第七章 微生物的遗传变异和育种
1.基本概念
①遗传型/基因型：指个体所含有的全部遗传因子即基因组 ②表型：一切外表特征和内部特征的总和
遗传型（可能性）+ 环境条件→表型（现实性） ③变异：遗传型的改变 【变异的特点：变异率低 性状变化幅度大 新性状稳定遗传】
④饰变：不涉及遗传物质结构变化，在转录和翻译水平上的表型变化 2.微生物是遗传学研究中最好的材料
①微生物细胞结构简单，营养体一般为单倍体，方便建立纯系 ②很多常见微生物都易于人工培养，快速，大量生长繁殖 ③对环境因素的作用敏感，易于获得各类突变株，操作性强 一、生物遗传信息的载体
（一）3个经典实验：证明了核酸尤其是DNA才是生物遗传变异的真正物质基础 1.经典转化实验 <1>F.Griffith
研究对象：肺炎双球菌
S型菌株：有荚膜，菌落表面光滑，有致病性 R型菌株：无荚膜，菌落表面粗糙，无致病性 1928年，Griffith进行了以下几组实验：
对小鼠注射活R或死S菌———————小鼠存活 对小鼠注射活S菌———————————小鼠死亡
对小鼠注射活R菌和加热杀死S菌 ———小鼠死亡（从死亡小鼠体内提取到活的S菌） <2>1944年O.T.Avery、C.M.MacLeod和M
McCarty从热死S型S. pneumoniae中提纯了可能作为转化因子的各种成分 并在离体条件下进行了转化试验：
A、只有S型细菌的DNA才能将肺炎 双球菌的R型转化为S型
B、DNA纯度越高，转化效率也越高 C、说明S型菌株转移给R型菌株的， 是遗传因子
2.噬菌体感染实验
A. D. Hershey和M. Chase，1952年
A、含32P-DNA的一组：放射性85%在沉淀中
B、含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中
3.植物病毒的重建实验
上述结果说明，在RNA病毒中，遗传的物质基础也是核酸
（二）遗传物质在细胞内的存在部位和方式
①细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核 ②细胞核水平：原与真核生物的细胞核结构不同， 有无核膜、形态是否固定、是否与蛋白质结合 ③染色体水平：真核通常有较多染色体，原核环状 染色体
④核酸水平：绝大多数DNA，少数病毒RNA，DNA 多双链，少单链
⑤基因水平：具自主复制能力的遗传功能单位 ⑥密码子水平：信息单位，起始和终止 ⑦核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基
⑧原核生物的质粒：是一类小型闭合环状核外双螺旋DNA分子，能独立于细胞核进行自主复制 几种代表性质粒：F因子/致育因子/性因子、R因子/抗性因子、产细菌素的质粒、毒性质粒、 代谢质粒、隐秘质粒
二、基因突变和诱变育种
（一）基因突变的类型 1.依表型的改变分为： ①营养缺陷型：因突变而丧失产生某种生物合成酶的能力，并因而成为必须在培养基中添加 某种物质才能生长的突变类型
②抗性突变型：因突变而产生了对某种化学药物或致死物理因子的抗性 ③条件致死突变型：突变后在某种条件下可正常生长繁殖，而在另一条件下却无法生长繁殖 的突变型
④抗原突变型：因突变而引起的抗原结构发生改变 ⑤产量突变型 ⑥形态突变型
2.按是否比较容易、迅速地分离到发生突变的细胞来分：
①选择性突变株：具有选择标记（如营养缺陷性、抗性突变型、条件致死突变型），只要选 择适当的环境条件，如培养基、温度、pH值等，就比较容易检出分离到
②非选择性突变株：无选择标记（如产量突变型、抗原突变型、形态突变型），能鉴别这种 突变体的惟一方法是检查大量菌落并找出差异 （二）突变率
1.定义：某一细胞（或病毒体）在每一世代中发生某一性状突变的几率 也可以通过某一单位群体在每一世代中发生突变株的数目表示 2.特点：①变率较低 ②某一基因的突变一般是独立发生的
（三）突变的特点
适用于整个生物界，以细菌的抗药性为例
①不对应性：突变的性状与引起该突变原因之间无直接的对应关系 ②自发性：突变可以在没有人为诱变因素处理下自发地产生 ③稀有性：突变率低且稳定
④独立性：各种突变独立发生，不会互相影响 ⑤可诱发性：诱变剂可提高突变率 ⑥稳定性：变异性状稳定可遗传 ⑦可逆性：从原始的野生型基因到变异株的突变称为正向突变，从突变株回到野生型的过程 则称为回复突变或回变
（四）基因突变自发性和不对应性的实验证明 1.变量实验
变量试验又称波动试验或彷徨试验
1943年，S. E. Luria 和M. Delbrück 根据统计学原理设计
2.涂布实验
原理与变量试验相同，方法更为简便，且可计算突变率
3.影印平板接种法 平板影印培养法，是一种能达到在一系列培养皿的相同位置上出现相同遗传型菌落的接种培养方法：把长有许多菌落的母种培养皿倒置于包有灭菌丝绒布的木质圆柱印章上，使其沾上