環(huán)境工程微生物學(xué)-微生物的遺傳ppt課件

1、第第1 1節(jié)節(jié) 概概 述述第第2 2節(jié)節(jié) 遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第第3 3節(jié)節(jié) 基因突變及修復(fù)基因突變及修復(fù) 第第4 4節(jié)節(jié) 基因轉(zhuǎn)移和重組基因轉(zhuǎn)移和重組 |遺傳遺傳(heredity或或inhertiance)和和變異變異(Variation)是生物體最本質(zhì)是生物體最本質(zhì)的屬性之一。的屬性之一。|與之相關(guān)的幾個概念與之相關(guān)的幾個概念|1、遺傳、遺傳(heredity) 生物的上一生物的上一代將自己的遺傳因子傳遞給下代將自己的遺傳因子傳遞給下一代的行為或功能，具有極其一代的行為或功能，具有極其穩(wěn)定的特性。穩(wěn)定的特性。2、遺傳型、遺傳型(genotype) 某一生物某一生物所含有的

2、遺傳信息即所含有的遺傳信息即DNA中正確中正確的核苷酸序列。生物體通過這個的核苷酸序列。生物體通過這個核苷酸序列控制蛋白質(zhì)或核苷酸序列控制蛋白質(zhì)或RNA的的合成，一旦功能性蛋白質(zhì)合成，合成，一旦功能性蛋白質(zhì)合成，可調(diào)控基因表達?？烧{(diào)控基因表達。|遺傳型是一種內(nèi)在可能性或潛力，遺傳型是一種內(nèi)在可能性或潛力，其實質(zhì)是遺傳物質(zhì)上所負載的特其實質(zhì)是遺傳物質(zhì)上所負載的特定遺傳信息。具有某遺傳型的生定遺傳信息。具有某遺傳型的生物只有在適當?shù)沫h(huán)境條件下通過物只有在適當?shù)沫h(huán)境條件下通過自身的代謝和發(fā)育，才能將它具自身的代謝和發(fā)育，才能將它具體化，即產(chǎn)生表型。體化，即產(chǎn)生表型。3 表型表型(phenotype)

3、 某一生物體所具有的一切某一生物體所具有的一切外表特征及內(nèi)在特性的總和，外表特征及內(nèi)在特性的總和，是遺傳型在合適環(huán)境條件下的是遺傳型在合適環(huán)境條件下的具體體現(xiàn)。是一種現(xiàn)實性。具體體現(xiàn)。是一種現(xiàn)實性。表型發(fā)育代謝遺傳型環(huán)境條件4 變異變異Variation） 是生物體在某是生物體在某種外因或內(nèi)因作用下引起的遺傳種外因或內(nèi)因作用下引起的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，亦即遺傳型的改物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，亦即遺傳型的改變。特點：幾率極低變。特點：幾率極低(一般為一般為10-510-6)；性狀變化幅度大；變化；性狀變化幅度大；變化后的新性狀是穩(wěn)定的、可遺傳的。后的新性狀是穩(wěn)定的、可遺傳的。5 5 飾變飾變(modifica

4、tion) (modification) 指不涉指不涉及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，只發(fā)生在及遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，只發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平上的表型變化。特點：每一個體都發(fā)生變化性狀特點：每一個體都發(fā)生變化性狀變化的幅度??；因遺傳物質(zhì)不變變化的幅度??；因遺傳物質(zhì)不變故飾變是不遺傳的。故飾變是不遺傳的。例子：粘質(zhì)沙雷氏菌例子：粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia (Serratia marcescens)marcescens)在在 25 25下培養(yǎng)時會下培養(yǎng)時會產(chǎn)生深紅色的靈桿菌素，在產(chǎn)生深紅色的靈桿菌素，在3737時不產(chǎn)生色素。時不產(chǎn)生色素。&2.遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳變異的物質(zhì)

5、基礎(chǔ)&2.1 三個經(jīng)典實驗三個經(jīng)典實驗&2.2 微生物細胞的遺傳物微生物細胞的遺傳物質(zhì)質(zhì)2.1 三個經(jīng)典實驗三個經(jīng)典實驗Griffith轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化實驗2.1 三個經(jīng)典實驗三個經(jīng)典實驗T2噬菌體的感染實驗噬菌體的感染實驗35S蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)32PDNA2.1 三個經(jīng)典實驗植物病毒重建實驗TMV-RNA+HRV-衣殼HRV-RNA+TMV-衣殼核酸是遺傳信息的載體。2.2 微生物細胞的遺傳物質(zhì)E. coli2.2.1 遺傳信息的傳遞2.2.1 遺傳信息的傳遞：DNA復(fù)制2.2.1 遺傳信息的傳遞：DNA轉(zhuǎn)錄2.2.1 遺傳信息的傳遞：翻譯|mRNA is translated in

6、 codons (3nucleotides)|Translation of mRNA begins at the start codon: AUG|Translation ends at a STOP codon: UAA, UAG, UGA2.2.1 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯2.2.2 遺傳信息的傳遞：翻譯3.1 基因突變基因突變3.1.1 突

7、變株的表型突變株的表型3.1.2 基因突變的特點基因突變的特點3.1.3 突變株的篩選突變株的篩選3.2 基因突變的分子基礎(chǔ)基因突變的分子基礎(chǔ) 3.3 DNA的修復(fù)機制的修復(fù)機制 &3. 基因突變及修復(fù)基因突變及修復(fù)3.1.1 突變株的表型突變株的表型（1營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)缺陷型（2抗性突變抗性突變（3條件致死突變型條件致死突變型（4形態(tài)突變型形態(tài)突變型（5抗原突變型抗原突變型（6產(chǎn)量突變型產(chǎn)量突變型3.1.2 3.1.2 基因突變的特點基因突變的特點自發(fā)性自發(fā)性不對應(yīng)性不對應(yīng)性稀有性，突變率稀有性，突變率獨立性獨立性可誘變性可誘變性穩(wěn)定性穩(wěn)定性可逆性可逆性3.1.3 突變株的篩選突變株的

8、篩選3.1.3.1 根據(jù)突變株類型分根據(jù)突變株類型分離離 鑒定和分離突變株時，根鑒定和分離突變株時，根據(jù)突變株基因的特殊性質(zhì)，據(jù)突變株基因的特殊性質(zhì)，一般分成三類：一般分成三類：1)有毒化合物抗性突變株有毒化合物抗性突變株 如對抗生素或?qū)κ删w侵染的如對抗生素或?qū)κ删w侵染的抗性。這些突變株能通過在抗性。這些突變株能通過在有毒藥劑或噬菌體存在下生有毒藥劑或噬菌體存在下生長來選擇。只有抗性突變株長來選擇。只有抗性突變株才生長。才生長。2)營養(yǎng)缺陷型突變株營養(yǎng)缺陷型突變株 突變株不能合成生長所必需的基本突變株不能合成生長所必需的基本化合物如一個氨基酸或維生素?；衔锶缫粋€氨基酸或維生素。這些突變株

9、不能直接分離，但能這些突變株不能直接分離，但能通過影印培養(yǎng)法通過影印培養(yǎng)法(replica plating)挑選。挑選。3)不能利用特殊底物如乳糖不能利用特殊底物如乳糖和麥芽糖生長的突變株，和麥芽糖生長的突變株，可以通過影印培養(yǎng)法鑒別?？梢酝ㄟ^影印培養(yǎng)法鑒別。3.1.3.2 影印培養(yǎng)法影印培養(yǎng)法 用于篩選大量特殊突變菌落的用于篩選大量特殊突變菌落的一個方法。細菌鋪制成平板，一個方法。細菌鋪制成平板，在所含營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基上在所含營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基上親本和突變株均能生長，采親本和突變株均能生長，采用一個稀釋度使單個菌落能用一個稀釋度使單個菌落能在平板上看到；培養(yǎng)后，用在平板上看到；培養(yǎng)后，用一個無

10、菌的絲絨布包裹的圓一個無菌的絲絨布包裹的圓柱章的圓墊轉(zhuǎn)移上述菌落至柱章的圓墊轉(zhuǎn)移上述菌落至可以檢出突變株的培養(yǎng)基平可以檢出突變株的培養(yǎng)基平板上。板上。3.2 基因突變的分子基礎(chǔ)基因突變的分子基礎(chǔ)3.2.1基因突變基因突變(gene mutation)一個基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)或一個基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)或DNA序列的序列的任何改變，改變一對或少數(shù)幾任何改變，改變一對或少數(shù)幾對堿基的缺失、插入或置換，對堿基的缺失、插入或置換，而導(dǎo)致的遺傳變化稱為基因突而導(dǎo)致的遺傳變化稱為基因突變。變。|DNA序列范圍的改變從單個堿序列范圍的改變從單個堿基改變通常稱為點突變基改變通常稱為點突變(point mutations)，到基

11、因組大范圍的，到基因組大范圍的重排，有時稱為多位點突變重排，有時稱為多位點突變(染染色體畸變色體畸變)，其中包括，其中包括DNA鏈上鏈上短的一段序列或長的一段序列短的一段序列或長的一段序列改變，從而影響許多基因。改變，從而影響許多基因。|多位點突變可以是堿基序列的多位點突變可以是堿基序列的缺失、插入、倒位、置換缺失、插入、倒位、置換( (包括包括易位易位) )和重復(fù)以及在基因組中發(fā)和重復(fù)以及在基因組中發(fā)生重組或轉(zhuǎn)座的結(jié)果。生重組或轉(zhuǎn)座的結(jié)果。2. 點突變點突變 點突變中由一個嘌呤變?yōu)榱硪粋€嘌呤點突變中由一個嘌呤變?yōu)榱硪粋€嘌呤(AG)或一個嘧啶變?yōu)榱硪粋€嘧啶或一個嘧啶變?yōu)榱硪粋€嘧啶(CT)稱為轉(zhuǎn)

12、換稱為轉(zhuǎn)換(transition)，嘌呤，嘌呤變?yōu)猷奏ず袜奏ぷ優(yōu)猷堰史Q為顛換變?yōu)猷奏ず袜奏ぷ優(yōu)猷堰史Q為顛換(transversions)。遺傳型上一個堿。遺傳型上一個堿基的改變在表型上的效應(yīng)取決于突基的改變在表型上的效應(yīng)取決于突變的性質(zhì)和在基因組點突變發(fā)生的變的性質(zhì)和在基因組點突變發(fā)生的位置，有四種點突變類型：位置，有四種點突變類型：1同義突變同義突變(same-sense mutations) 由于基因密碼的冗余由于基因密碼的冗余性性；同樣的；同樣的氨基酸插入蛋白質(zhì)，結(jié)果表型上沒氨基酸插入蛋白質(zhì)，結(jié)果表型上沒有看出變化。有看出變化。2錯義突變錯義突變(mis-sense mutations)

13、 指不同的氨基酸插入蛋白質(zhì)的多肽指不同的氨基酸插入蛋白質(zhì)的多肽鏈中，多肽鏈相應(yīng)氨基酸改變的結(jié)鏈中，多肽鏈相應(yīng)氨基酸改變的結(jié)果，視蛋白質(zhì)的基本部分或非基本果，視蛋白質(zhì)的基本部分或非基本部分改變而定。前者蛋白質(zhì)功能改部分改變而定。前者蛋白質(zhì)功能改變或喪失，后者表型上沒有觀察到變或喪失，后者表型上沒有觀察到變化。變化。 3無義突變無義突變(nonsense mutations)是指堿基序列改變?yōu)榘被峤K是指堿基序列改變?yōu)榘被峤K止密碼子止密碼子(UAA，UAG，UGA)。蛋白質(zhì)合成超前停止，導(dǎo)致一蛋白質(zhì)合成超前停止，導(dǎo)致一個截短的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。個截短的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。4移碼突變移碼突變(frameshif

14、t mutations)是是DNA序列上缺失或序列上缺失或插入插入12個核苷酸，引起從該突個核苷酸，引起從該突變點后翻譯閱讀框移位和變成變點后翻譯閱讀框移位和變成一個完全改變的氨基酸序列。一個完全改變的氨基酸序列。 2. 自發(fā)突變自發(fā)突變（Spontaneous mutation）2.1 不經(jīng)誘變劑處理而自然發(fā)生的不經(jīng)誘變劑處理而自然發(fā)生的突變，稱為自發(fā)突變突變，稱為自發(fā)突變2.2 自發(fā)突變的原因自發(fā)突變的原因 突變可因許多原因增加，包括突變可因許多原因增加，包括DNA復(fù)制時復(fù)制時DNA聚合酶產(chǎn)生的誤差，聚合酶產(chǎn)生的誤差，DNA的物理損傷，重組和轉(zhuǎn)座。然的物理損傷，重組和轉(zhuǎn)座。然而，而，DNA

15、受大量受大量DNA修復(fù)系統(tǒng)保護，修復(fù)系統(tǒng)保護，會使其突變率減至最小程度。會使其突變率減至最小程度。1)1)自發(fā)突變的一個主要原因是由自發(fā)突變的一個主要原因是由于堿基存在不同的構(gòu)型稱為互于堿基存在不同的構(gòu)型稱為互變異構(gòu)體，使其能形成不同的變異構(gòu)體，使其能形成不同的堿基對。堿基對。|通常以氨基式出現(xiàn)的腺嘌呤通常以氨基式出現(xiàn)的腺嘌呤(A)與胸與胸腺嘧啶腺嘧啶(T)配對。當配對。當DNA復(fù)制到這一復(fù)制到這一位置瞬間時轉(zhuǎn)變?yōu)橄∮械膩啺被轿恢盟查g時轉(zhuǎn)變?yōu)橄∮械膩啺被?A)(互變異構(gòu)現(xiàn)象，互變異構(gòu)現(xiàn)象，tautoomerism)，就會與胞嘧啶就會與胞嘧啶(C)堿基配對，這意味堿基配對，這意味著一個胞嘧啶

16、著一個胞嘧啶(C)插入插入DNA，代替了，代替了胸腺密啶胸腺密啶(T)。假如在下一次復(fù)制周期。假如在下一次復(fù)制周期前不被修復(fù)前不被修復(fù)A-T堿基對將變?yōu)閴A基對將變?yōu)镃-G堿堿基對?；鶎?。 2)2)自發(fā)突變的另一個主要原因是自發(fā)突變的另一個主要原因是轉(zhuǎn)座因子，它可以隨機插入基轉(zhuǎn)座因子，它可以隨機插入基因組，引起突變，而且假如有因組，引起突變，而且假如有兩個或多個拷貝，作為同源重兩個或多個拷貝，作為同源重組的位點，能導(dǎo)致基因組區(qū)段組的位點，能導(dǎo)致基因組區(qū)段缺失、重復(fù)和倒位。缺失、重復(fù)和倒位。 3) DNA復(fù)制時自發(fā)突變也能復(fù)制時自發(fā)突變也能由由DNA鏈在短的重復(fù)核苷鏈在短的重復(fù)核苷酸序列處向外環(huán)出

17、而引起。酸序列處向外環(huán)出而引起。導(dǎo)致插入或缺失一小段導(dǎo)致插入或缺失一小段DNA，從而對，從而對DNA分子造分子造成實際的損傷。成實際的損傷。3 誘發(fā)突變和誘變劑誘發(fā)突變和誘變劑3.1誘發(fā)突變誘發(fā)突變 通過人為利用物理、通過人為利用物理、化學(xué)或生物因子的方法提高基因化學(xué)或生物因子的方法提高基因突變頻率的手段。突變頻率的手段。3.2誘變劑誘變劑堿基類似物堿基類似物(base analogs) 如如5-溴溴尿嘧啶和尿嘧啶和2-氨基嘌呤，當氨基嘌呤，當DNA復(fù)復(fù)制時摻人制時摻人DNA分子，類似自發(fā)突分子，類似自發(fā)突變的堿基互變異構(gòu)移位，但以高變的堿基互變異構(gòu)移位，但以高頻率導(dǎo)致突變。頻率導(dǎo)致突變。|D

18、NA分子嵌入劑分子嵌入劑(插入染料插入染料) 是扁平的是扁平的三個環(huán)的類似于堿基對形狀的化合物，三個環(huán)的類似于堿基對形狀的化合物，它們能插入它們能插入DNA分子，引起螺旋結(jié)構(gòu)分子，引起螺旋結(jié)構(gòu)變型，變型，DNA復(fù)制時導(dǎo)致環(huán)出及插入和復(fù)制時導(dǎo)致環(huán)出及插入和缺失堿基。溴化乙啶和丫啶橙是這類缺失堿基。溴化乙啶和丫啶橙是這類試劑的典型代表。試劑的典型代表。|修飾修飾DNA的化學(xué)藥品的化學(xué)藥品是改變是改變DNA中堿基的化合物，導(dǎo)致下一次復(fù)制中堿基的化合物，導(dǎo)致下一次復(fù)制周期時錯誤配對。周期時錯誤配對。|HNO2引起含引起含NH2基團的堿基基團的堿基(AGC)氧化脫氨，氨基變?yōu)橥?，改變配氧化脫氨，氨基?/p>

19、為酮基，改變配對性質(zhì)造成轉(zhuǎn)換突變。對性質(zhì)造成轉(zhuǎn)換突變。|NH2OH 與胞嘧啶發(fā)生反應(yīng)，引起與胞嘧啶發(fā)生反應(yīng)，引起GCAT轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。|EMS和和NTG 作用于鳥嘌呤的作用于鳥嘌呤的N-7位位和腺嘌呤的和腺嘌呤的N-3位，造成堿基錯誤配位，造成堿基錯誤配對。對。|電離輻射電離輻射可能引起可能引起DNA損傷。紫損傷。紫外線引起的主要損傷是形成嘧啶二外線引起的主要損傷是形成嘧啶二聚體，最普通的是胸腺嘧啶二聚體，聚體，最普通的是胸腺嘧啶二聚體，相鄰堿基問引起相鄰堿基問引起DNA螺旋的扭曲畸螺旋的扭曲畸變。它本身不是導(dǎo)致突變的，但突變。它本身不是導(dǎo)致突變的，但突變發(fā)生后，當細胞用傾向錯誤的修變發(fā)生后，當

20、細胞用傾向錯誤的修復(fù)系統(tǒng)復(fù)系統(tǒng)(SOS修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)系統(tǒng))盡力修復(fù)此損盡力修復(fù)此損傷時，會導(dǎo)致高頻率的突變。傷時，會導(dǎo)致高頻率的突變。|生物誘變因子生物誘變因子 實驗室中常用轉(zhuǎn)座因?qū)嶒炇抑谐Ｓ棉D(zhuǎn)座因子作為誘變因子，例子作為誘變因子，例Tn, Mu具有抗具有抗生素抗性標記，可容易分離到所需生素抗性標記，可容易分離到所需的突變基因。的突變基因。|當當DNA序列已知時，現(xiàn)在經(jīng)常采用序列已知時，現(xiàn)在經(jīng)常采用的體外誘變辦法是精確改變的體外誘變辦法是精確改變DNA序序列列(定位誘變定位誘變)。以化學(xué)合成的一個。以化學(xué)合成的一個突變序列的拷貝代替野生型基因組突變序列的拷貝代替野生型基因組的序列。的序列。3.

21、DNA的修復(fù)機制的修復(fù)機制 DNA的損傷對細胞可能是致死的損傷對細胞可能是致死的，因此在細胞內(nèi)存在大量的的，因此在細胞內(nèi)存在大量的DNA修復(fù)系統(tǒng)去修復(fù)誘變劑引修復(fù)系統(tǒng)去修復(fù)誘變劑引起的損傷。起的損傷。1、光復(fù)活、光復(fù)活 在光照下光解酶轉(zhuǎn)變紫外線誘導(dǎo)在光照下光解酶轉(zhuǎn)變紫外線誘導(dǎo)的胸腺嘧啶二聚體返回單聚體。的胸腺嘧啶二聚體返回單聚體。在依賴于光的修復(fù)機制中，光在依賴于光的修復(fù)機制中，光解酶與黃素腺嘌呤二核苷酸解酶與黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)能切割相鄰嘧啶間的環(huán)丁能切割相鄰嘧啶間的環(huán)丁烷環(huán)恢復(fù)為原來的單聚體。這烷環(huán)恢復(fù)為原來的單聚體。這是對付紫外線損傷的第是對付紫外線損傷的第 一線防御。一線防御。

22、 2、切補修復(fù)暗修復(fù)、切補修復(fù)暗修復(fù)切補修復(fù)常稱為暗修復(fù)。它作為切補修復(fù)常稱為暗修復(fù)。它作為許多不同類型的許多不同類型的DNA損傷修復(fù)損傷修復(fù)的普遍系統(tǒng)，如嘧啶二聚體和的普遍系統(tǒng)，如嘧啶二聚體和錯誤堿基配對引起的錯誤堿基配對引起的DNA損傷。損傷。3、重組修復(fù)、重組修復(fù)(復(fù)制后修復(fù)復(fù)制后修復(fù))這是一種越過損傷而進行的修這是一種越過損傷而進行的修復(fù)，不將損傷堿基除去，通復(fù)，不將損傷堿基除去，通過復(fù)制后經(jīng)染色體交換，使過復(fù)制后經(jīng)染色體交換，使子鏈上的空位不再面對嘧啶子鏈上的空位不再面對嘧啶二聚體，對著單鏈，由二聚體，對著單鏈，由DNA聚合酶和連接酶對空隙部分聚合酶和連接酶對空隙部分進行修復(fù)。進行修

23、復(fù)。4、SOS修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)系統(tǒng) 細胞中有許多基因和操縱子細胞中有許多基因和操縱子受受RecA蛋白協(xié)同調(diào)控和蛋白協(xié)同調(diào)控和LexA蛋蛋白阻遏轉(zhuǎn)錄。它涉及處理白阻遏轉(zhuǎn)錄。它涉及處理DNA損損傷和稱為傷和稱為SOS修復(fù)系統(tǒng)。修復(fù)系統(tǒng)。&微生物基因的轉(zhuǎn)移和重組微生物基因的轉(zhuǎn)移和重組 &一、轉(zhuǎn)一、轉(zhuǎn) 化化 &二、轉(zhuǎn)二、轉(zhuǎn) 導(dǎo)導(dǎo) &三、三、F F質(zhì)粒與接合質(zhì)粒與接合 &四、真核生物基因重組四、真核生物基因重組 &五、微生物的育種五、微生物的育種 F轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 化化Transformation）F1、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化 F轉(zhuǎn)化是從周圍培養(yǎng)基吸收游離轉(zhuǎn)化是從周圍培養(yǎng)基吸收游離

24、的的DNA片段，整合到自己染色片段，整合到自己染色體基因組的結(jié)果。許多細菌如體基因組的結(jié)果。許多細菌如芽孢桿菌屬、鏈球菌屬、奈瑟芽孢桿菌屬、鏈球菌屬、奈瑟氏球菌屬和嗜血菌屬氏球菌屬和嗜血菌屬(嗜血桿菌嗜血桿菌屬屬Haemophilus)能夠自然發(fā)生能夠自然發(fā)生轉(zhuǎn)化作用。轉(zhuǎn)化作用。Transformation Recombination Legitimate, homologous or general recA, recB and recC genes Significance Phase variation in Neiseseria Recombinant DNA technologySt

25、epsUptake of DNAGram +Gram -2、感受態(tài)、感受態(tài) (compentence)細胞吸收細胞吸收DNA進行轉(zhuǎn)化的能力取進行轉(zhuǎn)化的能力取決于細胞所處的特殊生理狀態(tài)，決于細胞所處的特殊生理狀態(tài)，即細菌細胞的感受態(tài)。即細菌細胞的感受態(tài)。感受態(tài)與細胞表面存在感受態(tài)與細胞表面存在DNA的受的受體有關(guān)。其它細菌，如大腸桿體有關(guān)。其它細菌，如大腸桿菌，在冷的條件下通過化學(xué)方菌，在冷的條件下通過化學(xué)方法處理，可以誘導(dǎo)建立感受態(tài)。法處理，可以誘導(dǎo)建立感受態(tài)。3、DNA的吸收和命運的吸收和命運 結(jié)合和轉(zhuǎn)移進入受體細胞的結(jié)合和轉(zhuǎn)移進入受體細胞的DNA片段可以是特異的序列或者非片段可以是特異的序

26、列或者非特異的序列，其差異取決于種。特異的序列，其差異取決于種。在大多數(shù)情況下，雙鏈在大多數(shù)情況下，雙鏈DNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成單鏈變成單鏈DNA進入受體細胞。進入受體細胞。亦發(fā)現(xiàn)流感嗜血菌亦發(fā)現(xiàn)流感嗜血菌(流感桿菌或流感桿菌或流感嗜血桿菌流感嗜血桿菌Haemophilus influenzae)吸收完整的雙鏈吸收完整的雙鏈DNA。進入的進入的DNA通過重組整合至受通過重組整合至受體菌染色體上。體菌染色體上。 Release of phage Phage replication and degradation of host DNA Assembly of phages particles Infect

27、ion of recipient Legitimate recombination Infection of Donor2. 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo) (Specialized Transduction)某些溶源性噬菌體可整合至宿主染色某些溶源性噬菌體可整合至宿主染色體上。通常當一個噬菌體被誘導(dǎo)后，體上。通常當一個噬菌體被誘導(dǎo)后，以非常精確的方式從染色體上切離形以非常精確的方式從染色體上切離形成一個完全的噬菌體基因組。極少數(shù)成一個完全的噬菌體基因組。極少數(shù)的原噬菌體發(fā)生不精確的切離的原噬菌體發(fā)生不精確的切離(誤切誤切)，鄰近噬菌體位點上的一小段染色體被鄰近噬菌體位點上的一小段染色體被切離，而一小段

28、噬菌體的切離，而一小段噬菌體的DNA遺留遺留在染色體上。在染色體上。 |切離的噬菌體可被正常復(fù)制、包切離的噬菌體可被正常復(fù)制、包裝進噬菌體頭部和釋放去感染其裝進噬菌體頭部和釋放去感染其它的細胞。它的細胞。|含有這段染色體含有這段染色體DNA的噬菌體顆的噬菌體顆粒感染受體細胞后，整個噬菌體粒感染受體細胞后，整個噬菌體DNA可整合在染色體上形成溶源可整合在染色體上形成溶源化，或通過重組作用與染色體化，或通過重組作用與染色體DNA整合。整合。 Excision of the prophagegalbiogalbiogalbiogalbiobiogalReplication and release o

29、f phageInfection of the recipientLysogenization of the recipientLegitimate recombination also possibleFF質(zhì)粒與接合質(zhì)粒與接合 F1、接合、接合 (conjugation)F 接合是同通過質(zhì)粒使遺傳接合是同通過質(zhì)粒使遺傳物質(zhì)在兩個細菌細胞間轉(zhuǎn)移的機物質(zhì)在兩個細菌細胞間轉(zhuǎn)移的機制。制。F一個含有接合質(zhì)粒一個含有接合質(zhì)粒(F+，致育性，致育性)的細胞與不含有接合質(zhì)粒的細胞與不含有接合質(zhì)粒(F-)的的細胞借助于細胞表面的性菌毛形細胞借助于細胞表面的性菌毛形成交配個體。性菌毛收縮，拉兩成交配個體。性菌

30、毛收縮，拉兩個細胞接觸，從含有質(zhì)粒的細胞個細胞接觸，從含有質(zhì)粒的細胞(供體供體)DNA轉(zhuǎn)移到受體。轉(zhuǎn)移到受體。Electron Micrograph of Escherichia coli with a Conjugation Pilus2、DNA轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移的起始點在質(zhì)粒轉(zhuǎn)移的起始點在質(zhì)粒DNA一條鏈一條鏈的一個缺口位點稱作的一個缺口位點稱作oriT上，上，DNA以單鏈形式轉(zhuǎn)移，通過滾環(huán)以單鏈形式轉(zhuǎn)移，通過滾環(huán)模型形式復(fù)制。完整鏈作為模型形式復(fù)制。完整鏈作為DNA合成的模板，而缺口鏈被替代和合成的模板，而缺口鏈被替代和轉(zhuǎn)移進入受體細胞，一旦在受體轉(zhuǎn)移進入受體細胞，一旦在受體細胞中與之互補的細胞中與之互補的DNA鏈合成，鏈合成，形成新的形成新的F因子。因子。F+F-F+F-F+F+F+F+3、F 因子因子F因子從染色體上切離是與整合相反因子從染色體上切離是與整合相反的過程，通常為精確切離，但偶爾的過程，通常為精確切離，但偶爾會出現(xiàn)偏差，質(zhì)粒切出一段相鄰染會