细菌及病毒的遗传分析h

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1、第十章细菌及病毒的遗传分析(2h)第一节细菌和病毒遗传研究的意义第二节噬菌体的基因重组第三节细菌基因重组本章要求思考题第一节细菌和病毒遗传研究的意义一、细菌和病毒在遗传研究中的优越性①繁殖世代所需时间短；②易于管理和进行化学分析；③遗传物质较简单，便于用作研究基因结构、功能及调控机制的材料。④便于研究基因的突变；⑤便于研究基因的作用；⑥可作为研究高等生物的简单模型；二、细菌和病毒的拟有性过程细菌和病毒均属于原核生物不存在严格意义上的有性过程。细菌细胞内除了染色体外还有一些寄生性复制因子(如噬菌体和质粒，也被称为核外或染色体外因子)，它们可以在细胞间传递，并且形成细菌染色体间以及细菌染色体与核外

2、遗传因子间的重组体，类似于真核生物减数分裂过程中形成的重组体结构。拟有性过程引起细菌、病毒间遗传物质转移与重组的过程。拟有性过程的存在是细菌、病毒作为真核生物的模型研究遗传重组和基因结构的重要前提。三、病毒的种类根据宿主划分：微生物病毒植物病毒无脊椎动物病毒脊椎动物病毒亚病毒类病毒拟病毒朊病毒细菌病毒一般称为噬菌体（phage）噬菌体的类型根据噬菌体的生活周期可分为：（一）烈性噬菌体（virulentphage）侵入宿主细胞后，利用宿主细胞内的物质进行自身遗传物质和蛋白质的合成，组装出子噬菌体，使宿主细胞裂解而释放子噬菌体，这类噬菌体称为烈性噬菌体。（二）温和性噬菌体侵入后并不使细菌裂解，而是

3、以原噬菌体或质粒的形式存在的一类噬菌体称为温和性噬菌体。某些噬菌体侵染细菌后，其DNA整合到宿主染色体中，这种处于整合状态的噬菌体称为原噬菌体四、细菌细胞结构的特点①无真正的细胞核。只在菌体中央有一个遗传物质集中区——核区，无核膜和核仁，其功能与细胞核相当，由一个环状DNA分子高度缠绕而成，其中央部分是RNA与支架蛋白，这样的细胞核称为拟核。②缺乏线粒体、叶绿体等细胞器。五、细菌DNA与质粒①细菌DNA一个很长的共价闭合环状双链分子（dsDNA），通常以超螺线体的形式存在于细菌体内。DNA分子无组蛋白与之结合，仅与一些碱性蛋白结合。细菌DNA中有一定比例（约1%）的碱基甲基化。②质粒细菌体内含

4、有的一种染色体外小型环状DNA。携带着决定细菌某些遗传特性的基因，如抗药、产毒、致病、形成芽胞、产生色素或抗生素等的基因。能独立于染色体存在和复制，还能在细胞间传递。③附加体有些质粒能整合到细菌染色体中，在染色体的控制下随染色体一起复制，这类质粒称为附加体（episome）。第二节噬菌体(T2)的基因重组噬菌体的突变：噬菌斑的形态宿主范围（1）噬菌斑突变：T噬菌体的r-突变体（速溶）正常噬菌体，r+，产生的菌斑小而边缘模糊突变噬菌体，r-，产生的菌斑大两倍而边缘清晰（2）宿主范围突变：T2噬菌体的h-突变体正常噬菌体，h+，只能以大肠杆菌B株(Ttor)为宿主突变噬菌体，h-，能以B株和B/2

5、株(Ttos)为宿主T2噬菌体的基因重组将两种不同的T2突变体进行杂交，对其杂交子代进行重组分析杂交方法：将Ttor和Ttos两种大肠杆菌细胞混合同时接种高浓度的T2噬菌体的h-r+和h+r-两种突变体，保证绝大多数细菌都被一个以上噬菌体感染两种不同的噬菌体DNA可能在宿主细胞内进行重组，从而产生非亲本型子代h+r+和h-r-。亲本型重组型×T2噬菌体的基因重组h+r-×h-r+接种在同时长有B和B/2株的培养基上h+r-h-r+h+r+h-r-混浊，大透明，小混浊，小透明，大见教材P199~201。h+r-×h-r+培养所产生的四种噬菌斑h+r-h-r-h+r+h-r+第三节细菌的染色体作图

6、一、接合二、转化三、性导四、转导一个细菌细胞的DNA与另一个细菌细胞的DNA的交换重组可以通过4种方式进行一、接合（一）接合现象的发现1946年，J.Lederberg的大肠杆菌杂交试验：材料：大肠杆菌(Escherichiacoli)K12菌株的两个营养缺陷型品系：菌株A—甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bio-；菌株B—苏氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-。方法：将A、B两菌株混和，在基本培养基(固体)上涂布培养。结果：平板上长出原养型菌落(++++)。（二）接合的概念通过一系列的实验，排除了该实验结果是由当时已知原因（回复突变、互养作用、转化作用、杂合二倍体）所产生。接合(co

7、njugation)：两种菌株的细胞直接接触后，遗传物质从供体(donor)转移到受体(receptor)的重组过程。W.Hayes的实验（1952）链霉素处理A菌完全培养基培养一段时间洗涤离心B菌重组体未减少基本培养基链霉素处理B菌完全培养基培养一段时间洗涤离心A菌无重组体产生基本培养基该实验说明细菌接合过程中遗传物质的转移是单向的，即遗传物质从A株转移到了B株。大肠杆菌的两种类型Hayes(1