第八章細(xì)菌和噬菌體的重組和連鎖課件

第六章細(xì)菌和噬菌體的重組和連鎖第六章細(xì)菌和噬菌體的重組和連鎖1真核生物基因分離、自由組合及連鎖交換均通過有性過程（減數(shù)分裂—受精）實(shí)現(xiàn)。細(xì)菌和病毒均屬于原核生物不存在嚴(yán)格意義上的有性過程（擬有性過程）。但細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)除了染色體外還有一些寄生性復(fù)制因子(如噬菌體和質(zhì)粒，也被稱為核外或染色體外因子)，它們可以在細(xì)胞間傳遞，并且形成細(xì)菌染色體間以及細(xì)菌染色體與核外遺傳因子間的重組體。這種重組體結(jié)構(gòu)類似于真核生物減數(shù)分裂過程中形成的重組體結(jié)構(gòu)。真核生物基因分離、自由組合及連鎖交換均通過有性過程（減數(shù)分裂2第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析*第三節(jié)噬菌體的遺傳分析第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位3第一節(jié)

細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位一、細(xì)菌二、噬菌體三、細(xì)菌和病毒是遺傳研究的好材料第一節(jié)

細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位一、細(xì)菌4一、細(xì)菌（一）、相關(guān)概念（二）、細(xì)菌的突變型（三）、突變型的篩選（四）、建立純系的方法第一節(jié)

細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位一、細(xì)菌（一）、相關(guān)概念第一節(jié)

細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研51、細(xì)菌細(xì)胞

單細(xì)胞原核生物，細(xì)胞比較?。s1-2μm長，0.5μm寬），無核膜，無真正的細(xì)胞核，只在菌體中央有一個(gè)遺傳物質(zhì)集中區(qū)——稱擬核。

無性繁殖（裂殖法增殖），生長速度快，周期短，20分鐘一個(gè)世代。易突變。

2、細(xì)菌染色體（1）結(jié)構(gòu):單倍體，為環(huán)狀裸露雙鏈DNA(基因帶或主染色體)，以折疊或螺旋狀態(tài)存在；無蛋白質(zhì)結(jié)合，也不形成核小體，所以其染色體的顯著特點(diǎn)是：易于接受帶有相同或不同物種的基因或DNA片段的插入。（2）大小：長約25-35000

m(未螺旋)；（3）復(fù)制方式：著膜復(fù)制；分裂特點(diǎn)：均等分裂，無基因重組。(一)相關(guān)概念一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位1、細(xì)菌細(xì)胞(一)相關(guān)概念一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在6細(xì)菌染色體DNA的復(fù)制從一個(gè)起點(diǎn)開始，向兩個(gè)方向同時(shí)復(fù)制，當(dāng)兩個(gè)復(fù)制方向相遇時(shí)，復(fù)制就停止。一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位細(xì)菌染色體DNA的73、質(zhì)粒：

1～n個(gè)獨(dú)立于染色體存在，并能獨(dú)立自我復(fù)制和決定某些性狀的環(huán)狀DNA。附加體：有些質(zhì)粒能整合到細(xì)菌染色體中，在染色體的控制下隨染色體一起復(fù)制，這類質(zhì)粒稱為附加體。4、菌落：

單個(gè)微生物生長繁殖到一定程度可以形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞生長群體。一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位3、質(zhì)粒：一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地8大腸桿菌E.coli一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位大腸桿菌E.coli一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌9E.Coli的擬核一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位E.Coli的擬核一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺101、合成代謝功能的突變型（營養(yǎng)突變型）:野生型（原養(yǎng)型）：具有合成所有代謝與生長所必須的復(fù)雜有機(jī)物的功能，可在基本培養(yǎng)基上生長。營養(yǎng)缺陷型：一個(gè)必需的基因發(fā)生了突變，喪失合成某種營養(yǎng)物質(zhì)能力，不能在基本培養(yǎng)基上生長。

met－甲硫氨基酸缺陷型met＋

thi－維生素B1缺陷型thi＋pur－嘌呤缺陷型 pur＋（二）細(xì)菌的突變型一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位1、合成代謝功能的突變型（營養(yǎng)突變型）:（二）細(xì)菌的突變型一112、分解代謝功能的突變型（碳源突變型）：野生型細(xì)菌能利用復(fù)雜的不同碳源，也能把復(fù)雜分子如氨基酸或脂肪酸降解為乙酸或三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物。這些降解功能稱分解代謝功能。一系列降解功能的實(shí)現(xiàn)也需要許多基因的表達(dá)，其中任何一個(gè)基因突變都會(huì)影響降解功能的實(shí)現(xiàn)。

突變體不能利用特定的物質(zhì)或碳元素作為能量來源。

lac－乳糖突變型lac＋gal－半乳糖突變型gal＋一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位2、分解代謝功能的突變型（碳源突變型）：一、細(xì)菌第一節(jié)123、抗藥性突變型（抗生素抗性突變型）:敏感型：對某種藥物缺乏耐受能力的類型（sensitive）

?？剐孕停簩δ撤N藥物有耐受能力的類型（resistance）。青霉素:Penicillinpenr,pens鏈霉素：Streptomycinstrr,strs4、抗噬菌體突變型：

T1噬菌體TonrTons

T2噬菌體TtorTtos一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位3、抗藥性突變型（抗生素抗性突變型）:一、細(xì)菌第一節(jié)13（三）突變型的篩選1、選擇培養(yǎng)法：選擇培養(yǎng)法是根據(jù)菌株在基本培養(yǎng)基和營養(yǎng)（補(bǔ)充）培養(yǎng)基上的生長表現(xiàn)將菌株分為原養(yǎng)型(也稱為原生營養(yǎng)型)與營養(yǎng)缺陷型(在基本培養(yǎng)基上不能正常生長，只能在相應(yīng)的營養(yǎng)培養(yǎng)基上生長)。其它突變類型的篩選、鑒定：對于其它的突變類型(如溫度敏感型)，也可以通過培養(yǎng)條件的選擇培養(yǎng)來篩選與鑒定。一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位（三）突變型的篩選1、選擇培養(yǎng)法：一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌14培養(yǎng)基的類型：

基本培養(yǎng)基：凡能滿足某一菌種野生型菌株?duì)I養(yǎng)要求的最低成分的組合培養(yǎng)基。完全培養(yǎng)基：在基本培養(yǎng)基中加入一些富含生長因子的物質(zhì)，以滿足該菌種各種突變型的需要。補(bǔ)充培養(yǎng)基：在基本培養(yǎng)基中有針對性地加上某一種或幾種其自身不能合成的成分，以滿足相應(yīng)突變型生長需要的培養(yǎng)基。一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位培養(yǎng)基的類型：一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中152、影印培養(yǎng)法：為高效檢測、分離混和群體中不同突變型，黎德伯格夫婦設(shè)計(jì)了影印培養(yǎng)法；該方法原理與選擇培養(yǎng)法一致，但是采用影印法將在完全培養(yǎng)基上單菌落同時(shí)接種到不同選擇培養(yǎng)基上，同時(shí)對所有菌落進(jìn)行選擇培養(yǎng)，鑒定效率大大提高。一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位2、影印培養(yǎng)法：一、細(xì)菌第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究16

建立純系的方法——純培養(yǎng)純系：由單個(gè)細(xì)胞繁殖而來的菌落稱為純系。菌種純：采用平板表面涂布法或劃線法獲得單株菌落。這種方法獲得的純系，稱為“菌種純”。菌株純：利用顯微操縱器進(jìn)行菌絲尖端切割等方法獲得單個(gè)細(xì)胞，并直接培養(yǎng)建立純系，這種方法獲得的純系稱為“菌株純”。建立純系的方法——純培養(yǎng)純系：由單個(gè)細(xì)胞繁殖而來的菌落稱為17病毒根據(jù)宿主劃分：植物病毒動(dòng)物病毒細(xì)菌病毒一般稱為噬菌體.第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位病毒根據(jù)宿主劃分：第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地18噬菌體:指侵染細(xì)菌、放線菌以及真菌的病毒。噬菌體侵染細(xì)菌后在均勻生長的細(xì)菌培養(yǎng)板上形成噬菌斑（plaque）。單一核酸分子（DNA或RNA）稱為基因帶或染色體。大多數(shù)噬菌體含dsDNA。第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位噬菌體:指侵染細(xì)菌、放線菌以及真菌的病毒。第一節(jié)細(xì)菌19噬菌斑的形狀噬菌斑的形狀20二、噬菌體第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位二、噬菌體第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位21根據(jù)噬菌體與宿主細(xì)胞的相互關(guān)系，可分為：（一）烈性噬菌體（virulentphage）：僅有裂解周期。侵入宿主細(xì)胞后，利用宿主細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行自身遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)的合成，組裝出子噬菌體，使宿主細(xì)胞裂解而釋放子噬菌體，這類噬菌體稱為烈性噬菌體。如T噬菌體系列（T1~T7）（二）溫和性噬菌體：既有裂解周期，又有溶原周期。侵入后并不使細(xì)菌裂解，其DNA不整合到細(xì)菌的染色體上，而是以質(zhì)粒的形式獨(dú)立存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。如P1噬菌體；某些噬菌體侵染細(xì)菌后，其DNA整合到宿主染色體中，這種處于整合狀態(tài)的噬菌體稱為原噬菌體。如λ噬菌體。第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位根據(jù)噬菌體與宿主細(xì)胞的相互關(guān)系，可分為：（一）烈性噬菌體（22T4噬菌體從大腸桿菌中釋放T4噬菌體從23第八章細(xì)菌和噬菌體的重組和連鎖課件24三、細(xì)菌和病毒是遺傳研究的好材料1、繁殖快,世代短：細(xì)菌20分鐘一代，病毒一小時(shí)可繁殖百個(gè)。2、便于基因作用的研究：影印培養(yǎng)，可設(shè)計(jì)各種營養(yǎng)缺陷型，來對應(yīng)基因的功能。3、便于研究基因突變：單倍體，所有的突變都能立即表現(xiàn)出來，沒有顯性掩蓋隱性的問題，也不存在分離問題

。雖然突變率<10-5,至少需上百個(gè)培養(yǎng)皿，但只要培養(yǎng)基上加所希望突變的抗性物質(zhì)，就有望短期鑒定出來。4、便于研究基因的精細(xì)結(jié)構(gòu)：遺傳物質(zhì)簡單，只含裸露DNA或RNA，容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生突變。5、易管理和化學(xué)分析。一個(gè)試管可裝很多；易于獲得大的數(shù)量用于分析。6、可用作研究高等生物的簡單模型。高等生物復(fù)雜，可用細(xì)菌來代替某種研究。第一節(jié)細(xì)菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位三、細(xì)菌和病毒是遺傳研究的好材料1、繁殖快,世代短：細(xì)菌25第二節(jié)

細(xì)菌的遺傳分析*一、細(xì)菌的雜交二、F因子與接合三、高頻重組與中斷雜交技術(shù)四、F因子整合到細(xì)菌染色體的過程五、細(xì)菌基因的交換過程六、重組作圖七、性導(dǎo)第二節(jié)

細(xì)菌的遺傳分析*一、細(xì)菌的雜交26一、細(xì)菌的雜交（一）、質(zhì)粒的種類（二）、質(zhì)粒的性質(zhì)（三）、細(xì)菌雜交的發(fā)現(xiàn)第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析一、細(xì)菌的雜交（一）、質(zhì)粒的種類第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析27質(zhì)粒：細(xì)菌中除主染色體之外，能獨(dú)立自我復(fù)制和決定某些性狀的遺傳單位?？呻S細(xì)胞分裂分配到子細(xì)胞中。（一）質(zhì)粒的種類1、根據(jù)質(zhì)粒在細(xì)菌間能否傳遞分二類：（1）感染性質(zhì)粒：能從一個(gè)細(xì)菌體內(nèi)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)菌體內(nèi)。（2）非感染性質(zhì)粒：不能從一個(gè)細(xì)菌體內(nèi)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)菌體內(nèi)。2、根據(jù)質(zhì)粒存在的狀態(tài)分：（1）自主復(fù)制型質(zhì)粒：獨(dú)立于宿主染色體之外。F因子（2）結(jié)合態(tài)質(zhì)粒：能插入（整合）到主染色體上，并成為主染色體的一部分。當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，結(jié)合態(tài)質(zhì)粒還能脫離主染色體成為自主復(fù)制型質(zhì)粒。F因子。3、根據(jù)質(zhì)粒的功能分：（1）致育質(zhì)粒：決定細(xì)菌的交配狀態(tài)。F因子（2）抗性質(zhì)粒：決定細(xì)菌的抗藥性，抗某些金屬等屬性。大腸桿菌中的R因子。（3）分解性質(zhì)粒等。質(zhì)粒：細(xì)菌中除主染色體之外，能獨(dú)立自我復(fù)制和決定某些性281、復(fù)制作用：質(zhì)粒為分子量較小的環(huán)狀雙鏈DNA分子，能夠自我復(fù)制。2、與染色體的結(jié)合作用：質(zhì)?？梢元?dú)立存在于細(xì)胞質(zhì)中，也可以整合到主染色體上，成為染色體的一部分，這樣的質(zhì)粒特稱為附加體。3、質(zhì)粒的不親和性：通常含有相同基因的質(zhì)粒（具有相當(dāng)程度同源性的兩個(gè)質(zhì)粒）不能穩(wěn)定地存在于一個(gè)細(xì)菌中，它們屬于同一親和群。屬于不同親和群的質(zhì)?？梢苑€(wěn)定地共存于同一細(xì)菌中，它們的DNA缺少同源性。4、消失作用：質(zhì)粒在寄主細(xì)胞內(nèi)，有時(shí)會(huì)自行消失。吖黃素處理可使F+變成F-。5、質(zhì)粒移動(dòng)性：可以在同種個(gè)體間移動(dòng)（F因子），也可以在種間轉(zhuǎn)移（R因子）。6、每個(gè)質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)中都含有與自主復(fù)制有關(guān)的區(qū)域。可轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒具有與轉(zhuǎn)移有關(guān)的基因。（二）質(zhì)粒的性質(zhì)1、復(fù)制作用：質(zhì)粒為分子量較小的環(huán)狀雙鏈DNA分子，能夠自我29細(xì)菌菌株的命名按照它們所短缺的、不能合成的物質(zhì)來命名，取前面三個(gè)字母，右上角寫上負(fù)號“-”，或正號“+”，負(fù)號代表缺陷型或突變型，正號代表野生型。如菌株Amet-bio-thr+leu+thi+菌株Bmet+bio+thr-leu-thi-對抗生素敏感或抗性的品系，也取前面三個(gè)字母，不過在右上角寫上s或r,代表敏感或抗性。如對鏈霉素敏感的寫成strs,對鏈霉素抗性的寫成strr。細(xì)菌菌株的命名按照它們所短缺的、不能合成的物質(zhì)來命名，取前面30

1、Lederberg和Tatum（1946），大腸桿菌雜交實(shí)驗(yàn)

選用大腸桿菌K-12的兩種不同營養(yǎng)缺陷型：

A菌株：met-bio-thr+leu+thi+，甲硫氨酸、生物素缺陷型

B菌株：met+bio+thr-leu-thi-，蘇氨酸、亮氨酸、維生素B1缺陷型

方法：混合培養(yǎng)A和B菌株在基本培養(yǎng)基上涂布培養(yǎng)結(jié)果：平板上長出原養(yǎng)型（met+bio+thr+leu+thi+）菌落。

塔特姆（1909～1975）

萊德伯格（1925～）

1958年諾貝爾獎(jiǎng)（三）細(xì)菌雜交的發(fā)現(xiàn)1、Lederberg和Tatum（1946），大腸31細(xì)菌的接合試驗(yàn)細(xì)菌的接合試驗(yàn)322、對上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的幾種可能解釋及其分析：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A或B發(fā)生了回復(fù)突變；親本細(xì)菌A和B泄露了產(chǎn)物，混合后這些產(chǎn)物通過培養(yǎng)基交換，互相補(bǔ)充了對方的不足而得以在基本培養(yǎng)基上生長——互養(yǎng)作用；為了驗(yàn)證這些原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的可能而進(jìn)行的研究最終表明：這些解釋均不成立。2、對上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的幾種可能解釋及其分析：上述試驗(yàn)結(jié)果原養(yǎng)型33回復(fù)突變可能性的排除：Lederberg和Tatum利用的雙營養(yǎng)缺陷型菌株進(jìn)行試驗(yàn)，已基本排除A或B品系發(fā)生回復(fù)突變產(chǎn)生原養(yǎng)型細(xì)菌的可能。1、單基因回復(fù)突變的頻率約為10-6；2、2個(gè)基因同時(shí)回復(fù)突變的頻率則為10-12，3個(gè)基因同時(shí)回復(fù)突變?yōu)?0-18，頻率很低。3、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?；貜?fù)突變可能性的排除：Lederberg和Tatum利用的雙34互養(yǎng)作用及其排除：戴維斯(Dawis,1950)的U型管試驗(yàn)(結(jié)果沒有得到原養(yǎng)型細(xì)菌，排除了互養(yǎng)作用。)；菌株Amet–bio-thr+leu+thi+，菌株Bmet+bio+thr-leu-thi-。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞直接接觸（結(jié)合）是原養(yǎng)型細(xì)菌產(chǎn)生的必要條件。兩菌株直接接觸，發(fā)生了雜交，交換了遺傳物質(zhì)，產(chǎn)生與兩個(gè)親代菌株不同的野生型met+bio+thr+leu+thi+菌株。微孔濾板:大分子(DNA)可通過，細(xì)菌不能通過?；ヰB(yǎng)作用及其排除：戴維斯(Dawis,1950)的U型管試35第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

二、F因子與接合第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析二、F因子與接合36接合的概念接合(conjugation)：兩種菌株的細(xì)胞直接接觸后，遺傳物質(zhì)從供體(donor)轉(zhuǎn)移到受體(receptor)的重組過程。經(jīng)過上述分析可以認(rèn)為：在Lederbery和Tatum的試驗(yàn)中，發(fā)生了一種不同于轉(zhuǎn)化的遺傳重組方式，稱之為接合。第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析遺傳物質(zhì)從供體轉(zhuǎn)移到受體是否為單向轉(zhuǎn)移呢？觀點(diǎn)：細(xì)菌接合是同宗配合接合的概念接合(conjugation)：經(jīng)過上述分析可以認(rèn)37海斯（W.Hayes，1953）做了一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)：鏈霉素處理的菌株雜交。鏈霉素：阻止細(xì)胞分裂，繼而殺死細(xì)胞，但殺死前允許交配支持一段時(shí)間。

★實(shí)驗(yàn)1：A菌株met–thr+leu+thi+

（鏈霉素處理）×B菌株met+thr-leu-thi-

（未處理）↓基本培養(yǎng)基↓出現(xiàn)菌落（B形成的菌落）★實(shí)驗(yàn)2：B菌株（鏈霉素處理）×A菌株（未處理）

↓基本培養(yǎng)基↓未出現(xiàn)菌落（A未形成菌落）單向轉(zhuǎn)移和F因子第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析認(rèn)為：細(xì)菌接合是異宗配合海斯（W.Hayes，1953）做了一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)：鏈霉素處38A品系在交配后被殺死并不影響雜交結(jié)果，表明它是一種供體，可以將遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移給受體B，而B未受鏈霉素處理，接受A的基因后，可以分裂并在基本培養(yǎng)基中形成菌落?！郃像雄性動(dòng)物一樣，交配后被殺死，不會(huì)影響后代。B品系像是一種受體，其可以接受A的基因，但是B受鏈霉素處理后不能分裂，所以在培養(yǎng)基上不能形成菌落，同時(shí)可以看到，B沒有遺傳物質(zhì)給A，A不能在基本培養(yǎng)基中生長?！?/p>

B和雌性動(dòng)物一樣，受孕后被殺死的話，就無法產(chǎn)生后代。說明遺傳物質(zhì)的交換不是相互的，而是單方向的。從ABF因子與接合A品系在交配后被殺死并不影響雜交結(jié)果，表明它是一種說明遺傳物39Hayes等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌菌株之間的差異是由細(xì)胞內(nèi)一種致育因子(fertilityfactor,F因子；sexfactor,性因子；致育因子)控制的。F因子存在的狀態(tài)：以大腸桿菌為例①．不含有F因子的細(xì)菌，記為F－（雌性）

；②．含有F因子的細(xì)菌，F(xiàn)因子游離于宿主染色體外，記為F+（雄性）；第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

Hayes等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌菌株之間的差異是由細(xì)胞內(nèi)40F因子：是可以轉(zhuǎn)移的，能獨(dú)立增殖的環(huán)狀DNA分子，供體細(xì)胞含有F因子，記作F+。F+的表面有稱作性傘毛的細(xì)長纖毛，由此與F-接合。一旦F+與F-接觸后，性傘毛發(fā)生改變，成為兩細(xì)胞間的原生質(zhì)通道，稱為結(jié)合管。F因子具有形成性傘毛的基因，因此F因子還可改變細(xì)胞表面的構(gòu)造，以防止F+細(xì)菌間的接合。因此，接合只發(fā)生在F+與F-之間，而F+與F+間以及F-與F-間是不會(huì)發(fā)生的。結(jié)合管的形成F因子：是可以轉(zhuǎn)移的，能獨(dú)立增殖的環(huán)狀DNA分子，供體細(xì)胞含41F+×F-→F+：低頻重組

F因子轉(zhuǎn)移頻率很高（1小時(shí)后，95%F-→F+），但和主染色體之間重組頻率很低，重組頻率為10-6左右。接合管的形成：菌株靠近→細(xì)胞膜融合→兩細(xì)胞間形成接合管F因子轉(zhuǎn)移：F因子從原點(diǎn)斷裂，以原點(diǎn)為先導(dǎo)，邊復(fù)制邊轉(zhuǎn)移（因此叫滾環(huán)復(fù)制），復(fù)制后的F因子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中。細(xì)胞分開，使F-變成F+。第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

F+×F-→F+：低頻重組第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析42F+細(xì)菌通過纖毛與F-細(xì)菌接觸并發(fā)生相互作用形成接合管。F因子出現(xiàn)缺口，雙鏈之一從原點(diǎn)斷裂，以原點(diǎn)為先導(dǎo)，從斷端轉(zhuǎn)移F因子的一條鏈到F-細(xì)菌中。在F+和F-細(xì)胞中，F(xiàn)因子邊轉(zhuǎn)移邊進(jìn)行兩條鏈的復(fù)制（滾環(huán)復(fù)制）。第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析接合過程：F+細(xì)菌通過纖毛與F-細(xì)菌F因子出現(xiàn)缺口，雙鏈之一在F+和43F因子通過接合管轉(zhuǎn)移完畢，DNA的合成也完成。接合管消失，細(xì)胞分開，F(xiàn)-細(xì)菌變成F+。

第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析F因子通過接合管轉(zhuǎn)移接合管消失，細(xì)胞分開，第二節(jié)細(xì)菌的遺44細(xì)胞分裂增殖，從F+細(xì)菌產(chǎn)生F+細(xì)菌，從F-細(xì)菌產(chǎn)生F-細(xì)菌。F+細(xì)菌與F-細(xì)菌混合培養(yǎng)，F(xiàn)-細(xì)菌變成F+細(xì)菌。令外，F(xiàn)+細(xì)菌丟失F因子，成為F-細(xì)菌。方法：使用吖黃素處理。調(diào)節(jié)吖黃素的濃度，使這濃度不妨礙細(xì)菌的增殖，但可選擇性的阻礙F因子的復(fù)制，如此培養(yǎng)F+細(xì)菌，所有的細(xì)菌都能轉(zhuǎn)變成F-細(xì)菌。細(xì)胞分裂增殖，從F+細(xì)菌產(chǎn)生F+細(xì)菌，從F-細(xì)菌產(chǎn)生F45F因子的特點(diǎn)F＋細(xì)菌可以把F因子傳給后代。F＋細(xì)菌經(jīng)吖黃素處理F因子丟失，丟失后不再出現(xiàn)。F＋可以和F－雜交，而不能和F＋雜交。F＋和F－雜交后代皆為F＋，而且可以以10－7頻率獲得重組體后代。F因子的特點(diǎn)F＋細(xì)菌可以把F因子傳給后代。46第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

三、高頻重組與中斷雜交技術(shù)第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析三、高頻重組與中斷雜交技術(shù)47在菌株A中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的菌株，跟菌株B（F-）雜交時(shí)，出現(xiàn)重組子的頻率很高，幾乎比F+XF-雜交高1000倍。此菌株含有F因子，并且F因子通過交換整合到宿主染色體中的菌株,簡稱Hfr菌株（高頻重組菌株）。在菌株A中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的菌株，跟菌株B（F-）雜交時(shí)，出481957年，沃爾曼（Wollman.E）和雅各布（Jacob.E）設(shè)計(jì)了著名的中斷雜交試驗(yàn)，他們采用的菌株基因型為：

蘇氨酸亮氨酸疊氮化鈉噬菌體乳糖半乳糖鏈霉素

Hfr：thr+leu+azirtonrlac+gal+strsF-：thr-leu-azistonslac-gal-strr1、中斷雜交作圖中斷雜交技術(shù)：基因從Hfr細(xì)胞按次序轉(zhuǎn)入F-細(xì)胞，根據(jù)供體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的順序和時(shí)間繪制連鎖圖的技術(shù)。第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

二、接合1957年，沃爾曼（Wollman.E）和雅各布（Ja49不同時(shí)間取樣攪拌振蕩，中斷雜交

稀釋菌液，防止其再度結(jié)合

含鏈霉素的完全培養(yǎng)基殺死Hfr細(xì)菌Strr細(xì)菌菌落影印培養(yǎng)法：影印到只添加azi、gal等不同選擇性培養(yǎng)基上培養(yǎng)，鑒定各基因轉(zhuǎn)移的時(shí)間。將Hfr與F-同時(shí)加入裝有完全培養(yǎng)基的大試管中混合培養(yǎng)

第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

二、接合不同時(shí)間取樣將Hfr與F-同時(shí)加入裝有完全培養(yǎng)基的大試50結(jié)果如下:該方法主要根據(jù)基因轉(zhuǎn)移的先后次序，以時(shí)間（min）為單位，求基因間的遺傳距離。Hfr菌株的基因是按一定的線性順序從原點(diǎn)依次進(jìn)入F–菌株的，不同基因在F–中出現(xiàn)的時(shí)間和達(dá)到的穩(wěn)定轉(zhuǎn)移頻率不同，基因位點(diǎn)離原點(diǎn)（基因位于染色體上，染色體從一端開始，稱為原點(diǎn)或O，以線性方式進(jìn)入F-細(xì)胞）愈近，進(jìn)入F–細(xì)胞愈早，反之則晚。第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

二、接合thr+leu+azirtonrlac+gal+

8min

+－－－－－8.5min++－－－－9min+++－－－11min++++－－18min+++++－25min++++++結(jié)果如下:該方法主要根據(jù)基因轉(zhuǎn)移的先后Hfr菌株的基因是按一51第八章細(xì)菌和噬菌體的重組和連鎖課件52隨時(shí)間的推遲，某個(gè)基因的重組率（出現(xiàn)頻率）增加；一定程度后，重組率便不再增加。第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

二、接合ii具有Hfr菌株標(biāo)記基因的菌落數(shù)%隨時(shí)間的推遲，某個(gè)第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

二、接53F因子插入的位置及方向第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

大腸桿菌的4種Hfr菌株的基因轉(zhuǎn)移順序很不相同F(xiàn)因子插入的位置及方向第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

大腸桿54重組區(qū)：4個(gè)插入序列（insertionsequence,IS），插入整合有極性。自主復(fù)制區(qū)：轉(zhuǎn)移的起點(diǎn)（原點(diǎn)，O）；2個(gè)復(fù)制起點(diǎn)（OriT；OriV）；OriT是在染色體轉(zhuǎn)移時(shí)進(jìn)行滾環(huán)復(fù)制時(shí)的復(fù)制起點(diǎn)，也是轉(zhuǎn)移起點(diǎn)。OriV是在營養(yǎng)時(shí)期，即游離在細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立復(fù)制時(shí)的復(fù)制起點(diǎn)。DNA復(fù)制酶基因；

接合轉(zhuǎn)移區(qū)：長33Kb，性傘毛基因群。F因子：是一種質(zhì)粒，由共價(jià)環(huán)狀閉合雙鏈DNA構(gòu)成，全長94.5Kb，主要包括：第二節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

四、F因子整合到細(xì)菌染色體的過程重組區(qū)：4個(gè)插入序列（insertionsequence,55第