普通微生物学：第九章 微生物遗传
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基因的传递很可能是由可透过“U”型 管滤板的P22噬菌体介导的
一个表面看起来的常规研究却导致 一个惊奇和十分重要发现的重要例证！ （普遍性转导这一重要的基因转移途径的发现）
（2）转导（transduction）
转导：由病毒介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种
方式。 一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转 移到另一个细胞中。
3）F′×F-杂交
F′×F-与F+×F-的不同： 供体的部分染色体基因随 F′一起转入受体细胞 a）与染色体发生重组； b）继续存在于F′因子上， 形成一种部分二倍体；
F′＋ F′
细胞基因的这种转移过程又常称为性导（sexduction）
二、细菌的转导(transduction)
(1) 意外的发现
当OriT序列被缺刻螺旋酶识别而产生 缺口后，F因子的先导区和染色体 DNA向受体细胞转移。
F因子除先导区外，绝大部分处于转 移染色体的末端，因转移过程常被中 断，故F因子不易转入受体细胞中。
Hfr×F-杂交后的接合子多数仍然是F-。
染色体上越靠近F因子的先导区的基 因，进入的机会就越多，在F-中出现 重组子的的时间就越早，频率也高。
普遍性转导的三种后果：
流产转导
完全转导
外源DNA被降解，转导失败。
局限转导（又叫特异转导）：
specialized transduction
• 局限性转导是噬菌体对寄主特定基因进行的有效 转移
1、经典转化实验
肺炎双球菌：
S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致病能力） R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）
1928年，F.Griffth的转化实验
1944年，Avery的转化实验，确定了转化因子
实验证明，将R菌转化为S菌的转化因子是DNA！
2、噬菌体感染实验
32P标记DNA
35S标记蛋白质
实验证明，进入细菌细胞内部的物质是DNA。DNA包含有
产生完整噬菌体的全部信息。
3、植物病毒TMV重建实验
实验证明，TMV的遗传物质是RNA。
结论：
➢ 证明核酸（DNA或RNA）是遗传的物质 基础
➢简单的细菌（或病毒）解决复杂而重大 的问题
➢微生物与高等生物具有共同的遗传本质
第二节 原核微生物的基因重组
第九章 微生物遗传与变异
通过本章的学习，要求掌握：
1、细菌基因重组的原理和方法。 2、真菌基因重组的原理和方法。 3、基因工程的基本原理
重点： 细菌的基因重组
第一节 遗传的物质基础
一.证明核酸是遗传物质的经典实验
①1928年，F. Griffith；1944年O. T. Avery 肺炎链球菌
（Streptococcus pneumoniae）转化试验。 ②1952年，A. D. Hershy、M. Chase的噬菌体感染实验。 ③1956年，H. Fraenkel-Conrat的TMV拆开和重建实验。
,因此只要发生接合转移过程，就可以把部 分甚至全部细菌染色体传递给F-细胞并发 生重组，由此而得名为高频重组菌株
d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常
切割而脱离染色体时，形成游离的但携带 一小段染色体基因的F因子，特称为F′因 子。 细胞表面同样有性菌毛。以F′因 子来
传递供体菌基因的方式，称为F因子转导或性导 。
1） F+×F-杂交
F+ ＋ F+
1）F+细菌通过性毛与F-细菌接触并发生相互作用； 2）F因子的转移:双链之一被切断，一条链进入F-细菌 3）进入F-细菌中的一条链复制出互补链,F-成为F+ 4）原有F+细胞也完成F因子另一条链的复制
2）Hfr ×F-杂交
源自文库Hfr＋ F-
Hfr菌株仍保持着F+细胞的特征。
证实接合过程需要细胞间的直接接触的 “U”型管实验（ Bernard Davis，1950 ）
F因子的四种形式：
a）F-菌株(“雌性” 菌株)，不含F因子， 没有性菌毛，但可以 通过接合作用接收F 因子而变成F+菌株；
b）F+菌株(“雄性” 菌株)， F因子独立 存在，细胞表面有性 菌毛。
c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上
• S. typhimurium： LT22A (trp-)； LT2(his-)
• LT22溶原性 →噬菌体P22 → 感染LT2（非溶原性） →可能释放带trp+的P22 →LT22A (trp-) →呈原养型。
Why and How ?
沙门氏菌LT22A是携带P22噬菌体的溶源性细菌 另一株是非溶源性细菌
克隆clone
不经过有性细胞的结合，由体细胞发育成 新个体，即无性繁殖。
基因重组gene recombination • 两个不同来源的遗传物质进行交换，经过基
因的重新组合，形成新的基因型的过程。 • 原核微生物没有有性生殖，其基因重组通过
转化、接合、转导方式进行。
一、细菌的接合作用(conjugation)
1951年，Joshua Lederberg和Norton Zinder为了证 实大肠杆菌以外的其它菌种是否也存在接合作用，用 二株具不同的多重营养缺陷型的鼠伤寒沙门氏菌进行 类似的实验
用“U”型管进行同样的实验时，在给体和受体细胞不接 触的情况下，同样出现原养型细菌！
• 1952 年Zinder 和 Lederberg 在验证Salmonella typhimurium 是否也存在接合现象时发现了 转导现象。
转导噬菌体：能将细菌宿主的部分染色体和质粒 DNA带到另一个细菌的噬菌体。获得了由噬菌体携 带来的供体菌DNA片段的受体细胞称为转导子。在 转导中被转移的染色体片段称为转导因子。
细菌转导的类型：
包括普遍转导和局限转导两种
普遍转导（generalized transduction）
噬菌体可误包供体菌中的任何基因 (包括质粒)转导至受体细菌中，并使受 体菌实现各种性状的转导
通过细胞与细胞的直接接触而 产生的遗传信息的转移和重组 过程
1.实验证据
接合(conjugation)
通过供体菌与受体菌间细 胞接触而传递大段DNA
1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Tatum E.coli k12的多重营养缺陷型 杂交实验
中间平板上长出的原养型 菌落是两菌株之间发生了 遗传交换和重组所致。
一个表面看起来的常规研究却导致 一个惊奇和十分重要发现的重要例证！ （普遍性转导这一重要的基因转移途径的发现）
（2）转导（transduction）
转导：由病毒介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种
方式。 一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转 移到另一个细胞中。
3）F′×F-杂交
F′×F-与F+×F-的不同： 供体的部分染色体基因随 F′一起转入受体细胞 a）与染色体发生重组； b）继续存在于F′因子上， 形成一种部分二倍体；
F′＋ F′
细胞基因的这种转移过程又常称为性导（sexduction）
二、细菌的转导(transduction)
(1) 意外的发现
当OriT序列被缺刻螺旋酶识别而产生 缺口后，F因子的先导区和染色体 DNA向受体细胞转移。
F因子除先导区外，绝大部分处于转 移染色体的末端，因转移过程常被中 断，故F因子不易转入受体细胞中。
Hfr×F-杂交后的接合子多数仍然是F-。
染色体上越靠近F因子的先导区的基 因，进入的机会就越多，在F-中出现 重组子的的时间就越早，频率也高。
普遍性转导的三种后果：
流产转导
完全转导
外源DNA被降解，转导失败。
局限转导（又叫特异转导）：
specialized transduction
• 局限性转导是噬菌体对寄主特定基因进行的有效 转移
1、经典转化实验
肺炎双球菌：
S型（菌体具荚膜，菌落表面光滑，有致病能力） R型（菌体无荚膜，菌落表面粗糙，无致病能力）
1928年，F.Griffth的转化实验
1944年，Avery的转化实验，确定了转化因子
实验证明，将R菌转化为S菌的转化因子是DNA！
2、噬菌体感染实验
32P标记DNA
35S标记蛋白质
实验证明，进入细菌细胞内部的物质是DNA。DNA包含有
产生完整噬菌体的全部信息。
3、植物病毒TMV重建实验
实验证明，TMV的遗传物质是RNA。
结论：
➢ 证明核酸（DNA或RNA）是遗传的物质 基础
➢简单的细菌（或病毒）解决复杂而重大 的问题
➢微生物与高等生物具有共同的遗传本质
第二节 原核微生物的基因重组
第九章 微生物遗传与变异
通过本章的学习，要求掌握：
1、细菌基因重组的原理和方法。 2、真菌基因重组的原理和方法。 3、基因工程的基本原理
重点： 细菌的基因重组
第一节 遗传的物质基础
一.证明核酸是遗传物质的经典实验
①1928年，F. Griffith；1944年O. T. Avery 肺炎链球菌
（Streptococcus pneumoniae）转化试验。 ②1952年，A. D. Hershy、M. Chase的噬菌体感染实验。 ③1956年，H. Fraenkel-Conrat的TMV拆开和重建实验。
,因此只要发生接合转移过程，就可以把部 分甚至全部细菌染色体传递给F-细胞并发 生重组，由此而得名为高频重组菌株
d）F′菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常
切割而脱离染色体时，形成游离的但携带 一小段染色体基因的F因子，特称为F′因 子。 细胞表面同样有性菌毛。以F′因 子来
传递供体菌基因的方式，称为F因子转导或性导 。
1） F+×F-杂交
F+ ＋ F+
1）F+细菌通过性毛与F-细菌接触并发生相互作用； 2）F因子的转移:双链之一被切断，一条链进入F-细菌 3）进入F-细菌中的一条链复制出互补链,F-成为F+ 4）原有F+细胞也完成F因子另一条链的复制
2）Hfr ×F-杂交
源自文库Hfr＋ F-
Hfr菌株仍保持着F+细胞的特征。
证实接合过程需要细胞间的直接接触的 “U”型管实验（ Bernard Davis，1950 ）
F因子的四种形式：
a）F-菌株(“雌性” 菌株)，不含F因子， 没有性菌毛，但可以 通过接合作用接收F 因子而变成F+菌株；
b）F+菌株(“雄性” 菌株)， F因子独立 存在，细胞表面有性 菌毛。
c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上
• S. typhimurium： LT22A (trp-)； LT2(his-)
• LT22溶原性 →噬菌体P22 → 感染LT2（非溶原性） →可能释放带trp+的P22 →LT22A (trp-) →呈原养型。
Why and How ?
沙门氏菌LT22A是携带P22噬菌体的溶源性细菌 另一株是非溶源性细菌
克隆clone
不经过有性细胞的结合，由体细胞发育成 新个体，即无性繁殖。
基因重组gene recombination • 两个不同来源的遗传物质进行交换，经过基
因的重新组合，形成新的基因型的过程。 • 原核微生物没有有性生殖，其基因重组通过
转化、接合、转导方式进行。
一、细菌的接合作用(conjugation)
1951年，Joshua Lederberg和Norton Zinder为了证 实大肠杆菌以外的其它菌种是否也存在接合作用，用 二株具不同的多重营养缺陷型的鼠伤寒沙门氏菌进行 类似的实验
用“U”型管进行同样的实验时，在给体和受体细胞不接 触的情况下，同样出现原养型细菌！
• 1952 年Zinder 和 Lederberg 在验证Salmonella typhimurium 是否也存在接合现象时发现了 转导现象。
转导噬菌体：能将细菌宿主的部分染色体和质粒 DNA带到另一个细菌的噬菌体。获得了由噬菌体携 带来的供体菌DNA片段的受体细胞称为转导子。在 转导中被转移的染色体片段称为转导因子。
细菌转导的类型：
包括普遍转导和局限转导两种
普遍转导（generalized transduction）
噬菌体可误包供体菌中的任何基因 (包括质粒)转导至受体细菌中，并使受 体菌实现各种性状的转导
通过细胞与细胞的直接接触而 产生的遗传信息的转移和重组 过程
1.实验证据
接合(conjugation)
通过供体菌与受体菌间细 胞接触而传递大段DNA
1946年，Joshua Lederberg 和Edward L.Tatum E.coli k12的多重营养缺陷型 杂交实验
中间平板上长出的原养型 菌落是两菌株之间发生了 遗传交换和重组所致。