《工业微生物学》课程教学课件（讲稿）第五章 微生物遗传变异与育种

第五章微生物遗传变异与育种

第五章 微生物遗传变异与育种 1

内容导读验证传物质基经共实险基图重相遗传物质在微生物爱生物造传物请传与交异中的表斯形式老基码敬生物基因组蒸因突变诱变真种代谢满节垫游育种杂交育种工业做生物工业装生物种的莓选LllA育种原生插体融合育种x（1)财高尺微出特自健其，走情泰#格冷价谢真具基工程有种开公服好不式型集需丽有迎客共菌种保妆享更雨量大国球是猫山超的个7大更和儿到北国美百小鞋量的2

内容导读 2

第一节微生物遗传物质基础

第一节 微生物遗传物质基础 3

原核生物的染色体染色体（细胞核）真核生物的染色体细胞质基因：线粒体、叶绿体等真核生物共生生物：卡巴颗粒酵母菌：2μm质粒核外遗F因子（F质粒）遗传物质类型传因子R因子（R质粒）Col因子原核生物Ti质粒巨大质粒降解性质粒转座遗传因子图5-1微生物遗传物质的存在方式微生物遗传物质在细胞内的载体拟核原核微生物：染色体真核微生物：

原核微生物：拟核 真核微生物：染色体 微生物遗传物质在细胞内的载体 4

第一节微生物遗传的物质基础DNA作为遗传物质二、RNA作为遗传物质三、病毒的发现与思考三个经典实验的原理与方法，病毒的概念

第一节 微生物遗传的物质基础 一、DNA作为遗传物质 二、RNA作为遗传物质 三、朊病毒的发现与思考 三个经典实验的原理与方法，朊病毒的概念 5

第一节遗传的物质基础DNA作为遗传物质StrainofStrainofColonyColonyEffectCell typeEffectCelltypeCapsuleNo capsule肺炎球菌的转化实验Smooth (S)LiveSRough (R)LiveRstrainstrainJveRstraiHeat-killedSstrainHeat-killodSstrainLiveSandRstrainsisolated trom.deadmouseFigure 13.1Grifnith's Transformation Experiments. (a) Mice died of pneumonia when injected with pathogenic strains of S pncumococci.which have a capsule and form smooth-looking colonies. (b) Mice survived when injected with a nonpathogenic strain of R pneumococci, whichInjectionsitha liveRstrainandaAvery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验

一、DNA作为遗传物质 第一节 遗传的物质基础 Avery在四十年代以更精密的实验设计重复了以上实验 肺 炎 球 菌 的 转 化 实 验 6

>JExp Med.1944Feb 1:79(2):137-58.doi:10.1084/jem.79.2.137.STUDIESONTHECHEMICALNATUREOFTHESUBSTANCEINDUCINGTRANSFORMATIONOFPNEUMOCOCCALTYPES:INDUCTIONOFTRANSFORMATIONBYADESOXYRIBONUCLEICACIDFRACTIONISOLATEDFROMPNEUMOCOCCUSTYPEIIIOTAvery,CMMacleod,MMcCartyAffiliations+expandPMID:19871359PMCID:PMC2135445DOI:10.1084/iem.79.2.137FreePMCarticleCONCLUSIONThe evidence presented supports the belief that a nucleic acid of thedesoxy.ribose type is the fundamental unit of the transforming principle of Pneumococcus Type III.分离提取了S菌的DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入已培养R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，此外，如果用DNA酶处理S型菌的DNA，使DNA分解，就不能使R型细菌发生转化。DNA是转化所必需的转化因子（transformingprinciple）

分离提取了S菌的DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入已培养R型细菌的培养基 中，结果发现：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。 此外，如果用DNA酶处理S型菌的DNA，使DNA分解，就不能使R型细菌发生转化。 DNA是转化所必需的转化因子（transforming principle）。 7

一节遗传的物质基础第T2噬菌体感染实验（1952年上清液中舍75%放射离心10分钟后沉淀中含用接碎器25%放射性便空壳脱离沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代哦菌体图8-2用含35S-蛋白质（外壳）的瞻菌体作感染实验上清液中含15%放射性离心10分钟后沉淀中含用换碎器85%放射性使空壳脱离Independentfunctionsofviralproteinandnucleicacidin沉淀细胞进一步培养后，可产生大growthofbacteriophage.量完整的子代噬菌体HERSHEY AD, CHASE M用含32P-DNA（核心）的噬菌体作感染实验The Journal of General Physiology. 01 May 1952, 36(1):39-56DOI:10.10B5/jBp.36.1.39PMID: 12981234PMCID: PMC2147348mann(1948),DoermannandDissosway(1949),andFree toread&usei?ann(1952)hasshownthatbacteriophagesT2,T3,andSharethis articleyfcterial cell in a non-infective form. The same is true ofthephage carried by certain lysogenic bacteria (Lwoff and Gutmann, 1950)Little else is known about the vegetative phase of these viruses. The experi-ments reported in this paper show that one of the first steps in thegrowth ofT2 is the release from its protein coat of the nucleic acid of the virus particle.after which the bulk of the sulfur-containing protein has no further function

第一节 遗传的物质基础 T2 噬菌体感染实验（1952 年） 8

第一节遗传的物质基础RNA作为遗传物质病毒重建实验2C生化提取分别获得含RNA的烟草花叶病毒蛋白质外壳（病毒1）和核酸（病毒2）TMVHR抗血清00抗血清抗血清处理，证明杂种病毒（病毒3）的蛋白质外壳来自病毒1，而非病毒2杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现而非病毒1为病毒2，HRHR-RNA蛋白质遗传物质是核酸(RNA)而非蛋白质TMVTMV-RNA蛋白质O

二、RNA作为遗传物质 第一节 遗传的物质基础 生化提取分别获得含RNA的烟草花叶病 毒蛋白质外壳（病毒1）和核酸（病毒2） 抗血清处理，证明杂种病毒（病毒3） 的蛋白质外壳来自病毒1，而非病毒2 杂种病毒的后代的蛋白质外壳表现 为病毒2，而非病毒1 遗传物质是核酸（RNA）而非蛋白质 病 毒 重 建 实 验 9

福From DrJekyll to MrHydePrpeThe prion protein exists intwo forms.The normal,innocuousprotein(PrPc)canchangeitsshapeto aharmful,disease-causingform(Prpsc).TheconversionfromPrPctoPrpScthenproceedsviaachain-reaction.When enoughPrPScproteinshaveBacbeenmade theyformlongfilamentous aggregatessuriPrp&that gradually damage neuronal tissue.The harmfulproPrpscformis veryresistantto hichtemperatures,repUV-irradiation and strong degradative enzymes.sim

朊病毒（Prion）： 第一节 遗传的物质基础 三、朊病毒的发现与思考 亚病毒的一种(?)：具有传染性的蛋白质致病因子 其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrPc改变折叠状态为 PrPsc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。 10