12-12遗传学细菌汇总
全国中学生生物竞赛名词解释-12遗传学常见名词
3、复等位基因：在一个群体中，一个基因位点有3个或3个以上的基因成员，它们共同控制同一性状的发育，这一系列G称复等位基因。
4、基因互作（Gene interaction）：非等位基因间相互作用产生新的类型。
5、互朴作用（complementang effect）：两种或两种以上显性基因相互补充决定一种性状的发育，缺少一种显性基因性状不能表达。
6、抑制作用（inbibitional effect）：某显性基因本身并不直接控制性状的发育，但可抑制另一种基因的表达。
7、显性上位（dominant epithesis）：一种对显性基因的产物抑制另一种显性基因的产物，只有在上位基因不存在时，被遮盖的基因才能表达。
8、隐性上位：一对隐性基因影响另一种或多种显性基因的表现。
遗传学常见名词
合肥 张力 收集 整理
1、反应规范（reaction norm）：同一种GT个体在不同环境下的表现程度。
2、表现度（expressity）：在一群体中，同一GT的不同个体某种PT呈现的百分率。
3、外显率（penetrance）：在不同环境条件下，同一种GT表现完全显性的百分率。
13、滚环式复制：（附加体、质粒、环状病毒）环状DNA一条链拆开或线状，内环复制，线状也复制。
14、D环复制：双螺旋的两条链并不同时进行复制，轻链先开始复制，稍后重链再开始复制，当复制沿轻链开始时，重链上产生了D环，随环形轻链复制的进行，D环增大，重链后亦开始复制，最后两条链完成复制形成两条新的DNA又螺旋。
48、中断杂交位图：根据基因转移的先后次序以时间为图距单位来测定基因的连销关系。
49、重组作用：利用Hfr×F-，在部分二倍体中，若两个基因相距越近，在重组体中出现的机会越多，两基因相距越远，在遗传的重组体中同时出现的机会就越少。就可根据重组体中某一性状单独出现的频率作为两基因间的交换率或图距，再进行基因定位。
细菌遗传学
遗 传与变异 变异: 基因突变与基因
转移
细菌的遗传和变异
• 遗传（heredity）
– 遗传使细菌的性状保持相对稳定，且代代相 传，使其种属得以保存。
• 变异（variation）
– 在一定条件下，子代和亲代之间以及子代和 子代之间的差异称为变异。
细菌的变异现象
• • • • • • • 形态、结构变异（如：孢子、荚膜、鞭毛） 毒力变异 耐药性变异 代谢变异（营养缺陷、糖发酵类型、生化反应） 抗原性变异 菌落变异 温度敏感性变异
自发还是诱变的证明
三、影印培养法
1951年J&E Lederberg 发明影印培养法法 (Replica plating) 直接证明了突变的自发 性：细菌的抗药性发生在加入药物以前， 而药物的作用只是把突变型筛选出来。
影印培养法可以分离出纯种的突变株，它在微生 物遗传的理论和育种研究中都有广泛的应用
突变的分子基础(自学)
• 诱变剂的作用 • 自发突变的机制 • 错配修复与增变基因(mutator gene):dam mutH mutL mutS uvrD • 突变的热点
突变类型的筛选 基因突变是通过其表型效应而被发现的， 通常突变在群体中占极少数，因此需要 用一些特别的方法来区分突变型与野生 型菌。前述的影印培养法、EMB批示平 板法。 筛选过程：野生型菌 诱变剂处理 突变型 浓缩突变型分离 突变型鉴定
基因突变的类型
1、点突变、多点突变 2、按表型：形态突变，生化突变(营养缺陷型、糖发酵能 力、抗性突变型、对药物的依赖)，致死性突变(条件致 死性：Ts), 毒力改变以及抗原性突变 3.按突变所引起的遗传信息意义是否改变：错义 (missense)、同义(samesence)和无义(nonsense)突变 4.按遗传物质结构的改变：碱基置换(substituion)、碱基插 入(insertion)、碱基缺失(deletion)和移码(frame shift)
遗传学复习要点
遗传学复习要点0.细菌的遗传分析F因子将供体细胞的基因导入受体，形成部分二倍体的过程叫性导或F－导。
F 因子整合进细菌染色体→[Hfr] → F’→与F－接合→产生部分二倍体。
F’和λd颗粒不同，它加进了细菌的基因，并不减少本身的基因。
F’因子也没有蛋白质外壳包装的问题，所以长度不为包装所限制。
细菌的转化和转导作图：转化：没有噬菌体作介导，由DNA直接转入受体细胞的过程，称为转化。
细菌的转导与作图转导：以病毒作为载体把遗传信息从一个细菌细胞传到另一个细菌细胞。
转导分为一般性和特殊性转导转导病毒产生的频率非常低。
由于噬菌体外壳蛋白决定噬菌体附着细胞表面的能力，因此，这种噬菌体颗粒仍然具有侵染性。
它感染细菌细胞，并将其内含物－细菌的DNA片断注入其中。
进入的DNA片段可以和寄主细胞DNA发生重组，形成遗传结构发生重组的细菌细胞－转导体。
②共转导频率与图距的关系式1966年，T.T Wu (Harvard University)得到了一个共转导频率与从接合实验中得到的图距相连系的数学表达式：（4）局限性（特异性）转导与作图由温和噬菌体进行的转导叫做局限性转导（specialized transduction）。
该噬菌体DNA整合进细菌染色体中时，都占有一个特定的位置，所以只转移细菌染色体的特定部分。
细菌同源重组的特点细菌的转化、接合和转导重组都是同源重组。
细菌中的重组发生在一个完整的环状双螺旋DNA分子与一个单链或双链DNA分子片段之间，而且没有相对应的（相反的）重组子。
重组发生在单链DNA片段和完整的双链DNA之间，且供体单链与受体DNA之间结合形成一段异源双链区，最后结果取决于错配修复。
无重组发生：校正切除的是异源双链区中的属原供体单链的核苷酸。
若无修复校正作用，则该细菌分裂后产生两个细胞，一个是受体的基因型，另一个是重组体的基因型。
高效率标记：有些遗传标记在转化中很少发生校正作用，或校正切除几乎总是在受体DNA上，因此转化频率较高，这类遗传标记称为～。
遗传学实验-细菌转化
五、实验步骤
（一）感受态的制备 1、E. Coli涂布于平板（Amp-），37℃，培养12h； 2、挑取单菌落，转移至盛有200mL LB的500mL三 角瓶中，37℃，振荡（200r/min）培养12h；
3、吸取1mL菌液，转移至盛有100mL LB的200mL三角瓶 中，37℃，振荡（200r/min）培养2~3h，每隔0.5h测OD600 值； 4、当OD600=0.3~0.4（对数生长期的OD600=0.6）取出； 冰上放置10~60min； 5、4℃，5000rpm，离心10min，弃上清； 6、冰预冷的0.1mol/L CaCl2 10mL悬浮细胞； 7、冰上放置15min； 8、4℃，5000rpm，离心10min，弃上清； 9、冰预冷的0.1mol/L CaCl2 2mL悬浮细胞； 10、用于转化实验；若需保存，加入终浓度15%的甘油， -70℃保存。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 将上述沉淀重悬于100μL冰预冷的溶液Ⅰ 将上述沉淀重悬于100μL冰预冷的溶液Ⅰ中，剧烈 100μL冰预冷的溶液 震荡（须使沉淀完全分散）； 震荡（须使沉淀完全分散）； 加入200μL溶液Ⅱ，盖紧管口，快速颠倒离心管 加入200μL溶液Ⅱ 盖紧管口， 200μL溶液 5~10次 5~10次； 加入150μL冰预冷的溶液Ⅲ 盖紧管口， 150μL冰预冷的溶液 加入150μL冰预冷的溶液Ⅲ，盖紧管口，温和地颠 倒离心管5~10次； 倒离心管5~10次 5~10 10000r/min离心5min； 离心5min 10000r/min离心5min； 上清转移到另一新1.5mL离心管中； 1.5mL离心管中 上清转移到另一新1.5mL离心管中； 加入2倍体积的乙醇，充分混匀，室温放置2min 2min（ 加入2倍体积的乙醇，充分混匀，室温放置2min（若 沉淀不充分，可加入1/10体积3mol/L的醋酸钠）； 1/10体积3mol/L的醋酸钠 沉淀不充分，可加入1/10体积3mol/L的醋酸钠）； 10000r/min离心5min； 离心5min 10000r/min离心5min； 弃上清，干燥沉淀； 弃上清，干燥沉淀； TE溶解沉淀 保存。 溶解沉淀， 加TE溶解沉淀，保存。
细菌的遗传和变异
5、质粒的转移
细菌质粒可在同种、同属或不同属细菌间转移
方式： 接合性耐药性质粒，通过性菌毛接合转移 非接合性耐药性质粒，通过噬菌体为媒介 将DNA中信息转移；
结果：耐药菌可以将耐药基因转移至敏感菌，
使敏感菌也携带了耐药性，成为耐药菌；
（三）细菌转位子
1 、定义： 为存在于细菌的染色体或质粒上一段
表达调控：
（1）调控部位：起动子、终止子
（2）调节蛋白：阻遏蛋白
（3）效应物分子
乳糖操纵子模型
Francois Jacob和Jacques Monod提出，
E.coli 利用乳糖需两种酶：
LacZ基因编码的半乳糖苷酶→乳糖来自解为葡萄糖、半乳糖LacY基因编码的半乳糖穿透酶→将乳糖运输入细胞内
LacA基因编码转酰基酶→与前两酶一起受调控
减弱：BCG（卡介苗） Calmette 和Guerin 230次历时13年之久 传代培养，毒力减弱，抗原性不变的菌株。预 防接种，不致病，但可获得免疫力。 增强： 无荚膜肺炎链球菌→小白鼠腹腔接种， 毒力增强→产生荚膜；
（五）耐药性变异
对某种药物敏感的细菌变成对该药耐受的
变异称为耐药性变异；
染色体耐药基因的突变 耐药性质粒的转移 转座子的插入 →细菌产生特定的酶类或多肽 类物质→阻挡药物向靶细胞穿 透、发生新的代谢途径；
染色体（核质）
质粒
（一）细菌的染色体
1、特点：
（ 1 ）一条环状双螺旋长链，反复扭曲折叠，
呈负超螺旋结构； （2）长度约菌体1000倍，分子量109dal左右
2、细菌染色体的复制；
E.coli约需要20分钟，平均每分钟105bp
复制叉（replicating fork）
现代遗传学教程配套幻灯片(共329张)
现代遗传学教程配套幻灯片（共329张）§1 绪论1-01MODERNGENETICS1-02What’s GENETICS?1-03遗传学基因1-04遗传物质来至父母1-05孟德尔1-06selective breeding1-07果实1-08鸡1-09猪牛1-10水稻1-11T-DNA1-12花1-13花蕊1-14苔1-15棉花1-16玉米§2 遗传的三大基本定律2-01现代遗传学教程2-02孟德尔2-03豌豆杂交实验2-04plants2-05豌豆杂交实验结果2-06香豌豆杂交实验（一）2-07紫茉莉花色的遗传2-08等位基因间的相互作用2-09植物自交不亲和性图解2-10基因互作－鸡冠形状的遗传2-11互补效应－香豌豆花色的遗传2-12狗毛色的显性上位遗传2-13家鼠毛色隐性上位遗传2-14基因相互作用的机理2-15遗传的染色体学说2-16遗传的染色体学说2-17互引相与互斥相2-18果蝇的完全连锁与不完全连锁2-19对果蝇完全连锁与不完全连锁的解释(一)2-20对果蝇完全连锁与不完全连锁的解释(二)–完全连锁2-21对果蝇完全连锁与不完全连锁的解释(二)–不完全连锁2-22在减数分裂前期非姊妹染色单体间的可见交叉点2-23交换是产生基因重组的基础－交换模式图§3 染色体与遗传3-1雌雄果蝇及其性染色体3-2雌雄果蝇及其性染色体3-3果蝇Sxl性决定开关3-4果蝇Sxl性决定开关3-5人的XY型性别决定3-6人类探索睾丸决定因子的进展示意图3-7人类睾丸决定因子位于Y染色体短臂的证明3-8雌、雄螠虫示意图3-9蜜蜂的性别决定3-10扬子鳄的卵在不同的温度下可发育为不同的性别3-11果蝇白眼性状的遗传3-12用纯系白眼果蝇证明伴性遗传3-13白眼雄蝇与纯系红眼雌蝇杂交及红眼雄蝇与纯系白眼雌蝇杂交的结果3-14果蝇白眼性状的遗传3-15用纯系白眼果蝇证明伴性遗传3-16白眼雄蝇与纯系红眼雌蝇杂交及红眼雄蝇与纯系白眼雌蝇杂交的结果3-17减数分裂中染色体的不正常分离示意图3-18对白眼雌蝇与红眼雄蝇交配3-19人类性染色体的差异区域和同源区域3-20伴X连锁遗传3-21一个抗维生素D佝偻病的家族图谱3-22伴Y连锁遗传—毛耳性状只在男性表现3-23利用芦花斑纹的遗传用于蛋用鸡的雌雄性选3-24鸡羽毛的限性遗传育3-25人类秃发的遗传－从性遗传3-26在果蝇中通过Sxl基因对剂量补偿的调控3-27哺乳动物中X染色体的失活示意图3-28正常男性(XY)和女性(XX)的细胞核3-29巴氏小体的失活是随机的3-30由于X的失活使玳瑁雌猫呈现花斑皮毛3-31AB杂合体女性G-6-PD电泳图3-32X染色体失活机制3-33XIST基因在失活的X染色体上表达3-34染色体结构变异的类型3-35中间缺失和末端缺失3-36末端缺失将产生不稳定的染色体3-37在减数分裂中，缺失杂合体形成缺失环结构3-38由于缺失造成玉米株色的假显性遗传3-39人类中由于第5染色体短臂缺失而造成猫叫3-40重复的类型综合症3-41雌果蝇X染色体16区段的重复导致棒眼性3-42利用重复筛选隐性突变体状的产生3-43倒位环的形成3-44花斑位置效应和稳定位置效应3-45倒位使交换值减少3-46倒位杂合体减数分裂时3-47臂内倒位杂合体在倒位环内发生双交换后产3-48平衡致死系统生结构正常的重组染色体3-49易位杂合体在减数分裂时染色体的配对方式3-50相互易位杂合子的联会及所产生配子的染色体组合3-51果蝇褐眼、黑檀体的假连锁现象3-52罗伯逊变化3-53利用易位培育出家蚕性别自动鉴别品系3-54染色体数目变异的基本类型(一)–整倍体3-55染色体数目变异的基本类型(二)–非整倍体3-56具有农业或园艺意义的多倍体植物3-57同源多倍体减数分裂时4条同源染色体可能3-58八倍体小黑麦的培育过程示意图的配对形式及分离3-59三极纺锤体图解3-60 21三体Down氏综合症3-61 21三体基因和表型图§4 遗传图的制作和基因定位4-01两个基因之间双交换的结果等于没交换4-02玉米三点测交实验结果分析4-03染色单体干涉示意图4-04果蝇的遗传学图(遗传连锁图)4-05脉孢菌生活周期及其减数分裂过程4-06从一个脉孢霉子囊壳来的子囊照片4-07利用脉孢霉直接证明分离规律4-08第一次分裂分离四分子的形成4-09第二次分裂分离四分子的形成4-10脉孢霉交配型位点的着丝粒图距4-11Tetrad4-12将子囊分为三种类型4-13当二对基因位于不同的染色体上时4-14当二个基因位于同一染色体上时4-15果蝇孪生斑及其产生的机制4-16基于有丝分裂交换的作图4-17构巢曲霉菌有丝分裂分析4-18若X染色体没有发生重组交换4-19外祖父法4-20细胞杂交技术可产生不同的人-鼠杂种细胞系4-21FISH的基本过程示意图4-22Transformation of E. coli4-23细菌转化过程示意图4-24利用转化确定基因间的连锁关系4-25利用转化确定基因间的连锁关系4-26双交换形成一个完整的重组子4-27在两个细菌之间遗传物质的有性重组4-28Davis的U形管实验4-29环状F因子示意图4-30大肠杆菌F+(右)和F-(左)接合的电镜观察4-31F因子在两细胞间的转移使F-变成F+ 4-32F因子整合产生高频重组菌株4-33Hfr?F-杂交中供体菌基因的转移4-34F’因子的形成4-35部分二倍体4-36利用性导所形成的部分二倍体进行互补测验4-37部分二倍体互补测验的解释4-38中断杂交实验4-39HfrH菌株各非选择性标记基因进入F－细菌的时间不同，达到的最高频率也不同4-40不同的Hfr菌株转移的起点和方向均不同4-41细菌重组的特点，示部分二倍体中外基因子和内子之间单交换或双交换的结果4-42重组作图4-43大肠杆菌的环状遗传图4-44噬菌体生活周期4-45转导现象的发现4-46transduction4-47普遍性转导示意图4-48噬菌体的整合与切离4-49噬菌体的整合4-50高频转导4-51噬菌体遗传重组原理示意图4-52噬菌体多连体DNA的产生及包装4-53末端冗余DNA分子及其用3’核酸外切酶的鉴定4-54带有不同末端冗余的环状排列基因次序的DNA分子及其鉴定4-55T4噬菌体遗传图§5 分子水平上的基因功能5-01肺炎球菌的转化试验5-02Avery的体外转化实验5-03 O. Avery5-04Hershey-Chase噬菌体感染实验5-05烟草花叶病病毒的重建实验5-06Watson(左)和Crick(右)与DNA双螺旋结构模型5-07Southern和orthern杂交过程示意图5-08Meselson-Stahl关于DNA半保留复制证明的实验5-09通过放射自显影观察DNA的复制5-10DNA双向复制的证据5-11高等生物的DNA复制是从多个复制起点开始双向进行的5-12DNA的双向半不连续复制5-13大肠杆菌DNA复制模型，DNA复制需要许多蛋白的参与5-14PCR原理示意图5-15鸡卵清蛋白基因的结构5-16割裂基因的剪接5-17真核生物基因的结构图解5-18原核生物启动子结构的普遍模式5-19真核基因控制区示意图5-20不依赖?因子的转录终止子结构5-21绝缘子(insulator)5-22噬菌体?X174的重叠基因5-23氨基酸的基本骨架5-24血红蛋白分子是由4条多肽链通过弱键联结而组成的四级结构5-25RNA合成5-26原核生物RNA聚合酶的组成5-27由RNA聚合酶所催化的基因转录(1)5-28由RNA聚合酶所催化的基因转录(2) 5-29真核mRNA的5’端5-30原核细胞和真核细胞的转译差别5-31E. coli核糖体RNA基因是紧密连锁的5-32tRNA结构5-335-34前体蛋白通过内蛋白子的自我剪接成为成熟蛋白5-35中心法则5-36中心法则图解，示从DNA到RNA到蛋白质的全过程5-37修改后的中心法则5-38尿黑酸代谢途径5-39从脉孢霉中分离突变子囊孢子的实验过程5-40精氨酸的生物合成途径5-415-425-43曲霉菌两个腺嘌呤突变位点间的体细胞交换5-44互补测验5-45两个rII突变型杂交产生rII+的筛选程序图5-46T4噬菌体rⅡ区A、B两个顺反子突变型的互补实验结果5-47基因表达调控点示意图5-48大肠杆菌β-半乳糖苷酶的合成5-49乳糖操纵子的作用机制5-50分解代谢产物阻遏系统5-51色氨酸操纵子5-52色氨酸操纵子mRNA前导区核苷酸序列5-53Trp操纵子前导序列中的4个核苷酸互补配对区5-54色氨酸合成的弱化子调控5-55组蛋白与非组蛋白对基因转录的调控模型5-56用限制性内切酶鉴定CCGG序列是否甲基化5-57基因调控区示意图5-58真核细胞抑制蛋白调控基因表达的三种作用机制5-59小鼠淀粉酶在不同组织中mRNA的选择性剪接5-60肌钙蛋白T基因的选择性剪接§7 数量性状与多基因遗传7-01数量性状和质量性状的遗传方式比较7-02小麦麦粒颜色的遗传7-03不同对基因作用的F2群体表型分布7-04环境因素对F2表型分布的影响7-05由多基因控制的7-06Johannsen的菜豆选择实验7-07表型方差、遗传方差和环境方差三者的关系及其计算7-08杨属二个染色体上与茎生长相关的QTL7-09同胞兄妹婚配所生子代(S)的家系图7-10表兄妹婚配所生子代(S)的家系7-11回交的遗传学效应示意图§8 核外遗传8-1核外遗传8-2母性影响8-3椎实螺外壳旋转方向的遗传8-4测交中椎实螺外壳旋转方向的遗传8-5椎实螺的卵裂方式8-6在紫茉莉植株同一个体上8-7正常酵母与小菌落酵母杂交8-8草履虫的接合生殖8-9K/K+卡巴粒8-10放毒型和敏感型草履虫的接合8-11玉米雄性不育的细胞质遗传8-12玉米细胞质雄性不育和Rf基因8-13三系二区杂交制种法§9 基因突变和表观遗传变异9-1基因突变和表观遗传变异9-2不同类型基因突变产生不同构型和活性的蛋白9-3DNA复制中由于碱基的错误跳格自发产生碱基的插入和缺失9-4在DNA复制中由于碱基的错误跳格自发产生碱基的插入和缺失9-5由于DNA复制中跳格所引起的E. coli lacI基因中的4碱基CTGG热点突变9-6 DNA链上脱嘌呤9-7胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶脱氨基后分别变成尿嘧啶和胸腺嘧啶9-8转座子或插入序列引起基因突变的机制9-9不等交换产生重复和缺失突变9-10同一条DNA链上的两个T经UV照射后形成二聚体T=T9-11紫外线照射形成二聚体从而引起突变9-12核质互作雄性不育中的核基因与细胞质基因的相互关系9-13三种碱基修饰剂的作用9-14插入剂分子插入9-15插入剂引起移码突变9-16聚核苷酸介导的用单链模板所进行的定点突变9-17用重叠延伸进行基因的定点突变9-18Ames测验检测诱变剂的诱变强度信息9-19DNA的光修复9-20切除修复模式图9-21ABC核酸内切酶的作用过程9-22DNA的重组修复9-23通过青霉素富集筛选营养缺陷型9-24用Muller-5技术检出果蝇X连锁隐性致死突变或隐性可见突变9-25平衡致死系统9-26利用等位基因特异寡核苷酸杂交检测DNA中单碱基差异9-27§10 遗传重组和转座遗传因子10-1遗传重组和转座遗传因子10-2脉胞霉的基因转变10-3粪生粪壳菌的基因转变10-4在基因转变产生异常10-5同源重组的Holliday模型10-6不配对碱基对的两种修复校正方式10-7基因转变的起源10-8噬菌体? DNA的整合和切离10-9噬菌体整合过程的分子机制10-10噬菌体attP上Int和IHF的结合点10-11Ac-Ds转座元件结构示意图10-12玉米转座因子对胚乳颜色的影响10-13分子杂交的电镜照片10-14IS具有的末端重复序列经变性和复性后形成茎环结构10-15由转座酶所介导的转座因子整合过程示意图10-16复合转座子的结构10-17Tn10的转座10-18转座的三种机制10-19复制型转座示意图10-20非复制转座示意图10-21果蝇P因子的结构及在不同细胞系中的剪接10-22果蝇杂种不育仅发生在10-23果蝇杂种不育取决于基因组中P因子和不同细胞型中阻遏蛋白的相互作用10-24果蝇FB因子的结构10-25果蝇中三种不同转座因子的结构比较10-26交换序列位于同一染色体上不同位点的染色体内异位交换10-27通过转座子介导的姐妹染色单体间的染色体内异位交换10-28转座子切离所造成的序列变异10-29双转座子插入所引起的外显子改组示意图10-30位于相同转座子之间的基因可作为复合转座子转座§11 发育的遗传控制11-1从胡萝卜根韧皮部单个细胞经组织培养成完整植株11-2 Gurdon的非洲爪蟾核移植实验11-3多莉羊的体细胞克隆诞生过程11-4发育中的细胞命运图解11-5已分化的造血干细胞通过细胞分裂、细胞定向及细胞分化产生不同类型血细胞的过程11-6镶嵌发育和调节发育图解11-7线虫的生活周期11-8线虫细胞谱系示意图11-9早期胚胎卵裂示意图§12 群体的基因结构和进化遗传学12-1群体的基因结构和进化遗传学12-2 The derivation of the Hardy-Weinberg proportions as generated from the random union of games12-3X连锁基因频率在开始时两性差别很大12-4在不同地区的灰白色和黑色椒花蛾12-5S值一定时在对隐性纯合子的选择中随基因频率q值的不同基因频率的改变?q也不同12-6群体大小与随机遗传漂变12-7奠基者效应和瓶颈效应图解12-8遗传漂变使群体的基因频率发生歧化12-9迁移导致基因频率的改变示意图12-10由于不等交换产生人类?2基因的缺失12-11哺乳动物珠蛋白基因家族12-12外显子改组假说12-13乙醇脱氢酶的三维结构12-14丝氨酸蛋白酶基因家族中类蛋白酶部分的编码区域12-15Ds元件从前mRNA中的被剪接加工的过程12-16胰岛素基因的序列比较12-17一个成熟的胰岛素分子由一个A链和一个B链通过二硫键连接12-18一个假设基因的进化速率12-19四种蛋白的进化速率12-20蛋白功能与进化速率的关系12-21细胞色素c氨基酸序列比较12-22基于细胞色素c氨基酸差异所绘制的20种生物种系发生图12-23基于碳酸酐酶I所建立的灵长类种系发生树12-24获得性状遗传的例子。
细菌和病毒的生理学和遗传学
细菌和病毒的生理学和遗传学细菌与病毒是常见的微生物，它们与人类的生活、健康、疾病密切相关。
本文将重点介绍细菌和病毒的生理学和遗传学方面的知识。
一、细菌的基本生理学细菌是一类原核生物，大小仅为人类细胞的1/10左右。
细菌细胞分成两大类基因，一类是轮廓形成蛋白，决定了细菌形态。
另一类基因则编码了形成细菌机体所需的采取给定方向的蛋白。
在细胞内部，细菌利用DNA以及核酸酶、RNA聚合酶等酶类进行基因表达。
此外，细菌的质膜上分布有诸多的运输蛋白和酶类，它们起到了很重要的生理作用。
例如，细菌体内的能量转运和原料代谢依赖于质膜上的运输蛋白。
此外，质膜上的许多酶类能够协同完成生物合成和分解等重要生理功能。
二、细菌基因组和遗传学细菌基因组通常较小，仅有数千到数百万个碱基对。
作为原核生物，细菌无线粒体，但却富含质粒。
质粒质载体在细菌中具有很大的生物学意义，它们可以转移至其他细菌，促进了分子遗传学的研究。
此外，细菌基因组中经常存在于一个转录单元中，同时编码多个蛋白。
目前已经有一些技术可以对细菌基因组进行深入的研究，例如基因信号解读技术等，为原核遗传学研究提供了又一种途径。
三、细菌的生理特点及其应用细菌具有一定的生命历程，可以经历生长、复制、分裂等过程。
此外，细菌还具有快速繁殖、易于培养、易于转化以及细胞质体遗传等特点，因此应用十分广泛。
例如，工业上可以应用于发酵、葡萄糖生物发酵和制药等领域；在医学上可以利用细菌载体进行药物输送，同时对其基因组进行研究，以寻求新的治疗方案。
四、病毒的基本生理学病毒是一种寄生性微生物，在人类和其他动物中可以引发多种疾病。
病毒不具备细胞膜和核仁，不能进行独立生长和繁殖。
病毒由核酸和蛋白质组成，核酸承担着病毒遗传信息的功能。
在细胞内，病毒依靠宿主细胞进行生长和复制，而不是由自己维持生活。
五、病毒的遗传学和生命周期病毒是具有双链DNA或RNA的大小较小、复杂度较简单的生物体。
病毒利用宿主细胞的基因表达机制生长和繁殖，其基因编码了形成病毒内组件所需的蛋白。
细菌的遗传分析
Question
• 我们已知在F＋×F－杂交中，几乎所有F－细菌变 为F＋, F＋×F－→F＋;
• 而在Hfr ×F－杂交中，尽管出现高频重组，但F－ 细菌很少转变为F＋细菌。这个问题使遗传学家感 到迷惑不解。？
中断杂交实验 (Interrupted-mating experiment）
Wollman 和 Jacob进行中断杂交实验:
细菌的遗传分析
概述
• 细菌、放线菌和蓝细菌等均属于原核生物(prokaryotes)。 • 主要特征：没有核膜，其核基因组是由一个裸露的环状
DNA分子构成，称为拟核。细胞内没有以膜为基础的 细胞器，也不进行典型的有丝分裂和减数分裂。 • 细菌是单细胞生物，结构简单，繁殖能力强，分布广， 世代周期短，个体数量多，在正常条件下，完成一个世 代仅20 min， 较容易诱变和筛选各类型突变。 • 细菌不仅是许多病毒的宿主细胞，而且有自身的遗传特 性，又易于培养建立纯系，长期保存，成为遗传学研究 的常用实验材料。
Hfr ： thr+ Leu+ azir tonr Lac+ gal+ strs ×
F- ：thr－ Leu－ azis tons Lac－ gal－ strr
azi：叠氮化钠； ton：噬菌体T1； str：链霉素； Lac：乳糖； gal：半乳糖
结果发现Hfr的未选择性标记基
因进入F－所需时间： • 9分钟时：
细菌的细胞结构：简单 (原核生物） • 基本结构: 细胞壁 (cell wall), 细胞膜 (cell membrane)； 拟核 ( nucleoid )，核糖体 (ribosome), 细胞质 (cytoplasm)，内含物等；
• 特殊结构: 一定条件下具有的结构 e.g. 荚膜 (capsule) 和鞭毛 (flagella)
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质粒(plasmid)是染色体以外的遗传物质，可以自体复制， 也可以整合到染色体上，成为染色体的一部分，如F因 子，R质粒。细菌含有一个或多个质粒，赋予细菌一定 的特性，如抗青霉素等。
淋病患者
(二)细菌细胞分裂
无丝分裂，世代时间 很短，通常20分钟 繁殖一代，10小时 后，1个细菌可达 106以上，成为肉眼 可见的菌落或克隆 (clone)。 DNA复制 和细胞分裂同步进 行。
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大肠杆菌DNA的多级折叠依赖RNA分子
12生物技术专业
(Genetics)
畜牧兽医学院动物科学系
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第六章
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教学内容
一、细菌的生物学特性
二、细菌的遗传物质转移类型
1、转染
染色体 染色体长度
形状
/μm
碱基对 /bp
O?
3480
10 440 000
O?
2600
7 800 000
O
1350
4 050 000
O
1333
4 639 229
O
640
1 920 000
O
507
1 520 000
O
505
1 515 000
O253Biblioteka 760 00015
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2、转化 3、结合 4、转导 三、细菌的基因定位与遗传学作图
1、共转化作图
2、中断杂交实验作图
3、重组作图
4、转导作图
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第一节 细菌细胞和基因组
授课教师 邢沈阳
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一、细菌(Bacteria)的细胞
(一)真细菌和古细菌 1、细胞很小：长约1~2，宽约0.5。(1＝1/1000mm)； 2、结构简单：鞭毛、细胞壁、质膜、间体、核质体、核糖体 3、性状多样：有球菌、杆菌和螺旋菌。
附加体(episome)既可以游离于细胞质中，也可以整合到 宿主染色体上。
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细菌染色体与质粒
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(二)细菌基因组
双链DNA组成一个封闭的环，存在于拟核区， E.coliDNA；
∵DNA裸露，没有组蛋白和其他蛋白结合；
∴比较易于接受带有相同或不同物种的基因或 DNA片段的插入；
容易得到不同生化突变型，可以得到大量后代， 突变率在1千万时，也能检测突变型，便于 研究基因的活性调控机制；
是单倍体生物，不存在显性掩盖隐性问题，隐 性突变也能表现出来。
表型记作：野生型Lac+；突变型Lac基因型记作：野生型LacZ+或LacY+
突变型LacZ-或LacY-
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3、抗性的突变型(resistant mutants)
有抗药性或抗感染性的突变型， 如青霉素(penicillin)抗性突变 型能在有青霉素的基本培养基 上生长，野生型对青霉素敏感 (sensitive)；
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细菌基因组结构
细菌的种类
铜绿假单胞菌 天蓝色链霉菌
枯草杆菌 大肠杆菌 淋病乃氏球菌 无胆甾原体 流感嗜血杆菌 人型支原体
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核酸
dsDNA dsDNA dsDNA dsDNA dsDNA dsDNA dsDNA dsDNA
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(三)细菌培养-涂布
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噬菌斑(plaque)
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二、细菌的基因组
(一)细菌染色体(bacterial chromosome)细胞没有核被膜， DNA裸露在拟核区，由一个线条状或环状染色体(单倍 体结构)，染色体传递和重组方式与真核生物不同；
第二节 大肠杆菌 突变型及其筛选
授课教师 邢沈阳
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一、大肠杆菌的突变型
1、合成代谢功能的突变型(anabolic
functional mutants)
如甲硫氨酸(methionine)突变型，不能合成 甲硫氨酸，需在基本培养基上添加甲硫 氨酸才能生长，是条件致死突变型 ；
表型记作：野生型Met+ 突变型Met-，
基因型记作：野生型metA+或metB+
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突变型metA-或metB-
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2、分解代谢功能的突变型 (catabolic functional mutants)
如乳糖代谢突变型不能代谢乳糖，不能 在以乳糖为唯一碳源的基本培养基上生 长，是条件致死突变型；
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大肠杆菌
1
炭疽杆菌
2
3
麻风病杆菌
4
5
疽杆菌引起皮肤炭疽，火山口状(1,2)；麻风病
杆菌引起皮肤粘膜和外周神经病变，狮面麻身
(3,4,5)，感觉和运动障碍。
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破伤风梭菌，患儿死后僵尸。 濒临死亡的破伤风(tetanus)士兵
霍乱弧菌与引起的肠炎
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苍白密螺旋菌引起性病梅毒
7
金黄色葡萄球菌
肺炎双球菌
脑膜炎奈瑟氏球菌
淋病奈瑟氏球菌
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