遺傳學第七章細菌和病毒的遺傳

第七章細菌和病毒的遺傳1現(xiàn)在是1頁\一共有88頁\編輯于星期二本章重點1．細菌影印法研究。2．細菌和病毒的四種遺傳分析方法：轉(zhuǎn)化、接合、性導、轉(zhuǎn)導。3．掌握F+、F–、F'、Hfr×F+的特點。4．理解和掌握中斷雜交和重組作圖的原理。5．噬菌體結(jié)構(gòu)和基因重組特點。2現(xiàn)在是2頁\一共有88頁\編輯于星期二細菌和藍綠藻：

一個線條狀或環(huán)狀染色體(單倍體結(jié)構(gòu))；無典型的有絲分裂和減數(shù)分裂；染色體傳遞和重組方式與真核生物不同。病毒：

比細菌更簡單；在寄主細胞內(nèi)以集團形式產(chǎn)生；屬于只有一條染色體的單倍體。E.coliT4Phage3現(xiàn)在是3頁\一共有88頁\編輯于星期二第一節(jié)細菌和病毒遺傳

研究的意義4現(xiàn)在是4頁\一共有88頁\編輯于星期二1.大小：細胞較小、長約1~2

(1＝1/1000mm)、寬約0.5；2.結(jié)構(gòu)：鞭毛、細胞壁、質(zhì)膜、間體、核質(zhì)體、核糖體3.遺傳物質(zhì)：單個主染色體、一個或多個小染色體(質(zhì)粒)4.涂布和繁殖：每個細胞在較短時間內(nèi)(如一夜)能裂殖到107個子細胞

成為肉眼可見的菌落或克隆(clone)。一、細菌：5現(xiàn)在是5頁\一共有88頁\編輯于星期二5.

生理特性突變：①.營養(yǎng)缺陷型：

喪失合成某種營養(yǎng)物質(zhì)能力，不能在基本培養(yǎng)基上生長；

原養(yǎng)型：野生菌株則可在基本培養(yǎng)基上生長。用不同的選擇性培養(yǎng)基

測知突變的特性。②.

抗性突變型：

如抗藥性或抗感染性。例如：青霉素（penr）抗性突變的菌落。培養(yǎng)基中加有青霉素6現(xiàn)在是6頁\一共有88頁\編輯于星期二6、測定突變的方法──影印法：

黎德伯格等（LederbergJ.和LederbergE.M.,1952）設計。LederbergJ.,1958Nobel獎獲得者，發(fā)現(xiàn)細菌轉(zhuǎn)導和接合無鏈霉素吸附細菌絲絨印在母板上再印在選擇培養(yǎng)基上鏈霉素篩選出抗鏈霉素的菌系從模板中挑出抗性和敏感菌系7現(xiàn)在是7頁\一共有88頁\編輯于星期二病毒分類：

寄主：動物、植物、細菌等；

遺傳物質(zhì)：DNA或RNA。二、病毒：

單倍體，僅一條染色體。病毒

蛋白質(zhì)外殼核酸。煙草花葉病毒腺病毒T4噬菌體愛滋病病毒

RNA

DNA

DNA

RNA8現(xiàn)在是8頁\一共有88頁\編輯于星期二噬菌體對于分子生物學研究具有重要意義。9現(xiàn)在是9頁\一共有88頁\編輯于星期二1．世代周期短：

大腸桿菌（E.coli）：20min繁殖一代。2．便于管理和生化分析：

個體小，一般在1至幾之間，操作管理方便。三、細菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性：10現(xiàn)在是10頁\一共有88頁\編輯于星期二3．便于研究基因突變：

裸露的DNA分子（有的病毒為RNA分子），容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生突變；

單倍體生物，不存在顯性掩蓋隱性問題，隱性突變也能表現(xiàn)出來。4．便于研究基因的作用：

影印培養(yǎng)，易檢出營養(yǎng)缺陷型突變，有利于從生化角度來研究基因的作用。5．便于研究基因重組：

細菌具有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導和接合作用，可以進行精密的遺傳分析。11現(xiàn)在是11頁\一共有88頁\編輯于星期二6.便于研究基因結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控機制：

細菌和病毒的遺傳物質(zhì)簡單，易于進行基因定位、結(jié)構(gòu)分析和分離，基因的表達調(diào)控也適于采用生理生化的方法進行深入研究。7.便于進行遺傳操作：

染色體結(jié)構(gòu)簡單，沒有組蛋白和其它蛋白的結(jié)合，更宜于進行遺傳工程的操作。

12現(xiàn)在是12頁\一共有88頁\編輯于星期二第二節(jié)噬菌體的遺傳分析13現(xiàn)在是13頁\一共有88頁\編輯于星期二1.結(jié)構(gòu)簡單：

蛋白質(zhì)外殼、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。2.多樣性的原因：外殼的蛋白質(zhì)種類、染色體類型和結(jié)構(gòu)。3.兩大類：

①

烈性噬菌體：T噬菌體系列（T1~T7）；

②

溫和性噬菌體:P1和λ噬菌體。一、噬菌體的結(jié)構(gòu)：T4噬菌體從大腸桿菌中釋放14現(xiàn)在是14頁\一共有88頁\編輯于星期二㈠、烈性噬菌體：

1.

結(jié)構(gòu)大同小異，外貌一般呈蝌蚪狀：頭部：雙鏈DNA分子的染色體；

T偶列噬菌體

頸部：中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘；

尾部：由基板、尾針和尾絲組成。15現(xiàn)在是15頁\一共有88頁\編輯于星期二2.

T偶列噬菌體的侵染過程（如T4噬菌體）：

尾絲固定于大腸桿菌，遺傳物質(zhì)注入

破壞寄主細胞遺傳物質(zhì)

合成噬菌體遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)

組裝許多新的子噬菌體

溶菌酶裂解細菌

釋放出大量噬菌體。T4噬菌體侵染大腸桿菌的生活周期16現(xiàn)在是16頁\一共有88頁\編輯于星期二㈡、溫和性噬菌體：例如λ和P1噬菌體，λ和P1各代表一種略有不同的溶源性類型。λ噬菌體結(jié)構(gòu)17現(xiàn)在是17頁\一共有88頁\編輯于星期二

①.λ噬菌體：噬菌體侵入后，細菌不裂解

附在E.coli染色體上的gal和bio位點間的attλ座位上

整合到細菌染色體，并能阻止其它λ噬菌體的超數(shù)感染。λ噬菌體特定位點的整合1.溶源性噬菌體的生活周期：18現(xiàn)在是18頁\一共有88頁\編輯于星期二②.P1噬菌體：

不整合到細菌的染色體上，而是獨立存在于細胞質(zhì)內(nèi)。19現(xiàn)在是19頁\一共有88頁\編輯于星期二裂解途徑溶源途徑o

原噬菌體：整合到宿主基因組中的噬菌體。僅少數(shù)基因活動，表達出阻礙物關(guān)閉其它基因。原噬菌體經(jīng)誘導可轉(zhuǎn)變?yōu)榱倚允删w

裂解途徑。20現(xiàn)在是20頁\一共有88頁\編輯于星期二2.

P1和λ噬菌體的特性：①．P1和λ各代表不同的溶源性類型：

P1噬菌體：侵入后并不整合到細菌的染色體上，獨立存在于細胞質(zhì)內(nèi)；

λ噬菌體：通過交換整合到細菌染色體上。②．溶源性細菌分裂

兩個子細胞：

P1噬菌體復制則使每個子細胞中至少含有一個拷貝；λ噬菌體隨細胞染色體復制而復制，細胞中有一個拷貝。③．共同特點：核酸既不大量復制，也不大量轉(zhuǎn)錄和翻譯。21現(xiàn)在是21頁\一共有88頁\編輯于星期二P1和λ噬菌體的生活周期特性22現(xiàn)在是22頁\一共有88頁\編輯于星期二1.

噬菌體遺傳性狀分為兩類：

形成的噬菌斑形狀：

指噬菌斑大小、邊緣清晰度、透明程度。

寄主范圍：指噬菌體感染和裂解的菌株范圍。二、T2噬菌體的基因重組與作圖：23現(xiàn)在是23頁\一共有88頁\編輯于星期二①.

噬菌斑表現(xiàn)型：

正常噬菌體r

+：噬菌斑小而邊緣模糊。

r

–突變體（rapidlysis，速溶性）：

噬菌斑大而邊緣清楚。2．T2噬菌體的研究最為廣泛：

24現(xiàn)在是24頁\一共有88頁\編輯于星期二②.

寄主范圍突變體：

指能克服噬菌體抗性的突變體。

例：T2h+噬菌體：只侵染大腸桿菌B株

半透明噬菌斑。

T2h

–突變株：能利用B株和B/2株

透明噬菌斑。2．T2噬菌體的研究最為廣泛：

25現(xiàn)在是25頁\一共有88頁\編輯于星期二

h

–和h+均能夠感染B株

可用T2兩個親本h

–r+和h+r

–同時感染B株。

h

–r+(透明，小)×h+r

–

(半透明，大)

↓同時感染

B菌株

獲得噬菌體子代

親本型：h

–r+，h+r

–

重組型：h

–r

–，h+r+E.coliB株③．雙重感染：26現(xiàn)在是26頁\一共有88頁\編輯于星期二④．重組值計算：

重組值

=

重組噬菌斑數(shù)/總噬菌斑數(shù)×100%

=[(h+r+

+

h–r–)/(h+r–+

h–r++

h+r++

h–r–)]×100%去掉%即可作為圖距。h+r

-

將親本型和重組型混合子代

↓感染混合有B和B/2菌株的培養(yǎng)基

↓h–r+(親)：噬菌斑透明、小，邊緣模糊h+r–(親)：噬菌斑半透明、大，邊緣清楚h–r–(重組)：噬菌斑透明、小，邊緣清楚h+r+(重組)：噬菌斑半透明、小，邊緣模糊27現(xiàn)在是27頁\一共有88頁\編輯于星期二⑤．不同速溶菌的突變型在表現(xiàn)型上不同，可分別寫成ra、rb、

rc等，用rx–h+×rx+h

–獲得試驗結(jié)果列于下表：雜交組合各基因型（%）重組值

r-h+r+h-r+h+

r-h-

rah+×ra+h-34.042.012.012.024.0/100=24%

rbh+×rb+h-

32.056.0

5.9

6.412.3/100.3=12.3%

rch+×rc+h-39.059.0

0.7

0.9

1.6/99.6=1.6%

分別作出ra、rb、rc與h的三個連鎖圖:28現(xiàn)在是28頁\一共有88頁\編輯于星期二再做雜交：rcrb+

×

rc+rb

↓結(jié)果表明:rc–

rb的重組值

>rb–

h

∴

h位于rb及rc之間，排列順序

rc–

h–

rb。由于T2噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀的，所以2、3排列都對。四種可能的基因排列連鎖圖:1

2

3

4

hrcrarb29現(xiàn)在是29頁\一共有88頁\編輯于星期二第三節(jié)細菌的遺傳分析30現(xiàn)在是30頁\一共有88頁\編輯于星期二概念：某些細菌通過其細胞膜攝取周圍供體的染色體片段，將此外源DNA片段通過重組整合到自己染色體組的過程。

1928年，格里費斯（GriffithF.）在肺炎雙球菌中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。1944年，阿委瑞（AveryO.T.）

進行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗；證實遺傳物質(zhì)是DNA；轉(zhuǎn)化是細菌交換基因的方法之一。

一、轉(zhuǎn)化（transformation）：31現(xiàn)在是31頁\一共有88頁\編輯于星期二轉(zhuǎn)化的條件：細菌活躍攝取外源DNA分子；具備重組程序所必需的酶。轉(zhuǎn)化三種細菌：肺炎雙球菌；枯草桿菌；流感嗜血桿菌。轉(zhuǎn)化的兩個例子：①.

用兩個帶有不同抗性的肺炎雙球菌群體混合

可以

發(fā)現(xiàn)帶有雙抗性的細菌。

細菌裂解DNA殘留其它細菌攝取轉(zhuǎn)化。②.

枯草桿菌活細胞表面分泌DNA，可被其它細胞攝取。32現(xiàn)在是32頁\一共有88頁\編輯于星期二㈠、供體與受體的互作：①.

轉(zhuǎn)化片斷的大小：

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化：DNA片斷至少有800bp；

枯草桿菌的轉(zhuǎn)化：DNA片斷至少有16000bp。②.

供體DNA分子存在的數(shù)目：

供體DNA分子數(shù)目與特定基因的成功轉(zhuǎn)化有關(guān)。

鏈霉素抗性基因轉(zhuǎn)化：每個細胞含有10個DNA分子之前，

抗性轉(zhuǎn)化體數(shù)目一直與DNA分子

存在數(shù)目成正比。

原因：細菌的細胞壁或細胞膜上有固定數(shù)量的DNA接受

座位，故一般細菌攝取的DNA分子數(shù)<10個。33現(xiàn)在是33頁\一共有88頁\編輯于星期二③．受體的生理狀態(tài)：感受態(tài)是處于剛停止DNA合成、而蛋白質(zhì)合成繼續(xù)活躍進行時的狀態(tài)?；钴S合成的蛋白質(zhì)可使細菌細胞壁易于接受轉(zhuǎn)化DNA。

只有感受態(tài)受體細胞才能攝取并轉(zhuǎn)化外源DNA，而這種感受態(tài)也只能發(fā)生在細菌生長周期的某一時間范圍內(nèi)。

34現(xiàn)在是34頁\一共有88頁\編輯于星期二㈡、轉(zhuǎn)化DNA的攝取和整合過程：①.

結(jié)合與穿入：

DNA分子結(jié)合在接受座位上(可逆)，可被DNA酶降解；接受座位飽和性。

DNA攝取(不可逆)，不受DNA酶破壞。

穿入后，由外切酶或DNA移位酶降解其中一條鏈。

②.

聯(lián)會：

按各個位點與其相應的受體DNA片段聯(lián)會。親緣關(guān)系越遠，聯(lián)會越小、轉(zhuǎn)化的可能性越小。35現(xiàn)在是35頁\一共有88頁\編輯于星期二③．整合(重組)：

是指單鏈的轉(zhuǎn)化DNA與受體DNA對應位點的置換穩(wěn)定地進入到受體DNA。對同源DNA具有特異性。異源DNA，視親緣關(guān)系遠近也可發(fā)生不同頻率整合。36現(xiàn)在是36頁\一共有88頁\編輯于星期二(三)、共轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜繪制利用共同轉(zhuǎn)化繪制細菌連鎖遺傳圖譜的基本原理：相鄰基因發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的概率與兩者的距離間成正向關(guān)系，基因間距離越近，發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的頻率越高，反之越低。因此可能通過測定兩基因共同轉(zhuǎn)化的頻率來指示基因間的相對距離。37現(xiàn)在是37頁\一共有88頁\編輯于星期二轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜按照概率定律，兩個片段同時轉(zhuǎn)化的概率應為它們單獨轉(zhuǎn)化的概率的乘積，所以這種情況的概率是很低的。當兩個基因緊密連鎖時，它們就有較多的機會包括在同一個DNA片段中，并同時整合到受體染色體中。因此，緊密連鎖的基因可以通過轉(zhuǎn)化進行作圖。38現(xiàn)在是38頁\一共有88頁\編輯于星期二黎德伯格等用枯草桿菌進行轉(zhuǎn)化和重組試驗：

DNA片段進入受體細胞后，可與受體染色體發(fā)生重組。緊密連鎖的兩個基因有較多的機會在同一個DNA片段中同時整合到受體染色體中。39現(xiàn)在是39頁\一共有88頁\編輯于星期二三者并發(fā)轉(zhuǎn)化的頻率高，故這3個基因是連鎖的，其中his2和tyr1連鎖最為緊密：trp2his2tyr1341340

單交換時，染色體開環(huán)易降解，故不存在單交換類型；只有雙交換和偶數(shù)的多交換才有效。40現(xiàn)在是40頁\一共有88頁\編輯于星期二二、接合（conjugation）：1.

概念：是指原核生物的遺傳物質(zhì)從供體（donor）轉(zhuǎn)移到受體（receptor）內(nèi)的過程。特點：需通過細胞的直接接觸。

41現(xiàn)在是41頁\一共有88頁\編輯于星期二不同營養(yǎng)缺陷型的大腸桿菌：A菌株：Met-bio-

thr+leu+，

需加甲硫氨酸和生物素。B菌株：Met+bio+thr-leu-，

需加蘇氨酸和亮氨酸。

A菌株和B菌株營養(yǎng)缺陷型，

不能在基本培養(yǎng)上生長。

AB菌株混合培養(yǎng)，在完全

培養(yǎng)基上，幾小時后離心，涂

布基本培養(yǎng)基上，長出原養(yǎng)型

（Met+bio+thr+leu+）菌落。2．實例：黎德伯格和塔特姆（1946年）：42現(xiàn)在是42頁\一共有88頁\編輯于星期二◆幾種可能解釋及其分析對上述試驗結(jié)果原養(yǎng)型菌落可能產(chǎn)生于：親本細菌A或B發(fā)生了回復突變；兩品系細胞通過培養(yǎng)基交換養(yǎng)料——互養(yǎng)作用；兩品系間發(fā)生了轉(zhuǎn)化作用；為了驗證這些原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的可能而進行的研究最終表明：這些解釋均不成立。43現(xiàn)在是43頁\一共有88頁\編輯于星期二◆回復突變可能的排除Lederbery和Tatum利用的雙營養(yǎng)缺陷型菌株進行試驗，已基本排除A或B品系發(fā)生回復突變產(chǎn)生原養(yǎng)型細菌的可能。單基因回復突變的頻率約為10-6；雙基因回復突變的頻率則為10-12，頻率很低。但試驗中產(chǎn)生原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的頻率非常高，因此基本可以排除回復突變的可能。44現(xiàn)在是44頁\一共有88頁\編輯于星期二◆互養(yǎng)作用及其排除試驗材料：A品系：A-B+T1S(met-bio-thr+leu+T1S)；B品系：A+B-T1R(met+bio+thr-leu-T1R)。試驗方法：將A、B品系混合接種在基本培養(yǎng)基表面；短時間后噴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。結(jié)果與結(jié)論：仍然出現(xiàn)原養(yǎng)型菌落。從而表明互養(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。45現(xiàn)在是45頁\一共有88頁\編輯于星期二◆轉(zhuǎn)化作用及其排除把品系A的培養(yǎng)液經(jīng)加熱滅菌，加入到B品系的培養(yǎng)物中，未得到原養(yǎng)型菌落；表明原養(yǎng)型菌落可能不是由轉(zhuǎn)化作用產(chǎn)生。46現(xiàn)在是46頁\一共有88頁\編輯于星期二這種原養(yǎng)型細胞如何出現(xiàn)？A菌株B菌株

A、B菌株分別培養(yǎng)在基本培養(yǎng)基上

一邊加壓和吸引使培養(yǎng)液充分混合

結(jié)果任何一臂的培養(yǎng)基上均未長出原養(yǎng)型細菌?！嘀苯咏佑|(接合)是原養(yǎng)型細胞出現(xiàn)的必要條件。海斯（HayesW.,1952）證明：接合過程是一種單向

轉(zhuǎn)移，A菌株遺傳物質(zhì)

B菌株，從供體（donor）到受體（receptor）。濾片大分子可通過，細菌不能通過U型管的實驗（Davis，1950）47現(xiàn)在是47頁\一共有88頁\編輯于星期二⑴．F因子：致育因子（性因子），是一種附加體。

攜帶F因子的菌株稱為供體菌或雄性，用F＋表示。未攜帶F因子的菌株為受體菌或雌性，用F－表示。㈠、F因子及F＋向F－的轉(zhuǎn)移：⑵．F因子的組成：

染色體外遺傳物質(zhì)，環(huán)狀DNA；

40~60個蛋白質(zhì)基因；

2~4個/細胞(雄性內(nèi))。48現(xiàn)在是48頁\一共有88頁\編輯于星期二⑶．F因子的三種狀態(tài)：

以大腸桿菌為例：①．沒有F因子，即F－；

②．一個自主狀態(tài)F因子，即F＋；

③．一個整合到自己染色體內(nèi)的F因子，即Hfr。49現(xiàn)在是49頁\一共有88頁\編輯于星期二⑷．自主狀態(tài)時

F因子獨立進行分裂。

50現(xiàn)在是50頁\一共有88頁\編輯于星期二⑸．F因子的傳遞：

帶F因子的細菌較少。具有F因子的菌株可以作為供體。

∵

F因子中有形成F性傘毛（Fpilus）的基因接合管

F＋

細胞中的F因子由接合管向F－傳遞

F－受體變成F＋。51現(xiàn)在是51頁\一共有88頁\編輯于星期二

F＋×F－：先形成接合管，F(xiàn)因子的DNA邊轉(zhuǎn)移邊復制，F(xiàn)－細胞

F＋細胞。F因子及其在雜交中的行為52現(xiàn)在是52頁\一共有88頁\編輯于星期二在Hfr

×

F－結(jié)合時，細菌染色體由一小段單鏈的F因子為前導而轉(zhuǎn)移到F-受體

邊進入邊合成。一般僅小部分細菌染色體能夠轉(zhuǎn)入，接合中斷

受體細胞為F－，F(xiàn)因子仍留在供體內(nèi)。

F因子整合到細菌染色體上（F＋Hfr細胞），其繁殖與細菌染色體同步進行。

此時，細菌基因的重組頻率增加4倍

以上，∴染色體上整合有F因子的菌株，

稱為Hfr菌株。Hfr×F－㈡、Hfr細胞的形成及染色體的轉(zhuǎn)移：53現(xiàn)在是53頁\一共有88頁\編輯于星期二54現(xiàn)在是54頁\一共有88頁\編輯于星期二降解單交換雙交換受體內(nèi)基因子供體外基因子部分二倍體：

當F＋或Hfr的細菌染色體進入F－后，在一個短時期內(nèi)，F(xiàn)－細胞內(nèi)的某些位點就會成為二倍體DNA。cb+a+c+ba部分二倍體中發(fā)生交換:

單數(shù)交換：打開環(huán)狀染色體，產(chǎn)生一個線性染色體，這種

細胞是不能成活的。

偶數(shù)交換：產(chǎn)生可遺傳的重組體和片段。55現(xiàn)在是55頁\一共有88頁\編輯于星期二㈢、中斷雜交試驗及染色體連鎖圖：

50年代，雅科（JacobF.）和沃爾曼（WollmanE.）：

中斷雜交試驗：發(fā)現(xiàn)接合時遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移是直線進行。其方法為：⑴．Hfr菌株與F－菌株混合培養(yǎng)。

Hfr菌株：strs

a+b+c+d+

對鏈霉素敏感

F-菌株：

strr

a-b-c-d-

抗鏈霉素⑵．不同時間取樣

攪拌器中斷雜交

稀釋含鏈霉素完全培養(yǎng)基

殺死Hfr細菌

抗str細菌菌落

影印培養(yǎng)法：鑒定a+b+c+d+各基因轉(zhuǎn)移時間。56現(xiàn)在是56頁\一共有88頁\編輯于星期二⑶．實例：Hfr菌株：蘇氨酸(thr+)、亮氨酸

(leu+)、抗疊氮化物(azir)、抗T1噬菌體(tonr)、半乳糖

(gal

b+)、乳糖(lac+)。F-菌株：thr-、leu-、azis、tons、

galb-、lac-型。①．8分鐘時：thr+進入F-細胞；

8.5分鐘時：leu+進入F-細胞；②．9分鐘時：出現(xiàn)疊氮化物抗性

的菌落，少數(shù)azir基因進入F-細胞；③．11分鐘時：出現(xiàn)抗噬菌體T1的

F-細菌；④．18和25分鐘時：分別出現(xiàn)乳糖

和半乳糖發(fā)酵基因，即lac+和

gal

b+進入F-細胞。88.59111857現(xiàn)在是57頁\一共有88頁\編輯于星期二①．重組體中各標志基因進入F-細胞中時間不同，達到最高水平的時間也不同；②．隨時間的推遲，某個基因的重組率增加；一定程度后，重組率便不再增加。如：10’tonr首次出現(xiàn)，15’時40%、25’后80%。∴Hfr中基因是按一定的線性順序依次進入F-菌株的。

58現(xiàn)在是58頁\一共有88頁\編輯于星期二

thr

leu

azi

ton

lac

gal

FO

8

8.5

9

11

18

25

時間(分鐘)

以基因出現(xiàn)的時間為標準

作出E.coli的遺傳連鎖圖。59現(xiàn)在是59頁\一共有88頁\編輯于星期二⑷．用一種大腸桿菌的不同Hfr菌株進行中斷雜交實驗，作出連鎖圖，其基因向F-細胞轉(zhuǎn)移的順序不同。───────────────────────────Hfr類型

原點基因轉(zhuǎn)移順序───────────────────────────

HfrH

Othrprolacpurgalhisglythi

1

Othrthiglyhisgalpurlacpro

2

Opro

thrthiglyhisgalpurlac

3

Opurlacprothrthiglyhisgal

AB312

Othithrprolacgurgalhisgly───────────────────────────

轉(zhuǎn)移的順序是不是隨機？例如：thrthigly

。60現(xiàn)在是60頁\一共有88頁\編輯于星期二Hfr1和HfrAB312菌系的中斷雜交試驗及其連鎖圖：開始開始結(jié)束結(jié)束61現(xiàn)在是61頁\一共有88頁\編輯于星期二差異：不同Hfr菌株轉(zhuǎn)移的原點(O)和轉(zhuǎn)移方向不同。進一步說明F因子和細菌染色體都是環(huán)狀。

62現(xiàn)在是62頁\一共有88頁\編輯于星期二㈣、重組作圖：

兩基因轉(zhuǎn)移時間間距＜2分鐘時，中斷雜交法的圖距不夠精確，應采用傳統(tǒng)的重組作圖法。

例：二個基因緊密連鎖:

lac-（乳糖不發(fā)酵）

ade-（腺嘌呤缺陷型）完全培養(yǎng)基混合培養(yǎng)完全培養(yǎng)基（無腺嘌呤、加鏈霉素）

F-ade+lac+

未發(fā)生交換F-ade+lac-基因間發(fā)生交換Hfrlac+ade+（strs）×F-lac-ade-（strr）F-ade+菌落

加乳糖63現(xiàn)在是63頁\一共有88頁\編輯于星期二基因間重組頻率：

兩個位點間的時間約為1分鐘，約相當于20%的重組值。64現(xiàn)在是64頁\一共有88頁\編輯于星期二三、性導（sexduction）:

性導：指接合時由F'

因子所攜帶的外源DNA整合到細菌染色體的過程。

F因子整合過程：可逆：發(fā)生環(huán)出時，F(xiàn)因子又可重新離開染色體。整合環(huán)出65現(xiàn)在是65頁\一共有88頁\編輯于星期二Adelberg和Burns(1959)：

F因子偶爾在環(huán)出時不夠準確，會攜帶出染色體上的一些基因，這種因子稱為F'

因子。

F'

因子攜帶染色體的節(jié)段大?。簭囊粋€標準基因到半個細菌染色體。66現(xiàn)在是66頁\一共有88頁\編輯于星期二

F’因子使細菌帶有某些突出的特點：⑴．F'

因子轉(zhuǎn)移基因頻率極高，如同F(xiàn)+因子轉(zhuǎn)移頻率；⑵．F'

因子自然整合率極高，并且整合在一定的座位上?！邤y帶與細菌染色體一樣的同源區(qū)段；而正常F因子可在不同座位整合。67現(xiàn)在是67頁\一共有88頁\編輯于星期二雅科和阿代爾伯格發(fā)現(xiàn)：

特殊的Hfr菌株能把lac+等位基因高頻率地轉(zhuǎn)移到Flac-受體中?！撷伲甽ac基因位于遠端，中斷雜交實驗中只有1/1000重組率；

②．由F'

攜帶lac+基因進入受體后可在lac位點上形成部分二倍體F'

lac+/lac-。68現(xiàn)在是68頁\一共有88頁\編輯于星期二性導在大腸桿菌遺傳研究中的作用：①．分離出大量F'

因子（每個F'

因子攜帶有不同大腸桿菌基因）

利用不同基因在一起的并發(fā)性導的頻率來作圖；②．通過性導產(chǎn)生部分二倍體

確定等位基因位置、顯隱性關(guān)系；③.性導形成的部分二倍體可用作互補測驗確定兩個突變類型是否屬于同一個基因。69現(xiàn)在是69頁\一共有88頁\編輯于星期二并發(fā)性導(co-sexduction):

是建立遺傳圖的另一手段，兩個位點必須密切相連才能處在同一個F'

因子上。

獲得兩個位點間重組率

每個片段的連鎖群。性導作圖法與轉(zhuǎn)導作圖法相同。70現(xiàn)在是70頁\一共有88頁\編輯于星期二實例

黎德伯格與津德（1951）發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門氏菌中轉(zhuǎn)導現(xiàn)象。

⑴.將兩個沙門氏菌的營養(yǎng)缺陷型進行雜交：

phe-

trp-

tyr-

met+

his+

×

phe+

trp+

tyr+

met-

his-

↓混合培養(yǎng)在基本培養(yǎng)基發(fā)現(xiàn)原養(yǎng)型的菌落

頻率為1/105

71現(xiàn)在是71頁\一共有88頁\編輯于星期二⑵.

產(chǎn)生上述結(jié)果的原因:

①.是否屬于恢復突變?

高頻率出現(xiàn)不可能是回復突變。

②.是否屬于接合、性導?

戴維斯U型管試驗(防止細胞直接接觸)

結(jié)果也獲得野生型

重組體，排除由于接合或性導而產(chǎn)生基因重組可能性。

③.是否屬于轉(zhuǎn)化?

結(jié)果表現(xiàn)為不受DNA酶的影響，排除了由于DNA片斷通過濾片

經(jīng)轉(zhuǎn)化實現(xiàn)基因重組可能性。⑶.

唯一可能的結(jié)論是：這種重組通過一種過濾性因子實現(xiàn)。這種過濾性因子稱為FA，不受DNA酶的影響。FA為噬菌體P22（溶源性）。72現(xiàn)在是72頁\一共有88頁\編輯于星期二

1.

概念：指以噬菌體為媒介進行的細菌遺傳物質(zhì)重組，是細菌遺傳物質(zhì)傳遞和交換方式之一。

2.

特點：

以噬菌體為媒介

細菌的一段染色體被錯誤地包裝在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼內(nèi)

通過感染轉(zhuǎn)移到另一個受體細胞內(nèi)。

∵

感染細菌的能力決定于噬菌體的

蛋白質(zhì)外殼。四、轉(zhuǎn)導（transduction）：73現(xiàn)在是73頁\一共有88頁\編輯于星期二㈠、普遍性轉(zhuǎn)導：轉(zhuǎn)導顆粒同源重組錯誤包裝(1/1000機率)轉(zhuǎn)導顆粒：把細菌染色體片段包裝在噬菌體蛋白質(zhì)外殼內(nèi)而產(chǎn)生

的假噬菌體（不包含噬菌體的遺傳物質(zhì)）。１.作用：可轉(zhuǎn)導細菌染色體組的任何部分。74現(xiàn)在是74頁\一共有88頁\編輯于星期二

以普遍性轉(zhuǎn)導噬菌體P1為例，測定大腸桿菌的leu（亮氨酸合成)、thr（蘇氨酸合成）、azi（疊氮化鈉抗性）三個基因的順序。2．測定細菌基因間的連鎖關(guān)系：噬菌體P1大腸桿菌leu+、thr+、azi+

P1后代含轉(zhuǎn)導顆粒大腸桿菌leu-、thr-、azi-

侵染侵染釋放75現(xiàn)在是75頁\一共有88頁\編輯于星期二基本培養(yǎng)基2azi，leu+整合thr+細菌生長azir與azis個數(shù)leu+與leu–個數(shù)受體菌特定培養(yǎng)（接上圖）基本培養(yǎng)基1azi，thr+整合leu+細菌可生長azir與azis個數(shù)

thr+與thr–個數(shù)基本培養(yǎng)基3aziLeu+thr+細菌生長