細(xì)菌和病毒的遺傳分析詳解演示文稿

細(xì)菌和病毒的遺傳分析詳解演示文稿本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分（優(yōu)選）細(xì)菌和病毒的遺傳分析本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分細(xì)菌和病毒遺傳研究?jī)?yōu)勢(shì)世代周期短便于管理和生化分析便于研究基因突變便于研究基因作用便于基因重組研究便于研究基因的結(jié)構(gòu)，功能及調(diào)控機(jī)制。便于進(jìn)行遺傳操作本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.1細(xì)菌的接合現(xiàn)象8.1.1細(xì)菌接合現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)1964年萊德伯格和塔特姆用大腸桿菌K12，證明細(xì)菌有性雜交存在。

（一）大腸桿菌雜交試驗(yàn)菌株Amet-（甲硫氨酸）bio-(生物素)thr+（蘇）leu+（亮）thi+（VB1）菌株Bmet+（甲硫氨酸）bio+(生物素)thr-（蘇）leu-（亮）thi-（VB1）A、B都為營(yíng)養(yǎng)缺陷型，在基本培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)。A菌株A與B混合B菌株接種↓↓↓▔▔▔結(jié)果無(wú)菌落有菌落無(wú)菌落本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分菌株Abio-met-thr+leu+thi+菌株Bbio+met+thr-leu-thi-二細(xì)菌雜交得bio+met+thr+leu+thi+本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分（二）U實(shí)驗(yàn)

1950年Davis（戴維斯），做了U實(shí)驗(yàn)，在U底部中間用濾片隔開(kāi)，交替吸壓。證明菌落是由于AB二細(xì)胞接觸雜交基因重組

本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分接合：通過(guò)細(xì)胞的直接接觸從供體單向轉(zhuǎn)移到受體中的過(guò)程。細(xì)菌接合的電鏡照片本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.1.2F因子及其轉(zhuǎn)移1953年海斯（Hayes.w）在驗(yàn)證雜交時(shí)偶爾發(fā)現(xiàn)雜交中AB細(xì)菌作用不同，遺傳物質(zhì)是單向轉(zhuǎn)移，A→B，不能B→A。鏈霉素敏感型strs

抗鏈霉素突變型strrA品系strsstrr

B品系strsstrr

Astrs*BstrrA

strr*B

strs接種↓↓培養(yǎng)基不含str

含str不含str

含str▔▔▔▔結(jié)果成活成活成活死亡本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分F因子：又稱性因子或致育因子，由共價(jià)環(huán)狀閉合雙鏈DNA構(gòu)成，94.5Kb約為大腸桿菌環(huán)狀染色體全長(zhǎng)的2%，以游離狀態(tài)存在于細(xì)胞質(zhì)中。F因子的特點(diǎn)1、原點(diǎn)（origin）：它是轉(zhuǎn)移的起點(diǎn)。2、致育基因：這些基因使它具有感染性，其中一些基因編碼生成F菌毛的蛋白質(zhì)。3、配對(duì)區(qū)：F因子的這一區(qū)域與細(xì)菌染色體中多處的核苷酸序列相對(duì)應(yīng)，可以分別地與染色體上這些同源序列配對(duì)，通過(guò)交換整合到染色體中成為細(xì)菌染色體的一部分。本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分F因子存在方式

游離狀態(tài)：在細(xì)胞質(zhì)中，能自我復(fù)制獨(dú)立遺傳整合狀態(tài)：整合到細(xì)菌環(huán)狀染色體上，與細(xì)菌染色體一起遺傳。附加體：像F因子即可存在于染色體之外作為一個(gè)獨(dú)立的復(fù)制子，也可整合到細(xì)菌染色體中，作為細(xì)菌復(fù)制子的一部分的遺傳因子。本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.1.3細(xì)菌重組Hfr：

Highfrequencyrecombination帶有一個(gè)整合的F因子的品系稱為高頻重組，F(xiàn)＋，攜帶F因子的菌株稱為供體菌或雄性F－，未攜帶F因子的菌株為受體菌或雌性（一）供體將F因子傳遞給受體的過(guò)程1、直接將F因子通過(guò)接合管傳遞給受體A品系F＋B品系F－

F＋細(xì)胞*F－細(xì)胞→F＋細(xì)胞2、F因子整合到細(xì)菌染色體上（Hfr），通過(guò)接合管傳遞給受體細(xì)胞F＋細(xì)胞→Hfr細(xì)胞→Hfr細(xì)胞*F－細(xì)胞→F－細(xì)胞

F因子最后進(jìn)入受體細(xì)胞

本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分接合過(guò)程示意圖本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分Hfr菌株的形成及其基因轉(zhuǎn)移本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分F＋和Hfr的區(qū)別F-與F＋雜交，只有F因子的傳遞，而細(xì)菌染色體并不轉(zhuǎn)移。因此，雖F因子轉(zhuǎn)移頻率高，但兩細(xì)菌間染色體重組頻率很低，大約每百萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中發(fā)生一次重組，故F+因子又稱低頻重組。Hfr是F因子整合到細(xì)菌染色體上，所以供體染色體一部分傳遞給受體。當(dāng)供體、受體染色體具有同源區(qū)，既發(fā)生重組，重組頻率可達(dá)到10^-2以上，故Hfr稱高頻重組。本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分F＋和Hfr的共同點(diǎn)

都能與F-因子進(jìn)行雜交產(chǎn)生重組后代雜交時(shí)都是通過(guò)接合管與受體菌相連用高劑量str處理后不影響雜交，說(shuō)明他們都是作為供體本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分（二）細(xì)菌遺傳重組的特點(diǎn)只是偶數(shù)次的交換才能保持細(xì)菌染色體的完整性，產(chǎn)生有活性的重組子。偶數(shù)次交換得到的重組子只有一種類型，相反重組子是一個(gè)線狀片段，不能復(fù)制，會(huì)隨著細(xì)胞分裂而丟失。本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.2中斷雜交與染色體作圖

8.2.1中斷雜交實(shí)驗(yàn)1954年Wollman和Jacob在大腸桿菌中進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)中斷雜交：根據(jù)供體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的時(shí)間和順序繪制染色體圖的技術(shù)（一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：（1）供體Hfr：thr+leu+azirtonrlac+galb+strs受體F－：thr-leu-azistonslac－galb－strrstrr

對(duì)鏈霉素有抗性 azir

對(duì)疊氮化合物有抗性tonAr

對(duì)T1噬菌體有抗性thr+leu+galb+lac+

對(duì)蘇氨酸、亮氨酸、半乳糖和乳糖為原養(yǎng)型本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分（2）a、將Hfr與F-同時(shí)加入裝有完全培養(yǎng)基的大試管中，一定時(shí)間取樣振蕩，稀釋接種至添加str的基本培養(yǎng)基（葡萄糖和無(wú)機(jī)鹽）上，生長(zhǎng)形成的菌落基因型為F-strr(F-或具Hfr部分基因的F-)，再把菌落分別轉(zhuǎn)移到只添加azi、ton、以lac或gal為炭源的選擇性培養(yǎng)基上。雜交過(guò)程也是先形成接合管，然后Hfr邊復(fù)制邊轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移的順序：原點(diǎn)→配對(duì)區(qū)→大腸桿菌基因→配對(duì)區(qū)→育性基因b、結(jié)果本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分中斷雜交后，接合后體中各個(gè)性狀出現(xiàn)的頻率本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分（二）中斷雜交實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)不同的Hfr品系轉(zhuǎn)移的起始基因是不同的，說(shuō)明F+可以在不同的位點(diǎn)插入細(xì)菌染色體中。與同一基因相鄰的基因是相同的，不同品系的基因順序是相同的。Hfr品系上的基因可以以兩個(gè)不同的方向轉(zhuǎn)移基因進(jìn)入受體細(xì)胞。一個(gè)Hfr轉(zhuǎn)移的起點(diǎn)基因是另一個(gè)Hfr最后轉(zhuǎn)移的基因，說(shuō)明細(xì)菌染色體是環(huán)狀的。F因子插入的位置及方向本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.2.2重組作圖根據(jù)中斷雜交試驗(yàn)繪制的連鎖圖大腸桿菌Hfrstrsthr+leu+azistonAsgalb+lac+

×F-strrthr-leu-azirtonArgalb-lac-的結(jié)果本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分a重組體的基因型是lac＋ade＋

b

重組體的基因型是lac－ade＋菌株Hfr:lac＋ade＋

菌株F-：

lac-ade-進(jìn)行中斷雜交兩基因進(jìn)入受體細(xì)胞情況①其中一個(gè)進(jìn)入②兩個(gè)都進(jìn)入受體細(xì)胞如右圖在發(fā)生情況②時(shí)，進(jìn)行了染色體整合。

lac-ade間圖距：Lac-ade=lac－ade＋/（（lac－ade＋)-(lac＋ade＋)*100%

重組率與中斷雜交時(shí)間比值約為20，即他們之間的關(guān)系大約是1min=20cM本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.3細(xì)菌的轉(zhuǎn)化與作圖

轉(zhuǎn)化：細(xì)菌通過(guò)細(xì)胞膜攝取周圍來(lái)自供體的外源DNA片段,并將其通過(guò)重組過(guò)程整合到自己基因組內(nèi)的過(guò)程。（一）轉(zhuǎn)化的條件

①受體細(xì)胞的生理狀態(tài)A，處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期B，處于感受態(tài)（感受態(tài)：能夠使外源DNA轉(zhuǎn)化到受體細(xì)胞的生理狀態(tài)）②外源DNA片段的大小、形態(tài)、濃度DNA片段為雙鏈③外源DNA片段與受體DNA的同源程度本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分（二）轉(zhuǎn)化過(guò)程①供體DNA與受體DNA結(jié)合

供體DNA需滿足：a、雙鏈b、（濃度越大，效率越高）細(xì)胞上有特定結(jié)合位點(diǎn)②DNA的傳入和攝取

雙鏈DNA中的隨機(jī)的一條進(jìn)入受體細(xì)胞，而另一條被降解。③同源重組供體DNA與受體DNA同源重組④重組后的細(xì)胞類型a、與親本相同b、重組了外源基因本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分轉(zhuǎn)化示意圖本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分（三）共轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)化作圖共轉(zhuǎn)化：供體一條DNA片段的兩個(gè)基因同時(shí)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。繪制連鎖圖原理：

相鄰基因發(fā)生共轉(zhuǎn)化的頻率與兩者距離成正比，即基因間距離越近發(fā)生共轉(zhuǎn)化的頻率越高。因此，可通過(guò)測(cè)定兩基因共轉(zhuǎn)化頻率來(lái)指示基因間的相對(duì)距離。判斷兩基因是否連鎖：

DNA濃度下降A(chǔ)的轉(zhuǎn)化率B的轉(zhuǎn)化率A和B的轉(zhuǎn)化率????????情況①為兩基因連鎖，情況②為兩基因轉(zhuǎn)化為獨(dú)立事件所以出現(xiàn)結(jié)果1/4

本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分例：trp2+his2+tyr1+（供體）×trp2-his2-tyr1-（受體）

的轉(zhuǎn)化類型及重組率計(jì)算本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.4F’因子與性導(dǎo)

8.4.1F’因子定義：F因子整合到染色體的過(guò)程是可逆的。當(dāng)發(fā)生環(huán)出現(xiàn)時(shí)，又重新離開(kāi)染色體，然而F因子環(huán)出時(shí)不夠準(zhǔn)確常帶有大腸桿菌染色體的基因，這種F因子稱為F’因子。F′因子的形成本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.4.2性導(dǎo)性導(dǎo)（sexduction）：以F′因子為媒介，將供體細(xì)胞的部分遺傳物質(zhì)導(dǎo)入受體細(xì)胞形成部分二倍體。性導(dǎo)過(guò)程示意圖本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分意義：①不同的F’因子可以帶有不同的細(xì)菌DNA片段，可以覆蓋全部的染色體基因，可用于構(gòu)建部分二倍體菌株。②由性導(dǎo)形成的部分雜合二倍體中，可以確定這一性狀的等位基因中的顯隱性關(guān)系。③環(huán)出時(shí)形成大量F’因子，不同F(xiàn)’因子可攜帶大腸桿菌不同基因，因此并發(fā)性導(dǎo)是建立一次關(guān)系圖譜的重要途徑。并發(fā)性導(dǎo)（co－sexduction）：兩個(gè)相鄰的基因，同處于一個(gè)F′因子上被轉(zhuǎn)移，稱為并發(fā)性導(dǎo)。④性導(dǎo)所形成的部分二倍體可用于不同突變型的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)，以確定這兩個(gè)突變型屬于同一基因或不同基因。本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.5.1噬菌體簡(jiǎn)介按其在宿主細(xì)胞中的生活方式分為：①烈性噬菌體②溫和噬菌體a具有溶原性（lisogeny）的生活周期。（整合狀態(tài)的噬菌體稱源噬菌體；含原噬菌體的細(xì)菌稱溶源體）b侵入細(xì)菌以后，細(xì)菌細(xì)胞并不馬上裂解。溶源周期→裂解周期：①原噬菌體通過(guò)誘導(dǎo)（induction）可轉(zhuǎn)變?yōu)榱倚允删w，進(jìn)入裂解周期。②誘導(dǎo)方式：UV、溫度改變、與非溶原性細(xì)菌接合等。③誘導(dǎo)使阻遏物失活，噬菌體的基因表達(dá)，進(jìn)入裂解周期。8.5噬菌體的遺傳分析

本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分T4phage的結(jié)構(gòu)模式本文檔共35頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)22點(diǎn)41分8.5.2噬菌體的遺傳重組噬菌體侵染細(xì)菌后在均勻生長(zhǎng)的細(xì)菌培養(yǎng)板上形成噬菌斑（plaque）雙