细菌和病毒的遗传(2)ppt课件

1、第九章第九章 细菌和病毒的遗传细菌和病毒的遗传本章重点本章重点1 1细菌和病毒的特点。细菌和病毒的特点。2 2细菌和病毒的四种遗传分析方法：细菌和病毒的四种遗传分析方法： 转化、接合、性导、转导。转化、接合、性导、转导。3 3掌握掌握F+F+、FF、FF、HfrHfrF+F+的特点。的特点。4 4了解和掌握中断杂交和重组作图的原理。了解和掌握中断杂交和重组作图的原理。5 5噬菌体构造和基因重组特点。噬菌体构造和基因重组特点。细菌：细菌： 一个线条状或环状染色体一个线条状或环状染色体( (单倍体构造单倍体构造) )； 无典型的有丝分裂和减数分裂；无典型的有丝分裂和减数分裂； 染色体传送和重组方式

2、与真核生物不同。染色体传送和重组方式与真核生物不同。病毒：病毒： 比细菌更简单；比细菌更简单； 在寄主细胞内以集团方式产生；在寄主细胞内以集团方式产生； 属于只需一条染色体的单倍体。属于只需一条染色体的单倍体。E. coliT4 Phage第一节第一节 细菌和病毒遗传细菌和病毒遗传研讨的意义研讨的意义1.大小：细胞较小、长约大小：细胞较小、长约12m(1m1/1000mm)、宽约、宽约0.5m；2.构造：鞭毛、细胞壁、质膜、构造：鞭毛、细胞壁、质膜、间体、核质体、核糖体间体、核质体、核糖体3.遗传物质：单个主染色体、遗传物质：单个主染色体、一个或多个小染色体一个或多个小染色体(质粒质粒)4.涂

3、布和繁衍：每个细胞在较短涂布和繁衍：每个细胞在较短时间内时间内(如一夜如一夜)能裂殖到能裂殖到107个个子细胞子细胞 成为肉眼可见的菌成为肉眼可见的菌落落或克隆或克隆(clone)。一、细菌：一、细菌：5.生理特性突变：生理特性突变：.营养缺陷型：营养缺陷型： 丧失合成某种营养物质才干，不能在根本培育基上生长；丧失合成某种营养物质才干，不能在根本培育基上生长； 原养型：野生菌株那么可在根本培育基上生长。原养型：野生菌株那么可在根本培育基上生长。 用不同的选择性培育基用不同的选择性培育基 测知突变的特性。测知突变的特性。. 抗性突变型：抗性突变型：如抗药性或抗感染性。如抗药性或抗感染性。例如：青

4、霉素例如：青霉素penr抗性突变抗性突变的菌落。的菌落。测定突变的方法测定突变的方法影印法：影印法：黎德伯格等黎德伯格等Lederberg J.Lederberg J.和和Lederberg E. M., 1952Lederberg E. M., 1952设计。设计。Lederberg J., 1958 Nobel奖获得者，奖获得者，发现细菌转导和接合发现细菌转导和接合无链霉素吸附细菌丝绒印在母板上再印在选择培育基上链霉素挑选出抗链霉素的菌系从模板中挑出抗性和敏感菌系病毒分类：病毒分类： 寄主：动物、植物、细菌等；寄主：动物、植物、细菌等； 遗传物质：遗传物质：DNA DNA 或或 RNA R

5、NA。二、病毒：二、病毒：单倍体，仅一条染色体。病毒单倍体，仅一条染色体。病毒 蛋白质外壳蛋白质外壳 核核酸。酸。烟草花叶病毒腺病毒烟草花叶病毒腺病毒T4 噬菌体噬菌体 HIV病毒病毒RNA DNADANRNA噬菌体对于分子生物学研讨具有重要意义。噬菌体对于分子生物学研讨具有重要意义。1 1世代周期短：世代周期短：大肠杆菌大肠杆菌E.coliE.coli20 min20 min可繁衍一代。可繁衍一代。2 2便于操作和生化分析：便于操作和生化分析：个体小，普通在个体小，普通在 1 1m m至几至几m m之间，操作方便。之间，操作方便。三、细菌和病毒在遗传研讨中的优越性：三、细菌和病毒在遗传研讨中

6、的优越性：3便于研讨基因突变：便于研讨基因突变：裸露的裸露的DNA分子有的病毒为分子有的病毒为RNA分子，容易受分子，容易受环境条件的影响而发生突变；单倍体生物，不存在显性环境条件的影响而发生突变；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。掩盖隐性问题，隐性突变也能表现出来。4便于研讨基因的作用：便于研讨基因的作用：影印培育，易检出营养缺陷型突变，有利于从生化影印培育，易检出营养缺陷型突变，有利于从生化角度来研讨基因的作用。角度来研讨基因的作用。5便于研讨基因重组：便于研讨基因重组：细菌具有转化、转导和接协作用，可以进展精细的细菌具有转化、转导和接协作用，可以进展精细的遗传分析

7、。遗传分析。6. 便于研讨基因构造、功能及调控机制：便于研讨基因构造、功能及调控机制：细菌和病毒的遗传物质简单，易于进展基因定位、细菌和病毒的遗传物质简单，易于进展基因定位、构造分析和分别，基因的表达调控也适于采用生理生化构造分析和分别，基因的表达调控也适于采用生理生化的方法进展深化研讨。的方法进展深化研讨。7. 便于进展遗传操作：便于进展遗传操作：染色体构造简单，没有组蛋白和其它蛋白的结合，染色体构造简单，没有组蛋白和其它蛋白的结合，适宜进展遗传工程的操作。适宜进展遗传工程的操作。 第二节第二节 噬菌体的遗传分析噬菌体的遗传分析1. 构造简单：构造简单：蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪

8、等。蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。2. 多样性的缘由：外壳的蛋白质种类、染色体类型和构造。多样性的缘由：外壳的蛋白质种类、染色体类型和构造。3. 两大类：两大类： 烈性噬菌体：烈性噬菌体：T噬菌体系列噬菌体系列T1T7； 温暖性噬菌体温暖性噬菌体: P1和和噬菌体。噬菌体。一、噬菌体的构造：一、噬菌体的构造：T4噬菌体从噬菌体从大肠杆菌中释放大肠杆菌中释放、烈性噬菌体：、烈性噬菌体： 1. 1.构造大同小异，外型呈蝌蚪状：构造大同小异，外型呈蝌蚪状：头部：双链头部：双链DNADNA分子的染色体；分子的染色体；T T偶列噬菌体颈部：中空的针状构造及外鞘；偶列噬菌体颈部：中空的针状构造

9、及外鞘；尾部：由基板、尾针和尾丝组成。尾部：由基板、尾针和尾丝组成。2.T偶列噬菌体的侵染过程如T4噬菌体：尾丝固定于大肠杆菌，遗传物质注入 破坏寄主细胞遗传物质 合成噬菌体遗传物质和蛋白质 组装许多新的子噬菌体 溶菌酶裂解细菌 释放出大量噬菌体。T4T4噬菌体侵染大肠杆菌的生活周期噬菌体侵染大肠杆菌的生活周期、温暖性噬菌体：例如、温暖性噬菌体：例如和和P1噬菌体，噬菌体，和和P1各代表各代表一种略有不同的溶源性类型。一种略有不同的溶源性类型。噬菌体构造噬菌体构造.噬菌体：噬菌体侵入后，细菌不裂解噬菌体：噬菌体侵入后，细菌不裂解 附在附在E.coliE.coli染色体上的染色体上的galgal

10、和和biobio位点间的位点间的attatt座位上座位上 整合到细菌染整合到细菌染色色体，并能阻止其它体，并能阻止其它噬菌体的超数感染。噬菌体的超数感染。噬噬菌菌体体特特定定位位点点的的整整合合 1. 1.溶源性噬菌体的生活周期：溶源性噬菌体的生活周期：.P1.P1噬菌体：噬菌体： 不整合到细菌不整合到细菌的染色体上，而是的染色体上，而是独立存在于细胞质独立存在于细胞质内。内。裂解裂解途径途径溶源溶源途径途径o原噬菌体：整合到原噬菌体：整合到宿主基因组中的噬菌体。宿主基因组中的噬菌体。仅少数基因活动，仅少数基因活动，表达出妨碍物封锁其它表达出妨碍物封锁其它基因。基因。原噬菌体经诱导可原噬菌体经

11、诱导可转变为烈性噬菌体转变为烈性噬菌体裂解途径。裂解途径。 2.P1和和噬菌体的特性：噬菌体的特性：P1和和各代表不同的溶源性类型：各代表不同的溶源性类型：P1噬菌体：侵入后并不整合到细菌的染色体上，独立存噬菌体：侵入后并不整合到细菌的染色体上，独立存在在于细胞质内；于细胞质内；噬菌体：经过交换整合到细菌染色体上。噬菌体：经过交换整合到细菌染色体上。溶源性细菌分裂溶源性细菌分裂 两个子细胞：两个子细胞：P1噬菌体复制那么使每个子细胞中至少含有一个拷贝；噬菌体复制那么使每个子细胞中至少含有一个拷贝；噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。共

12、同特点：核酸既不大量复制，也不大量转录和翻译。共同特点：核酸既不大量复制，也不大量转录和翻译。P1P1和和噬菌体的生活周期特性噬菌体的生活周期特性1.噬菌体遗传性状分为两类：噬菌体遗传性状分为两类： 构成的噬菌斑外形：构成的噬菌斑外形：指噬菌斑大小、边缘指噬菌斑大小、边缘明晰度、透明程度。明晰度、透明程度。寄主范围：寄主范围：指噬菌体感染和裂解指噬菌体感染和裂解的菌株范围。的菌株范围。二、二、T2T2噬菌体的基因重组与作图：噬菌体的基因重组与作图：.正常噬菌体正常噬菌体r+： 噬菌斑小而边缘模糊。噬菌斑小而边缘模糊。r突变体突变体rapid lysis，速溶性：，速溶性： 噬菌斑大而边缘清楚。

13、噬菌斑大而边缘清楚。.寄主范围突变体：寄主范围突变体：指能抑制噬菌体抗性的突变体。指能抑制噬菌体抗性的突变体。例：例：T2 h+ 噬菌体：只侵染大肠杆菌噬菌体：只侵染大肠杆菌B株株半透明噬菌斑。半透明噬菌斑。T2 h突变株：能利用突变株：能利用B株和株和B/2株株透明噬菌斑。透明噬菌斑。2T2噬菌体的研讨最为广泛：噬菌体的研讨最为广泛： T2 phageh和h+均能感染B株 可用T2两个亲本hr+和h+r同时感染B株。hr+(透明，小)h+r (半透明，大)同时感染B菌株获得噬菌体子代亲本型：hr+， h+r重组型：hr， h+r+E.coli BE.coli B株株双重感染：双重感染：将亲本

14、型和重组型混合子代感染混合有B和B/2菌株的培育基hr+(亲)：噬菌斑透明、小，边缘模糊h+r (亲)：噬菌斑半透明、大，边缘清楚hr (重组)：噬菌斑透明、小，边缘清楚h+r+(重组)：噬菌斑半透明、小，边缘模糊重组值计算：重组值计算：重组值重组值=重组噬菌斑数重组噬菌斑数/总噬菌斑数总噬菌斑数100%= (h+r+ + hr)/(h+r+ hr+ + h+r+ + hr)100%去掉去掉%即可作为图距。即可作为图距。h+r -h+r -不同速溶菌的突变型在表现型上不同，可分别写成不同速溶菌的突变型在表现型上不同，可分别写成ra、rb、rc等，用等，用rxh+rx+h获得实验结果列于下表：获

15、得实验结果列于下表：杂交组合各基因型杂交组合各基因型%重组值重组值r-h+r+h-r+h+r-h- r-ah+ra+h-34.042.012.012.0 24.0/100=24%r-bh+rb+h-32.056.05.96.4 12.3/100.3=12.3%r-ch+rc+h-39.059.00.70.91.6/99.6=1.6%分别作出分别作出ra、rb、rc与与h的三个连锁图的三个连锁图:再做杂交：再做杂交：rcrb+rc+rb结果阐明结果阐明: rcrb的重组值的重组值 rbh h 位于位于rb及及rc之间，陈列顺序之间，陈列顺序 rchrb。由于由于T2 噬菌体的连锁图是环状的，所以

16、噬菌体的连锁图是环状的，所以2、3陈列都对。陈列都对。四种能够的基因陈列连锁图四种能够的基因陈列连锁图: :1 2 3 4 hrcrarb三、三、噬菌体的基因重组与作图：噬菌体的基因重组与作图：凯泽凯泽KaiserA.D.,1955最先进展最先进展噬菌体的噬菌体的重组重组作图实验。紫外线照射处置作图实验。紫外线照射处置 获获5个个 噬菌体突变系，产生噬菌体突变系，产生不同噬菌斑：不同噬菌斑：s系：小噬菌斑；系：小噬菌斑；mi系：微小噬菌斑；系：微小噬菌斑；c系：完全清亮的噬菌斑；系：完全清亮的噬菌斑；co1系：中央环之外部分表现清亮的噬菌斑；系：中央环之外部分表现清亮的噬菌斑；co2系：更浓密

17、的中央环噬菌斑。系：更浓密的中央环噬菌斑。凯泽利用凯泽利用噬菌体噬菌体sco1mi与噬菌体与噬菌体+进展杂交作图：进展杂交作图：第三节第三节 细菌的遗传分析细菌的遗传分析概念：某些细菌经过其细胞膜摄取周围供体的染色体概念：某些细菌经过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，将此外源片段，将此外源DNA片段经过重组整合到本人片段经过重组整合到本人染色体组的过程。染色体组的过程。 1928年，格里费斯年，格里费斯Griffith F.在肺炎双球菌中发现转化景象。在肺炎双球菌中发现转化景象。1944年，阿委瑞年，阿委瑞Avery O. T. 进展肺炎双球菌转化实验；进展肺炎双球菌转化实验；证明遗传物质是证

18、明遗传物质是DNA；转化是细菌交换基因的方法之一。转化是细菌交换基因的方法之一。 一、转化一、转化transformationtransformation：转化的条件：细菌活泼摄取外源转化的条件：细菌活泼摄取外源DNADNA分子；分子；具备重组程序所必需的酶。具备重组程序所必需的酶。转化三种细菌：肺炎双球菌；转化三种细菌：肺炎双球菌； 枯草杆菌；枯草杆菌； 流感嗜血杆菌。流感嗜血杆菌。转化的两个例子：转化的两个例子：. .用两个带有不同抗性的肺炎双球菌群体混合用两个带有不同抗性的肺炎双球菌群体混合可以可以发现带有双抗性的细菌。发现带有双抗性的细菌。细菌裂解细菌裂解DNADNA残留被其它细菌摄取

19、。残留被其它细菌摄取。. .枯草杆菌细胞外表分泌枯草杆菌细胞外表分泌DNADNA，可被其它细胞摄取。，可被其它细胞摄取。、供体与受体的互作：、供体与受体的互作：.转化片断的大小：转化片断的大小：肺炎双球菌转化：肺炎双球菌转化：DNA片断至少有片断至少有800bp；枯草杆菌的转化：枯草杆菌的转化：DNA片断至少有片断至少有16000bp。.供体供体DNA分子存在的数目：分子存在的数目：供体供体DNA分子数目与特定基因的胜利转化有关。分子数目与特定基因的胜利转化有关。链霉素抗性基因转化：每个细胞含有链霉素抗性基因转化：每个细胞含有10个个DNA分子之前，分子之前，抗性转化体数目不断与抗性转化体数目

20、不断与DNA分子分子存在数目成正比。存在数目成正比。缘由：细菌的细胞壁或细胞膜上有固定数量的缘由：细菌的细胞壁或细胞膜上有固定数量的DNA接受接受座位，故普通细菌摄取的座位，故普通细菌摄取的DNA分子数分子数10个。个。受体的生理形状：受体的生理形状：感受态是处于刚停顿感受态是处于刚停顿DNA合成、而蛋白质合成继续活泼合成、而蛋白质合成继续活泼进展时的形状。？进展时的形状。？活泼合成的蛋白质可使细菌细胞壁易于接受转化活泼合成的蛋白质可使细菌细胞壁易于接受转化DNA。只需感受态受体细胞才干摄取并转化外源只需感受态受体细胞才干摄取并转化外源DNA，而这种，而这种感受态也只能发生在细菌生长周期的某一

21、时间范围内。感受态也只能发生在细菌生长周期的某一时间范围内。 、转化、转化DNA的摄取和整合过程：的摄取和整合过程：.结合与穿入：结合与穿入： DNA分子结合在接受座位上分子结合在接受座位上(可逆可逆)，可被可被DNA酶降解；接受座位饱和性。酶降解；接受座位饱和性。DNA摄取摄取(不可逆不可逆)，不受，不受DNA酶破坏。酶破坏。穿入后，由外切酶或穿入后，由外切酶或DNA移位酶降解移位酶降解其中一条链。其中一条链。.联会：按各个位点与其相应的受体DNA片段联会。亲缘关系越远，联会越小、转化的能够性越小。整合整合(重组重组)：是指单链的转化是指单链的转化DNA与与受体受体DNA对应位点的置换对应位

22、点的置换稳定地进入到受体稳定地进入到受体DNA。对同源对同源DNA具有特异性。具有特异性。异源异源DNA，视亲缘关系远，视亲缘关系远近也可发生不同频率整合。近也可发生不同频率整合。黎德伯格等用枯草杆菌进展转化和重组实验：黎德伯格等用枯草杆菌进展转化和重组实验：DNA 片段进入受体细胞后，可与受体染色体发生重组。片段进入受体细胞后，可与受体染色体发生重组。严密连锁的两个基因有较多的时机在同一个严密连锁的两个基因有较多的时机在同一个DNA片段中片段中同时整合到受体染色体中。同时整合到受体染色体中。三者并发转化的频率高，故这三者并发转化的频率高，故这3个基因是连锁的，个基因是连锁的，其中其中his2

23、和和tyr1连锁最为严密：连锁最为严密：trp2his2tyr1341340单交换时，染色体开环易降解，故不存在单交换类型；单交换时，染色体开环易降解，故不存在单交换类型；只需双交换和偶数的多交换才有效。只需双交换和偶数的多交换才有效。二、接合二、接合conjugation：1.概念：是指原核生物的遗传物质从供体概念：是指原核生物的遗传物质从供体donor转移转移到受体到受体receptor内的过程。内的过程。特点：需经过细胞的直接接触。特点：需经过细胞的直接接触。 不同营养缺陷型的大肠杆菌：不同营养缺陷型的大肠杆菌：A菌株：菌株：Met- bio- thr+ leu+，需加甲硫氨酸和生物素。

24、需加甲硫氨酸和生物素。B菌株：菌株：Met+ bio+ thr- leu-，需加苏氨酸和亮氨酸。需加苏氨酸和亮氨酸。A菌株和菌株和B菌株营养缺陷型，菌株营养缺陷型，不能在根本培育上生长。不能在根本培育上生长。AB菌株混合培育，在完全菌株混合培育，在完全培育基上，几小时后离心，涂培育基上，几小时后离心，涂布根本培育基上，长出原养型布根本培育基上，长出原养型Met+ bio+ thr+ leu+菌落。菌落。2实例：黎德伯格和塔特姆实例：黎德伯格和塔特姆1946年：年：这种原养型细胞如何出现？这种原养型细胞如何出现？A菌株B菌株A、B菌株分别培育在根本菌株分别培育在根本培育基上培育基上 一边加压和一

25、边加压和吸引使培育液充分混合吸引使培育液充分混合 结果任何一臂的培育基上结果任何一臂的培育基上均未长出原养型细菌。均未长出原养型细菌。直接接触直接接触(接合接合)是原养型是原养型细胞出现的必要条件。细胞出现的必要条件。海斯海斯Hayes W.,1952证明：证明：接合过程是一种单向接合过程是一种单向转移，转移，A菌株遗传物质菌株遗传物质 B菌株，从供体菌株，从供体donor到受体到受体receptor。滤片大分子可经过，细菌不能经过U型管的实验型管的实验Davis，1950F 因子：致育因子性因子，是一种附加体。因子：致育因子性因子，是一种附加体。携带携带F因子的菌株称为供体菌或雄性，用因子的

26、菌株称为供体菌或雄性，用F表示。表示。未携带未携带F因子的菌株为受体菌或雌性，用因子的菌株为受体菌或雌性，用F表示。表示。、F因子及因子及F向向F的转移：的转移：F 因子的组成：因子的组成：染色体外遗传物质，环状染色体外遗传物质，环状DNA； 4060个蛋白质基因；个蛋白质基因；24个个/细胞细胞(雄性内雄性内)。F 因子的三种形状：因子的三种形状：以大肠杆菌为例：以大肠杆菌为例：没有没有F因子，即因子，即F；一个自主形状一个自主形状F因子，即因子，即F；一个整合到本人染色体内的一个整合到本人染色体内的F因子，即因子，即Hfr。自主形状时自主形状时F 因子独立进展分裂。因子独立进展分裂。 F

27、因子的传送：因子的传送：带带F 因子的细菌较少。具有因子的细菌较少。具有F 因子的菌株可以作为供体。因子的菌株可以作为供体。 F 因子中有构成因子中有构成F性伞毛性伞毛F pilus的基因的基因接合管接合管 F 细胞中的细胞中的F 因子由接合管向因子由接合管向F传传送送 F受体变成受体变成F。F FF F：先构成接合管，：先构成接合管， F F因子的因子的DNADNA边转移边复制，边转移边复制， F F细胞细胞 F F细胞。细胞。在在Hfr F结合时，细菌染色体由结合时，细菌染色体由一小段单链的一小段单链的F因子为前导而转移到因子为前导而转移到F-受体受体 边进入边合成。普通仅小部分细菌染色边

28、进入边合成。普通仅小部分细菌染色体可以转入，接合中断体可以转入，接合中断 受体细胞为受体细胞为F，F因子仍留在供体内。因子仍留在供体内。F因子整合到细菌染色体上FHfr细胞，其繁衍与细菌染色体同步进展。此时，细菌基因的重组频率添加 4倍以上， 染色体上整合有F因子的菌株，称为Hfr菌株。HfrHfrF F、Hfr细胞的构成及染色体的转移：细胞的构成及染色体的转移：降解单交换单交换双交换双交换受体内受体内基因基因供体外基因供体外基因部分二倍体：部分二倍体：当当F或或Hfr的细的细菌菌染色体进入染色体进入F后，在后，在一个短时期内，一个短时期内，F细细胞内的某些位点就会胞内的某些位点就会成为二倍体

29、成为二倍体DNA。cb+a+c+ba部分二倍体中发生交换部分二倍体中发生交换:单数交换：翻开环状染色体，产生一个线性染色体，这种单数交换：翻开环状染色体，产生一个线性染色体，这种细胞是不能成活的。细胞是不能成活的。偶数交换：产生可遗传的重组体和片段。偶数交换：产生可遗传的重组体和片段。、中断杂交实验及染色体连锁图：、中断杂交实验及染色体连锁图：50年代，雅科Jacob F.和沃尔曼Wollman E.： 中断杂交实验：发现接合时遗传物质转移是直线进展。其方法为：Hfr菌株与F菌株混合培育。Hfr菌株：strs a+ b+ c+ d+对链霉素敏感F-菌株：strr a- b- c- d-抗链霉素

30、不同时间取样搅拌器中断杂交稀释含链霉素完全培育基杀死Hfr细菌抗str细菌菌落影印培育法：鉴定a+b+c+d+各基因转移时间。实例：实例：Hfr菌株：苏氨酸菌株：苏氨酸(thr+)、亮氨酸、亮氨酸(leu+)、抗叠氮化物、抗叠氮化物(azir)、抗抗T1噬菌体噬菌体(tonr)、半、半乳糖乳糖(galb+)、乳糖、乳糖(lac+)。F-菌株：菌株：thr-、leu-、azis、tons、galb-、lac-型。型。8分钟时：thr+进入F-细胞；8.5分钟时：leu+进入F-细胞；9分钟时：出现叠氮化物抗性的菌落，少数azir基因进入F-细胞；11分钟时：出现抗噬菌体T1的F-细菌；18和25

31、分钟时：分别出现乳糖和半乳糖发酵基因，即lac+和galb+进入F-细胞。88.591118重组体中各标志基因进重组体中各标志基因进入入F- 细胞中时间不同，细胞中时间不同，到达最高程度的时间也到达最高程度的时间也不同；不同；随时间的推迟，某个基随时间的推迟，某个基因的重组率添加；一定因的重组率添加；一定程度后，重组率便不再程度后，重组率便不再添加。添加。如：如：10 min tonr初次出现，初次出现， 15 min 时时40%、25 min后后80%。Hfr中基因是按一定的中基因是按一定的线性顺序依次进入线性顺序依次进入F-菌株的。菌株的。 thrleuazitonlacgalF O88.

32、59111825时间(min) 以基因出现的时间为规范 作出E. coli的遗传连锁图。 表表 9-5 大肠杆菌大肠杆菌 Hfr thr+leu+lac+gal+azistonsstrs F thrleulacgalazir tonr strr的结果的结果 标记基因标记基因 转入的时间（分钟）转入的时间（分钟） 频率频率 thr+ 8 100(经选择的经选择的) leu+ 8.5 100(经选择的经选择的) azis 9 90 tons 11 70 lac+ 18 40 gal+ 25 25 用一种大肠杆菌的不同用一种大肠杆菌的不同HfrHfr菌株进展中断杂交实验，作出菌株进展中断杂交实验，作

33、出连锁图，其基因向连锁图，其基因向F-F-细胞转移的顺序不同。细胞转移的顺序不同。HfrHfr类型原点基因转移顺序类型原点基因转移顺序HfrHHfrHO Othrthrproprolaclacpurpurgalgalhishisglyglythithi1 1O Othrthrthithiglyglyhishisgalgalpurpurlaclacpropro2 2O Oproprothrthrthithiglyglyhishisgalgalpurpurlaclac3 3O OpurpurlaclacproprothrthrthithiglyglyhishisgalgalAB312AB312O

34、Othithithrthrproprolaclacgurgurgalgalhishisglygly 转移的顺序是不是随机？例如：转移的顺序是不是随机？例如：thr thi gly thr thi gly 。Hfr1和和HfrAB312菌系的中断杂交实验及其连锁图：菌系的中断杂交实验及其连锁图：开场开场开场开场终了终了终了终了差别：不同差别：不同Hfr菌株转移菌株转移的原点的原点(O)和转移和转移方向不同。方向不同。进一步阐明进一步阐明F因子和因子和细菌染色体都是环状。细菌染色体都是环状。 、重组作图：、重组作图：两基因转移时间间距两基因转移时间间距2 2分钟分钟时，中断杂交法的图距不够准确，时

35、，中断杂交法的图距不够准确，应采用传统的重组作图法。应采用传统的重组作图法。例：二个基因严密连锁例：二个基因严密连锁: :lac-lac-乳糖不发酵乳糖不发酵 ade-ade-腺嘌呤缺陷型腺嘌呤缺陷型完全培育基混合培育完全培育基混合培育完全培育基完全培育基无腺嘌呤、加链霉素无腺嘌呤、加链霉素F-ade+lac+未发生交换F-ade+lac-基因间发生交换基因间发生交换Hfr lac+ade+strsF- lac-ade-strrF-ade+ 菌落菌落 加乳糖加乳糖基因间重组频率：基因间重组频率： 两个位点间的时间约为两个位点间的时间约为1 1分钟，约相当于分钟，约相当于20%20%的的重组值。

36、重组值。-lac ade100%22%(lac ade )(lac ade )三、性导三、性导sexductionsexduction: :性导：指接合时由性导：指接合时由FF因因子子所携带的外源所携带的外源DNADNA整合到细菌整合到细菌染色体的过程。染色体的过程。F F 因子整合过程：因子整合过程：可逆：发生环出时，可逆：发生环出时，F F因因子子又可重新分开染色体。又可重新分开染色体。整合整合环出环出什么是什么是F 因子？因子？Adelberg和Burns(1959)：F 因子偶尔在环出时不够准确，会携带出染色体上的一些基因，这种因子称为F因子。 F因子携带染色体的节段大小：从一个规范基

37、因到半个细菌染色体。F因子使细菌带有某些因子使细菌带有某些突出的特点：突出的特点：F因子转移基因频率极因子转移基因频率极高，好像高，好像F+因子转移频率；因子转移频率；F因子自然整合率极高，因子自然整合率极高，并且整合在一定的座位上。并且整合在一定的座位上。 携带与细菌染色体一样的携带与细菌染色体一样的同源区段；而正常同源区段；而正常 F因子因子可在不同座位整合。可在不同座位整合。雅科和阿代尔伯格发现：雅科和阿代尔伯格发现：特殊的特殊的Hfr菌株能把菌株能把lac+ 等位基因高频率地转移到等位基因高频率地转移到F-lac-受体中。受体中。lac基因位于远端，中断杂交实验中只需基因位于远端，中断

38、杂交实验中只需1/1000重组率；重组率；由由F携带携带lac+ 基因进入受体后可在基因进入受体后可在lac位点上构成部位点上构成部分分二倍体二倍体Flac+ / lac-。性导在大肠杆菌遗传研讨中的作用：性导在大肠杆菌遗传研讨中的作用：分别出大量分别出大量FF因子每个因子每个FF因子携带有不同大肠因子携带有不同大肠杆菌基因杆菌基因利用不同基因在一同的并发性导的利用不同基因在一同的并发性导的频率来作图；频率来作图；经过性导产生部分二倍体经过性导产生部分二倍体确定等位基因位置、确定等位基因位置、显隐性关系；显隐性关系；. . 性导构成的部分二倍体可用作互补检验性导构成的部分二倍体可用作互补检验确

39、定两个确定两个突变类型能否属于同一个基因。突变类型能否属于同一个基因。并发性导并发性导(co-sexduction):是建立遗传图的另一手段，两个位点必需亲密是建立遗传图的另一手段，两个位点必需亲密相连才干处在同一个相连才干处在同一个F因子上。因子上。获得两个位点间重组率获得两个位点间重组率 每个片段的连锁群。每个片段的连锁群。性导作图法与转导作图法一样。性导作图法与转导作图法一样。1.1.概念：指以噬菌体为媒介进展的细菌遗传物质重组，概念：指以噬菌体为媒介进展的细菌遗传物质重组，是细菌遗传物质传送和交换方式之一。是细菌遗传物质传送和交换方式之一。2.2.特点：特点：以噬菌体为媒介以噬菌体为媒

40、介 细菌的一段染色体被错误地细菌的一段染色体被错误地包装在噬菌体的蛋白质外壳内包装在噬菌体的蛋白质外壳内 经过感染转移到另一个受体细胞内。经过感染转移到另一个受体细胞内。 感染细菌的才干决议于噬菌体的感染细菌的才干决议于噬菌体的 蛋白质外壳。蛋白质外壳。四、转导四、转导transduction：3.例如：例如：黎德伯格与津德黎德伯格与津德1951发现鼠伤寒沙门氏菌中转导发现鼠伤寒沙门氏菌中转导景象。景象。 . 将两个沙门氏菌的营养缺陷型进展杂交：将两个沙门氏菌的营养缺陷型进展杂交： phe-trp-tyr-met+his+phe+trp+tyr+met-his-混合培育混合培育在根本培育基发现

41、原养型的菌落在根本培育基发现原养型的菌落频率为频率为1/105 . . 产生上述结果的缘由产生上述结果的缘由: :. .能否属于回复突变能否属于回复突变? ?高频率出现不能够是回复突变。高频率出现不能够是回复突变。.能否属于接合、性导? 戴维斯U型管实验 (防止细胞直接接触) 结果也获得野生型重组体，排除由于接合或性导而产生基因重组能够性。.能否属于转化?结果表现为不受DNA酶的影响，排除了由于DNA片断经过滤片经转化实现基因重组能够性。. 独一能够的结论是：这种重组经过一种过滤性因子实现。独一能够的结论是：这种重组经过一种过滤性因子实现。这种过滤性因子称为这种过滤性因子称为FA，不受，不受D

42、NA酶的影响。酶的影响。FA为噬菌为噬菌体体P22溶源性。溶源性。、普遍性转导：、普遍性转导：转导颗粒转导颗粒同源重组同源重组错误包装错误包装(1/1000机率机率)转导颗粒：把细菌染色体片段包装在噬菌体蛋白质外壳内而产生转导颗粒：把细菌染色体片段包装在噬菌体蛋白质外壳内而产生的假噬菌体不包含噬菌体的遗传物质。的假噬菌体不包含噬菌体的遗传物质。. .作用：可转导细菌染色体组的任何部分。作用：可转导细菌染色体组的任何部分。以普遍性转导噬菌体P1为例，测定大肠杆菌的leu亮氨酸合成)、 thr苏氨酸合成、 azi(叠氮化钠抗性三个基因的顺序。2 2测定细菌基因间的连锁关系：测定细菌基因间的连锁关系

43、：噬菌体噬菌体P1大肠杆菌大肠杆菌leu+、thr+、azi+ P1后代后代含转导颗粒含转导颗粒大肠杆菌大肠杆菌leu-、thr-、azi- 侵染侵染侵染侵染释放释放根本培育基根本培育基2azi，leu+整合整合thr+细菌生长细菌生长azir 与与azis个数个数leu+与与leu个数个数受体菌特定培育接上图受体菌特定培育接上图根本培育基根本培育基1azi，thr+整合整合leu+细菌可生长细菌可生长azir 与与azis个数个数thr+与thr个数根本培育基根本培育基3aziLeu+ thr+细菌生长细菌生长azir 与与azis个数个数三个位点之间的连锁关系：三个位点之间的连锁关系：实验实验1 1： 2 2种能够陈列：种能够陈列： azi azileuleuthrthr leuleuaziazithrthr实验实验2 2：一