第六章 噬菌体的遗传分析
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③晚期基因表达—是控制形态发生过程的基因；编码 噬菌体结构蛋白的基因。其产物是大部分直接参与外 壳的建成和少数具有酶的作用。
④包装完成后，由噬菌体裂解基因表达，产生裂解酶 。消化宿主细胞壁。
2、温和噬菌体的感染周期 －噬菌体：宿主是大肠杆菌
大肠杆菌 DNA
溶源周期
噬菌体 DNA 整 合
原噬 菌体
实验
2）互补测验的方法
斑点测试法（spot test）：用一种rⅡ突变型以 去感染大肠杆菌k（）菌株。噬菌体和细菌在 温热的琼脂中混合，涂布在营养平板上，琼脂 凝固后，在平板上所划出的一定位置上再加一 滴含有另一种rⅡ突变型的培养基，在这一滴培 养基的范围内，一些细菌就会被两种噬菌体所 感染。如在这范围内形成噬菌斑，就证明这两 种突变型互补，反之就不能互补。
溶源性细菌
－噬菌体基因的表达：
①先是早期基因和部分晚期基因的表达 产物——阻遏蛋白。 作用——调节或抑制自身其它基因的表达。
②噬菌体的整个基因组整合到宿主染色体的特 定区域，噬菌体的大部分基因处于失活状态 ，随宿主染色体一起复制。
溶源性细菌具有2个重要特性：
免疫性：由于溶源性细菌产生一种阻遏 蛋白（ I ）。这种阻遏蛋白不但可抑制 原噬菌体DNA复制。也可抑制再度感染 的同类噬菌体DNA的复制。故能抵抗同 类噬菌体的超感染。
第六章 噬菌体的遗传分 析
2020年4月23日星期四
一、噬菌体的感染周期
感染周期：是指噬菌体从吸附细菌到子 代噬菌体从宿主细菌细胞中放出来的过 程。
1、烈性噬菌体的感染周期
大肠杆菌T4－噬菌体：由头、尾两部分组成， 外：蛋白质外壳＋内部：DNA分子。
侵染过程： T4－噬菌体DNA上约有160个基因，已定位的
100%
＝
（h+ r+ ） + （h- r总噬菌）斑数
100 %
基因的精细作图
有些致死突变型在限制条件下是致死的，而在 许可条件，可形成噬菌斑，这种突变称为条件 致死突变。
2、噬菌体的互补测验 互补测验的原理 互补测验的方法 互补测验的结果
1）互补测验的原理
互补测验：是确定突变的功能关系。 T4的rⅡ区：有3000多个突变型，所有的rⅡ突
变都导致丧失合成一种或几种蛋白质的能力， 这种蛋白质是在大肠杆菌k（）中复制发育所 必须的。 它们有相同的表现型：这些突变型在大肠杆菌 k（）细胞是致死的，但可在大肠杆菌B菌株 的细胞中增殖。
2）寄主范围突变体
大肠杆菌抗噬菌体突变型：其细胞壁上由于没 有野生型噬菌体赖以附着的接受点而表现出抗 性。
寄主范围突变体：其吸附器和野生型的有某些 精细的差别，所以又能吸附在抗—噬菌体细菌 的细胞壁上，侵染并使它们裂解。
3）条件致死突变型
噬菌体大部分基因的功能是复制和产生子代噬 菌体所必需的，这些基因的突变是致死的，不 能形成噬菌斑，
有70多个基因，装配成完整的噬菌体的全部信 息也都在此DNA上。 T4－噬菌体的基因的表达：
T4噬菌体的侵染过程
T4－噬菌体的基因的表达：
①早前期基因表达—多为调节基因，启动自身基因表 达，而抑制大肠杆菌细胞的DNA合成。
②晚前期基因表达—是与DNA复制有关的基因。其产 物是：核酸酶：降解大肠杆菌的DNA，为自己DNA合 成提供游离的核苷酸；DNA复制有关的酶：大量合成 新T4－DNA。
可诱导性：原噬菌体的自发诱导，每一 代可能有1/10000溶源性细菌被裂解，释 放出大量噬菌体（裂解周期）。
裂解周期
裂 解
非溶源性细菌
用紫外线或化学物质（丝裂霉素C）诱导 ，90％溶源细菌进入裂解周期。
温和噬菌体 象这种在感染周期中具有裂解和溶源两
种途经的噬菌体称为温和噬菌体 。
温和噬菌体的溶菌周期和溶源 周期
噬菌体的混合感染
h-r+
h+r-
E.coliB
h -r＋ × h＋r
Baidu Nhomakorabea
子代 噬菌体
品系1＋品系2 的混合培养物
h-r+ × h+r-中出现的4种噬菌斑
表型
推导的基因型
透明，小
h-r+
半透明，大
h+r-
半透明，小
h+ r+
透明，大
h- r-
四种嗜菌斑
重组率的计算
重组型噬菌斑数
重组率＝ 总噬菌斑数
这些突变是否都影响同一种遗传功能呢？ 即rⅡ中这3000多个突变型是属于一个基因 还是属于几个基因？
互补测验原理
就是用不同的rⅡ突变型成对组合去感染大肠杆 菌k（）菌株。如果被双重感染的细菌中产生 两种亲代基因型的子代噬菌斑（也有少量重组 型的噬菌斑），那么就必然是一个突变型补偿 了一个突变型所不具有的功能，这两个突变型 就称为彼此互补。如果双重感染的细菌不产生 子代噬菌体，则这两种突变型一定有一个相同 功能受到损伤。
二、噬菌体的突变型及其互补测验
❖ 噬菌体的突变型 ❖ 噬菌体的互补测验 ❖ 烈性噬菌体的同源重组 ❖ 温和噬菌体的同源重组 ❖ 噬菌体的非同源重组
1、噬菌体的突变型
噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型 寄主范围突变体 条件致死突变型
1）噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型
野生型噬菌体：形成嗜菌斑小、边缘模 糊、中心清晰。 快速溶菌突变型：形成的嗜菌斑大、边 缘清晰、中心清晰。
突变噬菌体之间的互补作用
3）互补测验的结果
结果发现：rⅡ突变型可分成rⅡA和rⅡB两个互 补群
凡是属于rⅡA互补群的突变不能互补，同理属 于rⅡB互补群的突变也不能互补，只有rⅡA的 突变和rⅡB的突变可以互补，即双重感染大肠 杆菌k（）菌株后可产生子代 。
三、重组实验
T2－噬菌体： r＋型：生长缓慢，噬菌斑小，边缘模糊。 r－型：快速生长，噬菌斑大，边缘清晰 h＋型：只能感染Ttos （ 对T2－phage敏感的 野生型大肠杆菌），不能感染Ttor（对T2－ phage具抗性的突变型大肠杆菌）。 h －型：能感染Ttos，也能感染Ttor Ttos简称品系1，Ttor简称品系2。
④包装完成后，由噬菌体裂解基因表达，产生裂解酶 。消化宿主细胞壁。
2、温和噬菌体的感染周期 －噬菌体：宿主是大肠杆菌
大肠杆菌 DNA
溶源周期
噬菌体 DNA 整 合
原噬 菌体
实验
2）互补测验的方法
斑点测试法（spot test）：用一种rⅡ突变型以 去感染大肠杆菌k（）菌株。噬菌体和细菌在 温热的琼脂中混合，涂布在营养平板上，琼脂 凝固后，在平板上所划出的一定位置上再加一 滴含有另一种rⅡ突变型的培养基，在这一滴培 养基的范围内，一些细菌就会被两种噬菌体所 感染。如在这范围内形成噬菌斑，就证明这两 种突变型互补，反之就不能互补。
溶源性细菌
－噬菌体基因的表达：
①先是早期基因和部分晚期基因的表达 产物——阻遏蛋白。 作用——调节或抑制自身其它基因的表达。
②噬菌体的整个基因组整合到宿主染色体的特 定区域，噬菌体的大部分基因处于失活状态 ，随宿主染色体一起复制。
溶源性细菌具有2个重要特性：
免疫性：由于溶源性细菌产生一种阻遏 蛋白（ I ）。这种阻遏蛋白不但可抑制 原噬菌体DNA复制。也可抑制再度感染 的同类噬菌体DNA的复制。故能抵抗同 类噬菌体的超感染。
第六章 噬菌体的遗传分 析
2020年4月23日星期四
一、噬菌体的感染周期
感染周期：是指噬菌体从吸附细菌到子 代噬菌体从宿主细菌细胞中放出来的过 程。
1、烈性噬菌体的感染周期
大肠杆菌T4－噬菌体：由头、尾两部分组成， 外：蛋白质外壳＋内部：DNA分子。
侵染过程： T4－噬菌体DNA上约有160个基因，已定位的
100%
＝
（h+ r+ ） + （h- r总噬菌）斑数
100 %
基因的精细作图
有些致死突变型在限制条件下是致死的，而在 许可条件，可形成噬菌斑，这种突变称为条件 致死突变。
2、噬菌体的互补测验 互补测验的原理 互补测验的方法 互补测验的结果
1）互补测验的原理
互补测验：是确定突变的功能关系。 T4的rⅡ区：有3000多个突变型，所有的rⅡ突
变都导致丧失合成一种或几种蛋白质的能力， 这种蛋白质是在大肠杆菌k（）中复制发育所 必须的。 它们有相同的表现型：这些突变型在大肠杆菌 k（）细胞是致死的，但可在大肠杆菌B菌株 的细胞中增殖。
2）寄主范围突变体
大肠杆菌抗噬菌体突变型：其细胞壁上由于没 有野生型噬菌体赖以附着的接受点而表现出抗 性。
寄主范围突变体：其吸附器和野生型的有某些 精细的差别，所以又能吸附在抗—噬菌体细菌 的细胞壁上，侵染并使它们裂解。
3）条件致死突变型
噬菌体大部分基因的功能是复制和产生子代噬 菌体所必需的，这些基因的突变是致死的，不 能形成噬菌斑，
有70多个基因，装配成完整的噬菌体的全部信 息也都在此DNA上。 T4－噬菌体的基因的表达：
T4噬菌体的侵染过程
T4－噬菌体的基因的表达：
①早前期基因表达—多为调节基因，启动自身基因表 达，而抑制大肠杆菌细胞的DNA合成。
②晚前期基因表达—是与DNA复制有关的基因。其产 物是：核酸酶：降解大肠杆菌的DNA，为自己DNA合 成提供游离的核苷酸；DNA复制有关的酶：大量合成 新T4－DNA。
可诱导性：原噬菌体的自发诱导，每一 代可能有1/10000溶源性细菌被裂解，释 放出大量噬菌体（裂解周期）。
裂解周期
裂 解
非溶源性细菌
用紫外线或化学物质（丝裂霉素C）诱导 ，90％溶源细菌进入裂解周期。
温和噬菌体 象这种在感染周期中具有裂解和溶源两
种途经的噬菌体称为温和噬菌体 。
温和噬菌体的溶菌周期和溶源 周期
噬菌体的混合感染
h-r+
h+r-
E.coliB
h -r＋ × h＋r
Baidu Nhomakorabea
子代 噬菌体
品系1＋品系2 的混合培养物
h-r+ × h+r-中出现的4种噬菌斑
表型
推导的基因型
透明，小
h-r+
半透明，大
h+r-
半透明，小
h+ r+
透明，大
h- r-
四种嗜菌斑
重组率的计算
重组型噬菌斑数
重组率＝ 总噬菌斑数
这些突变是否都影响同一种遗传功能呢？ 即rⅡ中这3000多个突变型是属于一个基因 还是属于几个基因？
互补测验原理
就是用不同的rⅡ突变型成对组合去感染大肠杆 菌k（）菌株。如果被双重感染的细菌中产生 两种亲代基因型的子代噬菌斑（也有少量重组 型的噬菌斑），那么就必然是一个突变型补偿 了一个突变型所不具有的功能，这两个突变型 就称为彼此互补。如果双重感染的细菌不产生 子代噬菌体，则这两种突变型一定有一个相同 功能受到损伤。
二、噬菌体的突变型及其互补测验
❖ 噬菌体的突变型 ❖ 噬菌体的互补测验 ❖ 烈性噬菌体的同源重组 ❖ 温和噬菌体的同源重组 ❖ 噬菌体的非同源重组
1、噬菌体的突变型
噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型 寄主范围突变体 条件致死突变型
1）噬菌斑形态突变型——快速溶菌突变型
野生型噬菌体：形成嗜菌斑小、边缘模 糊、中心清晰。 快速溶菌突变型：形成的嗜菌斑大、边 缘清晰、中心清晰。
突变噬菌体之间的互补作用
3）互补测验的结果
结果发现：rⅡ突变型可分成rⅡA和rⅡB两个互 补群
凡是属于rⅡA互补群的突变不能互补，同理属 于rⅡB互补群的突变也不能互补，只有rⅡA的 突变和rⅡB的突变可以互补，即双重感染大肠 杆菌k（）菌株后可产生子代 。
三、重组实验
T2－噬菌体： r＋型：生长缓慢，噬菌斑小，边缘模糊。 r－型：快速生长，噬菌斑大，边缘清晰 h＋型：只能感染Ttos （ 对T2－phage敏感的 野生型大肠杆菌），不能感染Ttor（对T2－ phage具抗性的突变型大肠杆菌）。 h －型：能感染Ttos，也能感染Ttor Ttos简称品系1，Ttor简称品系2。