细菌和噬菌体的遗传

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1、第六章细菌和病毒的遗传重组第一节细菌的遗传基础和遗传分析第二节噬菌体的遗传基础和和遗传分析第一节细菌的遗传基础和遗传分析一、细菌的遗传基础原核生物真核生物裸露的DNA分子DNA呈环状单倍体，基因单个存在DNA与蛋白质结合成染色体DNA呈线状二倍体，常染色体上基因成对（一）细菌细胞P155图6－1（二）细菌染色体1、概念：每个细菌的细胞中都含有一条大型的环状裸露双链DNA分子，称细菌染色体。2、长度：250～3500um3、状态：折叠状态4、细菌染色体基因组的特点（自学）大肠杆菌折叠模式图（三）细菌质粒1

2、、概念和结构概念：独立于细菌染色体外能进行自主复制的小型环状裸露的DNA分子，一般为细菌染色体的1/10～1/100。结构转移区和转移起点－合成与转移有关的蛋白质自我复制区－参与质粒的自我复制插入区－与细菌染色体同源区配对、重组，插入细菌染色体。2、质粒的种类（1）致育因子（F因子，F质粒）F因子作用－使细菌表面产生性纤毛，能进行杂交。F因子结构原点（origin）－染色体转移和复制的起点致育基因（F基因）－使细菌表面产生性纤毛配对区段－和染色体的同源区段配对、重组，插入染色体。F因子的整合整合过程主染

3、色体F质粒FO整合过程染色体F质粒FO单交换OFHfr细菌abcdeabcde根据F因子，细菌分为：雌性细菌(受体细菌，F－）－不含F因子，表面无性纤毛。雄性细菌（供体细菌）－含F因子，表面有性纤毛。F+细菌－F因子呈独立态。Hfr细菌（高频重组细菌）－F因子插入染色体中，以结合态存在。（2）抗性因子（R因子）包括抗药性和抗某些金属的质粒（3）大肠杆菌素因子（col因子）产生大肠杆菌素（一种多肽类抗生素）的质粒二、细菌的遗传分析（一）细菌接合概念：就是通过细菌细胞的直接接触，把供体细胞的遗传物质传递给受

4、体细胞，从而实现遗传重组的过程。1、方式：雌雄细菌接触，雄性细菌表面的性纤毛和雌性细菌的受体结合，形成细胞间的原生质通道，称接合管，雄性细菌的遗传物质通过接合管传递给雌性细菌，并进行遗传重组。（1）F－×F+杂交时，F+的性纤毛在二者间形成接合管→F+中的F质粒在O点处切开，以O为先导，F拖后，按滚环复制的方式拷贝并转移到F－中→产生两个F+→F+的染色体几乎没有进入F－→两种细菌的染色体未发生重组。F质粒FOF质粒染色体接合F＋F－（2）Hfr×F－杂交时，Hfr细菌的性纤毛在二者间形成接合管→结合态

5、的F质粒在O点处切开，形成两端－一端为O点,一端为基因F→以O为先导，F拖后，按滚环复制方式向F－转移→进入F－的Hfr菌染色体上的基因与F－染色体间发生交换重组→重组频率高于游离态1000倍，因此称高频重组菌株。OFHfr细菌切开F－HfrOabCdeF基因5'Hfr×F－→Hfr×F－重组体2、中断杂交试验沃尔曼和雅各布于1950年进行杂交试验如下：Hfr（strsazirtonrlac+gal+）×F－（strrazistonslac－gal－）strs和strr－对链霉素敏感和抗性（存在于抗性因

6、子）azis和azir－对叠氮化物敏感和抗性tons和tonr－对噬菌体敏感和抗性lac+和lac－－能利用乳糖和不能利用乳糖gal+和gal－－能利用半乳糖和不能利用半乳糖F－中的原有基因F－重组体中出现的基因出现时间分钟azistonslac－gal－azirtonrlac+gal+9111825绘图依据－各个基因在F－重组体中最初出现的时间······OazitonlacgalF9111825120这种通过不同时间分别阻断细菌的有性接合，从而确定细菌染色体上的基因距离的方法，称细菌阻断交配基因作图

7、法。3、重组方式接合时，供体染色体片段（外基因子）进入受体细胞→同受体染色体的同源区段（内基因子）进行配对→形成部分二倍体→发生交换重组：单交换→产生不平衡的线性染色体双交换→有活性的重组体和线性片段（在细胞分裂中丢失。（二）转化★概念是指某些细菌（或其他生物）能通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片断，并将此外源DNA片断通过重组掺入到自己的染色体组的过程。★过程★举例－肺炎双球菌转化实验二、细菌的遗传分析1.吸附外源双链DNA吸附在受体细胞表面。2.吸收吸附着的DNA被切成较短片断，然后一条单链被降解，

8、另一条单链被受体细胞吸收，进入后又复制为双链DNA（供体DNA）3、整合供体DNA与受体染色体同源配对，交换重组，整合于受体染色体中→受体表现出供体性状。肺炎双球菌的两个品系类型特征致病性粗糙型（R)光滑型（S)无荚膜，粗糙菌落，无毒有荚膜，光滑菌落，有毒无有，小鼠败血症，人的肺炎。格里菲斯（Griffith）的实验肺炎球菌的转化实验：1.无毒R型→小鼠成活→血液中重现R型2.有毒S型→小鼠败血症死亡→血液中重现S型3.有毒S型（65℃杀死