细菌及病毒的遗传作

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1、 v理 解 细 菌 和 病 毒 在 遗 传 研 究 中 的 优 越 性 和 意 义 ；v掌 握 转 化 、 接 合 、 性 导 与 转 导 的 概 念 与 基 本 原 理 ；v掌 握 F-菌 株 、 F+菌 株 、 Hfr菌 株 的 概 念 、 区 别 和 用 途 ；v区 别 F因 子 、 F因 子 的 异 同 ；v了 解 温 和 性 噬 菌 体 、 烈 性 噬 菌 体 的 生 活 周 期 ；v掌 握 原 噬 菌 体 、 溶 源 性 细 菌 的 概 念 ；v了 解 细 菌 和 病 毒 遗 传 作 图 的 原 理 和 基 本 过 程 。本 章 要 求 摇 瓶 培 养平 皿 分 离平 皿 培 养

2、产 烷 生 物 盐 杆 菌 根 据 宿 主 来 划 分 ：v细 菌 病 毒 :一 般 称 为 噬 菌 体 （ phage）v植 物 病 毒v无 脊 椎 动 物 病 毒v脊 椎 动 物 病 毒v亚 病 毒 :类 病 毒 、 拟 病 毒 、 朊 病 毒 %100)( 总 噬 菌 斑 数重 组 噬 菌 斑 数重 组 值 Rf 接 种 在 同 时 长 有 B和B/2株 的 培 养 基 上h+r- h-r+h+r- h-r+ h+r+ h-r-半 透 明 ,大 透 明 ,小 半 透 明 ,小 透 明 ,大 h rc rarb 2.9%5.3%0.86% Rf s-co1 =3.76%Rf s-mi =6

3、.16%Rf co1-mi=9.92%负 干 扰 ： 在 噬 菌 体 的 三 点 测 验 中 发 现 一 个 单 交 换发 生 后 ， 会 增 加 另 一 个 单 交 换 发 生 的 概 率 ， 这 时 干扰 系 数 为 负 值 ， 这 种 现 象 称 为 负 干 扰 。71.3%16.6%76.3 %86.0 C 1 S 3.76 C01 6.16 m i %1002%1002 菌 株 上 噬 菌 斑 数菌 株 上 噬 菌 斑 数总 噬 菌 斑 数 噬 菌 斑 数重 组 值 BK 基 因 内 不 同 位 点 的 突 变 会 产 生 不 同 的 突 变 等 位基 因 ， 从 而 产 生 不 同

4、 的 类 型 。 将 这 些 不 同 的 突 变 体杂 交 ， 会 发 生 基 因 内 重 组 ， 可 以 计 算 出 基 因 内 重 组的 相 对 频 率 ， 从 而 确 定 基 因 内 各 突 变 位 点 的 排 列 顺序 和 相 对 位 置 ， 即 基 因 的 细 微 结 构 作 图 。 7.4.1 形 态 特 征7.4.2 细 菌 细 胞 结 构 的 特 点7.4.3 细 菌 DNA与 质 粒7.4.4 细 菌 遗 传 的 实 验 研 究 方 法 v生 活 周 期 短 ， 易 培 养 ；v易 获 得 其 生 化 突 变 型 ；v大 小 不 一 ， 形 态 各 异 。 常 见 细 菌 的

5、 形 状 有 杆 状 、 球 状 和 螺旋 状 ， 其 中 以 杆 状 最 常 见 。 培 养 基 的 类 型 ：基 本 培 养 基 （ 野 生 型 ）完 全 培 养 基 （ 突 变 型 ）选 择 培 养 基 （ 鉴 定 突 变 类 型 ）补 充 培 养 基 （ 具 体 突 变 类 型 的 确 定 ） 培 养 物 中 微 生 物 计 数 方法 是 微 生 物 学 的 基 本 实 验 技术 ， 其 基 本 思 路 是 ：对 原 培 养 物 进 行 连 续 稀 释 ；进 行 平 板 涂 抹 培 养 ；由 于 一 个 细 胞 形 成 一 个 菌 落 ，计 数 菌 落 数 ；根 据 稀 释 倍 数 计

6、 算 原 培 养 物中 的 细 胞 浓 度 。 纯 系 ： 由 单 个 细 胞 繁 殖 而来 的 菌 落 称 为 纯 系 。菌 种 纯 ： 采 用 平 板 表 面 涂布 法 或 划 线 法 获 得 单 株 菌落 。 这 种 方 法 获 得 的 纯 系 ，称 为 “ 菌 种 纯 ” 。菌 株 纯 ： 利 用 显 微 操 纵 器进 行 菌 丝 尖 端 切 割 等 方 法获 得 单 个 细 胞 ， 并 直 接 培养 建 立 纯 系 ， 这 种 方 法 获得 的 纯 系 称 为 “ 菌 株 纯 ” 。 一 个 细 菌 细 胞 的 DNA与 另 一 个 细 菌 细 胞 的DNA的 交 换 与 重 组 可

7、 以 通 过 四 种 方 式 进 行 ： 结 果 分 析 试 验 材 料 A品 系 ： A-B+ T1S(met-bio-thr+leu+T1S)； B品 系 ： A+B- T1R(met+bio+thr-leu-T1R)。 试 验 方 法 ： 将 A、 B品 系 混 合 接 种 在 基 本 培 养 基 表 面 ，短 时 间 后 喷 噬 菌 体 T1杀 死 A品 系 ， 使 其 不 能 持 续 产 生 thr与 leu供 B品 系 持 续 生 长 。 结 果 ： 仍 然 出 现 原 养 型 菌 落 。 结 论 ： 表 明 互 养 并 非 原 养 型 菌 落 出 现 的 原 因 ， 而 可 能发

8、 生 了 遗 传 重 组 。 链 霉 素 处 理 B菌 完 全 培 养 基 培 养 一 段 时 间 洗 涤 离 心 A菌 无 重 组 体 产 生 基 本 培 养 基 该 实 验 说 明 细 菌 接 合 过 程 中 遗 传 物 质 的 转 移 是 单 向的 ， 即 遗 传 物 质 从 A株 转 移 到 了 B株 。 F因 子 的 存 在 状 态 F 细 菌 可 以 把 F因 子 传 给 后 代 。F 细 菌 经 吖 啶 橙 处 理 F因 子 丢 失 ， 丢 失 后 不再 出 现 。F 可 以 和 F 杂 交 ， 而 不 能 和 F 杂 交 。F 和 F 杂 交 后 代 皆 为 F ， 而 且 可

9、 以 以 10 7频 率 获 得 重 组 体 后 代 。 相 同 都 能 和 F 杂 交 。 杂 交 都 要 通 过 接 合 管 和 受 体 菌 相 联 接 。 高 剂 量 链 霉 素 处 理 后 都 不 影 响 杂 交 ， 说 明 它 们 都 是作 为 一 种 供 体 。不 同 产 生 重 组 子 频 率 不 同 ， Hfr F 10 4， F F 10 7。 F F 后 代 F ， Hfr F 后 代 F 。 F 细 菌 经 吖 啶 橙 处 理 变 成 F ， Hfr经 吖 啶 橙 处 理 仍为 Hfr。 1分 钟 20%的 重 组 值 + 非 感 受 态 细 胞 外 源 DNA被 洗 掉

10、 了转 化 因 子 感 受 态 细 胞 外 源 DNA仍 与 细 胞 结 合整 合 吸 收 两 种 核 酸 内 切 酶 ：切 外 源 DNA为 约 14kb的 片 段使 外 源 DNA片 段 变 为 单 链吸 附 洗涤 转 染 ： 用 除 去 蛋 白 质 外 壳 的 病 毒 核 酸 感 染 细 胞 或 原 生质 体 的 过 程 称 为 转 染 。 trp2 + - - - + + +his2 + + - + - - +tyr1 + + + - - + -数 目 11940 3660 685 107 2600 418 1180转 化 子 类 型基 因 座 位 11940685 138051180

11、 2600+418 67853660+10711940418 12465107 2600+1180 81253660+685119402600 182003660 107+1180 2390 418+685107 525418亲 本 类 型 重 组 类 型 重 组 值trp2 -his2trp2 -tyr1his2 -tyr1 11940 +3660+ 2600+ 1180+ 685 33.0%39.5%+2 2.55%11.6%2.55%双 交 换 型 + trp2his2tyr1 3311.6连 锁 遗 传 图 trp2 33 his2 11.6 tyr1 7.5.3 性 导 原 因 ? 是 否 为 接 合 或 转 化 引 起 的 ？单 独培 养 单 独培 养混 合培 养LA22 LA2phe-trp-met+his+ phe+trp+met-his-基 本 培 养 基 培 养 是否 形 成 原 养 型 菌 落 否 是 否 寻 找 原 因 的 实 验