细菌的遗传分析

细菌的遗传分析试题答案一、选择题1. 细菌遗传物质的主要类型是什么？A. DNAB. RNAC. 蛋白质D. 糖类答案：A2. 在细菌中，哪种物质负责携带遗传信息？A. 质粒B. 染色体C. 噬菌体D. 细胞壁答案：B3. 细菌的基因重组通常通过哪种方式发生？A. 转化B. 转导C. 接合D. 所有以上答案：D4. 细菌的突变通常会导致什么结果？A. 抗药性增强B. 代谢速率改变C. 形态结构变化D. 所有以上答案：D5. 细菌的遗传分析中，哪种技术可以用来确定DNA序列？A. PCRB. 凝胶电泳C. 南方杂交D. 北方杂交答案：A二、填空题1. 细菌的染色体通常是________，并且可以在细胞分裂时被复制和传递给子代。

答案：环状双链DNA分子2. 在细菌中，________是一种小型的、环状的DNA分子，可以在细菌间进行水平基因转移。

答案：质粒3. 细菌的基因突变可能是由于________、化学物质或________引起的。

答案：紫外线辐射、自发突变4. 通过________技术，可以将细菌的DNA片段插入到载体中，用于基因克隆和表达。

答案：重组DNA技术5. 细菌的遗传分析中，________是一种用于检测特定DNA序列的技术，通过标记的探针与目标DNA的互补配对来实现。

答案：南方杂交三、简答题1. 简述细菌基因突变的类型及其可能的影响。

答案：细菌基因突变的类型包括点突变、插入突变和缺失突变。

点突变是指单个核苷酸的改变，可能导致氨基酸的改变或不影响蛋白质的功能。

插入突变和缺失突变则涉及一个或多个核苷酸的增加或减少，可能导致移码突变，从而影响蛋白质的结构和功能。

突变可能对细菌的生存和适应性产生重要影响，如抗药性的产生或代谢途径的改变。

2. 描述细菌接合的过程及其在遗传学研究中的意义。

答案：细菌接合是指两个细菌通过直接接触进行遗传物质的交换。

在这个过程中，一个细菌的质粒或染色体片段可以转移到另一个细菌中，从而实现基因的水平转移。

遗传学复习要点0.细菌的遗传分析F因子将供体细胞的基因导入受体，形成部分二倍体的过程叫性导或F－导。

F 因子整合进细菌染色体→[Hfr] → F’→与F－接合→产生部分二倍体。

F’和λd颗粒不同，它加进了细菌的基因，并不减少本身的基因。

F’因子也没有蛋白质外壳包装的问题，所以长度不为包装所限制。

细菌的转化和转导作图：转化：没有噬菌体作介导，由DNA直接转入受体细胞的过程，称为转化。

细菌的转导与作图转导：以病毒作为载体把遗传信息从一个细菌细胞传到另一个细菌细胞。

转导分为一般性和特殊性转导转导病毒产生的频率非常低。

由于噬菌体外壳蛋白决定噬菌体附着细胞表面的能力，因此，这种噬菌体颗粒仍然具有侵染性。

它感染细菌细胞，并将其内含物－细菌的DNA片断注入其中。

进入的DNA片段可以和寄主细胞DNA发生重组，形成遗传结构发生重组的细菌细胞－转导体。

②共转导频率与图距的关系式1966年，T.T Wu (Harvard University)得到了一个共转导频率与从接合实验中得到的图距相连系的数学表达式：（4）局限性（特异性）转导与作图由温和噬菌体进行的转导叫做局限性转导（specialized transduction）。

该噬菌体DNA整合进细菌染色体中时，都占有一个特定的位置，所以只转移细菌染色体的特定部分。

细菌同源重组的特点细菌的转化、接合和转导重组都是同源重组。

细菌中的重组发生在一个完整的环状双螺旋DNA分子与一个单链或双链DNA分子片段之间，而且没有相对应的（相反的）重组子。

重组发生在单链DNA片段和完整的双链DNA之间，且供体单链与受体DNA之间结合形成一段异源双链区，最后结果取决于错配修复。

无重组发生：校正切除的是异源双链区中的属原供体单链的核苷酸。

若无修复校正作用，则该细菌分裂后产生两个细胞，一个是受体的基因型，另一个是重组体的基因型。

高效率标记：有些遗传标记在转化中很少发生校正作用，或校正切除几乎总是在受体DNA上，因此转化频率较高，这类遗传标记称为～。

病原生物学Pathogen Biology第三章细菌的遗传和变异概述•遗传（heredity）是指生物子代与亲代之间的性状相同性；•变异（variation）则是指生物子代与亲代之间性状的差异性。

–遗传性变异(基因型变异),是不可逆的，产生的新性状可稳定的遗传给子代–非遗传性变异(表型变异),不能遗传。

•遗传使细菌的种属性状相对稳定,变异可使细菌产生变种和新种。

一、细菌的遗传物质(Genetic materials of bacteria)1.染色体(chromosome)2.质粒(plasmid)3.前噬菌体(prophage)4.转座子(transposon, Tn)真核和原核生物染色体的区别*霍乱弧菌有两条染色体，大的含2961146bp，小的含1072314bp*细菌rRNA编码基因是多拷贝以装备大量核糖体满足细菌生长需求真核和原核生物染色体的区别操纵子（operon）：指包含结构基因、操纵基因以及启动基因等相邻基因组成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。

主要见于原核生物，其大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。

第二节细菌遗传变异的物质基础基因组：染色体和染色体外遗传物质质粒转位因子一条环状双螺旋DNA长链,反复卷曲缠绕形成松散的网状结构,外无核膜包裹,仅附着在横隔中介体上或细胞膜上.1. 细菌的染色体(Bacterial chromosome)1.1 多种形式•一条环状双链DNA：大多数（>90%）细菌，大小范围在580kbp～5220kbp之间•两条环状dsDNA：少数细菌（如霍乱弧菌，问号钩端螺旋体，马耳他布鲁菌）•三条环状dsDNA：paracoccusdernitrificans•线性dsDNA：疏螺旋体属（Borrella）伯氏疏螺旋体、迦氏疏螺旋体、埃氏疏螺旋体和radyrhizobiunjaponicum 等1. 细菌的染色体(Bacterial chromosome)1.2 染色体上有耐药基因(drug resistance gene)和致病岛(pathogenicity island)的存在，细菌种内和种间可交换pathogenic island：指菌基因组中编码与细菌毒力相关因子的外源DNA（1～200kb），两侧有重复序列、插入序列或tRNA。

7细菌的遗传分析 细菌（bacteria）、放线菌（actinomycetes）和蓝细菌（cyanobacteria）等均属于原核生物（prokaryotes）。

这类生物的主要特征是没有核膜，其核基因组是由一个裸露的环状DNA分子构成，因此称为拟核（nucleoid），原核细胞（prokaryocyte）也由此而得名。

该基因组编码功能相关蛋白质的基因或相互协同调节作用的几个基因往往成簇排列成一个操纵子。

细胞内没有以膜为基础的细胞器，也不进行典型的有丝分裂和减数分裂。

因此它们的遗传物质传递规律和重组机制与真核生物不完全相同。

由于细菌是单细胞生物，结构简单，繁殖力强，分布广，世代周期短，个体数量多，在正常条件下，完成一个世代仅20min，较容易诱变和筛选各类突变型。

细菌不仅是许多病毒的宿主细胞，而且有自身的遗传特性，又易于培养建立纯系和长期保存等优点，已成为遗传学研究中常用的实验材料之一。

特别是大肠杆菌的研究与应用最为广泛和深入，遗传背景也较清楚，基因组测序也是最早完成的生物之一，碱基对为4639229bp，预测基因数4377，其中4290编码蛋白，其余编码RNA。

许多基因不仅已定位在染色体上，而且对其功能的研究也较深入。

为此本章主要以大肠杆菌为材料，讨论细菌的遗传物质的传递规律与染色体作图以及细菌同源重组的分子机制。

153　7畅1　细菌的细胞和基因组7畅1畅1　细菌的细胞 细菌包括真细菌（eubac teri a ），如大肠杆菌（Escherchi a co li ）和古细菌（archaebacteri a ），如詹氏甲烷球菌（M ethanococcus jannaschii ）。

这些细菌以多种形态存在：球菌（cocc i ）、杆菌（bacilli ）和螺旋菌（sp i 唱rilla ）等。

其大小随种类不同而异，杆菌以长和宽表示，一般长为1～5μm ，宽0畅5～1μm ；球菌以直径大小表示，一般为0畅5～1μm ；螺旋菌是测量其弯曲形长度，一般长为1～50μm ，直径为0畅5～1μm 。

第四章细菌和病毒的遗传(一) 名词解释：1.原养型：如果一种细菌能在基本培养基上生长，也就是它能合成它所需要的各种有机化合物，如氨基酸、维生素及脂类，这种细菌称为原养型。

2.转化(transformation)：指细菌细胞（或其他生物）将周围的供体DNA，摄入到体内，并整合到自己染色体组的过程。

3.转导：以噬菌体为媒介，把一个细菌的基因导入另一个细菌的过程。

即细菌的一段染色体被错误地包装在噬菌体的蛋白质外壳内，通过感染转移到另一受体菌中。

4.性导(sexduction)：细菌细胞在接合时，携带的外源DNA整合到细菌染色体上的过程。

5.接合(coniugation)：指遗传物质从供体—“雄性”转移到受体—“雌性”的过程。

6.Hfr菌株：高频重组菌株，F因子通过配对交换，整合到细菌染色体上。

7.共转导（并发转导）(cotransduction)：两个基因一起被转导的现象称。

8.普遍性转导：能够转导细菌染色体上的任何基因。

9.]10.局限转导：由温和噬菌体（λ、）进行的转导称为特殊转导或限制性转导。

以λ噬菌体的转导，可被转导的只是λ噬菌体在细菌染色体上插入位点两侧的基因。

11.att位点：噬菌体和细菌染色体上彼此附着结合的位点，通过噬菌体与细菌的重组，噬菌体便在这些位点处同细菌染色体整合或由此离开细菌染色体。

12.原噬菌体(prophage)：某些温和噬菌体侵染细菌后，其DNA整合到宿主细菌染色体中。

处于整合状态的噬菌体DNA称为～～。

13.溶原性细菌：含有原噬菌体的细胞，也称溶原体。

14.F＋菌株：带有F因子的菌株作供体，提供遗传物质。

(二) 是非题：1.在大肠杆菌中，“部分二倍体”中发生单数交换，能产生重组体。

（）2.由于F因子可以以不同的方向整合到环状染色体的不同位置上，从而在结合过程中产生不同的转移原点和转移方向。

（）3.受体细菌可以在任何时候接受外来的大于800bp的双链DNA分子。

（）4.在中断杂交试验中，越早进入F-细胞的基因距离F+因子的致育基因越远。

细菌类群的遗传多样性研究细菌是生命中最主要的生物之一。

在自然界中，细菌类群数量庞大且复杂，由此产生的遗传多样性是极为广泛的。

这种遗传多样性可以显示出来，例如每个细菌单元在遗传上的相似性和差异性，以及类群的不同形式和结构。

这些变异对于研究细菌的生态和进化途径都有着重要的影响。

其中，研究细菌类群的遗传多样性能够让我们更加了解细菌的进化背景和生物学。

在了解细菌的多样性后，人们便能够对其进行分类以及对其功能进行解析。

例如，科学家会利用细菌的遗传多样性来研究其适应力以及其生命周期中所涉及到的所有细节和过程，让我们更好的理解细菌的存在和影响。

而对于细菌的遗传多样性进行研究，最常用的方法便是基因组学。

基因组学的发展将为研究细菌的遗传多样性开辟新的研究手段。

此外，研究细菌遗传多样性也涉及到物种概念的重构。

在目前的生物系统学中，使用的物种概念过于简单，但事实上，在细菌中，很难确定从一种细菌变体到另一种的分界线。

然而，从一个物种到另一个物种的转变，也仅仅是相对的，因为从根本上说，细菌的遗传多样性是连续的。

因此，在研究细菌遗传多样性时，引入连续物种概念可以帮助我们更好地了解其进化过程。

研究细菌类群的遗传多样性的方法有很多。

其中一种最为常见和有效的方法是比较基因组学。

这种方法通过分析基因组中的基因、基因编码的蛋白质和DNA序列来比较不同细菌之间的相似性和差异性，从而帮助我们了解不同细菌类群的生命进化历程。

此外，还有一种新的、无需参考基因组其他常见方法的研究策略。

这种方法被称为metagenomics，它是一种针对环境中的大量未知微生物进行研究的方法。

通过metagenomics，研究人员可以不必首先分离并分离微生物，而是用环境中的DNA直接进入分析，以了解其中包含的全部非细胞体微生物的多样性和遗传信息。

然而，该方法也存在一些技术上的局限，在不同微生物区分的准确性和DNA解读的准确性等方面存在一定程度的困难。

不同的方法有其各自的优势和限制。