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1 内容
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2 练习
内容
传物质在微生物细胞内存在部位和方式
从7个水平上遗传物质的存在部位和方式
| 存在水平 | 遗传物质特点 |
| 细胞水平 | 主要存在于一个或数个细胞核（真核生物）或核区（原核生物）中 |
| 细胞核水平 | 在真核生物中，核内DNA与组蛋白结合成核染色体；在原核生物中，DNA以环状双链形式单独存在 |
| 染色体水平 | 真核生物一般有多条染色体，呈双倍体（体细胞）或单倍体（生殖细胞，部分真核微生物的体细胞）状态；原核生物一般仅有一条环状染色体，体细胞多为单倍体 在少数真核生物和多数原核生物细胞中，均存在核外染色体（质粒等） |
| 核酸水平 | 核酸种类：一般都是DNA（仅少数病毒为RNA） 核酸结构：一般都是dsDNA（呈环状、线状或超螺旋状），少数病毒为ssDNA、dsRNA或ssRNA 核酸链长度：一般为0.5-10Mb |
| 基因水平 | 真核生物：基因组中存在大量不编码序列（内含子）和重复序列，无操纵了构造 原核生物：存在大量操纵子及其调节基因 |
| 密码子水平 | 密码子是遗传信息单位。由3个核苷酸序列组成一个密码子，以此为相应氨基酸提供编码信息 |
| 核苷酸水平 | 核苷酸是最低突变单位或交换单位。绝大多数微生物的核苷酸仅4种，以其碱基成分表示为A、T、G、C |
细胞水平
微生物的遗传物质几乎都集中在细胞核或核质体（类核）中。不同
微生物细胞所含有细胞核的数量常有所不同：酿酒酵母、黑曲霉等真菌一般都是单核的；粗糙脉孢菌、米曲霉等真菌是多核的；藻状菌类真菌和放线菌类的菌丝细胞是多核的，而孢子是单核的；在细菌中，杆菌细胞多有两个类核，而球菌一般只有一个。
细胞核水平
◆ 核内染色体：真核生物的细胞核外被核膜，核内的DNA与组蛋白结合在一起，形成结构稳定的染色体；原核生物的类核无核膜，呈松散的核质体状态存在，DNA也不与任何蛋白质结合。
◆ 核外染色体：核外遗传物质
A) 真核生物的“质粒” ：
细胞质基因：线粒体、叶绿体；
共生生物：卡巴颗粒；
酵母菌的： 2um质粒
B) 原核生物的质粒：F因子、R因子、Col质粒、Ti质粒、
巨大质粒、降解性质粒等。
染色体水平
◆ 染色体数： 在不同生物体的每个细胞核内，往往有不同数目的染色体。真核生物常有较多的染色体；而原核生物的核质体中只有一个裸露的、光镜不可见的环状染色体，所以对原核生物来说，染色体水平实际上与核酸水平相同。
◆ 染色体倍数：除染色体的数目外，染色体的套数也不同。如果在一个细胞中只有一套相同功能的染色体，它就是一个单倍体。在自然界中发现的微生物，多数都是单倍体的；包含有两套相同功能 染色体的细胞，就称为双倍体。只有少数微生物如酿酒酵母的营养细胞以及由两个单倍体的性细胞通过接合或体细胞融合而形成的合子，才是双倍体。在原核生物中，通过转化、转导或接合等过程而获得外源染色体片段时，只能形成一种不稳定的称作部分双倍体的细胞。
核酸水平
核酸种类：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA；真核生物DNA+组蛋白，原核生物DNA单独存在。
核酸结构：多数为双链结构，少数为单链结构，环状，线状。
DNA的长度：bp、kb和Mb
基因水平
基因：具有一定生物这功能的核苷酸序列，如编码结构蛋白、酶等。细菌基因的结构是连续的，无内
含子。是具有自主复制能力的遗传功能单位。
基因种类：重叠、断裂等
基因调控系统：
操纵子：启动基因、操纵基因、结构基因、调节基因
密码子水平
遗传密码：
DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸序列。遗传密码的信息单位是密码子，密码子一般都用 mRNA上的3个核苷酸顺序来表示。
核苷酸水平
核苷酸：最低的突变单位或交换单位。
DNA中： A、T、C、G；RNA中：A、U、C、G
稀有碱基：5-羟甲基胞嘧啶（大肠偶数）、5-溴尿嘧啶等
“核外”遗传物质
遗传物质类型：核基因组、核外染色体
核外染色体：真核生物的细胞质基因（线粒体、叶绿体等）、共生生物、2μ质粒等
原核生物质粒
质粒
质粒定义：凡游离于原核生物核基因组之外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子，即cccDNA，就是典型的质粒。
质粒功能：质粒上携带某些核基因组上所缺少的基因，使细菌等原核生物获得了某些对其生存并非必不可少的特殊功能，如接合、产毒、抗药、固氮、产特殊酶或降解环境毒物等功能。
质粒性质：质粒可转移或被消除，还可发生与核染色体的整合，此外，质粒还有重组的功能。
质粒类型：F质粒、R质粒、Col质粒、Ti质粒、Ri质粒、Mega质粒、降解性质粒。
转座因子
转座因子定义：是细胞中能改变自身位置(例如从染色体或质粒的一个位点转到另一个位点，或者在二个复制子之间转移)的一段DNA序列。
转座的遗传学效应：可引起插入突变、产生染色体畸变、基因的移动和重排。
案例
紫外线的诱变效应实验
物理诱变因子中以紫外线辐射的使用最为普通，其他物理诱变因子则受设备条件的限制，难以普及。一般用于诱变育种的物理因子有快中子、60Co、γ-射线和高能电子流β-射线等。紫外线作为物理诱变因子用于工业微生物菌种的诱变处理具有悠久的历史，尽管几十年来各种新的诱变剂不断出现和被应用于诱变育种，但到目前为止，对于经诱变处理后得到的高单位抗生素产生菌种中，有80%左右是通过紫外线诱变后经筛选而获得的。因此，对于微生物菌种选育工作者来说，紫外线作为诱变因子还是应该首先考虑的。
紫外线的波长在200-380 nm 之间，但对诱变最有效的波长仅仅是在253~265 nm，一般紫外线杀菌灯所发射的紫外线大约有80%是254 nm。紫外线诱变的主要生物学效应是由于DNA 变化而造成的，DNA 对紫外线有强烈的吸收作用，尤其是碱基中的嘧啶，它比嘌呤更为敏感。紫外线引起DNA 结构变化的形式很多，如DNA 链的断裂、碱基破坏。但其最主要的作用是使同链DNA 的相邻嘧啶间形成胸腺嘧啶二聚体，阻碍碱基间的正常配对，从而引起微生物突变或死亡。经紫外线损伤的DNA，能被可见光复活，因此，经诱变处理后的微生物菌种要避免长波紫外线和可见光的照射，故经紫外线照射后样品需用黑纸或黑布包裹。另外，照射处理后的孢子悬液不要贮放太久，以免突变在黑暗中修复。
诱变：
1）菌悬液的制备：取已培养20 h 的活化枯草芽孢杆菌斜面一支，用10 mL 生理盐水将菌苔洗下，并倒入盛有玻璃珠的锥形瓶中，强烈振荡10 min，以打碎菌块，离心(3000 r/min)15min，弃上清液，将菌体用无菌生理盐水洗涤2 次，最后制成菌悬液，用血球计数板在显微镜下直接计数。调整细胞浓度为108/mL。
2）平板制作：将淀粉琼脂培养基熔化后，冷至45℃左右倒平板。
3）诱变处理
(1)预热 正式照射前开启紫外灯预热10 min。
(2)搅拌 取制备好的菌悬液4 mL 移入6 cm 的无菌培养皿中，放入无菌磁力搅拌捧，置磁力搅拌器上，20 W 紫外灯下30 cm 处。
(3)照射 然后打开皿盖边搅拌边照射，剂量分别为1 min，2 min，3 min。可以累积照射，也可分别照射不同时间。所有操作必须在红灯下进行。
4）稀释涂平板在红灯下分别取未照射的菌悬液(作为对照)和照射过的菌悬液各0.5 mL 进行不同程度的稀释。取最后3 个稀释度的稀释液涂于淀粉培养基平板上，每个稀释度涂3 个平板，每个平板加稀释液0.1 mL，用无菌玻璃刮棒涂匀，37℃培养48 h(用黑布包好平板)。注意在每个平板背后要标明处理时间、稀释度、组别、座位号。
计算存活率及致死率：
存活率：将培养48h后的平板取出进行细胞计数。根据平板上菌落数，计算也对照样品1mL菌液中的活菌数。
同样计算用紫外线处理1、2、3min 后的存活细胞数及致死率。
