遗传学第十章细菌和病毒遗传

二、病毒
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DNA或RNA和一 个蛋白质外壳，没有合成蛋白质外壳所 必须的核糖体。所以，病毒必须感染活 细胞，改变和利用活细胞的代谢合成机 器，才能合成新的病毒后代。 感染细菌的病毒叫噬菌体，是目前了解 比较清楚的病毒，有：单链DNA、单链 RNA、双链DNA和遗传学双第十章链细菌和R病N毒遗A传等四种类型。
=
×100%
h-r+ + h+r- + h-r- + h+r+
ra–h+ r+h– → 24%
rb–h+ r+h– → 12.3%
r h ×r h → 1.6% – + + –
c
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表7－2 四种噬菌斑数及重组值
每 种 基 因 型 的%
杂交组 合
重组值
r–h+ r+h– r+h+ r–h–
三、细菌和病毒在遗传研究中
的优越性
(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)便于研究基因的突变 (4)便于研究基因的作用 (5)便于基因重组的研究 (6)便于用作研究基因结构、功能及调控机
制的材料 (7)便于进行遗传遗传操学第十作章细菌和病毒遗传
第二节 噬菌体的遗传分析
一、噬菌体的结构
遗传学上应用最广泛的是大肠杆菌的T 噬菌体系列(T1到T7)。其结构大同小异 ，呈蝌蚪状。T偶列噬菌体结构如下图
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1、烈性噬菌体
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2、温和性噬菌体 温和性噬菌体具有溶源性的生活周 期，即在 噬菌体侵 入后，细 菌并不裂 解，以两 种形式出 现，如λ 和P1
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研究细菌遗传的方法--平板培养
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ห้องสมุดไป่ตู้
细菌菌落的表现型：
原养型（野生型）
形态性状：菌落形状、颜色
突变型
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
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细菌的影印培养法
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第十章 细菌和病毒的遗传
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细菌属于原核生物，不进行典型 的有丝分裂和减数分裂，因此， 其染色体传递和重组方式与真核 生物不尽相同。 病毒甚至不进行分裂，它在宿主 细胞内以集团形式产生。细菌和 病毒的遗传分析对整个遗传学， 特别是对于分子遗传学的发展具 有重大作用。遗传学第十章细菌和病毒遗传
第一节 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 遗传学第十章细菌和病毒遗传
一、细菌
所有细菌都是比较小的单细胞，大约 12μm长，0.5μm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
ra–h+ r+h– 34.0 42.0 12.0 12.0 24% rb–h+ r+h– 32.0 56.0 5.9 6.4 12.3% rc–h+×r+h– 39.0 59.0 0.7 0.9 1.6%
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分别作出ra、rb、rc与h的连锁图
ra
24
h
rb 12.3 h
h-r+ × h+r↓B株
h-r+ h+r- h-r- h+r+ ↓
接种在同时长有B株及B/2株的培养基上
亲型噬菌斑 h-r+：透明、小 h+r-：半透明、大
重组型噬菌斑 h-r-：透明、大 h+r+：半透明、小
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重组型噬菌斑
重组值=
× 100%
总噬菌斑
h-r- + h+r+
化，转化DNA片段至少要有800bp， 枯草杆菌最少需要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
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2、转化DNA的摄取和整合
(1)结合与穿入 (2)联会 (3)整合，整合或DNA重组对同源DNA具
体的连锁图是环状的
ra
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三、噬菌体的基因重组与作图 sco1mi×+++
相当于前面介绍的三点测验 （自学）
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第三节 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
转化、接合、性导、转导 一、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，并将 此外源DNA片段通过重组整合到自己染 色体组的过程 遗传学第十章细菌和病毒遗传
rc 1.6 h
×
ra rb
rc h
√
ra rb
h rc
√
ra
rc h
rb
×
ra
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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。 为此作：
h
rb+rc- × rb-rc+
rc
↓
重组值约14%
可知h应位于rb及rc
之间，又因为T2噬菌 rb
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。
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1、供体DNA与受体细胞间的接触
与互作
影响因素包括： (1)转化片段大小:肺炎双球菌的成功转
有特异性
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3、转化和基因重组作图
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DNA片段中，并同
时整合到受体染色体中。因此，紧密连
锁的基因可以通过转化进行作图。如：
trp2+ his2+ tyr1+×trp2 his2 tyr1 ↓
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二、T2噬菌体的基因重组与作图
噬菌斑形态 正常r+:小、边缘模糊
噬菌体
突变r-:大、边缘清楚
性状
宿主范围：感染和裂 正常h+:B株
解的菌株 突变h-:B株
不同
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–同时遗感传学第染十章细B菌和株病毒，遗传 称为双重感染