第五章 細(xì)菌和病毒的遺傳

1、2022-4-201 Ww wY Vgvg vgvg 1/4 Ww1/2 Vgvg= 1/8 WwVgvg 紅長紅長 1/2 vgvg= 1/8 Wwvgvg 紅殘紅殘 1/4 ww1/2 Vgvg= 1/8 wwVgvg 白長白長 1/2 vgvg= 1/8 wwvgvg 白殘白殘 1/4 WY1/2 Vgvg= 1/8 WYVgvg 紅長紅長 1/2 vgvg= 1/8 WYvgvg 紅殘紅殘 1/4 wY1/2 Vgvg= 1/8 wYVgvg 白長白長 1/2 vgvg= 1/8 wYvgvg 白殘白殘 (1) WwVgvg wvgvg：2022-4-202(2) wwVgvg WVg

2、vg： ww WY Vgvg Vgvg 1/2 Ww1/4 VgVg= 1/8 WwVgVg 紅長紅長 2/4Vgvg= 2/8 WwVgvg 紅長紅長 1/4 vgvg= 1/8 Wwvgvg 紅殘紅殘 1/2 wY1/4 VgVg= 1/8 wYVgVg 白長白長 2/4 Vgvg= 2/8wYVgvg 白長白長 1/4 vgvg= 1/8 wYvgvg 白殘白殘 2022-4-203復(fù)習(xí)提問復(fù)習(xí)提問 1.何為連鎖遺傳圖？何為著絲粒作圖？何為連鎖遺傳圖？何為著絲粒作圖？ 2.在學(xué)過的知識中有幾種基因定位方法？在學(xué)過的知識中有幾種基因定位方法？ 3.細(xì)菌的生長特點(diǎn)？遺傳特點(diǎn)？細(xì)菌的生長特點(diǎn)？

3、遺傳特點(diǎn)？ 4.培養(yǎng)細(xì)菌的方法？培養(yǎng)細(xì)菌的方法？ 5.病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？第五章第五章 細(xì)菌和病毒的遺傳細(xì)菌和病毒的遺傳 第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義 第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)菌的遺傳分析細(xì)菌的遺傳分析 第三節(jié)第三節(jié) 噬菌體的遺傳分析噬菌體的遺傳分析第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義一、細(xì)菌一、細(xì)菌二、病毒二、病毒三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究的意義三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究的意義四、細(xì)菌和病毒的擬有性過程四、細(xì)菌和病毒的擬有性過程一、細(xì)菌一、細(xì)菌 遺傳學(xué)從個(gè)體遺傳學(xué)從個(gè)體細(xì)胞細(xì)胞分子水平，是由于分子水平，是由于兩項(xiàng)重大的發(fā)展，一是基因

4、結(jié)構(gòu)的深入了解，兩項(xiàng)重大的發(fā)展，一是基因結(jié)構(gòu)的深入了解，二是采用細(xì)菌和病毒等試驗(yàn)材料。二是采用細(xì)菌和病毒等試驗(yàn)材料。 （一）生長特點(diǎn)（一）生長特點(diǎn) 生長周期短；生長周期短；2020分鐘一個(gè)世代，無性分裂，分鐘一個(gè)世代，無性分裂，缺乏明確的核膜和線粒體等細(xì)胞器。缺乏明確的核膜和線粒體等細(xì)胞器。 生長速度快生長速度快 易培養(yǎng)易培養(yǎng) 易突變，且突變易鑒別易突變，且突變易鑒別2022-4-207 （二）（二）遺傳特點(diǎn)特點(diǎn) 細(xì)菌染色體，裸露的細(xì)菌染色體，裸露的DNADNA。（主染色體），。（主染色體），封閉的大環(huán)。封閉的大環(huán)。 質(zhì)粒遺傳質(zhì)粒遺傳 質(zhì)粒質(zhì)粒是一種獨(dú)立于染色體而存在并能獨(dú)是一種獨(dú)立于染色體而

5、存在并能獨(dú)立自我復(fù)制和決定某些性狀的環(huán)狀立自我復(fù)制和決定某些性狀的環(huán)狀DNADNA。 舉例：大腸桿菌的舉例：大腸桿菌的F F因子。因子。 研究細(xì)菌遺傳的方法：主要是對細(xì)菌菌落形態(tài)的遺傳研究 (如圖，霉菌菌落) 2022-4-209霉菌菌落霉菌菌落2022-4-2010大腸桿菌大腸桿菌 （三）研究細(xì)菌遺傳的方法（三）研究細(xì)菌遺傳的方法 細(xì)菌類型：野生型和突變型細(xì)菌類型：野生型和突變型 菌落形態(tài)性狀的突變包括：菌落的形狀、菌落形態(tài)性狀的突變包括：菌落的形狀、顏色和大小等。顏色和大小等。 生理特性的突變包括：喪失合成某種營養(yǎng)物生理特性的突變包括：喪失合成某種營養(yǎng)物質(zhì)能力的質(zhì)能力的營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)缺陷型

6、。 抗性突變包括：抗性突變包括：抗藥性抗藥性或或抗感染性抗感染性。 某種菌液（菌落）某種菌液（菌落） 在液體在液體培養(yǎng)基上培養(yǎng)（繁殖）培養(yǎng)基上培養(yǎng)（繁殖） 稀釋稀釋 固體培養(yǎng)固體培養(yǎng) （涂布均勻）（涂布均勻） 新菌落（遺傳基礎(chǔ)一致）新菌落（遺傳基礎(chǔ)一致） 檢查變異檢查變異研究方法：研究方法： 涂布法涂布法在同一培養(yǎng)基在同一培養(yǎng)基上鑒別形態(tài)變上鑒別形態(tài)變異異細(xì)菌細(xì)菌 a. a. 先在母板（先在母板（Master plateMaster plate）上長成菌落）上長成菌落 b. b. 制作一個(gè)印具（比母板略小）制作一個(gè)印具（比母板略?。?c. c. 配制各種特定的營養(yǎng)缺乏培養(yǎng)基配制各種特定的營養(yǎng)缺

7、乏培養(yǎng)基 d. d. 用印具先在母板上印，把菌落吸附在絲絨上，用印具先在母板上印，把菌落吸附在絲絨上，再把這個(gè)印具印到不同成分培養(yǎng)基上。再把這個(gè)印具印到不同成分培養(yǎng)基上。 e. e. 鑒定是否生長，如不長為此種營養(yǎng)缺陷型。鑒定是否生長，如不長為此種營養(yǎng)缺陷型。 另一類是抗性的突變，如抗藥性或感染性，抗另一類是抗性的突變，如抗藥性或感染性，抗赤霉素。赤霉素。 影印法影印法Lederberg設(shè)計(jì)的影印培養(yǎng)法步驟如下：設(shè)計(jì)的影印培養(yǎng)法步驟如下：2022-4-2015缺賴氨酸缺賴氨酸缺精氨酸缺精氨酸 缺亮氨酸缺亮氨酸測定突變的方法測定突變的方法影印法影印法 二、病毒二、病毒 （一）特點(diǎn)（一）特點(diǎn) 只有

8、一個(gè)染色體，實(shí)際上是只有一個(gè)染色體，實(shí)際上是DNADNA或或RNARNA，不含組蛋，不含組蛋白，是由蛋白質(zhì)外殼及其包被的核酸所組成的顆粒，白，是由蛋白質(zhì)外殼及其包被的核酸所組成的顆粒，本身無細(xì)胞器，所以必須侵染到細(xì)胞中才能生活。病本身無細(xì)胞器，所以必須侵染到細(xì)胞中才能生活。病毒都是寄生的，它們必須生活在活細(xì)胞內(nèi)。毒都是寄生的，它們必須生活在活細(xì)胞內(nèi)。 （二）分類（二）分類 根據(jù)宿主分類：動(dòng)物病毒、植物病毒、微生物病根據(jù)宿主分類：動(dòng)物病毒、植物病毒、微生物病毒。其中細(xì)菌病毒（稱為噬菌體（毒。其中細(xì)菌病毒（稱為噬菌體（phagephage），是了解得），是了解得比較清楚的一種）。比較清楚的一種）。

9、尾針尾針尾絲尾絲尾板尾板尾鞘尾鞘核心核心頸頸頭頭DNA2022-4-2017圖圖7-5煙草花葉病毒腺病毒煙草花葉病毒腺病毒T4 噬菌體愛滋病病毒噬菌體愛滋病病毒 RNADNA DAN RNA2022-4-2018愛滋病病毒愛滋病病毒三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性 1. 繁殖快繁殖快, 世代短世代短, 細(xì)菌細(xì)菌20分鐘，病毒成百個(gè)分鐘，病毒成百個(gè)/h 2. 易管理和化學(xué)分析易管理和化學(xué)分析, 一個(gè)試管可裝很多一個(gè)試管可裝很多; 繁繁殖快易于獲得大量物質(zhì)用于分析。殖快易于獲得大量物質(zhì)用于分析。 3. 遺傳物質(zhì)簡單遺傳物質(zhì)簡單, 只含裸露只含裸露DNA或或RNA

10、, 所所以適用基因結(jié)構(gòu)和功能研究。以適用基因結(jié)構(gòu)和功能研究。 4. 便于研究基因突變便于研究基因突變。首先是單倍體易于表現(xiàn)。首先是單倍體易于表現(xiàn)（隱性和顯性都表現(xiàn)）。雖然突變率（隱性和顯性都表現(xiàn)）。雖然突變率800bp800bpb. b. 形態(tài)形態(tài): : 供體必須是雙鏈供體必須是雙鏈DNADNA 2022-4-2028 c. c. 濃度濃度: : 在臨界值在臨界值( (每個(gè)細(xì)胞具有每個(gè)細(xì)胞具有1010個(gè)個(gè)DNA)DNA)出現(xiàn)之前出現(xiàn)之前, , 轉(zhuǎn)化成正比。轉(zhuǎn)化成正比。 d. d. 生理狀態(tài)生理狀態(tài): : 感受態(tài)感受態(tài)(competence)(competence)DNADNA合成剛完成，而蛋白

11、質(zhì)合成正活躍。合成剛完成，而蛋白質(zhì)合成正活躍。感受態(tài)感受態(tài)指細(xì)菌能夠從周圍環(huán)境中吸收指細(xì)菌能夠從周圍環(huán)境中吸收DNADNA分子進(jìn)行轉(zhuǎn)分子進(jìn)行轉(zhuǎn)化的化的生理狀態(tài)生理狀態(tài)。l感受態(tài)主要受一類蛋白質(zhì)感受態(tài)主要受一類蛋白質(zhì)( (感受態(tài)因子感受態(tài)因子) )影影響，感受態(tài)因子可以在細(xì)菌間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，響，感受態(tài)因子可以在細(xì)菌間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從感受態(tài)細(xì)菌中傳遞到非感受態(tài)細(xì)菌中，從感受態(tài)細(xì)菌中傳遞到非感受態(tài)細(xì)菌中，可以使后者變?yōu)楦惺軕B(tài)。可以使后者變?yōu)楦惺軕B(tài)。2022-4-2029 2. 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化DNA的攝取和整合的攝取和整合 包括結(jié)合與穿入，聯(lián)會和整合包括結(jié)合與穿入，聯(lián)會和整合（1） 結(jié)合與穿入（結(jié)合與穿入（bind

12、ing and penetration） 動(dòng)態(tài)結(jié)合（若干個(gè)雙鏈動(dòng)態(tài)結(jié)合（若干個(gè)雙鏈DNA?？捎??？捎肈NA酶酶或沖淡去掉）或沖淡去掉）穩(wěn)定結(jié)合穩(wěn)定結(jié)合縱向被細(xì)菌攝取?？v向被細(xì)菌攝取。攝取時(shí)由外切酶或攝取時(shí)由外切酶或DNA移位酶移位酶（translocaes）降解其中一條鏈，并利用降解的能量，將另一降解其中一條鏈，并利用降解的能量，將另一條鏈拉進(jìn)。條鏈拉進(jìn)。 2022-4-2030 （2） 聯(lián)會聯(lián)會 單鏈單鏈DNA進(jìn)入后與其相應(yīng)的受體進(jìn)入后與其相應(yīng)的受體DNA片段片段聯(lián)會。聯(lián)會緊密程度依親緣關(guān)系而異。親緣關(guān)聯(lián)會。聯(lián)會緊密程度依親緣關(guān)系而異。親緣關(guān)系愈遠(yuǎn)，聯(lián)會的可能性愈小，轉(zhuǎn)化的可能性也系愈遠(yuǎn)，聯(lián)

13、會的可能性愈小，轉(zhuǎn)化的可能性也愈小。反之則大。愈小。反之則大。 （3）整合）整合 單鏈供體單鏈供體DNA與受體與受體DNA對應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生置對應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生置換而穩(wěn)定地參入換而穩(wěn)定地參入(incorporate)到受體到受體DNA中（圖中（圖10-4）2022-4-2031 3. 轉(zhuǎn)化和基因重組作圖轉(zhuǎn)化和基因重組作圖 當(dāng)DNA進(jìn)入受體細(xì)胞后，可以和受 體染色體發(fā)生重組。由于DNA是小片段，所以距離很遠(yuǎn)的兩個(gè)基因很難同時(shí)存在于一個(gè)片段中。如果兩個(gè)基因緊密聯(lián)鎖時(shí)，它們就有較多的機(jī)會包括在同一個(gè)DNA片斷中，并同時(shí)整合到受體染色體中，所以，緊密連鎖的基因可以通過轉(zhuǎn)化作圖。2022-4-2032trp2+ h

14、is2+ tyr1+轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化trp2- his2- tyr1- 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2022-4-2033TrpTrp2 2-his-his2 2 0.34 0.34 TrpTrp2 2-tyr-tyr1 1 0.40 0.40 HisHis2 2-tyr-tyr1 1 0.13 0.13 t r pt r p2 2 h i s h i s2 2 tyrtyr1 1 3434 1313 4040 2022-4-2034 二、接合二、接合 定義定義 接合（接合（conjugationconjugation）是指遺傳物質(zhì)從）是指遺傳物質(zhì)從供體供體(donor(donor）“雄性雄性”轉(zhuǎn)移到受體轉(zhuǎn)移到受體(re

15、ceptor)(receptor)“雌性雌性”的過程的過程 輸出遺傳物質(zhì)的個(gè)體稱為供體（輸出遺傳物質(zhì)的個(gè)體稱為供體（donor），），又稱為又稱為“雄性雄性”。接受外源遺傳物質(zhì)的個(gè)。接受外源遺傳物質(zhì)的個(gè)體稱為受體（體稱為受體（receptor），又稱為），又稱為“雌性雌性”。 2022-4-2035(一一) 接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實(shí) 1. Lederberg和和Tatum大腸桿菌雜交試驗(yàn)：大腸桿菌雜交試驗(yàn)： 材料：大腸桿菌材料：大腸桿菌(Escherichia coli)K12菌株的兩個(gè)營養(yǎng)缺菌株的兩個(gè)營養(yǎng)缺陷型品系：陷型品系： A甲硫氨酸缺陷型甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺

16、陷型和生物素缺陷型bio-； B蘇氨酸缺陷型蘇氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型和亮氨酸缺陷型leu-。 方法：方法： 將將A、B混和，在基本培養(yǎng)基混和，在基本培養(yǎng)基(固體固體)上涂布培養(yǎng)。上涂布培養(yǎng)。 結(jié)果：結(jié)果： 平板上長出平板上長出原養(yǎng)型菌落原養(yǎng)型菌落(+)。2022-4-2036 c. 培養(yǎng)物離心，涂布在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)物離心，涂布在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長出了一些原養(yǎng)型（結(jié)果發(fā)現(xiàn)長出了一些原養(yǎng)型（met+，bio+，thr+，leu+）的菌落。）的菌落。 疑問疑問 是由于轉(zhuǎn)化還是由于細(xì)胞直接接觸而是由于轉(zhuǎn)化還是由于細(xì)胞直接接觸而發(fā)生的遺傳物質(zhì)交換和重組？發(fā)生的遺傳物質(zhì)交換和重

17、組？2022-4-2037 2. U2. U型管實(shí)驗(yàn)型管實(shí)驗(yàn) 為了解答這個(gè)問題，19501950年年DavisDavis設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)U型管實(shí)驗(yàn)。 （圖（圖10-610-6） 先在先在U U管底部放入管底部放入 濾片，該濾片可阻止細(xì)濾片，該濾片可阻止細(xì) 菌通過，但不影響大分子菌通過，但不影響大分子 （DNADNA）流過）流過。2022-4-2038 左管加入左管加入A A菌株，右管加入菌株，右管加入B B菌株菌株 左管用棉塞緊，右管加抽進(jìn)氣管左管用棉塞緊，右管加抽進(jìn)氣管 右管抽進(jìn)氣輪流加壓或抽氣吸引使左右大右管抽進(jìn)氣輪流加壓或抽氣吸引使左右大分子完全混合分子完全混合 待兩臂細(xì)胞在完全培養(yǎng)基中停止生長

18、后，待兩臂細(xì)胞在完全培養(yǎng)基中停止生長后，將它們分別涂布在基本培養(yǎng)上，結(jié)果都沒有出將它們分別涂布在基本培養(yǎng)上，結(jié)果都沒有出現(xiàn)原養(yǎng)型，說明直接接觸是必要條件?，F(xiàn)原養(yǎng)型，說明直接接觸是必要條件。 即：接合。即：接合。2022-4-20393. W.Hayes的實(shí)驗(yàn)（的實(shí)驗(yàn)（1952） 鏈霉素處理鏈霉素處理A菌菌 完全培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時(shí)間完全培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時(shí)間 洗滌離心洗滌離心 B菌菌 重組體未減少重組體未減少 基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基 鏈霉素處理鏈霉素處理B菌菌 完全培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時(shí)間完全培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時(shí)間 洗滌離心洗滌離心 A菌菌 無重組體產(chǎn)生無重組體產(chǎn)生 基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基 該實(shí)驗(yàn)說明細(xì)菌接合過程中

19、該實(shí)驗(yàn)說明細(xì)菌接合過程中遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是單遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是單向的向的，即遺傳物質(zhì)從，即遺傳物質(zhì)從A A株轉(zhuǎn)移到了株轉(zhuǎn)移到了B B株。株。2022-4-2040（二）（二）F因子及其在雜交中的行為因子及其在雜交中的行為 1. F因子因子(細(xì)菌染色體外的一個(gè)決定細(xì)菌細(xì)菌染色體外的一個(gè)決定細(xì)菌雄性雄性性別的性別的共價(jià)環(huán)狀共價(jià)環(huán)狀DNA質(zhì)粒質(zhì)粒) ： 致育因子致育因子l細(xì)菌染色體外的一個(gè)決定細(xì)菌細(xì)菌染色體外的一個(gè)決定細(xì)菌雄性雄性性別的共價(jià)環(huán)狀性別的共價(jià)環(huán)狀DNA分子，稱為分子，稱為致育因子致育因子 (fertility factor)，又稱為，又稱為F因子或因子或F質(zhì)粒。質(zhì)粒。 供體菌（雄性菌）供體菌

20、（雄性菌）l含有含有F因子的細(xì)菌，因子的細(xì)菌，F(xiàn)因子游離于宿主染色體外，記為因子游離于宿主染色體外，記為F+。 受體菌（雌性菌）受體菌（雌性菌）l不含有不含有F因子的細(xì)菌，記為因子的細(xì)菌，記為F。 Hfr菌株（高頻重組菌株）菌株（高頻重組菌株）l指指F因子整合到宿主染色體中的菌株，其重組頻率比因子整合到宿主染色體中的菌株，其重組頻率比F+高高1000多倍。多倍。2022-4-2041F因子實(shí)際上是一種微小的質(zhì)粒，一種封閉的因子實(shí)際上是一種微小的質(zhì)粒，一種封閉的環(huán)狀環(huán)狀DNA，全長約，全長約94.5kb。F因子結(jié)構(gòu)包含因子結(jié)構(gòu)包含3個(gè)個(gè)區(qū)域：區(qū)域：復(fù)制起點(diǎn)或原點(diǎn)（復(fù)制起點(diǎn)或原點(diǎn)（O）：）：ori

21、T和和oriV致育基因區(qū)：這些基因使它具有感染性，其中致育基因區(qū)：這些基因使它具有感染性，其中一些基因編碼生成一些基因編碼生成F纖毛的蛋白質(zhì)。纖毛的蛋白質(zhì)。配對區(qū)：這一區(qū)域有配對區(qū)：這一區(qū)域有4個(gè)插入序列個(gè)插入序列（insertion sequence,IS），），通過和宿主染色體上的通過和宿主染色體上的IS同源重同源重組或轉(zhuǎn)座，組或轉(zhuǎn)座，F(xiàn)因子可以整合到宿主的不同位點(diǎn)。因子可以整合到宿主的不同位點(diǎn)。2022-4-2042F因子的結(jié)構(gòu)因子的結(jié)構(gòu)2022-4-2043E.coliF因子存在狀態(tài)有三種類型：因子存在狀態(tài)有三種類型： 沒有沒有F因子，即因子，即F 游離狀態(tài)的游離狀態(tài)的F因子，即因子，

22、即F+ 整合的整合的F因子，即因子，即Hfr2022-4-2044 F因子在宿主染色體上有許多特定的插入因子在宿主染色體上有許多特定的插入位點(diǎn)和方向，整合頻率為每代位點(diǎn)和方向，整合頻率為每代10-510-7。 接合過程接合過程l（F+ F-）：細(xì)菌間接觸）：細(xì)菌間接觸接合管形成接合管形成單鏈斷裂單鏈斷裂單鏈單鏈DNA從供體向受體轉(zhuǎn)移從供體向受體轉(zhuǎn)移環(huán)環(huán)化化l（Hfr F-）：細(xì)菌間接觸）：細(xì)菌間接觸接合管形成接合管形成單鏈斷裂單鏈斷裂單鏈單鏈DNA從供體向受體轉(zhuǎn)移從供體向受體轉(zhuǎn)移DNA雙鏈的形成（部分二倍體）雙鏈的形成（部分二倍體） 重組重組交換（奇偶次交換）。交換（奇偶次交換）。2022-4

23、-20452. F因子及其在雜交中的行為因子及其在雜交中的行為當(dāng)當(dāng)F+細(xì)菌和細(xì)菌和F-細(xì)菌接合時(shí)細(xì)菌接合時(shí) (F+ F-)，F(xiàn)因子因子的新拷貝能在接合過程中轉(zhuǎn)移到的新拷貝能在接合過程中轉(zhuǎn)移到F-細(xì)胞中去，細(xì)胞中去，使使F-細(xì)胞轉(zhuǎn)變成細(xì)胞轉(zhuǎn)變成F+細(xì)胞，在接合管形成后，細(xì)胞，在接合管形成后，F(xiàn)+DNA雙鏈之一被切斷，從斷端轉(zhuǎn)移到雙鏈之一被切斷，從斷端轉(zhuǎn)移到F-細(xì)胞，在那里發(fā)生細(xì)胞，在那里發(fā)生DNA復(fù)制。當(dāng)復(fù)制。當(dāng)F因子復(fù)制因子復(fù)制完成后，完成后，F(xiàn)-變成變成F+ (圖圖)。 2022-4-2046 F因子的轉(zhuǎn)移（接合）圖因子的轉(zhuǎn)移（接合）圖10-8 F+F- 接觸接觸F+與與F- F+出現(xiàn)缺口，

24、雙鏈之一被切斷，出現(xiàn)缺口，雙鏈之一被切斷，從斷端轉(zhuǎn)移從斷端轉(zhuǎn)移F+到到F-細(xì)胞中。細(xì)胞中。 在在F-中復(fù)制中復(fù)制 復(fù)制完成后，復(fù)制完成后， F-變成變成F+ ，同時(shí)，同時(shí)原有原有F+細(xì)胞也完成復(fù)制，所以轉(zhuǎn)移是細(xì)胞也完成復(fù)制，所以轉(zhuǎn)移是F+的拷貝。的拷貝。2022-4-2047 HfrF- 染色體按定向和均勻速度逐漸進(jìn)入染色體按定向和均勻速度逐漸進(jìn)入F-細(xì)菌，細(xì)菌，DNA轉(zhuǎn)移是從轉(zhuǎn)移是從oriT起始，起始，F(xiàn)因子的主要部份在因子的主要部份在最后進(jìn)入受體。最后進(jìn)入受體。 大部分大部分F因子并沒有進(jìn)入受體，中途斷開因子并沒有進(jìn)入受體，中途斷開 即即F- F+ 2022-4-20482022-4-20

25、49 供體外基因子：實(shí)際上供體外基因子：實(shí)際上受體細(xì)胞常常是只接受受體細(xì)胞常常是只接受部分的供體染色體，這部分的供體染色體，這些染色體稱為些染色體稱為。 受體內(nèi)基因子：而受體受體內(nèi)基因子：而受體的完整染色體則稱為的完整染色體則稱為。 這樣的細(xì)胞稱為二倍體這樣的細(xì)胞稱為二倍體或部分合子。細(xì)菌接合或部分合子。細(xì)菌接合后的重組就是在后的重組就是在F內(nèi)基內(nèi)基因子與供體外基因子之因子與供體外基因子之間進(jìn)行的間進(jìn)行的 2022-4-2050（三）中斷雜交試驗(yàn)及染色體連鎖圖（三）中斷雜交試驗(yàn)及染色體連鎖圖 設(shè)計(jì)人設(shè)計(jì)人 Jacob雅各布雅各布和和wollman沃爾曼沃爾曼(50年代）設(shè)年代）設(shè)計(jì)中斷雜交試驗(yàn)

26、。計(jì)中斷雜交試驗(yàn)。 目的目的 證明接合時(shí)遺傳物質(zhì)從供體到受體的轉(zhuǎn)移證明接合時(shí)遺傳物質(zhì)從供體到受體的轉(zhuǎn)移是直線式進(jìn)行的。是直線式進(jìn)行的。 2022-4-2051 中斷雜交試驗(yàn)中斷雜交試驗(yàn) 把把Hfr菌株菌株與與F-菌株混合培養(yǎng)菌株混合培養(yǎng) Hfr： tons lac+gal+strs F-：thr+leu+ aziR tonRlac- gal-strR 其中其中str為鏈霉素，為鏈霉素，s感感 R抗性抗性疊氮化物抗性基因疊氮化物抗性基因aziR 對對T1噬菌體抗性噬菌體抗性tonR 半乳糖（半乳糖（gal+）原養(yǎng)型）原養(yǎng)型 乳糖（乳糖（lac+）原養(yǎng)型）原養(yǎng)型 對對azis（敏感）（敏感） 對對

27、T1敏感（敏感（tons）半乳糖缺陷型半乳糖缺陷型 gal- 乳糖缺陷型乳糖缺陷型lac-azisthr+leu+2022-4-2052Hfr:thr+leu+lac+gal+azistonsstrsF- : thr-leu-lac-gal-aziRtonRstrR 每隔一定時(shí)間取樣，放在食物攪拌器內(nèi)攪拌每隔一定時(shí)間取樣，放在食物攪拌器內(nèi)攪拌 中斷接合中斷接合培養(yǎng)在含培養(yǎng)在含str的完全培養(yǎng)基上，的完全培養(yǎng)基上， Hfr被殺死被殺死 用影印培養(yǎng)法測試形成的用影印培養(yǎng)法測試形成的F-菌落的基因型，菌落的基因型，確定每個(gè)基因轉(zhuǎn)入確定每個(gè)基因轉(zhuǎn)入F-的順序（時(shí)間）的順序（時(shí)間） 根據(jù)基因轉(zhuǎn)入根據(jù)基因

28、轉(zhuǎn)入F-的時(shí)間，進(jìn)行細(xì)菌染色體作圖的時(shí)間，進(jìn)行細(xì)菌染色體作圖 混合培養(yǎng)混合培養(yǎng)2022-4-20532022-4-2054 分析分析 Hfr菌株基因是按一定的線性順序依次進(jìn)菌株基因是按一定的線性順序依次進(jìn)入入F-的，也就是說，染色體從原點(diǎn)開始是以直的，也就是說，染色體從原點(diǎn)開始是以直線方式進(jìn)入線方式進(jìn)入F-細(xì)胞的，離原點(diǎn)愈近，進(jìn)入愈早，細(xì)胞的，離原點(diǎn)愈近，進(jìn)入愈早，反是則晚。反是則晚。不同不同Hfr菌株試驗(yàn)作出基因連鎖圖，基因順序菌株試驗(yàn)作出基因連鎖圖，基因順序不相同，見表不相同，見表5-1。 2022-4-2055表表5-1 用中斷雜交法確定的幾個(gè)用中斷雜交法確定的幾個(gè)Hfr菌株的基因順序菌

29、株的基因順序 Hfr 的類型 基 因 轉(zhuǎn) 移 順 序HrfH 1 2 3AB3120 thr pro lac pur gal his gly thi0 thr thi gly his gal pur lac pro0 pur thr thi gly his gal pur lac0 pur lac pro thr thi gly his gal0 thi thr pro lac pur gal his gly2022-4-20562022-4-2057（四）重組作圖（四）重組作圖 如果如果2個(gè)基因間的轉(zhuǎn)移時(shí)間個(gè)基因間的轉(zhuǎn)移時(shí)間2min的用中斷雜的用中斷雜交法所得圖距不可靠，應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖

30、交法所得圖距不可靠，應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖法。法。 雜交雜交 Hfr lac+ade + F-lac- ade- lac +乳糖發(fā)酵乳糖發(fā)酵 ade-腺嘌呤缺陷型腺嘌呤缺陷型 用完全培養(yǎng)基但不加腺嘌呤，可選用完全培養(yǎng)基但不加腺嘌呤，可選出出F-ade+的菌落的菌落 由于由于lac+ ade-近，兩者相繼進(jìn)入時(shí)間相距很近，兩者相繼進(jìn)入時(shí)間相距很短，難以準(zhǔn)確界定，所以只能根據(jù)產(chǎn)物確定。短，難以準(zhǔn)確界定，所以只能根據(jù)產(chǎn)物確定。2022-4-20582022-4-2059 三、性三、性 導(dǎo)導(dǎo) 性導(dǎo)（性導(dǎo)（sexduction) 是指接合時(shí)由是指接合時(shí)由F因因子所攜帶的外源子所攜帶的外源DNA轉(zhuǎn)移到細(xì)菌染

31、色體的轉(zhuǎn)移到細(xì)菌染色體的過程。過程。 F因子整合到宿主細(xì)菌染色體的過程因子整合到宿主細(xì)菌染色體的過程是可逆的，當(dāng)發(fā)生環(huán)出時(shí)，是可逆的，當(dāng)發(fā)生環(huán)出時(shí)，F(xiàn) 因子又重新因子又重新離開染色體。然而，離開染色體。然而，F(xiàn)因子偶然在環(huán)出時(shí)因子偶然在環(huán)出時(shí)不夠準(zhǔn)確，可以攜帶染色體的一些基因。不夠準(zhǔn)確，可以攜帶染色體的一些基因。Adlberg Burns （阿爾代伯格和伯恩斯（阿爾代伯格和伯恩斯 ）稱這種稱這種F因子為因子為F因子。因子。2022-4-2060三、性導(dǎo)概念（一） F因子lHfr菌株在切除F因子時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤切除，分離出一個(gè)攜帶F因子和部分宿主染色體基因的遺傳因子，這種帶有宿主染色體基因的F因子稱為

32、F因子。（二）性導(dǎo)l帶有F因子的細(xì)菌在接合時(shí)，由F因子所攜帶的外源DNA轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)菌的染色體的過程稱為性導(dǎo)。（三） F因子的特點(diǎn)l F因子以極高的比率轉(zhuǎn)移它攜帶的基因；如同F(xiàn)+高效轉(zhuǎn)移F因子一樣。l F因子有極高的自然整合率，而且整合在一定的基因座位上，因有與細(xì)菌同源的染色體區(qū)段，不同于F因子隨機(jī)插入。2022-4-20612022-4-20622022-4-2063 性導(dǎo)在大腸桿菌遺傳學(xué)研究中的重要作用：性導(dǎo)在大腸桿菌遺傳學(xué)研究中的重要作用： 1. 不同的不同的F因子帶有不同的細(xì)菌因子帶有不同的細(xì)菌DNA片斷，片斷，甚至全部基因。利用不同的性導(dǎo)，可以測甚至全部基因。利用不同的性導(dǎo)，可以測定

33、不同基因在一起發(fā)生性導(dǎo)的頻率，進(jìn)一定不同基因在一起發(fā)生性導(dǎo)的頻率，進(jìn)一步作圖。步作圖。 2. 觀察由性導(dǎo)形成的部分二倍體中某一性狀觀察由性導(dǎo)形成的部分二倍體中某一性狀的表現(xiàn)，可以確定其顯隱關(guān)系。的表現(xiàn)，可以確定其顯隱關(guān)系。 3. 性導(dǎo)形成的部分二倍體可用作互補(bǔ)測驗(yàn)，性導(dǎo)形成的部分二倍體可用作互補(bǔ)測驗(yàn)，以確定兩個(gè)二價(jià)體是不是屬于一個(gè)基因。以確定兩個(gè)二價(jià)體是不是屬于一個(gè)基因。 第三節(jié)第三節(jié) 噬菌體的遺傳分析噬菌體的遺傳分析 一、噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活周期一、噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活周期 二、噬菌體的基因重組二、噬菌體的基因重組 三、轉(zhuǎn)導(dǎo)三、轉(zhuǎn)導(dǎo)序：序：20世紀(jì)初期發(fā)現(xiàn)噬菌體。世紀(jì)初期發(fā)現(xiàn)噬菌體。40年年代發(fā)

34、現(xiàn)在遺傳分析上的作用。代發(fā)現(xiàn)在遺傳分析上的作用。德爾布魯克（德爾布魯克（Delbrck，M.）、）、赫爾歇（赫爾歇（Heshey，A.）和羅特）和羅特曼（曼（Rotman，R.）揭示出噬）揭示出噬菌體的一個(gè)擬性過程，菌體的一個(gè)擬性過程， 2022-4-2066一、噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活周期一、噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活周期 遺傳學(xué)上應(yīng)用最廣泛的是大腸桿菌的遺傳學(xué)上應(yīng)用最廣泛的是大腸桿菌的T噬菌體系列（噬菌體系列（T1到到T7）。它們的結(jié)構(gòu)大同?。?。它們的結(jié)構(gòu)大同小異，外貌一般呈蝌蚪狀。異，外貌一般呈蝌蚪狀。T偶列和偶列和T奇列有奇列有些不同，以些不同，以T2的結(jié)構(gòu)最為典型。的結(jié)構(gòu)最為典型。T偶列噬菌偶列噬

35、菌體的結(jié)構(gòu)如圖所示。體的結(jié)構(gòu)如圖所示。 T偶列噬菌體具有六角形的頭部，其內(nèi)偶列噬菌體具有六角形的頭部，其內(nèi)含有雙鏈含有雙鏈DNA分子。頭下的尾部包括一個(gè)中分子。頭下的尾部包括一個(gè)中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘。末端是基板，由尾絲空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘。末端是基板，由尾絲及尾針組成。及尾針組成。 一、噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活周期一、噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活周期 1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 一個(gè)蛋白質(zhì)外殼和其中包含的核酸（圖）一個(gè)蛋白質(zhì)外殼和其中包含的核酸（圖） 尾針尾針尾絲尾絲尾板尾板尾鞘尾鞘核心核心頸頸頭頭DNA T2噬菌體噬菌體 六角形的頭部內(nèi)含雙鏈六角形的頭部內(nèi)含雙鏈DNA 尾部：中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘尾部：中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘

36、 末端為基板：尾絲及尾針組成末端為基板：尾絲及尾針組成 尾絲：起附著作用尾絲：起附著作用 尾鞘：通過收縮將尾鞘：通過收縮將DNA注入宿主細(xì)胞注入宿主細(xì)胞2. 種類（根據(jù)噬菌體種類（根據(jù)噬菌體DNA在宿主細(xì)菌內(nèi)的特點(diǎn)在宿主細(xì)菌內(nèi)的特點(diǎn) ） (1)烈性噬菌體烈性噬菌體 大腸桿菌的大腸桿菌的T噬菌體（噬菌體（T1T7） 噬菌體噬菌體DNA大腸桿菌大腸桿菌 破壞宿主遺傳物破壞宿主遺傳物質(zhì)質(zhì)合成噬菌體合成噬菌體DNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)組裝許多新的組裝許多新的子噬菌體子噬菌體使細(xì)菌裂解使細(xì)菌裂解釋放出數(shù)百個(gè)子噬菌釋放出數(shù)百個(gè)子噬菌體（圖體（圖10-19）2022-4-2070細(xì)菌染色體細(xì)菌染色體烈性噬菌體侵

37、染細(xì)菌的途徑烈性噬菌體侵染細(xì)菌的途徑2022-4-2071 （2）溫和性噬菌體）溫和性噬菌體 溶原性（溶原性（lysogeny) 在噬菌體侵入后，細(xì)菌并不裂解，它在噬菌體侵入后，細(xì)菌并不裂解，它 們以兩種不同形式出現(xiàn)：（們以兩種不同形式出現(xiàn)：（和和P1噬菌體各噬菌體各代表一種略有不同的溶原性類型）或者通代表一種略有不同的溶原性類型）或者通過交換而整合到細(xì)菌染色體上，或者獨(dú)立過交換而整合到細(xì)菌染色體上，或者獨(dú)立的存在于細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)中。的存在于細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)中。 （2）溫和性噬菌體）溫和性噬菌體 和和P1噬菌體，噬菌體， 侵入后不使細(xì)菌侵入后不使細(xì)菌 裂解。裂解。 噬菌體侵入后噬菌體侵入后DNA通過

38、交換整合到細(xì)菌染通過交換整合到細(xì)菌染色體上。色體上。 P1噬菌體噬菌體DNA侵入后獨(dú)立存在于寄主細(xì)胞的侵入后獨(dú)立存在于寄主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞質(zhì)中。 共同點(diǎn)：共同點(diǎn)：DNA不大量復(fù)制也不大量轉(zhuǎn)錄和翻不大量復(fù)制也不大量轉(zhuǎn)錄和翻譯。但是，原噬菌體譯。但是，原噬菌體（整合在寄主染色體中的噬菌體（整合在寄主染色體中的噬菌體 ） U.V. 溫度改變溫度改變 烈性噬菌體，使細(xì)菌裂解烈性噬菌體，使細(xì)菌裂解 2022-4-2073型裂解途徑型裂解途徑2022-4-2074P1型裂解途徑型裂解途徑2022-4-20752022-4-2076復(fù)習(xí)提問復(fù)習(xí)提問 1.轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)的相同點(diǎn)轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)的相同點(diǎn)

39、2.轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)的不同點(diǎn)轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)的不同點(diǎn) 3.溫和性和烈性噬菌體侵染細(xì)菌的方式溫和性和烈性噬菌體侵染細(xì)菌的方式 4.中斷雜交實(shí)驗(yàn)的的發(fā)明人和實(shí)驗(yàn)的目的中斷雜交實(shí)驗(yàn)的的發(fā)明人和實(shí)驗(yàn)的目的 5.細(xì)菌接合的本質(zhì)是什么？細(xì)菌接合的本質(zhì)是什么？2022-4-2077 從一個(gè)從一個(gè)F+品系可以得到品系可以得到許多許多Hfr品系品系，就是因?yàn)榫褪且驗(yàn)镕因子細(xì)菌染色體上因子細(xì)菌染色體上整合位點(diǎn)整合位點(diǎn)及及方向方向不同而造成的。不同而造成的。 細(xì)菌接合的本質(zhì)是：細(xì)菌接合的本質(zhì)是： Hfr x F-。 細(xì)菌接合中：在細(xì)菌接合中：在F+品系中有極少數(shù)的品系中有極少數(shù)的Hfr細(xì)胞；細(xì)胞；Hfr染色體遷移到

40、染色體遷移到F-受體細(xì)胞中，受體細(xì)胞中，在受體細(xì)胞中發(fā)生重組而出現(xiàn)了原養(yǎng)型在受體細(xì)胞中發(fā)生重組而出現(xiàn)了原養(yǎng)型菌落菌落。2022-4-2078性別性別細(xì)菌狀態(tài)細(xì)菌狀態(tài)F因子狀態(tài)因子狀態(tài)F-無無F因子因子F+F因子為游離狀態(tài)因子為游離狀態(tài)HfrF因子整合到宿主染色體上因子整合到宿主染色體上F 帶有部分宿主染色體的帶有部分宿主染色體的F因子，因子，為游離狀態(tài)為游離狀態(tài)小結(jié)：小結(jié)：1.細(xì)菌細(xì)胞的兩種性別、四種狀態(tài)：細(xì)菌細(xì)胞的兩種性別、四種狀態(tài)：2022-4-2079 F+F-丟失丟失雜交雜交 F+Hfr整合到整合到E.coli 染色體染色體規(guī)則脫離規(guī)則脫離E.coli 染色體染色體 FHfr 回復(fù)回復(fù)

41、到到Hfr 染色體染色體不規(guī)則脫離不規(guī)則脫離E.coli 染色體染色體2.F+、 F-、Hfr、F的關(guān)系的關(guān)系轉(zhuǎn)變關(guān)系轉(zhuǎn)變關(guān)系1. 噬菌體的遺傳性狀（赫爾歇研究的噬菌體遺傳性狀分為兩噬菌體的遺傳性狀（赫爾歇研究的噬菌體遺傳性狀分為兩類類 ） 噬菌斑的形態(tài)：大小、邊緣清楚或模糊、透明或半透明噬菌斑的形態(tài)：大小、邊緣清楚或模糊、透明或半透明 宿主范圍：能感染和裂解不同的菌株種類的能力宿主范圍：能感染和裂解不同的菌株種類的能力 舉例：研究最清楚的是舉例：研究最清楚的是T2噬菌體的速溶性突變體噬菌體的速溶性突變體r- 正常的正常的T噬菌體噬菌體r+：噬菌斑小而邊緣模糊、透明：噬菌斑小而邊緣模糊、透明

42、T噬菌體突變體噬菌體突變體r-：產(chǎn)生約大兩倍而邊緣清晰、半透：產(chǎn)生約大兩倍而邊緣清晰、半透明的噬菌斑（速溶性）明的噬菌斑（速溶性）二、噬菌體的基因重組與作圖二、噬菌體的基因重組與作圖（一）（一）T2噬菌體的基因重組與作圖噬菌體的基因重組與作圖 舉例：正常的舉例：正常的T2噬菌體噬菌體h+： 只侵染只侵染B菌株菌株 T2噬菌體的突變體噬菌體的突變體h：同時(shí)可侵染：同時(shí)可侵染 B株及株及B/2株株* *B/2株是大腸桿菌株是大腸桿菌B株的突變體，它對株的突變體，它對T2噬菌體噬菌體有抗性。這種突變體叫宿主范圍突變體。（有些有抗性。這種突變體叫宿主范圍突變體。（有些噬菌體的突變體能克服抗噬菌體菌株的

43、抗性，稱噬菌體的突變體能克服抗噬菌體菌株的抗性，稱為為）2. 噬菌體基因重組值的估算噬菌體基因重組值的估算 (1)雙重感染（雙重感染（double infection） 不同的不同的兩種噬菌體可以兩種噬菌體可以同時(shí)感染同時(shí)感染一個(gè)細(xì)菌，這兩一個(gè)細(xì)菌，這兩種噬菌體的遺傳物質(zhì)在同一宿主細(xì)胞中可進(jìn)行基因重種噬菌體的遺傳物質(zhì)在同一宿主細(xì)胞中可進(jìn)行基因重組的現(xiàn)象稱為雙重組的現(xiàn)象稱為雙重感染感染 親本之一（噬菌體之一）：親本之一（噬菌體之一）： hr+即能感染即能感染B和和B/2菌株產(chǎn)生噬菌斑小而透明。菌株產(chǎn)生噬菌斑小而透明。 親本之二（噬菌體之二）：親本之二（噬菌體之二）： h+r能感染能感染B株，產(chǎn)株

44、，產(chǎn)生大而半透明的噬菌斑。生大而半透明的噬菌斑。 用用hr+和和h+r兩種噬菌體同時(shí)感染兩種噬菌體同時(shí)感染B株，稱為株，稱為雙重感染雙重感染。在雙重感染的過程。在雙重感染的過程中，中，hr+和和h+r相互作用（即基因可以發(fā)相互作用（即基因可以發(fā)生交換），所以在其子代中可以得到生交換），所以在其子代中可以得到hr和和h+r+的重組體。的重組體。 （2）重組值的測定）重組值的測定 雙重感染（相當(dāng)于雙重感染（相當(dāng)于hr+h+r） 雜交子代噬菌體基因型的測定雜交子代噬菌體基因型的測定 方法把子代釋放出來的噬菌體接種在同時(shí)方法把子代釋放出來的噬菌體接種在同時(shí)長有長有B及及B/2株培養(yǎng)上，記錄噬菌斑的形態(tài)

45、。株培養(yǎng)上，記錄噬菌斑的形態(tài)。 親型親型 h+r：半透明，大：半透明，大 hr+：透明，?。和该?，小 重組型重組型 hr：透明，大：透明，大 h+r+：半透明，?。喊胪该鳎?計(jì)算計(jì)算 重組值重組值=重組噬菌斑數(shù)重組噬菌斑數(shù)/總噬菌斑數(shù)總噬菌斑數(shù)100% =h+r+hr/h+r+hr+h+r+hr 100% 舉例：舉例：a. 求出重組型求出重組型表表10-2 用用rh+r+h所得的四種噬菌斑數(shù)及算得的重組所得的四種噬菌斑數(shù)及算得的重組值（值（rx代表不同的代表不同的r基因）基因）每 種 基 因 型 的 %雜交組合重 組 值rah+r+hrbh+r+hrch+r+hrh+ r+h r+h+ rh

46、34.032.039.042.056.059.012.05.90.712.06.40.924/100=24%12.3/100.3=12.3%1.6/99.6=1.6%*：ra、rb、rc分別代表不同速溶菌突變型（它們表現(xiàn)型不同， 所以是不同基因） b. 寫出寫出ra、rb、rc與與h三個(gè)連鎖圖三個(gè)連鎖圖24rah12.3rbh1.6rch c. 基因順序排列基因順序排列rarbrchrbrchrarbrchrarbrchra d. 確定基因順序確定基因順序 確定確定rb、rc和和h rcrb+r+crb 重組型重組型=13.9 說明說明h位于位于rb及及rc之間之間, 所以順序?yàn)樗皂樞驗(yàn)閞c

47、-h-rb 至于至于ra在在h哪一邊，是靠近哪一邊，是靠近rb還是還是rc，由于，由于T2噬體的基因是環(huán)狀的，所以不須再進(jìn)一步確噬體的基因是環(huán)狀的，所以不須再進(jìn)一步確定，即為定，即為hrcrbra2022-4-2090 （二）（二）噬菌體的基因重組與作圖噬菌體的基因重組與作圖 Kaisei 1955年用紫外線照射處理年用紫外線照射處理噬菌體，噬菌體，得到得到5個(gè)突變系，每一個(gè)突變系產(chǎn)生一個(gè)特殊個(gè)突變系，每一個(gè)突變系產(chǎn)生一個(gè)特殊的噬菌斑表型。（的噬菌斑表型。（s、mi、c、co1、co2） Kaiser 用其中的用其中的 sco1mi 與野生型雜交，所與野生型雜交，所得后代有得后代有 8 種類型

48、：種類型： （病毒是單倍體，與二倍體不同，親本組合（病毒是單倍體，與二倍體不同，親本組合與交換型組合可以直接從后代中表現(xiàn)出來）與交換型組合可以直接從后代中表現(xiàn)出來）2022-4-20912022-4-2092 轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction) 是指以是指以噬菌體為媒介噬菌體為媒介所進(jìn)行的細(xì)菌遺傳物質(zhì)重組的過程。所進(jìn)行的細(xì)菌遺傳物質(zhì)重組的過程。 是細(xì)菌遺傳物質(zhì)傳遞和交換的另一種重是細(xì)菌遺傳物質(zhì)傳遞和交換的另一種重要形式。（但要注意：它同以上三種的主要要形式。（但要注意：它同以上三種的主要不同之處）不同之處） 在轉(zhuǎn)導(dǎo)中，細(xì)菌的一段染色體被錯(cuò)誤的在轉(zhuǎn)導(dǎo)中，細(xì)菌的一段染色體被錯(cuò)誤的包裝在噬菌體的蛋

49、白質(zhì)外殼中，并通過感染包裝在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中，并通過感染而轉(zhuǎn)移到另一個(gè)受體細(xì)菌內(nèi)。而轉(zhuǎn)移到另一個(gè)受體細(xì)菌內(nèi)。四、轉(zhuǎn)四、轉(zhuǎn) 導(dǎo)導(dǎo)過程過程 phe- try- tyr- met- his-（苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸）（甲硫氨酸、組氨酸）（苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸）（甲硫氨酸、組氨酸） 營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)缺陷型 沙門氏菌沙門氏菌 原養(yǎng)型的菌落原養(yǎng)型的菌落 問題之一：是接合引起的？問題之一：是接合引起的？ 問題之二：是轉(zhuǎn)化引起的？問題之二：是轉(zhuǎn)化引起的？AB發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) Lederbery及其研究生及其研究生Zinder（1951）首先在鼠傷寒沙門氏菌（首先在鼠傷寒沙門氏菌（Salmenella typh

50、imurium）中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。）中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。 U形管實(shí)驗(yàn)形管實(shí)驗(yàn) 結(jié)果也獲得原養(yǎng)型的菌株結(jié)果也獲得原養(yǎng)型的菌株 推測：有一種可通過濾膜的過濾性因子推測：有一種可通過濾膜的過濾性因子（FA）在起作用）在起作用BA 利用利用DNA酶處理酶處理 結(jié)果結(jié)果FA不受不受DNA酶影響酶影響消除了轉(zhuǎn)化作用消除了轉(zhuǎn)化作用的可能性。的可能性。 最后結(jié)論最后結(jié)論 FA是一種噬菌體，稱為是一種噬菌體，稱為P22，它對親本菌，它對親本菌株之一是溶原性的，也就是說株之一是溶原性的，也就是說P22的遺傳信息可的遺傳信息可以整合到宿主的染色體中。以整合到宿主的染色體中。 支持這個(gè)理論的證據(jù)是：支持這個(gè)理論的證據(jù)是：

51、FA的大小和質(zhì)量與的大小和質(zhì)量與P22相同；相同； FA用抗用抗P22血清處理后失活。血清處理后失活。2022-4-2096 （一）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) 是由烈性噬菌體進(jìn)行的轉(zhuǎn)導(dǎo)，由于可以轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌染色體組的任何部分，稱之為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。 在噬菌體感染的末期，細(xì)菌染色體被斷裂成許多小片段，在形成噬菌體顆粒時(shí)，少數(shù)噬菌體將細(xì)菌的DNA誤認(rèn)為是自己的，而將其用蛋白質(zhì)包被，從而形成轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。 這種假噬菌體稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒。它不攜帶噬菌體基因，對受體細(xì)菌沒有有害的影響，而導(dǎo)入的基因經(jīng)過重組整合到宿主染色體上。 由此形成的具有重組遺傳結(jié)構(gòu)的細(xì)菌細(xì)胞稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)體。2022-4-20972022-4-2098 轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制轉(zhuǎn)導(dǎo)

52、的機(jī)制 （1）侵染）侵染 （2）使細(xì)菌染色體形成片段，合成噬菌體）使細(xì)菌染色體形成片段，合成噬菌體DNA和外殼和外殼 （3）包裝，偶爾將細(xì)菌染色體片段也包裝進(jìn)）包裝，偶爾將細(xì)菌染色體片段也包裝進(jìn)去成為內(nèi)含細(xì)菌染色體片段去成為內(nèi)含細(xì)菌染色體片段“假噬菌體假噬菌體”。 （4）“假噬菌體假噬菌體”再侵染細(xì)菌時(shí)，就將外來再侵染細(xì)菌時(shí)，就將外來的細(xì)菌基因注入，經(jīng)過基因重組改變遺傳性狀的細(xì)菌基因注入，經(jīng)過基因重組改變遺傳性狀 目前已廣泛應(yīng)用體外包裝，將外源基因?qū)壳耙褟V泛應(yīng)用體外包裝，將外源基因?qū)耄偾秩炯?xì)菌，進(jìn)行基因表達(dá)的研究。入，再侵染細(xì)菌，進(jìn)行基因表達(dá)的研究。 2022-4-2099 可以轉(zhuǎn)導(dǎo)沙門氏菌染色體組的任何不同的部分，可以轉(zhuǎn)導(dǎo)沙門氏菌染色體組的任何不同的部分，因此稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。因此稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。 利用普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)測定細(xì)菌基因間的連鎖關(guān)系利用普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)測定細(xì)菌基因間的連鎖關(guān)系 舉例：測知舉例：測知leu，thr，azi三個(gè)基因順序三個(gè)基因順序 方法：方法： （1）用噬菌體）用噬菌體P1侵染侵染leu+，thr+和和azi+的大腸桿菌。的大腸桿菌。 （2）用從大