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第七章细菌和病毒的遗传(一) 名词解释：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。
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。
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。
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。
接合(coniugation)：指遗传物质从供体—“雄性”转移到受体—“雌性”的过程。
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。
共转导（并发转导）(cotransduction)：两个基因一起被转导的现象称。
普遍性转导：能够转导细菌染色体上的任何基因。
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。
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。
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～～。
溶原性细菌：含有原噬菌体的细胞，也称溶原体。
F＋菌株：带有F因子的菌株作供体，提供遗传物质。
(二) 是非题：在大肠杆菌中，“部分二倍体”中发生单数交换，能产生重组体。
（-）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。
（+）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。
（-）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。
（+）在接合过程中，Hfr菌株的基因是按一定的线性顺序依次进入F-菌株的，距离转移原点愈近的基因，愈早进入F-细胞。
第七章细菌和病毒的遗传本章习题1．解释下列名词：F-菌株、F+菌株、Hfr菌株、F因子、F'因子、烈性噬菌体、温和性噬菌体、溶原性细菌、部分二倍体。
F-菌株：未携带F因子的大肠杆菌菌株。
F+菌株：包含一个游离状态F因子的大肠杆菌菌株。
Hfr菌株：包含一个整合到大肠杆菌染色体组内的F因子的菌株。
F因子：大肠杆菌中的一种附加体，控制大肠杆菌接合过程而使其成为供体菌的一种致育因子。
F'因子：整合在宿主细菌染色体上的F因子，在环出时不够准确而携带有染色体一些基因的一种致育因子。
烈性噬菌体：侵染宿主细胞后，进入裂解途径，破坏宿主细胞原有遗传物质，合成大量的自身遗传物质和蛋白质并组装成子噬菌体，最后使宿主裂解的一类噬菌体。
温和性噬菌体：侵染宿主细胞后，并不裂解宿主细胞，而是走溶原性生活周期的一类噬菌体。
溶原性细菌：含有温和噬菌体的遗传物质而又找不到噬菌体形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌。
部分二倍体：当F+和Hfr的细菌染色体进入F-后，在一个短时期内，F-细胞中对某些位点来说总有一段二倍体的DNA状态的细菌。
2．为什么说细菌和病毒是研究遗传学的好材料？答：与其他生物体相比，细菌和病毒能成为研究遗传学的好材料，具有以下7个方面的优越性：（1）世代周期短：每个世代以min或h计算，繁殖速度快，大大缩短了实验周期。
（2）易于管理和进行化学分析个体小，繁殖方便，可以大量节省人力、物力和财力；且代谢旺盛，繁殖又快，累积大量的代谢产物。
（3）便于研究基因的突变细菌和病毒均属于单倍体，所有突变都能立即表现出来，不存在显性掩盖隐性的问题。
（4）便于研究基因的作用通过基本培养基和选择培养基的影印培养，很容易筛选出营养缺陷型，利于生化研究。
（5）便于基因重组的研究通过细菌的转化、转导和接合作用，在一支试管中可以产生遗传性状不相同的后代。
（6）便于用于研究基因结构、功能及调控机制的材料细菌和病毒的遗传物质简单，基因定位和结构分析等易于进行且可用生理生化方法进行基因的表达和调控分析。
细菌和病毒的区别与联系细菌和病毒是生物学中两个常用的词汇，它们都是微小的生物体，但在很多方面有着明显的不同。
本文将探讨细菌和病毒的区别与联系。
一、细菌和病毒的定义细菌是一类原核生物，它们具有自主繁殖、代谢能力以及细胞结构。
细菌可以分为多种类型，包括球菌、杆菌和螺旋体等。
它们存在于自然界中各种环境中，有些对人类和其他生物有益，而另一些则可能引发感染或导致疾病。
病毒是一种非细胞性生物体，只能寄生在宿主细胞内进行复制。
病毒由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳组成，缺乏自主代谢功能，并且通常无法自主扩增。
病毒需要依赖于宿主细胞来复制自身，并且感染宿主后会引发不同程度的疾病。
二、形态结构的差异1. 细菌：细菌是单细胞的微生物，具有细胞壁、细胞质和核酸等组成部分。
细菌的形态各异，可以是球状、杆状或螺旋形。
它们在显微镜下可见，并且体积相对较大。
2. 病毒：病毒是非细胞性的微小生物，由核酸和蛋白质外壳组成。
病毒的直径通常在20到300纳米之间，只能通过电子显微镜进行观察。
三、遗传物质的差异1. 细菌：细菌的遗传物质是DNA（脱氧核糖核酸），它位于细菌的染色体中。
除了染色体上的DNA外，一些细菌还具有质粒（plasmid），其中包含额外的基因信息。
2. 病毒：病毒的遗传物质可以是DNA或RNA（核糖核酸）。
不同类型的病毒具有不同类型的遗传物质。
例如，流感病毒拥有8段单链RNA，而HIV则是一个单链RNA病毒。
四、复制方式的差异1. 细菌：细菌通过二分裂来复制自身。
在适宜的环境下，细菌将自身复制为两个细胞，并且该过程可以持续进行多代。
2. 病毒：病毒依赖于宿主细胞来复制。
病毒感染宿主细胞后，将其核酸注入宿主细胞内，并利用宿主细胞的生物合成机制来合成新的病毒颗粒。
最终，新产生的病毒会释放到周围环境中，以侵袭其他健康细胞。
五、与人类健康的关系1. 细菌：许多细菌对人类和其他生物有益。
例如，某些肠道细菌有助于食物消化和营养吸收。
转载遗传学课后答案三[转载]遗传学课后答案三000第七章细菌和病毒的遗传3. 试比较大肠杆菌和玉米的染色体组。
答：大肠杆菌玉米染色体一条环状双链DNA形成的染色体十对线状染色体基因个数少多基因之间的关系连锁独立，连锁连锁图距时间，交换值交换值、 4．对两对基因的噬菌体杂交所测定的重组频率如下：a－b＋×a＋b－ 3.0 %a－c＋×a＋c－ 2.0%b－c＋×b＋c－ 1.5%试问：(1) a、b、c三个突变在连锁图上的次序如何？为什么它们之间的距离不是累加的？(2) 假定三因子杂交，ab+c×a+bc+，你预期哪两种类型的重组体频率最低？(3)计算从(2)所假定的三因子杂交中出现的各种重组类型的频率。
解：噬菌体杂交能够在寄主中形成完整的二倍染色体，可以完全配对，所以噬菌体杂交中的基因重组与高等生物的遗传重组的分析方法完全相同。
本题相当于三个两点测验结果。
（1）3个相互连锁的基因a，b，c，重组频率越高，基因之间的距离越远，比较它们两两重组频率可知：a与b之间的遗传距离最大，c则是位于ab之间。
由于两点测验忽略了双交换，所以它们之间的距离不是累加的。
（2）ab+c×a+bc+是三点测验，双交换型重组型的频率最低，由于c位于ab之间，所以ab+ c+和a+b c应该最少。
（3）首先对照两点测验结果推算双交换值：对于ac b+×a+c+b 产生的6种重组型为：当对ac进行两点测验时：则a c+b，a+c b+，ac+b+， a+cb都是重组类型，所以两点测验与三点测验的结果相同；同样对cb进行两点测验时：a cb、a+c+b+、ac+b+、a+cb都是重组类型，与两点测验与三点测验的结果相同；对ab进行两点测验时：只包括了a c+b、a+c b+ 、a cb、 a+c+b+四种重组类型，而双交换ac+b+ 和a+cb却不是重组型。
已知ac重组值＝2.0％，cb重组值＝1.5％，根据三点测验，ab之间的重组值应该＝2.0 ％+1.5 %＝3.5 ％，它与两点测验所得非3.0 %相差两个双交换值，即2×双交换值＝0.5％双交换值为0.25％。
《遗传学（第三版）》朱军主编课后习题与答案目录第一章绪论 (1)第二章遗传的细胞学基础 (2)第三章遗传物质的分子基础 (6)第四章孟德尔遗传 (9)第五章连锁遗传和性连锁 (12)第六章染色体变异 (15)第七章细菌和病毒的遗传 (21)第八章基因表达与调控 (27)第九章基因工程和基因组学 (31)第十章基因突变 (34)第十一章细胞质遗传 (35)第十二章遗传与发育 (38)第十三章数量性状的遗传 (39)第十四章群体遗传与进化 (44)第一章绪论1.解释下列名词：遗传学、遗传、变异。
答：遗传学：是研究生物遗传和变异的科学，是生物学中一门十分重要的理论科学，直接探索生命起源和进化的机理。
同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础；并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。
遗传：是指亲代与子代相似的现象。
如种瓜得瓜、种豆得豆。
变异：是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。
如高秆植物品种可能产生矮杆植株：一卵双生的兄弟也不可能完全一模一样。
2.简述遗传学研究的对象和研究的任务。
答：遗传学研究的对象主要是微生物、植物、动物和人类等，是研究它们的遗传和变异。
遗传学研究的任务是阐明生物遗传变异的现象及表现的规律；深入探索遗传和变异的原因及物质基础，揭示其内在规律；从而进一步指导动物、植物和微生物的育种实践，提高医学水平，保障人民身体健康。
3.为什么说遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素？答：生物的遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的。
没有遗传，不可能保持性状和物种的相对稳定性；没有变异就不会产生新的性状，也不可能有物种的进化和新品种的选育。
遗传和变异这对矛盾不断地运动，经过自然选择，才形成形形色色的物种。
同时经过人工选择，才育成适合人类需要的不同品种。
因此，遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。
4. 为什么研究生物的遗传和变异必须联系环境？答：因为任何生物都必须从环境中摄取营养，通过新陈代谢进行生长、发育和繁殖，从而表现出性状的遗传和变异。
第十章细菌和病毒的遗传细菌属于原核生物，不进行典型的有丝分裂和减数分裂，因此，其染色体传递和重组方式与真核生物不尽相同。
病毒甚至不进行分裂，它在宿主细胞内以集团形式产生。
细菌和病毒的遗传分析对整个遗传学，特别是对于分子遗传学的发展具有重大作用一、细菌和病毒遗传研究的意义遗传学研究从细胞水平推进到分子水平，是由于两大发展：（1）对基因的化学和物理结构的了解日益深入（2）研究材料采用了新的生物类型--细菌和病毒1、细菌的特点及培养技术所有细菌都是比较小的单细胞，大约1 2μm长，0.5μm宽大肠杆菌(E.coli)在细菌遗传学研究中应用十分广泛,其染色体为一条环状的裸露DNA分子。
其细胞里通常还具有一个或多个小的染色体-质粒研究细菌遗传的方法--平板培养：细菌菌落的表现型：原养型（野生型）形态性状：菌落形状、颜色、大小突变型生理特性：营养缺陷型抗性-抗药或抗感染为了测定所发生的突变，Lederberg设计了影印培养法2、病毒的特点及种类病毒没有细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物。
病毒结构十分简单，仅含DNA或RNA和一个蛋白质外壳，没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体。
所以，病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代谢合成机器，才能合成新的病毒后代。
感染细菌的病毒叫噬菌体，是目前了解比较清楚的病毒，有：单链DNA、单链RNA、双链DNA和双链RNA等四种类型3、细菌和病毒在遗传研究中的优越性(1) 世代周期短。
大肠杆菌每20分钟可繁殖一代，病毒每小时可繁殖数百个后代(2) 易于管理和进行化学分析(3) 遗传物质简单，便于研究基因的结构和功能(4) 便于研究基因的突变和重组(5) 可用作研究高等生物的简单模型(6) 便于进行遗传操作4、细菌和病毒的拟有性过程细菌获取外源遗传物质的四种方式：转化(transformation)接合(conjugation)性导(sexduction)转导(transduction)当不同的病毒颗粒同时侵染一个细菌时，它们能够在细菌体内交换遗传物质，并形成重组体二、噬菌体的遗传分析1、噬菌体的结构遗传学上应用最广泛的是大肠杆菌的T噬菌体系列(T1到T7)。
其结构大同小异，呈蝌蚪状。
T偶列噬菌体结构（1）烈性噬菌体（2）温和性噬菌体温和性噬菌体具有溶源性的生活周期，即在噬菌体侵入后，细菌并不裂解，以两种形式出现，如λ和P12、噬菌体的基因重组与作图噬菌斑形态：正常r+：小、边缘模糊噬菌体性状突变r-：大、边缘清楚宿主范围：感染和裂解的菌株不同正常h+：B株突变h-：B株或B/2株由于h–和h+均能感染B株，用T2的两亲本h–r+和h+r–同时感染B株，称为双重感染h-r+×h+r-↓B株h-r+h+r-h-r-h+r+↓接种在同时长有B株及B/2株的培养基上亲型噬菌斑h-r+：透明、小h+r-：半透明、大重组型噬菌斑h-r-：透明、大h+r+：半透明、小重组型噬菌斑重组值= ------------------------- ×100%总噬菌斑h+r+ + h-r-= ------------------------------- ×100%h-r+ + h+r- + h-r- + h+r+r a–h+⨯ r a+h–→24%r b–h+⨯ r b+h–→12.3%r c–h+⨯ r c+h–→1.6%分别作出ra、rb、rc与h的连锁图：r a24 hr b12.3 hr c1.6 h×r a r b r c h√r a r b h r c√r a r c h r b×r a h r c r b为了确定基因排列顺序，可先只考虑r b、r c及h来确定是r c hr b还是hr c r b为此作：r b+r c-×r b-r c+↓重组值约14%可知h应位于r b及r c之间，又因为T2噬菌体的连锁图是环状的，故：hr cr br a三、细菌的遗传分析一个细菌DNA与另一个细菌DNA的交换重组可以通过四种方式实现：转化、接合、性导、转导1、转化转化：某些细菌(或其他生物)通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，并将此外源DNA 片段通过重组整合到自己染色体组的过程转化首先是Griffith(1928)在肺炎双球菌中发现的杀死SⅢ片段RⅡ→→→→→→→→→SⅢAvery(1944)等研究证实，转化因子是DNA。
这个极其重要的发现，不仅证实遗传物质是DNA，而且表明转化是细菌交换基因的方式之一1、转化机制（1）供体DNA与受体细胞间最初相互作用影响因素包括：①转化片段大小:肺炎双球菌的成功转化，转化DNA片段至少要有800bp，枯草杆菌最少需要16000bp②转化片段形态:转化片段必须是双链③转化片段浓度：每个细胞摄取的DNA分子数不超过10个④受体细胞生理状态:感受态（2）转化过程①结合②穿入③联会④整合，整合或DNA重组对同源DNA具有特异性2、和基因重组作图当两个基因紧密连锁时，它们就有较多的机会包括在同一个DNA片段中，并同时整合到受体染色体中。
因此，紧密连锁的基因可以通过转化进行作图。
如：trp2+ his2+ tyr1+×trp2- his2- tyr1-↓重组型数Trp2-his2重组值= ---------------------------- ×100%亲型数+重组型数Trp2-his2→0.34Trp2-tyr1→0.40His2-tyr1→0.13trp2his2tyr1∣←──34─→∣←───13──∣∣←─────40──────→∣2、接合接合：在原核生物中，是指遗传物质从供体-“雄性”转移到受体-“雌性”的过程1946年，Lederberg和Tatum发现E.coli细胞之间通过接合可以交换遗传物质。
他们选择了两个不同营养缺陷型的E.coli菌株发现长出了一些原养型的菌落。
这种原养型细胞的出现是由于转化还是由于细胞与细胞直接接触而发生的遗传物质交换和重组？为了解答这个问题，Davis(1950)设计了U型管实验在任何一臂内都没有出现原养型细菌。
这说明两个菌株间的直接接触--接合，是原养型细胞出现的必要条件Hayes（1952)试验证明，在接合过程中遗传物质的交换是一种单向的转移：供体（雄性）→受体（雌性）（1）F因子Hayes和Cavalli-Sforza（1953)发现，供体有一个性因子即致育因子--F因子，由DNA组成，是染色体外的遗传物质E.coli F因子存在状态有三种类型：①没有F因子，即F–②自主状态的F因子，即F+③整合的F因子，即Hfr（2）接合过程F+×F-↓F+→F+F-→F+F因子偶然地(10000个F+细胞中有一个)能整合到细菌染色体中去，就可能引起染色体的转移Hfr×F-↓Hfr →HfrF-→F-接合开始，F因子仅有一部分进入F–细胞，剩下部分基因只有等到细菌染色体全部进入到F–细胞之后才能进入，然而转移过程常常中断受体细胞常常只接受部分的供体染色体，这些染色体称为供体外基因子，而受体的完整染色体则称为受体内基因子，这样的细菌称为部分二倍体或部分合子、半合子（3）中断杂交试验及染色体作图为了证明接合时遗传物质从供体到受体细胞的转移是直线式进行的，1957年Wollman和Jacob设计了一个著名的中断杂交试验Hfr：thr+leu+lac+gal+azi s ton s str sF-：thr-leu-lac-gal-azi R ton R str R↓每隔一定时间取样，放在食物搅拌器内搅拌↓培养在含str的完全培养基上，Hfr被杀死↓用影印培养法测试形成的F-菌落的基因型，确定每个基因转入F-的顺序（时间）↓根据基因转入F-的时间，进行细菌染色体作图thr leu azi ton lac ga FO8 8.5 9 11 18 25 min根据中断杂交实验作出的大肠杆菌连锁图用不同的Hfr菌株进行中断杂交实验，基因转移的原点(O)和转移的方向不同，说明F因子和细菌染色体都是环状的如果两个基因间的转移时间小于2 min，用中断杂交法所得的图距不太可靠，应采用传统的重组作图法。
lac+ade+基本培养基lac+ ade–lac–ade–lac-ade+完全培养基- adelac-ade+重组频率= ------------------------------- ×100% = 22%lac+ade+ + lac-ade+这两个位点间的时间单位约为1min→20%重组率大肠杆菌的环状连锁图。
图距用min表示，总长为100 min3、性导性导：指接合时由F´因子所携带的外源DNA转移到细菌染色体的过程F因子整合到宿主细菌染色体的过程是可逆的，当发生环出时偶然不够准确，携带有染色体的一些基因，称这种F因子为F´因子F´因子特点：（1）以极高的比率转移它的基因（2）有极高的自然整合率，而且整合在一定的座位上，因为它有与细菌染色体的同源区段性导作用：（1）确定等位基因的显隐性关系（2）利用并发性导进行细菌染色体作图（3）性导形成的部分二倍体也可用作互补测验，确定两个突变型是同属于一个基因还是不同基因4、转导转导：指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程（1）普遍性转导转导噬菌体可以转移细菌染色体组的任何不同部分的转导Zinder和Lederberg（1952)首先在鼠伤寒沙门氏菌中发现转导现象phe-trp-tyr-×met-his-↓在基本培养基上发现原养型的菌落可能性：(1) 接合(2) 转化(3) ？U型管试验：（1）将上述两种菌株分别放在戴维斯U型管的两臂内，中间用玻璃滤板隔开，以防止细胞直接接触，但允许比细菌小的物质通过，获得了野生型重组体，说明不是接合（2）这种重组是通过一种过滤性因子(FA)而实现的。
FA不受DNA酶的影响，说明不是转化（3）进一步研究证明，FA是一种噬菌体，称为P22（用抗P22血清处理后失活）两个基因同在一起转导就是合转导或叫并发转导合转导的频率愈高，表明两个基因在染色体上的距离愈近，连锁愈密切；相反，如果两个基因的合转导频率很低，就说明它们之间距离较远因此，测定两基因的合转导频率就可以确定基因之间的次序和距离两因子转导：通过观察两个基因的转导，计算并比较每两个基因之间的合转导频率，就可以确定三个或三个以上基因在染色体上的排列顺序例如：a基因和b基因的合转导频率很高，a和c基因的合转导频率也很高，而b和c很少或完全不在一起转导，这三个基因的次序就应为：bac三因子转导：只需分析一个实验的结果就可以推出3个基因的次序例如：供体大肠杆菌具有基因型a+b+c+，受体的基因型为a-b-c-。
