第七章微生物的遗传变异和育种-课件.ppt
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- 第七 微生物 遗传 变异 育种 课件
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1、长春师范学院生物系长春师范学院生物系第七章第七章 微生物的遗传微生物的遗传变变 异异 和和 育育 种种微生物是遗传学研究的最好材料和对象微生物是遗传学研究的最好材料和对象微生物结构简单微生物结构简单营养体一般都是单倍营养体一般都是单倍体体微生物繁殖速度快微生物繁殖速度快存在多种方式的繁殖类型存在多种方式的繁殖类型 环境条件对微生物作用直接均匀环境条件对微生物作用直接均匀 易积累不同的中间及最终代谢产物易积累不同的中间及最终代谢产物微生物的变异易被识别微生物的变异易被识别参与基因工程的载体供体受体三角色参与基因工程的载体供体受体三角色1 1 1 1 遗传的物质基础基因突变和诱变育种基因重组和杂交
2、育种基因工程菌种的衰退复壮和保藏内容提要1 遗传变异的物质基础遗传变异的物质基础三个经典实验证明核三个经典实验证明核酸是微生物遗传物质酸是微生物遗传物质转化实验转化实验噬菌体感染实验噬菌体感染实验植物病毒的重建实验植物病毒的重建实验遗传物质在微生物细胞内的存在部位和方式遗传物质在微生物细胞内的存在部位和方式转化实验Cncnc-microNoImage材料方法动物实验细菌培养实验S型菌无细胞抽提液试验光滑型(光滑型(S)粗糙型(粗糙型(R)有有 荚荚 膜膜菌落光滑菌落光滑分泌毒素分泌毒素致致 病病无无 荚荚 膜膜菌落粗糙菌落粗糙无无 毒毒不不 致致 病病SSS三个血清型三个血清型RRR三个血清型
3、三个血清型实验材料:实验材料:肺炎双球菌肺炎双球菌活的S菌加活R菌和热死S菌抽血分离死加活S菌死加活R菌或死S菌活转化实验(1)动物实验杀死 无菌落生长 体外培养 活菌 体外培养 菌落 菌落多菌落少 体外混合培养杀死 活菌 转化实验(2)细菌培养实验大量R菌落活R菌S菌无细胞抽提液+活R菌+S菌DNAS菌落转化实验(3)S型菌无细胞抽提液试验S菌PrS菌多糖R菌落活R菌+Cncnc-microNoImage噬菌体感染实验Pr 只含S不含PDNA只含P不含S原理步骤1:用含同位素35,P32的培养基培养大肠杆菌吸附10分钟后搅动离心上清液沉 淀结果:上清液中含15%放射击性;沉淀中含85%放射性
4、2:让T2感染上述大肠杆菌使其打是S35P32标记3:植物病毒蛋白质和RNA可以人为地分开,同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒.植物病毒的重建实验 甲乙r 感染症状同甲病毒;分离得到甲病毒 乙甲r 感染症状同乙病毒;分离得到乙病毒 Cncnc-microNoImageTMVHRVHRVTMV原始株原始株 拆开拆开 重建重建 感染感染 分离纯化分离纯化 植物病毒的重建实验 遗传物质类型核染色体核外染色体真核生物细胞器原核生物质粒遗传物质在微生物细胞内的存在部位和方式染色体染色体基因基因基因基因DNA基因是一段基因是一段DNANoImageNoImageNoImageNoImageDNADNA
5、就是脱氧核糖核酸(长链)就是脱氧核糖核酸(长链)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)ATCGAAATTTTTTAAAGGGGGCCCCCGC基因测序基因测序就是读出就是读出 A-C-G-T-G-G-A-C-G.基因控制基因控制Pr因而控制性状因而控制性状G A TC T AG A UDNAmRNA天冬天冬氨酸氨酸 基因是什么?基因决定生物体的生、长、病、老死等一切生命现象 基因是生命的密码。基因记录和传递遗传信息。Cncnc-microNoImage大肠杆菌基因组4100个基因,4.7106bp遗传信息的连续性功能相关的结构基因组成操纵子结构基因单拷贝及rRNA多拷贝基因的重复序
6、列少而短Cncnc-microNoImage酵母菌基因组Cncnc-microNoImage染色体 长度Kb基因数12345678染色体 长度Kb基因数439745666107892478410929482304231738142921365732912313873345504874215714991310271310331110241622211520174原核生物基因调控系统原核生物基因调控系统操纵子操纵子RP O结构基因结构基因 启动基因启动基因 操纵基因操纵基因调节调节基因基因质粒 核外环状小型DNA独立复制稳定遗传F因子 与有性接合有关种类 R因子 与抗药性有关COL 编码免疫蛋白T
7、i质粒 诱癌质粒降解散质粒:编码降解有害物质的酶用途 基因工程中作为目的基因载体质粒质粒原核生物遗传物质原核生物遗传物质存在的另一种方式存在的另一种方式基 因 突 变突变与育种基因突变和诱变育种Cncnc-microNoImage突变的特点 Cncnc-microNoImage基因突变诱变机制 突变率突变类型 条件致死突变型(株)突变类型 突变株的表型选择性突变株非选择性突变株营养缺陷型(株)抗性缺陷型(株)形态突变型(株)抗原突变型(株)产量突变型(株)按方法分:按突变株的表型是否能在选择 性培养基上加以鉴别来区分。Cncnc-microNoImage微生物突变体的主要类型微生物突变体的主要
8、类型形态突变型 菌落形态突变型菌体形态突变型生化突变型营养突变体(营养缺陷型)发酵突变体抗性突变体条件致死突变体抗原突变型产量突变型按突变按突变实质分实质分Cncnc-microNoImage突变率出发菌株出发菌株 长出突变株长出突变株含诱变剂的培养基含诱变剂的培养基突变的特点(证明)不对应性 自发性 稀有性 独立性诱变性稳定性 可逆性 Cncnc-microNoImage基因突变自发性和不对应性的证明基因突变自发性和不对应性的证明变 量 试 验 涂 布 试 验 影印培养试验 大肠杆菌稀释培养物10ml10ml(培养前先分成50小管)(在同一个大管中作整体培养)3 7 1 4 4 3 5 抗噬
9、菌体菌落数 抗噬菌体菌落数变量试验 涂布试验 涂布敏感菌5104个共12个平板5104个菌落5000个细菌/菌落喷入T1保温重新涂布后 喷入T1保温6个平板共353个菌落 6个平板共28个菌落影印培养无药培养基含药培养基影印培养试验 原始敏感菌种诱变机制 移码突变 染色体畸变 碱基的置换 Cncnc-microNoImage碱基的置换 直接引起置换的诱变剂直接引起置换的诱变剂HNO2CNH2腺嘌呤CO次黄嘌呤(Hk)A.THe.THk.THk.CA.THk.CG.CCOH次黄嘌呤(He)间接引起置换的诱变剂间接引起置换的诱变剂碱基的置换 COHT:烯醇式CT:酮式OA.TT.AG.CA.T酮式
10、T.G烯醇式COBr5-BU:酮式COHBr5-BU:烯醇式碱基的置换 间接引起置换的诱变剂间接引起置换的诱变剂碱基的置换 G.CA.BUG.BUA.BUG.CA.TA.TA.TA.TG.CA.BU酮式G.BU烯醇式烯醇式酮式移码突变 分子中缺失或增加少数几个碱基对而引起分子中缺失或增加少数几个碱基对而引起造成突变点以后全部遗传密码转录与转释发生错误造成突变点以后全部遗传密码转录与转释发生错误ABC ABCABCABCABCABCABCABCAB+ABC ABCCBA CBA CBA CBA CBAABC BCA BCA BCABCABCABCABCA增添一个碱基增添一个碱基缺少一个碱基缺少一
11、个碱基染色体畸变 某些理化因子,如射线,紫外线,亚硝 酸等,除能引起点突变外,还会引起DNA分 F 子大损伤,包括染色体易位,倒位,缺失,重复等,即为染色体畸变。Cncnc-microNoImage染色体畸变 紫外线诱变作用机理紫外线诱变作用机理 可使链裂断,破坏核糖和磷酸间的键联引起胞嘧啶和尿嘧啶产生水合作用造成氢键断裂 能使胸腺嘧啶成二聚体,使结构发生改变 Cncnc-microNoImage突变与育种突变与育种Cncnc-microNoImage自发突变与育种从生产中选育定向培育优良品种诱变育种 从青霉素产量看诱变育种诱变育种的基本环节诱变育种的原则 效价:指有效成分的浓度。1ug/ul
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