第七章細(xì)菌和病毒的遺傳

1、1第七章第七章 細(xì)菌和病毒的遺傳細(xì)菌和病毒的遺傳2本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)1 1細(xì)菌細(xì)菌影印法影印法研究。研究。2 2細(xì)菌和病毒的四種細(xì)菌和病毒的四種遺傳分析方法遺傳分析方法： 轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)、轉(zhuǎn)導(dǎo)。轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)、轉(zhuǎn)導(dǎo)。3 3掌握掌握F+、F、F、HfrF+的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。4 4理解和掌握理解和掌握中斷雜交中斷雜交和和重組作圖重組作圖的原理。的原理。5 5噬菌體噬菌體結(jié)構(gòu)和基因重組特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)和基因重組特點(diǎn)。3細(xì)菌和藍(lán)綠藻細(xì)菌和藍(lán)綠藻： 一個(gè)一個(gè)線條狀線條狀或或環(huán)狀環(huán)狀染色體染色體( (單倍體結(jié)構(gòu)單倍體結(jié)構(gòu)) )； 無(wú)典型的有絲分裂和減數(shù)分裂；無(wú)典型的有絲分裂和減數(shù)分裂； 染色體傳遞和重組方式與真

2、核生物不同。染色體傳遞和重組方式與真核生物不同。病毒病毒： 比細(xì)菌更簡(jiǎn)單；比細(xì)菌更簡(jiǎn)單； 在寄主細(xì)胞內(nèi)以集團(tuán)形式產(chǎn)生；在寄主細(xì)胞內(nèi)以集團(tuán)形式產(chǎn)生； 屬于只有一條染色體的單倍體。屬于只有一條染色體的單倍體。E. coliT4 Phage4第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)菌和病毒遺傳細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義研究的意義51.大?。捍笮。杭?xì)胞較小、長(zhǎng)約細(xì)胞較小、長(zhǎng)約12 (1 1/1000mm)、寬約、寬約0.5 ；2.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：鞭毛、鞭毛、細(xì)胞壁、質(zhì)膜、細(xì)胞壁、質(zhì)膜、間體、核質(zhì)體、核糖體間體、核質(zhì)體、核糖體3.遺傳物質(zhì)：遺傳物質(zhì)：?jiǎn)蝹€(gè)主染色體、單個(gè)主染色體、一個(gè)或多個(gè)小染色體一個(gè)或多個(gè)小染色體(質(zhì)粒質(zhì)粒)4.涂布

3、和繁殖：涂布和繁殖：每個(gè)細(xì)胞在較短每個(gè)細(xì)胞在較短時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi)(如一夜如一夜)能裂殖到能裂殖到107個(gè)個(gè)子細(xì)胞子細(xì)胞 成為肉眼可見(jiàn)的菌落成為肉眼可見(jiàn)的菌落或克隆或克隆(clone)。一、細(xì)菌：一、細(xì)菌：65.生理特性突變生理特性突變：. .營(yíng)養(yǎng)缺陷型：營(yíng)養(yǎng)缺陷型： 喪失合成某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力，不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；喪失合成某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力，不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)； 原養(yǎng)型：原養(yǎng)型：野生菌株則可在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。野生菌株則可在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。 用不同的選擇性培養(yǎng)基用不同的選擇性培養(yǎng)基 測(cè)知突變的特性。測(cè)知突變的特性。. 抗性突變型：抗性突變型：如抗藥性或抗感染性。如抗藥性或抗感染性。例如：青霉

4、素（例如：青霉素（penr）抗性突變）抗性突變的菌落。的菌落。培養(yǎng)基中培養(yǎng)基中加有加有青霉素青霉素76 6、測(cè)定突變的方法、測(cè)定突變的方法影印法：影印法：黎德伯格等（黎德伯格等（Lederberg J.和和Lederberg E. M., 1952）設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。Lederberg J., 1958 Nobel獎(jiǎng)獲得者，獎(jiǎng)獲得者，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)和接合發(fā)現(xiàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)和接合無(wú)鏈霉素?zé)o鏈霉素吸附細(xì)菌吸附細(xì)菌絲絨印在母絲絨印在母板上板上再印在選擇再印在選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)基上鏈霉素鏈霉素篩選出抗鏈篩選出抗鏈霉素的菌系霉素的菌系從模板中挑出抗從模板中挑出抗性和敏感菌系性和敏感菌系8病毒分類：病毒分類： 寄主：寄主

5、：動(dòng)物、植物、細(xì)菌等；動(dòng)物、植物、細(xì)菌等； 遺傳物質(zhì)：遺傳物質(zhì)：DNA 或或 RNA。二、病毒：二、病毒：?jiǎn)伪扼w，僅一條染色體。病毒單倍體，僅一條染色體。病毒 蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)外殼 核酸。核酸。煙草花葉病毒腺病毒煙草花葉病毒腺病毒T4 噬菌體愛(ài)滋病病毒噬菌體愛(ài)滋病病毒RNA DNADNARNA9噬菌體噬菌體對(duì)于分子生物學(xué)研究具有重要意義。對(duì)于分子生物學(xué)研究具有重要意義。101 1世代周期短：世代周期短：大腸桿菌（大腸桿菌（E.coli）：）：20 min繁殖一代繁殖一代。2 2便于管理和生化分析：便于管理和生化分析：個(gè)體小，一般在個(gè)體小，一般在 1 至幾至幾 之間，操作管理方便。之間，操作管理

6、方便。三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性：三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性：113便于研究基因突變：便于研究基因突變：裸露的裸露的DNA分子分子（有的病毒為（有的病毒為RNA分子），容易受分子），容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生突變；環(huán)境條件的影響而發(fā)生突變； 單倍體生物單倍體生物，不存在顯性掩蓋隱性問(wèn)題，隱性突變也，不存在顯性掩蓋隱性問(wèn)題，隱性突變也能表現(xiàn)出來(lái)。能表現(xiàn)出來(lái)。4便于研究基因的作用：便于研究基因的作用：影印培養(yǎng)影印培養(yǎng)，易檢出營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變，有利于從生化，易檢出營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變，有利于從生化角度來(lái)研究基因的作用。角度來(lái)研究基因的作用。5便于研究基因重組：便于研究基因重組：細(xì)菌具有轉(zhuǎn)化、

7、轉(zhuǎn)導(dǎo)和接合作用，可以進(jìn)行精密的細(xì)菌具有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)和接合作用，可以進(jìn)行精密的遺傳分析遺傳分析。126. 便于研究基因結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控機(jī)制：便于研究基因結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控機(jī)制：細(xì)菌和病毒的細(xì)菌和病毒的遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單，易于進(jìn)行基因定位、，易于進(jìn)行基因定位、結(jié)構(gòu)分析和分離，基因的表達(dá)調(diào)控也適于采用生理生化結(jié)構(gòu)分析和分離，基因的表達(dá)調(diào)控也適于采用生理生化的方法進(jìn)行深入研究。的方法進(jìn)行深入研究。7. 便于進(jìn)行遺傳操作：便于進(jìn)行遺傳操作：染色體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單染色體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有組蛋白和其它蛋白的結(jié)合，沒(méi)有組蛋白和其它蛋白的結(jié)合，更宜于進(jìn)行遺傳工程的操作。更宜于進(jìn)行遺傳工程的操作。 13第二節(jié)第二節(jié) 噬菌體

8、的遺傳分析噬菌體的遺傳分析141. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：蛋白質(zhì)外殼、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。蛋白質(zhì)外殼、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。2. 多樣性的原因：多樣性的原因：外殼的蛋白質(zhì)種類、染色體類型和結(jié)構(gòu)。外殼的蛋白質(zhì)種類、染色體類型和結(jié)構(gòu)。3. 兩大類：兩大類： 烈性噬菌體：烈性噬菌體：T噬菌體系列（噬菌體系列（T1T7）；）； 溫和性噬菌體溫和性噬菌體: P1和和噬菌體。噬菌體。一、噬菌體的結(jié)構(gòu)：一、噬菌體的結(jié)構(gòu)：T4噬菌體從噬菌體從大腸桿菌中釋放大腸桿菌中釋放15、烈性噬菌體：、烈性噬菌體： 1.結(jié)構(gòu)大同小異，外貌一般呈蝌蚪狀：結(jié)構(gòu)大同小異，外貌一般呈蝌蚪狀：頭部頭部：雙鏈：雙鏈DN

9、A分子的染色體；分子的染色體；T偶列噬菌體偶列噬菌體頸部頸部：中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘；：中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘；尾部尾部：由基板、尾針和尾絲組成。：由基板、尾針和尾絲組成。162.T偶列噬菌體的侵染過(guò)程（如偶列噬菌體的侵染過(guò)程（如T4噬菌體）：噬菌體）：尾絲固定于大腸桿菌，尾絲固定于大腸桿菌，遺傳物質(zhì)注入遺傳物質(zhì)注入 破壞寄破壞寄主細(xì)胞遺傳物質(zhì)主細(xì)胞遺傳物質(zhì) 合成合成噬菌體遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)噬菌體遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì) 組裝許多新的子噬菌體組裝許多新的子噬菌體 溶菌酶裂解細(xì)菌溶菌酶裂解細(xì)菌 釋釋放出大量噬菌體。放出大量噬菌體。T T4 4噬菌體侵染大腸桿菌的生活周期噬菌體侵染大腸桿菌的生活周期17、溫和性

10、噬菌體：、溫和性噬菌體：例如例如和和P1噬菌體，噬菌體，和和P1各代表各代表一種略有不同的溶源性類型。一種略有不同的溶源性類型。噬菌體結(jié)構(gòu)噬菌體結(jié)構(gòu)18.噬菌體：噬菌體：噬菌體侵入后，細(xì)菌不裂解噬菌體侵入后，細(xì)菌不裂解 附在附在E.coli染色體上的染色體上的gal和和bio位點(diǎn)間的位點(diǎn)間的att座位上座位上 整合整合到細(xì)菌染色到細(xì)菌染色體，并能阻止其它體，并能阻止其它噬菌體的超數(shù)感染。噬菌體的超數(shù)感染。噬噬菌菌體體特特定定位位點(diǎn)點(diǎn)的的整整合合 1. 1.溶源性噬菌體的生活周期：溶源性噬菌體的生活周期：19.P.P1 1噬菌體：噬菌體： 不整合到細(xì)菌不整合到細(xì)菌的染色體上，而是的染色體上，而是

11、獨(dú)立獨(dú)立存在于細(xì)胞質(zhì)存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。內(nèi)。20裂解裂解途徑途徑溶源溶源途徑途徑o原噬菌體原噬菌體：整合到：整合到宿主基因組中的噬菌體。宿主基因組中的噬菌體。僅少數(shù)基因活動(dòng)，表達(dá)出僅少數(shù)基因活動(dòng)，表達(dá)出阻礙物關(guān)閉其它基因。阻礙物關(guān)閉其它基因。原噬菌體經(jīng)原噬菌體經(jīng)誘導(dǎo)誘導(dǎo)可可轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榱倚允删w烈性噬菌體裂解途徑。裂解途徑。 212.P1和和噬菌體的特性：噬菌體的特性：P1和和各代表不同的溶源性類型：各代表不同的溶源性類型：P1噬菌體：噬菌體：侵入后并不整合到細(xì)菌的染色體上，獨(dú)立存在侵入后并不整合到細(xì)菌的染色體上，獨(dú)立存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)；于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)；噬菌體：噬菌體：通過(guò)交換整合到細(xì)菌染色體上。通過(guò)交換

12、整合到細(xì)菌染色體上。溶源性細(xì)菌分裂溶源性細(xì)菌分裂 兩個(gè)子細(xì)胞：兩個(gè)子細(xì)胞：P1噬菌體復(fù)制則使每個(gè)子細(xì)胞中至少含有一個(gè)拷貝；噬菌體復(fù)制則使每個(gè)子細(xì)胞中至少含有一個(gè)拷貝；噬菌體隨細(xì)胞染色體復(fù)制而復(fù)制，細(xì)胞中有一個(gè)拷貝。噬菌體隨細(xì)胞染色體復(fù)制而復(fù)制，細(xì)胞中有一個(gè)拷貝。共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)：核酸既不大量復(fù)制，也不大量轉(zhuǎn)錄和翻譯。核酸既不大量復(fù)制，也不大量轉(zhuǎn)錄和翻譯。22P P1 1和和噬菌體的生活周期特性噬菌體的生活周期特性231.噬菌體遺傳性狀分為兩類：噬菌體遺傳性狀分為兩類： 形成的噬菌斑形狀：形成的噬菌斑形狀：指噬菌斑大小、邊緣指噬菌斑大小、邊緣清晰度、透明程度。清晰度、透明程度。寄主范圍：寄主范

13、圍：指噬菌體感染和裂解指噬菌體感染和裂解的菌株范圍。的菌株范圍。二、二、T2噬菌體的基因重組與作圖：噬菌體的基因重組與作圖：24.噬菌斑表現(xiàn)型：噬菌斑表現(xiàn)型：正常噬菌體正常噬菌體r+：噬菌斑小而邊緣模糊。噬菌斑小而邊緣模糊。r突變體突變體（rapid lysis，速溶性）：速溶性）： 噬菌斑大而邊緣清楚。噬菌斑大而邊緣清楚。2T2噬菌體的研究最為廣泛：噬菌體的研究最為廣泛： 25.寄主范圍突變體：寄主范圍突變體：指指能克服噬菌體抗性能克服噬菌體抗性的突變體。的突變體。例：例：T2 h+ 噬菌體：只侵染大腸桿菌噬菌體：只侵染大腸桿菌B株株半透明噬菌斑。半透明噬菌斑。T2 h突變株：能利用突變株：

14、能利用B株和株和B/2株株透明噬菌斑。透明噬菌斑。2T2噬菌體的研究最為廣泛：噬菌體的研究最為廣泛： 26h和和h+均能夠感染均能夠感染B株株可用可用T2兩個(gè)親本兩個(gè)親本hr+和和h+r同時(shí)同時(shí)感染感染B株。株。hr+(透明，小透明，小)h+r (半透明，大半透明，大)同時(shí)感染同時(shí)感染B菌株菌株獲得噬菌體子代獲得噬菌體子代親本型：親本型：hr+， h+r重組型：重組型：hr， h+r+E.coli E.coli B B株株雙重感染：雙重感染：27重組值計(jì)算：重組值計(jì)算：重組值重組值=重組噬菌斑數(shù)重組噬菌斑數(shù)/總噬菌斑數(shù)總噬菌斑數(shù)100%= (h+r+hr)/(h+r+hr+h+r+hr)100

15、%去掉去掉%即可作為圖距。即可作為圖距。h+r -將將親本型親本型和和重組型重組型混合子代混合子代感染感染混合有混合有B和和B/2菌株的培養(yǎng)基菌株的培養(yǎng)基hr+(親親)：噬菌斑透明、小，邊緣模糊噬菌斑透明、小，邊緣模糊h+r(親親)：噬菌斑半透明、大，邊緣清楚噬菌斑半透明、大，邊緣清楚hr(重組重組)：噬菌斑透明、小，邊緣清楚噬菌斑透明、小，邊緣清楚h+r+(重組重組)：噬菌斑半透明、小，邊緣模糊噬菌斑半透明、小，邊緣模糊28不同速溶菌的突變型在表現(xiàn)型上不同不同速溶菌的突變型在表現(xiàn)型上不同，可分別寫成，可分別寫成ra、rb、rc等，用等，用rxh+rx+h獲得試驗(yàn)結(jié)果列于下表：獲得試驗(yàn)結(jié)果列于

16、下表：雜交組合各基因型（雜交組合各基因型（% %）重組值）重組值r r- -h h+ +r r+ +h h- -r r+ +h h+ +r r- -h h- - rah+ra+h-34.034.042.042.012.012.012.012.0 24.024.0/100=24%/100=24%rbh+rb+h-32.032.056.056.05.95.96.4 6.4 12.312.3/100.3=12.3%/100.3=12.3%rch+rc+h-39.039.059.059.00.70.70.90.91.61.6/99.6=1.6%/99.6=1.6%分別作出分別作出ra、rb、rc與與h

17、的三個(gè)連鎖圖的三個(gè)連鎖圖:29再做雜交：再做雜交：rcrb+rc+rb結(jié)果表明結(jié)果表明: rcrb的重組值 rbh h 位于位于rb及及rc之間，排列順序之間，排列順序 rchrb。由于由于T2 噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀的，所以噬菌體的連鎖圖是環(huán)狀的，所以2、3排列都對(duì)。排列都對(duì)。四種可能的基因排列連鎖圖四種可能的基因排列連鎖圖: :1 2 3 4 hrcrarb30第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)菌的遺傳分析細(xì)菌的遺傳分析31概念：概念：某些細(xì)菌通過(guò)其細(xì)胞膜某些細(xì)菌通過(guò)其細(xì)胞膜攝取攝取周圍供體的染色體周圍供體的染色體片段，將此外源片段，將此外源DNA片段通過(guò)片段通過(guò)重組重組整合到自己整合到自己染色體組的過(guò)程。染

18、色體組的過(guò)程。 1928年，格里費(fèi)斯（年，格里費(fèi)斯（Griffith F.）在肺炎雙球菌中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。在肺炎雙球菌中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。1944年，阿委瑞（年，阿委瑞（Avery O. T.） 進(jìn)行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)；進(jìn)行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)；證實(shí)遺傳物質(zhì)是證實(shí)遺傳物質(zhì)是DNA；轉(zhuǎn)化是細(xì)菌交換基因的方法之一。轉(zhuǎn)化是細(xì)菌交換基因的方法之一。 一、轉(zhuǎn)化（一、轉(zhuǎn)化（transformation）：）：32轉(zhuǎn)化的條件：轉(zhuǎn)化的條件：細(xì)菌活躍攝取外源細(xì)菌活躍攝取外源DNADNA分子；分子；具備重組程序所必需的酶。具備重組程序所必需的酶。轉(zhuǎn)化三種細(xì)菌：轉(zhuǎn)化三種細(xì)菌：肺炎雙球菌；肺炎雙球菌； 枯草桿菌；枯草桿菌；

19、流感嗜血桿菌。流感嗜血桿菌。轉(zhuǎn)化的兩個(gè)例子：轉(zhuǎn)化的兩個(gè)例子：.用兩個(gè)帶有不同抗性的肺炎雙球菌群體混合用兩個(gè)帶有不同抗性的肺炎雙球菌群體混合可以可以發(fā)現(xiàn)帶有雙抗性的細(xì)菌。發(fā)現(xiàn)帶有雙抗性的細(xì)菌。細(xì)菌裂解細(xì)菌裂解DNA殘留其它細(xì)菌攝取轉(zhuǎn)化。殘留其它細(xì)菌攝取轉(zhuǎn)化。.枯草桿菌活細(xì)胞表面分泌枯草桿菌活細(xì)胞表面分泌DNA，可被其它細(xì)胞攝取。，可被其它細(xì)胞攝取。33、供體與受體的互作：、供體與受體的互作：.轉(zhuǎn)化片斷的大小：轉(zhuǎn)化片斷的大?。悍窝纂p球菌轉(zhuǎn)化：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化：DNA片斷至少有片斷至少有800bp；枯草桿菌的轉(zhuǎn)化：枯草桿菌的轉(zhuǎn)化：DNA片斷至少有片斷至少有16000bp。.供體供體DNA分子存在的數(shù)目

20、：分子存在的數(shù)目：供體供體DNA分子數(shù)目與特定基因的成功轉(zhuǎn)化有關(guān)。分子數(shù)目與特定基因的成功轉(zhuǎn)化有關(guān)。鏈霉素抗性基因轉(zhuǎn)化：每個(gè)細(xì)胞含有鏈霉素抗性基因轉(zhuǎn)化：每個(gè)細(xì)胞含有10個(gè)個(gè)DNA分子之前分子之前，抗性轉(zhuǎn)化體數(shù)目一直與抗性轉(zhuǎn)化體數(shù)目一直與DNA分子分子存在數(shù)目成正比。存在數(shù)目成正比。原因：原因：細(xì)菌的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜上有固定數(shù)量的細(xì)菌的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜上有固定數(shù)量的DNA接受接受座位座位，故一般細(xì)菌攝取的，故一般細(xì)菌攝取的DNA分子數(shù)分子數(shù)10個(gè)。個(gè)。34受體的生理狀態(tài)：受體的生理狀態(tài)：感受態(tài)是處于剛感受態(tài)是處于剛停止停止DNA合成合成、而、而蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成繼續(xù)活躍繼續(xù)活躍進(jìn)行時(shí)的狀態(tài)。進(jìn)行時(shí)

21、的狀態(tài)?；钴S合成的蛋白質(zhì)可使細(xì)菌活躍合成的蛋白質(zhì)可使細(xì)菌細(xì)胞壁細(xì)胞壁易于接受轉(zhuǎn)化易于接受轉(zhuǎn)化DNA。只有感受態(tài)受體細(xì)胞才能攝取并轉(zhuǎn)化外源只有感受態(tài)受體細(xì)胞才能攝取并轉(zhuǎn)化外源DNA，而這種而這種感受態(tài)也只能發(fā)生在細(xì)菌生長(zhǎng)周期的感受態(tài)也只能發(fā)生在細(xì)菌生長(zhǎng)周期的某一時(shí)間范圍某一時(shí)間范圍內(nèi)。內(nèi)。 35、轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化DNA的攝取和整合過(guò)程：的攝取和整合過(guò)程：.結(jié)合與穿入：結(jié)合與穿入： DNA分子結(jié)合分子結(jié)合在接受座位上在接受座位上(可逆可逆)，可被可被DNA酶降解；接受座位飽和性。酶降解；接受座位飽和性。DNA攝取攝取(不可逆不可逆)，不受，不受DNA酶破壞。酶破壞。穿入穿入后，由外切酶或后，由外切酶或DN

22、A移位酶降解移位酶降解其中一條鏈。其中一條鏈。.聯(lián)會(huì)：聯(lián)會(huì)：按各個(gè)位點(diǎn)與其相應(yīng)的受體按各個(gè)位點(diǎn)與其相應(yīng)的受體DNA片段片段聯(lián)會(huì)。親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，聯(lián)會(huì)越小、轉(zhuǎn)化的聯(lián)會(huì)。親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，聯(lián)會(huì)越小、轉(zhuǎn)化的可能性越小?？赡苄栽叫?。36整合整合(重組重組)：是指單鏈的轉(zhuǎn)化是指單鏈的轉(zhuǎn)化DNA與與受體受體DNA對(duì)應(yīng)位點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位點(diǎn)的置換置換穩(wěn)定地進(jìn)入到受體穩(wěn)定地進(jìn)入到受體DNA。對(duì)同源對(duì)同源DNA具有特異性。具有特異性。異源異源DNA，視親緣關(guān)系遠(yuǎn)近，視親緣關(guān)系遠(yuǎn)近也可發(fā)生不同頻率整合。也可發(fā)生不同頻率整合。37(三三)、共轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜繪制、共轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜繪制 利用利用共同轉(zhuǎn)化共同轉(zhuǎn)化繪制細(xì)菌連鎖遺傳圖譜的

23、基本原理：繪制細(xì)菌連鎖遺傳圖譜的基本原理： 相鄰基因發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的概率與兩者的距離間成正向關(guān)系，相鄰基因發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的概率與兩者的距離間成正向關(guān)系，基因間距離越近，發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的頻率越高，反之越低?；蜷g距離越近，發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的頻率越高，反之越低。 因此可能通過(guò)測(cè)定兩基因共同轉(zhuǎn)化的頻率來(lái)指示基因間的因此可能通過(guò)測(cè)定兩基因共同轉(zhuǎn)化的頻率來(lái)指示基因間的相對(duì)距離。相對(duì)距離。38轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜 按照概率定律，兩個(gè)片段同時(shí)轉(zhuǎn)化的概率應(yīng)為它們按照概率定律，兩個(gè)片段同時(shí)轉(zhuǎn)化的概率應(yīng)為它們單獨(dú)轉(zhuǎn)化的概率的乘積，所以這種情況的概率是很單獨(dú)轉(zhuǎn)化的概率的乘積，所以這種情況的概率是很低的。低的。 當(dāng)兩個(gè)

24、基因緊密連鎖時(shí)，它們就有較多的機(jī)會(huì)包括當(dāng)兩個(gè)基因緊密連鎖時(shí)，它們就有較多的機(jī)會(huì)包括在同一個(gè)在同一個(gè)DNA片段中，并同時(shí)整合到受體染色體片段中，并同時(shí)整合到受體染色體中。因此，緊密連鎖的基因可以通過(guò)轉(zhuǎn)化進(jìn)行作圖。中。因此，緊密連鎖的基因可以通過(guò)轉(zhuǎn)化進(jìn)行作圖。39黎德伯格等用枯草桿菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化和重組試驗(yàn)：黎德伯格等用枯草桿菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化和重組試驗(yàn)：DNA 片段進(jìn)入受體細(xì)胞后，可與受體染色體發(fā)生重組。片段進(jìn)入受體細(xì)胞后，可與受體染色體發(fā)生重組。緊密連鎖的兩個(gè)基因有較多的機(jī)會(huì)在同一個(gè)緊密連鎖的兩個(gè)基因有較多的機(jī)會(huì)在同一個(gè)DNA片段中片段中同時(shí)整合到受體染色體中。同時(shí)整合到受體染色體中。40三者并發(fā)轉(zhuǎn)化的頻率

25、高三者并發(fā)轉(zhuǎn)化的頻率高，故這，故這3個(gè)基因是連鎖的，個(gè)基因是連鎖的，其中其中his2和和tyr1連鎖最為緊密：連鎖最為緊密：trp2his2tyr1341340單交換時(shí)，染色體開(kāi)環(huán)易降解，故不存在單交換類型；單交換時(shí)，染色體開(kāi)環(huán)易降解，故不存在單交換類型；只有雙交換和偶數(shù)的多交換才有效。只有雙交換和偶數(shù)的多交換才有效。41二、接合（二、接合（conjugation）：）：1.概念：是指原核生物的遺傳物質(zhì)從概念：是指原核生物的遺傳物質(zhì)從供體供體（donor）轉(zhuǎn)移）轉(zhuǎn)移到到受體受體（receptor）內(nèi)的過(guò)程。）內(nèi)的過(guò)程。特點(diǎn)：需通過(guò)特點(diǎn)：需通過(guò)細(xì)胞的直接接觸細(xì)胞的直接接觸。 42不同營(yíng)養(yǎng)缺陷型的

26、大腸桿菌：不同營(yíng)養(yǎng)缺陷型的大腸桿菌：A菌株：菌株：Met- bio- thr+ leu+，需加需加甲硫氨酸甲硫氨酸和和生物素生物素。B菌株：菌株：Met+ bio+ thr- leu-，需加需加蘇氨酸蘇氨酸和和亮氨酸亮氨酸。A菌株和菌株和B菌株?duì)I養(yǎng)缺陷型，菌株?duì)I養(yǎng)缺陷型，不能在基本培養(yǎng)上生長(zhǎng)。不能在基本培養(yǎng)上生長(zhǎng)。AB菌株混合培養(yǎng)菌株混合培養(yǎng)，在完全，在完全培養(yǎng)基上，幾小時(shí)后離心，涂培養(yǎng)基上，幾小時(shí)后離心，涂布基本培養(yǎng)基上，布基本培養(yǎng)基上，長(zhǎng)出原養(yǎng)型長(zhǎng)出原養(yǎng)型（Met+ bio+ thr+ leu+）菌落）菌落。2實(shí)例：黎德伯格和塔特姆（實(shí)例：黎德伯格和塔特姆（1946年）：年）：43幾種可能

27、解釋及其分析幾種可能解釋及其分析 對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果原養(yǎng)型菌落可能產(chǎn)生于：對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果原養(yǎng)型菌落可能產(chǎn)生于： 親本細(xì)菌親本細(xì)菌A A或或B B發(fā)生了發(fā)生了回復(fù)突變回復(fù)突變； 兩品系細(xì)胞通過(guò)培養(yǎng)基交換養(yǎng)料兩品系細(xì)胞通過(guò)培養(yǎng)基交換養(yǎng)料互養(yǎng)作用互養(yǎng)作用； 兩品系間發(fā)生了兩品系間發(fā)生了轉(zhuǎn)化作用轉(zhuǎn)化作用； 為了驗(yàn)證這些原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的可能而進(jìn)行的研為了驗(yàn)證這些原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的可能而進(jìn)行的研究最終表明：究最終表明：這些解釋均不成立這些解釋均不成立。44回復(fù)突變可能的排除回復(fù)突變可能的排除 Lederbery和和Tatum利用的雙營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株進(jìn)行試?yán)玫碾p營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株進(jìn)行試驗(yàn)，已基本排除驗(yàn)，已基本排除A或

28、或B品系發(fā)生回復(fù)突變產(chǎn)生原養(yǎng)型細(xì)品系發(fā)生回復(fù)突變產(chǎn)生原養(yǎng)型細(xì)菌的可能。菌的可能。 單基因回復(fù)突變的頻率約為單基因回復(fù)突變的頻率約為10-6； 雙基因回復(fù)突變的頻率則為雙基因回復(fù)突變的頻率則為10-12，頻率很低。，頻率很低。 但試驗(yàn)中產(chǎn)生原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的頻率非常高，因此但試驗(yàn)中產(chǎn)生原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的頻率非常高，因此基本可以排除回復(fù)突變的可能?；究梢耘懦貜?fù)突變的可能。45互養(yǎng)作用及其排除互養(yǎng)作用及其排除 試驗(yàn)材料：試驗(yàn)材料： A品系：品系：A-B+ T1S(met-bio-thr+leu+T1S)； B品系：品系：A+B- T1R(met+bio+thr-leu-T1R)。 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法

29、： 將將A、B品系混合接種在基本培養(yǎng)基表面；品系混合接種在基本培養(yǎng)基表面； 短時(shí)間后噴短時(shí)間后噴T1殺死殺死A品系，使其不能持續(xù)產(chǎn)生品系，使其不能持續(xù)產(chǎn)生thr與與leu供供B品系持續(xù)生長(zhǎng)。品系持續(xù)生長(zhǎng)。 結(jié)果與結(jié)論：結(jié)果與結(jié)論： 仍然出現(xiàn)原養(yǎng)型菌落。仍然出現(xiàn)原養(yǎng)型菌落。 從而表明互養(yǎng)并非原養(yǎng)型菌落出現(xiàn)的原因，而可能發(fā)從而表明互養(yǎng)并非原養(yǎng)型菌落出現(xiàn)的原因，而可能發(fā)生了遺傳重組。生了遺傳重組。46轉(zhuǎn)化作用及其排除轉(zhuǎn)化作用及其排除 把品系把品系A(chǔ)的培養(yǎng)液經(jīng)加熱滅菌，的培養(yǎng)液經(jīng)加熱滅菌，加入加入到到B品系的培養(yǎng)物中，未得到原養(yǎng)型菌落；表明原品系的培養(yǎng)物中，未得到原養(yǎng)型菌落；表明原養(yǎng)型菌落可能不是由養(yǎng)

30、型菌落可能不是由轉(zhuǎn)化作用轉(zhuǎn)化作用產(chǎn)生。產(chǎn)生。47這種原養(yǎng)型細(xì)胞如何出現(xiàn)？這種原養(yǎng)型細(xì)胞如何出現(xiàn)？A菌株B菌株A、B菌株分別培養(yǎng)在基本菌株分別培養(yǎng)在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)基上 一邊加壓和一邊加壓和吸引使培養(yǎng)液充分混合吸引使培養(yǎng)液充分混合 結(jié)果任何一臂的培養(yǎng)基上結(jié)果任何一臂的培養(yǎng)基上均未長(zhǎng)出原養(yǎng)型細(xì)菌。均未長(zhǎng)出原養(yǎng)型細(xì)菌。直接接觸直接接觸(接合接合)是原養(yǎng)型是原養(yǎng)型細(xì)胞出現(xiàn)的必要條件。細(xì)胞出現(xiàn)的必要條件。海斯海斯（Hayes W.,1952）證明）證明：接合過(guò)程是一種接合過(guò)程是一種單向單向轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移，A菌株遺傳物質(zhì)菌株遺傳物質(zhì) B菌株，從供體（菌株，從供體（donor）到受體（）到受體（receptor

31、）。）。濾片大分子可通過(guò)，細(xì)菌不能通過(guò)U型管的實(shí)驗(yàn)型管的實(shí)驗(yàn)（Davis，1950）48F 因子：因子：致育因子（性因子），是一種附加體。致育因子（性因子），是一種附加體。攜帶攜帶F因子的菌株稱為供體菌或雄性，用因子的菌株稱為供體菌或雄性，用F表示。表示。未攜帶未攜帶F因子的菌株為受體菌或雌性，用因子的菌株為受體菌或雌性，用F表示。表示。、F因子及因子及F向向F的轉(zhuǎn)移：的轉(zhuǎn)移：F 因子的組成：因子的組成：染色體外遺傳物質(zhì)，環(huán)狀染色體外遺傳物質(zhì)，環(huán)狀DNA； 4060個(gè)蛋白質(zhì)基因；個(gè)蛋白質(zhì)基因；24個(gè)個(gè)/細(xì)胞細(xì)胞(雄性內(nèi)雄性內(nèi))。49F 因子的三種狀態(tài)：因子的三種狀態(tài)：以大腸桿菌為例：以大腸桿菌

32、為例：沒(méi)有沒(méi)有F因子，即因子，即F；一個(gè)自主狀態(tài)一個(gè)自主狀態(tài)F因子，即因子，即F；一個(gè)整合到自己染色體內(nèi)的一個(gè)整合到自己染色體內(nèi)的F因子，即因子，即Hfr。50自主狀態(tài)時(shí)自主狀態(tài)時(shí)F 因子獨(dú)立進(jìn)行分裂。因子獨(dú)立進(jìn)行分裂。 51F 因子的傳遞：因子的傳遞：帶帶F 因子的細(xì)菌較少。因子的細(xì)菌較少。具具有有F 因子的菌株可以作為供體因子的菌株可以作為供體。 F 因子中有形成因子中有形成F性傘毛性傘毛（F pilus）的基因）的基因接合管接合管 F 細(xì)胞中的細(xì)胞中的F 因子由接合因子由接合管向管向F傳遞傳遞 F受體變成受體變成F。52FF：先形成接合管，先形成接合管， F因子的因子的DNA邊轉(zhuǎn)移邊復(fù)制

33、，邊轉(zhuǎn)移邊復(fù)制， F細(xì)胞細(xì)胞 F細(xì)胞。細(xì)胞。F因子及其在雜交中的行為因子及其在雜交中的行為53在在HfrF結(jié)合時(shí)，結(jié)合時(shí)，細(xì)菌染色體由一細(xì)菌染色體由一小段單鏈的小段單鏈的F因子為前導(dǎo)而轉(zhuǎn)移到因子為前導(dǎo)而轉(zhuǎn)移到F-受體受體 邊進(jìn)入邊合成。一般僅小部分細(xì)菌染色邊進(jìn)入邊合成。一般僅小部分細(xì)菌染色體能夠轉(zhuǎn)入，接合中斷體能夠轉(zhuǎn)入，接合中斷受體細(xì)胞為受體細(xì)胞為F，F(xiàn)因子仍留在供體內(nèi)。因子仍留在供體內(nèi)。F因子整合到細(xì)菌染色體上（因子整合到細(xì)菌染色體上（FHfr細(xì)胞），細(xì)胞），其繁殖與細(xì)菌染色體同步進(jìn)行其繁殖與細(xì)菌染色體同步進(jìn)行。此時(shí)，細(xì)菌基因的此時(shí)，細(xì)菌基因的重組頻率增加重組頻率增加 4倍倍以上，以上，染色

34、體上整合有染色體上整合有F因子的菌株，因子的菌株，稱為稱為Hfr菌株菌株。HfrHfrF F、Hfr細(xì)胞的形成及染色體的轉(zhuǎn)移：細(xì)胞的形成及染色體的轉(zhuǎn)移：54降解單交換單交換雙交換雙交換受體內(nèi)受體內(nèi)基因子基因子供體外基因子供體外基因子部分二倍體：部分二倍體：當(dāng)當(dāng)F或或Hfr的細(xì)菌的細(xì)菌染色體進(jìn)入染色體進(jìn)入F后，在后，在一個(gè)短時(shí)期內(nèi)，一個(gè)短時(shí)期內(nèi)，F(xiàn)細(xì)細(xì)胞內(nèi)的胞內(nèi)的某些位點(diǎn)就會(huì)某些位點(diǎn)就會(huì)成為二倍體成為二倍體DNA。cb+a+c+ba部分二倍體中發(fā)生交換部分二倍體中發(fā)生交換:單數(shù)交換單數(shù)交換：打開(kāi)環(huán)狀染色體，產(chǎn)生一個(gè)線性染色體，這種：打開(kāi)環(huán)狀染色體，產(chǎn)生一個(gè)線性染色體，這種細(xì)胞是不能成活的。細(xì)胞是

35、不能成活的。偶數(shù)交換偶數(shù)交換：產(chǎn)生可遺傳的重組體和片段。：產(chǎn)生可遺傳的重組體和片段。55、中斷雜交試驗(yàn)及染色體連鎖圖：、中斷雜交試驗(yàn)及染色體連鎖圖：50年代，雅科（年代，雅科（Jacob F.）和沃爾曼（和沃爾曼（Wollman E.）： 中斷雜交試驗(yàn)：中斷雜交試驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)接合時(shí)遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移是直線進(jìn)行。接合時(shí)遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移是直線進(jìn)行。其方法為：其方法為：Hfr菌株與菌株與F菌株混合培養(yǎng)。菌株混合培養(yǎng)。Hfr菌株：菌株：strs a+ b+ c+ d+對(duì)鏈霉素敏感對(duì)鏈霉素敏感F-菌株：菌株：strr a- b- c- d-抗鏈霉素抗鏈霉素不同時(shí)間取樣不同時(shí)間取樣 攪拌器中斷雜交攪拌器中斷雜交 稀

36、釋含鏈霉素完全稀釋含鏈霉素完全培養(yǎng)基培養(yǎng)基 殺死殺死Hfr細(xì)菌細(xì)菌 抗抗str細(xì)菌菌落細(xì)菌菌落 影印培養(yǎng)法：影印培養(yǎng)法：鑒定鑒定a+b+c+d+各基因轉(zhuǎn)移時(shí)間。各基因轉(zhuǎn)移時(shí)間。56實(shí)例：實(shí)例：Hfr菌株：菌株：蘇氨酸蘇氨酸(thr+)、亮氨酸、亮氨酸(leu+)、抗疊氮化物、抗疊氮化物(azir)、抗抗T1噬菌體噬菌體(tonr)、半乳糖、半乳糖(galb+)、乳糖、乳糖(lac+)。F-菌株：菌株：thr-、leu-、azis、tons、galb-、lac-型。型。8分鐘時(shí)：分鐘時(shí)：thr+進(jìn)入進(jìn)入F-細(xì)胞；細(xì)胞；8.5分鐘時(shí)：分鐘時(shí)：leu+進(jìn)入進(jìn)入F-細(xì)胞；細(xì)胞；9分鐘時(shí)：出現(xiàn)分鐘時(shí)：出

37、現(xiàn)疊氮化物抗性疊氮化物抗性的菌落，少數(shù)的菌落，少數(shù)azir基因進(jìn)入基因進(jìn)入F-細(xì)胞；細(xì)胞；11分鐘時(shí)：出現(xiàn)分鐘時(shí)：出現(xiàn)抗噬菌體抗噬菌體T1的的F-細(xì)菌；細(xì)菌；18和和25分鐘時(shí)：分別出現(xiàn)分鐘時(shí)：分別出現(xiàn)乳糖乳糖和和半乳糖發(fā)酵半乳糖發(fā)酵基因，即基因，即lac+和和galb+進(jìn)入進(jìn)入F-細(xì)胞。細(xì)胞。88.59111857重組體中各標(biāo)志基因進(jìn)重組體中各標(biāo)志基因進(jìn)入入F- 細(xì)胞中時(shí)間不同，細(xì)胞中時(shí)間不同，達(dá)到最高水平的時(shí)間也達(dá)到最高水平的時(shí)間也不同；不同；隨時(shí)間的推遲，某個(gè)基隨時(shí)間的推遲，某個(gè)基因的重組率增加；一定因的重組率增加；一定程度后，重組率便不再程度后，重組率便不再增加。增加。如：如：10to

38、nr首次出現(xiàn)，首次出現(xiàn)， 15時(shí)時(shí)40%、25后后80%。Hfr中基因是按一定的線性中基因是按一定的線性順序依次進(jìn)入順序依次進(jìn)入F-菌株的。菌株的。 58thrleuazitonlacgalF O88.59111825時(shí)間時(shí)間(分鐘分鐘) 以基因出現(xiàn)的以基因出現(xiàn)的時(shí)間時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn) 作出作出E. coli的遺傳連鎖圖。的遺傳連鎖圖。 大腸桿菌大腸桿菌 Hfr thr+leu+lac+gal+azistonsstrs F thrleulacgalazir tonr strr的結(jié)果的結(jié)果 標(biāo)記基因標(biāo)記基因 轉(zhuǎn)入的時(shí)間（分鐘）轉(zhuǎn)入的時(shí)間（分鐘） 頻率頻率 thr+ 8 100(經(jīng)選擇的經(jīng)選擇的)

39、leu+ 8.5 100(經(jīng)選擇的經(jīng)選擇的) azis 9 90 tons 11 70 lac+ 18 40 gal+ 25 25 59用一種大腸桿菌的用一種大腸桿菌的不同不同HfrHfr菌株菌株進(jìn)行中斷雜交實(shí)驗(yàn)，作出進(jìn)行中斷雜交實(shí)驗(yàn)，作出連鎖圖，其基因向連鎖圖，其基因向F F- -細(xì)胞轉(zhuǎn)移的細(xì)胞轉(zhuǎn)移的順序不同順序不同。Hfr類型類型原點(diǎn)基因轉(zhuǎn)移順序原點(diǎn)基因轉(zhuǎn)移順序HfrHO Othrthrproprolaclacpurpurgalgalhishisglyglythithi1O Othrthrthithiglyglyhishisgalgalpurpurlaclacpropro2O Opropr

40、othrthrthithiglyglyhishisgalgalpurpurlaclac3O OpurpurlaclacproprothrthrthithiglyglyhishisgalgalAB312O Othithithrthrproprolaclacgurgurgalgalhishisglygly 轉(zhuǎn)移的順序是不是隨機(jī)？轉(zhuǎn)移的順序是不是隨機(jī)？例如：例如：thr thi gly 。60Hfr1和和HfrAB312菌系的中斷雜交試驗(yàn)及其連鎖圖：菌系的中斷雜交試驗(yàn)及其連鎖圖：開(kāi)始開(kāi)始開(kāi)始開(kāi)始結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束61差異：差異：不同不同Hfr菌株轉(zhuǎn)移菌株轉(zhuǎn)移的的原點(diǎn)原點(diǎn)(O)和轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移方向方向不同。

41、不同。進(jìn)一步說(shuō)明進(jìn)一步說(shuō)明F因子和因子和細(xì)菌染色體都是細(xì)菌染色體都是環(huán)狀。環(huán)狀。 62、重組作圖：、重組作圖：兩基因轉(zhuǎn)移時(shí)間間距兩基因轉(zhuǎn)移時(shí)間間距2 2分鐘分鐘時(shí)，中斷雜交法的圖距不夠精確，時(shí)，中斷雜交法的圖距不夠精確，應(yīng)采用傳統(tǒng)的應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖法重組作圖法。例：二個(gè)基因緊密連鎖例：二個(gè)基因緊密連鎖:lac-（乳糖不發(fā)酵）（乳糖不發(fā)酵） ade-（腺嘌呤缺陷型）（腺嘌呤缺陷型）完全培養(yǎng)基混合培養(yǎng)完全培養(yǎng)基混合培養(yǎng)完全培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基（無(wú)腺嘌呤、加鏈霉素）（無(wú)腺嘌呤、加鏈霉素）F-ade+lac+未發(fā)生交換未發(fā)生交換F-ade+lac-基因間發(fā)生交換基因間發(fā)生交換Hfr lac+ade+（

42、strs）F- lac-ade-（strr）F-ade+ 菌落菌落 加乳糖加乳糖63基因間重組頻率：基因間重組頻率： 兩個(gè)位點(diǎn)間的時(shí)間約為兩個(gè)位點(diǎn)間的時(shí)間約為1分鐘，約相當(dāng)于分鐘，約相當(dāng)于20%的的重組值。重組值。-lac ade100%22%(lac ade )(lac ade )64三、性導(dǎo)三、性導(dǎo)（sexduction）: :性導(dǎo)：性導(dǎo)：指接合時(shí)由指接合時(shí)由F因子因子所攜帶的外源所攜帶的外源DNA整合到細(xì)菌整合到細(xì)菌染色體的過(guò)程。染色體的過(guò)程。F 因子整合過(guò)程因子整合過(guò)程：可逆：發(fā)生環(huán)出時(shí)，可逆：發(fā)生環(huán)出時(shí)，F(xiàn)因子因子又可重新離開(kāi)染色體。又可重新離開(kāi)染色體。整合整合環(huán)出環(huán)出65Adelb

43、erg和和Burns(1959)：F 因子偶爾在環(huán)出時(shí)因子偶爾在環(huán)出時(shí)不夠準(zhǔn)確，會(huì)攜帶出不夠準(zhǔn)確，會(huì)攜帶出染色體上的一些基因，染色體上的一些基因，這種因子稱為這種因子稱為F因子因子。 F因子因子攜帶染色體攜帶染色體的節(jié)段大?。簭囊粋€(gè)的節(jié)段大?。簭囊粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)基因到半個(gè)細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)基因到半個(gè)細(xì)菌染色體。染色體。66F因子使細(xì)菌帶有某些因子使細(xì)菌帶有某些突出的特點(diǎn)：突出的特點(diǎn)：F因子轉(zhuǎn)移基因頻率極因子轉(zhuǎn)移基因頻率極高，如同高，如同F(xiàn)+因子轉(zhuǎn)移頻率；因子轉(zhuǎn)移頻率；F因子自然整合率極高，因子自然整合率極高，并且整合在并且整合在一定的座位一定的座位上。上。攜帶與細(xì)菌染色體一樣攜帶與細(xì)菌染色體一樣的同源區(qū)段；而正

44、常的同源區(qū)段；而正常 F因子因子可在可在不同座位不同座位整合。整合。67雅科和阿代爾伯格發(fā)現(xiàn)：雅科和阿代爾伯格發(fā)現(xiàn)：特殊的特殊的Hfr菌株能把菌株能把lac+ 等位基因等位基因高頻率高頻率地轉(zhuǎn)移到地轉(zhuǎn)移到F lac-受體中。受體中。lac基因位于遠(yuǎn)端，中斷雜交實(shí)驗(yàn)中只有基因位于遠(yuǎn)端，中斷雜交實(shí)驗(yàn)中只有1/1000重組率重組率；由由F攜帶攜帶lac+ 基因進(jìn)入受體后可在基因進(jìn)入受體后可在lac位點(diǎn)上形成部分位點(diǎn)上形成部分二倍體二倍體Flac+ / lac-。68性導(dǎo)在大腸桿菌遺傳研究中的作用：性導(dǎo)在大腸桿菌遺傳研究中的作用：分離出大量分離出大量F F因子（每個(gè)因子（每個(gè)F F因子攜帶有不同大腸因

45、子攜帶有不同大腸桿菌基因）桿菌基因）利用不同基因在一起的并發(fā)性導(dǎo)的利用不同基因在一起的并發(fā)性導(dǎo)的頻率來(lái)作圖；頻率來(lái)作圖；通過(guò)性導(dǎo)產(chǎn)生部分二倍體通過(guò)性導(dǎo)產(chǎn)生部分二倍體確定等位基因位置、確定等位基因位置、顯隱性關(guān)系；顯隱性關(guān)系；. . 性導(dǎo)形成的部分二倍體可用作互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)性導(dǎo)形成的部分二倍體可用作互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)確定兩個(gè)確定兩個(gè)突變類型是否屬于同一個(gè)基因。突變類型是否屬于同一個(gè)基因。69并發(fā)性導(dǎo)并發(fā)性導(dǎo)(co-sexduction):是建立遺傳圖的另一手段，兩個(gè)位點(diǎn)必須密切是建立遺傳圖的另一手段，兩個(gè)位點(diǎn)必須密切相連才能處在同一個(gè)相連才能處在同一個(gè)F因子上。因子上。獲得兩個(gè)位點(diǎn)間重組率獲得兩個(gè)位點(diǎn)間重組率

46、每個(gè)片段的連鎖群。每個(gè)片段的連鎖群。性導(dǎo)作圖法性導(dǎo)作圖法與與轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖法轉(zhuǎn)導(dǎo)作圖法相同。相同。70實(shí)例實(shí)例 黎德伯格與津德（黎德伯格與津德（1951）發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門氏菌中轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。）發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門氏菌中轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象。 . 將兩個(gè)沙門氏菌的營(yíng)養(yǎng)缺陷型進(jìn)行雜交：將兩個(gè)沙門氏菌的營(yíng)養(yǎng)缺陷型進(jìn)行雜交： phe-trp-tyr-met+his+phe+trp+tyr+met-his-混合培養(yǎng)混合培養(yǎng)在基本培養(yǎng)基在基本培養(yǎng)基發(fā)現(xiàn)原養(yǎng)型的菌落發(fā)現(xiàn)原養(yǎng)型的菌落頻率為頻率為1/105 71. . 產(chǎn)生上述結(jié)果的原因產(chǎn)生上述結(jié)果的原因:.是否屬于恢復(fù)是否屬于恢復(fù)突變突變? ?高頻率出現(xiàn)不可能是回復(fù)突變。高頻率出現(xiàn)不可能

47、是回復(fù)突變。.是否屬于是否屬于接合接合、性導(dǎo)性導(dǎo)? 戴維斯戴維斯U型管試驗(yàn)型管試驗(yàn) ( (防止細(xì)胞直接防止細(xì)胞直接接觸接觸) ) 結(jié)果也獲得野生型結(jié)果也獲得野生型重組體，排除由于重組體，排除由于接合或性導(dǎo)接合或性導(dǎo)而產(chǎn)生基因重組可能性。而產(chǎn)生基因重組可能性。.是否屬于是否屬于轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化?結(jié)果表現(xiàn)為不受結(jié)果表現(xiàn)為不受DNA酶的影響酶的影響，排除了由于，排除了由于DNA片斷通過(guò)濾片片斷通過(guò)濾片經(jīng)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)基因重組可能性。經(jīng)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)基因重組可能性。. 唯一可能的結(jié)論是：這種重組通過(guò)一種過(guò)濾性因子實(shí)現(xiàn)。唯一可能的結(jié)論是：這種重組通過(guò)一種過(guò)濾性因子實(shí)現(xiàn)。這種過(guò)濾性因子稱為這種過(guò)濾性因子稱為FA，不受，不受D

48、NA酶的影響酶的影響。FA為噬菌體為噬菌體P22（溶源性）。（溶源性）。721.概念：概念：指以噬菌體為媒介進(jìn)行的細(xì)菌遺傳物質(zhì)重組，指以噬菌體為媒介進(jìn)行的細(xì)菌遺傳物質(zhì)重組，是細(xì)菌遺傳物質(zhì)傳遞和交換方式之一。是細(xì)菌遺傳物質(zhì)傳遞和交換方式之一。2.特點(diǎn)：特點(diǎn)：以噬菌體為媒介以噬菌體為媒介 細(xì)菌的一段染色體被細(xì)菌的一段染色體被錯(cuò)誤地錯(cuò)誤地包裝包裝在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼內(nèi)在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼內(nèi) 通過(guò)感染轉(zhuǎn)移到另一個(gè)受體細(xì)胞內(nèi)。通過(guò)感染轉(zhuǎn)移到另一個(gè)受體細(xì)胞內(nèi)。 感染細(xì)菌的能力決定于噬菌體的感染細(xì)菌的能力決定于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。蛋白質(zhì)外殼。四、轉(zhuǎn)導(dǎo)（四、轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）：）：73、普遍性轉(zhuǎn)

49、導(dǎo)：、普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒同源重組同源重組錯(cuò)誤包裝錯(cuò)誤包裝(1/1000(1/1000機(jī)率機(jī)率) )轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒：轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒：把細(xì)菌染色體片段把細(xì)菌染色體片段包裝在包裝在噬菌體蛋白質(zhì)外殼內(nèi)而產(chǎn)生噬菌體蛋白質(zhì)外殼內(nèi)而產(chǎn)生的的假噬菌體假噬菌體（不包含噬菌體的遺傳物質(zhì)）。（不包含噬菌體的遺傳物質(zhì)）。. .作用：作用：可轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌染色體組的任何部分。可轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌染色體組的任何部分。74以普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體以普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體P1為例，測(cè)定大腸桿菌的為例，測(cè)定大腸桿菌的leu（亮氨酸合成（亮氨酸合成)、 thr（蘇氨酸合成）、（蘇氨酸合成）、 azi（疊（疊氮化鈉抗性）三個(gè)基因的氮化鈉抗性）三個(gè)基因的順序。順序。2 2測(cè)定細(xì)菌基因間的連鎖關(guān)系：測(cè)定細(xì)菌基因間的連鎖關(guān)系：噬菌體噬菌體P1大腸桿菌大腸桿菌leu+、thr+、azi+ P1后代后代含轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒含轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒大腸桿菌大腸桿菌leu-、thr-、azi- 侵染侵染侵染侵染釋放釋放75基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基2azi，leu+整合整合thr+細(xì)菌生長(zhǎng)細(xì)菌生長(zhǎng)azir 與與azis個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)leu+與與leu