细菌和病毒的遗传.

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遗传学复习附答案（朱军）

遗传学复习附答案（朱军）名词解释：第⼀章绪论1.遗传学（genetics）：2.遗传（heredity）：3.变异（variation）：是指后代个体发⽣了变化，与其亲代不相同的⽅⾯。

4.表型（phenotype）：⽣物体所表现出来的所有形态特征、⽣理特征和⾏为特征称为表型。

5.基因型（genotype）：个体能够遗传的、决定各种性状发育的所有基因称为基因型。

第⼆章遗传的细胞学基础6.⽣殖（reproduction）：⽣物繁衍后代的过程。

7.有性⽣殖（sexual reproduction）：通过产⽣两性配⼦和两性配⼦的结合⽽产⽣后代的⽣殖⽅式称为有性⽣殖。

8.同源染⾊体（homologous chromosome）：⽣物的染⾊体在体细胞内通常是成对存在的，即形态、结构、功能相似的染⾊体都有2条，它们成为同源染⾊体。

9.⾮同源染⾊体（non-homologous chromosome）：形态、结构和功能彼此不同的染⾊体互称为⾮同源染⾊体。

10.授粉（pollination）：当精细胞形成以后，花粉从花药中释放出来传递到雌蕊柱头上的过程叫授粉。

11.双受精（double fertilization）：被⼦⾷物授粉后，花粉在柱头上萌发，长出花粉管并到达胚囊。

2个精⼦从花粉管中释放出来，其中⼀个与卵细胞结合产⽣合⼦，以后发育为种⼦胚，另⼀个与2个极核结合产⽣胚乳原细胞，以后发育为胚乳，这⼀过程称为双受精。

107. 常染⾊体（autosome）：在⼆倍体⽣物的体细胞中，染⾊体是成对存在的，绝⼤部分同源染⾊体的形态结构是同型的，称为常染⾊体。

99. 等位基因（alleies）：位于同源染⾊体相等的位置上，决定⼀个单位性状的遗传及其相对差异的⼀对基因。

116. 核型（karyotype）：每⼀⽣物的染⾊体数⽬、⼤⼩及其形态特征都是特异的，这种特定的染⾊体组成称为染⾊体组型或核型。

117. 核型分析（karyotype analysis）：按照染⾊体的数⽬、⼤⼩和着丝粒位置、臂⽐、次缢痕、随体等形态特征，对⽣物河内的染⾊体进⾏配对、分组、归类、编号和进⾏分析的过程称为染⾊体组型分析或核型分析。

遗传第七章题

第七章细菌和病毒的遗传(一) 名词解释：原养型：如果一种细菌能在基本培养基上生长，也就是它能合成它所需要的各种有机化合物，如氨基酸、维生素及脂类，这种细菌称为原养型。

转化(transformation)：指细菌细胞（或其他生物）将周围的供体DNA，摄入到体内，并整合到自己染色体组的过程。

转导：以噬菌体为媒介，把一个细菌的基因导入另一个细菌的过程。

即细菌的一段染色体被错误地包装在噬菌体的蛋白质外壳内，通过感染转移到另一受体菌中。

性导(sexduction)：细菌细胞在接合时，携带的外源DNA整合到细菌染色体上的过程。

接合(coniugation)：指遗传物质从供体—“雄性”转移到受体—“雌性”的过程。

Hfr菌株：高频重组菌株，F因子通过配对交换，整合到细菌染色体上。

共转导（并发转导）(cotransduction)：两个基因一起被转导的现象称。

普遍性转导：能够转导细菌染色体上的任何基因。

局限转导：由温和噬菌体（λ、）进行的转导称为特殊转导或限制性转导。

以λ噬菌体的转导，可被转导的只是λ噬菌体在细菌染色体上插入位点两侧的基因。

att位点：噬菌体和细菌染色体上彼此附着结合的位点，通过噬菌体与细菌的重组，噬菌体便在这些位点处同细菌染色体整合或由此离开细菌染色体。

原噬菌体(prophage)：某些温和噬菌体侵染细菌后，其DNA整合到宿主细菌染色体中。

处于整合状态的噬菌体DNA称为～～。

溶原性细菌：含有原噬菌体的细胞，也称溶原体。

F＋菌株：带有F因子的菌株作供体，提供遗传物质。

(二) 是非题：在大肠杆菌中，“部分二倍体”中发生单数交换，能产生重组体。

（-）由于F因子可以以不同的方向整合到环状染色体的不同位置上，从而在结合过程中产生不同的转移原点和转移方向。

（+）受体细菌可以在任何时候接受外来的大于800bp的双链DNA分子。

（-）在中断杂交试验中，越早进入F-细胞的基因距离F+因子的致育基因越远。

（+）在接合过程中，Hfr菌株的基因是按一定的线性顺序依次进入F-菌株的，距离转移原点愈近的基因，愈早进入F-细胞。

10细菌和病毒的遗传-性导、转导

如果研究三因子转导(three-factor transduction)，只需分析一个实验的结果就可以推出三个基因的次序。
普遍性转导

例如：供体基因型a+b+c+，受体的基因型为a- b- c- 。供体用P1噬菌体感染，P1的后代再用来感染受体细胞，
然后把受体细胞接种在选择培养基上。

如果通过中断杂交已知三个基因中的一个如a不在中间，就可对a+进行选择，即在对a+进行选择的选择培养基上，把可以生长的a+细胞选出来。然后，再把被选择的受体细胞重复接种在其他对b+或c+进行选择的选择培养基上，检查a+细胞是否同时具有b+和c+。
突变子和重组子都是一个核苷酸对或者碱基对(bp)。所
以基因内每个碱基均可能发生突变，任意两个碱基间均能发生交换重组
噬菌体突变型的互补试验
属于同一基因(功能单位)还是两个基因突变产生的呢
p59
对于两个独立起源的、表型相似的隐性突变，如何判定是在二倍体生物中，可以建立双突变杂合体。双突变体杂合体有两种形式：顺式(cis)和反式(trans)
普遍性转导
最少的一类转导体应当代表最难于转导的情况，
这种转导体是同时发生交换次数最多的一类。
这种转导子的基因排列应为两边是供体基因，而
中间为受体基因。
假定由实验得到的最少的转导体类别为a+b+c- ，
那么就可以确定，这三个基因的正确次序应当是 acb或bca，而不是abc。
普遍性转导

如λ的DNA，既可以以自主的状态存在，也可以整合在细菌染色体中。这种有两种状态的遗传因子叫做附加体(episome)。

细菌和病毒的遗传学分析

gal
用不同的Hfr菌株进行中断杂交实验所作出的大肠杆菌基因连锁图，其基因向F-细胞转移的顺序大不相同。
重组作图
01
当转移时间间隔在两分钟之内，如已知lac与ade紧密连锁，距离约为1分钟，中断杂交作图就不可靠，须用传统的重组作图(recombination mapping)
01
不用亲本类型两对基因间的交换频率，必须在形成部分二倍体的条件下，计算重组率。部分二倍体如果不发生重组，无法鉴别。接合重组不产生相反的重组类型
低频重组与高频重组
高频重组(High frequence recombination, Hfr)
F因子整合到了细菌染色体上，与F-细胞接合后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，可观察到它们之间发生重组，频率可达到10-2以上，称为高频重组品系（菌株）
杂合DNA复制后，形成一个亲代类型的DNA和一个重组类型的DNA并导致转化细胞的形成与表达。
转化的进程
4 共转化与遗传图谱绘制
共转化：供体的一条DNA片段上的两个基因同时转换的现象。利用共同转化绘制细菌连锁遗传图谱的基本原理：相邻基因发生共同转化的概率与两者的距离间成正向关系，基因间距离越近，发生共同转化的频率越高，反之越低。因此可能通过测定两基因共同转化的频率来指示基因间的相对距离。
数理与生物工程学院
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遗传学
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第七章细菌和病毒的遗传学分析
目录
1
2
二细菌的接合与染色体作图
1.接合现象的发现
细菌的接合首先是莱德伯格（ Lederberg ）和塔特姆（ Tatum ）在1946大肠杆菌杂交试验中发现的。

第六章细菌和病毒的遗传作图

15
第15页，共134页。
温和噬菌体(temperate phages)的感染周期：
λ和P1噬菌体溶源途径Lysogenic Cycle：裂解途径Lytic Cycle
l
16
第16页，共134页。
Temperate Bacteriophage Lifecycle
• 能够溶源化细菌的噬菌体称为温和噬菌体
第1页，共134页。
第6章细菌及其病毒的遗传作图
第一节噬菌体遗传分析第二节细菌的转化第三节细菌的接合
第四节细菌的性导
第五节转导
2
第2页，共134页。
第一节噬菌体遗传分析
一、噬菌体的繁殖二、噬菌体的突变型三、噬菌体的基因重组四、T2的环形遗传图
3
第3页，共134页。
复习1：病毒的一般特性和类型
• 最大的病毒：牛痘苗病毒——直径超过250nm
• 最小的病毒脊髓灰质炎病毒——28nm
• 直径病毒：细菌：真菌 = 1：10：100
5
第5页，共134页。
病毒粒子的模式构造
图6-1
6
第6页，共134页。
复习2：噬菌体的一般特性
• 病毒可根据宿主(动物、植物、细菌)或遗传物质(DNA或RNA)来分类。
二、转化过程
1.供体(donor)DNA与受体(receptor)细胞结合(binding)——吸附
– 结合发生在受体细胞特定部位； – 供体DNA片段为双链； – 结合过程是一个可逆过程。
42
第42页，共134页。
感受态与感受态因子
二、转化过程
感受态指细菌能够从周围环境中吸收DNA分子进行转化的生理状态。
31

2021年中国农业科学院蔬菜花卉所339农业知识综合一考研核心题库之遗传学论..

特别说明本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写，涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案，针对性强，考研复习首选资料。

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因编撰此电子书属于首次，加之作者水平和时间所限，书中错漏之处在所难免，恳切希望广大考生读者批评指正。

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一、2021年中国农业科学院蔬菜花卉所339农业知识综合一考研核心题库之遗传学论述题精编1．细菌和病毒的遗传物质的传递方式与真核生物有何不同？【答案】细菌缺乏明确的核膜和线粒体等细胞器，也不能进行典型的有丝分裂和减数分裂，因此它的染色体传递和重组方式与真核生物不尽相同。

病毒是比细菌更为简单的生物，它们也是只有一条染色体，即单倍体。

有些病毒的染色体是DNA，另外一些病毒的染色体是RNA。

所以病毒主要是由蛋白质外壳及其包被的核酸所组成的颗粒。

由于病毒缺乏代谢和分裂所必要的细胞质和细胞器，所以它们必须侵染细胞并接管宿主细胞的代谢机器，以提供本身所需要的一切物质。

他们必须生活在细胞内。

真核生物的有性过程特征在于形成配子时的减数分裂。

遗传物质的交换、分离和独立分配的机制都是通过减数分裂实现的。

虽然细菌和病毒不具备真核生物配子进行融合的过程，但它们的遗传物质也必须从一个细胞传递到另一个细胞，并且也能形成重组体。

细菌和病毒的遗传性导转导

（二）F΄因子
F因子的整合与环出图
F因子整合到宿主细菌染色体的过程是可逆的。
正常、精确
（二）F΄因
子
P224
lac
F 非正常环出 Hfr
la F′lac c F
图10-25 F′因子的形成
阿代尔伯格和伯恩斯(Adelberg，E. 和 Burns，S.，1959)称这种携带有某些细菌染色体基因的F因子为F′因子。
四、转导
(transduction)
P224
（一）概念：以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质
重组的过程。
（二）转导现象的发现黎德伯格（Lederberg）和津德（Zinder）在1952年首先在鼠伤寒沙门氏菌（Salmenella typhimurium）中发现转导现象。
四、转导
(transduction)
U型管实验结果的解释：转导噬菌体---转导
溶源性细菌（温和噬菌体P22）

（四）转导的类型
图--噬菌体转导
图a、普遍性转导
图b、特殊性转导 /局限性转导
普遍性转导过程图
转导细菌染色体组的任何不同部分
转导体
转导噬菌体部分二倍体
普导遍性转
由此形成的具有重组遗传结构的细菌细胞叫转导体 transductant。
普遍性转导
例如：供体基因型a+b+c+，受体的基因型为a- b- c- 。
供体用P1噬菌体感染，P1的后代再用来感染受体细胞，然后把受体细胞接种在选择培养基上。
如果通过中断杂交已知三个基因中的一个如a不在中间，就可对a+进行选择，即在对a+进行选择的选择培养基上，把可以生长的a+细胞选出来。然后，再把被选择的受体细胞重复接种在其他对b+或c+进行选择的选择培养基上，检查a+细胞是否同时具有b+和c+。

细菌及病毒的遗传分析h

trp2+ his2+ tyr1+转化trp2- his2- tyr1- 实验 trp2 34 his2 13 tyr1
Hfr菌株在切除F因子时发生错误切除，分离出一个携带F因子和部分宿主染色体基因的遗传因子，这种带有宿主染色体基因的F因子称为F΄因子。
T2噬菌体的基因重组
将两种不同的T2突变体进行杂交，对其杂交子代进行重组分析杂交方法：将Ttor和Ttos两种大肠杆菌细胞混合同时接种高浓度的T2噬菌体的h-r+和h+r-两种突变体，保证绝大多数细菌都被一个以上噬菌体感染两种不同的噬菌体DNA可能在宿主细胞内进行重组，从而产生非亲本型子代h+r+和h-r-。亲本型重组型
F因子在杂交中的行为——接合过程
（三）中断杂交实验作图
中断杂交实验作图
1分钟≈20%的重组值
二、转化
转化(transformation)：指某些细菌(或其它生物)能通过其细胞膜摄取周围介质中的DNA片段，并将此外源DNA片段整合到自己染色体组中的过程。（一）转化的过程非感受态细胞外源DNA被洗掉了转化因子感受态细胞外源DNA仍与细胞结合整合吸收整合供体单链DNA进入受体细胞后与受体染色体的某一部分联会，并进一步置换受体的对应染色体区段的过程。
第十章细菌及病毒的遗传分析(2h)
1
第一节细菌和病毒遗传研究的意义
2
第二节噬菌体的基因重组
3
第三节细菌基因重组
4
本章要求
5
思考题
繁殖世代所需时间短；
易于管理和进行化学分析；
便于研究基因的作用；
便于研究基因的突变；
遗传物质较简单，便于用作研究基因结构、功能及调控机制的材料。

遗传学_ 细菌和病毒的遗传分析_

1180 + 418 + 685 +107 +11940 +3660
100% = 2390 100% =13% 17990
trp2
tyr
34
his2
13 tyr1
his
40
trp
八、转导（transduction）
⚫ 普遍性转导（Generalized transduction）
转导是以噬菌体为媒介，将外源基因携带入细菌，使受体细胞发生遗传重组的方式。
a、b间发生交换
单性状的转化子
a、b间不发生交换
双性状的转化子
七、转化作图的原理
细菌两连锁基因的交换率
=
单性状转化子的数单性状转化子数+共转化的转化子数
100%
表7-1 枯草芽孢杆菌trp2+ his2+ tyr1+（供体）× trp2－ his2－ tyr1－（受体）的转化实验座位转化子类型
噬菌体的遗传分析
一、细菌和病毒的遗传分析
7-1 T4噬菌体的电镜照片
二、病毒对遗传学研究的贡献
1952年 Hershey & Chase的同位素示踪试验
证明T4病毒的遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）【1969年诺贝尔奖】
二、病毒对遗传学研究的贡献
1956年Fraemkel Conrat的烟草花叶病毒的重建试验
滑，可致病）
粗糙型R菌株（无荚膜，菌落粗
糙，不致病）
三、转化现象的发现——Griffth的肺炎双球菌实验
IIR菌株不致病 IIIS菌株致病
灭活的IIIS菌株不致病灭活的IIIS菌株的某种物质使IIR菌株发生性状改变，变成致病的IIIS菌株

细菌及病毒的遗传作图

7.1 细菌和病毒遗传研究的意义
7.1.1 细菌的培养 7.1.2 细菌在生物进化树中的地位 7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性 7.1.4 细菌和病毒的拟有性过程
7.1.1 细菌培养
平皿分离平皿培养
摇瓶培养
7.1.2 细菌在生物进化树中的地位
产烷生物
盐杆菌
7.1.3 细菌和病毒在遗传研究中的优越性
❖ 建立纯系的方法——纯培养
➢ 纯系：由单个细胞繁殖而来的菌落称为纯系。
➢ 菌种纯：采用平板表面涂布法或划线法获得单株菌落。这种方法获得的纯系，称为“菌种纯”。
➢ 菌株纯：利用显微操纵器进行菌丝尖端切割等方法获得单个细胞，并直接培养建立纯系，这种方法获得的纯系称为“菌株纯”。
❖选择培养法鉴定突变型与重组型
类病毒：一个单链环状的裸露的RNA。拟病毒：线状单链RNA＋环状单链RNA。朊病毒：蛋白质颗粒。
7.2.3 噬菌体的生活周期
❖烈性噬菌体（virulent phage）——噬菌体侵入宿主细
胞后，利用宿主细胞内的物质进行自身遗传物质和蛋白质
的合成，组装出许多子噬菌体，使宿主细胞裂解而释放子
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
+++
S C01 mi S++
+ C01 mi S C01 + + + mi
S + mi
+ C01 + 总数
975 924 30
2.9%
32 61 51 5.3% 5 13 0.86% 2091
Rf s-co1 =3.76% Rf s-mi =6.16% Rf co1-mi=9.92%

第9章细菌和病毒的遗传作图

感受态指细菌能够从周围环境中吸收DNA分子进行转化的生理状态。
感受态主要受一类蛋白质(感受态因子)影响，感受态因子可以在细菌间进行转移，从感受态细菌中传递到非感受态细菌中，可以使后者变为感受态。一般认为感受态只能发生在细胞生长周期的某一阶段。
2、并非所有外源DNA片段都适合转化，只有双链、而且相当大的外源DNA片段才能够转化。
Ⅲ、联会
供体的单链DNA片段与其相应的受体DNA片段联会，联会也可发生在异种DNA之间，这主要取决于种间亲缘关系的远近。
Ⅳ、整合(integration)
是指单链的供体DNA与受体DNA对应位点的置换，从而稳定地渗入到受体DNA中。它对同源DNA具有特异性，异源DNA视亲缘关系远近，也可发生不同频率的整合。
半透明，大 h+r
T2 plaques
透明，大
hr+ hr
h+r+
T2 phage重组试验结果
杂交组合
r
a-h
+×
r
+ a
h
-
r
b-h
+×
r
+ b
h
-
r
c-h
+×
r
+ c
h
-
每种基因型的％ h+r- h-r+ h+r+ h-r34 42 12 12
32 56 5.9 6.4
39 59 0.7 0.9
烈性噬菌体 virulent phage
噬菌体的生活周期
烈性噬菌体的生活周期
吸附、侵入、核酸的复制、转录与蛋白质的生物合成、装配、释放。
Ⅰ、吸附 Ⅵ、释放

07遗传学课后练习复习题总结第七章细菌和病毒的遗传

第七章细菌和病毒的遗传本章习题1．解释下列名词：F-菌株、F+菌株、Hfr菌株、F因子、F'因子、烈性噬菌体、温和性噬菌体、溶原性细菌、部分二倍体。

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。

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。

（6）便于用于研究基因结构、功能及调控机制的材料细菌和病毒的遗传物质简单，基因定位和结构分析等易于进行且可用生理生化方法进行基因的表达和调控分析。

转载遗传学课后答案三

转载遗传学课后答案三[转载]遗传学课后答案三000第七章细菌和病毒的遗传3. 试比较大肠杆菌和玉米的染色体组。

答：大肠杆菌玉米染色体一条环状双链DNA形成的染色体十对线状染色体基因个数少多基因之间的关系连锁独立，连锁连锁图距时间，交换值交换值、 4．对两对基因的噬菌体杂交所测定的重组频率如下：a－b＋×a＋b－ 3.0 %a－c＋×a＋c－ 2.0%b－c＋×b＋c－ 1.5%试问：(1) a、b、c三个突变在连锁图上的次序如何？为什么它们之间的距离不是累加的？(2) 假定三因子杂交，ab+c×a+bc+，你预期哪两种类型的重组体频率最低？(3)计算从(2)所假定的三因子杂交中出现的各种重组类型的频率。

解：噬菌体杂交能够在寄主中形成完整的二倍染色体，可以完全配对，所以噬菌体杂交中的基因重组与高等生物的遗传重组的分析方法完全相同。

本题相当于三个两点测验结果。

（1）3个相互连锁的基因a，b，c，重组频率越高，基因之间的距离越远，比较它们两两重组频率可知：a与b之间的遗传距离最大，c则是位于ab之间。

由于两点测验忽略了双交换，所以它们之间的距离不是累加的。

（2）ab+c×a+bc+是三点测验，双交换型重组型的频率最低，由于c位于ab之间，所以ab+ c+和a+b c应该最少。

（3）首先对照两点测验结果推算双交换值：对于ac b+×a+c+b 产生的6种重组型为：当对ac进行两点测验时：则a c+b，a+c b+，ac+b+， a+cb都是重组类型，所以两点测验与三点测验的结果相同；同样对cb进行两点测验时：a cb、a+c+b+、ac+b+、a+cb都是重组类型，与两点测验与三点测验的结果相同；对ab进行两点测验时：只包括了a c+b、a+c b+ 、a cb、 a+c+b+四种重组类型，而双交换ac+b+ 和a+cb却不是重组型。

已知ac重组值＝2.0％，cb重组值＝1.5％，根据三点测验，ab之间的重组值应该＝2.0 ％+1.5 %＝3.5 ％，它与两点测验所得非3.0 %相差两个双交换值，即2×双交换值＝0.5％双交换值为0.25％。

《遗传学》朱军版习题及答案

《遗传学（第三版）》朱军主编课后习题与答案目录第一章绪论 (1)第二章遗传的细胞学基础 (2)第三章遗传物质的分子基础 (6)第四章孟德尔遗传 (9)第五章连锁遗传和性连锁 (12)第六章染色体变异 (15)第七章细菌和病毒的遗传 (21)第八章基因表达与调控 (27)第九章基因工程和基因组学 (31)第十章基因突变 (34)第十一章细胞质遗传 (35)第十二章遗传与发育 (38)第十三章数量性状的遗传 (39)第十四章群体遗传与进化 (44)第一章绪论1.解释下列名词：遗传学、遗传、变异。

答：遗传学：是研究生物遗传和变异的科学，是生物学中一门十分重要的理论科学，直接探索生命起源和进化的机理。

同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础；并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。

遗传：是指亲代与子代相似的现象。

如种瓜得瓜、种豆得豆。

变异：是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。

如高秆植物品种可能产生矮杆植株：一卵双生的兄弟也不可能完全一模一样。

2.简述遗传学研究的对象和研究的任务。

答：遗传学研究的对象主要是微生物、植物、动物和人类等，是研究它们的遗传和变异。

遗传学研究的任务是阐明生物遗传变异的现象及表现的规律；深入探索遗传和变异的原因及物质基础，揭示其内在规律；从而进一步指导动物、植物和微生物的育种实践，提高医学水平，保障人民身体健康。

3.为什么说遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素？答：生物的遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的。

没有遗传，不可能保持性状和物种的相对稳定性；没有变异就不会产生新的性状，也不可能有物种的进化和新品种的选育。

遗传和变异这对矛盾不断地运动，经过自然选择，才形成形形色色的物种。

同时经过人工选择，才育成适合人类需要的不同品种。

因此，遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。

4. 为什么研究生物的遗传和变异必须联系环境？答：因为任何生物都必须从环境中摄取营养，通过新陈代谢进行生长、发育和繁殖，从而表现出性状的遗传和变异。

遗传学：10-第十章细菌和病毒的遗传

本章重点
噬菌体重组分析、顺反测验细菌基因重组的特点细菌的中断杂交实验与基因作图细菌的转化与转导
细菌和病毒在遗传研究中的优越性
世代周期短群体大
T7phage 20—30min
E.Coli 20min
一支试管数以百万计
遗传物质简单一条裸露的核酸
单倍体
不存在显隐关系
第一节病毒的一般特性及类型
D++ 0 + ++ 0 + +
I E0 0 + 0 +++ 0 +
F+ + 0 + +++ + +
J G0 + + + 00 + + 0
H0 + + 0 0 0 + 0 0 569 I + + + + 0 0 + + 0
J+ + + + + +++ 0
4. 负干扰
一个单交换发生后，会增加另一个单交换的频率的现象。
基因间
基因内
顺反位置效应两突变位点杂合体由于排列方式不同
而表型不同的现象。
顺反子是一个不同突变之间没有互补的功能区。功能
上最小的遗传单位，又称作用子。
拟等位基因染色体不同位置上彼此密切连锁，重组
率很低，具有顺反位置效应，决定同一性状的同功能基因。
基因间互补任何两个非等位基因之间的功能补偿。基因内互补某一基因内部不同位点突变之间的互补。
快速溶菌突变体 r
形成较大的噬菌斑

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thr leu azi
ton
lac
ga
F
O
8
8.5
9
11
18
25 min
根据中断杂交实验作出的大肠杆菌连锁图
用不同的 Hfr 菌株进行中断杂交实验，基因转移的原点子和细菌染色体都是环状的
(O)和转移的方向不同，说明 F 因
如果两个基因间的转移时间小于 2 min ，用中断杂交法所得的图距不太可靠，应采用传统
为此作： rb+rc- × rb -rc+
↓ 重组值约 14%
可知 h 应位于 r b及 rc 之间，又因为 T2 噬菌体的连锁图是环状的，故：
h rc
rb ra
三、细菌的遗传分析
一个细菌 DNA 与另一个细菌 DNA 的交换重组可以通过四种方式实现：导、转导
转化、接合、性
1、转化转化：某些细菌 (或其他生物 )通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，片段通过重组整合到自己染色体组的过程
用转导颗粒
P1 再侵染带
leu -
-
thr
s
azi
E.coli
将受体细菌特定培养：培养在一种可选择上
噬菌体性状
噬菌斑形态：正常 r+：小、边缘模糊突变 r-：大、边缘清楚
宿主范围：感染和裂解的菌株不同
正常 h+： B 株突变 h-： B 株
或 B/2 株
由于 h–和 h+均能感染
B 株，用
T2 的两亲本
h
–+
r
和
h
+
r
–同时感染
B 株，称为双重感染
h-r+ × h+r ↓B 株
h-r+ h+r- h-r- h+r+ ↓
(1) 世代周期短。大肠杆菌每 20 分钟可繁殖一代，病毒每小时可繁殖数百个后代 (2) 易于管理和进行化学分析 (3) 遗传物质简单，便于研究基因的结构和功能 (4) 便于研究基因的突变和重组 (5) 可用作研究高等生物的简单模型 (6) 便于进行遗传操作
4、细菌和病毒的拟有性过程细菌获取外源遗传物质的四种方式：转化 (transformation) 接合 (conjugation) 性导 (sexduction) 转导 (transduction)
800bp，枯草杆菌最
（ 2）转化过程 ① 结合 ② 穿入 ③ 联会 ④ 整合，整合或 DNA 重组对同源 DNA 具有特异性
2、和基因重组作图当两个基因紧密连锁时，它们就有较多的机会包括在同一个
受体染色体中。因此，紧密连锁的基因可以通过转化进行作图。如：
trp2+
his
+ 2
tyr 1+×
trp2
受体细胞常常只接受部分的供体染色体，这些染色体称为供体外基因子，而受体的完整染色体则称为受体内基因子，这样的细菌称为部分二倍体或部分合子、半合子
（ 3）中断杂交试验及染色体作图为了证明接合时遗传物质从供体到受体细胞的转移是直线式进行的， Jacob 设计了一个著名的中断杂交试验
Hfr ： thr+leu+lac +gal+azistonsstrs
并将此外源 DNA
转化首先是 Griffith(1928) 在肺炎双球菌中发现的杀死 SⅢ片段
RⅡ→→→→→→→→→ SⅢ
Avery(1944) 等研究证实，转化因子是 DNA 。这个极其重要的发现，不仅证实遗传物质是 DNA ，而且表明转化是细菌交换基因的方式之一
1、转化机制（ 1）供体 DNA 与受体细胞间最初相互作用影响因素包括： ① 转化片段大小 :肺炎双球菌的成功转化，转化 DNA 片段至少要有少需要 16000bp ② 转化片段形态 :转化片段必须是双链 ③ 转化片段浓度：每个细胞摄取的 DNA 分子数不超过 10 个 ④ 受体细胞生理状态 :感受态
研究细菌遗传的方法 --平板培养：细菌菌落的表现型：
原养型（野生型）
突变型
形态性状：菌落形状、颜色、大小
生理特性：营养缺陷型抗性 -抗药或抗感染
为了测定所发生的突变， Lederberg 设计了影印培养法
2、病毒的特点及种类病毒没有细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物。
病毒结构十分简单，仅含
-
- - - - R RR
F ： thr leu lac gal azi ton str
每隔一定时间取样，放在食物搅拌器内搅拌
1957 年 Wollman 和
培养在含 str 的完全培养基上， Hfr 被杀死用影印培养法测试形成的 F-菌落的基因型，确定每个基因转入 F-的顺序（时间）根据基因转入 F-的时间，进行细菌染色体作图
his2
tyr 1
↓
重组型数 Trp 2-his 2 重组值 = ---------------------------- × 100%
亲型数 +重组型数
DNA 片段中，并同时整合到
Trp 2-his 2 → Trp 2-tyr 1 → His 2-tyr 1 →
0.34 0.40 0.13
trp2
his2
tyr 1
∣←── 34─→ ∣←─── 13──∣
∣←───── 40──────→ ∣
2、接合接合：在原核生物中，是指遗传物质从供体
-“雄性 ”转移到受体 -“雌性 ”的过程
1946 年， Lederberg 和 Tatum 发现 E.coli 细胞之间通过接合可以交换遗传物质。他们选择了两个不同营养缺陷型的 E.coli 菌株
× 100%
ra–h+
–+
rb h rc –h +
ra+h– → 24%
+–
rb h
→ 12.3%
rc+h– → 1.6%
分别作出 ra、 rb、 rc 与 h 的连锁图：
ra
24
h
rb 12.3
h
rc1.6 h
×
ra
rb
rc h
√
ra
rb
h rc
√
ra
rc h
rb
×
ra
h rc
rb
为了确定基因排列顺序，可先只考虑 rb、 rc 及 h 来确定是 rchrb 还是 hrcrb
的重组作图法。 lac+ade+ lac–ade–
基本培养基
lac+ ade– lac-ade+ 完全培养基 - ade
lac -ade+
重组频率 = ------------------------------lac+ade+ + lac -ade+
×100% = 22%
这两个位点间的时间单位约为 1min → 20%重组率
（ 1）F 因子
Hayes 和 Cavalli-Sforza （ 1953)发现，供体有一个性因子即致育因子成，是染色体外的遗传物质
--F 因子，由 DNA 组
E.coli F 因子存在状态有三种类型： ① 没有 F 因子，即 F– ② 自主状态的 F 因子，即 F+
③ 整合的 F 因子，即 Hfr
一、细菌和病毒遗传研究的意义
遗传学研究从细胞水平推进到分子水平，是由于两大发展：（ 1）对基因的化学和物理结构的了解日益深入（ 2）研究材料采用了新的生物类型 --细菌和病毒
1、细菌的特点及培养技术所有细菌都是比较小的单细胞，大约 1 2μ m 长， 0.5μ m 宽大肠杆菌 (E.coli )在细菌遗传学研究中应用十分广泛 ,其染色体为一条环状的裸露 DNA 分子。其细胞里通常还具有一个或多个小的染色体 -质粒
两个基因同在一起转导就是合转导或叫并发转导
合转导的频率愈高，表明两个基因
在染色体上的距离愈近，连锁愈密
两个基因的合转导频率很低，就说明它们之间距离较远
因此，测定两基因的合转导频率就可以确定基因之间的次序和距离
切；相反，如果
两因子转导：通过观察两个基因的转导，计算并比较每两个基因之间的合转导频率，就可
最少的一类转导体应代表最难于转导的情况，这种转导体是同时发生交换次数最多的一
类，这种转导体的两边应为供体基因，而中间为受体基因，如为
a+b
+
c
，则正确次序就应为
abc。假定由实验得到的最少的转导体类别为
a+b+c ，则可以确定，这 3 个基因的正确次序应当
是 acb 或 bca
利用并发转导进行细菌基因重组作图 P1 侵染带 leu+ thr+aziR E.coli
以确定三个或三个以上基因在染色体上的排列顺序
例如： a 基因和 b 基因的合转导频率很高， a 和 c 基因的合转导频率也很高，而
少或完全不在一起转导，这三个基因的次序就应为：
ห้องสมุดไป่ตู้bac
b和c很
三因子转导：只需分析一个实验的结果就可以推出
3 个基因的次序
例如：供体大肠杆菌具有基因型 a+b+c+，受体的基因型为 a b c 。
性导作用：（ 1）确定等位基因的显隐性关系（ 2）利用并发性导进行细菌染色体作图（ 3）性导形成的部分二倍体也可用作互补测验，确定两个突变型是同属于一个基因还是不同基因
4、转导转导：指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程
（ 1）普遍性转导转导噬菌体可以转移细菌染色体组的任何不同部分的转导
第十章细菌和病毒的遗传
原核生物与真核生物的染色体不同，繁殖方式不同，基因重组方式不同