遗传学11第十章细菌和病毒的遗传

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1、第十章细菌和病毒的遗传细菌属于原核生物，不进行典型的有丝分裂和减数分裂，因此，其染色体传递和重组方式与真核生物不尽相同。病毒甚至不进行分裂，它在宿主细胞内以集团形式产生。细菌和病毒的遗传分析对整个遗传学，特别是对于分子遗传学的发展具有重大作用。第一节细菌和病毒遗传研究的意义遗传学研究从细胞水平推进到分子水平，是由于两大发展：（1）对基因的化学和物理结构的了解日益深入（2）研究材料采用了新的生物类型-细菌和病毒一、细菌所有细菌都是比较小的单细胞，大约12μm长，0.5μm宽大肠杆菌(E.coli)在细菌遗传学研究中应用十分广泛,其染色体为一条环状的裸露DNA分

2、子。其细胞里通常还具有一个或多个小的染色体-质粒研究细菌遗传的方法--平板培养细菌菌落的表现型：原养型（野生型）形态性状：菌落形状、颜色突变型大小生理特性营养缺陷型抗性-抗药或抗感染为了测定所发生的突变，Lederberg设计了影印培养法细菌的影印培养法二、病毒病毒没有细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物。病毒结构十分简单，仅含DNA或RNA和一个蛋白质外壳，没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体。所以，病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代谢合成机器，才能合成新的病毒后代。感染细菌的病毒叫噬菌体，是目前了解比较清楚的病毒，有：单链DNA、单链RNA、双链

3、DNA和双链RNA等四种类型。三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性(1)世代周期短。大肠杆菌每20分钟可繁殖一代，病毒每小时可繁殖数百个后代(2)易于管理和进行化学分析(3)便于研究基因的突变(4)便于研究基因的作用(5)便于基因重组的研究(6)便于用作研究基因结构、功能及调控机制的材料(7)便于进行遗传操作第二节噬菌体的遗传分析一、噬菌体的结构遗传学上应用最广泛的是大肠杆菌的T噬菌体系列(T1到T7)。其结构大同小异，呈蝌蚪状。T偶列噬菌体结构如下图1、烈性噬菌体2、温和性噬菌体温和性噬菌体具有溶源性的生活周期，即在噬菌体侵入后，细菌并不裂解，以两种形式出现，

4、如λ和P1二、T2噬菌体的基因重组与作图噬菌斑形态正常r+:小、边缘模糊噬菌体突变r-:大、边缘清楚性状宿主范围：感染和裂正常h+:B株解的菌株突变h-:B株不同或B/2株由于h–和h+均能感染B株，用T2的两亲本h–r+和h+r–同时感染B株，称为双重感染h-r+×h+r-↓B株h-r+h+r-h-r-h+r+↓接种在同时长有B株及B/2株的培养基上亲型噬菌斑h-r+：透明、小h+r-：半透明、大重组型噬菌斑h-r-：透明、大h+r+：半透明、小重组型噬菌斑重组值=×100%总噬菌斑h-r-+h+r+=×100%h-r++h+r-+h-r-+h+r+ra–h

5、+r+h–→24%rb–h+r+h–→12.3%rc–h+×r+h–→1.6%表7－2四种噬菌斑数及重组值杂交组合每种基因型的%重组值r–h+r+h–r+h+r–h–ra–h+r+h–rb–h+r+h–rc–h+×r+h–34.032.039.042.056.059.012.05.90.712.06.40.924%12.3%1.6%分别作出ra、rb、rc与h的连锁图ra24hrb12.3hrc1.6h×rarbrch√rarbhrc√rarchrb×rahrcrb为了确定基因排列顺序，可先只考虑rb、rc及h来确定是rchrb还是hrcrb。为此作：

6、rb+rc-×rb-rc+↓重组值约14%可知h应位于rb及rc之间，又因为T2噬菌体的连锁图是环状的三、噬菌体的基因重组与作图sco1mi×+++相当于前面介绍的三点测验（自学）第三节细菌的遗传分析一个细菌DNA与另一个细菌DNA的交换重组可以通过四种方式实现转化、接合、性导、转导一、转化转化：某些细菌(或其他生物)通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，并将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程转化首先是Griffith(1928)在肺炎双球菌中发现的杀死SⅢ片段RⅡSⅢAvery(1944)等研究证实，转化因子是DNA。这个极其重要的发现，不仅

7、证实遗传物质是DNA，而且表明转化是细菌交换基因的方式之一。1、供体DNA与受体细胞间的接触与互作影响因素包括：(1)转化片段大小:肺炎双球菌的成功转化，转化DNA片段至少要有800bp，枯草杆菌最少需要16000bp(2)转化片段形态:转化片段必须是双链(3)转化片段浓度：每个细胞摄取的DNA分子数不超过10个(4)受体细胞生理状态；感受态2、转化DNA的摄取和整合(1)结合与穿入(2)联会(3)整合，整合或DNA重组对同源DNA具有特异性3、转化和基因重组作图当两个基因紧密连锁时，它们就有较多的机会包括在同一个DNA片段中，并同时整合到受体染色体中。因此，

8、紧密连锁的基因可以通过转化进行作图。如