细菌的遗传分析PPT课件
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重要作用。
营养物质合成
一些细菌能够合成维生素B和维生 素K，这些维生素对人类健康至关 重要。
免疫系统调节
细菌可以训练和调节免疫系统，使 其更好地应对外来入侵者和疾病。
细菌感染与疾病
常见细菌感染
包括呼吸道感染、肠道感 染、皮肤感染等。
细菌性传染病
如肺炎、肠道感染和败血 症等，可通过空气、水和 接触传播。
细菌ppt课件
目录
CONTENTS
• 细菌简介 • 细菌的结构与组成 • 细菌的生存与繁殖 • 细菌与人类的关系 • 细菌的利用与保护 • 细菌研究的前沿与展望
01
细菌简介
细菌的基本信息
细菌是一类单细胞生物，具有细胞壁、细胞 膜、细胞质和核等基本结构。
细菌属于原核生物，与真核生物的主要区别 在于其细胞核无核膜和核仁。
细胞壁
细菌细胞壁主要由肽聚糖组成，具有维持细 胞形态、保护细胞内部结构和调节物质交换 等作用。
细胞质
细菌细胞质主要由水、蛋白质、核酸和多糖 等组成，具有进行新陈代谢和能量代谢等作 用。
细菌的遗传物质
DNA
细菌的遗传物质是DNA，它由四 种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧 啶和胸腺嘧啶）组成，通过DNA 复制传递遗传信息。
细菌的形状和大小各异，一般呈球形、杆状 或螺旋状，大小在微米级别。
细菌的发现与历史
细菌最早由荷兰科学 家列文虎克于17世纪 发现。
细菌在医学、农业、 工业等领域具有广泛 的应用价值。
细菌在自然界中分布 广泛，对人类生活和 健康具有重要影响。
细菌的分类与特点
革兰氏阳性菌细胞壁较厚，具有 肽聚糖层，对一些抗生素具有耐 药性。
微生物学实验ppt课件
器材与试剂的选用原则
03
如无菌操作、适用性、经济性等
02
细菌形态与结构观察
细菌培养及形态特征
01
02
03
细菌培养方法
包括需氧培养、厌氧培养 和兼性厌氧培养等，不同 种类的细菌需要不同的培 养条件。
细菌菌落特征
观察细菌在固体培养基上 形成的菌落，了解其形状、 大小、颜色、透明度等特 征。
细菌细胞形态
05
微生物代谢活性测定
生长曲线测定方法
直接计数法
通过显微镜直接观察并计数微生物数量，适用于较大微生物如细 菌、酵母菌等。
比浊法
利用微生物生长引起培养液浊度变化来测定生长曲线，操作简便 但易受杂质干扰。
平板菌落计数法
将待测样品稀释后涂布于固体培养基表面，培养后计数形成的菌 落数，适用于可形成菌落的微生物。
原理
病毒必须寄生在活细胞内才能增 殖，通过提供适宜的细胞环境， 使病毒在细胞内复制并产生子代
病毒。
病毒检测技术及应用
免疫学方法
利用抗原抗体特异性结合的原理，通过酶联免疫吸附试验 （ELISA）、免疫荧光技术等检测病毒抗原或抗体。
分子生物学方法
基于病毒核酸的特异性，利用PCR、实时荧光定量PCR等技术扩增 并检测病毒核酸。
微生物学实验ppt课件
contents
目录
• 实验基础知识 • 细菌形态与结构观察 • 真菌形态与结构观察 • 病毒培养与检测技术 • 微生物代谢活性测定 • 微生物遗传与变异研究 • 微生物生态学及环境因子影响研究
01
实验基础知识
微生物学概述
类生活中的作用：如 生态平衡、发酵工业 等
生理生化鉴定
利用真菌的生理生化特性，如营养需 求、代谢产物等，进行进一步的分类 鉴定。
细菌的遗传分析 ppt课件
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中的先后为顺序以转移的时间分钟为图距单位进行基因作图的方法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中的先后为顺序以转移的时间分钟为图距单位进行基因作图的方法
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
ppt课件
15
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。
ppt课件 26
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
第六节 细菌的遗传分析
微生物作为遗传研究材料的优越性
ppt课件
15
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。
ppt课件 26
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
遗传学--ppt课件全篇
真核生物一个mRNA只编码一个基因；原核生 物一个mRNA编码多个基因
遗传密码与蛋白质的翻译
遗传密码
遗传密码的基本特性
• 遗传密码为三联体 • 遗传密码不重叠（少数例外），在一个mRNA上每个核苷
三点测交
干扰与并发
一个单交换发生后，在它邻近再发生第二个单交换的 机会就会减少，这种现象称为干扰或干涉 （interference，I ）
对于受到干扰的程度，通常用并发系数或符合系数 （coefficient of coincidence，C ）来表示
并发系数 = 实际双交换值 / 理论双交换值
非整倍体
超倍体（hyperploidy）
指体细胞中多若干条染色体的个体 超倍体的来源
• 由于减数分裂时个别染色体行为异常所致 n +1 配子与 n 配子结合形成三体（trisomy）
• 两个相同的 n + 1 配子结合形成四体（tetrasomy） 两个不同的 n + 1 配子结合形成双三体（double trisomy）
X三体综合征 Klinefelter （克氏）综合征
（又称小睾丸症）
超Y综合征
典型核型
45，X 47，XXX 47，XXY
47，XYY
主要特征
卵巢发育不全，呈索条状，不育，乳房不发育，蹼颈， 肘外翻 大多患者外表正常，内外生殖器、性功能一般正常，少 数卵巢功能异常。有生育能力或不育等
先天性睾丸不发育，智力低下，乳房发育等
Cy + +S
+S ×
Cy +
Cy +
Cy +
Cy +
+S
Cy - 果蝇翘翅基因
+S
遗传密码与蛋白质的翻译
遗传密码
遗传密码的基本特性
• 遗传密码为三联体 • 遗传密码不重叠（少数例外），在一个mRNA上每个核苷
三点测交
干扰与并发
一个单交换发生后，在它邻近再发生第二个单交换的 机会就会减少，这种现象称为干扰或干涉 （interference，I ）
对于受到干扰的程度，通常用并发系数或符合系数 （coefficient of coincidence，C ）来表示
并发系数 = 实际双交换值 / 理论双交换值
非整倍体
超倍体（hyperploidy）
指体细胞中多若干条染色体的个体 超倍体的来源
• 由于减数分裂时个别染色体行为异常所致 n +1 配子与 n 配子结合形成三体（trisomy）
• 两个相同的 n + 1 配子结合形成四体（tetrasomy） 两个不同的 n + 1 配子结合形成双三体（double trisomy）
X三体综合征 Klinefelter （克氏）综合征
（又称小睾丸症）
超Y综合征
典型核型
45，X 47，XXX 47，XXY
47，XYY
主要特征
卵巢发育不全，呈索条状，不育，乳房不发育，蹼颈， 肘外翻 大多患者外表正常，内外生殖器、性功能一般正常，少 数卵巢功能异常。有生育能力或不育等
先天性睾丸不发育，智力低下，乳房发育等
Cy + +S
+S ×
Cy +
Cy +
Cy +
Cy +
+S
Cy - 果蝇翘翅基因
+S
6第六章细菌和噬菌体的遗传-PPT课件
（1）F－×F+
杂交时，F+的性纤毛在二者间形成接合管→F+中 的F质粒在O点处切开，以O为先导，F拖后，按 滚环复制的方式拷贝并转移到F－中→产生两个 F+→F+的染色体几乎没有进入F－→两种细菌的染 色体未发生重组。 O F F质粒
染 色 体
F质粒
接合
F＋ F－
（2）Hfr× F－
杂交时，Hfr细菌的性纤毛在二者间形成接合 管→结合态的F质粒在O点处切开，形成两端－ 一端为O点,一端为基因F→以O为先导，F拖后， 按滚环复制方式向F－转移→进入F－的Hfr菌染 色体上的基因与F－染色体间发生交换重组→重 组频率高于游离态1000倍，因此称高频重组菌 株。
·
这种通过不同时间分别阻断细菌的有性接合， 从而确定细菌染色体上的基因距离的方法，称 细菌阻断交配基因作图法。
3、重组方式
接合时，供体染色体片段（外基因子）进 入受体细胞→同受体染色体的同源区段 （内基因子）进行配对→形成部分二倍体 →发生交换重组： 单交换→产生不平衡的线性染色体 双交换→有活性的重组体和线性片段（在 细胞分裂中丢失。
第六章 细菌和病毒的遗传重组
第一节 第二节 细菌的遗传基础和遗传分析 噬菌体的遗传基础和和遗传分析
第一节 细菌的遗传基础和遗传分析
一、细菌的遗传基础
原核生物 真核生物
裸露的DNA分子 DNA呈环状 单倍体，基因单个存 在
DNA与蛋白质结合成染色体 DNA呈线状 二倍体，常染色体上基因成 对
（一）细菌细胞
整合过程 O F F质粒
主染色体
整合过程 O F F质粒 O F
a bHfr细菌 d
e
根据F因子，细菌分为： 雌性细菌(受体细菌，F－）－不含F因子，表面无性 纤毛。
完整版医学微生物学ppt课件
01医学微生物学概述Chapter医学微生物学的定义与任务定义任务01020304包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌等不同类型的细菌。
细菌包括DNA 病毒、RNA 病毒等不同类型的病毒。
病毒包括酵母菌、霉菌等不同类型的真菌。
真菌包括原虫、蠕虫等不同类型的寄生虫。
寄生虫古代时期文艺复兴时期19世纪20世纪至今02细菌的基本形态与结构Chapter细菌的大小与形态细菌的大小细菌的形态01020304细胞壁细胞质细胞膜核质荚膜鞭毛菌毛芽孢03细菌的生理与遗传Chapter细菌的形态与结构细菌的理化特性细菌的分类与命名030201细菌的理化性质细菌的生长繁殖与代谢细菌的营养类型细菌的生长繁殖细菌的代谢细菌的遗传与变异细菌的遗传物质细菌的变异类型细菌遗传变异的机制细菌遗传变异的意义04细菌的分类与命名Chapter细菌的分类方法数值分类法传统分类法利用细菌的多种特性，通过计算机进行数值分析，确定细菌之间的相似性和差异性，从而进行分类。
分子分类法常见病原菌的分类与命名葡萄球菌属包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等，引起皮肤和软组织感染、败血症等。
链球菌属包括肺炎链球菌、化脓性链球菌等，引起呼吸道感染、脑膜炎、心内膜炎等。
肠杆菌科包括大肠杆菌、沙门氏菌等，引起肠道感染、泌尿道感染等。
观察细菌的形态、大小、排列方式等特征进行初步鉴定。
形态学鉴定生理生化鉴定免疫学鉴定分子生物学鉴定利用细菌对营养物质的需求、代谢产物的产生以及某些酶的活性等特性进行鉴定。
利用特异性抗体与细菌抗原的结合反应进行鉴定，如凝集试验、沉淀试验等。
基于细菌基因序列的分析和比较，采用PCR 技术、基因芯片技术等手段进行快速、准确的鉴定。
细菌的鉴定与识别05病毒的基本形态与结构Chapter病毒的大小与形态病毒的大小病毒的形态病毒形态各异，常见的有球形、杆状、砖形、丝状、蝌蚪状等。
这些形态与病毒的基因组类型、外壳蛋白的结构以及感染宿主的方式有关。
病毒的基本结构核衣壳包膜病毒的分类与命名病毒的分类病毒的命名06病毒的复制与遗传Chapter病毒的复制周期病毒通过特异性受体吸附于宿主细胞表面，然后将核酸注入细胞内。
《细菌》细菌和真菌PPT课件5
细菌的发现
1、巴斯德的研究是为了解决什么问题?
2、巴斯德作出了什么样的科学假设?
3、巴斯德的实验是一个对照实验，变量是什么？
有无细菌进入。
细菌是从哪里来的?
细菌不是自然发生的，而是由原来已经存在的细菌产生的。
巴斯德设计了一种鹅颈瓶。因为鹅颈瓶有向下弯曲的长管，空气中的尘埃和微生物不能与溶液接触，使溶液保持无菌状态，溶液可以较长时间不腐败。
下面两副图片分别是植物细胞和动物细胞的结构示意图，请你认真观察，填写结构名称。
细胞壁
细胞膜
细胞核
液泡
细胞质
叶绿体
细胞膜
细胞质
细胞核
请你认真填写结构名称, 比 较三者的不同
结构 类型
细胞壁
细胞膜
细胞质
细胞核
其他结构
植物
动物
细菌
有
有
有
有
没有
有
有
有
有
有
有
DNA
有叶绿体
无叶绿体
没有叶绿体 鞭毛 荚膜
无菌
有无细菌
巴氏
温度不适，细菌无法繁殖
适宜的温度
水分
营养物质（有机物）
6、
1.细菌的发现者是( )。 A.荷兰人列文虎克 B.英国人罗伯特·虎克 C.法国人路易斯·巴斯德 D.沃森 2.下列各项中，不属于细菌细胞特点的是( )。 A.个体是单细胞的 B.细胞有细胞壁、细胞膜、细胞质 C.细胞中有成形的细胞核 D.细胞中没有成形的细胞核 3.芽孢是细菌的( )。 A.分泌物 B.休眠体 C.后代 D.生殖细胞 4.用罐头来保存食物是根据( )的实验发明的。 A.达尔文 B.列文虎克 C.巴斯德 D.弗莱明
请说出细菌与动物细胞和植物细胞相比最大的不同是什么？
1、巴斯德的研究是为了解决什么问题?
2、巴斯德作出了什么样的科学假设?
3、巴斯德的实验是一个对照实验，变量是什么？
有无细菌进入。
细菌是从哪里来的?
细菌不是自然发生的，而是由原来已经存在的细菌产生的。
巴斯德设计了一种鹅颈瓶。因为鹅颈瓶有向下弯曲的长管，空气中的尘埃和微生物不能与溶液接触，使溶液保持无菌状态，溶液可以较长时间不腐败。
下面两副图片分别是植物细胞和动物细胞的结构示意图，请你认真观察，填写结构名称。
细胞壁
细胞膜
细胞核
液泡
细胞质
叶绿体
细胞膜
细胞质
细胞核
请你认真填写结构名称, 比 较三者的不同
结构 类型
细胞壁
细胞膜
细胞质
细胞核
其他结构
植物
动物
细菌
有
有
有
有
没有
有
有
有
有
有
有
DNA
有叶绿体
无叶绿体
没有叶绿体 鞭毛 荚膜
无菌
有无细菌
巴氏
温度不适，细菌无法繁殖
适宜的温度
水分
营养物质（有机物）
6、
1.细菌的发现者是( )。 A.荷兰人列文虎克 B.英国人罗伯特·虎克 C.法国人路易斯·巴斯德 D.沃森 2.下列各项中，不属于细菌细胞特点的是( )。 A.个体是单细胞的 B.细胞有细胞壁、细胞膜、细胞质 C.细胞中有成形的细胞核 D.细胞中没有成形的细胞核 3.芽孢是细菌的( )。 A.分泌物 B.休眠体 C.后代 D.生殖细胞 4.用罐头来保存食物是根据( )的实验发明的。 A.达尔文 B.列文虎克 C.巴斯德 D.弗莱明
请说出细菌与动物细胞和植物细胞相比最大的不同是什么？
医学课件第7章细菌的遗传分析
5
第二节 大肠杆菌的突变型及筛选
一、大肠杆菌的突变类型
1. 合成代谢功能的突变型(anabolic function mutants) •合成代谢功能(anabolic functions)：野生型(wild type)在基本培养基上具有合成所有代谢和生长所 必需的有机物的功能。 •营养缺陷型(auxotroph)：野生型品系的某个必需 基因发生突变，导致不能完成一个特定的生化反 应，从而阻碍整个合成代谢功能的实现。
In 1953, W. Hayes isolated another strain demonstrating a similar elevated frequency.
Both strains were designated Hfr, or high-frequency recombination. Because Hfr- cells behave as chromosome donors, they are a special class of F+ cells.
20
F＋×F－
Hfr×F－
所有 F＋
很少 F＋
21
•F因子整合到 细菌染色体
•Hfr与受体细 菌染色体的等 位基因间可以 重组(10-2)
22
很少 Hfr×F－
F＋ ？
Hfr细胞和F-细胞之间的接合，一般很少有整条Hfr染色 体转入F－细胞(pilus容易断裂)，因此：
F－细胞得到的只是部分F因子，其余部分依赖于整条 Hfr染色体的转移。这样在Hfr×F-杂交后代大多数重 组子仍为F－
41
a+b+c+ in cross 1 << a+b+c+ in cross 2
第二节 大肠杆菌的突变型及筛选
一、大肠杆菌的突变类型
1. 合成代谢功能的突变型(anabolic function mutants) •合成代谢功能(anabolic functions)：野生型(wild type)在基本培养基上具有合成所有代谢和生长所 必需的有机物的功能。 •营养缺陷型(auxotroph)：野生型品系的某个必需 基因发生突变，导致不能完成一个特定的生化反 应，从而阻碍整个合成代谢功能的实现。
In 1953, W. Hayes isolated another strain demonstrating a similar elevated frequency.
Both strains were designated Hfr, or high-frequency recombination. Because Hfr- cells behave as chromosome donors, they are a special class of F+ cells.
20
F＋×F－
Hfr×F－
所有 F＋
很少 F＋
21
•F因子整合到 细菌染色体
•Hfr与受体细 菌染色体的等 位基因间可以 重组(10-2)
22
很少 Hfr×F－
F＋ ？
Hfr细胞和F-细胞之间的接合，一般很少有整条Hfr染色 体转入F－细胞(pilus容易断裂)，因此：
F－细胞得到的只是部分F因子，其余部分依赖于整条 Hfr染色体的转移。这样在Hfr×F-杂交后代大多数重 组子仍为F－
41
a+b+c+ in cross 1 << a+b+c+ in cross 2
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细菌的遗传分析
主要内容
• 细菌的细胞和基因组(自学) • 大肠杆菌的突变型及筛选 • 细菌的接合与染色体作图 • 中断杂交与重组作图 • F`因子与性导 • 细菌的转化与转导作图
❖ 大肠杆菌的突变类型 ❖ 突变型筛选（自学）
一、大肠杆菌的突变类型
1、合成代谢功能的突变型——营养缺陷型 合成代谢功能（anabolic function）
分解代谢功能（anabolic function）
一系列降解功能的实现也需要许多基因的表达， 其中任何一个基因突变都会影响降解功能的实现。
如Lac-突变型不能分解乳糖，因此就不能生长在 以乳糖为唯一碳源的基本培养基上。
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
一、细菌接合现象的发现
❖ 菌株A：met- bio- thr+ leu+ thi+ ❖ 菌株B：met+ bio+ thr- leu- thi-
Met+ bio+ thr+ leu+ thi+
（一）细菌重组的特点
❖ 细菌重组不同于真核生物的完整二倍体 的重组。
Hfr 与F－接合常会形成部分二倍体
F-的DNA
Hfr的部 分DNA
❖ 部分二倍体：这种含有一个亲体F-全部基因组和另 一亲体部分基因组的合子叫部分合子（半合子）/ 部分二倍体。
❖ 细菌的重组就是指F-的DNA（内基因子）与Hfr的 部分DNA （外基因子）之间的重组。
营养缺陷型：一个必原需养的型基/野因生发型生在了基突本培变养不基能上， 进行一个特定的生化具反有应合，成所从有而代阻谢碍和整生个长合所必成须的 代谢功能的实现。 复杂有机分子的功能。
命名: Met-, Lys-
❖ 2、分解代谢功能的突变型（catabolic functional mutants)
• F因子转移的频率很低。
F
因 子 的 环 出
4、附加体
❖ 象F因子既可独立存在于染 色体之外作为一个独立的复 制子，也可整合到大肠杆菌 染色体中作为Байду номын сангаас肠杆菌复制 子的一部分的遗传物质（遗 传因子），称为附加体。
三、细菌重组的特点及机制 ❖ 细菌重组的特点 ❖ 细菌同源重组的分子基础
中断杂交实验与重组作图
2） RecBCD酶的功能
① 能降解DNA的核酸酶（核酸外切酶Ⅴ） ② 解旋酶活性 ③ ATP酶活性 ❖ 目标：提供一条含游离3’端的单链区域
（ RecA可以作用的底物）
❖ RecBCD 酶识别
chi序列 含游离3’ 引发重组
端的单链
2、 RecA催化单链同化
① 具有蛋白酶活性 ② 在单链DNA和ATP存在的条件下启动DNA单链和
与之互补的双链分子进行碱基配对。 ❖ 单链同化： RecA可使一条DNA单链置换一条双链
DNA分子中同源链的反应。
单链同化需要的条件：
a. 必须有一个单链DNA分子区域。b.必须有一个具游离3’ 端的DNA分子； c.该单链区域和3’端必须位于这两个分 子的互补区域中。
具有游离3’ 端的单链
单链
具有游 离3’端
二、F因子及其转移
1、细菌的性别
❖ 细菌主要是无性繁殖，直 到1946年人们才注意到不 同品系大肠杆菌间可以杂 交，并进行了基因重组， 从而首次发现了大肠杆菌 也有“性别”。
2、F因子/性因子/致育因子 ❖ F因子：环状DNA，含6×104个bp。 ❖ 大肠杆菌供体中含有，而受体无。 ❖ 由原点、致育基因、配对区三个部分组成。
3、F+、F-与Hfr
❖ F+：细胞质中具有F因 子的大肠杆菌（供体）
❖ F-：细胞质中没有F因
F-
子的大肠杆菌（受体）
大肠杆菌性别
F+
大肠杆菌 DNA
F+
大肠杆菌性别
F因子
F-
F因子及其在 杂交中的行为
细胞质桥(接合管)
F+× F-
F+ F+
F+×F-
•F因子转移的频率很高， 但细菌DNA间的重组率很 低，故称F+为低频重组品 系(low frequence recombination，Lfr)。
（二）细菌同源重组的分子基础
❖ RecBCD识别chi序列引发重组 ❖ RecA催化单链同化 ❖ Ruv系统解离Holiday连接点
1、RecBCD识别chi序列引发重组 1）chi 位点
❖ 保守的8碱基非对称序列
❖ 大肠杆菌DNA每5-10Kb自然出现一次 ❖ 被recBCD编码的酶所识别 ❖ 刺激重组——重组热点
环状F因子的模式图
组成F因子各部分的功能
• 原点：是转移的起点。
• 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菌毛的蛋白 质，即供体菌细胞表面的管状结构，F菌毛与受 体菌细胞表面的受体相结合，在两个细胞间形成 细胞质桥。
Hfr（high frequence recombination）
F因子整合入大肠杆菌染色体中
致育基因 配对区
原点
大肠杆菌性别
致育基因
原点 配对区
F-
细菌染色体
•细菌DNA间的重组率很 高，故称之为高频重组品 系（high frequence recombination，Hfr）， 重组率为10-2。
3、Ruv系统解离Holiday连接点
❖ RuvA：识别Holliday连接点的结构
❖ RuvB：具ATP酶的活性，为分支迁移提供动 力。
❖ RuvC：具有核酸内切酶活性，可特异识别 Holliday 连接点。
一、中断杂交实验原理 二、中断杂交作图 三、重组作图（自学）
一、中断杂交实验原理
Hfr细胞和F-细胞杂交，基因从Hfr细胞按次序转入F细胞，可根据基因进入F-细胞的时间和次序制作基 因图谱。
内、外基因子的交换情况
❖ 单交换 部分二倍性线状体 ❖ 双交换 重组体＋线性片断 ❖ 偶数次交换结果：只产生一种重组体，而无
另一相应的重组体。
❖ 由此可见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。
主要内容
• 细菌的细胞和基因组(自学) • 大肠杆菌的突变型及筛选 • 细菌的接合与染色体作图 • 中断杂交与重组作图 • F`因子与性导 • 细菌的转化与转导作图
❖ 大肠杆菌的突变类型 ❖ 突变型筛选（自学）
一、大肠杆菌的突变类型
1、合成代谢功能的突变型——营养缺陷型 合成代谢功能（anabolic function）
分解代谢功能（anabolic function）
一系列降解功能的实现也需要许多基因的表达， 其中任何一个基因突变都会影响降解功能的实现。
如Lac-突变型不能分解乳糖，因此就不能生长在 以乳糖为唯一碳源的基本培养基上。
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
一、细菌接合现象的发现
❖ 菌株A：met- bio- thr+ leu+ thi+ ❖ 菌株B：met+ bio+ thr- leu- thi-
Met+ bio+ thr+ leu+ thi+
（一）细菌重组的特点
❖ 细菌重组不同于真核生物的完整二倍体 的重组。
Hfr 与F－接合常会形成部分二倍体
F-的DNA
Hfr的部 分DNA
❖ 部分二倍体：这种含有一个亲体F-全部基因组和另 一亲体部分基因组的合子叫部分合子（半合子）/ 部分二倍体。
❖ 细菌的重组就是指F-的DNA（内基因子）与Hfr的 部分DNA （外基因子）之间的重组。
营养缺陷型：一个必原需养的型基/野因生发型生在了基突本培变养不基能上， 进行一个特定的生化具反有应合，成所从有而代阻谢碍和整生个长合所必成须的 代谢功能的实现。 复杂有机分子的功能。
命名: Met-, Lys-
❖ 2、分解代谢功能的突变型（catabolic functional mutants)
• F因子转移的频率很低。
F
因 子 的 环 出
4、附加体
❖ 象F因子既可独立存在于染 色体之外作为一个独立的复 制子，也可整合到大肠杆菌 染色体中作为Байду номын сангаас肠杆菌复制 子的一部分的遗传物质（遗 传因子），称为附加体。
三、细菌重组的特点及机制 ❖ 细菌重组的特点 ❖ 细菌同源重组的分子基础
中断杂交实验与重组作图
2） RecBCD酶的功能
① 能降解DNA的核酸酶（核酸外切酶Ⅴ） ② 解旋酶活性 ③ ATP酶活性 ❖ 目标：提供一条含游离3’端的单链区域
（ RecA可以作用的底物）
❖ RecBCD 酶识别
chi序列 含游离3’ 引发重组
端的单链
2、 RecA催化单链同化
① 具有蛋白酶活性 ② 在单链DNA和ATP存在的条件下启动DNA单链和
与之互补的双链分子进行碱基配对。 ❖ 单链同化： RecA可使一条DNA单链置换一条双链
DNA分子中同源链的反应。
单链同化需要的条件：
a. 必须有一个单链DNA分子区域。b.必须有一个具游离3’ 端的DNA分子； c.该单链区域和3’端必须位于这两个分 子的互补区域中。
具有游离3’ 端的单链
单链
具有游 离3’端
二、F因子及其转移
1、细菌的性别
❖ 细菌主要是无性繁殖，直 到1946年人们才注意到不 同品系大肠杆菌间可以杂 交，并进行了基因重组， 从而首次发现了大肠杆菌 也有“性别”。
2、F因子/性因子/致育因子 ❖ F因子：环状DNA，含6×104个bp。 ❖ 大肠杆菌供体中含有，而受体无。 ❖ 由原点、致育基因、配对区三个部分组成。
3、F+、F-与Hfr
❖ F+：细胞质中具有F因 子的大肠杆菌（供体）
❖ F-：细胞质中没有F因
F-
子的大肠杆菌（受体）
大肠杆菌性别
F+
大肠杆菌 DNA
F+
大肠杆菌性别
F因子
F-
F因子及其在 杂交中的行为
细胞质桥(接合管)
F+× F-
F+ F+
F+×F-
•F因子转移的频率很高， 但细菌DNA间的重组率很 低，故称F+为低频重组品 系(low frequence recombination，Lfr)。
（二）细菌同源重组的分子基础
❖ RecBCD识别chi序列引发重组 ❖ RecA催化单链同化 ❖ Ruv系统解离Holiday连接点
1、RecBCD识别chi序列引发重组 1）chi 位点
❖ 保守的8碱基非对称序列
❖ 大肠杆菌DNA每5-10Kb自然出现一次 ❖ 被recBCD编码的酶所识别 ❖ 刺激重组——重组热点
环状F因子的模式图
组成F因子各部分的功能
• 原点：是转移的起点。
• 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菌毛的蛋白 质，即供体菌细胞表面的管状结构，F菌毛与受 体菌细胞表面的受体相结合，在两个细胞间形成 细胞质桥。
Hfr（high frequence recombination）
F因子整合入大肠杆菌染色体中
致育基因 配对区
原点
大肠杆菌性别
致育基因
原点 配对区
F-
细菌染色体
•细菌DNA间的重组率很 高，故称之为高频重组品 系（high frequence recombination，Hfr）， 重组率为10-2。
3、Ruv系统解离Holiday连接点
❖ RuvA：识别Holliday连接点的结构
❖ RuvB：具ATP酶的活性，为分支迁移提供动 力。
❖ RuvC：具有核酸内切酶活性，可特异识别 Holliday 连接点。
一、中断杂交实验原理 二、中断杂交作图 三、重组作图（自学）
一、中断杂交实验原理
Hfr细胞和F-细胞杂交，基因从Hfr细胞按次序转入F细胞，可根据基因进入F-细胞的时间和次序制作基 因图谱。
内、外基因子的交换情况
❖ 单交换 部分二倍性线状体 ❖ 双交换 重组体＋线性片断 ❖ 偶数次交换结果：只产生一种重组体，而无
另一相应的重组体。
❖ 由此可见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。