第7章 微生物的遗传和变异2 水处理生物学教学课件
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水处理微生物学PPT课件
❖ 在废水处理中，可作为指示生物； ❖ 源水中大量繁殖，可能阻塞滤池； ❖ 是大多数名贵水产品的开口饵料和优质食
物，在水产养殖业有很大的应用价值.
二、甲壳类动物
❖ 主要特点是具有坚硬的甲壳。常见种类有水 蚤和剑水蚤，它们以细菌、酵母菌、单细胞 藻类、原生动物以及有机碎屑为食；
❖ 源水中过度繁殖，易污染供水系统，如哈尔 滨市宾县（ 1995 ~2004年）剑水蚤出现在管 网末端，吉林省四平市（ 2001年）在管网中 发现水蚤。
2.1 细菌
☞2.1.1 细菌形态与大小
❖ 细菌：单细胞、不分枝，类似植物的原核微生物
球菌
分类 杆菌 螺旋菌
细菌基本形态，是鉴定菌 种的依据之一
❖ 细菌的大小 单位：μ m（微米） 球菌：直径（ 0.5~1.0微米） 杆菌：宽度（直径）×长度 （直径在0.4~1.0微米，长度为宽度的一至数倍） 螺旋菌：宽度（直径）×长度 （长度是两端的距离） 大小受各种因素影响而变化
偏端丛毛菌类 (B)
周毛菌类 (C)
A
B
C
☞2.1.3 细菌的培养特征与研究方法
一、菌落：单个细菌在固体培养基表面经繁殖以后形成的肉眼 可见的集团。 (一定培养条件下表现出一定的特征)
二、染色： 单染：一种染料使细菌着色。 复染：两种染料对细菌着色。（鉴别染色法）
革蓝氏染色法 草酸铵结晶紫 沙黄（蕃红）
c、淀粉、油脂、味精废水及柠檬酸残糖废水 均可利用酵母菌处理，还可得到酵母菌体蛋 白，用作饲料。
3.1.2 霉 菌
一、霉菌的形态和大小
霉菌：通常指那些菌丝体较发达又不产生 大型肉质子实体（蕈菌）结构的真菌。
霉菌的菌丝直径约3～10µm。
菌丝：
营养菌丝
物，在水产养殖业有很大的应用价值.
二、甲壳类动物
❖ 主要特点是具有坚硬的甲壳。常见种类有水 蚤和剑水蚤，它们以细菌、酵母菌、单细胞 藻类、原生动物以及有机碎屑为食；
❖ 源水中过度繁殖，易污染供水系统，如哈尔 滨市宾县（ 1995 ~2004年）剑水蚤出现在管 网末端，吉林省四平市（ 2001年）在管网中 发现水蚤。
2.1 细菌
☞2.1.1 细菌形态与大小
❖ 细菌：单细胞、不分枝，类似植物的原核微生物
球菌
分类 杆菌 螺旋菌
细菌基本形态，是鉴定菌 种的依据之一
❖ 细菌的大小 单位：μ m（微米） 球菌：直径（ 0.5~1.0微米） 杆菌：宽度（直径）×长度 （直径在0.4~1.0微米，长度为宽度的一至数倍） 螺旋菌：宽度（直径）×长度 （长度是两端的距离） 大小受各种因素影响而变化
偏端丛毛菌类 (B)
周毛菌类 (C)
A
B
C
☞2.1.3 细菌的培养特征与研究方法
一、菌落：单个细菌在固体培养基表面经繁殖以后形成的肉眼 可见的集团。 (一定培养条件下表现出一定的特征)
二、染色： 单染：一种染料使细菌着色。 复染：两种染料对细菌着色。（鉴别染色法）
革蓝氏染色法 草酸铵结晶紫 沙黄（蕃红）
c、淀粉、油脂、味精废水及柠檬酸残糖废水 均可利用酵母菌处理，还可得到酵母菌体蛋 白，用作饲料。
3.1.2 霉 菌
一、霉菌的形态和大小
霉菌：通常指那些菌丝体较发达又不产生 大型肉质子实体（蕈菌）结构的真菌。
霉菌的菌丝直径约3～10µm。
菌丝：
营养菌丝
《微生物遗传与变异》课件
倒位突变
指DNA分子中一段碱基对的倒位，导致基因 结构的改变。
基因突变机制
自发突变
指在没有任何外界因素的影响 下，DNA复制过程中偶然出 现的差错导致的基因突变。
诱变因素
指某些物理、化学、生物因素 可以诱导基因突变的产生，如 紫外线、X射线、化学诱变剂
等。
修复缺陷
指DNA损伤修复过程中的缺 陷可以导致基因突变的产生。
基因重组也可以帮助微生物抵 抗抗生素等外部压力，提高生 存能力。
04 微生物基因表达调控
基因表达调控概念
基因表达调控是生物体内基因表达的调节控制过程，是生物体内基因活动的一个重 要环节。
基因表达调控主要发生在转录水平，即RNA聚合酶通过转录起始、延伸、终止等过 程控制基因的表达。
基因表达调控对于生物体的生长、发育、代谢以及应激反应等生理过程具有重要意 义。
表观遗传修饰
表观遗传修饰是指DNA序列不变的情况下，基因表达的可遗传变化， 包括DNA甲基化、组蛋白修饰等。表观遗传修饰可以影响转录因子的 活性，从而调控基因的表达。
基因表达调控对微生物的影响
微生物的适应性
基因表达调控是微生物适应环境变化的重要机制。通过调控特定基因的表达，微生物可以适应不同的生长条件、营养 需求以及环境压力。
遗传物质
携带遗传信息的物质， 可以是DNA或RNA。
微生物遗传学重要性
基础研究
01
揭示生命本质，探索生物进化机制。
应用研究
02
改良微生物菌种，提高工业生产效率。
疾病控制
03
研究病原微生物的遗传特性，为疾病防治提供依据。
微生物遗传学发展历程
19世纪
孟德尔遗传定律的发现，奠定遗传学基础。
指DNA分子中一段碱基对的倒位，导致基因 结构的改变。
基因突变机制
自发突变
指在没有任何外界因素的影响 下，DNA复制过程中偶然出 现的差错导致的基因突变。
诱变因素
指某些物理、化学、生物因素 可以诱导基因突变的产生，如 紫外线、X射线、化学诱变剂
等。
修复缺陷
指DNA损伤修复过程中的缺 陷可以导致基因突变的产生。
基因重组也可以帮助微生物抵 抗抗生素等外部压力，提高生 存能力。
04 微生物基因表达调控
基因表达调控概念
基因表达调控是生物体内基因表达的调节控制过程，是生物体内基因活动的一个重 要环节。
基因表达调控主要发生在转录水平，即RNA聚合酶通过转录起始、延伸、终止等过 程控制基因的表达。
基因表达调控对于生物体的生长、发育、代谢以及应激反应等生理过程具有重要意 义。
表观遗传修饰
表观遗传修饰是指DNA序列不变的情况下，基因表达的可遗传变化， 包括DNA甲基化、组蛋白修饰等。表观遗传修饰可以影响转录因子的 活性，从而调控基因的表达。
基因表达调控对微生物的影响
微生物的适应性
基因表达调控是微生物适应环境变化的重要机制。通过调控特定基因的表达，微生物可以适应不同的生长条件、营养 需求以及环境压力。
遗传物质
携带遗传信息的物质， 可以是DNA或RNA。
微生物遗传学重要性
基础研究
01
揭示生命本质，探索生物进化机制。
应用研究
02
改良微生物菌种，提高工业生产效率。
疾病控制
03
研究病原微生物的遗传特性，为疾病防治提供依据。
微生物遗传学发展历程
19世纪
孟德尔遗传定律的发现，奠定遗传学基础。
第7章 微生物的遗传和变异2 水处理生物学 教学课件
2020/9/26
DNA的电子显微镜照片
2020/9/26
A与T、G与C的配对（依靠氢键连接）
一个DNA分子可包含几十万到几百万个碱 基对，每个碱基之间间距为0.34nm。每10 个碱基组成一个螺旋，螺距3.4nm。 碱基之间一一对应，顺序固定，所以可以 保证遗传的稳定性，但是，如果收到干扰， 个别碱基排列顺序发生变化，都会导致微 生物死亡或变异。
细胞质
细 胞
A A T C T A T AG
核 U U A G AU AUC
内
mRNA
U U A G AU AUC
2020/9/26
mRNA
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA
2020/9/26
2020/9/26
亮氨酸
天冬氨酸
氨基酸（原料）
2020/9/26
二、 基因重组
概念：两个不同性状的细胞DNA融合，使 基因重新组合，导致遗传变异，产生新品 种的过程。 重组手段：杂交、转化、转导。
2020/9/26
1.接合 通过双亲细胞的融合，使整套或部分染色体 的基因重组。 通过接合可以获得有目的的新品种。
2.转化 受体细胞直接吸收供体细胞的DNA片断，并将其 整合到自己的基因组里，从而获得供体细胞部分 遗传性状的现象。
异亮氨酸
2020/9/26
CUA
tRNA的一端运载着氨基酸
亮氨酸
天冬氨酸
异亮氨酸
2020/9/26
CUA
反密码子
异亮氨酸
核糖体
U U A G AU AUC
2020/9/26
《生物的遗传和变异》课件
进化
在自然选择的作用下，物种的基因 频率会发生定向改变，从而导致物 种的进化。
遗传和变异的进化意义
遗传是物种保持稳定 的基础，使得物种能 够将自身的特性遗传 给下一代。
遗传和变异在生物进 化中相辅相成，共同 推动物种的适应和演 化。
变异则是物种进化的 源泉，为物种提供了 多样性和适应性。
生物多样性的来源和意义
生物多样性是地球生命的基础，包括 基因多样性、物种多样性和生态系统 多样性。
保护生物多样性对于人类生存和发展 具有重要意义，也是人类赖以生存的 基础。
生物多样性为地球上的生命提供了丰 富的资源和生态平衡，维持着地球上 的生命循环。
05
遗传和变异在人类生活中 的应用
遗传疾病和人类健康
遗传性疾病
遗传性疾病是指由于遗传物质改变而引起的疾病，如唐氏综 合征、血友病等。了解遗传性疾病的发病机制和预防方法对 于提高人类健康水平具有重要意义。
基因突变是指基因序列的 偶然变化，通常是由细胞 内某些异常代谢产物引起 的。
பைடு நூலகம்基因突变的类型
包括点突变、插入和缺失 突变等，其中点突变是最 常见的类型。
基因突变的特点
基因突变具有不定向性、 低频性和多害少利性等特 点，但也有助于生物适应 环境变化。
染色体变异
染色体变异的概念
染色体变异是指染色体结 构和数目的变化，包括染 色体片段的缺失、重复、 倒位和易位等。
《生物的遗传和变异》 ppt课件
目录 CONTENT
• 遗传和变异的基础概念 • 遗传的机制 • 生物的变异 • 遗传和变异在生物进化中的作用 • 遗传和变异在人类生活中的应用
01
遗传和变异的基础概念
遗传的概念
遗传是指生物体通过繁殖将自 身的遗传信息传递给下一代， 使得下一代表现出与亲代相似 的性状。
在自然选择的作用下，物种的基因 频率会发生定向改变，从而导致物 种的进化。
遗传和变异的进化意义
遗传是物种保持稳定 的基础，使得物种能 够将自身的特性遗传 给下一代。
遗传和变异在生物进 化中相辅相成，共同 推动物种的适应和演 化。
变异则是物种进化的 源泉，为物种提供了 多样性和适应性。
生物多样性的来源和意义
生物多样性是地球生命的基础，包括 基因多样性、物种多样性和生态系统 多样性。
保护生物多样性对于人类生存和发展 具有重要意义，也是人类赖以生存的 基础。
生物多样性为地球上的生命提供了丰 富的资源和生态平衡，维持着地球上 的生命循环。
05
遗传和变异在人类生活中 的应用
遗传疾病和人类健康
遗传性疾病
遗传性疾病是指由于遗传物质改变而引起的疾病，如唐氏综 合征、血友病等。了解遗传性疾病的发病机制和预防方法对 于提高人类健康水平具有重要意义。
基因突变是指基因序列的 偶然变化，通常是由细胞 内某些异常代谢产物引起 的。
பைடு நூலகம்基因突变的类型
包括点突变、插入和缺失 突变等，其中点突变是最 常见的类型。
基因突变的特点
基因突变具有不定向性、 低频性和多害少利性等特 点，但也有助于生物适应 环境变化。
染色体变异
染色体变异的概念
染色体变异是指染色体结 构和数目的变化，包括染 色体片段的缺失、重复、 倒位和易位等。
《生物的遗传和变异》 ppt课件
目录 CONTENT
• 遗传和变异的基础概念 • 遗传的机制 • 生物的变异 • 遗传和变异在生物进化中的作用 • 遗传和变异在人类生活中的应用
01
遗传和变异的基础概念
遗传的概念
遗传是指生物体通过繁殖将自 身的遗传信息传递给下一代， 使得下一代表现出与亲代相似 的性状。
关于水处理微生物学课件课件课件课件
右图自上而下： 双球菌、链球菌、四 联球菌、八叠球菌、 葡萄球菌
球菌的形态
电镜下的球菌
葡萄球菌
（2）杆菌
细胞呈杆状或圆 柱形，一般其粗 细（直径）比较 稳定，而长度则 常因培养时间、 培养条件不同而 有较大变化。
单杆菌 双杆菌
链杆菌 球杆菌
杆菌的几种形态
杆菌的形态
电镜下的杆菌
乳酸杆菌
梭状芽孢杆菌
细胞质膜的磷脂
脂类是磷脂，由磷 酸、甘油和脂肪酸 组成
细胞膜的结构：液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
1）膜主体磷脂双 分子层 ，亲水基团 在表面，疏水基团 在内部 2）蛋白镶嵌或贯 穿或浮在表面 3）双分子层有流 动性 4）不对称性
1972年，辛格和尼科尔森提出该模型
B.细胞质膜的生理功能
可以从三方面看菌落的特征： （1）菌落的形态特征 （2）菌落的表面特征 （3）菌落的边缘特征
不同种的细菌菌落特征
粘膜肺炎球菌在血琼脂平板上菌落 肺炎克雷伯氏菌在DHL培养基上菌落形态
是给水与废水处理中最重要的一类微生物！
二、细菌的个体形态和大小
1.细菌的形态
（1）球状 （2）杆状 （3）螺旋状 （4）丝状（仅有少数）
细菌基本形态，是鉴定丝 状菌种的依据之一
（1）球菌
根据分裂方向及相互间连 接方式又分为单球菌、双 球菌、链球菌、四联球菌、 八叠球菌、葡萄球菌等。 是分类的一个依据。
芽孢成熟 6. 芽孢囊裂解
（5）鞭毛（flagella）
定义：由细胞质膜上的鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体 外的一条纤细的波浪状的丝状物。
是分类上重要特征之一。
偏端单毛菌类 两端单毛菌类 偏端丛毛菌类 两端丛毛菌类 周毛菌类
球菌的形态
电镜下的球菌
葡萄球菌
（2）杆菌
细胞呈杆状或圆 柱形，一般其粗 细（直径）比较 稳定，而长度则 常因培养时间、 培养条件不同而 有较大变化。
单杆菌 双杆菌
链杆菌 球杆菌
杆菌的几种形态
杆菌的形态
电镜下的杆菌
乳酸杆菌
梭状芽孢杆菌
细胞质膜的磷脂
脂类是磷脂，由磷 酸、甘油和脂肪酸 组成
细胞膜的结构：液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
1）膜主体磷脂双 分子层 ，亲水基团 在表面，疏水基团 在内部 2）蛋白镶嵌或贯 穿或浮在表面 3）双分子层有流 动性 4）不对称性
1972年，辛格和尼科尔森提出该模型
B.细胞质膜的生理功能
可以从三方面看菌落的特征： （1）菌落的形态特征 （2）菌落的表面特征 （3）菌落的边缘特征
不同种的细菌菌落特征
粘膜肺炎球菌在血琼脂平板上菌落 肺炎克雷伯氏菌在DHL培养基上菌落形态
是给水与废水处理中最重要的一类微生物！
二、细菌的个体形态和大小
1.细菌的形态
（1）球状 （2）杆状 （3）螺旋状 （4）丝状（仅有少数）
细菌基本形态，是鉴定丝 状菌种的依据之一
（1）球菌
根据分裂方向及相互间连 接方式又分为单球菌、双 球菌、链球菌、四联球菌、 八叠球菌、葡萄球菌等。 是分类的一个依据。
芽孢成熟 6. 芽孢囊裂解
（5）鞭毛（flagella）
定义：由细胞质膜上的鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体 外的一条纤细的波浪状的丝状物。
是分类上重要特征之一。
偏端单毛菌类 两端单毛菌类 偏端丛毛菌类 两端丛毛菌类 周毛菌类
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生物的各项生命活动都有它的物质基础。 生物遗传的物质基础是什么呢？ 答案是DNA，科学告诉我们，亲代将各种 遗传性状通过DNA传递给了子代，子代获 得DNA后形成一定的蛋白质，将遗传特性 表现出来。
2020/6/16
DNA—主要的遗传物质
注：DNA不是唯一的遗传物质， 较少的微生物也靠RNA进行遗 传。
2020/6/16
注意：DNA的复性是随机的。即复性的 DNA不可能完全回复到原来状态。
2020/6/16
复性实验： 用非放射性同位素N15标记的DNA和用放 射性同位素N14标记的DNA同时变性与复 性实验，最终得到3种双链DNA。 a. 25％含N14的双链； b.25％含N15的双链； c.50％含有N14和N15的双链。
2020/6/16
五、蛋白质合成
3.翻译
由tRNA完成。通过反密码子与mRNA密 码子的互补，tRNA破译氨基酸的密码， 进而将所需氨基酸送到核糖体处。
4.蛋白质的合成
特定的碱基顺序密码送到核糖体，氨基 酸按照顺序连接在一起，在酶的作用下 形成多肽链，进而形成蛋白质，最终将 遗传信息表达出来。
2020/6/16
1.DNA的存在形式
真核生物中DNA以染色体存在于细胞核内， 而在原核生物中，DNA存在于细胞质内。
2.基因
基因：生物体内贮存遗传信息、能进 行自我复制能力的遗传功能单位。是 DNA分子上的具有特定碱基排列顺序的 核苷酸片断。
每个细菌约有5000～10000个基因。
2020/6/16
2020/6/16
2020/6/16
DNA有两条核苷酸链彼此围绕同一根轴 互相盘绕形成，为双螺旋结构。
每个单链均由脱氧核糖－磷酸－脱氧核 糖－磷酸交替排列构成。每个核苷酸链 上都有四个碱基： T——胸腺嘧啶 A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 彼此与另一条核苷酸链上的碱基组成碱 基对：T—A A—T G—C C—G
2020/6/16
四种碱基的结构
2020/6/16
核苷酸 的结构
2020/6/16
磷酸
脱氧 核糖
碱GCTA基 碱基
2020/6/16
A
G
C
T
磷酸
2020/6/16
脱氧 核糖
碱基
DNA分子结构
2020/6/16
2020/6/16
A
T
T
A
G
C
C
G
DNA链的延伸
2020/6/16
2020/6/16
（二）遗传物质的存在形式
• 染色体 • 质粒 • 细胞器DNA • 转座因子 • RNA • 朊病毒
2020/6/16
3.遗传信息的传递
贮存在DNA上的遗传信息都会转录到RNA 上，通过RNA的翻译作用指导蛋白质的合 成，最终依靠蛋白质体现遗传性状。
转录
翻译
DNA
RNA
Hale Waihona Puke 蛋白质2020/6/16
（二）DNA的复制 微生物为了保证遗传的稳定性，DNA的 复制十分精确。 复制过程： 1.解旋：DNA双链氢键断裂，双链分开； 2.复制：以各自双链为模板，进行复制。 3.分配：新复制的核苷酸链与原来的一条 核苷酸链按照碱基配对原则形成新的双链 结构并分给子代。
2020/6/16
二、DNA的结构与复制 （一）.DNA结构 最经典的结构：双螺旋结构。 沃森、克里克1953年提出。
2020/6/16
沃森（左）和克里克与DNA分子双螺旋结 构模型 1953年的克里克（Francis Crick,1916-2004)（右）和沃森(James
Watson,1928-)在实验室里，他们两人因为发现了DNA的分子结构，而 在1962年与威尔金斯一起获得诺贝尔生理学和医学奖。
2020/6/16
2020/6/16
DNA的复制
注意： 1.复制过程必须有酶的参与； 如：解旋酶、聚合酶等。 2.解旋过程中，并不是完全断开后才开 始复制，而是解开一段后，就进行复制。 复制好的就开始形成双螺旋。 3.每个子代细胞都获得了亲代细胞的一 个DNA单链。
2020/6/16
三、DNA的变性和复性 1.DNA变性 DNA双链受到外界作用（受热、提高pH）， 氢键被破坏而形成单链的现象。 2.DNA的复性 变性DNA重新形成天然DNA的过程。也称 为退火。如：高温条件下变性的DNA在降 温后回重新形成双链结构。
2020/6/16
DNA的电子显微镜照片
2020/6/16
A与T、G与C的配对（依靠氢键连接）
一个DNA分子可包含几十万到几百万个碱 基对，每个碱基之间间距为0.34nm。每10 个碱基组成一个螺旋，螺距3.4nm。 碱基之间一一对应，顺序固定，所以可以 保证遗传的稳定性，但是，如果收到干扰， 个别碱基排列顺序发生变化，都会导致微 生物死亡或变异。
2020/6/16
2020/6/16
DNA与RNA分子的比较
规则的双螺旋结构
脱氧核苷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖 磷酸
通常呈单链结构
核糖核苷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）
核糖 磷酸
五、蛋白质合成 共分成四个阶段 1.DNA的复制 细胞将某特定段DNA链进行复制。 2.mRNA的转录 DNA双链打开后，以单链为模板，按照 碱基配对原则复制RNA。将DNA上的信 息转给RNA。
第七章 微生物的生长和遗传变异
2020/6/16
2020/6/16
请大家想一想，与遗传 变异有关的俗语或谚语 有哪些？
1.种瓜得瓜，种豆得豆； 2.龙生龙，凤生凤，老鼠儿子会打洞； 3.虎父无犬子； 4.一母生九子，母子十不同。
2020/6/16
第二节 微生物的遗传
一、遗传和变异的物质基础——DNA
2020/6/16
四、RNA 即核糖核酸。 RNA与DNA相似，不同之处是核糖及碱 基。 RNA的碱基也有四个，为 U——尿嘧啶（DNA为T：胸腺嘧啶） A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 碱基对： U—A A—U G—C C—G
2020/6/16
RNA有四种：tRNA、rRNA、mRNA、反 义RNA。 mRNA：信使RNA，带有氨基酸的信息密 码（三联密码子），用于翻译氨基酸。 tRNA：转移RNA，带有与mRNA互补的反 密码子，能识别氨基酸和mRNA的密码。 rRNA：与蛋白质形成核糖体，作为蛋白质 的合成场所。(核糖体RNA) 反义RNA：起调节作用，主要决定mRNA 的翻译速度。
2020/6/16
DNA—主要的遗传物质
注：DNA不是唯一的遗传物质， 较少的微生物也靠RNA进行遗 传。
2020/6/16
注意：DNA的复性是随机的。即复性的 DNA不可能完全回复到原来状态。
2020/6/16
复性实验： 用非放射性同位素N15标记的DNA和用放 射性同位素N14标记的DNA同时变性与复 性实验，最终得到3种双链DNA。 a. 25％含N14的双链； b.25％含N15的双链； c.50％含有N14和N15的双链。
2020/6/16
五、蛋白质合成
3.翻译
由tRNA完成。通过反密码子与mRNA密 码子的互补，tRNA破译氨基酸的密码， 进而将所需氨基酸送到核糖体处。
4.蛋白质的合成
特定的碱基顺序密码送到核糖体，氨基 酸按照顺序连接在一起，在酶的作用下 形成多肽链，进而形成蛋白质，最终将 遗传信息表达出来。
2020/6/16
1.DNA的存在形式
真核生物中DNA以染色体存在于细胞核内， 而在原核生物中，DNA存在于细胞质内。
2.基因
基因：生物体内贮存遗传信息、能进 行自我复制能力的遗传功能单位。是 DNA分子上的具有特定碱基排列顺序的 核苷酸片断。
每个细菌约有5000～10000个基因。
2020/6/16
2020/6/16
2020/6/16
DNA有两条核苷酸链彼此围绕同一根轴 互相盘绕形成，为双螺旋结构。
每个单链均由脱氧核糖－磷酸－脱氧核 糖－磷酸交替排列构成。每个核苷酸链 上都有四个碱基： T——胸腺嘧啶 A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 彼此与另一条核苷酸链上的碱基组成碱 基对：T—A A—T G—C C—G
2020/6/16
四种碱基的结构
2020/6/16
核苷酸 的结构
2020/6/16
磷酸
脱氧 核糖
碱GCTA基 碱基
2020/6/16
A
G
C
T
磷酸
2020/6/16
脱氧 核糖
碱基
DNA分子结构
2020/6/16
2020/6/16
A
T
T
A
G
C
C
G
DNA链的延伸
2020/6/16
2020/6/16
（二）遗传物质的存在形式
• 染色体 • 质粒 • 细胞器DNA • 转座因子 • RNA • 朊病毒
2020/6/16
3.遗传信息的传递
贮存在DNA上的遗传信息都会转录到RNA 上，通过RNA的翻译作用指导蛋白质的合 成，最终依靠蛋白质体现遗传性状。
转录
翻译
DNA
RNA
Hale Waihona Puke 蛋白质2020/6/16
（二）DNA的复制 微生物为了保证遗传的稳定性，DNA的 复制十分精确。 复制过程： 1.解旋：DNA双链氢键断裂，双链分开； 2.复制：以各自双链为模板，进行复制。 3.分配：新复制的核苷酸链与原来的一条 核苷酸链按照碱基配对原则形成新的双链 结构并分给子代。
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二、DNA的结构与复制 （一）.DNA结构 最经典的结构：双螺旋结构。 沃森、克里克1953年提出。
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沃森（左）和克里克与DNA分子双螺旋结 构模型 1953年的克里克（Francis Crick,1916-2004)（右）和沃森(James
Watson,1928-)在实验室里，他们两人因为发现了DNA的分子结构，而 在1962年与威尔金斯一起获得诺贝尔生理学和医学奖。
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DNA的复制
注意： 1.复制过程必须有酶的参与； 如：解旋酶、聚合酶等。 2.解旋过程中，并不是完全断开后才开 始复制，而是解开一段后，就进行复制。 复制好的就开始形成双螺旋。 3.每个子代细胞都获得了亲代细胞的一 个DNA单链。
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三、DNA的变性和复性 1.DNA变性 DNA双链受到外界作用（受热、提高pH）， 氢键被破坏而形成单链的现象。 2.DNA的复性 变性DNA重新形成天然DNA的过程。也称 为退火。如：高温条件下变性的DNA在降 温后回重新形成双链结构。
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DNA的电子显微镜照片
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A与T、G与C的配对（依靠氢键连接）
一个DNA分子可包含几十万到几百万个碱 基对，每个碱基之间间距为0.34nm。每10 个碱基组成一个螺旋，螺距3.4nm。 碱基之间一一对应，顺序固定，所以可以 保证遗传的稳定性，但是，如果收到干扰， 个别碱基排列顺序发生变化，都会导致微 生物死亡或变异。
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DNA与RNA分子的比较
规则的双螺旋结构
脱氧核苷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖 磷酸
通常呈单链结构
核糖核苷酸
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）
核糖 磷酸
五、蛋白质合成 共分成四个阶段 1.DNA的复制 细胞将某特定段DNA链进行复制。 2.mRNA的转录 DNA双链打开后，以单链为模板，按照 碱基配对原则复制RNA。将DNA上的信 息转给RNA。
第七章 微生物的生长和遗传变异
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请大家想一想，与遗传 变异有关的俗语或谚语 有哪些？
1.种瓜得瓜，种豆得豆； 2.龙生龙，凤生凤，老鼠儿子会打洞； 3.虎父无犬子； 4.一母生九子，母子十不同。
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第二节 微生物的遗传
一、遗传和变异的物质基础——DNA
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四、RNA 即核糖核酸。 RNA与DNA相似，不同之处是核糖及碱 基。 RNA的碱基也有四个，为 U——尿嘧啶（DNA为T：胸腺嘧啶） A——腺嘌呤 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 碱基对： U—A A—U G—C C—G
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RNA有四种：tRNA、rRNA、mRNA、反 义RNA。 mRNA：信使RNA，带有氨基酸的信息密 码（三联密码子），用于翻译氨基酸。 tRNA：转移RNA，带有与mRNA互补的反 密码子，能识别氨基酸和mRNA的密码。 rRNA：与蛋白质形成核糖体，作为蛋白质 的合成场所。(核糖体RNA) 反义RNA：起调节作用，主要决定mRNA 的翻译速度。