細(xì)菌和病毒的遺傳作課件

細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作1本章重點(diǎn)1．細(xì)菌影印法。3．細(xì)菌和病毒的四種遺傳分析方法：轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)、轉(zhuǎn)導(dǎo)。4．掌握F+、F-、F’、Hfr×F+的特點(diǎn)。5．理解和掌握中斷雜交和重組作圖的原理。2．噬菌體結(jié)構(gòu)和基因重組特點(diǎn)。本章重點(diǎn)1．細(xì)菌影印法。3．細(xì)菌和病毒的四種遺傳分析方法：2？自主學(xué)習(xí)題解釋下列名詞:基本培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基原養(yǎng)型營(yíng)養(yǎng)缺陷型溶源性細(xì)菌轉(zhuǎn)化接合性導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)烈性噬菌體溫和噬菌體中斷雜交作圖F+菌株F－菌株Hfr菌株部分二倍體？自主學(xué)習(xí)題解釋下列名詞:3一、細(xì)菌1、大小：比較小的單細(xì)胞，大約12μm長(zhǎng)，0.5μm寬

2、結(jié)構(gòu)：簡(jiǎn)單，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、擬核、核糖體、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物；特殊結(jié)構(gòu)：如莢膜和鞭毛見(jiàn)教材：145頁(yè)圖7-16第一節(jié)細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義一、細(xì)菌1、大小：比較小的單細(xì)胞，大約12μm長(zhǎng)，0.5μ4細(xì)菌細(xì)菌5

細(xì)菌屬于原核生物，不進(jìn)行典型的有絲分裂和減數(shù)分裂，因此，其染色體傳遞和重組方式與真核生物不盡相同。4、涂布和繁殖：細(xì)菌每個(gè)細(xì)胞在較短時(shí)間內(nèi)（如一夜）能繁殖107個(gè)子細(xì)胞成為肉眼可見(jiàn)的菌落或克隆。單個(gè)主染色體，一個(gè)或多個(gè)小染色體（質(zhì)粒）3、遺傳物質(zhì)：細(xì)菌屬于原核生物，不進(jìn)行典型的有絲分裂和65、細(xì)菌遺傳的研究方法--平板培養(yǎng)5、細(xì)菌遺傳的研究方法--平板培養(yǎng)76、細(xì)菌菌落的表現(xiàn)型①、原養(yǎng)型（野生型）：在基本培養(yǎng)基上能正常生長(zhǎng)的細(xì)菌。②、突變型：在基本培養(yǎng)基上不能正常生長(zhǎng)的細(xì)菌。Ⅰ、生理突變型A、營(yíng)養(yǎng)缺陷型B、抗性:抗藥或抗感染Ⅱ、表型突變型菌落大小、顏色、形狀6、細(xì)菌菌落的表現(xiàn)型①、原養(yǎng)型（野生型）：在基本培養(yǎng)基上能正87、突變發(fā)生的測(cè)定—影印培養(yǎng)法完全培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基Ⅲ選擇培養(yǎng)基ⅡⅡ選擇培養(yǎng)基Ⅰ7、突變發(fā)生的測(cè)定—影印培養(yǎng)法完全培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基Ⅲ選擇培養(yǎng)9細(xì)菌和病毒的遺傳作課件10二、病毒1、病毒的一般特性無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：為蛋白質(zhì)外殼包裹核酸而成的顆粒。

遺傳物質(zhì)：

只含一種核酸（DNA或RNA）。

繁殖方式：只能依賴(lài)宿主活細(xì)胞的代謝機(jī)器，通過(guò)核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)合成后再裝配成完整的病毒顆粒的方式進(jìn)行繁殖。二、病毒1、病毒的一般特性無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：為蛋白質(zhì)外殼包裹核酸11其體積大小相差懸殊，絕大多數(shù)直徑在10～300nm之間。其形態(tài)多種多樣。病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)借助電子顯微鏡才可以觀察到。其體積大小相差懸殊，絕大多數(shù)直徑在10～300nm之間。其12細(xì)菌和病毒的遺傳作課件132、病毒的分類(lèi)宿主①、細(xì)菌病毒—噬菌體②、植物病毒③、無(wú)脊椎動(dòng)物病毒④、脊椎動(dòng)物病毒⑤、亞病毒Ⅰ、類(lèi)病毒（viroid）Ⅱ、擬病毒（virusoid）Ⅲ、朊病毒（prion)2、病毒的分類(lèi)宿主①、細(xì)菌病毒—噬菌體②、植物病毒③、無(wú)脊14三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性(6)、便于進(jìn)行遺傳操作。(1)、世代周期短。大腸桿菌每20分鐘可繁殖一代，病毒每小時(shí)可繁殖數(shù)百個(gè)后代。(2)、易于管理和進(jìn)行化學(xué)分析。(3)、是單倍體，便于研究基因的突變和重組。(4)、遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單，便于研究基因結(jié)構(gòu)、功能。(5)、可用作研究高等生物的簡(jiǎn)單模型。三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性(6)、便于進(jìn)行遺傳操作。15第二節(jié)、噬菌體的遺傳分析一、噬菌體的結(jié)構(gòu)二、T2噬菌體的基因重組與作圖三、λ噬菌體的基因重組與作圖第二節(jié)、噬菌體的遺傳分析一、噬菌體的結(jié)構(gòu)二、T2噬菌體的基因16細(xì)菌病毒是研究得比較清楚的病毒。噬菌體侵染細(xì)菌后在均勻生長(zhǎng)的細(xì)菌培養(yǎng)板上形成噬菌斑（plaque）。根據(jù)噬菌斑的形態(tài)和生長(zhǎng)特點(diǎn)可以鑒別不同的噬菌體。一、噬菌體bacteriophage，phage的結(jié)構(gòu)細(xì)菌病毒一、噬菌體bacteriophage，phage的結(jié)17T4噬菌體形態(tài)T4噬菌體形態(tài)18T4phage的結(jié)構(gòu)模式T4phage的結(jié)構(gòu)模式19噬菌體的分類(lèi)按其在宿主細(xì)胞中的生活方式分為：溫和噬菌體：在噬菌體侵入后，細(xì)菌并不裂解，而是以溶源體或質(zhì)粒的形式存在的一類(lèi)噬菌體稱(chēng)為溫和性噬菌體。烈性噬菌體：噬菌體侵入宿主細(xì)胞，利用宿主細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行自身合成子噬菌體，并使宿主細(xì)胞裂解而釋放子噬菌體，這類(lèi)噬菌體稱(chēng)為烈性噬菌體。噬菌體的分類(lèi)按其在宿主細(xì)胞中的生活方式分為：20烈性噬菌體

virulentphage

烈性噬菌體

virulentphage21噬菌體的生活周期烈性噬菌體的生活周期吸附、侵入、核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的生物合成、裝配、釋放。噬菌體的生活周期烈性噬菌體的生活周期吸附、侵入、22Ⅰ、吸附Ⅱ、侵入Ⅲ、核酸復(fù)制Ⅳ、轉(zhuǎn)錄Ⅴ、裝配Ⅵ、釋放Ⅰ、吸附Ⅱ、侵入Ⅲ、核酸復(fù)制Ⅳ、轉(zhuǎn)錄Ⅴ、裝配Ⅵ、釋放23溫和噬菌體的生活周期具有溶原性（lisogeny）的生活周期。侵入細(xì)菌以后，細(xì)菌細(xì)胞并不馬上裂解。溫和噬菌體的生活周期具有溶原性（lisogeny）的生活周24λ噬菌體（λphage）

侵入細(xì)菌后，細(xì)菌并不裂解。λ噬菌體的DNA通過(guò)交換整合到細(xì)菌染色體上。隨著細(xì)菌DNA一起復(fù)制。

λ噬菌體（λphage）侵入細(xì)菌后，細(xì)菌并不裂解。25λ噬菌體λ噬菌體26溶原性細(xì)菌（lysogenicbacterium）。

DNA整合在寄主染色體中的噬菌體稱(chēng)為原噬菌體（prophage）。含原噬菌體的宿主細(xì)菌稱(chēng)為溶原性細(xì)菌。溶原性細(xì)菌（lysogenicbacterium）。

27溶源周期→裂解周期：原噬菌體通過(guò)誘導(dǎo)（induction）可轉(zhuǎn)變?yōu)榱倚允删w，進(jìn)入裂解周期。誘導(dǎo)方式：UV、溫度改變、與非溶原性細(xì)菌接合等。誘導(dǎo)使阻遏物失活，噬菌體的基因表達(dá)，進(jìn)入裂解周期。

溶源周期→裂解周期：原噬菌體通過(guò)誘導(dǎo)（induction）28P1噬菌體(P1phage)感染E.coli以后，不整合到細(xì)菌DNA上，而是獨(dú)立存在于寄主細(xì)胞內(nèi)。不影響宿主細(xì)胞的正常代謝P1DNA自主復(fù)制，并分配到宿主的子細(xì)胞中去，而且可以多于一個(gè)拷貝。受P1噬菌體感染的細(xì)菌也可以因誘導(dǎo)而進(jìn)入裂解周期。P1噬菌體(P1phage)感染E.coli以后，不29細(xì)菌和病毒的遺傳作課件30細(xì)菌和病毒的遺傳作課件31一個(gè)正常的T2phage產(chǎn)生的噬菌斑小而邊緣模糊，記為r＋；突變體r-產(chǎn)生的噬菌斑大而邊緣清晰。r-T2噬菌體是速溶（rapidlysis）突變體。二、T2噬菌體的基因重組與作圖噬菌體遺傳性狀噬菌斑的形態(tài)一個(gè)正常的T2phage產(chǎn)生的噬菌斑小而邊緣模糊，記為r32正常的T2噬菌體能感染E.coli

B株，h＋。

E.coli的突變型B/2株能抗T2的感染。h＋的突變型h-能克服B/2株的抗性，既能侵染B株又能侵染B/2株。宿主范圍正常的T2噬菌體能感染E.coliB株，h＋。宿主范圍33T2phage和E.coli的關(guān)系BB/2h+能感染不能感染h-能感染能感染T2phage和E.coli的關(guān)系BB/2h+能感染不34混合感染（mixedinfection）：兩個(gè)基因型不同的噬菌體同時(shí)感染一個(gè)宿主細(xì)胞，又稱(chēng)為雙重感染（doubleinfection）。共同生存在同一個(gè)宿主細(xì)胞中的兩個(gè)噬菌體DNA也可以發(fā)生交換，產(chǎn)生基因重組。

混合感染（mixedinfection）：兩個(gè)基因型不同35T2基因重組試驗(yàn)：用基因型為r＋h-和r-h＋的兩種T2噬菌體同時(shí)感染E.coliB株（雙重感染）。將雙重感染后釋放出來(lái)的子代噬菌體接種在同時(shí)長(zhǎng)有B株和B/2株的培養(yǎng)板上，記錄噬菌斑的數(shù)目和形態(tài)。T2基因重組試驗(yàn)：用基因型為r＋h-和r-h＋的兩種T36h＋r－半透明，大h－r＋透明，小

h－r－透明，大h＋r＋半透明，小親本型重組型重組率（Rf）＝×100％基因型表現(xiàn)型重組噬菌斑總噬菌斑h(yuǎn)＋r－半透明，大親本型重組型重組率（Rf37T2plaquesh+r+hr+h+rhr半透明，大透明，大T2plaquesh+r+hr+h+rhr半透明，大透明，38T2phage重組試驗(yàn)結(jié)果

注：不同速溶性噬菌體的突變型在表現(xiàn)型上不同，可分別寫(xiě)成ra、rb、rc等T2phage重組試驗(yàn)結(jié)果注：不同39根據(jù)上表結(jié)果可以分別作出3個(gè)連鎖圖

根據(jù)上表結(jié)果可以分別作出3個(gè)連鎖圖40有四種可能的排列順序有四種可能的排列順序41基因順序的精確確定雜交：rcrb

×rcrbRfrc－rb＝14％rchrb＋＋可以先只考慮rc、rb及h來(lái)確定三者的順序基因順序的精確確定雜交：rcrb×rcrbRfr42由于噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀，所以2、3排列都對(duì)。hrcrbra12.311.71.6作圖由于噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀，所以2、3排列都對(duì)。hrcrbra43

Kaiser(1955)，λ噬菌體的重組作圖。用UV照射獲得了5個(gè)λphage的突變型：s型，噬菌斑較小，mi型，噬菌斑特別小，c型，噬菌斑完全清晰，co1型，噬菌斑中間模糊，四周清晰，co2型，噬菌斑的中部較co1型更為濃密。三、λ噬菌體的基因重組與作圖溶源性受到干擾，只能進(jìn)入裂解周期，故斑清亮Kaiser(1955)，λ噬菌體的重組作圖。三、λ噬菌44λ噬菌體sco1mi×＋＋＋的雜交結(jié)果及分析作圖

λ噬菌體sco1mi×＋＋＋的雜交結(jié)果及分析作圖45sco1miRf雙交換＝（5＋13）/2091X100％＝0.86%Rfs－co1＝（30＋32）/2091X100％＋0.86%＝3.76%Rfmi－co1＝（61＋51）/2091X100％＋0.86%＝6.16%3.766.16sco146λ噬菌體sco1mi基因連鎖圖λ噬菌體sco1mi基因連鎖圖47細(xì)菌遺傳物質(zhì)的重組有四種不同的方式：轉(zhuǎn)化（transformation）接合（cojugation）性導(dǎo)（sexduction）轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）

第三節(jié)細(xì)菌的遺傳分析細(xì)菌遺傳物質(zhì)的重組有四種不同的方式：第三節(jié)細(xì)菌的遺傳分析48一、轉(zhuǎn)化（transformation）細(xì)菌通過(guò)細(xì)胞膜攝取周?chē)h(huán)境中DNA片段，并通過(guò)重組將其整合到自身Chr中，而使它的基因型和表現(xiàn)型發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。一、轉(zhuǎn)化（transformation）細(xì)菌通過(guò)細(xì)胞膜攝取周49野生型肺炎雙球菌菌落為光滑型，一種突變型為粗糙型，兩者根本差異在于莢膜形成莢膜菌落毒性類(lèi)型光滑型S發(fā)達(dá)光滑有I,II,III粗糙型R無(wú)粗糙無(wú)I,II莢膜的主要成分是多糖，具特殊的抗原性。不同抗原性是遺傳的、穩(wěn)定的，一般情況下不發(fā)生互變。Griffith肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)及其結(jié)果野生型肺炎雙球菌菌落為光滑型，一種突變型為粗糙型，兩者根本差50ⅠⅡⅢ轉(zhuǎn)化試驗(yàn)ⅠⅡⅢ轉(zhuǎn)化試驗(yàn)51轉(zhuǎn)化特征：轉(zhuǎn)化現(xiàn)象在細(xì)菌中是一種普遍現(xiàn)象。不同細(xì)菌轉(zhuǎn)化過(guò)程有一定差異，但是它們都存在幾個(gè)方面的特征，感受態(tài)指細(xì)菌能夠從周?chē)h(huán)境中吸收DNA分子進(jìn)行轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài)。感受態(tài)主要受一類(lèi)蛋白質(zhì)(感受態(tài)因子)影響，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，可以使后者變?yōu)楦惺軕B(tài)。一般認(rèn)為感受態(tài)只能發(fā)生在細(xì)胞生長(zhǎng)周期的某一階段。1、只有當(dāng)細(xì)菌處于感受態(tài)時(shí)，細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化特征：轉(zhuǎn)化現(xiàn)象在細(xì)菌中是一種普遍現(xiàn)象。不同細(xì)菌轉(zhuǎn)522、并非所有外源DNA片段都適合轉(zhuǎn)化，只有雙鏈、而且相當(dāng)大的外源DNA片段才能夠轉(zhuǎn)化。如：轉(zhuǎn)化肺炎雙球菌的DNA片段至少要有800bp，而枯草桿菌最少需要16000bp。3、只有當(dāng)整合的DNA片段產(chǎn)生新的表現(xiàn)型時(shí)，才能測(cè)知轉(zhuǎn)化的發(fā)生。4、因?yàn)樵诩?xì)菌的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜上有一定數(shù)量的DNA接受位點(diǎn)。在達(dá)到飽和之前，對(duì)某一個(gè)特定基因來(lái)說(shuō)，存在的供體DNA分子數(shù)目與轉(zhuǎn)化子數(shù)目成正比。

2、并非所有外源DNA片段都適合轉(zhuǎn)化，只有雙鏈、而且53感受態(tài)感受態(tài)54轉(zhuǎn)化過(guò)程Ⅰ、結(jié)合(binding)：Ⅱ、穿入當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞處于感受態(tài)時(shí)，供體(donor)雙鏈DNA分子可結(jié)合在受體(receptor)細(xì)胞表面的結(jié)合位點(diǎn)上。一旦受體位點(diǎn)飽和后，將阻止其它雙鏈DNA的結(jié)合。穩(wěn)定結(jié)合在受體位點(diǎn)上的雙鏈供體DNA，由外切酶或DNA移位酶降解其中的一條鏈，而另一條鏈進(jìn)入細(xì)胞中。轉(zhuǎn)化過(guò)程Ⅰ、結(jié)合(binding)：Ⅱ、穿入當(dāng)細(xì)菌細(xì)55Ⅲ、聯(lián)會(huì)Ⅳ、整合(integration)供體的單鏈DNA片段與其相應(yīng)的受體DNA片段聯(lián)會(huì)，聯(lián)會(huì)也可發(fā)生在異種DNA之間，這主要取決于種間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。是指單鏈的供體DNA與受體DNA對(duì)應(yīng)位點(diǎn)的置換，從而穩(wěn)定地滲入到受體DNA中。它對(duì)同源DNA具有特異性，異源DNA視親緣關(guān)系遠(yuǎn)近，也可發(fā)生不同頻率的整合。Ⅲ、聯(lián)會(huì)Ⅳ、整合(integration)供體的單鏈56細(xì)菌和病毒的遺傳作課件57細(xì)菌和病毒的遺傳作課件58ABABA單轉(zhuǎn)化AB單轉(zhuǎn)化BAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、B轉(zhuǎn)化作圖①并發(fā)轉(zhuǎn)化：當(dāng)兩個(gè)基因緊密連鎖時(shí)，它們就有機(jī)會(huì)同時(shí)被轉(zhuǎn)化。并同時(shí)整合到受體細(xì)胞染色體上。ABABA單轉(zhuǎn)化AB單轉(zhuǎn)化BAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、B轉(zhuǎn)化作圖59②、轉(zhuǎn)化作圖原理相鄰基因共轉(zhuǎn)化的頻率與基因間距離成反比，即基因間距離越近，發(fā)生共轉(zhuǎn)化頻率越高；反之越低?；蜷g距離與重組類(lèi)型頻率間呈正比，即基因間距離越遠(yuǎn)，重組類(lèi)型頻率越高。重組類(lèi)型即為單基因轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。②、轉(zhuǎn)化作圖原理相鄰基因共轉(zhuǎn)化的頻率與基因間距60ABAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、BABB單轉(zhuǎn)化BAB單轉(zhuǎn)化AAA、B間距離越近，A、B雙轉(zhuǎn)化頻率越高，A轉(zhuǎn)化頻率、B轉(zhuǎn)化頻率越低A、B間距離越遠(yuǎn)，A、B雙轉(zhuǎn)化頻率越低，A轉(zhuǎn)化頻率、B轉(zhuǎn)化頻率越高ABAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、BABB單轉(zhuǎn)化BAB單轉(zhuǎn)化AAA、B間距61trp2+his2+tyr1+

（供體）×trp2-his2-tyr1-（受體）

的轉(zhuǎn)化類(lèi)型及重組率計(jì)算例1：枯草桿菌共轉(zhuǎn)化遺傳作圖trp2+his2+tyr1+（供體）×trp2-his262trp2his2tyr13413連鎖遺傳圖

trp2

his2

tyr1

3413

40trp2his2tyr13413連鎖遺傳圖trp2hi63在原核生物中，兩個(gè)細(xì)胞在相互接觸過(guò)程中，遺傳物質(zhì)從一個(gè)個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)個(gè)體的現(xiàn)象稱(chēng)為接合。概念二、接合conjugation在原核生物中，兩個(gè)細(xì)胞在相互接觸過(guò)程概念二、接64接合的發(fā)現(xiàn)J.Lederberg&E.Tatum大腸桿菌雜交試驗(yàn)（1946）：結(jié)果：平板上長(zhǎng)出原養(yǎng)型菌落(++++)。材料：大腸桿菌K12菌株的兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)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—蘇氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-方法：將A、B兩菌株混和，在基本培養(yǎng)基(固體)上涂布培養(yǎng)。接合的發(fā)現(xiàn)J.Lederberg&E.Tatum大65細(xì)菌的接合試驗(yàn)細(xì)菌的接合試驗(yàn)66回復(fù)突變的排除單基因回復(fù)突變的頻率約為10-6，雙基因回復(fù)突變的頻率則為10-12

，頻率很低。但試驗(yàn)中原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的頻率非常高（10-7

），因此基本可以排除回復(fù)突變的可能?；貜?fù)突變的排除單基因回復(fù)突變的頻率約為10-6，雙基因回復(fù)突67互養(yǎng)作用的排除材料A品系：A-B+T1S(met-bio-thr+leu+T1S)

B品系：A+B-T1R(met+bio+thr-leu-T1R)結(jié)論：表明互養(yǎng)并非原養(yǎng)型菌落出現(xiàn)的原因，而可能發(fā)生了遺傳重組。試驗(yàn)方法：將A、B品系混合接種在基本培養(yǎng)基表面，短時(shí)間后噴噬菌體T1殺死A品系，使其不能持續(xù)產(chǎn)生thr與leu供B品系持續(xù)生長(zhǎng)。結(jié)果：仍然出現(xiàn)原養(yǎng)型菌落?；ヰB(yǎng)作用的排除材料A品系：A-B+T1S(met-bi68噴噬菌體T1殺死A菌噴噬菌體T1殺死A菌69轉(zhuǎn)化作用的排除加熱法加熱轉(zhuǎn)化作用的排除加熱法加熱70戴維斯的U形管試驗(yàn)細(xì)胞直接接觸是原養(yǎng)型細(xì)菌產(chǎn)生的必要條件。戴維斯的U形管試驗(yàn)細(xì)胞直接接觸是原養(yǎng)型細(xì)菌產(chǎn)生的必要條件。71W.Hayes通過(guò)實(shí)驗(yàn)（1952）證明，在接合過(guò)程中遺傳物質(zhì)是一種單向的轉(zhuǎn)移。即遺傳物質(zhì)從A菌株轉(zhuǎn)移到了B菌株。供體（雄性）→受體（雌性）ABW.Hayes等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，A菌株之所以能成為供體，是因?yàn)樗幸粋€(gè)性因子，即致育因子（fertilityfactor），簡(jiǎn)稱(chēng)F因子。目前研究表明F因子為環(huán)狀DNA分子。W.Hayes通過(guò)實(shí)驗(yàn)（1952）證明，在接合過(guò)程中72E.ColiF因子的三種存在狀態(tài)：Ⅰ、沒(méi)有F因子——受體菌（雌性菌）：不含有F因子的細(xì)菌，記為F－E.ColiF因子的三種存在狀態(tài)：Ⅰ、沒(méi)有F因子——受體73Ⅱ、游離狀態(tài)的F因子——供體菌（雄性菌）：含有F因子的細(xì)菌，F(xiàn)因子游離于宿主染色體外，記為F。+Ⅱ、游離狀態(tài)的F因子——供體菌（雄性菌）：含有F因子的細(xì)菌，74Ⅲ、整合的F因子－Hfr菌株（高頻重組菌株）：指F因子整合到宿主染色體中去了的菌株，其重組頻率比F+高1000多倍。Ⅲ、整合的F因子－Hfr菌株（高頻重組菌株）：指F因子整75F因子的結(jié)構(gòu)F因子的結(jié)構(gòu)76F因子的特點(diǎn)①F＋細(xì)菌可以把F因子傳給后代③F＋可以和F－雜交，而不能和F＋雜交。×F因子的特點(diǎn)①F＋細(xì)菌可以把F因子傳給后代③F＋可以和F－雜77④F＋和F－雜交后代皆為F＋，而且可以以10頻率獲得重組體后代。－7×④F＋和F－雜交后代皆為F＋，－7×78性傘毛/接合管性傘毛/接合管79接合過(guò)程①、F因子的轉(zhuǎn)移——低頻重組F+×F-=F+F+重組通過(guò)質(zhì)粒轉(zhuǎn)移、復(fù)制進(jìn)行。接合過(guò)程①、F因子的轉(zhuǎn)移——低頻重組80接合過(guò)程示意圖接合過(guò)程示意圖81高頻重組高頻重組細(xì)胞的形成高頻重組高頻重組細(xì)胞的形成82②、Hfr細(xì)胞染色體的轉(zhuǎn)移Hfr×F-＝Hfr＋F-Hfr×F-

時(shí)，細(xì)菌基因的重組頻率增加千倍。②、Hfr細(xì)胞染色體的轉(zhuǎn)移Hfr×F-＝Hfr83Hfr菌株的形成及其基因轉(zhuǎn)移Hfr菌株的形成及其基因轉(zhuǎn)移84③、高頻重組中基因的轉(zhuǎn)移③、高頻重組中基因的轉(zhuǎn)移85部分二倍體：當(dāng)Hfr菌的部分染色體進(jìn)入F－細(xì)胞后，F(xiàn)－細(xì)胞中就成為部分二倍體（partialdiploid）或部分合子（merozygote）。新轉(zhuǎn)入的DNA片斷稱(chēng)為供體外基因子（exogenote），而受體的染色體稱(chēng)為受體內(nèi)基因子（endogenote）。

部分二倍體：當(dāng)Hfr菌的部分染色體進(jìn)入F－細(xì)胞后，F(xiàn)－細(xì)胞86部分二倍體及其交換部分二倍體及其交換87Hfr品系與F＋菌株的異同Ⅲ、高劑量鏈霉素處理后都不影響雜交，說(shuō)明它們都是作為一種供體。相同Ⅰ、都能和F-雜交Ⅱ、雜交都要通過(guò)接合管和受體菌相聯(lián)接不同Ⅰ、產(chǎn)生重組子頻率不同：－－4＋－－7Ⅱ、產(chǎn)生的后代不同：F×F后代F，Hfr×F后代F。＋－＋－－Hfr×F10，F(xiàn)×F10。Hfr品系與F＋菌株的異同Ⅲ、高劑量鏈霉素處理后都不影響雜交88中斷雜交試驗(yàn)Hfr中的DNA向F－轉(zhuǎn)移時(shí)，是從酶切端點(diǎn)開(kāi)始直線(xiàn)式進(jìn)行的。因此可以用于基因作圖。中斷雜交試驗(yàn)Hfr中的DNA向F－轉(zhuǎn)移時(shí)，是從酶切端點(diǎn)開(kāi)始89中斷雜交試驗(yàn)：Hfr：strsthr+leu+azistonAsgalb+lac+F－：strrthr-leu-azirtonArgalb－lac－strr

對(duì)鏈霉素有抗性 azir

對(duì)疊氮化合物有抗性tonAr

對(duì)T1噬菌體有抗性thr+leu+galb+lac+

對(duì)蘇氨酸、亮氨酸、半乳糖和乳糖為原養(yǎng)型中斷雜交試驗(yàn)：Hfr：strsthr+leu+azi90實(shí)驗(yàn)方法與步驟Ⅰ、混合培養(yǎng)Ⅴ、根據(jù)基因轉(zhuǎn)入F的時(shí)間進(jìn)行細(xì)菌染色體作圖Ⅱ、每隔一定時(shí)間取樣，攪拌Ⅳ、測(cè)試形成的F菌落的基因型，確定每個(gè)基因轉(zhuǎn)入F的順序（時(shí)間）－－－1分鐘≈20%的重組值1分鐘≈20%的重組值1分鐘≈20%的重組值Ⅲ、在含str的完全培養(yǎng)基上，Hfr被殺死實(shí)驗(yàn)方法與步驟Ⅰ、混合培養(yǎng)Ⅴ、根據(jù)基因轉(zhuǎn)入F的時(shí)間Ⅱ、每91中斷雜交后，接合后體中各個(gè)性狀出現(xiàn)的頻率中斷雜交后，接合后體中各個(gè)性狀出現(xiàn)的頻率92大腸桿菌Hfrstrsthr+leu+azistonAsgalb+lac+

×F-strrthr-leu-azirtonArgalb-lac-的結(jié)果大腸桿菌Hfrstrsthr+leu+azist93根據(jù)中斷雜交試驗(yàn)繪制的連鎖圖根據(jù)中斷雜交試驗(yàn)繪制的連鎖圖94F因子插入的位置及方向F因子插入的位置及方向95F因子和細(xì)菌染色體都是環(huán)狀用不同的Hfr菌株進(jìn)行中斷雜交實(shí)驗(yàn)，基因轉(zhuǎn)移的原點(diǎn)(O)和轉(zhuǎn)移方向不同，表明F因子和細(xì)菌染色體都是環(huán)狀。F因子和細(xì)菌染色體都是環(huán)狀用不同的Hfr菌株進(jìn)行中96用中斷雜交試驗(yàn)確定的幾個(gè)Hfr菌株的基因順序用中斷雜交試驗(yàn)確定的幾個(gè)Hfr菌株的基因順序97作圖：作圖：98重組作圖如果兩個(gè)基因間的轉(zhuǎn)移時(shí)間小于2分鐘，用中斷雜交法所得的圖距不太可靠，應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖法。Hfrlacadestr×Flacadestr++---sr重組作圖如果兩個(gè)基因間的轉(zhuǎn)移時(shí)間小于2分鐘，用中斷雜交法所得99經(jīng)中斷雜交試驗(yàn)，lac基因在ade基因的前面。⑴、ade重組的兩種形式：＋①Hfr染色體受體染色體lacadelac＋－－ade＋lac＋ade＋基因型：ade＋lac＋＋＋經(jīng)中斷雜交試驗(yàn)，lac基因在ade基因的前面。⑴、100②Hfr染色體受體染色體lacadelac＋－－ade＋lac－ade＋基因型：ade＋lac－⑵、計(jì)算公式Rf＝lac-ade+(lac+ade+)+(lac-ade-)×100%②Hfr染色體受體染色體lacadelac＋－－ade＋la101中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果表明，lac-ade間的距離為1min,而用重組作圖法算出的重組率為20%，因此，一個(gè)時(shí)間單位（1min）相當(dāng)于20%的重組率。中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果表明，lac-ade間的距離102大腸桿菌染色體圖大腸桿菌染色體圖103三、性導(dǎo)1、概念：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便轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)菌的染色體上，這一過(guò)程稱(chēng)為性導(dǎo)。2、F?因子①、概念：Hfr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(chēng)為F?因子。三、性導(dǎo)1、概念：帶有F?因子的細(xì)菌在接合時(shí)，由F?因子所攜104F′因子的形成F′因子的形成105F因子lac+tonlac+tonHfrF因子lac+tontonlac+F?因子F因子lac+tonlac+tonHfrF因子lac+ton1063、F’攜帶的基因轉(zhuǎn)移tonlac+tonlac-F?因子＋tonlac-lac+F?因子部分二倍體Lac+ton重組體3、F’攜帶的基因轉(zhuǎn)移tonlac+tonlac-F?因子＋1074、F′因子的特點(diǎn)①、F?因子以極高的比率轉(zhuǎn)移它攜帶的基因②、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。4、F′因子的特點(diǎn)①、F?因子以極高的比率轉(zhuǎn)移它攜帶的基因1085、F?因子與F+、Hfr的關(guān)系5、F?因子與F+、Hfr的關(guān)系1095、性導(dǎo)作圖兩個(gè)位點(diǎn)必須密切相連，才能處在同一個(gè)F’因子上。然后計(jì)算兩個(gè)位點(diǎn)間的重組頻率，這樣就可以獲得每個(gè)片段的連鎖群。作圖方法同轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖。5、性導(dǎo)作圖兩個(gè)位點(diǎn)必須密切相連，才能處在同一個(gè)F’110四、轉(zhuǎn)導(dǎo)1、概念：以噬菌體為媒介所進(jìn)行的細(xì)菌遺傳物質(zhì)重組的過(guò)程，稱(chēng)為轉(zhuǎn)導(dǎo)。四、轉(zhuǎn)導(dǎo)1、概念：以噬菌體為媒介所進(jìn)行的細(xì)菌1112、轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)为?dú)培養(yǎng)單獨(dú)培養(yǎng)混合培養(yǎng)LA22LA2phe-trp-met+his+phe+trp+met-his-基本培養(yǎng)基培養(yǎng)是否形成原養(yǎng)型菌落否是否原因?可能為接合或轉(zhuǎn)化引起的？①、鼠傷寒沙門(mén)氏菌－1952Lederbery及其研究生Zinder發(fā)現(xiàn)。2、轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)为?dú)培養(yǎng)單獨(dú)培養(yǎng)混合培養(yǎng)LA22LA2phe112說(shuō)明遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是通過(guò)一種可通過(guò)濾膜的過(guò)濾性因子（FA）實(shí)現(xiàn)。②、接合的排除-U型管實(shí)驗(yàn)說(shuō)明遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是通過(guò)一種可通過(guò)濾膜的過(guò)濾性因子（FA）實(shí)113③、轉(zhuǎn)化作用的排除LA22LA2高溫殺菌加DNA酶原養(yǎng)菌落LA2LA22高溫殺菌加DNA酶原養(yǎng)菌落FA不受DNA的破壞。③、轉(zhuǎn)化作用的排除LA22LA2高溫殺菌加DNA酶原養(yǎng)菌落L114研究結(jié)果表明：FA就是溫和噬菌體P22。3、轉(zhuǎn)導(dǎo)的類(lèi)型⑴、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)①、概念：P1、P22這類(lèi)噬菌體可以轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌染色體組的任何部分，這類(lèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)稱(chēng)為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。②、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)中遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移研究結(jié)果表明：FA就是溫和噬菌體P22。3、轉(zhuǎn)導(dǎo)的類(lèi)型⑴、普115普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)116③、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)遺傳作圖Ⅰ、作圖原理：因此，測(cè)定兩基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率就可以確定基因之間的秩序和距離兩個(gè)基因同在一起轉(zhuǎn)導(dǎo)就是合轉(zhuǎn)導(dǎo)或叫并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

合轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率愈高，表明兩個(gè)基因在染色體上的距離愈近，連鎖愈密切；相反，如果兩個(gè)基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率很低，就說(shuō)明它們之間距離較遠(yuǎn)。③、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)遺傳作圖Ⅰ、作圖原理：因此，測(cè)定兩基因117A、兩因子轉(zhuǎn)導(dǎo)：通過(guò)觀察兩個(gè)基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)，計(jì)算并比較每?jī)蓚€(gè)基因之間的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率，就可以確定三個(gè)或三個(gè)以上基因在染色體上的排列順序.例如：a基因和b基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率很高，a和c基因的合轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率也很高，而b和c很少或完全不在一起轉(zhuǎn)導(dǎo)，這三個(gè)基因的次序就應(yīng)為：bacⅡ、作圖方法A、兩因子轉(zhuǎn)導(dǎo)：通過(guò)觀察兩個(gè)基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)，計(jì)算并比較每?jī)蓚€(gè)基因118以E.coli的P1噬菌體進(jìn)行下列轉(zhuǎn)導(dǎo)：供體thr＋leu＋azir

受體thr－leu－azis先用P1噬菌體感染供體菌株，再用來(lái)自供體的新一代P1噬菌體感染受體菌株。然后檢測(cè)受體菌基因型。

以E.coli的P1噬菌體進(jìn)行下列轉(zhuǎn)導(dǎo)：供體thr＋leu＋119檢測(cè)結(jié)果：選擇標(biāo)記非選擇標(biāo)記1leu+50%azir，2%thr+

2thr+3%leu+，0％azir3thr+leu+0%azir檢測(cè)結(jié)果：選擇標(biāo)記非選擇標(biāo)記120細(xì)菌和病毒的遺傳作課件121課后17題：(自學(xué)）實(shí)驗(yàn)選擇的標(biāo)記基因未選擇的標(biāo)記基因1pur＋pro－h(huán)is－87％pro＋his－0％pro－h(huán)is＋10％pro＋his＋3％2pro＋pur－h(huán)is－43％pur＋his－0％pur－h(huán)is＋55％pur＋his＋2%3his＋pur－pro－21％pur＋pro－15％pur－pro＋60％pur＋pro＋4%課后17題：(自學(xué)）實(shí)驗(yàn)選122實(shí)驗(yàn)1：pur＋與his＋近、與pro＋遠(yuǎn)pur＋his＋pro＋或pur＋his＋pro＋實(shí)驗(yàn)2：pro＋與his＋、與pur＋遠(yuǎn)pro＋pro＋his＋his＋pur＋pur＋綜合實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2，三者之間的順序如下：pur＋his＋pro＋實(shí)驗(yàn)3：his＋與pur＋較近、與pro＋更近。進(jìn)一步說(shuō)明上面的結(jié)果是正確的。實(shí)驗(yàn)1：pur＋與his＋近、與pro＋遠(yuǎn)pur＋his＋123B、三因子轉(zhuǎn)導(dǎo)：只需分析一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就可以推出三個(gè)基因的次序最少的一類(lèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)體應(yīng)代表最難于轉(zhuǎn)導(dǎo)的情況，這種轉(zhuǎn)導(dǎo)體是同時(shí)發(fā)生交換次數(shù)最多的一類(lèi)。這種轉(zhuǎn)導(dǎo)體的兩邊應(yīng)為供體基因，而中間為受體基因，如正確次序?yàn)閍bc，就應(yīng)為a+bc+。例如：供體大腸桿菌具有基因型a+b+c+，受體的基因型為abc。a＋b＋c＋a－b－c－①、a＋b－c－②、a－b＋c－③、a－b－c＋雙交換a＋b＋c＋a－b－c－④、a＋b＋c－⑤、a－b＋c＋⑥、a＋b＋c＋a＋b＋c＋a－b－c－四交換a＋b－c＋B、三因子轉(zhuǎn)導(dǎo)：只需分析一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就可以推出三個(gè)基因的次124

假定由實(shí)驗(yàn)得到的最少的轉(zhuǎn)導(dǎo)體類(lèi)別為a+b+c，那么就可以確定，這三個(gè)基因的正確次序應(yīng)當(dāng)是acb或bca。acb例：課后16題供體菌：pur＋nad＋pdx－；受體菌：pur－nad－pdx＋選擇基因基因型菌落數(shù)pur＋nad＋pdx＋nad＋pdx－nad－pdx＋nad－pdx－3102413數(shù)量最少的菌落基因型為：pur＋nad＋pdx＋供體菌：pur＋nad＋pdx－受體菌：pur－nad－pdx＋假定由實(shí)驗(yàn)得到的最少的轉(zhuǎn)導(dǎo)體類(lèi)別為a+b+c125基因的順序?yàn)椋簆ur＋pdx－nad＋pur、nad并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率＝X100％＝26％3＋1050pur、pdx并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率＝X100％＝54％3＋2450④、基因之間物理圖距的計(jì)算d=L(1-3X)X＝（1－d/L)3X=兩個(gè)基因合轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率d=同一染色體上兩基因之間的物理距離L=轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA的平均長(zhǎng)度＝91.5KB，2min遺傳圖距或2X20％＝40％遺傳圖距基因的順序?yàn)椋簆ur＋pdx－126例：課后14題，thr和leu相距2％X＝（1－d/L）＝（1－2％/40%)=85.9%33⑤、流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（abortivetransduction）：指轉(zhuǎn)導(dǎo)DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后，既不與受體基因組發(fā)生交換，又不隨宿主DNA復(fù)制而復(fù)制，而是很穩(wěn)定地存在于細(xì)胞之中，由于細(xì)菌不斷增殖，故該轉(zhuǎn)導(dǎo)類(lèi)型的細(xì)菌所占比例越來(lái)越少，以至最終消失，故稱(chēng)為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)。例：以P22為媒體的沙門(mén)氏菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)中，在基本培養(yǎng)基上除了正常大小的菌落外，還有一些微小的菌落。小菌落中的細(xì)胞能再產(chǎn)生一個(gè)原養(yǎng)型小菌落。例：課后14題，thr和leu相距2％X＝（1－d/L）127＋－＋－＋－＋－－－－－－－－－－＋－＋－＋－＋－－－－－－－－－－128⑵、局限轉(zhuǎn)導(dǎo)①、概念：由溫和噬菌體（如λ）介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)類(lèi)型。原噬菌體離開(kāi)細(xì)菌染色體時(shí)，偶爾可將噬菌體插入位點(diǎn)兩邊的細(xì)菌基因一起環(huán)落下來(lái)而形成混雜的DNA片段，該DNA片段由噬菌體蛋白質(zhì)衣殼包裹，再去侵染其他宿主細(xì)菌，可將特定的細(xì)菌基因帶入新的受體菌，進(jìn)而重組整合，這種轉(zhuǎn)導(dǎo)稱(chēng)為局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。⑵、局限轉(zhuǎn)導(dǎo)①、概念：由溫和噬菌體（如λ）介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)類(lèi)型。原129②、轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的形成attattbiogalbiogalattattbiogalattbiogalaatλpbioλdgal②、轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體的形成attattbiogalbiogalat130③、低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：用誘導(dǎo)λ溶原性菌株得來(lái)的噬菌體進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)時(shí)轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率不高，稱(chēng)為低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。④、高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)（high－frequencytransduction，HFT）：如果λdgal與正常λ噬菌體同時(shí)感染一個(gè)受菌體，可誘導(dǎo)產(chǎn)生λ/λdgal雙重溶原菌。這種雙重溶原菌不穩(wěn)定，經(jīng)紫外線(xiàn)誘導(dǎo)可產(chǎn)生大約半數(shù)的轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。用這樣得來(lái)的噬菌體進(jìn)行的轉(zhuǎn)導(dǎo)稱(chēng)為高頻轉(zhuǎn)導(dǎo)。③、低頻轉(zhuǎn)導(dǎo)：用誘導(dǎo)λ溶原性菌株得來(lái)的噬菌體進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)時(shí)轉(zhuǎn)導(dǎo)頻131biogal－attattattgal＋gal－gal＋attattbioattbiogal－attattattgal＋gal－gal＋at132ThankYou世界觸手可及攜手共進(jìn)，齊創(chuàng)精品工程ThankYou世界觸手可及攜手共進(jìn)，齊創(chuàng)精品工程133細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作細(xì)菌和病毒的遺傳作134本章重點(diǎn)1．細(xì)菌影印法。3．細(xì)菌和病毒的四種遺傳分析方法：轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)、轉(zhuǎn)導(dǎo)。4．掌握F+、F-、F’、Hfr×F+的特點(diǎn)。5．理解和掌握中斷雜交和重組作圖的原理。2．噬菌體結(jié)構(gòu)和基因重組特點(diǎn)。本章重點(diǎn)1．細(xì)菌影印法。3．細(xì)菌和病毒的四種遺傳分析方法：135？自主學(xué)習(xí)題解釋下列名詞:基本培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基原養(yǎng)型營(yíng)養(yǎng)缺陷型溶源性細(xì)菌轉(zhuǎn)化接合性導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)烈性噬菌體溫和噬菌體中斷雜交作圖F+菌株F－菌株Hfr菌株部分二倍體？自主學(xué)習(xí)題解釋下列名詞:136一、細(xì)菌1、大?。罕容^小的單細(xì)胞，大約12μm長(zhǎng)，0.5μm寬

2、結(jié)構(gòu)：簡(jiǎn)單，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、擬核、核糖體、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物；特殊結(jié)構(gòu)：如莢膜和鞭毛見(jiàn)教材：145頁(yè)圖7-16第一節(jié)細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義一、細(xì)菌1、大?。罕容^小的單細(xì)胞，大約12μm長(zhǎng)，0.5μ137細(xì)菌細(xì)菌138

細(xì)菌屬于原核生物，不進(jìn)行典型的有絲分裂和減數(shù)分裂，因此，其染色體傳遞和重組方式與真核生物不盡相同。4、涂布和繁殖：細(xì)菌每個(gè)細(xì)胞在較短時(shí)間內(nèi)（如一夜）能繁殖107個(gè)子細(xì)胞成為肉眼可見(jiàn)的菌落或克隆。單個(gè)主染色體，一個(gè)或多個(gè)小染色體（質(zhì)粒）3、遺傳物質(zhì)：細(xì)菌屬于原核生物，不進(jìn)行典型的有絲分裂和1395、細(xì)菌遺傳的研究方法--平板培養(yǎng)5、細(xì)菌遺傳的研究方法--平板培養(yǎng)1406、細(xì)菌菌落的表現(xiàn)型①、原養(yǎng)型（野生型）：在基本培養(yǎng)基上能正常生長(zhǎng)的細(xì)菌。②、突變型：在基本培養(yǎng)基上不能正常生長(zhǎng)的細(xì)菌。Ⅰ、生理突變型A、營(yíng)養(yǎng)缺陷型B、抗性:抗藥或抗感染Ⅱ、表型突變型菌落大小、顏色、形狀6、細(xì)菌菌落的表現(xiàn)型①、原養(yǎng)型（野生型）：在基本培養(yǎng)基上能正1417、突變發(fā)生的測(cè)定—影印培養(yǎng)法完全培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基Ⅲ選擇培養(yǎng)基ⅡⅡ選擇培養(yǎng)基Ⅰ7、突變發(fā)生的測(cè)定—影印培養(yǎng)法完全培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基Ⅲ選擇培養(yǎng)142細(xì)菌和病毒的遺傳作課件143二、病毒1、病毒的一般特性無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：為蛋白質(zhì)外殼包裹核酸而成的顆粒。

遺傳物質(zhì)：

只含一種核酸（DNA或RNA）。

繁殖方式：只能依賴(lài)宿主活細(xì)胞的代謝機(jī)器，通過(guò)核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)合成后再裝配成完整的病毒顆粒的方式進(jìn)行繁殖。二、病毒1、病毒的一般特性無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：為蛋白質(zhì)外殼包裹核酸144其體積大小相差懸殊，絕大多數(shù)直徑在10～300nm之間。其形態(tài)多種多樣。病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)借助電子顯微鏡才可以觀察到。其體積大小相差懸殊，絕大多數(shù)直徑在10～300nm之間。其145細(xì)菌和病毒的遺傳作課件1462、病毒的分類(lèi)宿主①、細(xì)菌病毒—噬菌體②、植物病毒③、無(wú)脊椎動(dòng)物病毒④、脊椎動(dòng)物病毒⑤、亞病毒Ⅰ、類(lèi)病毒（viroid）Ⅱ、擬病毒（virusoid）Ⅲ、朊病毒（prion)2、病毒的分類(lèi)宿主①、細(xì)菌病毒—噬菌體②、植物病毒③、無(wú)脊147三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性(6)、便于進(jìn)行遺傳操作。(1)、世代周期短。大腸桿菌每20分鐘可繁殖一代，病毒每小時(shí)可繁殖數(shù)百個(gè)后代。(2)、易于管理和進(jìn)行化學(xué)分析。(3)、是單倍體，便于研究基因的突變和重組。(4)、遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單，便于研究基因結(jié)構(gòu)、功能。(5)、可用作研究高等生物的簡(jiǎn)單模型。三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性(6)、便于進(jìn)行遺傳操作。148第二節(jié)、噬菌體的遺傳分析一、噬菌體的結(jié)構(gòu)二、T2噬菌體的基因重組與作圖三、λ噬菌體的基因重組與作圖第二節(jié)、噬菌體的遺傳分析一、噬菌體的結(jié)構(gòu)二、T2噬菌體的基因149細(xì)菌病毒是研究得比較清楚的病毒。噬菌體侵染細(xì)菌后在均勻生長(zhǎng)的細(xì)菌培養(yǎng)板上形成噬菌斑（plaque）。根據(jù)噬菌斑的形態(tài)和生長(zhǎng)特點(diǎn)可以鑒別不同的噬菌體。一、噬菌體bacteriophage，phage的結(jié)構(gòu)細(xì)菌病毒一、噬菌體bacteriophage，phage的結(jié)150T4噬菌體形態(tài)T4噬菌體形態(tài)151T4phage的結(jié)構(gòu)模式T4phage的結(jié)構(gòu)模式152噬菌體的分類(lèi)按其在宿主細(xì)胞中的生活方式分為：溫和噬菌體：在噬菌體侵入后，細(xì)菌并不裂解，而是以溶源體或質(zhì)粒的形式存在的一類(lèi)噬菌體稱(chēng)為溫和性噬菌體。烈性噬菌體：噬菌體侵入宿主細(xì)胞，利用宿主細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行自身合成子噬菌體，并使宿主細(xì)胞裂解而釋放子噬菌體，這類(lèi)噬菌體稱(chēng)為烈性噬菌體。噬菌體的分類(lèi)按其在宿主細(xì)胞中的生活方式分為：153烈性噬菌體

virulentphage

烈性噬菌體

virulentphage154噬菌體的生活周期烈性噬菌體的生活周期吸附、侵入、核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的生物合成、裝配、釋放。噬菌體的生活周期烈性噬菌體的生活周期吸附、侵入、155Ⅰ、吸附Ⅱ、侵入Ⅲ、核酸復(fù)制Ⅳ、轉(zhuǎn)錄Ⅴ、裝配Ⅵ、釋放Ⅰ、吸附Ⅱ、侵入Ⅲ、核酸復(fù)制Ⅳ、轉(zhuǎn)錄Ⅴ、裝配Ⅵ、釋放156溫和噬菌體的生活周期具有溶原性（lisogeny）的生活周期。侵入細(xì)菌以后，細(xì)菌細(xì)胞并不馬上裂解。溫和噬菌體的生活周期具有溶原性（lisogeny）的生活周157λ噬菌體（λphage）

侵入細(xì)菌后，細(xì)菌并不裂解。λ噬菌體的DNA通過(guò)交換整合到細(xì)菌染色體上。隨著細(xì)菌DNA一起復(fù)制。

λ噬菌體（λphage）侵入細(xì)菌后，細(xì)菌并不裂解。158λ噬菌體λ噬菌體159溶原性細(xì)菌（lysogenicbacterium）。

DNA整合在寄主染色體中的噬菌體稱(chēng)為原噬菌體（prophage）。含原噬菌體的宿主細(xì)菌稱(chēng)為溶原性細(xì)菌。溶原性細(xì)菌（lysogenicbacterium）。

160溶源周期→裂解周期：原噬菌體通過(guò)誘導(dǎo)（induction）可轉(zhuǎn)變?yōu)榱倚允删w，進(jìn)入裂解周期。誘導(dǎo)方式：UV、溫度改變、與非溶原性細(xì)菌接合等。誘導(dǎo)使阻遏物失活，噬菌體的基因表達(dá)，進(jìn)入裂解周期。

溶源周期→裂解周期：原噬菌體通過(guò)誘導(dǎo)（induction）161P1噬菌體(P1phage)感染E.coli以后，不整合到細(xì)菌DNA上，而是獨(dú)立存在于寄主細(xì)胞內(nèi)。不影響宿主細(xì)胞的正常代謝P1DNA自主復(fù)制，并分配到宿主的子細(xì)胞中去，而且可以多于一個(gè)拷貝。受P1噬菌體感染的細(xì)菌也可以因誘導(dǎo)而進(jìn)入裂解周期。P1噬菌體(P1phage)感染E.coli以后，不162細(xì)菌和病毒的遺傳作課件163細(xì)菌和病毒的遺傳作課件164一個(gè)正常的T2phage產(chǎn)生的噬菌斑小而邊緣模糊，記為r＋；突變體r-產(chǎn)生的噬菌斑大而邊緣清晰。r-T2噬菌體是速溶（rapidlysis）突變體。二、T2噬菌體的基因重組與作圖噬菌體遺傳性狀噬菌斑的形態(tài)一個(gè)正常的T2phage產(chǎn)生的噬菌斑小而邊緣模糊，記為r165正常的T2噬菌體能感染E.coli

B株，h＋。

E.coli的突變型B/2株能抗T2的感染。h＋的突變型h-能克服B/2株的抗性，既能侵染B株又能侵染B/2株。宿主范圍正常的T2噬菌體能感染E.coliB株，h＋。宿主范圍166T2phage和E.coli的關(guān)系BB/2h+能感染不能感染h-能感染能感染T2phage和E.coli的關(guān)系BB/2h+能感染不167混合感染（mixedinfection）：兩個(gè)基因型不同的噬菌體同時(shí)感染一個(gè)宿主細(xì)胞，又稱(chēng)為雙重感染（doubleinfection）。共同生存在同一個(gè)宿主細(xì)胞中的兩個(gè)噬菌體DNA也可以發(fā)生交換，產(chǎn)生基因重組。

混合感染（mixedinfection）：兩個(gè)基因型不同168T2基因重組試驗(yàn)：用基因型為r＋h-和r-h＋的兩種T2噬菌體同時(shí)感染E.coliB株（雙重感染）。將雙重感染后釋放出來(lái)的子代噬菌體接種在同時(shí)長(zhǎng)有B株和B/2株的培養(yǎng)板上，記錄噬菌斑的數(shù)目和形態(tài)。T2基因重組試驗(yàn)：用基因型為r＋h-和r-h＋的兩種T169h＋r－半透明，大h－r＋透明，小

h－r－透明，大h＋r＋半透明，小親本型重組型重組率（Rf）＝×100％基因型表現(xiàn)型重組噬菌斑總噬菌斑h(yuǎn)＋r－半透明，大親本型重組型重組率（Rf170T2plaquesh+r+hr+h+rhr半透明，大透明，大T2plaquesh+r+hr+h+rhr半透明，大透明，171T2phage重組試驗(yàn)結(jié)果

注：不同速溶性噬菌體的突變型在表現(xiàn)型上不同，可分別寫(xiě)成ra、rb、rc等T2phage重組試驗(yàn)結(jié)果注：不同172根據(jù)上表結(jié)果可以分別作出3個(gè)連鎖圖

根據(jù)上表結(jié)果可以分別作出3個(gè)連鎖圖173有四種可能的排列順序有四種可能的排列順序174基因順序的精確確定雜交：rcrb

×rcrbRfrc－rb＝14％rchrb＋＋可以先只考慮rc、rb及h來(lái)確定三者的順序基因順序的精確確定雜交：rcrb×rcrbRfr175由于噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀，所以2、3排列都對(duì)。hrcrbra12.311.71.6作圖由于噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀，所以2、3排列都對(duì)。hrcrbra176

Kaiser(1955)，λ噬菌體的重組作圖。用UV照射獲得了5個(gè)λphage的突變型：s型，噬菌斑較小，mi型，噬菌斑特別小，c型，噬菌斑完全清晰，co1型，噬菌斑中間模糊，四周清晰，co2型，噬菌斑的中部較co1型更為濃密。三、λ噬菌體的基因重組與作圖溶源性受到干擾，只能進(jìn)入裂解周期，故斑清亮Kaiser(1955)，λ噬菌體的重組作圖。三、λ噬菌177λ噬菌體sco1mi×＋＋＋的雜交結(jié)果及分析作圖

λ噬菌體sco1mi×＋＋＋的雜交結(jié)果及分析作圖178sco1miRf雙交換＝（5＋13）/2091X100％＝0.86%Rfs－co1＝（30＋32）/2091X100％＋0.86%＝3.76%Rfmi－co1＝（61＋51）/2091X100％＋0.86%＝6.16%3.766.16sco1179λ噬菌體sco1mi基因連鎖圖λ噬菌體sco1mi基因連鎖圖180細(xì)菌遺傳物質(zhì)的重組有四種不同的方式：轉(zhuǎn)化（transformation）接合（cojugation）性導(dǎo)（sexduction）轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）

第三節(jié)細(xì)菌的遺傳分析細(xì)菌遺傳物質(zhì)的重組有四種不同的方式：第三節(jié)細(xì)菌的遺傳分析181一、轉(zhuǎn)化（transformation）細(xì)菌通過(guò)細(xì)胞膜攝取周?chē)h(huán)境中DNA片段，并通過(guò)重組將其整合到自身Chr中，而使它的基因型和表現(xiàn)型發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。一、轉(zhuǎn)化（transformation）細(xì)菌通過(guò)細(xì)胞膜攝取周182野生型肺炎雙球菌菌落為光滑型，一種突變型為粗糙型，兩者根本差異在于莢膜形成莢膜菌落毒性類(lèi)型光滑型S發(fā)達(dá)光滑有I,II,III粗糙型R無(wú)粗糙無(wú)I,II莢膜的主要成分是多糖，具特殊的抗原性。不同抗原性是遺傳的、穩(wěn)定的，一般情況下不發(fā)生互變。Griffith肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)及其結(jié)果野生型肺炎雙球菌菌落為光滑型，一種突變型為粗糙型，兩者根本差183ⅠⅡⅢ轉(zhuǎn)化試驗(yàn)ⅠⅡⅢ轉(zhuǎn)化試驗(yàn)184轉(zhuǎn)化特征：轉(zhuǎn)化現(xiàn)象在細(xì)菌中是一種普遍現(xiàn)象。不同細(xì)菌轉(zhuǎn)化過(guò)程有一定差異，但是它們都存在幾個(gè)方面的特征，感受態(tài)指細(xì)菌能夠從周?chē)h(huán)境中吸收DNA分子進(jìn)行轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài)。感受態(tài)主要受一類(lèi)蛋白質(zhì)(感受態(tài)因子)影響，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，可以使后者變?yōu)楦惺軕B(tài)。一般認(rèn)為感受態(tài)只能發(fā)生在細(xì)胞生長(zhǎng)周期的某一階段。1、只有當(dāng)細(xì)菌處于感受態(tài)時(shí)，細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化特征：轉(zhuǎn)化現(xiàn)象在細(xì)菌中是一種普遍現(xiàn)象。不同細(xì)菌轉(zhuǎn)1852、并非所有外源DNA片段都適合轉(zhuǎn)化，只有雙鏈、而且相當(dāng)大的外源DNA片段才能夠轉(zhuǎn)化。如：轉(zhuǎn)化肺炎雙球菌的DNA片段至少要有800bp，而枯草桿菌最少需要16000bp。3、只有當(dāng)整合的DNA片段產(chǎn)生新的表現(xiàn)型時(shí)，才能測(cè)知轉(zhuǎn)化的發(fā)生。4、因?yàn)樵诩?xì)菌的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜上有一定數(shù)量的DNA接受位點(diǎn)。在達(dá)到飽和之前，對(duì)某一個(gè)特定基因來(lái)說(shuō)，存在的供體DNA分子數(shù)目與轉(zhuǎn)化子數(shù)目成正比。

2、并非所有外源DNA片段都適合轉(zhuǎn)化，只有雙鏈、而且186感受態(tài)感受態(tài)187轉(zhuǎn)化過(guò)程Ⅰ、結(jié)合(binding)：Ⅱ、穿入當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞處于感受態(tài)時(shí)，供體(donor)雙鏈DNA分子可結(jié)合在受體(receptor)細(xì)胞表面的結(jié)合位點(diǎn)上。一旦受體位點(diǎn)飽和后，將阻止其它雙鏈DNA的結(jié)合。穩(wěn)定結(jié)合在受體位點(diǎn)上的雙鏈供體DNA，由外切酶或DNA移位酶降解其中的一條鏈，而另一條鏈進(jìn)入細(xì)胞中。轉(zhuǎn)化過(guò)程Ⅰ、結(jié)合(binding)：Ⅱ、穿入當(dāng)細(xì)菌細(xì)188Ⅲ、聯(lián)會(huì)Ⅳ、整合(integration)供體的單鏈DNA片段與其相應(yīng)的受體DNA片段聯(lián)會(huì)，聯(lián)會(huì)也可發(fā)生在異種DNA之間，這主要取決于種間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。是指單鏈的供體DNA與受體DNA對(duì)應(yīng)位點(diǎn)的置換，從而穩(wěn)定地滲入到受體DNA中。它對(duì)同源DNA具有特異性，異源DNA視親緣關(guān)系遠(yuǎn)近，也可發(fā)生不同頻率的整合。Ⅲ、聯(lián)會(huì)Ⅳ、整合(integration)供體的單鏈189細(xì)菌和病毒的遺傳作課件190細(xì)菌和病毒的遺傳作課件191ABABA單轉(zhuǎn)化AB單轉(zhuǎn)化BAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、B轉(zhuǎn)化作圖①并發(fā)轉(zhuǎn)化：當(dāng)兩個(gè)基因緊密連鎖時(shí)，它們就有機(jī)會(huì)同時(shí)被轉(zhuǎn)化。并同時(shí)整合到受體細(xì)胞染色體上。ABABA單轉(zhuǎn)化AB單轉(zhuǎn)化BAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、B轉(zhuǎn)化作圖192②、轉(zhuǎn)化作圖原理相鄰基因共轉(zhuǎn)化的頻率與基因間距離成反比，即基因間距離越近，發(fā)生共轉(zhuǎn)化頻率越高；反之越低?；蜷g距離與重組類(lèi)型頻率間呈正比，即基因間距離越遠(yuǎn)，重組類(lèi)型頻率越高。重組類(lèi)型即為單基因轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。②、轉(zhuǎn)化作圖原理相鄰基因共轉(zhuǎn)化的頻率與基因間距193ABAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、BABB單轉(zhuǎn)化BAB單轉(zhuǎn)化AAA、B間距離越近，A、B雙轉(zhuǎn)化頻率越高，A轉(zhuǎn)化頻率、B轉(zhuǎn)化頻率越低A、B間距離越遠(yuǎn)，A、B雙轉(zhuǎn)化頻率越低，A轉(zhuǎn)化頻率、B轉(zhuǎn)化頻率越高ABAB并發(fā)轉(zhuǎn)化A、BABB單轉(zhuǎn)化BAB單轉(zhuǎn)化AAA、B間距194trp2+his2+tyr1+

（供體）×trp2-his2-tyr1-（受體）

的轉(zhuǎn)化類(lèi)型及重組率計(jì)算例1：枯草桿菌共轉(zhuǎn)化遺傳作圖trp2+his2+tyr1+（供體）×trp2-his2195trp2his2tyr13413連鎖遺傳圖

trp2

his2

tyr1

3413

40trp2his2tyr13413連鎖遺傳圖trp2hi196在原核生物中，兩個(gè)細(xì)胞在相互接觸過(guò)程中，遺傳物質(zhì)從一個(gè)個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)個(gè)體的現(xiàn)象稱(chēng)為接合。概念二、接合conjugation在原核生物中，兩個(gè)細(xì)胞在相互接觸過(guò)程概念二、接197接合的發(fā)現(xiàn)J.Lederberg&E.Tatum大腸桿菌雜交試驗(yàn)（1946）：結(jié)果：平板上長(zhǎng)出原養(yǎng)型菌落(++++)。材料：大腸桿菌K12菌株的兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)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—蘇氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-方法：將A、B兩菌株混和，在基本培養(yǎng)基(固體)上涂布培養(yǎng)。接合的發(fā)現(xiàn)J.Lederberg&E.Tatum大198細(xì)菌的接合試驗(yàn)細(xì)菌的接合試驗(yàn)199回復(fù)突變的排除單基因回復(fù)突變的頻率約為10-6，雙基因回復(fù)突變的頻率則為10-12

，頻率很低。但試驗(yàn)中原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的頻率非常高（10-7

），因此基本可以排除回復(fù)突變的可能。回復(fù)突變的排除單基因回復(fù)突變的頻率約為10-6，雙基因回復(fù)突200互養(yǎng)作用的排除材料A品系：A-B+T1S(met-bio-thr+leu+T1S)

B品系：A+B-T1R(met+bio+thr-leu-T1R)結(jié)論：表明互養(yǎng)并非原養(yǎng)型菌落出現(xiàn)的原因，而可能發(fā)生了遺傳重組。試驗(yàn)方法：將A、B品系混合接種在基本培養(yǎng)基表面，短時(shí)間后噴噬菌體T1殺死A品系，使其不能持續(xù)產(chǎn)生thr與leu供B品系持續(xù)生長(zhǎng)。結(jié)果：仍然出現(xiàn)原養(yǎng)型菌落。互養(yǎng)作用的排除材料A品系：A-B+T1S(met-bi201噴噬菌體T1殺死A菌噴噬菌體T1殺死A菌202轉(zhuǎn)化作用的排除加熱法加熱轉(zhuǎn)化作用的排除加熱法加熱203戴維斯的U形管試驗(yàn)細(xì)胞直接接觸是原養(yǎng)型細(xì)菌產(chǎn)生的必要條件。戴維斯的U形管試驗(yàn)細(xì)胞直接接觸是原養(yǎng)型細(xì)菌產(chǎn)生的必要條件。204W.Hayes通過(guò)實(shí)驗(yàn)（1952）證明，在接合過(guò)程中遺傳物質(zhì)是一種單向的轉(zhuǎn)移。即遺傳物質(zhì)從A菌株轉(zhuǎn)移到了B菌株。供體（雄性）→受體（雌性）ABW.Hayes等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，A菌株之所以能成為供體，是因?yàn)樗幸粋€(gè)性因子，即致育因子（fertilityfactor），簡(jiǎn)稱(chēng)F因子。目前研究表明F因子為環(huán)狀DNA分子。W.Hayes通過(guò)實(shí)驗(yàn)（1952）證明，在接合過(guò)程中205E.ColiF因子的三種存在狀態(tài)：Ⅰ、沒(méi)有F因子——受體菌（雌性菌）：不含有F因子的細(xì)菌，記為F－E.ColiF因子的三種存在狀態(tài)：Ⅰ、沒(méi)有F因子——受體206Ⅱ、游離狀態(tài)的F因子——供體菌（雄性菌）：含有F因子的細(xì)菌，F(xiàn)因子游離于宿主染色體外，記為F。+Ⅱ、游離狀態(tài)的F因子——供體菌（雄性菌）：含有F因子的細(xì)菌，207Ⅲ、整合的F因子－Hfr菌株（高頻重組菌株）：指F因子整合到宿主染色體中去了的菌株，其重組頻率比F+高1000多倍。Ⅲ、整合的F因子－Hfr菌株（高頻重組菌株）：指F因子整208F因子的結(jié)構(gòu)F因子的結(jié)構(gòu)209F因子的特點(diǎn)①F＋細(xì)菌可以把F因子傳給后代③F＋可以和F－雜交，而不能和F＋雜交?！罠因子的特點(diǎn)①F＋細(xì)菌可以把F因子傳給后代③F＋可以和F－雜210④F＋和F－雜交后代皆為F＋，而且可以以10頻率獲得重組體后代。－7×④F＋和F－雜交后代皆為F＋，－7×211性傘毛/接合管性傘毛/接合管212接合過(guò)程①、F因子的轉(zhuǎn)移——低頻重組F+×F-=F+F+重組通過(guò)質(zhì)粒轉(zhuǎn)移、復(fù)制進(jìn)行。接合過(guò)程①、F因子的轉(zhuǎn)移——低頻重組213接合過(guò)程示意圖接合過(guò)程示意圖214高頻重組高頻重組細(xì)胞的形成高頻重組高頻重組細(xì)胞的形成215②、Hfr細(xì)胞染色體的轉(zhuǎn)移Hfr×F-＝Hfr＋F-Hfr×F-

時(shí)，細(xì)菌基因的重組頻率增加千倍。②、Hfr細(xì)胞染色體的轉(zhuǎn)移Hfr×F-＝Hfr216Hfr菌株的形成及其基因轉(zhuǎn)移Hfr菌株的形成及其基因轉(zhuǎn)移217③、高頻重組中基因的轉(zhuǎn)移③、高頻重組中基因的轉(zhuǎn)移218部分二倍體：當(dāng)Hfr菌的部分染色體進(jìn)入F－細(xì)胞后，F(xiàn)－細(xì)胞中就成為部分二倍體（partialdiploid）或部分合子（merozygote）。新轉(zhuǎn)入的DNA片斷稱(chēng)為供體外基因子（exogenote），而受體的染色體稱(chēng)為受體內(nèi)基因子（endogenote）。

部分二倍體：當(dāng)Hfr菌的部分染色體進(jìn)入F－細(xì)胞后，F(xiàn)－細(xì)胞219部分二倍體及其交換部分二倍體及其交換220Hfr品系與F＋菌株的異同Ⅲ、高劑量鏈霉素處理后都不影響雜交，說(shuō)明它們都是作為一種供體。相同Ⅰ、都能和F-雜交Ⅱ、雜交都要通過(guò)接合管和受體菌相聯(lián)接不同Ⅰ、產(chǎn)生重組子頻率不同：－－4＋－－7Ⅱ、產(chǎn)生的后代不同：F×F后代F，Hfr×F后代F。＋－＋－－Hfr×F10，F(xiàn)×F10。Hfr品系與F＋菌株的異同Ⅲ、高劑量鏈霉素處理后都不影響雜交221中斷雜交試驗(yàn)Hfr中的DNA向F－轉(zhuǎn)移時(shí)，是從酶切端點(diǎn)開(kāi)始直線(xiàn)式進(jìn)行的。因此可以用于基因作圖。中斷雜交試驗(yàn)Hfr中的DNA向F－轉(zhuǎn)移時(shí)，是從酶切端點(diǎn)開(kāi)始222中斷雜交試驗(yàn)：Hfr：strsthr+leu+azistonAsgalb+lac+F－：strrthr-leu-azirtonArgalb－lac－strr

對(duì)鏈霉素有抗性 azir

對(duì)疊氮化合物有抗性tonAr

對(duì)T1噬菌體有抗性thr+leu+galb+lac+

對(duì)蘇氨酸、亮氨酸、半乳糖和乳糖為原養(yǎng)型中斷雜交試驗(yàn)：Hfr：strsthr+leu+azi223實(shí)驗(yàn)方法與步驟Ⅰ、混合培養(yǎng)Ⅴ、根據(jù)基因轉(zhuǎn)入F的時(shí)間進(jìn)行細(xì)菌染色體作圖Ⅱ、每隔一定時(shí)間取樣，攪拌Ⅳ、測(cè)試形成的F菌落的基因型，確定每個(gè)基因轉(zhuǎn)入F的順序（時(shí)間）－－－1分鐘≈20%的重組值1分鐘≈20%的重組值1分鐘≈20%的重組值Ⅲ、在含str的完全培養(yǎng)基上，Hfr被殺死實(shí)驗(yàn)方法與步驟Ⅰ、混合培養(yǎng)Ⅴ、根據(jù)基因轉(zhuǎn)入F的時(shí)間Ⅱ、每224中斷雜交后，接合后體中各個(gè)性狀出現(xiàn)的頻率中斷雜交后，接合后體中各個(gè)性狀出現(xiàn)的頻率225大腸桿菌Hfrstrsthr+leu+azistonAsgalb+lac+

×F-strrthr-leu-azirtonArgalb-lac-的結(jié)果大腸桿菌Hfrstrsthr+leu+azist226根據(jù)中斷雜交試驗(yàn)繪制的連鎖圖根據(jù)中斷雜交試驗(yàn)繪制的連鎖圖227F因子插入的位置及方向F因子插入的位置及方向228F因子和細(xì)菌染色體都是環(huán)狀用不同的Hfr菌株進(jìn)行中斷雜交實(shí)驗(yàn)，基因轉(zhuǎn)移的原點(diǎn)(O)和轉(zhuǎn)移方向不同，表明F因子和細(xì)菌染色體都是環(huán)狀。F因子和細(xì)菌染色體都是環(huán)狀用不同的Hfr菌株進(jìn)行中229用中斷雜交試驗(yàn)確定的幾個(gè)Hfr菌株的基因順序用中斷雜交試驗(yàn)確定的幾個(gè)Hfr菌株的基因順序230作圖：作圖：231重組作圖如果兩個(gè)基因間的轉(zhuǎn)移時(shí)間小于2分鐘，用中斷雜交法所得的圖距不太可靠，應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖法。Hfrlacadestr×Flacadestr++---sr重組作圖如果兩個(gè)基因間的轉(zhuǎn)移時(shí)間小于2分鐘，用中斷雜交法所得232經(jīng)中斷雜交試驗(yàn)，lac基因在ade基因的前面。⑴、ade重組的兩種形式：＋①Hfr染色體受體染色體lacadelac＋－－ade＋lac＋ade＋基因型：ade＋lac＋＋＋經(jīng)中斷雜交試驗(yàn)，lac基因在ade基因的前面。⑴、233②Hfr染色體受體染色體lacadelac＋－－ade＋lac－ade＋基因型：ade＋lac－⑵、計(jì)算公式Rf＝lac-ade+(lac+ade+)+(lac-ade-)×100%②Hfr染色體受體染色體lacadelac＋－－ade＋la234中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果表明，lac-ade間的距離為1min,而用重組作圖法算出的重組率為20%，因此，一個(gè)時(shí)間單位（1min）相當(dāng)于20%的重組率。中斷雜交試驗(yàn)結(jié)果表明，lac-ade間的距離235大腸桿菌染色體圖大腸桿菌染色體圖236三、性導(dǎo)1、概念：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便轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)菌的染色體上，這一過(guò)程稱(chēng)為性導(dǎo)。2、F?因子①、概念：Hfr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(chēng)為F?因子。三、性導(dǎo)1、概念：帶有F?因子的細(xì)菌在接合時(shí)，由F?因子所攜237F′因子的形成F′因子的形成238F因子lac+tonlac+tonHfrF因子lac+tontonlac+F?因子F因子lac+tonlac+tonHfrF因子lac+ton2393、F’攜帶的基因轉(zhuǎn)移tonlac+tonlac-F?因子＋tonlac-lac+F?因子部分二倍體Lac+ton重組體3、F’攜