第六章 细菌和噬菌体的遗传

混合培养A和B菌株
涂布在基本培养基上
原养型（ met+bio+thr+leu+thi）菌落。
说明A和B能够互补，但是不能确定：是A和B菌株杂交了呢？还是A与
B之间泄露了物质相互吸收？
二、细菌的杂交
A
A+B
B
met ＋ bio ＋ thi＋ leu＋ thr＋
A品系：met－ bio － thi＋ leu＋ thr＋ （ thi ： 硫 胺 素 B1 ） B品系：met＋ bio ＋ thi－ leu－ thr－
6、可用作研究高等生物的简单模型。高等生物复杂，可用细菌来代替 某种研究。
第二节 细菌的遗传分析*
一、细菌的质粒 二、细菌的杂交 三、细菌的基因定位 四、性导
一、细菌的质粒
（一）质粒的种类 （二）质粒的性质 （三）大肠杆菌质粒
一、细 菌 的 质 粒
质粒：细菌中除主染色体之外，能进行自主复制的遗传单位。可随细胞分裂 分配到子细胞中。
F因子 (F-factor)
复 制
区
可育基因
重
IS3
组
IS3 区
IS2
OriT(原点)
二、细菌的杂交
（一）典型的细菌杂交实验 ★ 1946 大肠杆菌K12的两个不同菌株杂交 ★ 1950年戴维斯U型管实验 ★ 1953年海斯链霉素处理菌株的杂交实验 （二）F+、Hfr菌株与F-菌株的杂交
二、细菌的杂交
第六章 细菌和噬菌体的遗传
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础 第二节 细菌的遗传分析* 第三节 噬菌体的遗传分析
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础
一、细菌 二、噬菌体 三、细菌和病毒是遗传研究的好材料
T4
一、细 菌
❖ 特点:单细胞生长速度快，单倍体，环状裸露双链DNA(基因带或主染色 体)。无性繁殖（无丝分裂），易培养，易突变。
3、便于研究基因突变：首先是单倍体易于表现（隐性和显性都表现）。 虽然突变率<10-5, 至少需上百个培养皿，但只要培养基上加所希望 突变的抗性物质，就有望短期鉴定出来。
4、便于研究基因的精细结构：遗传物质简单, 只含裸露DNA或RNA。
5、易管理和化学分析。 一个试管可装很多; 易于获得大的数量用于分 析。
U型管实验
（一）典型的细菌杂交实验
上，成为染色体的一部分，这样的质粒特称为附加体。 3、质粒的不配合性：通常含有相同基因的质粒不能稳定地存在于一个细菌中。 4、消失作用：质粒在寄主细胞内，有时会自行消失。吖黄素处理可使F+变成F-。 5、质粒移动性：在同种个体间移动（F因子），也可以在种间转移（R因子）。 6、每个质粒的结构中都含有与自主复制有关的区域。可转移的质粒具有与转移有
F因子的结构： 原点（O）：转移的起点
可育基因：（性伞毛基因群）
复制区：DNA复制酶基因
重组区：（插入序列；插入区），IS有极性！
2、R因子：是一种抗性质粒，几乎存在于所有细菌中，多数R因子不整合，而保持 自主复制。这类质粒对许多抗生素有抗性，可以在基因工程中用作基因载体的标 记，以便筛选。
3、col因子：（大肠杆菌素原因子）与产生大肠杆菌素有关，杀死其它肠道细菌。
关的基因。
一、细 菌 的 质 粒
（三）大肠杆菌质粒
E.coli质粒有F因子、R因子和col因子等。
1、F因子（性因子、F质粒）：F因子属于致育质粒，为附加体。可使细菌产生管状 的性纤毛（性伞毛），决定细菌的交配状态。具F因子的细菌相当于雄性（供 体），用F+表示，不具有F因子的大肠杆菌相当于雌性（受体），用F-表示。
当环境改变时，结合态质粒还能脱离主染色体形成自主复制型质粒。F因子 3、根据质粒的功能分 （1）致育质粒：决定细菌的交配状态。F因子 （2）抗性质粒：决定细菌的抗药性，抗某些金属等属性。大肠杆菌中的R因子。 （3）分解性质粒等。
一、细 菌 的 质 粒
（二）质粒的性质 1、复制作用：质粒为分子量较小的环状双链DNA分子，能够自我复制。 2、与染色体的结合作用：质粒可以独立存在于细胞质中，也可以整合到主染色体
（一）典型的细菌杂交实验
证明：细菌也能进行杂交，进行遗传物质交换。
1、1946 Lederberg和Tatum选用大肠杆菌K12的两个不同菌株杂交：
A菌株： met-bio- thr+leu+thi+ ，蛋氨酸和生物素缺陷型
B菌株： met+bio+thr-leu-thi- ，苏氨酸和亮氨酸硫胺素缺陷型
❖ 质粒:1～n个独立于染色体存在，并能独立自我复制和决定某些性状的 环状DNA。
❖ 菌落：单个微生物生长繁殖到一定程度可以形于在营养代谢上有缺陷而不能利用某种营养物质的类型， 称营养缺陷型。（Met-）。
❖ 野生型：能利用某种营养物质的类型（Met+）。 ❖ 敏感型：对某种药物缺乏耐受能力的类型。链霉素敏感（Strs）。 ❖ 抗性型：对某种药物有耐受能力的类型（Strr）。
二、噬菌体
❖ 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。
❖ 病毒分三类：植物病毒、动物病毒和噬菌体。
病毒
病毒
三、细菌和病毒是遗传研究的好材料
1、繁殖快, 世代短： 细菌20分钟一代，病毒一小时可繁殖百个。
2、便于基因作用的研究：显隐性都表现，可设计各种营养缺陷型，来 对应基因的功能。
（一）质粒的种类 1、根据质粒在细菌间能否传递分二类： （1）感染性质粒：能从一个细菌体内转移到另一个细菌体内。 （2）非感染性质粒：不能从一个细菌体内转移到另一个细菌体内。 2、根据质粒存在的状态分 （1）自主复制型质粒：独立于主染色体之外。F因子 （2）结合态质粒：能插入（整合）到主染色体上，并成为主染色体的一部分。
基本培 养基
（一）典型的细菌杂交实验
2、1950年戴维斯（Davis） 设计了一种U型管实验，证实了A和B菌株之间确实是发生了杂 交。先在U管底部放入滤片，该滤片可阻止细菌通过，但不影响 大分子（DNA）流过。左管加入A菌株，右管加入B菌株。待两 臂细胞在完全培养基中停止生长后，将它们分别涂布在基本培养 上，结果都没有出现原养型，说明直接接触是必要条件。 但是不能说明遗传物质的交换是否是相互的呢？