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第四章 细菌的遗传分析

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细菌的遗传与变异-医学微生物学

细菌的遗传与变异-医学微生物学
进化特点
细菌进化速度快，适应能力强，可在各种环境中生存和繁殖。
进化意义
细菌进化对人类医学、农业和工业等领域产生重要影响，如抗生素 耐药性的产生和病原体变异等。
05 细菌遗传与变异的医学意 义
抗生素抗性的遗传与变异
01
02
03
04
抗生素抗性
指细菌在抗生素存在下能够生 长和繁殖的能力。
抗性基因
细菌通过基因突变获得抗性基 因，使其对特定抗生素产生抗
细菌的遗传与变异-医学微生物学
目 录
• 细菌的遗传物质 • 细菌的基因转移与重组 • 细菌的基因表达调控 • 细菌的变异与进化 • 细菌遗传与变异的医学意义
01 细菌的遗传物质
细菌DNA的结构
01
02
03
环状双螺旋结构
细菌DNA呈环状双螺旋结 构，与真核生物的线性 DNA不同。
超螺旋结构
细菌DNA具有超螺旋结构， 影响其复制和转录过程。
的细菌种类的源泉。
细菌的基因重组
基因重组
指两个或多个基因的遗传信息在细菌体内重新组 合，形成新的基因组合方式。
重组方式
转化、转导、接合和原生质体融合等。
重组意义
基因重组是细菌适应环境变化的重要方式，也是 细菌进化的重要途径。
细菌的进化
进化机制
细菌通过基因突变和基因重组等机制，不断适应环境变化，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化 成为新的种类。
性。
抗性传播
抗性基因可通过质粒、转座子 等可移动遗传元件在不同细菌
间传播。
抗性机制
细菌通过多种机制产生抗性， 如产生钝化酶、改变药物靶点
、增加药物外排等。
病原菌毒力的遗传与变异
毒力因子

细菌的遗传与变异精品PPT课件

细菌的遗传与变异精品PPT课件
n 接合性质粒主要包括F质粒、R质粒、Col 质粒和毒力质粒。
25
接合（conjugation ）
►F质粒的接合
Donor
F+
F-
F+
F-
Recipient
F+
F+
F+
F+ 26
接合（conjugation ）
27
接合（conjugation ）
►F质粒的接合（高频重组株Hfr）
F+
F+
Hfr
8
细菌的基因组
质粒是细菌染色体外的遗 2、质 粒（plasmid）传物质，是环状闭合的双
链DNA。
有自我复制能力 编码产物赋予细菌某些性状特征 ►质粒的特征 可自行丢失与消除 具有转移性
9
细菌的基因组
►几种重要的质粒：
F质粒
带有F质粒的为雄性菌，能长出 性菌毛；无F质粒的为雌性菌， 无性菌毛。
R质粒
转座子 Tn1 Tn2 Tn3
Tn4 Tn5 Tn6 Tn7 Tn9 Tn10 tn551 Tn971 Tn681
转座子的特征
携带耐药或毒素基因 AP（氨苄青霉素） AP、SM（链霉素）、Su（磺胺） Km（卡那霉素） Km （卡那霉素） TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SM
Cm（氯霉素） Tc（四环素） Em（红霉素） Em （红霉素） 大肠埃希菌（肠毒素基因） 15
细菌的遗传与变异
1
第四节 遗传和变异
一、遗传与变异的概念 二、常见的细菌变异现象 三、细菌的基因组 四、细菌变异的机制 五、细菌遗传变异研究的意义
2
遗传和变异概念
1、遗传
指亲代的特性可通过遗传物质传递 给子代，保证物种的稳定性。

细菌的遗传分析

细菌的遗传分析

Fig 17.8 A summary of the classic Lederberg and Tatum experiment.
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
2、F因子的特性
三种大肠杆菌： F+: 携带F因子质粒 F-: 没有F因子 Hfr: F 因子整合在染色体上 （1）低频重组：F+ х F- = F+ , F+ 重组通过质粒转移、复制 进行。 重组频率为10-6左右。
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
重组作图（recombination mapping）
Hfr lac + ade + str
r
s
X F-
lac - ade - str
重组作图：
Hfr lac+ ade+
没有发
生交换 F两个基因都交 换到受体上 F交换发生在 两个基因之 间 Flacade+ lac+ ade+ lacade-
Fig 17.4 The U-tube experiment.
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
3、细菌杂交（遗传分析的重要方法）
（1）F因子的发现
E.coli 不同缺陷型菌株A,B分 别具有Strs ,Strr两种基因型 。
实验：
A Strs
B Strr
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
中断杂交的实验结果
基因 thr+ leu+ Azis Tons lac+ gal+ 转入时间 8 8.5 9 11 18 25

细菌的遗传分析

细菌的遗传分析

与受体染色体上同源序列配对，交换整合 到受体菌中，成为受体染色体的一部分
F因子及其在杂交中的行为
• F+品系称为低频重组（low frequency recombination，Lfr)：F因子转移频率很高， 但两者染色体之间重组频率很低，大约是每百 万个细胞发生一次重组。
• Hfr品系称为高频重组（ high frequency recombination，Hfr）：因为Hfr细胞与F-细胞 接合后可以将供体染色体的一部分或全部传递 给受体F-，当供体和受体的等位基因带有不同 标记时，在她们之间就可以发生重组，重组频 率可达到0.01以上。
这是因为F因子在细菌染色体上有许多插入位点而且其
插入取向不同而形成的。用这些不同Hfr菌株进行中断
杂交实验，则它们的转移起点、基因转移顺序以及转 移方向都不相同。（P153图6-9）
• 三、重组作图
• 如果2个基因间的转移时间<2min则用中断杂交作图不
可靠，应采用传统的重组作图法。
●杂交
Hfr lac+ade + ×F-lac- adelac +乳糖不发酵 ade-胸嘌呤缺陷型 用完全培养基但不加腺嘌呤，可选出F-ade+的菌落 ●由于lac+ ade-近，两者相继进入时间相距很短，难以 准确界定，所以只能根据产物确定。
• 其它突变类型的筛选、鉴定：
– 对于其它的突变类型(如温度敏感型)，也可以通过 培养条件的选择培养来筛选与鉴定。
• 选择培养法一次可鉴定、筛选一种突变型，但 要检测分离含有多种突变型的混和菌株，仅采 用选择培养法要进行多次试验才能够达到目的、 效率太低。
• 为高效检测、分离混和群体中不同突变型，黎 德伯格夫妇设计了影印培养法。

细菌的遗传分析教案

细菌的遗传分析教案

细菌的遗传分析教案教案标题：细菌的遗传分析教案目标：1. 了解细菌的遗传特征和分析方法。

2. 掌握细菌遗传分析的基本实验步骤和技术。

3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。

教案步骤：引入：1. 引发学生对细菌遗传分析的兴趣，例如通过展示细菌对人类健康和环境的重要性。

2. 引导学生思考细菌的遗传特征对其生存和适应环境的影响。

知识讲解：3. 介绍细菌的基本遗传特征，包括DNA结构、基因、突变等概念。

4. 解释细菌遗传分析的重要性和应用领域，如药物抗性研究、疾病传播机制等。

5. 介绍细菌遗传分析的基本实验步骤，包括细菌培养、DNA提取、PCR扩增、凝胶电泳等。

实验设计：6. 分组讨论，学生根据所学知识设计一个细菌遗传分析实验，可以选择具体的细菌种类和研究目标。

7. 学生列出实验所需材料和步骤，并解释实验设计的合理性和预期结果。

实验操作：8. 学生按照实验设计完成实验操作，包括细菌培养、DNA提取、PCR扩增等。

9. 引导学生注意实验操作的细节和注意事项，确保实验结果的准确性和可靠性。

数据分析：10. 学生收集实验数据，并进行数据分析，包括PCR产物的凝胶电泳结果分析。

11. 引导学生根据实验结果进行推理和讨论，解释实验结果的意义和可能的影响。

总结：12. 学生总结实验过程和结果，回顾实验设计的合理性和实验操作的可行性。

13. 引导学生思考细菌遗传分析的局限性和未来发展方向。

作业：14. 布置相关阅读任务，要求学生进一步了解细菌遗传分析的前沿研究和应用。

15. 要求学生撰写实验报告，包括实验设计、结果分析和讨论等内容。

评估：16. 对学生的实验报告进行评估，包括实验设计的合理性、数据分析的准确性和结果讨论的深度。

17. 针对学生的评估结果，提供个别或整体的反馈和指导，帮助学生提升实验设计和数据分析能力。

教学资源：- 细菌培养基和培养器具- DNA提取试剂盒- PCR扩增仪和相关试剂- 凝胶电泳设备和试剂- 相关教材和参考书籍- 计算机和投影仪教学延伸：1. 组织学生参观相关实验室或研究机构，了解实际细菌遗传分析的应用和研究进展。

(优选)细菌的遗传分析打印

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• 如果两个基因离得很近，有可能位于同一个DNA片段上， 那么它们共转化的频率将接近于单个基因转化的频率。
• 若共转化的频率要比两个单个基因转化频率相乘积高的 话，那么这两个基因一定是紧密连锁的。
• 基因的顺序也可以通过共转化的结 果来分析确定，例如p＋和q＋常常共 转化，而q＋和o＋也常常共转化，但 基因p＋和o＋从未发生共转化，那么 这三个基因的顺序一定是p – q - o。某些处理过程可以诱导或加强感受态， 以 生大 长肠 后杆 期菌的为大例肠，杆用菌可Ca以2+(增如强Ca其C感l2)受处能理力对。数
按照细菌出现感受态的方式，可
把转化分为三种类型
1. 自然转化(naturally occuring transformation)：细菌 自发地出现感受态，如肺炎链球菌，流感嗜血杆菌， 枯草杆菌等。
2和3：工程转化（engineered transformation）
转化过程
图7-13 细菌转化的机制
(三) 共同转化与遗传图谱绘制
• 通过转化可以测定基因的连锁、基因的排列顺序 以及图距。原理如下：
• 如果在供体的染色体上有两个离得很远的基因a＋和b＋， 我们将会发现它们总是在不同的DNA片段上，这样如果 有一个a＋b＋供体和ab受体，那共转化（cotransformation） 即两个基因同时转化的概率是由两个基因单独转化的概 率的乘积。若每个基因的转化频率是10－3的话，那么这 两个基因同时被转化的频率应为10－3×10－3＝10－6。
突变型的筛选
例如： 营养缺陷型的筛选: u.v
野生型细菌
CM 完全培养基： MM 基本培养基：
影印培养
影印实验（replica plating ）
Joshua Lederberg & Esther Lederberg（1952）

细菌的遗传分析-2


哈工大-遗传学
第四章 细菌的遗传分析
哈工大-遗传学
第四章 细菌的遗传分析
性导在大肠杆菌遗传研究中的作用：
①. 分离出大量F'因子（每个F'因子携带有不同大肠杆菌 基因） 利用不同基因在一起的并发性导的频率来 作图； ②.性导形成的部分二倍体可用作互补测验 确定两个 突变类型是否属于同一个基因。 ③.通过性导产生部分二倍体 确定等位基因的显 隐性关系；
哈工大-遗传学
第四章 细菌的遗传分析
五、E.coli 的转导
哈工大-遗传学
第四章 细菌的遗传分析
(一)、转导的发现
1. 概念：指以噬菌体为媒介进行的细菌遗传物质重组。 2. 转导的发现 莱德伯格与津德（1951）： 两个沙门氏菌的营养缺陷型进行杂交
哈工大-遗传学
第四章 细菌的遗传分析
产生上述结果的原因:
（4）“假噬菌体”和真噬菌体一样可再侵染细菌，其中“假噬菌
体”侵染时，就将外来的细菌基因注入，经过基因重组改变遗 传性状，完成转导的过程。
哈工大-遗传学
第四章 细菌的遗传分析
(二)、普遍性转导与作图
1.特征：可随机转导细菌染色体组的任何部分
错误包装1/1000机率
同源重组
转导颗粒
(假噬菌体)
哈工大-遗传学
①. 是否属于接合? 戴维斯U型管试验(防止细胞直接接触) 也获得野生 型重组体，排除由于接合或性导而产生基因重组可能性。 ②. 是否属于转化? 结果表现为不受DNA酶的影响，排除了由于DNA片 断通过滤片经转化实现基因重组可能性。
③.
是否属于回复突变? 高频率出现不可能是回复突变。
哈工大-遗传学
对同源DNA具有特异性。 异源DNA，视亲缘关系远近 也可发生不同频率整合。

细菌的遗传分析


Question
• 我们已知在F＋×F－杂交中，几乎所有F－细菌变 为F＋, F＋×F－→F＋;
• 而在Hfr ×F－杂交中，尽管出现高频重组，但F－ 细菌很少转变为F＋细菌。这个问题使遗传学家感 到迷惑不解。？
中断杂交实验 (Interrupted-mating experiment）
Wollman 和 Jacob进行中断杂交实验:
细菌的遗传分析
概述
• 细菌、放线菌和蓝细菌等均属于原核生物(prokaryotes)。 • 主要特征：没有核膜，其核基因组是由一个裸露的环状
DNA分子构成，称为拟核。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。 • 细菌是单细胞生物，结构简单，繁殖能力强，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20 min， 较容易诱变和筛选各类型突变。 • 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，长期保存，成为遗传学研究 的常用实验材料。
Hfr ： thr+ Leu+ azir tonr Lac+ gal+ strs ×
F- ：thr－ Leu－ azis tons Lac－ gal－ strr
azi：叠氮化钠； ton：噬菌体T1； str：链霉素； Lac：乳糖； gal：半乳糖
结果发现Hfr的未选择性标记基
因进入F－所需时间： • 9分钟时：
细菌的细胞结构：简单 (原核生物） • 基本结构: 细胞壁 (cell wall), 细胞膜 (cell membrane)； 拟核 ( nucleoid )，核糖体 (ribosome), 细胞质 (cytoplasm)，内含物等；
• 特殊结构: 一定条件下具有的结构 e.g. 荚膜 (capsule) 和鞭毛 (flagella)

食品微生物学 第四章微生物遗传与菌种选育 第二节微生物的菌种选育


微生物遗传与菌种选育
4.2.2.1 诱变育种的步骤:
确定出发菌 ↓
菌种的纯化选优 ↓出发菌株性能测定
同步培养 ↓
制备单细胞（单孢子）悬液 ↓
诱变剂选择与诱变剂量的预试验 ↓
诱变处理 ↓
平板分离 ↓计形态变异菌落数、↓
重复筛选 ↓摇瓶发酵试验
选出突变株进行生产试验
如果此野生型菌株产量偏低，达不到工业生产的要求， 可以留之作为菌种选育的出发菌株。
微生物遗传与菌种选育
4.2.2 微生物的诱变育种
诱变育种是利用物理和化学诱变剂处理微生物细胞群， 促进其突变率在同提高，再从中筛选出少数符合育种目的的 突变株。
诱变育种的主要手段是以合适的诱变剂处理大量而分散 的微生物细胞，在引起大部分细胞死亡的同时，使存活细胞 的突变率迅速提高，再设计既简便、快速又高效的筛选方法， 进而淘汰负突变并把正突变中效果最好的优良菌株挑选出来。
微生物遗传与菌种选育
4.2.1.4 纯种培养 经过分离培养，在平板上出现很多单个菌落，通过菌落
形态观察，选出所需菌落，然后取菌落的一半进行菌种鉴定， 对于符合目的菌特性的菌落，可将之转移到试管斜面纯培养。 4.2.1.5 生产性能测定
从自然界中分离得到的纯种称为野生型菌株，它只是筛 选的第一步，所得菌种是否具有生产上的实用价值，能否作 为生产菌株，还必须采用与生产相近的培养基和培养条件， 通过三角瓶进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌 种。
微生物遗传与菌种选育
4.2.2.2 营养缺陷型突变株的筛选
在诱变育种工作中，营养缺陷型突变体的筛选及应用有 着十分重要的意义。营养缺陷型菌株是指通过诱变而产生的 缺乏合成某些营养物质(如氨基酸、维生素、嘌呤和嘧啶碱 基等)的能力，必须在其基本培养基中加入相应缺陷的营养 物质才能正常生长繁殖的变异菌株。其变异前的菌株称为野 生菌株。

第四章 细菌和噬菌体的遗传分析

第四章细菌和噬菌体的遗传分析例题1：酵母菌的中性小菌落的线粒体DNA有缺陷，但决定线粒体的核基因是正常的。

分离性型小菌落的线粒体DNA是正常的，但带有一个决定线粒体有缺陷的隐性核基因。

将这样的中性小菌落和分离型小菌落杂交。

问：二倍体F1表型是什么？由二倍体细胞产生的子囊孢子发育成的单倍体世代的表型如何？（浙江大学2000年考研试题10分）知识要点：1．酵母菌是单细胞子囊菌，它的生活周期中具有形态上相同的单倍体和二倍体世代交替。

成熟的二倍体营养细胞可以进行出芽生殖。

但在某些环境条件下，二倍体细胞会进行减数分裂，形成单倍性的四个子囊孢子，子囊孢子释放出来后长大形成单倍体成体细胞。

2．酵母菌二倍体细胞的形成是由两个单倍性的子囊孢子相互结合形成，双方提供等量的核物质和细胞质。

正常的核基因、正常的细胞质基因是显性3．酵母菌的小菌落类型分为分离性小菌落、中性小菌落、抑制性小菌落。

分离性小菌落是由于核基因发生了突变，表现为经典的孟德尔式遗传，与野生型大菌落杂交形成的二倍体细胞为正常的，二倍体细胞减数分裂形成的4个子囊孢子1/2发育成大菌落，1/2发育成小菌落；中性小菌落是由于细胞质中的线粒体上的基因发生了突变，大多数中性小菌落都是没有mtDNA，与野生型大菌落杂交形成的二倍体细胞为正常的，但此二倍体细胞减数分裂形成的4个子囊孢子全部发育成为大菌落；抑制性小菌落是许多突变型的表现，是由于核基因的突变或者是由于mtDNA的突变，或者两方面因素都存在。

抑制性小菌落可以在二倍体中表现出来，完全抑制性的可以把二倍体细胞全部转变成小菌落的，也可以把由此产生的四个子囊孢子都转变成小菌落的。

解题思路：1．根据知识要点1知道此二倍体F1是生活周期中的一个时期根据知识要点2知道此杂交产生的二倍体F1细胞质中有正常线粒体也有不正常线粒体，细胞核中有突变基因也有正常基因，因此，此二倍体F1的表现型为正常大菌落。

2．根据知识要点3知道此二倍体F1 减数分裂形成的四个子囊孢子的细胞质中有正常细胞质也有不正常细胞质，但是，有2个子囊孢子的核基因是突变的，有2个子囊孢子的核基因是正常的，因此，产生的4个子囊孢子的表现型为2正常大菌落，2小菌落。

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第四章 细菌的遗传分析
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第一节 细菌的细胞和染色体 第二节 大肠杆菌的突变型及筛选 第三节 细菌的杂交和性别 第四节 中断杂交与重组作图 第五节 F’因子和性导 第六节 转化与转导作图
第一节
细菌的细胞和染色体
一、 细菌的细胞： 真核生物（eukaryotes) 细胞有细胞核，进行减数分裂 和有丝分裂；细菌是原核生物（prokaryotes)，没有细 胞核，不进行减数分裂和有丝分裂。而是简单地复制和 一分为二。
Lac+ ade+
strr Lac- ade- strs
Lac+ ade+ strs Lac- ade- strr
Lac- ade+
strr Lac+ ade- strs
2. 重组频率的计算
RFlac-ade =
lac-ade+ lac+ade+ + lac-ade+ 220 1000
× 100%
二、 突变型筛选：
1. 根据菌落特点筛选：如Lac-突变菌株在伊红-美蓝培 养基（EMB）上形成白色或粉红色菌落，而lac+ 菌落为有金属光泽的紫色菌落。 2. 抗性突变型的筛选：将细菌涂布在含有某种抗生素 或噬菌体的培养基上，能形成菌落的就是抗性突变 菌株。 3. 营养缺陷型的筛选：用印迹法(replica-plated method) 把在完全培养基上生长的菌落影印到基本培养基上， 鉴别出不能生长的克隆。再把它们转移到含有单一 营养物质的培养基上，判定该突变型需要哪一种营 养物质。
1.只有偶数次交换才能保证细菌染色体的完整性，产 生平衡的有活性的重组子；
2.重组子只有一种类型， 相反的重组子(reciprocal recombinant)不会出现。
第四节 中断杂交与重组作图
一、中断杂交实验作连锁图：
Hfr F-
Hfr × FHfr: thr+ leu+ azis tons lac+ gal+ strs F-: thr- leu- azir tonr lac- gal- strr
பைடு நூலகம் 2. 中断杂交技术作图
根据供体基因进入受体细胞的时间顺序可以 绘制连锁图，这就是中断杂交技术（interrupted mating technique)。根据中断杂交绘制的基因连 锁图，基因距离的单位是分钟而不是厘摩。
0
8 8.5 9 thr leu Az
11 T1
18 lac
25 gal
二、 重组作图
c. F- 细菌转变成F+细菌。
F+lac+
F+lac+
低频重组(low frequency recombination，Lfr)：
F+与F- 之间的杂交只有F因子的转移，因此尽管F因子的 转移频率很高，但是供受体细菌染色体的重组频率却很低， 约为10-6，因此F+品系称低频重组品系(菌株)。(P149图A)
F+ × F-
F+
（2） 细菌基因的转移－高频重组 (P149图B)
高频重组(High frequency recombination，Hfr)：
如果F因子整合到细菌染色体上，这种染色体上带有 一个整合的F因子的品系，与F-细胞结合后可将供体染色 体的一部分或全部传递给F-受体，当供体和受体的等位基 因带有不同的遗传标记时，可以观察到它们之间发生重组， 重组频率可达到10-2以上，称为高频重组品系（菌株）。 Hfr × F-
出现原养型菌落
不出现原养型菌落
说明菌株A和B在杂交中的作用不同，A为遗传物质的供体 (donor)，相当于雄性；而B为受体(recipient)，相当于雌性。
二、 F因子与高频重组
1. F因子（F-factor) ：又称性因子或致
育因子。它是能独立增殖的环状DNA分子。 供体细菌：细胞质中具有F因子（F+，♂)。 F+细菌表面有性伞毛(sex pili)，即F纤毛。 受体细菌：不含F因子(F-， ♀) 。
混合作用60min 在含链霉素的基本培养基上涂板 只有重组子能够存活：
F-: ade+strr 1000
影印到EMB培养基上
紫红色菌落：lac+ade+ 780（亲本型） 白色或粉红色菌落：lac- ade+ 220（重组型）
1. 重组子的产生
Lac+ ade+ strs Lac- ade- strr
Hfr: thr+ leu+ azis tons lac+ gal+ strs × F-: thr- leu- azir tonr lac- gal- strr
混合
完全培养基
中断杂交
一定时间
含str的选择性培养基 （ 基本培养基 + str） 选择到的重组子：thr+ leu+ strr （选择标记）
2. 分解代谢功能突变型（catabolic functional mutant): lac- 乳糖突变型， 野生型为lac+
3. 抗性突变型（resistance mutant): Strr （ Str- ）抗链霉素突变型, Strs （Str+ ）链霉素敏感型 Penr （ Pen-）抗青霉素突变型, Pens （Pen+）青霉素敏感型 T1r 抗T1噬菌体， T1s 对T1噬菌体敏感
二、性导
利用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，叫做性导(sex-duction or F’-duction)。 F’因子转移细菌基因不同于Hfr菌株： 1. Hfr: thr+ leu+ strs × F- : thr- leu- strr
重组子： F- ( thr+ leu+strr )，不能将thr+ leu+ 再转入其它F2. F’: thr+ leu+ strs × F- : thr- thr- strr 重组子： F’ ( thr+ leu+ strr )，能与其它F- 杂交，并将thr+ leu+ 转入其他F- ，同时使其也具有F因子，成为F+。
A
B
完全液体培养基
基本固体培养基平皿
出现若干原养型菌落， 频率为10-7
2. U形管实验
）
3. 菌株A: met- thr+ leu+ thi+ （需甲硫氨酸） 菌株B: met+ thr- leu- thi- （需苏氨酸，亮氨酸和硫胺）
A Strs B Strr A Strr B Strs
含有链霉素的 基本培养基
1. 中断杂交实验结果
时间（分钟） 〈9 9 11 18 24 转移的基因 azir azir tonr azir tonr lac+ azir tonr lac+ gal+
1) T=0：杂交开始； 2) T=8分钟内，无重组菌落出现； 3) T=9分钟，出现少量叠氮化钠抗性菌落，但对T1噬菌体还是敏感的。 说明azi r 基因已经进入F-细菌，而tonr 基因尚未进入。 4) T=11分钟时，开始出现对T1噬菌体有抗性的菌落（tonr）； 5) T=18分钟时，出现能利用乳糖的菌落(lac+)； 6) T=25分钟时，出现能利用半乳糖的菌落(gal+)。
2.低频重组和高频重组:
(1) F因子的转移－低频重组
a. F+细胞与F-细胞接触并结 合，形成细胞质桥 (cytoplasm bridge)，即 结合管(conjugation tube)。 b. F因子进行滚环复制，通 过结合管转移到F- 细胞。
F+lac+
F-lac-
F+lac+
F-lac-
=
× 100%=22%=22cM
用重组频率（RF）所测得的基因距离与用中断 杂交技术以时间为单位的基因距离基本上是成正比的， 大致是1分钟相当于20%重组值，即：1min=20cM
第五节 F’因子和性导
一、 F’因子
Hfr 准确切割 Hfr 不准确切割 F因子 F’
F’因子(F-primer factor)： 是一种新的F因子，是带 有插入细菌基因的环状F 因子，即带有部分供体 的F因子。 F’因子的产 生缘于一种错误的切割。 • 由于各自携带的基因不 同，从而可以形成不同 的F’因子。
三、 三种致育因子的相互关系
三种致育因子F、F’、Hfr的关系是： 1. 有F因子的细菌为F+，没有F因子的为F-，具有致育因子 （F, F’或Hfr）的菌株就是雄性菌株(male strains) 。 2. F因子可以整合到细菌染色体上，形成Hfr染色体。不同的 Hfr菌株是因为F因子的整合位点或方向不同。 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 染色体的转移频率则很低，重组频率很低。 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，但频率较低。
苏 氨 酸 合 成 能 力 亮 氨 酸 合 成 能 力 叠 氮 化 钠 抗 性 Tl 噬 菌 体 抗 性 乳 糖 能 否 利 用 半 乳 糖 能 否 利 用 链 霉 素 抗 性
Thr
leu
T1
azi
lac
出现重组子菌落
混合培养,细菌开始杂交每隔一定时间取样，用搅拌器搅拌打 断结合管，使配对的细菌分开，中断杂交，稀释菌液。