噬菌体的遗传分析优秀课件
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噬菌体的遗传分析
表5-3
琥珀型抑 制基因
su1+ su2+ su3+ su4+ su5+
5种琥珀抑制基因的性质
插入的 氨基酸
合成的蛋白质 占野生型%
丝氨酸
28
谷氨酰胺
14
酪氨酸
55
酪氨酸
16
赖氨酸
5
赭石型抑 制基因
+ +
第二节 噬菌体突变型的互补试验
一X174条件致死突变型的互补测验 (一) X174 DNA结构复制 图5-1 (二) X174的突变型与互补测验
B am14,am16,och5,ts9,tsl16,och1,och8,och11,
C och6
D am10,amH81,
E am3,am6,am27,
F am87,am88,am89, amH57,op6, op9,tsh6,ts41D
G am9,am32,ts,ts79
H amN1,am23,am80,am90,ts4
半透明,大 h+r- 亲组合
透明,大 h-r- 重组合
Ecoli B
半透明,小 h+r+ 重组合
(二) 噬菌体重组值的计算
重组噬菌斑数
重组值 =
Ｘ100%
总噬菌斑数
三 T4突变型的三点试验 (m：小；r：快速；tu：混浊)
表5-5 T4的 m r tu x + + + 三点试验结果
亲本类型 单交换型 单交换型 双交换型
合计
类 型 噬菌斑数 %
重组频率%
m-r r-tu m-tu
m r tu +++
医学课件第五部分A细菌与噬菌体的遗传分析
细菌转化的主要步骤
三、转导
普遍性转导 特异性转导
转导（transduction）
转导作用：以噬菌体为媒介，将细菌的小 片段DNA或基因，从一个细菌转移到另一 细菌的过程叫转导作用。
（一）普遍性转导
J.Lederberg 和 N.Zinder 做了这样一个杂 交试验：
鼠沙门氏菌的2个突变菌株： LT22： Phe－ trp－ tyr－ his+ LT2: Phe+ trp+ tyr+ his－ LT22+LT2混合培养得野生型
②外源DNA的进入，除受体部位外，还必须有 酶或蛋白质分子，以及能量等的协同作用。外 源DNA只有在酶促旺盛的受体部位进入。
感受态细胞与感受态因子
感受态细胞：这种能接受外源DNA分子 并被转化的细菌细胞。
感受态因子：促进转化作用的酶或蛋白 质的分子。
转化作用具体过程包括几个连续的过程：
⑴供体细胞DNA分子与细胞表面受体部位进行可逆性 结合。
Lac－：不能分解乳糖 Lac＋：能分解乳糖
3、抗性突变型
抗药突变型： 抗链霉素突变型：Strr，（野生型Strs） 抗青霉素突变型：Penr ，（野生型Pens ）
抗phage突变型： 抗T1-phage突变型Tonr，（野生型Tons ）—
（二） F因子/性因子/致育因子
F因子：环状DNA，含6×104个bp，约为 大肠杆菌染色体的2％。
基因，包装形成局限性转导的噬菌体颗粒，可将供 体基因转移至受体细菌，但仅限于 靠近attB位点附 近的基因，如噬菌体专门转导gal和bio基因。
例如： λ噬菌体
其DNA整合到细菌的DNA上，整合位点是一定 的，当诱导时（紫外线），噬菌体的DNA脱下 带有细菌的特定基因gol＋。但噬菌体的DNA也 少了一段（少了基因细胞）。汇入λdgol＋（gol ＋是细菌的基因）。称它为λd－gal＋转导粒子。 约丧失了25％的噬菌体DNA，但具有完整的λ 外壳。仍能感染细菌，ndgal+转导子去感染gol －细菌→形成部分二倍体→形成原养型gal+ F因子/性因子/致育因子 中断杂交实验
噬菌体分析与基因结构 PPT
ad16－ ＋
＋
ad8-
0.14％ 野生 型的 形成
1、4 2、4
ad16－
＋ ad16－
＋
1 2 3 4
＋
ad2ad8－
ad8-
ad16－ ＋
突变
＋
ad8-
ad16－ ad8-
突变 2、3
反式
＋
＋
ad16－
＋
突变 1、3
＋
＋
野生 顺式 野生
三、基因的精细作图
噬菌体T4 rII 突变型遗传图
研究表明
透明，小
半透明，大
h r+
h+ r
↘
↙
E. Coli B
↓释放
噬菌斑
↓感染 E. coli B ＋ E. Coli B/2
出现的4种噬菌斑
噬菌斑类型 推导基因型
透明，小 半透明，大 半透明，小 透明，大
h r+ h+ r h+ r+ hr
h r+、h +r ：亲本类型 h+ r+、h r ：重组合类型
• 断裂基因，重叠基因，跳跃基因，假基因 等的发现进一步丰富了基因的内容。
二、顺反效应与互补
1、反式互补
控制同一性状的两个连锁基因。Arg1、Arg2
Arg1＋ Arg2- × Arg1－ Arg2＋
（突变型）
（突变型）
Arg1＋ Arg2- / Arg1－ Arg2＋ 异核体（野生型）
反式（trans)： 两个突变座位分属同源 染色体的两个染色体
• rII突变型分成两组（功能群）：A组和B组。
A组
B组
A组
B组
《噬菌体遗传变异》课件
复杂的调控系统
噬菌体通过操纵宿主细菌的基因表达来确保自 身复制和装配。
寄生策略
噬菌体利用细菌的代谢和复制机制来增殖和传 播。
噬菌体的变异现象
1
细胞感染噬菌体的基本过程
噬菌体通2
噬菌体的遗传变异分类
突变、基因重排和顺式转移是噬菌体发生遗传变异的重要方式。
2. (2) Rostocha E, Briers Y, Noben JP, Lavigne R. Tracking the Genetic Stability of Bacteriophage Therapy Products. In Phage Therapy: A Practical Approach. Humana Press, New York, NY. 2019. pp. 41-53.
噬菌体变异的生物学意义
1 增加生存能力
噬菌体的变异使其能适应不同环境和宿主，提高生存率和传播能力。
2 收集有益的基因
噬菌体通过变异可以获取和传递有益的基因，如耐药基因。
噬菌体变异的应用前景
抗生素研究
噬菌体变异为开发新型抗生素提供了来源和启示。
新型抗菌药物研发
噬菌体变异可以为寻找新的抗菌机制和药物靶点提 供线索。
噬菌体遗传变异
介绍噬菌体以及其遗传特征，探究噬菌体遗传变异的现象、生物学意义和应 用前景，展示其在医学领域中的重要性。
什么是噬菌体？
噬菌体是一种以细菌为宿主的寄生病毒，通过感染细菌来繁殖自身，并对细 菌进行遗传调控。
噬菌体的遗传特征
寄生病毒
噬菌体以细菌为宿主，并在细菌体内复制自身。
基因组结构
噬菌体基因组包含核酸序列，编码复制酶和结 构蛋白。
结论
重要的基础研究领域
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。
细菌和病毒的遗传—噬菌体的遗传分析(遗传学课件)
大肠杆菌抗噬菌体突变型：其细胞壁上没 有野生型噬菌体赖以附着的接受点而表现抗性。
寄主范围突变体：其吸附器能吸附在抗噬 菌体细菌的细胞壁上，侵染并使其裂解。
二、T2噬菌体的基因重组
r-型突变：噬菌斑比正 常大2倍，边缘清晰。 r+型：噬菌斑小，边缘 模糊。
二、T2噬菌体的基因重组
h+型：噬菌体只能利用E.coli B 菌株。 h-型突变：噬菌体能利用E.coli B和E.coli B/2菌株（对T2的抗 性菌株。
烈性噬菌体在侵染 宿主细胞后，能进行营 养增殖，并在短期内使 寄主细胞裂解。如T噬 菌体系列。
温和性噬菌体在侵染宿主细胞后，可以将 其基因组插入寄主染色体，随寄主染色体同步 复制，且具有潜在的合成噬菌体粒子的能力。 如P噬菌体和λ噬菌体。
二、T4噬菌体的生活周期
T4噬菌体是烈性噬 菌体，DNA通过尾部 结构注入细胞，在宿主 内转录启动，合成噬菌 体DNA、外壳蛋白， 组装成噬菌体释放。
在物理或化学条件 诱导下，溶源细菌可进 入裂解途径，最终产生 大量噬菌体。
用hr+和h+r同时感染 E.coli B株，称为双重感 染。将释放出来的子代噬 菌体接种在混合生长有B 和B/2菌株上，结果在培 养基上出现了四种噬菌体 菌斑。
hr+×h+r混合感染产生的噬菌斑类型
根据噬菌体的表型特征推导它们的基因型
噬菌体表现型
透明
小
半透明
大
半透明
小
透明
大
推导的基因型
hr+ 亲本型
《遗传学》
一、噬菌体的性状
（一）噬菌斑的形态
不同基因型的噬菌 体形成不同形态的噬菌 斑，有的大，有的小， 有的边缘清楚，有的边 缘模糊等。
寄主范围突变体：其吸附器能吸附在抗噬 菌体细菌的细胞壁上，侵染并使其裂解。
二、T2噬菌体的基因重组
r-型突变：噬菌斑比正 常大2倍，边缘清晰。 r+型：噬菌斑小，边缘 模糊。
二、T2噬菌体的基因重组
h+型：噬菌体只能利用E.coli B 菌株。 h-型突变：噬菌体能利用E.coli B和E.coli B/2菌株（对T2的抗 性菌株。
烈性噬菌体在侵染 宿主细胞后，能进行营 养增殖，并在短期内使 寄主细胞裂解。如T噬 菌体系列。
温和性噬菌体在侵染宿主细胞后，可以将 其基因组插入寄主染色体，随寄主染色体同步 复制，且具有潜在的合成噬菌体粒子的能力。 如P噬菌体和λ噬菌体。
二、T4噬菌体的生活周期
T4噬菌体是烈性噬 菌体，DNA通过尾部 结构注入细胞，在宿主 内转录启动，合成噬菌 体DNA、外壳蛋白， 组装成噬菌体释放。
在物理或化学条件 诱导下，溶源细菌可进 入裂解途径，最终产生 大量噬菌体。
用hr+和h+r同时感染 E.coli B株，称为双重感 染。将释放出来的子代噬 菌体接种在混合生长有B 和B/2菌株上，结果在培 养基上出现了四种噬菌体 菌斑。
hr+×h+r混合感染产生的噬菌斑类型
根据噬菌体的表型特征推导它们的基因型
噬菌体表现型
透明
小
半透明
大
半透明
小
透明
大
推导的基因型
hr+ 亲本型
《遗传学》
一、噬菌体的性状
（一）噬菌斑的形态
不同基因型的噬菌 体形成不同形态的噬菌 斑，有的大，有的小， 有的边缘清楚，有的边 缘模糊等。
《噬菌体遗传与变异》课件
成熟与释放
新合成的噬菌体粒子在宿主细胞 内成熟，并释放出宿主细胞外。
噬菌体对宿主的致病作用
破坏宿主细胞结构
噬菌体感染导致宿主细胞 破裂，释放出有毒物质， 引发感染症状。
引发免疫反应
噬菌体感染可引发宿主免 疫反应，导致炎症、发热 等症状。
传播与流行
噬菌体可通过感染一个宿 主，再传播给其他宿主， 引发流行性疾病。
调控机制
噬菌体DNA的复制与转录受到严格的调控机制，以确保遗传信息 的正确传递。
噬菌体DNA的突变与重组
突变类型
噬菌体DNA的突变类型包括点突变、插入和缺 失等。
重组机制
噬菌体DNA的重组机制涉及到同源重组和非同 源重组两种方式。
Hale Waihona Puke 生物学意义突变与重组在噬菌体的进化、变异和适应性方面具有重要意义。
03
利用噬菌体的特异性感染和裂解细菌的能力，治疗细菌感染性疾 病。
噬菌体疫苗
利用噬菌体作为载体，表达和展示病原体抗原，用于预防传染病 。
噬菌体基因检测
利用噬菌体感染和扩增特定病原体的基因，用于快速检测和诊断 疾病。
噬菌体在环境治理中的应用
污水处理
利用噬菌体的抑菌和裂解细菌的能力，处理污水中的有害细菌， 提高水质。
噬菌体变异的机制
1 2
DNA复制错误
在DNA复制过程中，由于碱基配对错误或DNA 聚合酶的缺陷，导致基因突变的发生。
重组酶介导的基因重组
在同源或异源DNA之间，重组酶能够识别并催化 DNA的交换和重排，导致基因重组。
3
基因水平转移
通过噬菌体感染或细菌之间直接接触，可实现基 因在不同细菌或噬菌体之间的转移和重组。
《噬菌体遗传与变异》PPT课件
新合成的噬菌体粒子在宿主细胞 内成熟，并释放出宿主细胞外。
噬菌体对宿主的致病作用
破坏宿主细胞结构
噬菌体感染导致宿主细胞 破裂，释放出有毒物质， 引发感染症状。
引发免疫反应
噬菌体感染可引发宿主免 疫反应，导致炎症、发热 等症状。
传播与流行
噬菌体可通过感染一个宿 主，再传播给其他宿主， 引发流行性疾病。
调控机制
噬菌体DNA的复制与转录受到严格的调控机制，以确保遗传信息 的正确传递。
噬菌体DNA的突变与重组
突变类型
噬菌体DNA的突变类型包括点突变、插入和缺 失等。
重组机制
噬菌体DNA的重组机制涉及到同源重组和非同 源重组两种方式。
Hale Waihona Puke 生物学意义突变与重组在噬菌体的进化、变异和适应性方面具有重要意义。
03
利用噬菌体的特异性感染和裂解细菌的能力，治疗细菌感染性疾 病。
噬菌体疫苗
利用噬菌体作为载体，表达和展示病原体抗原，用于预防传染病 。
噬菌体基因检测
利用噬菌体感染和扩增特定病原体的基因，用于快速检测和诊断 疾病。
噬菌体在环境治理中的应用
污水处理
利用噬菌体的抑菌和裂解细菌的能力，处理污水中的有害细菌， 提高水质。
噬菌体变异的机制
1 2
DNA复制错误
在DNA复制过程中，由于碱基配对错误或DNA 聚合酶的缺陷，导致基因突变的发生。
重组酶介导的基因重组
在同源或异源DNA之间，重组酶能够识别并催化 DNA的交换和重排，导致基因重组。
3
基因水平转移
通过噬菌体感染或细菌之间直接接触，可实现基 因在不同细菌或噬菌体之间的转移和重组。
《噬菌体遗传与变异》PPT课件
第三节噬菌体的遗传分析
2024/6/17
8
1 λ噬菌体
• 原噬菌体通过诱导（induction）可转变为 烈性噬菌体，进入裂解周期。
• 诱导可以通过不同的方式进行，如UV照射、 温度改变、与非溶原性细菌的接合等。
• 诱导使阻遏物失活，使噬菌体的其他基因 得以表达，促使噬菌体繁殖并进入裂解周 期。
2024/6/17
9
2 P1 噬菌体
10
二、噬菌体的基因重组
• 两个基因型不同的噬菌体同时感染一个宿 主细胞，叫做混合感染（mixed infection） 或双重感染（double infection）。
• 共同生存在同一个宿主细胞中的两个噬菌 体的DNA也可以发生交换，产生基因重组。
2024/6/17
11
二、噬菌体的基因重组
• 比如，一个噬菌体的基因型是a＋b-，另一个 噬菌体的基因型是a-b＋，同时感染同一个宿 主细胞，宿主细胞裂解以后，可能释放出基 因型为a＋b＋和a-b-的重组体来。 研究最深入的噬菌体突变体是T2 噬菌体的r（rapid lysis速溶性）突变体。一个正常的 T2噬菌体产生的噬菌斑小而边缘模糊，记为r ＋，突变体r-产生的噬菌斑大而边缘清晰。
6.4
0.9
• 根据表7－2的结果可以分别作出3个连锁图。
P155
有四种可能的排列顺序。P155
2024/6/17
16
• 四种顺序都是可能的，要确定到底是那一 种，还缺条件。若知道rb和 rc之间的距离， 就 为可此以，推需知作rrbb、 +rrc c×和hr的b 排rc列+ 。顺结序果。rb与rc之 间的距离大于rb与h之间的距离，可知h应位 于rb与rc之间，即rbhrc。 至于ra位于h的哪一边，是靠近rc还是靠近 r是b？正因确为的T。2 DNA是环状的，所以两种答案都
细菌与噬菌体的遗传优秀课件
细菌与噬菌体的遗传优秀课件
28.11.2020
1
1. 细菌的遗传分析
细菌的一般特征 大肠杆菌的突变型及筛选 细菌的遗传重组
28.11.2020
2
1.1 细菌的一般特征(见《微生物学》教材)
典型代表
大肠杆菌（ E.coli ）遗传:
• E.coli 4.6Mb. 4288genes • 90% encode protein • Insertion sequences (IS) • E.coli K12 DNA sequence，1997
菌株A：met- thr+ leu+ thi+ ; 菌株B：met+ thr- leu- thi-， 链霉素处理A或B，只是阻碍它们的分裂，但并不杀死它们。
1）菌株A × 菌株B →野生型菌株
频率相当
2）链霉素处理的菌株A × 菌株B →野生型菌株
3）链霉素处理的菌株B × 菌株A→无野生型菌株
结论
筛选
typ2+ his2- tyr1+
在发生了4次交换的时候两边的两个基因我们 并没把交换的结果当重组型计算，而是当亲本计 算了。
28.11.2020
14
1.3.2 细菌的接合
1.3.2.1 接合现象的实验证据
(1)Lederberg and Tatum(1946年)的实验
why? 营养互补？基因重组？
28.11.2020
3
1.２大肠杆菌的突变型及筛选
1、大肠杆菌的突变型
合成代谢功能的突变型：如：甲硫氨酸缺陷型写作met-
E.coli
其相应的野生型写作：met+
突类变型在基分解本代培谢养功基能上的不突变能培型正养其：常基相如生上应：长生的乳，长野糖生只突型变能写型在作写相：作应llaac的c+- 营养
28.11.2020
1
1. 细菌的遗传分析
细菌的一般特征 大肠杆菌的突变型及筛选 细菌的遗传重组
28.11.2020
2
1.1 细菌的一般特征(见《微生物学》教材)
典型代表
大肠杆菌（ E.coli ）遗传:
• E.coli 4.6Mb. 4288genes • 90% encode protein • Insertion sequences (IS) • E.coli K12 DNA sequence，1997
菌株A：met- thr+ leu+ thi+ ; 菌株B：met+ thr- leu- thi-， 链霉素处理A或B，只是阻碍它们的分裂，但并不杀死它们。
1）菌株A × 菌株B →野生型菌株
频率相当
2）链霉素处理的菌株A × 菌株B →野生型菌株
3）链霉素处理的菌株B × 菌株A→无野生型菌株
结论
筛选
typ2+ his2- tyr1+
在发生了4次交换的时候两边的两个基因我们 并没把交换的结果当重组型计算，而是当亲本计 算了。
28.11.2020
14
1.3.2 细菌的接合
1.3.2.1 接合现象的实验证据
(1)Lederberg and Tatum(1946年)的实验
why? 营养互补？基因重组？
28.11.2020
3
1.２大肠杆菌的突变型及筛选
1、大肠杆菌的突变型
合成代谢功能的突变型：如：甲硫氨酸缺陷型写作met-
E.coli
其相应的野生型写作：met+
突类变型在基分解本代培谢养功基能上的不突变能培型正养其：常基相如生上应：长生的乳，长野糖生只突型变能写型在作写相：作应llaac的c+- 营养
第三节噬菌体的遗传分析
※类病毒 ※拟病毒 ※朊病毒
细菌病毒一般称为噬菌体.
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础 二、噬 菌 体
噬菌体:指侵染细菌、放线菌以及真菌的病毒。 噬菌体侵染细菌后在均匀生长的细菌培养板上形成噬菌斑（plaque）。 单一核酸分子（DNA或RNA）称为基因带或染色体。大多数噬菌体含dsDNA 。
噬菌斑的形状
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
有关的基因。
第二节 细菌的遗传分析 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（遗传物质的供体），用F+表示； 不具有F因子的大肠杆菌相当于雌性（遗传物质的受体），用 F- 表示。
1、细菌细胞
单细胞原核生物，细胞比较小（约1-2μm长，0.5μm宽），无核膜，无真
正的细胞核，只在菌体中央有一个遗传物质集中区——称拟核。
无性繁殖（无丝分裂），生长速度快，周期短，20分钟一个世代。易突变。
2、细菌染色体
（1）结构: 单倍体，为环状裸露双链DNA(基因带或主染色体)，以折叠或螺旋状态存
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础 一、细 菌
3、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。
附加体：有些质粒能整合到细菌染色体中，在染色体的控制下随染色体 一起复制，这类质粒称为附加体。
4、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。
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础
细菌病毒一般称为噬菌体.
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础 二、噬 菌 体
噬菌体:指侵染细菌、放线菌以及真菌的病毒。 噬菌体侵染细菌后在均匀生长的细菌培养板上形成噬菌斑（plaque）。 单一核酸分子（DNA或RNA）称为基因带或染色体。大多数噬菌体含dsDNA 。
噬菌斑的形状
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
有关的基因。
第二节 细菌的遗传分析 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（遗传物质的供体），用F+表示； 不具有F因子的大肠杆菌相当于雌性（遗传物质的受体），用 F- 表示。
1、细菌细胞
单细胞原核生物，细胞比较小（约1-2μm长，0.5μm宽），无核膜，无真
正的细胞核，只在菌体中央有一个遗传物质集中区——称拟核。
无性繁殖（无丝分裂），生长速度快，周期短，20分钟一个世代。易突变。
2、细菌染色体
（1）结构: 单倍体，为环状裸露双链DNA(基因带或主染色体)，以折叠或螺旋状态存
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础 一、细 菌
3、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。
附加体：有些质粒能整合到细菌染色体中，在染色体的控制下随染色体 一起复制，这类质粒称为附加体。
4、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。
第一节 细菌和噬菌体的遗传基础
课件噬菌体遗传与变异.ppt
第一节 噬菌体的生物学性状
形态与结构
– 蝌蚪形、微球形和丝形
化学组成
– 蛋白质与核酸
抗原性 抵抗力：比细菌强
噬菌体
噬菌体的种类
毒性噬菌体（virulent phage）
温和噬菌体（temperate phage）/ 溶原性噬菌体（lysogenic phage）
第二节 毒性噬菌体
毒性噬菌体（virulent phage） –能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多
–致育质粒（F质粒）：编码细菌性菌毛 –耐药质粒（R质粒）：编码细菌耐药性
毒力质粒（Vi质粒）：编码细菌毒力因子 –细菌素质粒（Col质粒）：编码大肠埃希菌的大
肠菌素 –代谢质粒
质粒是基因工程中最常用的基因载体
转座因子 （transposable element）
是指基因组中能够改变自身位置的一段DNA片段。 转位（transposition）：转位因子能从染色体 或质粒的一个位置转移到在另一个位置。 转位因子的转位行为，能使DNA发生插入突变和 广泛的基因重排。 包括：插入序列、转座子、转座噬菌体
抑制基因转录 ✓ 阻遏蛋白 ✓ 辅阻遏物
促进基因转录
细菌的变异机制
基因的转移和重组 基因的突变
第三节 基因的转移和重组
基因转移（gene transfer）
–外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过 程称为基因转移。
重组（rebination）
–转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使 受体菌获得供体菌的某些性状。
IS Resistance Gene(s) IS
Tn
转座子的特征
转座子 Tn1 Tn2 Tn3
Tn4 Tn5 Tn6 Tn7 Tn9 Tn10 Tn551 Tn971 Tn1681
形态与结构
– 蝌蚪形、微球形和丝形
化学组成
– 蛋白质与核酸
抗原性 抵抗力：比细菌强
噬菌体
噬菌体的种类
毒性噬菌体（virulent phage）
温和噬菌体（temperate phage）/ 溶原性噬菌体（lysogenic phage）
第二节 毒性噬菌体
毒性噬菌体（virulent phage） –能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多
–致育质粒（F质粒）：编码细菌性菌毛 –耐药质粒（R质粒）：编码细菌耐药性
毒力质粒（Vi质粒）：编码细菌毒力因子 –细菌素质粒（Col质粒）：编码大肠埃希菌的大
肠菌素 –代谢质粒
质粒是基因工程中最常用的基因载体
转座因子 （transposable element）
是指基因组中能够改变自身位置的一段DNA片段。 转位（transposition）：转位因子能从染色体 或质粒的一个位置转移到在另一个位置。 转位因子的转位行为，能使DNA发生插入突变和 广泛的基因重排。 包括：插入序列、转座子、转座噬菌体
抑制基因转录 ✓ 阻遏蛋白 ✓ 辅阻遏物
促进基因转录
细菌的变异机制
基因的转移和重组 基因的突变
第三节 基因的转移和重组
基因转移（gene transfer）
–外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过 程称为基因转移。
重组（rebination）
–转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使 受体菌获得供体菌的某些性状。
IS Resistance Gene(s) IS
Tn
转座子的特征
转座子 Tn1 Tn2 Tn3
Tn4 Tn5 Tn6 Tn7 Tn9 Tn10 Tn551 Tn971 Tn1681
第07章细菌与噬菌体的遗传分析1课件
12人 北京市2012年9月天气统计图
如果最喜欢喝牛奶的是5人？在这个图中怎么表示？ 牛奶 豆浆 粥 早餐 条形统计图有什么特点？ 北京市2012年9月天气统计图 你能用条形图把统计结果表示出来吗？ 牛奶 豆浆 粥 早餐
6人
牛奶 豆浆 粥 早餐
24人
哪个条形统计图表 示这些数据更合适？
12人 6人
这些数据比较大， 用每格代表2人 更简洁。
7 条形统计图
第2课时 一格表示2个单位的条形统计图
人教版·四年级上册
一、新课引入
条形统计图有什么特点？
1. 条形统计图不仅可以清楚地表示出数据的多少，还 可以直观地表示出数据的差异，便于比较。
2. 在条形统计图中，可以用1格表示一个单位的数据。
一、新课引入
同学们，早餐你喜欢吃什 么呢？
牛奶
豆浆
69 7 4 35
三、新知运用
天数
18
北京市2012年8月天气统计图
Hale Waihona Puke 天数1818天 北京市2012年9月天气统计图
16
16
14
14
12
12
10
9天
9天
10
8
6天
7天
8
6
6
4
4
4天 3天 5天
2
2
0
0
晴 阴 多云 雨 天气
晴 阴 多云 雨 天气
三、新知运用
下面是四（1）班同学最喜欢的一种早餐（不包括主食）统计表。 北京市2012年9月天气统计图 教材P97 做一做。 牛奶 豆浆 粥 早餐 牛奶 豆浆 粥 早餐 这是北京市2012年9月的天气情况。 这是北京市2012年9月的天气情况。 牛奶 豆浆 粥 早餐 答：北京9月的天气比较凉爽，空气慢慢开始变得干燥了。 也可以用1格表示两个单位的数据。 (1)8月和9月比较，天气有什么变化？ 你能用条形图把统计结果表示出来吗？ 牛奶 豆浆 粥 早餐 (1)8月和9月比较，天气有什么变化？ 牛奶 豆浆 粥 早餐
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哪个条形统计图表 示这些数据更合适？
12人 6人
这些数据比较大， 用每格代表2人 更简洁。
7 条形统计图
第2课时 一格表示2个单位的条形统计图
人教版·四年级上册
一、新课引入
条形统计图有什么特点？
1. 条形统计图不仅可以清楚地表示出数据的多少，还 可以直观地表示出数据的差异，便于比较。
2. 在条形统计图中，可以用1格表示一个单位的数据。
一、新课引入
同学们，早餐你喜欢吃什 么呢？
牛奶
豆浆
69 7 4 35
三、新知运用
天数
18
北京市2012年8月天气统计图
Hale Waihona Puke 天数1818天 北京市2012年9月天气统计图
16
16
14
14
12
12
10
9天
9天
10
8
6天
7天
8
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6
4
4
4天 3天 5天
2
2
0
0
晴 阴 多云 雨 天气
晴 阴 多云 雨 天气
三、新知运用
下面是四（1）班同学最喜欢的一种早餐（不包括主食）统计表。 北京市2012年9月天气统计图 教材P97 做一做。 牛奶 豆浆 粥 早餐 牛奶 豆浆 粥 早餐 这是北京市2012年9月的天气情况。 这是北京市2012年9月的天气情况。 牛奶 豆浆 粥 早餐 答：北京9月的天气比较凉爽，空气慢慢开始变得干燥了。 也可以用1格表示两个单位的数据。 (1)8月和9月比较，天气有什么变化？ 你能用条形图把统计结果表示出来吗？ 牛奶 豆浆 粥 早餐 (1)8月和9月比较，天气有什么变化？ 牛奶 豆浆 粥 早餐
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有些致死突变型在限制条件下是致死的，而在 许可条件，可形成噬菌斑，这种突变称为条件 致死突变。
2、噬菌体的互补测验 互补测验的原理 互补测验的方法 互补测验的结果
1）互补测验的原理
互补测验：是确定突变的功能关系。 T4的rⅡ区：有3000多个突变型，所有的rⅡ突
变都导致丧失合成一种或几种蛋白质的能力， 这种蛋白质是在大肠杆菌k（）中复制发育所 必须的。 它们有相同的表现型：这些突变型在大肠杆菌 k（）细胞是致死的，但可在大肠杆菌B菌株 的细胞中增殖。
实验
2）互补测验的方法
斑点测试法（spot test）：用一种rⅡ突变型以 去感染大肠杆菌k（）菌株。噬菌体和细菌在 温热的琼脂中混合，涂布在营养平板上，琼脂 凝固后，在平板上所划出的一定位置上再加一 滴含有另一种rⅡ突变型的培养基，在这一滴培 养基的范围内，一些细菌就会被两种噬菌体所 感染。如在这范围内形成噬菌斑，就证明这两 种突变型互补，反之就不能互补。
③晚期基因表达—是控制形态发生过程的基因；编码 噬菌体结构蛋白的基因。其产物是大部分直接参与外 壳的建成和少数具有酶的作用。
④包装完成后，由噬菌体裂解基因表达，产生裂解酶。 消化宿主细胞壁。
2、温和噬菌体的感染周期 －噬菌体：宿主是大肠杆菌
大肠杆菌 DNA
溶源周期
噬菌体 DNA 整 合
原噬 菌体
100%
＝ （h+ r+ ） + （h- r- ） 总噬菌斑数
100%
突 变 噬 菌 体 之 间 的
互 补
作 用
3）互补测验的结果
结果发现：rⅡ突变型可分成rⅡA和rⅡB两个互 补群
凡是属于rⅡA互补群的突变不能互补，同理属 于rⅡB互补群的突变也不能互补，只有rⅡA的 突变和rⅡB的突变可以互补，即双重感染大肠 杆菌k（）菌株后可产生子代 。
三、重组实验
T2－噬菌体： r＋型：生长缓慢，噬菌斑小，边缘模糊。 r－型：快速生长，噬菌斑大，边缘清晰 h＋型：只能感染Ttos （ 对T2－phage敏感的 野生型大肠杆菌 ），不能感染Ttor（对T2－ phage具抗性的突变型大肠杆菌）。 h －型：能感染Ttos，也能感染Ttor Ttos简称品系1，Ttor简称品系2。
噬菌体的混合感染
h-r × h＋r
子代 噬菌体
品系1＋品系2 的混合培养物
h-r+ × h+r-中出现的4种噬菌斑
表型
推导的基因型
透明，小
h-r+
半透明，大
h+r-
半透明，小
h+ r+
透明，大
h- r-
四种嗜菌斑
重组率的计算
重组型噬菌斑数
重组率＝ 总噬菌斑数
这些突变是否都影响同一种遗传功能呢？ 即rⅡ中这3000多个突变型是属于一个基因 还是属于几个基因？
互补测验原理
就是用不同的rⅡ突变型成对组合去感染大肠杆 菌k（）菌株。如果被双重感染的细菌中产生 两种亲代基因型的子代噬菌斑（也有少量重组 型的噬菌斑），那么就必然是一个突变型补偿 了一个突变型所不具有的功能，这两个突变型 就称为彼此互补。如果双重感染的细菌不产生 子代噬菌体，则这两种突变型一定有一个相同 功能受到损伤。
T
程 4 噬 菌 体 的 侵 染 过
T4－噬菌体的基因的表达：
①早前期基因表达—多为调节基因，启动自身基因表 达，而抑制大肠杆菌细胞的DNA合成。
②晚前期基因表达—是与DNA复制有关的基因。其产 物是：核酸酶：降解大肠杆菌的DNA，为自己DNA合 成提供游离的核苷酸；DNA复制有关的酶：大量合成 新T4－DNA。
溶源性细菌
－噬菌体基因的表达：
①先是早期基因和部分晚期基因的表达 产物——阻遏蛋白。 作用——调节或抑制自身其它基因的表达。
②噬菌体的整个基因组整合到宿主染色体的特 定区域，噬菌体的大部分基因处于失活状态， 随宿主染色体一起复制。
溶源性细菌具有2个重要特性：
免疫性：由于溶源性细菌产生一种阻遏 蛋白（ I ）。这种阻遏蛋白不但可抑制 原噬菌体DNA复制。也可抑制再度感染 的同类噬菌体DNA的复制。故能抵抗同 类噬菌体的超感染。
二、噬菌体的突变型及其互补测验
❖ 噬菌体的突变型 ❖ 噬菌体的互补测验 ❖ 烈性噬菌体的同源重组 ❖ 温和噬菌体的同源重组 ❖ 噬菌体的非同源重组
1、噬菌体的突变型
噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型 寄主范围突变体 条件致死突变型
1）噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型
野生型噬菌体：形成嗜菌斑小、边缘模 糊、中心清晰。 快速溶菌突变型：形成的嗜菌斑大、边 缘清晰、中心清晰。
可诱导性：原噬菌体的自发诱导，每一 代可能有1/10000溶源性细菌被裂解，释 放出大量噬菌体（裂解周期）。
裂解周期
裂 解
非溶源性细菌
用紫外线或化学物质（丝裂霉素C）诱导， 90％溶源细菌进入裂解周期。
温和噬菌体 象这种在感染周期中具有裂解和溶源两
种途经的噬菌体称为温和噬菌体 。
温和噬菌体的溶菌周期和溶源 周期
噬菌体的遗传分析优秀课件
一、噬菌体的感染周期
感染周期：是指噬菌体从吸附细菌到子 代噬菌体从宿主细菌细胞中放出来的过 程。
1、烈性噬菌体的感染周期
大肠杆菌T4－噬菌体：由头、尾两部分组成， 外：蛋白质外壳＋内部：DNA分子。
侵染过程： T4－噬菌体DNA上约有160个基因，已定位的
有70多个基因，装配成完整的噬菌体的全部信 息也都在此DNA上。 T4－噬菌体的基因的表达：
2）寄主范围突变体
大肠杆菌抗噬菌体突变型：其细胞壁上由于没 有野生型噬菌体赖以附着的接受点而表现出抗 性。
寄主范围突变体：其吸附器和野生型的有某些 精细的差别，所以又能吸附在抗—噬菌体细菌 的细胞壁上，侵染并使它们裂解。
3）条件致死突变型
噬菌体大部分基因的功能是复制和产生子代噬 菌体所必需的，这些基因的突变是致死的，不 能形成噬菌斑，
2、噬菌体的互补测验 互补测验的原理 互补测验的方法 互补测验的结果
1）互补测验的原理
互补测验：是确定突变的功能关系。 T4的rⅡ区：有3000多个突变型，所有的rⅡ突
变都导致丧失合成一种或几种蛋白质的能力， 这种蛋白质是在大肠杆菌k（）中复制发育所 必须的。 它们有相同的表现型：这些突变型在大肠杆菌 k（）细胞是致死的，但可在大肠杆菌B菌株 的细胞中增殖。
实验
2）互补测验的方法
斑点测试法（spot test）：用一种rⅡ突变型以 去感染大肠杆菌k（）菌株。噬菌体和细菌在 温热的琼脂中混合，涂布在营养平板上，琼脂 凝固后，在平板上所划出的一定位置上再加一 滴含有另一种rⅡ突变型的培养基，在这一滴培 养基的范围内，一些细菌就会被两种噬菌体所 感染。如在这范围内形成噬菌斑，就证明这两 种突变型互补，反之就不能互补。
③晚期基因表达—是控制形态发生过程的基因；编码 噬菌体结构蛋白的基因。其产物是大部分直接参与外 壳的建成和少数具有酶的作用。
④包装完成后，由噬菌体裂解基因表达，产生裂解酶。 消化宿主细胞壁。
2、温和噬菌体的感染周期 －噬菌体：宿主是大肠杆菌
大肠杆菌 DNA
溶源周期
噬菌体 DNA 整 合
原噬 菌体
100%
＝ （h+ r+ ） + （h- r- ） 总噬菌斑数
100%
突 变 噬 菌 体 之 间 的
互 补
作 用
3）互补测验的结果
结果发现：rⅡ突变型可分成rⅡA和rⅡB两个互 补群
凡是属于rⅡA互补群的突变不能互补，同理属 于rⅡB互补群的突变也不能互补，只有rⅡA的 突变和rⅡB的突变可以互补，即双重感染大肠 杆菌k（）菌株后可产生子代 。
三、重组实验
T2－噬菌体： r＋型：生长缓慢，噬菌斑小，边缘模糊。 r－型：快速生长，噬菌斑大，边缘清晰 h＋型：只能感染Ttos （ 对T2－phage敏感的 野生型大肠杆菌 ），不能感染Ttor（对T2－ phage具抗性的突变型大肠杆菌）。 h －型：能感染Ttos，也能感染Ttor Ttos简称品系1，Ttor简称品系2。
噬菌体的混合感染
h-r × h＋r
子代 噬菌体
品系1＋品系2 的混合培养物
h-r+ × h+r-中出现的4种噬菌斑
表型
推导的基因型
透明，小
h-r+
半透明，大
h+r-
半透明，小
h+ r+
透明，大
h- r-
四种嗜菌斑
重组率的计算
重组型噬菌斑数
重组率＝ 总噬菌斑数
这些突变是否都影响同一种遗传功能呢？ 即rⅡ中这3000多个突变型是属于一个基因 还是属于几个基因？
互补测验原理
就是用不同的rⅡ突变型成对组合去感染大肠杆 菌k（）菌株。如果被双重感染的细菌中产生 两种亲代基因型的子代噬菌斑（也有少量重组 型的噬菌斑），那么就必然是一个突变型补偿 了一个突变型所不具有的功能，这两个突变型 就称为彼此互补。如果双重感染的细菌不产生 子代噬菌体，则这两种突变型一定有一个相同 功能受到损伤。
T
程 4 噬 菌 体 的 侵 染 过
T4－噬菌体的基因的表达：
①早前期基因表达—多为调节基因，启动自身基因表 达，而抑制大肠杆菌细胞的DNA合成。
②晚前期基因表达—是与DNA复制有关的基因。其产 物是：核酸酶：降解大肠杆菌的DNA，为自己DNA合 成提供游离的核苷酸；DNA复制有关的酶：大量合成 新T4－DNA。
溶源性细菌
－噬菌体基因的表达：
①先是早期基因和部分晚期基因的表达 产物——阻遏蛋白。 作用——调节或抑制自身其它基因的表达。
②噬菌体的整个基因组整合到宿主染色体的特 定区域，噬菌体的大部分基因处于失活状态， 随宿主染色体一起复制。
溶源性细菌具有2个重要特性：
免疫性：由于溶源性细菌产生一种阻遏 蛋白（ I ）。这种阻遏蛋白不但可抑制 原噬菌体DNA复制。也可抑制再度感染 的同类噬菌体DNA的复制。故能抵抗同 类噬菌体的超感染。
二、噬菌体的突变型及其互补测验
❖ 噬菌体的突变型 ❖ 噬菌体的互补测验 ❖ 烈性噬菌体的同源重组 ❖ 温和噬菌体的同源重组 ❖ 噬菌体的非同源重组
1、噬菌体的突变型
噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型 寄主范围突变体 条件致死突变型
1）噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型
野生型噬菌体：形成嗜菌斑小、边缘模 糊、中心清晰。 快速溶菌突变型：形成的嗜菌斑大、边 缘清晰、中心清晰。
可诱导性：原噬菌体的自发诱导，每一 代可能有1/10000溶源性细菌被裂解，释 放出大量噬菌体（裂解周期）。
裂解周期
裂 解
非溶源性细菌
用紫外线或化学物质（丝裂霉素C）诱导， 90％溶源细菌进入裂解周期。
温和噬菌体 象这种在感染周期中具有裂解和溶源两
种途经的噬菌体称为温和噬菌体 。
温和噬菌体的溶菌周期和溶源 周期
噬菌体的遗传分析优秀课件
一、噬菌体的感染周期
感染周期：是指噬菌体从吸附细菌到子 代噬菌体从宿主细菌细胞中放出来的过 程。
1、烈性噬菌体的感染周期
大肠杆菌T4－噬菌体：由头、尾两部分组成， 外：蛋白质外壳＋内部：DNA分子。
侵染过程： T4－噬菌体DNA上约有160个基因，已定位的
有70多个基因，装配成完整的噬菌体的全部信 息也都在此DNA上。 T4－噬菌体的基因的表达：
2）寄主范围突变体
大肠杆菌抗噬菌体突变型：其细胞壁上由于没 有野生型噬菌体赖以附着的接受点而表现出抗 性。
寄主范围突变体：其吸附器和野生型的有某些 精细的差别，所以又能吸附在抗—噬菌体细菌 的细胞壁上，侵染并使它们裂解。
3）条件致死突变型
噬菌体大部分基因的功能是复制和产生子代噬 菌体所必需的，这些基因的突变是致死的，不 能形成噬菌斑，