遗传规律学细菌遗传规律分析
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包含原点、致育基因和配对区。
遗传规律学细菌遗传规律分析
致育基因
原点 转移起始点
使它具有感染性，其中一 些编码F纤毛
配对区域
与受体染色体上同源序列配对，交 换整合到受体菌中，成为受体染色 体的一部分
遗传规律学细菌遗传规律分析
F因子的存在状态:
以大肠杆菌为例，F因子能够以四种状态存在： • 没有F因子，即F-； • 包含一个自由状态的F因子，即F+； • 包含一个整合到自己染色体组内的F因子，即Hfr 。 • 当F因子不能准确环出时，形成F′。
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
几种可能解释及其分析
• 对上述试验结果原养型菌落可能产生于： – 亲本细菌A或B发生了回复突变； – 两品系细胞通过培养基交换养料—互养作用； – 两品系间发生了转化作用； – 发生细胞融合，形成了异核体或杂合二倍体。
• 为了验证这些原养型菌落产生的可能而进行的研究最终表明： 这些解释均不成立。
合成代谢功能(anabolic function):野生型（原养型）品 系在基本培养基上具有合成所有代谢和生长所必须的复杂 有机物的功能。 营养缺陷型：一个必需的基因发生了突变不能进行一个特 定的生化反应，从而阻碍整个合成代谢功能的实现。多是 条件致死突变。
遗传规律学细菌遗传规律分析
2、分解代谢功能的突变型： 分解代谢功能（ anabolic function）：野生型大肠杆菌 能利用比葡萄糖复杂的不同碳源，因为它能把复杂的糖类 转化成葡萄糖或其他简单的糖类，也能把复杂分子如氨基 酸或脂肪酸降解为乙酸或三羧酸循环的中间产物。同样， 一系列降解功能的实现也需要许多基因的表达，其中任何 一个基因突变都会影响降解功能的实现。
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌接合的电镜照片
遗传规律学细菌遗传规律分析
二、F因子及其转移
大肠杆菌中供体与受体的区别：是否 具有一种微小的质粒---F因子（F factor或 F element)，又称性因子 或致育因子。供体含有F因子，此菌 株就称为F+，受体不含F因子，此 菌株就称为F- 。
第七章 细菌的遗传分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传学的发展与研究材料密切相关：
性状遗传 植物（豌豆） 细胞遗传 果蝇 分子遗传 细菌和病毒
遗传学从细胞水平发展到分子水平的另一个重 要原因是对基因的化学和物理结构的深入了解。
遗传规律学细菌遗传规律分析
第一节 细菌的细胞和基因组
遗传规律学细菌遗传规律分析
一、细菌的细胞
细菌是单细胞原核生物 是地球上生物量最大的一类生物，占据了地球 上大部分的生物干重。
遗传规律学细菌遗传规律分析
大肠杆菌 E.coli
遗传规律学细菌遗传规律分析
E.Coli 的拟核
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的繁殖非常快： 在适宜的条件下，每20分钟繁殖一代 一个细胞繁殖n代，就有2n-1+1个细胞。 一昼夜24小时，72代，271+1＝2.36×1021
2、 F- 受体细胞只接受部分的供体染色体，这样的细胞就称为 部分二倍体。供体与受体的重组是内基因子（ F- 染色体 DNA）与外基因子（ Hfr部分染色体DNA）的同源部分配 对、交换，产生重组子。
3、其中单交换产生的是不平衡的部分二倍体线性染色体，而 双交换产生的是有活性的环状重组子和片段。
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
二、细菌的基因组
双链DNA环状结构，裸露，无源自文库白质结合，也 不形成核小体。易于接受带有相同或不同物种 的基因或DNA片段的插入。 大肠杆菌染色体DNA以折叠或螺旋状态存在， 且依赖于RNA分子的作用。
遗传规律学细菌遗传规律分析
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、合成代谢功能的突变型:
部分二倍体及其交换
遗传规律学细菌遗传规律分析
4、原核类中的交换是在一完整的基因组（ F-内基因子）与 一不完整的基因组（ Hfr外基因子）间进行，即在部分二 倍体间进行。
因此，在细菌的重组中有下列两个特点： 1、只有偶数次交换才能产生平衡的重组子 2、不出现相反的重组子，所以在选择培养基上只出现一种 重组子。
遗传规律学细菌遗传规律分析
一、细菌接合现象的发现
Lederberg和Tatum大肠杆菌杂交试验： A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bio-； B—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-。
• 方法： 将A、B混和，在基本培养基(固体)上涂布培养。
• 结果： 平板上长出原养型菌落(++++)。
青霉素（penicillin）：pens penr
遗传规律学细菌遗传规律分析
第三节 细菌的接合与染色体作图
细菌的遗传物质也可以交换。这种遗传物质的传递， 被称之为拟有性过程。
细菌获取外源遗传物质有4种方式： 接合（conjugation）、性导（sexduction ）、 转化（transformation） 、转导（transduction）
3、抗性突变型：细菌由于某基因的突变而对某些噬菌体或 抗菌素产生抗性。
遗传规律学细菌遗传规律分析
二、细菌培养与突变型的筛选 • 营养缺陷型的筛选、鉴定：基本培养基和完全培养基。
为高效检测、分离混和群体中不同突变型，黎德伯格夫妇 设计了影印培养法。 • 其它突变类型的筛选、鉴定： – 对于其它的突变类型(如温度敏感型)，也可以通过培养
条件的选择培养来筛选与鉴定。
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的稀释培养及菌落
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的平板培养
遗传规律学细菌遗传规律分析
影印培养法
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的表现型：
菌落形态 颜色、大小、边缘状态等 营养需求 野生型（prototroph） 营养缺陷型（auxotroph） 对药物、噬菌体和其他因素的反应
遗传规律学细菌遗传规律分析
配对、交换
准确环出
F＋
整合
准确环出
F＋
Hfr
携带1个基因～ 半条染色体
F－
F’
遗传规律学细菌遗传规律分析
接合过程示意图
遗传规律学细菌遗传规律分析
Hfr菌株的遗形传规成律学细及菌遗其传规基律分析因转移
三、细菌重组的特点
1、 F-细胞得到的只是F因子的一部分，因此Hfr×F- 杂交，选 出的大多数重组子仍为F-。
遗传规律学细菌遗传规律分析
致育基因
原点 转移起始点
使它具有感染性，其中一 些编码F纤毛
配对区域
与受体染色体上同源序列配对，交 换整合到受体菌中，成为受体染色 体的一部分
遗传规律学细菌遗传规律分析
F因子的存在状态:
以大肠杆菌为例，F因子能够以四种状态存在： • 没有F因子，即F-； • 包含一个自由状态的F因子，即F+； • 包含一个整合到自己染色体组内的F因子，即Hfr 。 • 当F因子不能准确环出时，形成F′。
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
几种可能解释及其分析
• 对上述试验结果原养型菌落可能产生于： – 亲本细菌A或B发生了回复突变； – 两品系细胞通过培养基交换养料—互养作用； – 两品系间发生了转化作用； – 发生细胞融合，形成了异核体或杂合二倍体。
• 为了验证这些原养型菌落产生的可能而进行的研究最终表明： 这些解释均不成立。
合成代谢功能(anabolic function):野生型（原养型）品 系在基本培养基上具有合成所有代谢和生长所必须的复杂 有机物的功能。 营养缺陷型：一个必需的基因发生了突变不能进行一个特 定的生化反应，从而阻碍整个合成代谢功能的实现。多是 条件致死突变。
遗传规律学细菌遗传规律分析
2、分解代谢功能的突变型： 分解代谢功能（ anabolic function）：野生型大肠杆菌 能利用比葡萄糖复杂的不同碳源，因为它能把复杂的糖类 转化成葡萄糖或其他简单的糖类，也能把复杂分子如氨基 酸或脂肪酸降解为乙酸或三羧酸循环的中间产物。同样， 一系列降解功能的实现也需要许多基因的表达，其中任何 一个基因突变都会影响降解功能的实现。
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌接合的电镜照片
遗传规律学细菌遗传规律分析
二、F因子及其转移
大肠杆菌中供体与受体的区别：是否 具有一种微小的质粒---F因子（F factor或 F element)，又称性因子 或致育因子。供体含有F因子，此菌 株就称为F+，受体不含F因子，此 菌株就称为F- 。
第七章 细菌的遗传分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传学的发展与研究材料密切相关：
性状遗传 植物（豌豆） 细胞遗传 果蝇 分子遗传 细菌和病毒
遗传学从细胞水平发展到分子水平的另一个重 要原因是对基因的化学和物理结构的深入了解。
遗传规律学细菌遗传规律分析
第一节 细菌的细胞和基因组
遗传规律学细菌遗传规律分析
一、细菌的细胞
细菌是单细胞原核生物 是地球上生物量最大的一类生物，占据了地球 上大部分的生物干重。
遗传规律学细菌遗传规律分析
大肠杆菌 E.coli
遗传规律学细菌遗传规律分析
E.Coli 的拟核
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的繁殖非常快： 在适宜的条件下，每20分钟繁殖一代 一个细胞繁殖n代，就有2n-1+1个细胞。 一昼夜24小时，72代，271+1＝2.36×1021
2、 F- 受体细胞只接受部分的供体染色体，这样的细胞就称为 部分二倍体。供体与受体的重组是内基因子（ F- 染色体 DNA）与外基因子（ Hfr部分染色体DNA）的同源部分配 对、交换，产生重组子。
3、其中单交换产生的是不平衡的部分二倍体线性染色体，而 双交换产生的是有活性的环状重组子和片段。
遗传规律学细菌遗传规律分析
遗传规律学细菌遗传规律分析
二、细菌的基因组
双链DNA环状结构，裸露，无源自文库白质结合，也 不形成核小体。易于接受带有相同或不同物种 的基因或DNA片段的插入。 大肠杆菌染色体DNA以折叠或螺旋状态存在， 且依赖于RNA分子的作用。
遗传规律学细菌遗传规律分析
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、合成代谢功能的突变型:
部分二倍体及其交换
遗传规律学细菌遗传规律分析
4、原核类中的交换是在一完整的基因组（ F-内基因子）与 一不完整的基因组（ Hfr外基因子）间进行，即在部分二 倍体间进行。
因此，在细菌的重组中有下列两个特点： 1、只有偶数次交换才能产生平衡的重组子 2、不出现相反的重组子，所以在选择培养基上只出现一种 重组子。
遗传规律学细菌遗传规律分析
一、细菌接合现象的发现
Lederberg和Tatum大肠杆菌杂交试验： A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bio-； B—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-。
• 方法： 将A、B混和，在基本培养基(固体)上涂布培养。
• 结果： 平板上长出原养型菌落(++++)。
青霉素（penicillin）：pens penr
遗传规律学细菌遗传规律分析
第三节 细菌的接合与染色体作图
细菌的遗传物质也可以交换。这种遗传物质的传递， 被称之为拟有性过程。
细菌获取外源遗传物质有4种方式： 接合（conjugation）、性导（sexduction ）、 转化（transformation） 、转导（transduction）
3、抗性突变型：细菌由于某基因的突变而对某些噬菌体或 抗菌素产生抗性。
遗传规律学细菌遗传规律分析
二、细菌培养与突变型的筛选 • 营养缺陷型的筛选、鉴定：基本培养基和完全培养基。
为高效检测、分离混和群体中不同突变型，黎德伯格夫妇 设计了影印培养法。 • 其它突变类型的筛选、鉴定： – 对于其它的突变类型(如温度敏感型)，也可以通过培养
条件的选择培养来筛选与鉴定。
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的稀释培养及菌落
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的平板培养
遗传规律学细菌遗传规律分析
影印培养法
遗传规律学细菌遗传规律分析
细菌的表现型：
菌落形态 颜色、大小、边缘状态等 营养需求 野生型（prototroph） 营养缺陷型（auxotroph） 对药物、噬菌体和其他因素的反应
遗传规律学细菌遗传规律分析
配对、交换
准确环出
F＋
整合
准确环出
F＋
Hfr
携带1个基因～ 半条染色体
F－
F’
遗传规律学细菌遗传规律分析
接合过程示意图
遗传规律学细菌遗传规律分析
Hfr菌株的遗形传规成律学细及菌遗其传规基律分析因转移
三、细菌重组的特点
1、 F-细胞得到的只是F因子的一部分，因此Hfr×F- 杂交，选 出的大多数重组子仍为F-。