细菌和病毒的遗传5
合集下载
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。
细菌和病毒的遗传性导转导
就可以依上述公式估算出两个较近基因间的分子距离。
普遍性转导
例如E.coli thr+ leu+azi+供体，用P1噬菌体转导受体thr- leu- azi 首先在受体中选择标记基因； 然后把受体细菌培养在选择性培养基上，检查其他非标记基
因的有无；
例--把受体菌放在azisthr+的基本培养基上培养，leu就成为选 择的标记基因，因为在该培养基上只有leu+细胞才能生长。 对每个选择的标记基因进行多次实验，以确定其未选择标记 基因出现的频率，确定基因顺序。按照前面的原理，对那些 leu+的细胞进一步进行涂布培养，以测试它们是aziR或aziS， 是thr+或thr- 。
❖ 若两个基因紧密连锁，就可能经常在一起转导，合转导频率 将接近于1。如果两个基因从来或者几乎不包含在同一转导 DNA片段中，它们的合转导频率接近于或等于0。利用这种关 系可以求出同一染色体上两个基因之间的物理距离。经推导， 得到以下计算公式：
P228 自学
❖ d=同一染色体上两基因之间的物理距离。 ❖ L=转导DNA的平均长度。 ❖ X=两个基因合转导的频率。 ❖ 转导颗粒DNA的平均长度(约为1个病毒基因组的大小)知道后，
四、转导(transduction)
LA22 phe-trp-tyr-met+his+
P224 LA2
phe+trp+ tyr+ met-his-
单独
培养
基本培养基培养是否
形成原养型菌落
否
混合 培养
是
单独 培养
否
❖原因? ❖是否为接合或转化引起的？
（三）寻找原因的实验
➢ U型管实验，排除 了接合的可能。
普遍性转导
例如E.coli thr+ leu+azi+供体，用P1噬菌体转导受体thr- leu- azi 首先在受体中选择标记基因； 然后把受体细菌培养在选择性培养基上，检查其他非标记基
因的有无；
例--把受体菌放在azisthr+的基本培养基上培养，leu就成为选 择的标记基因，因为在该培养基上只有leu+细胞才能生长。 对每个选择的标记基因进行多次实验，以确定其未选择标记 基因出现的频率，确定基因顺序。按照前面的原理，对那些 leu+的细胞进一步进行涂布培养，以测试它们是aziR或aziS， 是thr+或thr- 。
❖ 若两个基因紧密连锁，就可能经常在一起转导，合转导频率 将接近于1。如果两个基因从来或者几乎不包含在同一转导 DNA片段中，它们的合转导频率接近于或等于0。利用这种关 系可以求出同一染色体上两个基因之间的物理距离。经推导， 得到以下计算公式：
P228 自学
❖ d=同一染色体上两基因之间的物理距离。 ❖ L=转导DNA的平均长度。 ❖ X=两个基因合转导的频率。 ❖ 转导颗粒DNA的平均长度(约为1个病毒基因组的大小)知道后，
四、转导(transduction)
LA22 phe-trp-tyr-met+his+
P224 LA2
phe+trp+ tyr+ met-his-
单独
培养
基本培养基培养是否
形成原养型菌落
否
混合 培养
是
单独 培养
否
❖原因? ❖是否为接合或转化引起的？
（三）寻找原因的实验
➢ U型管实验，排除 了接合的可能。
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
单击添加副标题
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
单击添加副标题
遗 传 学
单击添加副标题
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。
第六章 细菌和病毒的遗传作图
15
第15页，共134页。
温和噬菌体(temperate phages)的 感染周期：
λ和P1噬菌体 溶源途径Lysogenic Cycle： 裂解途径Lytic Cycle
l
16
第16页，共134页。
Temperate Bacteriophage Lifecycle
• 能够溶源化细菌的噬菌体称为温和噬菌体
第1页，共134页。
第6章 细菌及其病毒的遗传作图
第一节 噬菌体遗传分析 第二节 细菌的转化 第三节 细菌的接合
第四节 细菌的性导
第五节 转导
2
第2页，共134页。
第一节 噬菌体遗传分析
一、噬菌体的繁殖 二、噬菌体的突变型 三、噬菌体的基因重组 四、T2的环形遗传图
3
第3页，共134页。
复习1：病毒的一般特性和类型
• 最大的病毒： 牛痘苗病毒——直径超过250nm
• 最小的病毒 脊髓灰质炎病毒——28nm
• 直径 病毒：细菌：真菌 = 1：10：100
5
第5页，共134页。
病毒粒子的模式构造
图6-1
6
第6页，共134页。
复习2：噬菌体的一般特性
• 病毒可根据宿主(动物、植物、细菌)或遗传物 质(DNA或RNA)来分类。
二、转化过程
1.供体(donor)DNA与受体(receptor)细胞 结合(binding)——吸附
– 结合发生在受体细胞特定部位； – 供体DNA片段为双链； – 结合过程是一个可逆过程。
42
第42页，共134页。
感受态与感受态因子
二、转化过程
感受态指细菌能够从周围环境中吸收DNA分子进行 转化的生理状态。
31
第15页，共134页。
温和噬菌体(temperate phages)的 感染周期：
λ和P1噬菌体 溶源途径Lysogenic Cycle： 裂解途径Lytic Cycle
l
16
第16页，共134页。
Temperate Bacteriophage Lifecycle
• 能够溶源化细菌的噬菌体称为温和噬菌体
第1页，共134页。
第6章 细菌及其病毒的遗传作图
第一节 噬菌体遗传分析 第二节 细菌的转化 第三节 细菌的接合
第四节 细菌的性导
第五节 转导
2
第2页，共134页。
第一节 噬菌体遗传分析
一、噬菌体的繁殖 二、噬菌体的突变型 三、噬菌体的基因重组 四、T2的环形遗传图
3
第3页，共134页。
复习1：病毒的一般特性和类型
• 最大的病毒： 牛痘苗病毒——直径超过250nm
• 最小的病毒 脊髓灰质炎病毒——28nm
• 直径 病毒：细菌：真菌 = 1：10：100
5
第5页，共134页。
病毒粒子的模式构造
图6-1
6
第6页，共134页。
复习2：噬菌体的一般特性
• 病毒可根据宿主(动物、植物、细菌)或遗传物 质(DNA或RNA)来分类。
二、转化过程
1.供体(donor)DNA与受体(receptor)细胞 结合(binding)——吸附
– 结合发生在受体细胞特定部位； – 供体DNA片段为双链； – 结合过程是一个可逆过程。
42
第42页，共134页。
感受态与感受态因子
二、转化过程
感受态指细菌能够从周围环境中吸收DNA分子进行 转化的生理状态。
31
细菌和病毒的遗传性导转导
（二）F΄因子
F因子的整合与环出图
F因子整合到宿主细 菌染色体的过程是 可逆的。
正常、精确
（二）F΄因
子
P224
lac
F 非正常 环出 Hfr
la F′lac c F
图10-25 F′因子的形成
阿代尔伯格和伯恩斯(Adelberg，E. 和 Burns，S.，1959)称这种携带有某些细 菌染色体基因的F因子为F′因子。
四、转导
(transduction)
P224
（一）概念：以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质
重组的过程。
（二）转导现象的发现 黎德伯格（Lederberg）和津德（Zinder）在1952年首 先在鼠伤寒沙门氏菌（Salmenella typhimurium）中 发现转导现象。
四、转导
(transduction)
U型管实验结果的解释： 转导噬菌体---转导
溶源性细菌 （温和噬菌体P22）
（四）转导的类型
图--噬菌体转导
图a、普遍性转导
图b、特殊性转导 /局限性转导
普遍性转导过程图
转导细菌染色体组的任何不同部分
转导体
转导噬菌体 部分二倍体
普导遍性转
由此形成的具有重组遗传结构的细菌细胞叫转导体 transductant。
普遍性转 导
例如：供体基因型a+b+c+，受体的基因型为a- b- c- 。
供体用P1噬菌体感染，P1的后代再用来感染受体细胞， 然后把受体细胞接种在选择培养基上。
如果通过中断杂交已知三个基因中的一个如a不在中间， 就可对a+进行选择，即在对a+进行选择的选择培养基上， 把可以生长的a+细胞选出来。然后，再把被选择的受体 细胞重复接种在其他对b+或c+进行选择的选择培养基上， 检查a+细胞是否同时具有b+和c+。
细菌及病毒的遗传分析h
trp2+ his2+ tyr1+转化trp2- his2- tyr1- 实验 trp2 34 his2 13 tyr1
Hfr菌株在切除F因子时发生错误切除，分离出一个携带F因子和部分宿主染色体基因的遗传因子，这种带有宿主染色体基因的F因子称为F΄因子。
T2噬菌体的基因重组
将两种不同的T2突变体进行杂交，对其杂交子代进行重组分析 杂交方法： 将Ttor和Ttos两种大肠杆菌细胞混合 同时接种高浓度的T2噬菌体的h-r+和h+r-两种突变体，保证绝大多数细菌都被一个以上噬菌体感染 两种不同的噬菌体DNA可能在宿主细胞内进行重组，从而产生非亲本型子代h+r+和h-r-。 亲本型 重组型
F因子在杂交中的行为——接合过程
（三）中断杂交实验作图
中断杂交实验作图
1分钟≈20%的重组值
二、转化
转化(transformation)：指某些细菌(或其它生物)能通过其细胞膜摄取周围介质中的DNA片段，并将此外源DNA片段整合到自己染色体组中的过程。 （一）转化的过程 非感受态细胞 外源DNA被洗掉了 转化因子 感受态细胞 外源DNA仍与细胞结合 整合 吸收 整合 供体单链DNA进入受体细胞后与受体染色体的某一部分联会，并进一步置换受体的对应染色体区段的过程。
第十章 细菌及病毒的遗传分析(2h)
1
第一节 细菌和病毒遗传研究的意义
2
第二节 噬菌体的基因重组
3
第三节 细菌基因重组
4
本章要求
5
思考题
繁殖世代所需时间短；
易于管理和进行化学分析；
便于研究基因的作用；
便于研究基因的突变；
遗传物质较简单，便于用作研究基因结构、功能及调控机制的材料。
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
细菌及病毒的遗传作图
7.1 细菌和病毒遗传研究的意义
7.1.1 细菌的培养 7.1.2 细菌在生物进化树中的地位 7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性 7.1.4 细菌和病毒的拟有性过程
7.1.1 细菌培养
平皿分离 平皿培养
摇瓶培养
7.1.2 细菌在生物进化树中的地位
产烷生物
盐杆菌
7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性
❖ 建立纯系的方法——纯培养
➢ 纯系：由单个细胞繁殖而 来的菌落称为纯系。
➢ 菌种纯：采用平板表面涂 布法或划线法获得单株菌 落。这种方法获得的纯系， 称为“菌种纯”。
➢ 菌株纯：利用显微操纵器 进行菌丝尖端切割等方法 获得单个细胞，并直接培 养建立纯系，这种方法获 得的纯系称为“菌株纯”。
❖选择培养法鉴定突变型与重组型
类病毒：一个单链环状的裸露的RNA。 拟病毒：线状单链RNA＋环状单链RNA。 朊病毒：蛋白质颗粒。
7.2.3 噬菌体的生活周期
❖烈性噬菌体（virulent phage）——噬菌体侵入宿主细
胞后，利用宿主细胞内的物质进行自身遗传物质和蛋白质
的合成，组装出许多子噬菌体，使宿主细胞裂解而释放子
许多细菌的突变都与培养基营养成分及培养条件有关。 ➢ 营养缺陷型的筛选、鉴定——选择培养法。是根据菌
+++
S C01 mi S++
+ C01 mi S C01 + + + mi
S + mi
+ C01 + 总数
975 924 30
2.9%
32 61 51 5.3% 5 13 0.86% 2091
Rf s-co1 =3.76% Rf s-mi =6.16% Rf co1-mi=9.92%
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
接合开始，F因子仅
5’
有一部分进入F–细胞
，剩下部分基因只有
等到细菌染色体全部
进入到F–细胞之后才
能进入，然而转移过
程常常中断
受体细胞常常只接受部分的供体染色体 ，这些染色体称为供体外基因子，而受体的 完整染色体则称为受体内基因子，这样的细 菌称为部分二倍体或部分合子、半合子
供体与受体的重组是内基因子（ F- 染色体DNA ）与外基因子（ Hfr部分染色体DNA）的同源部 分配对、交换，产生重组子。
(2)转化片段形态:转化片段必须是双链 (3)转化片段浓度：每个细胞摄取的DNA
分子数不超过10个 (4)受体细胞生理状态；感受态（指细菌能够
从周围环境中吸收DNA分子进行转化的生理状态 。）
2、转化DNA的摄取和整合
(1)结合与穿入 (2)联会 (3)整合，整合或DNA重组对同源DNA具
有特异性
F+×F-
↓
F+ → F+ F- → F+
这种F因子的传递与
细菌染色体无关。
但是F因子偶然地
5’
(10000个F+细胞中
有一个)能整合到细
菌染色体中去，就
可能引起染色体的
转移
性伞毛/接合管
图 7－13 两个E.Coli 细胞杂交的电子显微镜照片(X
34,300)
Hfr×F↓
Hfr → Hfr F- → F-
噬菌斑形态 正常r+:小、边缘模糊
噬菌体
突变r-:大、边缘清楚
性状
宿主范围：感染和裂 正常h+:B株
解的菌株 突变h-:B株
不同
或B/2株
由于h–和h+均能感染B株，用T2的两亲 本h–r+和h+r–同时感染B株，称为双重
h-r+ × h+r↓B株
h-r+ h+r- h-r- h+r+ ↓
接种在同时长有B株及B/2株的培养基上
0.9
1.6%
分别作出ra、rb、rc与h的连锁图
ra
24
h
rb 12.3 h
rc 1.6 h
×
ra rb
rc h
√
ra rb
h rc
√
ra
rc h
rb
×
ra
h rc rb
为了确定基因排列顺序，可先只考虑rb 、rc及h来确定是rchrb还是hrcrb。 为此作：
h
rb+rc- × rb-rc+
二、接合 接合：在原核生物中，是指遗传 物质从供体-“雄性”转移到受 体-“雌性”的过程
1946年，Lederberg和Tatum
发现E.coli细胞之间通过接合可
以交换遗传物质。他们选择了两
个不同营养缺陷型的E.coli菌株
图 7－10 黎德伯格和塔特姆的接合(杂交)试验 证明大肠杆菌发生遗传重组
细菌菌落的表现型：
原养型（野生型）
形态性状：菌落形状、颜色
突变型
大小
生理特性 营养缺陷型
抗性-抗药或抗感染
为了测定所发生的突变， Lederberg设计了影印培养法
细菌的影印培养法
二、病毒
病毒没有细胞结构，既不属于原核 生物，也不属于真核生物。
病毒结构十分简单，仅含DNA或RNA 和一个蛋白质外壳，没有合成蛋白质外 壳所必须的核糖体。所以，病毒必须感 染活细胞，改变和利用活细胞的代谢合 成机器，才能合成新的病毒后代。 感染细菌的病毒叫噬菌体，是目前了解 比较清楚的病毒，有：单链DNA、单链 RNA、双链DNA和双链RNA等四种类型。
因子，此菌株就称为F+，受体不含F因子，此菌株 就称为F- 。
原点 转移起始点
致育基因
使它具有感染性，其中一 些编码F纤毛（性馓毛）
配对区域
与受体染色体上同源序列配对，交换整合到 受体菌中，成为受体染色体的一部分
E.coliF因子存在状态有三种类型：
①没有F因子，即F– ②游离状态的F因子，即F+
可见：原核类中的交换并不像真核生物那 样在两整套基因组间进行，而是在一完整 的基因组（ F-内基因子）与一不完整的基 因组（ Hfr外基因子）间进行，即在部分 二倍体间进行。因此，在细菌的重组中有 下列两个特点： 1、只有偶数次交换才能产生平衡的重组 子 2、不出现相反的重组子，所以在选择培 养基上只出现一种重组子。
3、转化和基因重组作图
当两个基因紧密连锁时，它们就有较多
的机会包括在同一个DNA片段中，并同
时整合到受体染色体中。因此，紧密连
锁的基因可以通过转化进行作图。如：
trp2+ his2+ tyr1+×trp2 his2 tyr1 ↓
重组型数
Trp2-his2重组值 =
×100%
亲型数+重组型数
Trp2-his2 → 0.34 Trp2-tyr1 → 0.40 His2-tyr1 → 0.13
亲型噬菌斑 h-r+：透明、小 h+r-：半透明、大
重组型噬菌斑 h-r-：透明、大 h+r+：半透明、小
重组型噬菌斑
重组值=
× 100%
总噬菌斑
h-r- + h+r+
=
×100%
h-r+ + h+r- + h-r- + h+r+
ra–h+ r+h– → 24% rb–h+ r+h– → 12.3% rc–h+×r+h– → 1.6%
三、细菌和病毒在遗传研究中 的优越性
(1)世代周期短。大肠杆菌每20分钟可繁殖 一代，病毒每小时可繁殖数百个后代
(2)易于管理和进行化学分析 (3)便于研究基因的突变 (4)便于研究基因的作用 (5)便于基因重组的研究 (6)便于用作研究基因结构、功能及调控机
制的材料 (7)便于进行遗传操作
第二节 噬菌体的遗传分析
第七章 细菌和病毒的遗传
细菌属于原核生物，不进行 典型的有丝分裂和减数分裂，因 此，其染色体传递和重组方式与 真核生物不尽相同。
病毒甚至不进行分裂，它在 宿主细胞内以集团形式产生。细 菌和病毒的遗传分析对整个遗传 学，特别是对于分子遗传学的发 展具有重大作用。
第一节 细菌和病毒遗传研究 的意义
遗传学研究从细胞水平推进到分 子水平，是由于两大发展： （1）对基因的化学和物理结构
其中单交换产生的是不平衡的部分二倍体线性染 色体，而双交换产生的是有活性的环状重组子和 片段。
细菌重组的特点
--
（a）：接合后形成的部分二倍体，包括外基因子和内基因子； （b）：内基因子和外基因子之间单交换形成一个线性染色体； （c）：双交换形成一个完整的重组染色体和一个游离片段，这一 片段随以后的分裂而丢失。
表7－2 四种噬菌斑数及重组值
每 种 基 因 型 的%
杂交组 合
重组值
r–h+ r+h– r+h+ r–h–
ra–h+ r+h– 34.0 42.0 12.0 12.0 24%
rb–h+ r+h– 32.0 56.0 5.9 6.4 12.3%
rc–h+×r+h– 39.0 59.0 0.7
trp2
his2
tyr1
∣←──34─→ ∣←───13──∣
∣←─────40──────→∣
绘制细菌连锁遗传图谱的基本原理：
1.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，基因间距离越远，发生共同转 化的频率越低。
因此，可以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。
根据中断杂交实验作出的大肠杆菌连锁图
用不同的Hfr菌株进行中断杂 交实验，基因转移的原点(O)和转 移的方向不同， 说明F因子和细菌染色体都是环 状的
表 7－5 用中断杂交法确定的几个Hfr菌株的基因顺序
Hfr的 类型
基因转移顺序
HfrH 1 2 3 AB312
0 thr pro lac pur gal his gly thi 0 thr thi gly his gal pur lac pro 0 pro thr thi gly his gal pur lac 0 pur lac pro thr thi gly his gal 0 thi thr pro lac pur gal his gly
转化首先是Griffith(1928)在
肺炎双球菌中发现的
杀死SⅢ片段
RⅡ
SⅢ
Avery(1944)等研究证实，转化因子 是DNA。这个极其重要的发现，不仅 证实遗传物质是DNA，而且表明转化
是细菌交换基因的方式之一。
1.供体DNA与受体细胞间的接触与互作
影响因素包括：
(1)转化片段大小:肺炎双球菌的成功转 化，转化DNA片段至少要有800bp， 枯草杆菌最少需要16000bp
供体（雄性）→ 受体（雌性）
大肠杆菌Ｋ12中有两个这样的菌株：
A菌株：met-bio-thr+leu+thi+
B菌株：met+bio+thr-leu-thi-
A strs菌株× B strr菌株 A strr菌株× B strs菌株
基本培养基
基本培养基
产生原养型
产生原养型
A strs菌株× B strr菌株 A strr菌株× B strs菌株
rc
↓
重组值约14%
可知h应位于rb及rc
之间，又因为T2噬菌 rb