细菌接合(遗传学)
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细菌接合作用
细菌接合作用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：细菌接合作用是指不同细菌在一定条件下通过感应、结合并互相传递遗传物质，从而实现基因交换和合作的一种生物现象。
细菌接合作用的发现和研究对于理解细菌的进化、适应性演化以及抗药性等方面都具有重要意义。
细菌接合作用最早是被发现于1953年，由美国生物学家琼斯等人在研究双歧杆菌时提出。
他们发现两株双歧杆菌在特定情况下能够发生基因交换，从而形成了新的后代。
这一发现引起了科学界的广泛关注，并为细菌基因进化和适应性提供了新的研究方向。
细菌接合作用的发生是通过细菌的质粒进行的。
质粒是一种独立于细菌染色体的遗传元素，含有特定的基因信息。
在细菌细胞内，质粒可以自由复制和传递，不断扩散并传递到其他细菌细胞中。
当两株不同的细菌发生接触时，它们的质粒会发生融合，从而使两株细菌的遗传信息得以交换。
这样一来，新的组合体就形成了，具有不同于父代的遗传信息。
细菌接合作用在细菌的进化和适应性演化中扮演着重要角色。
通过接合作用，不同种类的细菌可以共享有益的基因信息，从而增强它们的生存能力和适应性。
这种基因共享的方式可以使细菌在面对环境压力或抗药性问题时更加有效地适应和进化。
一些抗生素对细菌具有杀灭作用，但通过细菌接合作用，一些细菌可以获取抗药基因并传递给其他细菌，从而增强了整个细菌群体的抗药性。
除了在进化和适应性演化中的作用外，细菌接合作用还在微生物界的生态中扮演着重要角色。
细菌通过接合作用交换有益基因，不仅可以提高它们自身的生存能力，还可以促进整个微生物群落的稳定性和多样性。
这种基因交换的方式使得微生物群体更加富有适应性和活力，有助于维持整个生态系统的平衡。
细菌接合作用是细菌界一种重要的遗传交流方式，通过这种方式细菌可以共享有益基因信息，增强自身的生存能力和适应性。
在细菌的进化、适应性演化以及生态系统的稳定性方面都具有重要意义。
未来，我们可以进一步深入研究细菌接合作用的机制和影响，以更好地理解细菌的生物学特性和微生物群体的演化规律。
细菌接合
育种的基础
人工基因重组：基因工程、细胞工程等
自然基因重组：有性生殖
细菌等原核生物存在遗传重组吗？
细菌的分裂繁殖
细菌是单细胞原核生物，通过二分分裂方式繁
殖，细菌之间会发生遗传重组吗Байду номын сангаас如果发生会以什 么方式？
2. Lederberg等所进行的研究
营养缺陷型（auxotroph ）和原养型（prototroph） 实验材料：大肠杆菌（E. coli） 原养型: 能在基本培养基（MM）和完全培养基（CM
3. 宋大康著 微生物学史及其对生命科学的贡献，中国农业大出版社， 2009，北京
4. Michael T. Madigan, John M. Martinko, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, Thomas Brock, Brock Biology of Microorganisms (14th Edition), Published by Pearson ，2014
）上生长 营养缺陷型: MM+所缺生长因子，完成培养基 Lederberg获得了两株多重缺陷型大肠杆菌
A: Bio-, Phe-, Cys-
B: Thr-, Leu-,Thi-
Tatum
Lederberg
有趣的实验及结果
Auxotroph
可能的原因：
1. 污染所致 2. 恢复突变 3. 营养互补 4. 基因重组
细菌遗传重组
（Genetic Recombination of bacteria ） 接合 （Conjugation）
1. 遗传重组（ Genetic Recombination ）
指分别来自两个亲本的基因所产生的交换，形成两个亲 本所没有的新组合，产生具有重组性状的后代（重组体） 的现象。
人工基因重组：基因工程、细胞工程等
自然基因重组：有性生殖
细菌等原核生物存在遗传重组吗？
细菌的分裂繁殖
细菌是单细胞原核生物，通过二分分裂方式繁
殖，细菌之间会发生遗传重组吗Байду номын сангаас如果发生会以什 么方式？
2. Lederberg等所进行的研究
营养缺陷型（auxotroph ）和原养型（prototroph） 实验材料：大肠杆菌（E. coli） 原养型: 能在基本培养基（MM）和完全培养基（CM
3. 宋大康著 微生物学史及其对生命科学的贡献，中国农业大出版社， 2009，北京
4. Michael T. Madigan, John M. Martinko, Kelly S. Bender, Daniel H. Buckley, David A. Stahl, Thomas Brock, Brock Biology of Microorganisms (14th Edition), Published by Pearson ，2014
）上生长 营养缺陷型: MM+所缺生长因子，完成培养基 Lederberg获得了两株多重缺陷型大肠杆菌
A: Bio-, Phe-, Cys-
B: Thr-, Leu-,Thi-
Tatum
Lederberg
有趣的实验及结果
Auxotroph
可能的原因：
1. 污染所致 2. 恢复突变 3. 营养互补 4. 基因重组
细菌遗传重组
（Genetic Recombination of bacteria ） 接合 （Conjugation）
1. 遗传重组（ Genetic Recombination ）
指分别来自两个亲本的基因所产生的交换，形成两个亲 本所没有的新组合，产生具有重组性状的后代（重组体） 的现象。
第二节细菌的遗传分析
关于转化,将在遗传的分子基础中讲 解。
2020/4/16
2
二、接合（conjugation）
• 在原核生物中，两个细胞在相互接触过程中， 遗传物质从一个个体转移到另一个个体的现象 称为接合。 输出遗传物质的个体称为供体（donor）， 又称为“雄性”。接受外源遗传物质的个体称 为受体（receptor），又称为雌性。 E.coli（大肠杆菌）是遗传学研究中应用最 为广泛的细菌。野生型的E.coli可以在只含有盐 类和葡萄糖的简单培养基上生长。
2020/4/16
4
黎德伯格和塔特姆接合试验
2020/4/16
5
黎德伯格和塔特姆接合试验
• A和B均不能在基本培养基上生长，但若将 A和B在完全液体培养基上培养几个小时以 后再涂布在基本培养基上，就能长出一些 原养型（met+bio+thr+leu+）的菌落。细菌 的野生型又称为原养型。
• 这种原养型菌落的出现是由于营养上的互 补，还是由于两种不同类型细胞直接接触 而交换了遗传物质的结果呢？
第二节 细菌的遗传分析
细菌与细菌之间的遗传物质的交流 （拟有性过程）有四种不同的方式：
一、转化 二、接合（杂交） 三、性导 四、转导
2020/4/16
1
一、转化（Transformation）
• 细菌通过细胞膜摄取周围环境中DNA片 段，并通过重组将其整合到自身染色体 中的过程，称为转化。
当外源DNA进入宿主后，使宿主产 生新的表现型时就能测知转化的发生。
2020/4/16
10
F 因子的存在状态
2020/4/16
11
（二）F因子
• F因子处于自主状态时，可以不依赖宿主细胞 的染色体而独立复制（每个F+细胞只有一个F 因子）。据研究，F因子至少包含有15个基因， 其中有的基因控制F（或性）伞毛（F pillus） 的形成，F伞毛是F+细胞表面伸出的一种长附 属物。F+与F+之间互不理睬，但F+和F－一旦 相互接触，F伞毛就变成了两个细胞之间原生 质的通道，叫做结合管（conjugation tube）。 F+细胞中的F因子由结合管向F－传递，使F－变 成F+。
2020/4/16
2
二、接合（conjugation）
• 在原核生物中，两个细胞在相互接触过程中， 遗传物质从一个个体转移到另一个个体的现象 称为接合。 输出遗传物质的个体称为供体（donor）， 又称为“雄性”。接受外源遗传物质的个体称 为受体（receptor），又称为雌性。 E.coli（大肠杆菌）是遗传学研究中应用最 为广泛的细菌。野生型的E.coli可以在只含有盐 类和葡萄糖的简单培养基上生长。
2020/4/16
4
黎德伯格和塔特姆接合试验
2020/4/16
5
黎德伯格和塔特姆接合试验
• A和B均不能在基本培养基上生长，但若将 A和B在完全液体培养基上培养几个小时以 后再涂布在基本培养基上，就能长出一些 原养型（met+bio+thr+leu+）的菌落。细菌 的野生型又称为原养型。
• 这种原养型菌落的出现是由于营养上的互 补，还是由于两种不同类型细胞直接接触 而交换了遗传物质的结果呢？
第二节 细菌的遗传分析
细菌与细菌之间的遗传物质的交流 （拟有性过程）有四种不同的方式：
一、转化 二、接合（杂交） 三、性导 四、转导
2020/4/16
1
一、转化（Transformation）
• 细菌通过细胞膜摄取周围环境中DNA片 段，并通过重组将其整合到自身染色体 中的过程，称为转化。
当外源DNA进入宿主后，使宿主产 生新的表现型时就能测知转化的发生。
2020/4/16
10
F 因子的存在状态
2020/4/16
11
（二）F因子
• F因子处于自主状态时，可以不依赖宿主细胞 的染色体而独立复制（每个F+细胞只有一个F 因子）。据研究，F因子至少包含有15个基因， 其中有的基因控制F（或性）伞毛（F pillus） 的形成，F伞毛是F+细胞表面伸出的一种长附 属物。F+与F+之间互不理睬，但F+和F－一旦 相互接触，F伞毛就变成了两个细胞之间原生 质的通道，叫做结合管（conjugation tube）。 F+细胞中的F因子由结合管向F－传递，使F－变 成F+。
细菌和病毒的遗传学分析
gal
用不同的Hfr菌株进行中断杂交实验所作出的大肠杆菌基因连锁图，其基因向F-细胞转移的顺序大不相同。
重组作图
01
当转移时间间隔在两分钟之内， 如已知lac与ade紧密连锁，距离约为1分钟，中断杂交作图就不可靠，须用传统的重组作图(recombination mapping)
01
不用亲本类型 两对基因间的交换频率，必须在形成部分二倍体的条件下，计算重组率。 部分二倍体如果不发生重组，无法鉴别。 接合重组不产生相反的重组类型
低频重组与高频重组
高频重组(High frequence recombination, Hfr)
F因子整合到了细菌染色体上，与F-细胞接合后将供体染色体的一部分或全部传递给F-受体，当供体和受体的等位基因带有不同的遗传标记时，可观察到它们之间发生重组，频率可达到10-2以上，称为高频重组品系（菌株）
杂合DNA复制后，形成一个亲代类型的DNA和一个重组类型的DNA并导致转化细胞的形成与表达。
转化的进程
4 共转化与遗传图谱绘制
共转化：供体的一条DNA片段上的两个基因同时转换的现象。 利用共同转化绘制细菌连锁遗传图谱的基本原理： 相邻基因发生共同转化的概率与两者的距离间成正向关系，基因间距离越近，发生共同转化的频率越高，反之越低。 因此可能通过测定两基因共同转化的频率来指示基因间的相对距离。
数理与生物工程学院
单击添加副标题
遗 传 学
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第七章细菌和病毒的遗传学分析
目录
1
2
二 细菌的接合与染色体作图
1.接合现象的发现
细菌的接合首先是莱德伯格（ Lederberg ）和塔特姆（ Tatum ）在1946大肠杆菌杂交试验中发现的。
用不同的Hfr菌株进行中断杂交实验所作出的大肠杆菌基因连锁图，其基因向F-细胞转移的顺序大不相同。
重组作图
01
当转移时间间隔在两分钟之内， 如已知lac与ade紧密连锁，距离约为1分钟，中断杂交作图就不可靠，须用传统的重组作图(recombination mapping)
01
不用亲本类型 两对基因间的交换频率，必须在形成部分二倍体的条件下，计算重组率。 部分二倍体如果不发生重组，无法鉴别。 接合重组不产生相反的重组类型
低频重组与高频重组
高频重组(High frequence recombination, Hfr)
F因子整合到了细菌染色体上，与F-细胞接合后将供体染色体的一部分或全部传递给F-受体，当供体和受体的等位基因带有不同的遗传标记时，可观察到它们之间发生重组，频率可达到10-2以上，称为高频重组品系（菌株）
杂合DNA复制后，形成一个亲代类型的DNA和一个重组类型的DNA并导致转化细胞的形成与表达。
转化的进程
4 共转化与遗传图谱绘制
共转化：供体的一条DNA片段上的两个基因同时转换的现象。 利用共同转化绘制细菌连锁遗传图谱的基本原理： 相邻基因发生共同转化的概率与两者的距离间成正向关系，基因间距离越近，发生共同转化的频率越高，反之越低。 因此可能通过测定两基因共同转化的频率来指示基因间的相对距离。
数理与生物工程学院
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遗 传 学
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第七章细菌和病毒的遗传学分析
目录
1
2
二 细菌的接合与染色体作图
1.接合现象的发现
细菌的接合首先是莱德伯格（ Lederberg ）和塔特姆（ Tatum ）在1946大肠杆菌杂交试验中发现的。
微生物遗传学第四章 细菌转移(2)
2020/11/25
1. 接合现象的发现与证实
1946年，J.Lederberg & Tatum的大肠杆菌杂交试 验：
材料：大肠杆菌(E. coli) K12菌株的两个营养缺陷型品系：
菌株A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bio-； 菌株B—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-。
2020/11/25
2.F质粒的发现
证明了细菌的接合是遗传物质的单向转移后， Hayes偶然发现了作为原始供体的A菌在冰箱里 存放了一年后出现一种变种，变种和正常的B菌 杂交时缺乏将遗传物质传给B菌株的能力。
他把这个不育变种的一个Strr 突变型分离出来， 并把它和可育的Strs A菌株一起繁殖，将其涂布 在含有链霉素的平板上，分离后再和B菌株杂交， 结果使不育的菌株回复了可育性（大约1/3恢 复）。
2020/11/25
有学者认为，具有性菌毛的细胞可以叫做 雄性，这种细丝状的菌毛像一种分子阴茎 ，与缺乏性菌毛的雌性细胞交合（德迪夫 1999）。
威廉斯（ 2001）的观点：“在细菌和病毒 以及在所有高等生命体的主要类型中，遗 传重组现象的存在表明，性别的分子基础 是来自远古的进化演变的产物”。
14.11MCB 140 2/16/05 15
草履虫
MCB 140 2/16/05 16
W.Hayes的实验（1952）
(A)Strs (B)Strr
(A)Strr (B)Strs
A: met- bio- thr+ thi+ B: met+bio+ thr- thi-
(B)Strr
(A)Strr
⑥ 其特性类似于染色体，但染色体基因转移的频率不超过 10-6，F因子转移的频率高达70％以上。
1. 接合现象的发现与证实
1946年，J.Lederberg & Tatum的大肠杆菌杂交试 验：
材料：大肠杆菌(E. coli) K12菌株的两个营养缺陷型品系：
菌株A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bio-； 菌株B—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-。
2020/11/25
2.F质粒的发现
证明了细菌的接合是遗传物质的单向转移后， Hayes偶然发现了作为原始供体的A菌在冰箱里 存放了一年后出现一种变种，变种和正常的B菌 杂交时缺乏将遗传物质传给B菌株的能力。
他把这个不育变种的一个Strr 突变型分离出来， 并把它和可育的Strs A菌株一起繁殖，将其涂布 在含有链霉素的平板上，分离后再和B菌株杂交， 结果使不育的菌株回复了可育性（大约1/3恢 复）。
2020/11/25
有学者认为，具有性菌毛的细胞可以叫做 雄性，这种细丝状的菌毛像一种分子阴茎 ，与缺乏性菌毛的雌性细胞交合（德迪夫 1999）。
威廉斯（ 2001）的观点：“在细菌和病毒 以及在所有高等生命体的主要类型中，遗 传重组现象的存在表明，性别的分子基础 是来自远古的进化演变的产物”。
14.11MCB 140 2/16/05 15
草履虫
MCB 140 2/16/05 16
W.Hayes的实验（1952）
(A)Strs (B)Strr
(A)Strr (B)Strs
A: met- bio- thr+ thi+ B: met+bio+ thr- thi-
(B)Strr
(A)Strr
⑥ 其特性类似于染色体，但染色体基因转移的频率不超过 10-6，F因子转移的频率高达70％以上。
接合
接合
小组成员：周城东、张熠、杨 阳、胥智
结合：
接合（英文：Conjugation，又译结合），又称为接
合作用、细菌接合，是发生于原生动物间的现象， 指的是两个细菌之间发生的一种遗传物质交换现象， 属于细菌有性生殖的一个重要阶段。在接合现象发 生时，两个细胞直接接合或者通过类似于桥一样的 通道接合，并且发生基因的转移。这种现象是在 1946年被Joshua Lederberg和Edward Tatum所发 现，接合与转化和转导都被称作基因水平转移机制， 注意的是这种机制并不一定需要两个细胞-细胞间的 直接接触。
细菌接合现象的发现证实
细菌接合现象是美国微生物遗传学家J.莱德伯格
和美国生物化学家兼微生物遗传学家E.L.塔特姆 于1946~1947年在大肠杆菌K-12品系中发现并证 实的(见微生物遗传学)。 他们将大肠杆菌K-12品系的两个不同的三重营养 缺陷型细胞各108个混合涂布在基本培养基上， 经过培养后出现少数原养型菌落。 通过一系列实验排除了回复突变、转化和互养的 可能性，从而证明这些原养型细胞是由两个不同 基因型的大肠杆菌细胞相互接触而导致染色体 DNA的转移和重组从而产生的重组体。
F-质粒携带一个tra与trb 基因座， 一共含有约3.3万碱基对，共组 成40个基因。“TRA”基因座 包括“菌毛蛋白”基因和“调 节”基因，他们一起参与组成 性菌毛。
当细菌接合开始时，供体细胞通过 自身的性菌毛与受体细胞相连，并 且把自身F-质粒的单链DNA滚环式 复制到受体细胞内和受体细胞的 DNA发生重组，使自身基因转移到 受体细胞内。
当F-质粒已经被集成到受体细胞中 时，受体细胞发生变化，拥有可以 转移自己的F-质粒到其他的受体细 胞的性质了，此时受体细胞便从雌 性细胞转化成了雄性细胞。 被转移 的DNA数量取决于两个细胞间所建 立接合的时间。 在大肠杆菌 （E.coli）实验中，整个细菌染色 体的转移需要约100分钟。然后转 移的DNA就被集成到通过同源重组 的受体细胞的基因组里面。
小组成员：周城东、张熠、杨 阳、胥智
结合：
接合（英文：Conjugation，又译结合），又称为接
合作用、细菌接合，是发生于原生动物间的现象， 指的是两个细菌之间发生的一种遗传物质交换现象， 属于细菌有性生殖的一个重要阶段。在接合现象发 生时，两个细胞直接接合或者通过类似于桥一样的 通道接合，并且发生基因的转移。这种现象是在 1946年被Joshua Lederberg和Edward Tatum所发 现，接合与转化和转导都被称作基因水平转移机制， 注意的是这种机制并不一定需要两个细胞-细胞间的 直接接触。
细菌接合现象的发现证实
细菌接合现象是美国微生物遗传学家J.莱德伯格
和美国生物化学家兼微生物遗传学家E.L.塔特姆 于1946~1947年在大肠杆菌K-12品系中发现并证 实的(见微生物遗传学)。 他们将大肠杆菌K-12品系的两个不同的三重营养 缺陷型细胞各108个混合涂布在基本培养基上， 经过培养后出现少数原养型菌落。 通过一系列实验排除了回复突变、转化和互养的 可能性，从而证明这些原养型细胞是由两个不同 基因型的大肠杆菌细胞相互接触而导致染色体 DNA的转移和重组从而产生的重组体。
F-质粒携带一个tra与trb 基因座， 一共含有约3.3万碱基对，共组 成40个基因。“TRA”基因座 包括“菌毛蛋白”基因和“调 节”基因，他们一起参与组成 性菌毛。
当细菌接合开始时，供体细胞通过 自身的性菌毛与受体细胞相连，并 且把自身F-质粒的单链DNA滚环式 复制到受体细胞内和受体细胞的 DNA发生重组，使自身基因转移到 受体细胞内。
当F-质粒已经被集成到受体细胞中 时，受体细胞发生变化，拥有可以 转移自己的F-质粒到其他的受体细 胞的性质了，此时受体细胞便从雌 性细胞转化成了雄性细胞。 被转移 的DNA数量取决于两个细胞间所建 立接合的时间。 在大肠杆菌 （E.coli）实验中，整个细菌染色 体的转移需要约100分钟。然后转 移的DNA就被集成到通过同源重组 的受体细胞的基因组里面。
实验七细菌接合(conjugation)
致病特性： 致病：鼠疫（自然疫源性、甲类法定烈性传染病），包括腺鼠疫（腹股 沟和腋下淋巴结炎）、肺鼠疫（黑死病）、败血症型鼠疫 毒力因子：F1抗原（荚膜抗原)、V/W抗原（抗吞噬，可胞内寄生）、外 膜蛋白、鼠毒素（细菌自溶释放、作用心血管系统）、内毒素等 流行：鼠蚤叮咬或剥食感染动物
免疫、预防和治疗： 免疫性：抗体为主，感染可获牢固免疫力 预防：灭鼠（储存宿主）、灭蚤（传播媒介）。无毒株EV活疫苗，皮上 划痕、皮下或皮内注射 治疗：及早用抗生素、如链霉素联合磺胺或四环素等合用
1ml肉汤
含氯霉素麦 康凯平板
1ml肉汤 37℃温箱1-2小时培养
1ml肉汤
含氯霉素麦 康凯平板
含氯霉素麦 康凯平板
不含氯霉素 麦康凯平板
麦康凯平板上的两种菌落
沙门氏菌
大肠杆菌
经37℃24h培养后
含氯霉素麦康凯平板
不含氯霉素 麦康凯平板
无色透明菌落 无色透明菌落和粉 无菌落生长 无色透明菌落和粉
检查： 标本：专用实验室操作取材（穿刺淋巴液、血液、痰、分泌物等） 镜检：涂片染色（见特性） 血清学、核酸检测等辅助。
布鲁氏菌
主要生物特性： 形态：G-, 有微荚膜 培养：需氧、分离需含5-10% CO2；不溶血，可分解尿素和产生H2S 抵抗力：巴氏消毒法可灭菌（鲜奶）
致病特性： 致病：布鲁氏菌病（多次菌血症、波浪热），引起家畜流产，睾丸炎、 乳腺炎等，易转为慢性 毒力因子：内毒素为主、微荚膜、侵袭性酶等 流行：接触病畜、或畜产品，多途径感染
铜绿假单胞菌
主要生物特性： 形态：G-, 有荚膜和单极鞭毛 培养：专性需氧、产青脓素和绿脓素
致病特性： 致病：为肠道正常菌群，可致局部化脓，如中耳、角膜、尿道、脓胸等 毒力因子：内毒素（LPS和OEP)为主、密度感知系统（QS系统）；荚膜、 酶和外毒素等 流行：院内感染常见
免疫、预防和治疗： 免疫性：抗体为主，感染可获牢固免疫力 预防：灭鼠（储存宿主）、灭蚤（传播媒介）。无毒株EV活疫苗，皮上 划痕、皮下或皮内注射 治疗：及早用抗生素、如链霉素联合磺胺或四环素等合用
1ml肉汤
含氯霉素麦 康凯平板
1ml肉汤 37℃温箱1-2小时培养
1ml肉汤
含氯霉素麦 康凯平板
含氯霉素麦 康凯平板
不含氯霉素 麦康凯平板
麦康凯平板上的两种菌落
沙门氏菌
大肠杆菌
经37℃24h培养后
含氯霉素麦康凯平板
不含氯霉素 麦康凯平板
无色透明菌落 无色透明菌落和粉 无菌落生长 无色透明菌落和粉
检查： 标本：专用实验室操作取材（穿刺淋巴液、血液、痰、分泌物等） 镜检：涂片染色（见特性） 血清学、核酸检测等辅助。
布鲁氏菌
主要生物特性： 形态：G-, 有微荚膜 培养：需氧、分离需含5-10% CO2；不溶血，可分解尿素和产生H2S 抵抗力：巴氏消毒法可灭菌（鲜奶）
致病特性： 致病：布鲁氏菌病（多次菌血症、波浪热），引起家畜流产，睾丸炎、 乳腺炎等，易转为慢性 毒力因子：内毒素为主、微荚膜、侵袭性酶等 流行：接触病畜、或畜产品，多途径感染
铜绿假单胞菌
主要生物特性： 形态：G-, 有荚膜和单极鞭毛 培养：专性需氧、产青脓素和绿脓素
致病特性： 致病：为肠道正常菌群，可致局部化脓，如中耳、角膜、尿道、脓胸等 毒力因子：内毒素（LPS和OEP)为主、密度感知系统（QS系统）；荚膜、 酶和外毒素等 流行：院内感染常见
第五章 细菌的遗传分析
中断杂交实验与重组作图
致育基因 配对区
原点
致育基因
F因子在细菌染色体上有很多插入位点，并且插入的取向不同 一个F＋品系可以产生很多Hfr品系
几个Hfr菌株的线性连锁群的产生
Hfr H菌株的基因转移顺序 thr pro lac pur gal his gly thi Hfr 1菌株的基因转移顺序 thr thi gly his gal pur lac pro
三、重组作图
Hfr lac+ade+ ×F- lac-ade- ；转移顺序: 先 lac, 后ade．
Hfr lac+ ade+ 无交
F- lac- ade-
换
Hfr lac+ ade+
外部
F- lac- ade-
交换
Hfr lac+ ade+ 之间
F- lac- ade-
交换
F- lac- ade-
3、抗性突变型：细菌由于某基因的突变而对某些噬 菌体或抗菌素产生抗性。
如：抗药突变型： 抗链霉素突变型：Strr，（野生型Strs） 抗青霉素突变型：Penr，（野生型Pens ）
❖ 抗phage突变型： 抗T1-phage突变型：Tonr，（野生型Tons ）
❖ 细菌接合现象的发现 ❖ F因子及其转移 ❖ 细菌重组的特点
❖ 外源DNA的进入，除受体部位外，还必须有 酶或蛋白质分子，以及能量等的协同作用。 外源DNA只有在酶促旺盛的受体部位进入。
转化与转导作图
感受态细胞与感受态因子
❖ 感受态细胞：这种能接受外源DNA分子并被 转化的细菌细胞。
❖ 感受态因子：促进转化作用的酶或蛋白质的 分子。
感受态细胞
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推翻与验证
（2）细菌细胞没有接合，只是交换DNA，可能是转 化的结果。 将含A菌株的培养液灭菌， 加入含B菌株的培养液中培养， 结果没有发现原养型菌落， 说明原实验并非转化的结果，推翻假设（2）。
假设与猜测
（1）亲本发生回复突变。×
（2）细菌细胞没有接合，只是交换DNA，可能 是转化的结果。× （3）混合后通过培养基A、B某些代谢产物的互 相补充，即交换养料得以在基本培养基中生长。 （4）细菌接合后发生基因重组。
概率为10-14；B菌株需要三个基因同时发生回复
突变，概率为10-21。
与实际的原养型菌株出现概率10-7不符，推翻
假设（1）。
假设与猜测
（1）亲本发生回复突变。×
。 （3）混合后通过培养基A、B某些代谢产物的互 相补充，即交换养料得以在基本培养基中生长。 （4）细菌接合后发生基因重组。
F因子的整合和环出
Lfr菌株：F因子转移的频率很高，但细菌DNA间的
重组率很低，故称F+为低频重组菌株
（Lfr菌株）。
Hfr菌株：F因子整合到宿主染色体上并与宿主染色
体同步复制，该菌株就成为高频重组菌株
（Hfr菌株）。
F’因子：F因子从Hfr菌株的染色体中不规则分离后
形成的带有插入细菌基因的环状F因子。
遗传物质的单方向转移
(Hages, 1952)通过实验证明：
结合过程中，遗传物质的转移是单向的（异宗配合）， A菌株
遗传物质
B菌株，从供体（即雄性） 到受体（即雌性）。
研究发现决定细菌性别的是致育因子——F因子。
F+菌株：细胞质中具有F因子的细菌，作为供体（雄性）， 提供遗传物质。 F-菌株：细胞质中没有F因子的细菌，作为受体（雌性） ，
细菌的遗传重组
-----细菌的接合
接合（conjugation）
细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是
质粒DNA）从供体菌转移给受体菌的过程。
接合现象的证据
1946 J. Lederberg和E. L. Tatum
不同营养缺陷型的E. coli：
A菌株：
Met- bio- thr+ leu+ thi+ 甲硫氨酸、生物素缺陷
接受遗传物质。
大肠杆菌 DNA
F+ F-
F因子
F因子的特征
环状双链 DNA质粒，约为大肠杆菌染色体的 2％。 是细菌的一种附加因子，它的存在使宿主具有供体 的能力。它由原点、致育基因、配对区三个部分组
成。
F因子各部位功能
原点：是转移的起点和2个复制起点。 配对区：此处与大肠杆菌DNA多处核苷酸序列相对应（即同源 序列），故可通过交换而使F因子整合到大肠杆菌DNA上。 致育基因：其上一些基因编码生成F纤毛的蛋白质，即F+细胞 （雄性）表面的管状结构，F纤毛与F-细胞（雌性）表面的受 体相结合，在两个细胞间形成细胞质桥。
推翻与验证
压或吸
（3）混合后通过培养基A、B某些代谢产物的互相补充， 即交换养料 得以在基本培养基中生长。 任何一臂的培养基上
均未长出原养型细菌。 推翻假设（3）；
证实：直接接触(接合)
是原养型细胞出现的
必要条件。
假设与猜测
（1）亲本发生回复突变。×
（2）细菌细胞没有接合，只是交换DNA，可能是 转化的结果。× （3）混合后通过培养基A、B某些代谢产物的互相 补充，即交换养料得以在基本培养基中生长。× （4）细菌接合后发生基因重组。√
B菌株：
Met+ bio+ thr- leu- thi苏氨酸、亮氨酸、硫胺素缺陷
A、B菌株分别接种基本培养基
中，均不能生长。
A、B菌株混合于完全培养基中
培养几小时，离心除去培养基，再
涂布于基本培养基中，出现原养型 菌株（Met- bio- thr+ leu+ thi+ ）， 且概率为10-7 。
F- 、F＋ 、F’ 和Hfr的关系
假设与猜测
（1）亲本发生回复突变。
（2）细菌细胞没有接合，只是交换DNA，可能
是转化的结果。
（3）混合后通过培养基A、B某些代谢产物的互
相补充，即交换养料得以在基本培养基中生长。
（4）细菌接合后发生基因重组。
推翻与验证
（1）亲本发生回复突变。
选用细菌为多重营养缺陷型，A菌株要回复
突变为原养型，必须两个基因同时发生回复突变，