细菌的遗传分析 优秀课件

F+lac+
F+lac+
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+品系称低频重组品系(菌株)。(P149图A)
F+ × F-
F+
（2） 细菌基因的转移－高频重组 (P149图B)
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）。
Met+ Thi+ 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 （ Str- ）抗链霉素突变型, Strs （Str+ ）链霉素敏感型
Penr （ Pen-）抗青霉素突变型, Pens （Pen+）青霉素敏感型
Hfr × F-
F- （重组型）
F因子特点
• F＋细菌可以把F因子传给后代； • F＋细菌经吖啶橙处理F因子丢失，丢失后不再
出现；
• F＋可以和F－杂交，给其复制后的F因子，使F－ 变为F＋ ；
• F因子还可以改变细胞表面的构造，以防止F＋ 细菌间的接合；
• Hfr 和F－杂交时，F-受体很少得到完整的F因 子，因此大多数重组子仍为F-。
二、 F因子与高频重组
1. F因子（F-factor) ：又称性因子或致
育因子。它是能独立增殖的环状DNA分子。 供体细菌：细胞质中具有F因子（F+，♂)。
F+细菌表面有性伞毛(sex pili)，即F纤毛。 受体细菌：不含F因子(F-， ♀) 。
F因子的结构
致育基因 (fertility gene)
3. 营养缺陷型的筛选：用印迹法(replica-plated method) 把在完全培养基上生长的菌落影印到基本培养基上， 鉴别出不能生长的克隆。再把它们转移到含有单一 营养物质的培养基上，判定该突变型需要哪一种营 养物质。
第三节 细菌的杂交和性别
（大肠杆菌的性别）
一、细菌的杂交 二、F因子和高频重组 三、细菌重组的特点
三、细菌重组的特点
真核生物：完全合子 原核生物：部分二倍体（部分合子），含有一个亲本的
全部基因组和另一亲本的部分基因组。 外基因子：供体Hfr提供的部分基因组； 内基因子：受体F- 提供的完整基因组。 供体的外基因子
细胞壁(cell wall) 细胞膜(plasma membrane)
鞭毛(Flagella)
性纤毛(pili) 拟核(Nucleoid) 核糖体(Ribosome)
细菌染色体的着膜复制
二、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。（P146图）
三、细菌是遗传学研究的好材料： 1. 结构简单； 2. 世代时间短； 3. 后代个体多； 4. 各种突变类型多。
(1) F因子的转移－低频重组
F+lac+ F+lac+
F-lacF-lac-
a. F+细胞与F-细胞接触并结 合，形成细胞质桥 (cytoplasm bridge)，即 结合管(conjugation tube)。
b. F因子进行滚环复制，通 过结合管转移到F- 细胞。
c. F- 细菌转变成F+细菌。
T1r
抗T1噬菌体，
T1s 对T1噬菌体敏感
二、 突变型筛选：
1. 根据菌落特点筛选：如Lac-突变菌株在伊红-美蓝培 养基（EMB）上形成白色或粉红色菌落，而lac+ 菌落为有金属光泽的紫色菌落。
2. 抗性突变型的筛选：将细菌涂布在含有某种抗生素 或噬菌体的培养基上，能形成菌落的就是抗性突变 菌株。
第二节 大肠杆菌的突变型及筛选
一、大肠杆菌的突变类型:
1. 合成代谢功能突变型（anabolic functional mutant):
基本培养基 完全培养基
营养缺陷型（auxotroph) 缺陷型（deficient) Met- 甲硫氨酸突变型 Thi- 硫胺突变型 Pur- 嘌呤突变型
野生型（wild type) 原养型（prototroph)
一、细菌的杂交
（3个经典实验）
1. 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）
A
B
完全液体培养基
基本固体培养基平皿
出现若干原养型菌落， 频率为10-7
2. U形管实验
）
细菌的遗传分析
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节
细菌的细胞和染色体 大肠杆菌的突变型及筛选 细菌的杂交和性别 中断杂交与重组作图 F’因子和性导 转化与转导作图
第一节 细菌的细胞和染色体
一、 细菌的细胞：
真核生物（eukaryotes) 细胞有细胞核，进行减数分裂 和有丝分裂；细菌是原核生物（prokaryotes)，没有细 胞核，不进行减数分裂和有丝分裂。而是简单地复制和 一分为二。
配对区域(pairing region) 原点(origin)
F因子由3个区域组成： 1)原点(origin)：转移的起点； 2)配对区域(pairing region)：与整合有关； 3)致育基因(fertility gene)：使细菌具有感 染力，其中有编码性纤毛的基因。
2.低频重组和高频重组:
3. 菌株A: met- thr+ leu+ thi+ （需甲硫氨酸） 菌株B: met+ thr- leu- thi- （需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）
A Strs
B ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtrr
A Strr
B Strs
含有链霉素的 基本培养基
出现原养型菌落
不出现原养型菌落
说明菌株A和B在杂交中的作用不同，A为遗传物质的供体 (donor)，相当于雄性；而B为受体(recipient)，相当于雌性。