养缺陷型。该实验是建立缺陷型。该实验是建立在不大可能同时发生两在不大可能同时发生两种或三种回复突变的设种或三种回复突变的设想上的。想上的。证实接合过程需要细胞间的证实接合过程需要细胞间的直接接触的直接接触的“U”型管实验(型管实验( Bernard Davis,1950 )U型管实验的原理型管实验的原理 接合:即去除细胞壁的细菌的原生质体的融合 转导:即借助病毒(一般用噬菌体)将一种细胞中的遗传物质转到另一种细胞中并发生重组,使后者细胞能表达前者细胞的性状。 转化:遗传物质能自由进入细胞中并使该细胞表达相应的性状。 U型管原理:使U型管中的
14、膜的孔径只能让DNA和营养物质通过,而噬菌体和其他物质均不能通过,发现膜两侧的菌均能在基本培养基上生长,证明是转化。四四. 细菌遗传因子化学本质的鉴定细菌遗传因子化学本质的鉴定 -细菌经典转化实验细菌经典转化实验1928年年 F.Griffith在肺炎链球菌中发现在肺炎链球菌中发现转化转化现象现象1944年年 Avery 在在离体离体条件下完成转化过程条件下完成转化过程 确定确定遗传物质为遗传物质为DNA(第一个实验证据)(第一个实验证据)它的发现,是它的发现,是19531953年年DNA分子分子双螺旋模型双螺旋模型提出和提出和分子遗传学发展的前奏。分子遗传学发展的前奏。 1928年,年,Gr
展开阅读全文