微生物的遗传与育种课件.ppt
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- 微生物 遗传 育种 课件
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1、浙江大学食品系 第一节第一节 微生物的遗传性与变异性微生物的遗传性与变异性第二节第二节 遗传变异的物质基础遗传变异的物质基础第三节第三节 基因突变和诱变育种基因突变和诱变育种第四节第四节 基因重组基因重组第五节第五节 基因工程基因工程第六节第六节 生产菌种的保存生产菌种的保存第七节第七节 菌种保藏机构菌种保藏机构微生物的遗传和育种微生物的遗传和育种第一节第一节 微生物的遗传性和变微生物的遗传性和变异性异性 遗传性遗传性 所谓遗传性就是具有产生与自己相似后代的所谓遗传性就是具有产生与自己相似后代的特性,世代相传,使亲代的种类能够长期保存下去并特性,世代相传,使亲代的种类能够长期保存下去并保持保持
2、“种种”的稳定性。的稳定性。变异性变异性 遗传不是绝对的,随着环境的改变,遗传性遗传不是绝对的,随着环境的改变,遗传性也会发生变异,改变生物的代谢机制以及形态结构,也会发生变异,改变生物的代谢机制以及形态结构,这就是变异性这就是变异性遗传是相对的,变异是绝对的。遗传和变异矛盾的统一,推动了生物的发展。微生物的遗传性和变异性的微生物的遗传性和变异性的特点特点 个体易于变异 比表面积大 便于建立纯系第二节第二节 遗传变异的物质遗传变异的物质基础基础一、一、遗传物质基础是核酸遗传物质基础是核酸二、二、DNADNA的分子结构和复制的分子结构和复制三、遗传信息的传递三、遗传信息的传递四、遗传物质的存在形
3、式四、遗传物质的存在形式一、遗传物质的基础是核酸 1 1、转化实验、转化实验 2 2、噬菌体的感染实验、噬菌体的感染实验 3 3、病毒的重建实验、病毒的重建实验1、转化实验2、噬菌体感染实验用含用含32PDNA(核心核心)的噬菌体作感染实验的噬菌体作感染实验 用含用含35S蛋白质蛋白质(外壳外壳)的噬菌体作感染实验的噬菌体作感染实验 3、病毒的重建实验TMVTMV重建实验示意图重建实验示意图(粗线粗线 箭头表示遗传信息的去向箭头表示遗传信息的去向)二、DNA的分子结构和复制三、遗传信息的传递DNA DNA RNA 蛋白质复制转录(一条链转录)转译tRNA四、遗传物质的存在形式 1 1、染色体、
4、染色体 2 2、质粒、质粒 3 3、基因、基因 4 4、遗传密码、遗传密码1、染色体DNADNA几乎全部集中在染色体上几乎全部集中在染色体上原核生物:只有拟染色体,原核生物:只有拟染色体,DNADNA不与蛋白不与蛋白质结合,外无核膜,许多原核微生物只有质结合,外无核膜,许多原核微生物只有一个单独的一个单独的DNADNA分子(也叫一个染色体)。分子(也叫一个染色体)。真核生物:真核生物:DNADNA和碱性蛋白结合,构成染和碱性蛋白结合,构成染色体,在染色体外包一层膜,叫核膜,色体,在染色体外包一层膜,叫核膜,形成真核。形成真核。2 2、质粒、质粒 化学本质是化学本质是DNADNA 细菌质粒的特点
5、:细菌质粒的特点:自主复制自主复制转移性转移性质粒的不相容性质粒的不相容性基因操作中的重要工具基因操作中的重要工具3 3、基因、基因 基因也可称为顺反子或作用子,遗传学中将生基因也可称为顺反子或作用子,遗传学中将生物体内决定遗传和变异的最主要隐私称为遗传物体内决定遗传和变异的最主要隐私称为遗传因子或基因,物质基础是因子或基因,物质基础是DNADNA,是遗传物质结构是遗传物质结构和功能单位和功能单位 基因代表决定某种蛋白质的分子结构的相应的基因代表决定某种蛋白质的分子结构的相应的一段一段DNADNA。一个菌株的遗传型(基因型)就是它的一个菌株的遗传型(基因型)就是它的DNADNA上碱上碱基特定的
6、排列顺序。基特定的排列顺序。4 4、遗传密码、遗传密码 遗传密码遗传密码就是指就是指DNADNA链上各个核苷酸的特定链上各个核苷酸的特定排列顺序。每个密码子排列顺序。每个密码子(codoncodon)是由是由3 3个核苷酸顺个核苷酸顺序所决定的,它是负载遗传信息的基本单位。各序所决定的,它是负载遗传信息的基本单位。各种生物都遵循着一套共同的密码。由于种生物都遵循着一套共同的密码。由于DNADNA上的上的三联密码子要通过转录成三联密码子要通过转录成mRNAmRNA密码后才能与氨基密码后才能与氨基酸相对应,因此,三联密码子一般都用酸相对应,因此,三联密码子一般都用 mRNAmRNA上上的的3 3个
7、核苷酸顺序来表示个核苷酸顺序来表示 第三节第三节 基因突变和诱变育基因突变和诱变育种种 一、基因突变一、基因突变 二、基因突变的类型二、基因突变的类型 三、诱变育种三、诱变育种一、基因突变一、基因突变 基因突变基因突变 就是生物体出现与亲代不同遗传性状的现就是生物体出现与亲代不同遗传性状的现象,即生物体的表型或基因型发生了可遗传的象,即生物体的表型或基因型发生了可遗传的变化。变化。二、基因突变的类型二、基因突变的类型 1 1、形态突变型、形态突变型 2 2、生化突变型、生化突变型 3 3、条件致死突变、条件致死突变 4 4、致死突变、致死突变1 1)营养缺陷型突变)营养缺陷型突变2 2)抗性突
8、变型)抗性突变型3 3)抗原突变型)抗原突变型三、微生物诱变育种三、微生物诱变育种 与诱变有关的几个问题与诱变有关的几个问题(1 1)出发菌株出发菌株(2 2)菌悬液的制备菌悬液的制备 a a宜采用处于对数生长期的生长菌。宜采用处于对数生长期的生长菌。b b菌悬液的浓度菌悬液的浓度 c c菌悬液的配制方法菌悬液的配制方法(3 3)诱变剂使用剂量的选择诱变剂使用剂量的选择(4 4)诱变效应的测定诱变效应的测定诱变育种的基本程序诱变育种的基本程序原始菌株(出发菌株)原始菌株(出发菌株)纯化纯化细胞或孢子悬浮液制备细胞或孢子悬浮液制备(活细胞计数)诱变剂处理诱变剂处理中间培养中间培养突变株分离突变株
9、分离初筛初筛复筛复筛生产性能实验生产性能实验诱变预备实验诱变预备实验离心收集菌体离心收集菌体离心洗涤离心洗涤玻璃珠振荡分离玻璃珠振荡分离过滤过滤诱变剂处理 1 1 物理诱变剂物理诱变剂 有紫外线、有紫外线、X X射线、射线、射线、快中子、射线、快中子、射线等射线等 2 2 化学诱变剂化学诱变剂 有碱基类似物、体外化学诱变剂、移码突变剂等。有碱基类似物、体外化学诱变剂、移码突变剂等。3 3 紫外线照射的方法紫外线照射的方法 (1 1)制备菌悬浮液)制备菌悬浮液 用生理盐水或缓冲液配制。用生理盐水或缓冲液配制。(2 2)照射)照射 (3 3)筛选优良的突变株。)筛选优良的突变株。第第 四四 节节
10、基基 因因 重重 组组 Gene Recombination Gene Recombination基基 因因 重重 组组 凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起,进重新组合而形成新遗传型个体的现到一起,进重新组合而形成新遗传型个体的现象,称基因重组。象,称基因重组。一、真核微生物的基因重组育一、真核微生物的基因重组育种种1)1)有性杂交有性杂交制取单倍体孢子制取单倍体孢子杂交杂交分离分离2 2)准性杂交育种)准性杂交育种 选择亲本选择亲本 强制异合强制异合 检出杂合二倍体检出杂合二倍体 促进变异和筛选高产菌株促进变异和筛选高产菌株二、原核微生物的基因重组
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