《遺傳學(xué)：10-第十章 細(xì)菌和病毒的遺傳.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《遺傳學(xué)：10-第十章 細(xì)菌和病毒的遺傳.ppt（96頁珍藏版）》請?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、u噬菌體重組分析、順反測驗(yàn)噬菌體重組分析、順反測驗(yàn)u細(xì)菌基因重組的特點(diǎn)細(xì)菌基因重組的特點(diǎn)u細(xì)菌的中斷雜交實(shí)驗(yàn)與基因作圖細(xì)菌的中斷雜交實(shí)驗(yàn)與基因作圖 u細(xì)菌的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)導(dǎo)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性n 世代周期短世代周期短 T7phage 2030min E.Coli 20minn 群體大群體大 一支試管一支試管 數(shù)以百萬計(jì)數(shù)以百萬計(jì)n 遺傳物質(zhì)簡單遺傳物質(zhì)簡單 一條裸露的核酸一條裸露的核酸n 單倍體單倍體 不存在顯隱關(guān)系不存在顯隱關(guān)系第一節(jié)第一節(jié) 病毒的一般特性及類型病毒的一般特性及類型一一.病毒的一般特性病毒的一般特性n形體微小，

2、電鏡下可見，形態(tài)多樣。形體微小，電鏡下可見，形態(tài)多樣。n化學(xué)組成簡單化學(xué)組成簡單 核酸核酸+蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)n僅含一種核酸僅含一種核酸 單鏈或雙鏈單鏈或雙鏈 線狀或環(huán)狀線狀或環(huán)狀n非細(xì)胞結(jié)構(gòu)非細(xì)胞結(jié)構(gòu) 無線粒體、核糖體等無線粒體、核糖體等n缺乏獨(dú)立代謝能力缺乏獨(dú)立代謝能力n繁殖方式獨(dú)特繁殖方式獨(dú)特n具有雙重存在方式具有雙重存在方式n對抗生素不敏感，對干擾素敏感對抗生素不敏感，對干擾素敏感二二 病毒的類型病毒的類型1.微生物病毒微生物病毒 寄生于細(xì)菌、真菌、單細(xì)胞藻寄生于細(xì)菌、真菌、單細(xì)胞藻2.植物病毒植物病毒 寄生于植物細(xì)胞寄生于植物細(xì)胞 如如 TMV3.動(dòng)物病毒動(dòng)物病毒 如如 流感病毒、乙肝病毒

3、等流感病毒、乙肝病毒等4.亞病毒亞病毒 （比病毒更為簡單的生命形式）（比病毒更為簡單的生命形式）類病毒類病毒 僅含核酸僅含核酸 擬病毒擬病毒 如如 RNA-1和和RNA-2相互依賴相互依賴 朊病毒朊病毒 蛋白質(zhì)病毒蛋白質(zhì)病毒H1N1痘病毒痘病毒T4噬菌體噬菌體E.Coli病毒病毒三三 噬菌體的生活周期噬菌體的生活周期1.烈性噬菌體烈性噬菌體 侵染宿主后使宿主細(xì)胞裂解的噬菌體侵染宿主后使宿主細(xì)胞裂解的噬菌體增殖過程包括增殖過程包括吸附、侵入、核酸復(fù)制與蛋白質(zhì)合成、裝配及釋放。吸附、侵入、核酸復(fù)制與蛋白質(zhì)合成、裝配及釋放。2 溫和噬菌體溫和噬菌體 生活周期存在兩種途徑：生活周期存在兩種途徑：裂解途

4、徑裂解途徑 溶源途徑溶源途徑 噬菌體噬菌體噬菌體的溶源化和噬菌體的溶源化和原噬菌體的形成原噬菌體的形成噬菌體附著點(diǎn)的噬菌體附著點(diǎn)的 核心序列核心序列5G C T T T T T TA T AC TAA33C G AA AA AA T A T GATT5噬菌斑噬菌斑第二節(jié)第二節(jié) 噬菌體的染色體作圖噬菌體的染色體作圖一一.噬菌體的表型與噬菌體遺傳學(xué)噬菌體的表型與噬菌體遺傳學(xué)快速溶菌突變體快速溶菌突變體 r r 形成較大的噬菌斑形成較大的噬菌斑 野生型野生型r r+形成較小的噬菌斑形成較小的噬菌斑 寄主范圍突變體寄主范圍突變體h h 感染感染TtoTtor r Tto Ttos s兩種兩種E.Col

5、i E.Coli 形成透明噬菌斑形成透明噬菌斑 野生型野生型h h+只感染只感染TtoTtos s的的E.ColiE.Coli 形成半透明噬菌斑形成半透明噬菌斑h(yuǎn)+r+半透明，小半透明，小h+r 半透明，大半透明，大hr+透明，小透明，小hr 透明，大透明，大噬菌體的雜交和重組噬菌體的雜交和重組混合感染混合感染 （又稱雙重感染（又稱雙重感染用用rxh+r+h雜交所得四種噬菌斑所占比例雜交所得四種噬菌斑所占比例雜交組合雜交組合每種基因型的百分率每種基因型的百分率RF=(r+h+)+(h-r-)總總 噬噬 菌菌 斑斑 數(shù)數(shù)hrbrarcT2噬菌體四個(gè)基因的連鎖遺傳圖噬菌體四個(gè)基因的連鎖遺傳圖RF=

6、100%2K菌株上的噬菌斑菌株上的噬菌斑B菌株上的噬菌斑菌株上的噬菌斑二二 基因的細(xì)微結(jié)構(gòu)作圖基因的細(xì)微結(jié)構(gòu)作圖1.T4噬菌體噬菌體r區(qū)的作圖區(qū)的作圖r 和和r+均能感染均能感染E.Coli B但僅但僅r+能感染能感染E.Coli Kr1r2+r1+r2 E.Coli B E.Coli K r1r2+r1+r2 r1r2 r1+r2+反式排列反式排列 a +b順式排列順式排列 +a b a b 屬同一功能區(qū)屬同一功能區(qū)突變型突變型野生型野生型 a b 屬不同功能區(qū)屬不同功能區(qū)野生型野生型野生型野生型等位基因等位基因非等位基因非等位基因互補(bǔ)與重組的區(qū)別互補(bǔ)與重組的區(qū)別基因間基因間基因內(nèi)基因內(nèi)n順

7、反位置效應(yīng)順反位置效應(yīng) 兩突變位點(diǎn)雜合體由于排列方式不同兩突變位點(diǎn)雜合體由于排列方式不同而表型不同的現(xiàn)象。而表型不同的現(xiàn)象。n順反子順反子 是一個(gè)不同突變之間沒有互補(bǔ)的功能區(qū)。功能是一個(gè)不同突變之間沒有互補(bǔ)的功能區(qū)。功能上最小的遺傳單位，又稱作用子。上最小的遺傳單位，又稱作用子。n擬等位基因擬等位基因 染色體不同位置上染色體不同位置上 彼此密切連鎖，重組彼此密切連鎖，重組率很低，具有順反位置效應(yīng)，決定同一性狀的同功能基因。率很低，具有順反位置效應(yīng)，決定同一性狀的同功能基因。n基因間互補(bǔ)基因間互補(bǔ) 任何兩個(gè)非等位基因之間的功能補(bǔ)償。任何兩個(gè)非等位基因之間的功能補(bǔ)償。n基因內(nèi)互補(bǔ)基因內(nèi)互補(bǔ) 某一基

8、因內(nèi)部不同位點(diǎn)突變之間的互補(bǔ)。某一基因內(nèi)部不同位點(diǎn)突變之間的互補(bǔ)。(即使有互補(bǔ)，酶活性也很低即使有互補(bǔ)，酶活性也很低)例題例題 用用T4噬菌體一個(gè)特殊基因區(qū)的不同突變體研噬菌體一個(gè)特殊基因區(qū)的不同突變體研究互補(bǔ)作用，獲得下列資料。是根據(jù)這個(gè)資料判斷本區(qū)應(yīng)究互補(bǔ)作用，獲得下列資料。是根據(jù)這個(gè)資料判斷本區(qū)應(yīng)有幾個(gè)順反子？（互補(bǔ)有幾個(gè)順反子？（互補(bǔ) 無互補(bǔ)）無互補(bǔ)）1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1、3、62、453.缺失作圖缺失作圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 正常正常9 10 11 12D11 2 3 4D2D1D2新突變新突變新突變新突變和和缺失缺失重組

9、產(chǎn)生野生型重組產(chǎn)生野生型突變體突變體缺失缺失 野生型野生型 突變體突變體缺失缺失 突變型突變型 突變位于非缺失區(qū)段突變位于非缺失區(qū)段突變位于缺失區(qū)段突變位于缺失區(qū)段補(bǔ)充題補(bǔ)充題A到到J是某基因區(qū)段的一系列缺失品系，缺失區(qū)段用實(shí)線是某基因區(qū)段的一系列缺失品系，缺失區(qū)段用實(shí)線表示。將突變系表示。將突變系1到到9同同A到到J的每個(gè)缺失品系雜交，得到下的每個(gè)缺失品系雜交，得到下面結(jié)果（面結(jié)果（“+”和和“0”表示后代中野生型的出現(xiàn)與否）。指表示后代中野生型的出現(xiàn)與否）。指出此基因中從左到右的突變系出此基因中從左到右的突變系1到到9的順序。的順序。ABCDEFGHIJ 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10、A 0 0 0 0 0 +0 0 +B +0 0 +0 0 +C +0 0 +0 +D +0 +0 +E 0 0 +0 +0 +F +0 +G 0 +0 0 +0H 0 +0 0 0 +0 0I +0 0 +0J +012345 67894.負(fù)干擾負(fù)干擾 一個(gè)單交換發(fā)生后，會(huì)增加另一個(gè)單交換的一個(gè)單交換發(fā)生后，會(huì)增加另一個(gè)單交換的頻率的現(xiàn)象。頻率的現(xiàn)象。正干擾正干擾 C 0負(fù)干擾負(fù)干擾 C 1 I 0 符合系數(shù)符合系數(shù) 干擾系數(shù)干擾系數(shù)I1-C 實(shí)際雙交換值實(shí)際雙交換值理論雙交換值理論雙交換值大腸桿菌噬菌體大腸桿菌噬菌體T4的三點(diǎn)測驗(yàn)（的三點(diǎn)測驗(yàn)（mrtu+)基因型基因型噬菌斑數(shù)噬菌斑數(shù)百分率

11、百分率(%)m r tu+m +r tum r +tum +tu+r +3467372952047485396516217233.536.15.04.68.29.31.61.712.920.8符合系數(shù)符合系數(shù)C=1.231.7%+1.6%3.3%12.9%20.8%2.68%n接合接合n轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化第第 三三 節(jié)節(jié) 細(xì)菌的染色體作圖細(xì)菌的染色體作圖n性導(dǎo)性導(dǎo)n轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)菌的細(xì)胞和染色體結(jié)構(gòu)細(xì)菌的細(xì)胞和染色體結(jié)構(gòu)1 2m0.5m DNA 長約長約1100m 分子量約分子量約2.6109n細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 擬核擬核 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)（核糖體）（核糖體）細(xì)胞壁細(xì)胞壁 （鞭毛（鞭毛 傘毛傘毛 莢

12、膜莢膜 芽胞）芽胞）n與真核細(xì)胞的差異與真核細(xì)胞的差異 缺乏線粒體、葉綠體，無核膜；缺乏線粒體、葉綠體，無核膜；n染色體染色體 裸露的共價(jià)閉合環(huán)狀雙鏈裸露的共價(jià)閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子分子n附加體附加體 小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNA(質(zhì)粒質(zhì)粒)游離或整合狀態(tài)游離或整合狀態(tài) 1.接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1946年年 J.Leaderberg和和E.Tatum E.Coli K-12 菌株菌株A met-bio-thr+leu+thi+菌株菌株B met+bio+thr-leu-thi-一一.接合接合單基因突變率單基因突變率 10 6回復(fù)突變回復(fù)突變 10-12 or 10-18如何產(chǎn)生？如何產(chǎn)生？

13、原養(yǎng)型的出現(xiàn)原養(yǎng)型的出現(xiàn)以以A、B菌株直接菌株直接接觸為前提接觸為前提隔離培養(yǎng)后隔離培養(yǎng)后不出現(xiàn)原養(yǎng)型不出現(xiàn)原養(yǎng)型 1952年，年，W.HayesA菌株菌株B菌株菌株鏈霉素鏈霉素AB混合培養(yǎng)，原養(yǎng)型重組體混合培養(yǎng)，原養(yǎng)型重組體鏈霉素鏈霉素BA混合培養(yǎng)混合培養(yǎng)，細(xì)菌接合中遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移細(xì)菌接合中遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移單向過程單向過程 （即從（即從A B株）株）細(xì)菌分為兩個(gè)類群（兩種接合型細(xì)菌分為兩個(gè)類群（兩種接合型)供體供體（或雄菌株）（或雄菌株）受體受體（或雌菌株）（或雌菌株）接合：指兩菌體細(xì)胞的直接接觸，遺傳物質(zhì)從一個(gè)接合：指兩菌體細(xì)胞的直接接觸，遺傳物質(zhì)從一個(gè)菌體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)菌體，并導(dǎo)致遺傳重組的過

14、程。菌體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)菌體，并導(dǎo)致遺傳重組的過程。2.F因子及其轉(zhuǎn)移因子及其轉(zhuǎn)移致育因子致育因子（F factor 或或F性因子性因子,也叫也叫F質(zhì)粒）質(zhì)粒）染色體外的一個(gè)共價(jià)環(huán)狀染色體外的一個(gè)共價(jià)環(huán)狀DNA分子分子u 94.5kb u 含含40-60基因基因 u 1/3基因與基因與結(jié)結(jié)合有關(guān)合有關(guān)u 長度只有長度只有細(xì)菌細(xì)菌DNA的的2%)u 能能自主復(fù)制和轉(zhuǎn)移自主復(fù)制和轉(zhuǎn)移使使F因子具感染性因子具感染性(形形成纖毛、細(xì)胞質(zhì)橋成纖毛、細(xì)胞質(zhì)橋)轉(zhuǎn)移起點(diǎn)轉(zhuǎn)移起點(diǎn)與細(xì)菌染色體相對應(yīng)，能與細(xì)菌染色體相對應(yīng)，能夠整合到細(xì)菌染色體夠整合到細(xì)菌染色體接合管接合管據(jù)據(jù) F 因子有無以及存在狀態(tài)因子有無以及

15、存在狀態(tài)E.Coli 有三種類型：有三種類型：F 不含有不含有 F 因子因子 F+含有一個(gè)自主狀態(tài)的含有一個(gè)自主狀態(tài)的 F 因子因子 Hfr(高頻重組菌株）高頻重組菌株）含有一個(gè)整合到染色體上的含有一個(gè)整合到染色體上的 F 因子因子F因子可以獨(dú)立進(jìn)行分裂因子可以獨(dú)立進(jìn)行分裂F+F F+F因子轉(zhuǎn)移因子轉(zhuǎn)移(1)F+與F-混合培養(yǎng)相互接觸，F(xiàn)+供體菌上的性傘毛形成兩細(xì)胞之間的接合管(2)核酸內(nèi)切酶在F因子的轉(zhuǎn)移起點(diǎn)（oriT）的一條鏈上產(chǎn)生一個(gè)缺口，然后5末端單鏈通過接合管進(jìn)入受體細(xì)胞(3)F因子上的單鏈DNA和正在轉(zhuǎn)移的單鏈DNA，各自為模板，在DNA聚合酶的作用下合成雙鏈DNA(4)完成F因子

16、向受體細(xì)胞轉(zhuǎn)移以及DNA的合成(5)在DNA連接酶的作用下完成接合，形成兩個(gè)F+細(xì)胞Hfr菌株的染色體菌株的染色體HfrF多數(shù)為多數(shù)為F F+F-F+低頻率重組低頻率重組,10-7 有有4個(gè)大腸桿菌菌株個(gè)大腸桿菌菌株1、2、3 和和 4 的基因型均為的基因型均為ab,另外另外4個(gè)菌株個(gè)菌株5、6、7和和8的基因型為的基因型為ab,將兩種不同將兩種不同基因型的菌株充分混合后進(jìn)行平板培養(yǎng)，以確定基因型的菌株充分混合后進(jìn)行平板培養(yǎng)，以確定ab重重組子的頻率。在以下結(jié)果中，組子的頻率。在以下結(jié)果中，M表示許多重組子，表示許多重組子，L表表示少量重組子，示少量重組子，O表示無重組子，請根據(jù)下述結(jié)果，指表示無重組子，請根據(jù)下述結(jié)果，指出每一菌株的性別類型（出每一菌株的性別類型（Hfr、F還是還是F-）1 2 3 45O M M O6O M M O7L O O M8 O L L O17,28,38 L1、2、3、7、8 不是不是 Hfr25,26,35,36,47 M5、6、4是是Hfr,2、3、7 是是F15,16,18,27,37,48 O1是是F+8是是F+F+F F HfrHfrHfrFF+