细菌和噬菌体的遗传分析

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1、细菌遗传分析细菌概述1.细菌的细胞：细菌是原核生物（prokaryotes)，无细胞核，不进行减数和有丝分裂，而是简单地复制和一分为二。2.细菌的染色体：细菌为单倍体，其染色体为环形双链DNA分子，不形成核小体结构。单个主染色体、一个或多个质粒；3.涂布和繁殖：每个细胞在较短时间内(如一夜)能裂殖到107个子细胞，成为肉眼可见的菌落。细胞壁(cellwall)细胞膜(plasmamembrane)拟核(Nucleoid)性纤毛(pili)核糖体(Ribosome)(Flagella)大肠杆菌大肠杆菌的突变型及筛选：1、大肠杆菌的突变型(1).合成代谢功能突变型（anabolicfunc

2、tionalmutant):缺陷型（deficient)野生型（wildtype)营养缺陷型（auxotroph)原养型（prototroph)met-甲硫氨基酸突变型met+thi-硫胺突变型thi+pur-嘌呤突变型pur+(2).分解代谢功能突变型（catabolicfunctionalmutant)lac-乳糖突变型，野生型为lac+(3).抗性突变型（resistancemutant)：strr,strs分别表示对链霉素有抗性和敏感T1r,T1s分别表示对T1噬菌体有抗性和敏感细菌接合E.coli接合的发现：1946年莱德伯格(Lederberg,J.)塔特姆(Tatum)细

3、菌接合（conjugation）1、细菌的杂交菌株A:met-bio-thr+leu+thi+（需甲硫氨酸和生物素）菌株B:met+bio+thr-leu-thi-（需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）AB完全液体培养基基本固体培养基结果：出现若干原养型菌落，频率为10-7。基本固体培养基质疑：细菌的杂交实验获得重组子可能原因：⑴转化⑵互养结论（1）菌株A与菌株B之间发生了杂交，发生了遗传物质的转移，出现了原养型。（2）杂交过程中，两菌株的接触是必须的。F因子F因子：是一种质粒，又称为致育因子（fertilityfactor，F）。F＋菌：F纤毛。F－菌：Transmissionelectronm

4、icrographofconjugatingE.coli.1、F因子（F-factor)的结构配对区域(pairingregion)致育基因(fertilitygene)原点(origin)原点(origin):(复制区)配对区域(pairingregion):(重组区)致育基因(fertilitygene):(接合转移区)F因子F+×F-的特点：(1)F质粒转移的频率高，1/10。(2)而染色体转移频率低。10-7，使F-→F+F+品系又称为低频重组品系高频重组品系Hfr（highfrequencyrecombination）Cavalli（1951）和Hayes（1954）先后从

5、能育的F+品系中分离出两个新的品系，它们和F-杂交，出现重组频率很高。比F+×F-高出1000倍。这种品系称为高频重组品系Hfr。Hfr的特点：(1)高频重组，染色体转移频率高，×1000(2)F质粒转移频率低F-变成F+很少或没有。细菌重组的特点四、中断杂交实验与重组作图（一）中断杂交试验基因从Hfr细胞按次序转入F-细胞，可根据基因进入F-细胞的时间和次序作成基因图谱。中断杂交试验Hfr菌株的基因型：strsazirtonrgal+lac+leu+thr+F-菌株的基因型：strrazistonsgal-lac-leu-thr-基因转入时间（min）频率thr+8100leu+8.

6、5100azs990Tis1170lac+1840gal+25253、大肠杆菌的遗传图谱图距单位：分钟总长度：100分钟起点（0分钟）：thr座位大肠杆菌的环形遗传学图F’因子(1)有F因子的细菌为F+，无F因子为F-，具有致育因子（F,F’或Hfr）的菌株就是雄性菌株(malestrains)。(2)F因子可以整合到细菌染色体上，形成Hfr菌株。不同Hfr菌株F因子的整合位点不同。(3)F因子又可以从Hfr染色体上剪切下来，产生F因子。如果剪切不准确而带有一段细菌染色体，则称为F’因子。(4)F因子很容易转移到F-细胞中，F+×F-F+，但是供体染色体的转移频率很低,重组频率很低。

7、(5)Hfr能以高频率把细菌染色体基因转移到F-细菌中，却极少使F-变为F+（因为F因子位于Hfr染色体的最末端）；(6)F’因子的性质介于F+和Hfr之间，即可转移自身，又可以转移细菌基因。二、转化（transformation）1.转化：细菌直接从环境中吸收DNA而使自身遗传性状发生改变的现象。在细菌群体中，并非所有细胞均可被转化，能被转化的细胞只占总数的极少数。2.感受态：能吸收DNA分子而被转化的生理状态。不同的微生物出现感受态的时间和