《遗传学第七章》PPT课件

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1、第七章细菌和病毒的遗传细菌和病毒都是低等生物，在遗传研究中作用很大，是现代遗传学研究基因结构与表达的好材料，也是遗传工程直接的操作对象。§1．细菌和病毒研究的遗传意义一、细菌（germ）细菌属原核生物，体积小，结构简单，有核物质没有核结构，并且大多数细菌的染色体是裸露的DNA分子，没有蛋白质结合。如大肠杆菌（EscherichiaColi通常缩写为E.Coli）在现代遗传学和微生物遗传学的研究中应用广泛，是基因克隆的最好工具。大肠杆菌的DNA以单个主染色体的形式出现，其分子长约1100µm，分子量约2.6×109。

2、这种DNA不与组蛋白结合，也不形成核小体，是一个封闭的大环，没有起点和终点。除了主染色体之外，细胞里通常还具有一个或多个小染色体，人们通常把小染色体叫质粒，也是一个小环，也不与组蛋白结合。细菌培养有两种方法：一是液体培养基培养，二是固体表面培养基培养（琼脂）。在适当条件下培养，20分钟可繁殖一代，一昼夜便可达到肉眼能看得见的菌落（107个细菌）。细菌的突变型：1．营养缺陷型：野生型（即原养型）在基本培养基中能合成所需要的各种物质，某基因突变以后，就成为营养缺陷型（突变型），营养缺陷型为致死突变，在基本培养基中必须添

3、加缺陷的营养物质才能存活，这类基因命名一般取前3个字母，原养型在字母后加上标“＋”，突变型不加或加“－”。2．分解代谢功能突变型：野生型的能将一些较复杂的营养物质分解，如乳糖、氨基酸、脂肪酸等，担负这些功能的基因发生突变以后，就会丧失分解这些物质的能力。3．抗性突变型：野生型的对一些抗菌素或噬菌体（bacteriophage，通常缩写为phage）敏感，有关基因突变后，就成为抗某种抗菌素或某种噬菌品系，成抗性突变型，在培养基中添加某种抗菌素或某种噬菌能把野生型的杀死，但不能杀死抗性突变型。莱德伯格（Ledeberg

4、，J）等人设计的印影培养法就是鉴定突变的一种方法：先将待测的细菌在母板培养基上培养成菌落，母板上采用完全培养基，也不添加抗菌素和phage，突变型和野生型均可繁殖，菌落培养成以后，用一块比培养基略小的木板，包上一层严格消毒的丝绒布，印在母板菌上，母板上的细菌吸附在丝绒布上，再把这块包着丝绒的木板分别印在各种不同的添加培养基因上，分析各培养基上菌落的形成，在缺乏某种物质的培养基上不能形成菌落，或者添加某种phage能生长，即为某种缺陷型或抗某phage的突变型。如，链霉素抗性突变性的筛选二、病毒病毒不具有细胞结构，体

5、积很小，但也有遗传物质，也可以繁殖后代。病毒是靠寄生生活，根据宿主的类型又分为三种病毒：植物病毒、动物病毒和细菌病毒类。噬菌体（phage）是细菌病毒。目前人们对phage了解较多，phage的遗传物质分子结构，又分为单链DNA、单链RNA、双链DNA和双链RNA。三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性1．世代周期短：细菌在适宜的温度下20min可繁殖一代，病毒更快，不到10min便可繁殖一代。2．便于管理和生化分析：个体小，一般在1µm至几µm之间，操作管理方便。3．便于研究基因的突变：裸露的DNA分子(有的病毒为R

6、NA分子)，易受环境条件的影响而发生突变；单倍体生物，不存在显性掩盖隐性问题，显隐性突变均能表现出来。4．便于研究基因的作用：影印培养，易检出营养缺陷型突变，有利于从生化角度来研究基因的作用。5．便于研究基因重组：细菌具有转化、转导和接合作用，可以进行精密的遗传学分析。6．便于研究基因结构、功能及调控机制：细菌和病毒的遗传物质简单，易于进行基因定位、结构分析和分离，基因的表达调控也适于采用生理生化的方法进行深入研究。7．便于进行遗传操作：染色体结构简单，没有组蛋白和其它蛋白的结合，更宜于进行遗传工程的操作。§2.噬

7、菌体的遗传分析一、噬菌体的结构噬菌体是一种细菌病毒，结构非简单，遗传学研究中应用最多是T噬菌体系列，通常应用T1～T7。它们的结构大同小异，外貌似蝌蚪。（P153，图7-4）T偶列噬菌体（T2、T4、T6）头部呈六角形，为蛋白质外壳和内含的DNA双链分子，头下的尾部包括一个中空的针状结构及外鞘，末端是基板，由尾丝及尾针组成，T偶列噬菌体将尾丝附着在E.Coli的表面，通过尾鞘的收缩将噬菌体的DNA注入到E.Coli细胞中。噬菌体DNA注入细胞以后，对宿主细胞的影响不同，通常分为两类：1．烈性噬菌体：DNA注入宿主以

8、后，快速复制，组装成许多新的子噬菌体，并使细胞裂解，将噬菌体释放出来，再重新侵染E.Coli细胞，这种途径称为裂解途径。2．温和性噬菌性：温和性噬菌体具有溶源性，即不使宿主的细胞裂解，形成共生状态，随着宿主细胞染色体的复制而复制，分裂而分裂，能够相安共存，一个子细胞中有一份噬菌体拷贝，这种途径称为溶源途径。温和性噬菌体又有两种类型：①λ噬菌体；②P噬菌体。λ