细菌和噬菌体的遗传分析
7细菌和噬菌体的遗传和重组
F因子的整合特点
(1) 整合是通过IS序列处的同源重组发生的。
(2) F有多个IS 作为整合位点，主要在IS3
处； E.coli染色体上有20个以上的整合 位点； (3) 通过与染色体不同位置上的IS整合，形 成不同的Hfr菌株，对染色体上基因的 转移起点不同； (4) 由于IS序列有不同的方向，F可以不同 方向整合。
第二节 噬菌体的连锁和交换
一、噬菌体的结构和形态
表 8-6 病毒 T-偶数噬菌体 T7 λ P22 φ ×174 Qβ （呼肠病毒） SV40 鼠白血病病毒 烟草花叶病毒 几种病毒染色体的特点 核酸结构 双链 DNA 双链 DNA 双链 DNA 双链 DNA 单链 DNA 单链 RNA 双链 RNA 双链 DNA 单链 RNA 单链 RNA 染色体类型 线状；环状排列末端有 RS 线状；单一顺序 线状；单股粘性末端 线状；单一顺序 环状 线状 几个片段 超螺旋环 几个片段 线状 宿主 E.coli E.coli E.coli 沙门氏菌 E.coli E.coli 哺乳动物 人类 鼠 烟草
七. 重组作图－E.coli染色体连锁图
部分合子（merozygote）也称半合子， 内基因子 (endogenote) 外基因子（exogenote） 例：供体strspur+lac+pro+，受体strrpur-
lac-pro-,以pur+为选择标记 pur 和lac间重组值：
野生型E.coli K12 (λ) gal＋
基本 培养基
UV
诱导
细胞裂解，收集裂解液
感染多种非溶原缺陷型
选择
gal＋ 转导子
频率10－6
溶源化 溶源菌：反常切离频率10-6
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。
第五章 细菌和噬菌体遗传
便于研究基因重组 细菌具有转化、转导和接合作用，可以进行 精密的遗传分析 便于研究基因结构、功能及调控机制 细菌和病毒遗传物质简单，易于进行基因定 位、结构分析和分离，基因的表达调控也适于 采用生理生化的方法进行深入研究 便于进行遗传操作 染色体结构简单，没有组蛋白和其它蛋白的 结合，更宜于进行遗传工程的操作
附加体：F因子既可以以游离状态存在于细胞内，
也可以整合到细菌的染色体上，称为附加体
Hfr×F
-
致育基因在最后，很难进入受 体细胞，不能使F-变成F+，细 菌的遗传重组频率很高
F 因 子 和 Hfr 的 关 系
部分二倍体
部分二倍体（partical diploid）：既带有自身 完整的基因组，又有外源DNA片段的细胞， 也称为部分合子（merozygote）。
中断杂交实验
1957年E.Wollman和E.Jacob设计完成
中断杂交作图：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-中的先后顺序，以转移时间 为图距单位进行基因作图的方法
用一种大肠杆菌的不同Hfr菌株进行中断杂交实验， 作出连锁图，其基因向F-细胞转移的顺序不同
部分二倍体中发生交换： 单数交换：打开环状染色 体，产生一个线性染色体， 这种细胞是不能成活的。 偶数交换：产生可遗传的 重组体和片段
细菌部分二倍体的形成方式
转化
转导
接合
接合（conjugation）
接合过程由性纤毛介导，需要静止
转化（transformation）
转化：细菌细胞摄取周围 游离的外源DNA片段， 通过同源区段的交换而实 现基因重组 必须是感受态细胞 外源DNA片段被细菌吸附， 单链进入细菌细胞并与细 菌染色体发生重组
第五章细菌与噬菌体的遗传
第五章 细菌与噬菌体的遗传1、利用何种实验方法可以测定细菌基因组中基因的连锁关系？解答：利用中断杂交法可以测定细菌基因组中基因的连锁关系。
具体方法如下：供体与受体选用具有不同遗传标记的缺陷型品系，其中受体菌株选用抗链霉素品系，而供体菌株为相应的链霉素敏感型。
这样就可以通过在鉴别培养基中添加链霉素而筛除掉供体菌株从而只考察受体菌株的基因型组成情况。
我们可以每隔一定时间取样，稀释到一定浓度，涂布于不同的鉴别培养基中，判断基因的整合顺序。
基因离转移原点越近，则越先进入受体细胞，若基因离原点越远，则越晚进入受体细胞，致育基因最后进入受体细胞。
同样原理，可以利用非中断杂交方法进行测验，在培养一定时间以后取样，鉴定，先进入受体细胞的基因首先发生整合，形成重组类型的重组子，这样，重组子数量多的基因最先进入受体细胞，重组子数量少的基因后进入到受体细胞中。
由此可以进行判断基因的连锁关系及先后顺序。
2．现有5个Hfr品系其DNA转移到F一细菌中去的基因顺序如下：Hfr品系 转移顺序1、BKARM2、DLQEOC3、OEQLDN4、MCOEQLDN5、RAKBN试画出这些基因在染色体图上的顺序。
解答：这些基因在染色体图上成环形排列，依据细菌遗传物质转移与重组的特点，可以判断各基因的顺序为：3．由一个野生型菌株抽提DNA，用来转化一个基因型为trp 2- his 2- tyr 1-的突变型菌株。
不同类转化子的菌落数目如下：trp 2- his 2- tyr 1+ 685trp 2- his 2+ tyr 1- 418trp 2- his 2+ tyr 1+ 3660trp 2+ his 2- tyr 1+ 107trp 2+ his 2- tyr 1- 2600trp 2+ his 2+ tyr 1- 1180trp 2+ his 2+ tyr 1+ 11940试计算a) 3个基因间的遗传距离是多少？b) 它们的连锁次序如何?解答：a)供体DNA + + +受体DNA trp 2- his 2- tyr 1-转化子数目最多的是3个座位同时被转化的类型，这说明所研究的座位在染色体上是紧密连锁的。
细菌和噬菌体的重组和连锁 Recombination and Linkage of Bacterium and Phage
(二) 中断杂交技术作图
他们发现不仅Hfr细菌的基因重组进入F-有一定的时间顺序，而且越早进入的基因， 它所达到的频率也越高。他们认识到，根据供体基因进入受体细胞的时间顺序可以绘 制连锁图，这就是中断杂交技术（interrupted mating technique)。根据中断杂交 绘制的基因连锁图，基因的距离的单位是分钟而不是厘摩。
五 低频重组与高频重组
（一）低频重组(low frequency recombination，Lfr)： F+与F-之间的杂交只有F因子的转移，因此尽管F因子的转 移频率很高，但是供受体细菌染色体的重组频率却很低， 约为10-6，因此F+品系称为低频重组品系(菌株)。 （二）高频重组(High frequency recombination，Hfr)： 如果F因子整合到细菌染色体上，这种染色体上带有一个 整合的F因子的品系，与F-细胞结合后可将供体染色体的 一部分或全部传递给F-受体，当供体和受体的等位基因带 有不同的遗传标记时，可以观察到它们之间发生重组，重 组频率可达到10-2以上，称为高频重组品系（菌株）。但 是却很少使F-细菌转变成F+细菌。这个问题一度使遗传学 家迷惑不解。
3.重组子只有一种类型， 相反的重组子(reciprocal recombinant)不会 出现。所以细菌的交换不是一个交互过程，而是单向的。
八 重组作图
当基因距离较近时，转移时间间隔在两分钟之内，则用中断杂交作 图就不可靠，而必须用传统的重组作图(recombination mapping)与中 断杂交技术相互对照和补充，提高作图精度。如根据中断杂交，知道 lac与ade紧密连锁，距离约为1分钟，如果进行以下杂交：
拟核(Nucleoid) 核糖体(Ribosome)
7、细菌和噬菌体的遗传分析2
第三节 噬菌体的遗传分析 五、转 导
例如：以E.coli的P1噬菌体进行下列转导，检测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。
供体 thr＋leu＋ azir 受体 thr－leu－ azis 先用P1 噬菌体感染供体菌株，再用来自供体的新一代 P1噬菌体感染 受体菌株。 然后将受体菌进行特定培养，检测受体菌基因型。
第 三 节 噬 菌 体 的 遗 传 分 析
一、噬菌体的类型及特点 二、噬菌体的突变型 三、烈性噬菌体与基因定位 四、温和性噬菌体与溶源性周期和溶菌周期 五、转导 *
第三节 噬菌体的遗传分析 一、噬菌体的类型及特点
根据噬菌体与寄主之间的关系，可将噬菌体分成两大类：烈性噬菌体和温和 性噬菌体。 （书本P131）
温和性噬菌体具有溶源性(lysogeny)的生活周期，即噬菌体侵染细菌后， 并不使细菌很快裂解，而是存活或潜伏较长的时期。如噬菌体和P1噬菌体。 噬菌体: 侵入后DNA整合到细菌染色体上。 P1噬菌体: DNA独立存在于细胞质中 。 共同点:是在细菌中DNA不大量复制也不大量转录和翻译，保持一个相对固 定的数量。 如噬菌体和P1噬菌体，它们侵入后不使细菌裂解，而是在特定的条件下才 使细菌裂解。如有紫外线照射或温度刺激，就可使原来温和性噬菌体改变成烈性 噬菌体，使细菌裂解。
第三节 噬菌体的遗传分析 五、转 导
3、稳定转导与流产转导
稳定转导：指外基因子重组到受体菌基因组中的转导。 流产转导：转导DNA进入受体细胞后，不与受体基因组交换，也不进行DNA复 制，稳定独立地存在于细胞中。使后代细胞中只有一个细胞具有转导 DNA，其他细胞不含转导DNA，后代细胞发生分离。由于细菌不断增 殖，故该转导类型的细菌所占比例越来越少，以至最终消失。
6第六章细菌和噬菌体的遗传
第六章细菌和噬菌体的遗传一、名词解释1、菌落：单个微生物生长繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体.2、噬菌体:指侵染细菌、放线菌以及真菌的病毒。
包括温和、烈性两种，单一核酸分子（DNA 或RNA）称为基因带或染色体。
3、中断杂交技术：根据供体基因进入受体细胞的顺序和时间绘制连锁图的技术。
4、重组作图：指根据基因之间重组率进行基因定位的作图方法。
5、性导：F-细菌通过获得F′因子而改变遗传性状的过程。
6、F′因子（F′质粒）：当F因子从主染色体切除出来时，如果不是以原来的位置切除，而是将供体菌（Hfr）的主染色体上的个别基因切除，成为F因子的一部分，这种质粒称F′因子。
7、F′菌株：含有F′因子的菌株。
8、双重感染（混合感染、复感染）：是指用两种噬菌体同时感染某一菌株。
9、溶源性细菌：细菌体内已含有噬菌体，但噬菌体并不裂解细菌的菌株，又称溶源菌。
这种现象称为溶源性。
10、原噬菌体：溶源性细菌所携带的无感染能力的噬菌体。
有2种存在方式：一种是游离状态，一种是整合状态。
11、合子诱导：带有原噬菌体的Hfr菌株与敏感性的F-菌株杂交后，由于噬菌体在受体菌中随即复制，诱导受体菌裂解，这种现象称合子诱导。
12、转导：以噬菌体作为媒介，把一个细菌（供体）的遗传物质转移到另一细菌（受体），中进行基因重组的过程叫转导。
13、共转导（并发转导）：两个紧密连锁的基因往往可以一起被转导，这种结合转导现象叫共转导。
14、流产转导：转导DNA进入受体细胞后，不与受体基因组交换，也不进行DNA复制，稳定独立存在与细胞中。
使后代细胞中只有一个细胞具有转导DNA，其他细胞不含转导DNA ，后代细胞发生分离。
15、附加体: 质粒可以独立存在与细胞质中,也可以整合到主染色体上,,成为染色体的一部分,这样的质粒特成为附加体16、转导噬菌体：携带了供体DNA（遗传物质）、并且能把它转移到受体中的噬菌体。
二、填空1、一个噬菌斑通常含有（107——108）个噬菌体。
细菌和噬菌体的遗传重组
1-2 μm（长） ×0.5 μm（宽）
细胞结构-----与真核细胞的差异：缺乏线粒体、叶绿体， 无核膜。
2 μm 荚膜 细胞壁 拟核 鞭毛 细胞膜 核糖体
细菌的菌落
细菌的染色体
裸露的、闭合环状、双链DNA分子，以折叠或螺旋状 态的高度组装形式存在。
细菌的染色体（电镜照片）
细菌和病毒的拟有性过程
E.coli
突变 类型
（一）营养缺陷型
在营养代谢上是有缺陷的菌株，统称为营养缺陷型，而 把正常的野生型叫做原养型。
基本培养基：能满足野生型菌株营养要求的最低成分的 组合培养基。 补充培养基：在基本培养基中有针对性地加上某一种或
几种其自身不能合成的成分，以满足相应营养缺陷型生 长的培养基。
完全培养基：在基本培养基中加入一些富含生长因子的 物质，以满足该微生物各种营养缺陷型要求。
一、转化的发现 二、转化过程 三、共同转化与遗传图谱绘制
转化（transformation）
转化------是指某些细菌（或其他生物）能通过其细胞膜
摄取周围供体（ donor ）的染色体片段，并将此外源
DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程。
转化中，提供遗传物质的细胞称为供体（donor），接 受供体遗传物质的称为受体（receptor）。
• 试验方法：将A、B品系混合接种在基本培养基表面，短 时间后喷噬菌体T1杀死A品系，使其不能持续产生thr与 leu供B品系持续生长。 • 结果：仍然出现原养型菌落。
• 结论：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。
转化作用及其排除
• Lederbery和Tatum：在混合 液中添加DNA酶，仍然出现 原养型菌落。 • 戴维斯(Dawis, 1950)的U型管 试验： • 结果：任何一臂的培养基上均 未长出原养型细菌。
5答案细菌和噬菌体的遗传分析
细菌和噬菌体的遗传分析习题一一、填空题1、Hfr,F因子2、整合或游离于细菌染色体上或之外附加体3．末端4．裂解重组体合子诱导5、一次单交换6、Hfr,F因子，细菌7、溶菌，r＋斑、r斑8、高频重组，广泛性转导9、F+ F+二、解释下列名词：F-菌株：未携带F因子的大肠杆菌菌株。
F+菌株：包含一个游离状态F因子的大肠杆菌菌株。
Hfr菌株：包含一个整合到大肠杆菌染色体组内的F因子的菌株。
F因子：大肠杆菌中的一种附加体，控制大肠杆菌接合过程而使其成为供体菌的一种致育因子。
F'因子：整合在宿主细菌染色体上的F因子，在环出时不够准确而携带有染色体一些基因的一种致育因子。
烈性噬菌体：侵染宿主细胞后，进入裂解途径，破坏宿主细胞原有遗传物质，合成大量的自身遗传物质和蛋白质并组装成子噬菌体，最后使宿主裂解的一类噬菌体。
温和性噬菌体：侵染宿主细胞后，并不裂解宿主细胞，而是走溶原性生活周期的一类噬菌体。
溶原性细菌：含有温和噬菌体的遗传物质而又找不到噬菌体形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌。
部分二倍体：当F+和Hfr的细菌染色体进入F-后，在一个短时期内，F-细胞中对某些位点来说总有一段二倍体的DNA状态的细菌。
三、选择题1-5、d b d b c6-10、A C A B A四、问答题2．为什么说细菌和病毒是研究遗传学的好材料？答：与其他生物体相比，细菌和病毒能成为研究遗传学的好材料，具有以下7个方面的优越性：（1）世代周期短：每个世代以min或h计算，繁殖速度快，大大缩短了实验周期。
（2）易于管理和进行化学分析个体小，繁殖方便，可以大量节省人力、物力和财力；且代谢旺盛，繁殖又快，累积大量的代谢产物。
（3）便于研究基因的突变细菌和病毒均属于单倍体，所有突变都能立即表现出来，不存在显性掩盖隐性的问题。
（4）便于研究基因的作用通过基本培养基和选择培养基的影印培养，很容易筛选出营养缺陷型，利于生化[研究。
（5）便于基因重组的研究通过细菌的转化、转导和接合作用，在一支试管中可以产生遗传性状不相同的后代。
细菌和噬菌体的遗传重组
第三节 噬菌体的遗传重组
（一）遗传重组现象
噬菌体T2的两对性状
h：寄主范围 h+ →E.coli B／(B/2) 噬菌斑半透明 突变型h →E.coli B／(B/2) 噬菌斑透明
越早出现，越接近原点。
不是以1％重组值为图距，而是以时间为图距。
混合两种亲本后的时间
2、重组作图
供体仅仅提供一个染色体片段，而受体提供完整的染色体。
供体
受体
部分二倍体 （部分合子体）
外基因子
内基因子
只有偶次交换才能进行稳定的重组。
一次重组仅得一种重组子。
（1）特点
（2）作图
Hfr品系不同主要是由于F因子插入的位置，方向不同，导致与F-杂交的起点不同。
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第六章 细菌和噬菌体的遗传重组
汇报人姓名
第一节 细菌杂交的关键因子
1、F因子(致育因子)的结构与功能
三个基因丛： 原点 插入基因 转移基因 负责DNA的转移 与细菌结合有关 与性繖毛的形成有关 复制基因 trp复制蛋白 inc决定不相容基因 oriv复制起点
游离(与染色体相独立) F- F+
第二节 细菌的连锁图 —— 把细菌染色体的相对基因位子标识出来
01
中断杂交
02
重组作图
1、中断杂交
Hfr F- Thr+leu+azirtonrlac+gal+strs 7 X thr-leu-azistonslac-gal-strr 8 ↓ 肉汤培养液中通气培养 ↓ 定期取样（隔二分钟一次） 组织捣碎器搅拌
第七章 细菌和噬菌体
五、细菌遗传的实验研究方法
(一) 细胞计数(培养物细胞浓度) (二) 建立纯系的方法
(三) 选择培养法鉴定突变型与重组型
(四) 突变型与重组型的批量筛选方法
细菌培养
(一) 细胞计数(培养物细胞浓度)
培养物中微生物计数方法是微生物学的基本实验 技术，其基本思路是：
对原培养物进行连续稀释； 进行平板涂抹培养； 由于每个细胞形成一个菌落，计数菌落数； 根据稀释倍数计算原培养物中的细胞浓度。
因为hfr细胞与f细胞接合后可以将供体染色体的一部分或全部传递给受体当供体和受体的等位基因带有不同标记时在她们之间就可以发生重组重组频率可达到001以f接合时f细菌很少转变成hfr这是因为当hfr与f接合时整合的fdna从一端被内切酶切成单链切口细菌染色体由这一小段单链的f因子作为前导转移到f受体一边进入一边合成在大多数情况下只有一小部分细菌染色体转移接合即出现中断受体细胞仍保持为f因为f因子仍留在供体内
建立纯系的方法——纯培养
(三) 选择培养法鉴定突变型与重组型
许多细菌的突变都与培养基营养成分及培养条件有 关。
营养缺陷型的筛选、鉴定：
选择培养法是根据菌株在基本培养基和营养培养基上的
生长表现将菌株分为原养型(也称为原生营养型)与营养缺 陷型(在基本培养基上不能正常生长，只能在相应的营养 培养基上生长)。
材料：大肠杆菌(Escherichia coli)K12菌株的两个营养缺 陷型品系：
A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bio-；
B—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-。
方法：
将A、B混和，在基本培养基(固体)上涂布培养。
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• Hfr 的特点 ：
• (1)高频重组，染色体 转移频率高， ×1000
• (2)F质粒转移频率低 F-变成F+很少或没有。
细菌和噬菌体的遗传分析
细菌和噬菌体的遗传分析
细菌重组的特点
基因 thr+ leu+ azs Tis lac+ gal+
转入时间（ min） 8
8.5 9 11 40 25
细菌和噬菌体的遗传分析
3、大肠杆菌的遗传图谱
图距单位：分钟 总长度：100分钟 起点（0分钟） ：thr座位
大肠杆菌的环形遗传学图
细菌和噬菌体的遗传分析
2. 细菌的染色体：细菌为单倍体，其染色体为环形双链DNA分子， 不形成核小体结构。单个主染色体、一个或多个质粒；
3.涂布和繁殖：每个细胞在较短时间内(如一夜)能裂殖到107个子细 胞 ，成为肉眼可见的菌落。
细菌和噬菌体的遗传分析
细菌和噬菌体的遗传分析
大肠杆菌 细菌和噬菌体的遗传分析
大肠杆菌的突变型及筛选：
pur+
(2). 分解代谢功能突变型（catabolic functional mutant)
lac- 乳糖突变型， 野生型为lac+
(3). 抗性突变型（resistance mutant)：
strr , strs 分别表示对链霉素有抗性和敏感
T1r, T1s分别表示对T1噬菌体有抗性和敏感
细菌和噬菌体的遗传分析
细菌遗传分析
细菌和噬菌体的遗传分析
细菌概述
细胞壁(cell wall) 细胞膜(plasma membrane)
(Flagella)
性纤毛(pili)
拟核(Nucleoid) 核糖体(Ribosome)
1. 细菌的细胞：细菌是原核生物（prokaryotes)，无细胞核，不进 行减数和有丝分裂，而是简单地复制和一分为二。
（2）杂交过程中，两菌株的接触是必 须的。
细菌和噬菌体的遗传分析
F因子
F因子：是一种质粒，又称为致育因子（fertility factor，F）。
F＋菌：F纤毛。 F－菌：
细菌和噬菌体的遗传分析
Transmission electron micrograph of conjugating E.coli.
细菌和噬菌体的遗传分析
四、中断杂交实验与重组作图
（一）中断杂交试验
• 基因从Hfr细胞按次序转入F-细胞，可 根据基因进入F-细胞的时间和次序作 成基因图谱。
细菌和噬菌体的遗传分析
中断杂交试验
• Hfr菌株的基因型：strs azirtonrgal+ lac+leu+thr+ • F- 菌株的基因型：strrazistonsgal- lac-leu-thr-
A
B
完全液体培养基
基本固体培养基
基本固体培养基
结果：出现若干原养型菌落， 频率为10-7 。
细菌和噬菌体的遗传分析
质疑：
细菌的杂交实验获得重组子可能原因： ⑴转化 ⑵ 互养
细菌和噬菌体的遗传分析
细菌和噬菌体的遗传分析
结论
（1）菌株A与菌株B之间发生了杂交， 发生了遗传物质的转移，出现了原养型。
3.感受态因子而促进转化作用的酶或蛋白质分子称为感受态因
子（competence factor）
细菌和噬菌体的遗传分析
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细菌和噬菌体的遗传分析
F+×F-的特点：
• (1)F质粒转移的频 率高，1/10。
• (2)而染色体转移 频率低。10-7，使 F-→F+
• F+品系又称为低 频重组品系
细菌和噬菌体的遗传分析
高频重组品系Hfr （high frequency recombination）
• Cavalli（1951）和 Hayes（1954）先后从 能育的F+品系中分离出
细菌基因。
细菌和噬菌体的遗传分析
二、转化（transformation）
1. 转化：细菌直接从环境中吸收DNA而使自身遗传性状发生改变的现
象。在细菌群体中，并非所有细胞均可被转化，能被转化的细胞只占 总数的极少数。
2. 感受态：能吸收DNA分子而被转化的生理状态。不同的微生物出
现感受态的时间和感受态持续的时间是不一样的。
1、大肠杆菌的突变型
(1). 合成代谢功能突变型（anabolic functional mutant):
缺陷型（deficient) 野生型（wild type)
营养缺陷型（auxotroph) 原养型（prototroph)
met- 甲硫氨基酸突变型
met+
thi- 硫胺突变型
thi+
pur- 嘌呤突变型
细菌和噬菌体的遗传分析
1、 F因子（F-factor)的结构
致育基因 (fertility gene)
配对区域(pairing region) 原点(origin)
F因子
原点(origin):(复制区) 配对区域(pairing region):(重组区) 致育基因(fertility gene):(接合转移区)
切不准确而带有一段细菌染色体，则称为F’因子。
(4) F因子很容易转移到F-细胞中， F+ × F-F+，但是供体染色体
的转移频率很低, 重组频率很低。
(5) Hfr能以高频率把细菌染色体基因转移到F-细菌中，却极少使
F-变为F+（因为F因子位于Hfr染色体的最末端）；
(6) F’因子的性质介于F+和Hfr之间，即可转移自身，又可以转移
细菌接合
E.coli 接合的发现： 1946年 莱德伯格(Lederberg, J.) 塔特姆 (Tatum) 细菌接合 （conjugation）
细菌和噬菌体的遗传分析
1、 细菌的杂交
菌株A: met-bio-thr+leu+thi+（需甲硫氨酸和生物素） 菌株B: met+bio+thr-leu-thi-（需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）
F’因子
细菌和噬菌体的遗传分析
细菌和噬菌体的遗传分析
(1) 有F因子的细菌为F+，无F因子为F-，具有致育因子（F, F’或
Hfr）的菌株就是雄性菌株(male strains) 。
(2) F因子可以整合到细菌染色体上，形成Hfr菌株。不同Hfr菌株
F因子的整合位点不同。
(3) F因子又可以从Hfr染色体上剪切下来，产生F因子。如果剪