遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学复习附答案（朱军）
遗传学复习附答案（朱军）名词解释：第⼀章绪论1.遗传学（genetics）：2.遗传（heredity）：3.变异（variation）：是指后代个体发⽣了变化，与其亲代不相同的⽅⾯。
4.表型（phenotype）：⽣物体所表现出来的所有形态特征、⽣理特征和⾏为特征称为表型。
5.基因型（genotype）：个体能够遗传的、决定各种性状发育的所有基因称为基因型。
第⼆章遗传的细胞学基础6.⽣殖（reproduction）：⽣物繁衍后代的过程。
7.有性⽣殖（sexual reproduction）：通过产⽣两性配⼦和两性配⼦的结合⽽产⽣后代的⽣殖⽅式称为有性⽣殖。
8.同源染⾊体（homologous chromosome）：⽣物的染⾊体在体细胞内通常是成对存在的，即形态、结构、功能相似的染⾊体都有2条，它们成为同源染⾊体。
9.⾮同源染⾊体（non-homologous chromosome）：形态、结构和功能彼此不同的染⾊体互称为⾮同源染⾊体。
10.授粉（pollination）：当精细胞形成以后，花粉从花药中释放出来传递到雌蕊柱头上的过程叫授粉。
11.双受精（double fertilization）：被⼦⾷物授粉后，花粉在柱头上萌发，长出花粉管并到达胚囊。
2个精⼦从花粉管中释放出来，其中⼀个与卵细胞结合产⽣合⼦，以后发育为种⼦胚，另⼀个与2个极核结合产⽣胚乳原细胞，以后发育为胚乳，这⼀过程称为双受精。
107. 常染⾊体（autosome）：在⼆倍体⽣物的体细胞中，染⾊体是成对存在的，绝⼤部分同源染⾊体的形态结构是同型的，称为常染⾊体。
99. 等位基因（alleies）：位于同源染⾊体相等的位置上，决定⼀个单位性状的遗传及其相对差异的⼀对基因。
116. 核型（karyotype）：每⼀⽣物的染⾊体数⽬、⼤⼩及其形态特征都是特异的，这种特定的染⾊体组成称为染⾊体组型或核型。
117. 核型分析（karyotype analysis）：按照染⾊体的数⽬、⼤⼩和着丝粒位置、臂⽐、次缢痕、随体等形态特征，对⽣物河内的染⾊体进⾏配对、分组、归类、编号和进⾏分析的过程称为染⾊体组型分析或核型分析。
细菌的遗传分析 ppt课件
第六节 细菌的遗传分析
微生物作为遗传研究材料的优越性
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按照细菌出现感受态的方式，可把转 化分为三种类型
自然转化(naturally occuring transformation)：细 菌自发地出现感受态，如肺炎链球菌，流感嗜血杆菌， 枯草杆菌等。 人 工 诱 导 的 感 受 态 (artificially induced competence) ：如 Ca2+ 诱导的大肠杆菌等发生的转 化。 原生质体转化(protoplast transformation)：将DNA 分 子 连 同 PEG 一 同 加 入 原 生 质 体 ， 造 成 细 胞 摄 取 DNA 。 还 可 以 用 电 穿 孔 法 (electroporation) 代 替 PEG ， 用 高 压 脉 冲 电 流 在 细 胞 膜 上 击 成 小 孔 ， 使 DNA 分子通过小孔而导入细胞，又称为电转化。可 适用于多种细菌，放线菌和真核细胞的转化。
结果与结论：
仍然出现原养型菌落。 从而表明互养并非原养型菌落出现的原因，而可能发生 了遗传重组。
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转化作用及其排除
Lederberg 和 Tatum 曾 把 品系 A 的培养液经加热灭 菌，加入到 B 品系的培养 物中，未得到原养型菌落； 表明原养型菌落可能不是 由转化作用产生。 戴维斯(Dawis, 1950) 的 U 型管试验(结果没有得到原 养型细菌)； 实验结论：细胞直接接触 是原养型细菌产生的必要 条件。 ppt课件
第4章 噬菌体 第5章 细菌的遗传与变异 第6章 细菌的耐药性
4.研发新抗菌药物
根据细菌耐药性的机制及其与抗菌药物结
构的关系，改造化学结构，使其具有耐酶特性或
易于透入菌体。
寻找和研制具有抗菌活性，尤其对耐药菌有 活性的新抗菌药物；同时针对耐药菌产生的钝化 酶，寻找有效的酶抑制剂。
5.破坏耐药基因
随着细菌基因组研究的进展，学者们发现 通过破坏耐药基因可使细菌恢复对抗菌药物的
一、形态与结构的变异
特殊结构的变异
42-43℃
炭疽杆菌
10-20天
失去形成芽胞能力, 毒性降低
变形杆菌（H） 1%石炭酸 迁徙生长
（O） 单个菌落
二、毒 力 的 变 异
细菌的毒力变异表现为毒力的减弱或增强 毒力减弱 毒力增强 卡介苗（BCG） 白喉棒状杆菌
三、耐 药 性 变 异
细菌对某种抗菌药物可由敏感变成耐药
主讲:
杨志伟 教授
第四章
噬 菌 体
噬菌体(bacteriophage)
是感染细菌、真菌、放线菌、支原体、
螺旋体等微生物的病毒。因其能使细菌裂 解，故称为噬菌体。
噬菌体的特点
个体微小，可以通过细菌滤器；需用电子显微镜观 察； 无细胞结构，主要由衣壳（蛋白质）和核酸组成； 分布广泛； 与细菌的变异密切相关； 噬菌体具有严格的宿主特异性，只寄居于易感宿主 菌体内，
感。固有耐药性细菌称为天然耐药性细菌，其耐药 基因来自亲代，由细菌染色体基因决定而代代相传 的耐药性，存在于其染色体上，具有种属特异性。 如肠道杆菌对青霉素的耐药，固有耐药性始终如一
并可预测。
（二）获得耐药（acquired resistance） 1.获得耐药性概念
获得耐药性指细菌DNA的改变导致其获得耐药性表型。 耐药性细菌的耐药基因来源于基因突变或获得新基因。 在原先对药物敏感的细菌群体中出现了对抗菌药物 的耐药性，这是获得耐药性与固有耐药性的重要区别。
细菌的遗传分析试题答案
细菌的遗传分析试题答案一、选择题1. 细菌遗传物质的主要类型是什么？A. DNAB. RNAC. 蛋白质D. 糖类答案：A2. 在细菌中，哪种物质负责携带遗传信息？A. 质粒B. 染色体C. 噬菌体D. 细胞壁答案：B3. 细菌的基因重组通常通过哪种方式发生？A. 转化B. 转导C. 接合D. 所有以上答案：D4. 细菌的突变通常会导致什么结果？A. 抗药性增强B. 代谢速率改变C. 形态结构变化D. 所有以上答案：D5. 细菌的遗传分析中，哪种技术可以用来确定DNA序列？A. PCRB. 凝胶电泳C. 南方杂交D. 北方杂交答案：A二、填空题1. 细菌的染色体通常是________，并且可以在细胞分裂时被复制和传递给子代。
答案：环状双链DNA分子2. 在细菌中，________是一种小型的、环状的DNA分子，可以在细菌间进行水平基因转移。
答案：质粒3. 细菌的基因突变可能是由于________、化学物质或________引起的。
答案：紫外线辐射、自发突变4. 通过________技术，可以将细菌的DNA片段插入到载体中，用于基因克隆和表达。
答案：重组DNA技术5. 细菌的遗传分析中，________是一种用于检测特定DNA序列的技术，通过标记的探针与目标DNA的互补配对来实现。
答案：南方杂交三、简答题1. 简述细菌基因突变的类型及其可能的影响。
答案：细菌基因突变的类型包括点突变、插入突变和缺失突变。
点突变是指单个核苷酸的改变，可能导致氨基酸的改变或不影响蛋白质的功能。
插入突变和缺失突变则涉及一个或多个核苷酸的增加或减少，可能导致移码突变，从而影响蛋白质的结构和功能。
突变可能对细菌的生存和适应性产生重要影响，如抗药性的产生或代谢途径的改变。
2. 描述细菌接合的过程及其在遗传学研究中的意义。
答案：细菌接合是指两个细菌通过直接接触进行遗传物质的交换。
在这个过程中，一个细菌的质粒或染色体片段可以转移到另一个细菌中，从而实现基因的水平转移。
第五章 细菌和噬菌体遗传
便于研究基因重组 细菌具有转化、转导和接合作用，可以进行 精密的遗传分析 便于研究基因结构、功能及调控机制 细菌和病毒遗传物质简单，易于进行基因定 位、结构分析和分离，基因的表达调控也适于 采用生理生化的方法进行深入研究 便于进行遗传操作 染色体结构简单，没有组蛋白和其它蛋白的 结合，更宜于进行遗传工程的操作
附加体：F因子既可以以游离状态存在于细胞内，
也可以整合到细菌的染色体上，称为附加体
Hfr×F
-
致育基因在最后，很难进入受 体细胞，不能使F-变成F+，细 菌的遗传重组频率很高
F 因 子 和 Hfr 的 关 系
部分二倍体
部分二倍体（partical diploid）：既带有自身 完整的基因组，又有外源DNA片段的细胞， 也称为部分合子（merozygote）。
中断杂交实验
1957年E.Wollman和E.Jacob设计完成
中断杂交作图：指在Hfr×F-杂交中，把接合中的细 菌在不同时间取样，搅拌中断杂交，分析受体菌基因 型，以Hfr基因出现在F-中的先后顺序，以转移时间 为图距单位进行基因作图的方法
用一种大肠杆菌的不同Hfr菌株进行中断杂交实验， 作出连锁图，其基因向F-细胞转移的顺序不同
部分二倍体中发生交换： 单数交换：打开环状染色 体，产生一个线性染色体， 这种细胞是不能成活的。 偶数交换：产生可遗传的 重组体和片段
细菌部分二倍体的形成方式
转化
转导
接合
接合（conjugation）
接合过程由性纤毛介导，需要静止
转化（transformation）
转化：细菌细胞摄取周围 游离的外源DNA片段， 通过同源区段的交换而实 现基因重组 必须是感受态细胞 外源DNA片段被细菌吸附， 单链进入细菌细胞并与细 菌染色体发生重组
遗传学(第3版)第5章核外遗传分析
sm-r mt + sm-s mt - 全部后代（99%）表现为sm-r sm-s mt + sm-r mt - 全部后代（99%）表现为sm-s
以上结果表明正反交结果不同，说明衣藻对链霉素的抗性或 敏感是由非孟德尔遗传因子所控制（图5-3）
研究表明：该性状由衣藻中叶绿体基
因组DNA上的基因所控制。交配型mt+ 和mt–细胞质中都含有叶绿体基因组 DNA，当发生交配时，两个亲本对合 子贡献的细胞质是相等的，而后代总 是保留mt+亲本与叶绿体基因组上控 制的性状有关的表型。一种分子解释
某些产物积累在卵母细胞的细胞质中，使子代表型不由自身 的基因型所决定而出现与母体表型相同的遗传现象，则称为 母体影响。 母体影响有两种： 一种是短暂的，只影响子代个体的幼龄期；
5.1.3衣藻抗生素抗性的遗传
衣藻通常行无性生殖，有时通过两种形态相同但交配型
不同的配子进行融合，行有性生殖。同型配子间不能融合，
仅相反交配型的配子能够融合产生二倍体的合子。衣藻的交 配型是由细胞核内一对等位基因mt +和mt -所决定的。配子
融合给合子提供了相等的细胞内含物，合子萌发时，通常立
即发生减数分裂，四个减数分裂的产物作为非顺序四分子在 一个子囊中，其中有两个mt +细胞和两个mt -细胞，即核基
②自体受精（Autogamy）： 同一个体的两个小核经减数分裂，留下一个小核， 该小核分裂一次又相互合并，随后再分裂发育成小核和大核。 （Fig--45 ） 3).草履虫放毒型和敏感型的接合 若 某些草履虫 草履虫素 杀死其它的草履虫但对自己无害。 能产生草履虫素的个体叫做放毒型 而受害的个体就称为敏感型 根据遗传学实验，草履虫的放毒型必需有两种因子同时存在： ① 细胞质因子，叫做卡巴粒（Kappa particle , κ）
《遗传学》课程教学大纲
《遗传学》课程教学大纲课程编号：20911308总学时数：48总学分数：3课程性质：专业必修课适用专业：生物科学、生物技术一、课程的任务和基本要求：1．掌握遗传学的基本概念、基本研究方法。
2．理解生物遗传和变异的基本规律及其本质。
主要包括分离规律、自由组合规律、连锁互换规律等，以及分子遗传学基础。
3．掌握遗传学基本原理，为进一步开展基因工程、分子遗传学等重要理论研究提供基础。
4．通过对本门课程的系统学习，了解遗传学的发展历史、遗传学的相关分支学科、研究新进展以及今后的发展趋向。
二、基本内容和要求：教学内容教学目标第一章绪言理解第二章孟德尔式遗传分析1. 孟德尔的豌豆杂交实验理解2. 分离现象的解释及验证掌握3. 两对相对性状的遗传掌握4. 独立分配现象的解释及验证掌握5. 多对基因的遗传理解6. 遗传学数据的统计处理了解7. 孟德尔遗传规律的应用理解8. 环境的影响和基因的表型效应理解9. 致死基因掌握10. 复等位基因掌握11. 非等位基因间的相互作用理解第三章遗传的细胞学基础1．染色体形态特征了解2．细胞的有丝分裂理解3．细胞的减数分裂掌握4．配子的形成和受精过程了解第四章连锁遗传分析1. 性染色体和性别决定理解2. 伴性遗传掌握3. 遗传的染色体学说的证明理解4. 人类的性别畸形了解5. 连锁与交换理解6 交换值及其测定掌握7. 基因定位与连锁遗传图掌握8. 真菌类的连锁与交换了解9. 连锁遗传规律的应用了解第五章细菌与噬菌体的遗传分析1. 细菌和噬菌体的突变型及其识别方法掌握2. 细菌的遗传分析掌握3. 噬菌体的遗传分析掌握4. 转化与转导作图理解第六章染色体畸变的遗传分析1. 染色体的结构变异理解2. 染色体结构变异的应用了解3. 染色体的数目变异理解4. 易位染色体的鉴别及应用掌握第七章基因突变1. 基因突变的特征理解2. 基因突变的鉴定掌握3. 基因突变的分子基础理解4. 基因突变的诱发了解第八章基因、基因表达1. 基因与DNA 理解3. 基因内部的精细结构理解4. 基因空间位置关系理解2. 基因的概念及其发展理解5. 原核生物基因的表达调控掌握6. 真核生物基因的表达调控理解7. 转座因子了解第九章核外遗传分析1. 细胞质遗传的概念和特点掌握2. 母性遗传了解3. 叶绿体遗传理解4. 线粒体遗传理解5. 共生体和质粒决定的染色体外遗传了解6. 植物雄性不育的遗传掌握第十章数量性状遗传分析1. 数量性状的特征理解2. 数量性状遗传的基本统计方法了解3. 近亲繁殖与杂种优势理解第十一章遗传与进化1. 群体的遗传平衡理解2. 改变基因平衡的因素掌握3. 达尔文的进化学说及其发展了解4. 物种的形成了解三、实践环节和要求：无四、教学时数分配：五、其它项目：无六、有关说明：1、教学和考核方式：讲授内容以多媒体讲授为主。
遗传学_ 细菌和病毒的遗传分析_
1180 + 418 + 685 +107 +11940 +3660
100% = 2390 100% =13% 17990
trp2
tyr
34
his2
13 tyr1
his
40
trp
八、转导（transduction）
⚫ 普遍性转导（Generalized transduction）
转导是以噬菌 体为媒介，将 外源基因携带 入细菌，使受 体细胞发生遗 传重组的方式。
a、b间发生交换
单性状的转化子
a、b间不发生交换
双性状的转化子
七、转化作图的原理
细菌两连锁基因的交换率
=
单性状转化子的数 单性状转化子数+共转化的转化子数
100%
表7-1 枯草芽孢杆菌trp2+ his2+ tyr1+（供体）× trp2－ his2－ tyr1－（受体）的转化实验 座位转化子类型
噬菌体的遗传分析
一、细菌和病毒的遗传分析
7-1 T4噬菌体的电镜照片
二、病毒对遗传学研究的贡献
1952年 Hershey & Chase的同位素示踪试验
证明T4病毒的遗传物质 是脱氧核糖核酸（DNA） 【1969年诺贝尔奖】
二、病毒对遗传学研究的贡献
1956年Fraemkel Conrat的烟草花叶病毒的重建试验
滑，可致病）
粗糙型R菌株 （无荚膜，菌落粗
糙，不致病）
三、转化现象的发现——Griffth的肺炎双球菌实验
IIR菌株不致病 IIIS菌株致病
灭活的IIIS菌株不致病 灭活的IIIS菌株的某种物 质使IIR菌株发生性状改 变，变成致病的IIIS菌株
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普遍性转导（generalized transduction)
A 细菌
进入裂解周期时， 由于噬菌体颗粒的 错误包装，将A菌 部分染色体片段 包装入噬菌体，形成 转导噬菌体。
以λ噬菌体为例：
遗传学第五章细菌的遗传分析
• λ噬菌体简介 （1）形态及遗传物质
遗传学第五章细菌的遗传分析
（2）基因组
相关功能的基因聚集成簇
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
七、细菌同源重组的机制
（一）细菌同源重组的特点 （二）细菌同源重组的分子基础 1、重组热点
chi序列
5′ GCTGGTGG 3′ 3′ CGACCACC 5′ 2、重组相关的酶 RecBCD, RecA, RuvA, RuvB, RuvC
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
五、 中断杂交试验（interrupted mating experiment）和基因定位
1957，Wollman and Jacob
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
六、转化（transformation）和转导作图 （一）转化
概念：转化是指某一基因型的细胞从周围 介质中吸收来自另一基因型细胞的DNA而 使受体的基因型和表型发生相应变化的现 象。
B 细菌
遗传学第五章细菌的遗传分析
普遍性转导的应用
共转导 是指两个处在同一个转导片段上的基因
一起整合进受体染色体中。共转导频率越 高，两个基因间的距离越近，连锁越紧密。
共转导判断基因间连锁关系
遗传学第五章细菌的遗传分析
2、局限性转导（specialized transduction)
只能使供体一个或少数几个基因转移到 受体的转导作用称为局限性转导。
第五章 细菌的遗传分析
一、 细菌的一般特性及基因组
遗传学第五章细菌的遗传分析
细菌的培养方式
遗传学第五章细菌的遗传分析
大肠杆菌
遗传学第五章细菌的遗传分析
大肠杆菌基因组结构
E.coli 4.6Mb. 4288genes E.coli K12 DNA sequence，1997
90% encode protein
8 locations of remnants of bacteriophage genomes.
Insertion sequences (IS)
遗传学第五章细菌的遗传分析
二、大肠杆菌的有性生殖 1、F质粒的结构 （1）转移区（transfer region） （2）复制区（replication region） （3）插入区（insertion region）
U型管实验排除转化
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
2、 F+×F-
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
3、Hfr ×F-
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
4、F’ ×F-
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
2、F质粒在细胞内的存在形式
遗传学第五章细菌的遗传分析
三、大肠杆菌的突变型及其筛选
遗传学第五章细菌的遗传分析
四、接合与染色体作图Байду номын сангаас杂交实验
Lederberg 和 Tatum 1946 , E.coli K12
A＋B＋ C－D－ ×A－B－ C＋D＋
A＋B＋C＋D＋
遗传学第五章细菌的遗传分析
1、自然转化 感受态的出现 双链DNA的接合和进入 DNA的整合
遗传学第五章细菌的遗传分析
2、人工转化 PEG介导的转化 电穿孔法 基因枪法
遗传学第五章细菌的遗传分析
（三）利用转化绘制遗传图
遗传学第五章细菌的遗传分析
遗传学第五章细菌的遗传分析
（二）、转导 概念：以噬菌体为媒介，将供体菌的部分
遗传学第五章细菌的遗传分析
U型管实验
A:Phe- trp- tyr- his＋ 与B: Phe＋ trp＋ tyr＋his-
可滤因子（FA）
遗传学第五章细菌的遗传分析
FA的生物学特性
FA与沙门氏菌的温和噬菌体P22在生物学特性上的 一致性： (1)P22的侵染力与和FA的遗传力均可被脱氧核糖
核酸酶和胰蛋白酶破坏 (2)用抗P22或用加热的处理均可使P22的侵染力和
DNA转移到受体菌内的现象。
1、普遍性转导（generalized transduction) （1）转导现象的发现
1951年，J.Lederberg 和 N.Zinder沙门氏菌 用Phe- trp- tyr- his＋ 与 Phe＋ trp＋ tyr＋his-
原养型菌落10-5 回复突变率为10-8