大肠杆菌的λ-噬菌体

生命科学学院λ噬菌体的裂解性和溶原性的基因调控机制姓名：学号:班级：专业:摘要λ噬菌体（phage）有两种生存策略，一种通过感染宿主细胞，产生大量的子代噬菌体，同时宿主细胞裂解死亡，这种方式称为裂解性感染。

另一种是噬菌体的基因组以一种原噬菌体的方式潜伏于细菌中，这种增值方式称为溶原态（lysogeny）。

λ噬菌体的裂解发育、溶原发育和溶原发育到裂解发育的诱导是研究生物分子调节优异的模型。

经过四十多年的研究，在这个模型中已经发现了众多的正调节因子和负调节因子在转录水平或转录后调节基因的表达。

关键词:λ噬菌体、裂解性、溶原性目录1.摘要22.λ噬菌体的结构组成 32.1壳体结构 32.2λ噬菌体的核心33.λ噬菌体的生活周期 63.1 λ噬菌体DNA复制 63.2λ噬菌体的转录调控73.3λ噬菌体的溶原性感染93.3.1λ噬菌体溶原化状态的建立93.3.2λ噬菌体基因组的整合113.3.3原噬菌体的割离123.3.4裂解性-溶原性选择决定154.参考文献161951年 Esther Lederberg 发现E.coli K12菌株经UV诱发或偶尔自发放出噬菌体。

E.coli K12中有潜伏的、无感染能力状态的噬菌体，称原噬菌体。

将这种噬菌体命名为λ。

λ侵染 E.coli后可进入裂解周期（lytic cycle）或溶原周期（lysogeny）。

2.λ噬菌体的结构组成2.1壳体结构λ噬菌体是有尾噬菌体，壳体由头部和尾部组成，头部和尾部通过颈部相连。

头部通常呈二十面体对称，直径为60nm左右；尾部呈螺旋对称，无收缩性。

λ噬菌体头部蛋白主要有gpE(38kD)和gpD(12kD)，他们以非二硫键进行共价连接。

2.2λ噬菌体的核心λ噬菌体核心包含线状dsDNA，分子量为30.8MD，含有48502bp，其双链DNA的两5′端叫做m端, 末端碱基为G，为左向或反时针方向转录的链。

R链或右链5′端称为m′端，末端碱基为A。

微生物复习题一、填空题1.革兰氏阳性细菌细胞壁的成分是肽聚糖和磷壁酸；革兰氏阴性细菌的细胞壁分内外两层，内层成分是肽聚糖，外层称外膜，成分是脂蛋白、脂多糖和磷脂。

2.耐高温微生物细胞膜中含有较多饱和脂肪酸，耐低温微生物细胞膜中则含有较多的不饱和脂肪酸。

3．菌毛多见于革兰氏阴性性致病菌中，它具有粘附功能。

4.酿酒酵母的细胞壁呈三明治状，外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖，中间层为蛋白质。

5.单个病毒粒子称为病毒粒，它由核心和衣壳构成，有些较复杂病毒还有一层包膜，其上长有刺突等附属物。

6.大肠杆菌的λ噬菌体是一种常见的温和噬菌体，其头部呈球状，尾部特点为非收缩性且末端附着有细尾丝。

7．微生物生长需要合适的渗透压，如果环境渗透压过高，将引起质壁分离；而低渗透压的环境会造成细胞吸水膨胀。

渗透压的大小是由溶液中所含有的分子或离子的质点数所决定的，等重量的营养物质，其分子或离子越小，产生的渗透压越大。

8.巴斯德消毒法是基于结核杆菌的致死条件为62℃、15min而定的。

9．耐氧菌之所以能在有氧的环境中生存，而不被超氧阴离子自由基所毒害，原因是其细胞内存在有超氧化物歧化酶和过氧化物酶两种酶。

10．抗生素的作用机制有抑制细菌细胞壁合成、干扰细胞质膜、抑制蛋白质合成和抑制DNA复制和转录等。

11．吖啶类化合物和ICR化合物可导致基因发生移码突变。

12．与营养缺陷型有关的菌株有三种：①从自然界分离到的任何菌种的原始菌株称为野生型；②它经过诱变剂处理后所发生的丧失某酶合成能力的菌株称为营养缺陷型；③再经回复突变或重组后的菌株称为原养型。

13．普遍转导与局限转导主要区别在于：①普遍转导的噬菌体是完全缺点噬菌体，而局限转导的噬菌体是部分缺陷噬菌体；②普遍转导噬菌体能转移供体菌的任何基因，而局限转导噬菌体只能转移供体菌的部分特定基因。

14．携带F质粒的菌株称为 F+ 菌株；无F质粒的菌株称为 F-菌株；F质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为 Hfr菌株。

2022年新疆农业大学生物技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案）一、填空题1、磷壁酸是革兰氏______性细菌细胞壁上的特有成分，主要成分为______或______。

2、噬菌体的成斑率一般均大于______。

3、有六种发酵类型可经过EMP途径并由其终产物丙酮酸出发，即① ______，代表菌如______；② ______，代表菌如______；③ ______，代表菌如______；④ ______，代表菌如______；⑤ ______，代表菌如______；⑥ ______，代表菌如______。

4、光能有机营养型微生物的能源是______，氢供体是______，基本碳源是______和______，这类微生物的代表如______等。

5、菌物界中的菌物是指一大群______、______、______的真核微生物，一般包括______、______和______三类。

6、要加速发展我国的微生物学，应努力从以下几个方面人手： ______；______；______；______等。

7、在微生物的生产实践中，为获得优良接种体（“种子”），多取用______期的培养物；为获得大量菌体，多取用______期的培养物；为取得高产量的次生代谢产物，多取用______期的培养物。

8、在菌种资源开发中，筛选菌种的四个步骤为：______、______、______和______。

9、根据F质粒的不同情况可有______、______、______和______四种菌株。

10、病毒可诱导动物细胞产生干扰素，而干扰素又可刺激细胞合成______，它被入侵病毒激活后，可降解病毒的______，从而阻止了病毒______的转译和阻止有感染力病毒的合成。

二、判断题11、细菌的芽孢和孢囊都是休眠细胞，都具有相同的抗热性、抗辐射、抗干燥能力。

（）12、用涂抹法测微生物活菌数时，每个平皿中的菌液加入量是0.1ml。

入噬菌体的基因调控入噬菌体是一种感染大肠杆菌的温和噬菌体，侵染E.coli后既能进行复制和造成细菌裂解死亡，又能整合进入E. coli 基因组并随着宿主基因组进行复制，进行溶源态生存。

溶源发育尽管十分稳定，但是仍然可以通过一些损害宿主细胞的诱导剂使之诱导进入裂解感染。

入噬菌体的裂解发育、溶源发育和溶源发育到裂解发育的诱导是研究生物分子调节优异的模型。

经过四十多年的研究，在这个模型中已经发现了众多的正调节因子和负调节因子在转录水平或转录后调节基因的表达。

I ．两种发育途径简介入噬菌体在裂解发育中的繁殖过程为吸附宿主、向宿主注射核酸物质、基因的复制和蛋白质的表达、宿主细胞的裂解和子代噬菌体的释放。

裂解发育通过使噬菌体的基因按照一定的顺序表达而完成，这样就保证了每种成分在生命周期适宜的时间表达。

裂解周期可以分为两个主要的阶段：早期感染一从噬菌体DNA 进入宿主到开始复制的这一段时期，主要合成与DNA复制有关的酶类，如参与DNA 复制、重组和修饰的酶；晚期感染—从复制开始到最后细胞裂解释放出子代噬菌体颗粒的过程，主要合成噬菌体颗粒的蛋白质外壳，由于噬菌体需要许多不同的蛋白质外科组建成衣壳和尾，因此基因组的绝大部分是用于执行晚期功能的。

噬菌体基因表达的早期阶段只有少数基因表达，并且严重依赖宿主的转录机构，例如RNA聚合酶和(T因子。

这些基因被成为早早期基因(immediate early gene)。

第二类基因称为迟早期基因(delayed early gene)。

裂解周期受到正调控作用，即每组基因只有受到恰当的信号刺激时才能启动表达。

因此，早早期基因的表达编码了迟早期基因的调控蛋白，这种调控蛋白对于迟早期基因的表达是必需的。

当噬菌体DNA开始复制时，晚期基因(late gene )开始表达。

晚期基因的表达需要早早期或迟早期基因的编码产物作为信号，在入噬菌体中，这种调控信号是一种抗终止因子。

因此，裂解性感染通常分为三个时期：第一个时期由宿主RNA聚合酶转录噬菌体早期的转录调控因子；第二个时期的基因在前一阶段表达的调控因子的作用下进行转录，此阶段表达的基因大多数为噬菌体复制所必须；第三个时期由编码噬菌体成分的基因组成，他们能够在第二个时期合成的调控因子的指导下转录。

λ噬菌体的基因调控姓名学号：班级：目录λ噬菌体的发现λ噬菌体的结构组成1.基本结构2.λ噬菌体的核心λ噬菌体的生活周期I．两种发育途径简介II．调控发育途径的分子基础1.两种途径共同的早期基因表达途径2.溶源发育中基因的相互作用3.裂解途径的建立4.溶源和裂解的平衡5.溶源发育向裂解发育的转变λ噬菌体的侵染过程1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟与释放λ噬菌体的应用1.细菌的鉴定与分型2.耐药细菌感染的治疗3.分子生物学研究的重要工具4.遗传工程5.其他参考文献λ噬菌体的发现：1951年J. Lederberg的妻子Esther Lederberg证明了J. Lederberg和Tatum用来杂交的K12中有原噬菌体，并命名为λ，经10年的研究搞清了溶原化的实质。

在E.coli K12中是有原噬菌体的存在。

Jacob和Wollman（1956年）发现了合子诱导（zygotic induction）现象，并利用合子诱导确定了几个E.coli染色体上原噬菌体的整合位点。

他们发现Hfr（λ）×F－所得到的重组子频率要比Hfr×F－（λ）或Hfr（λ）×F－（λ）要低得多。

这是由于在Hfr（λ）×F－的杂交中，原噬菌体进入无阻遏物的受体细胞质中，进行大量复制使受体细胞裂解（图8-20b），因此不易得到重组子，此现象就称为合子诱导。

现在我们再回过头来查阅一下传递等级作图，中断杂交实验以及重组作图都是采用Hfr×F－（λ）就是不致产生合子诱导的缘故。

λ噬菌体的结构组成：1.基本结构λ噬菌体是一种温和的诱导性噬菌体，其基因组除在5'端有12个可互补的碱基外均为线性双链DNA，感染时DNA形成环状。

λ噬菌体的基因组长达50 Kb，共61个基因，其中38个较为重要。

λ-DNA的基因顺序组织如图所示，按基因组功能共分六大区域:头部编码区、尾部编码区、重组区、控制区、复制区和裂解区.它们分属四个操纵子结构：阻遏蛋白操纵子、早期左向操纵子、早期右向操纵子以及晚期右向操纵子。

某理工大学《微生物学教程》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（230分，每题5分）1. 磺胺是细菌生长因子对氨基苯甲酸的代谢类似物，故它对各种细菌性病原体有抑制作用。

（）答案：错误解析：磺胺是PABA的结构类似物，可与它发生竞争性拮抗作用，即二氢蝶酸合成酶也可利用磺胺作底物，使某些磺胺分子与2氨4羟7,8二氢蝶啶酰焦磷酸缩合，形成一个2氨4羟7,8二氢蝶酸的类似物，即“假二氢叶酸”。

这就使得那些利用二氢蝶啶和PABA合成叶酸的细菌不能合成叶酸，生长受到抑制，而对利用其他物质的细菌无作用。

2. 1676年，荷兰的列文虎克最先用自制的复式显微镜看到了细菌等微生物。

（）答案：错误解析：荷兰的列文虎克最先用自制的单式显微镜看到了细菌等微生物。

3. 普遍转导、局限转导和溶源转变中的噬菌体均为缺陷噬菌体。

（）答案：错误解析：普遍转导的噬菌体为完全缺陷噬菌体，局限转导中的噬菌体为部分缺陷噬菌体，溶源转变中的噬菌体为正常的温和噬菌体。

4. 真菌中发现几丁质物质常存在于细胞质中。

（）[南开大学2012研]答案：错误解析：几丁质是大多数真菌细胞壁的主要成分，不可能位于细胞质中。

5. 环丝氨酸和青霉素抑制肽聚糖生物合成的机制，都属于代谢类似物对酶的活性中心发生竞争性抑制作用这一类。

（）答案：正确解析：环丝氨酸和青霉素抑制肽聚糖的生物合成是因为代谢类似物对酶的活性中心发生了竞争性抑制。

6. G＋菌的细胞壁结构只有一层，通常含有磷壁酸；G－菌细胞壁结构有两层，不含磷壁酸。

（）答案：正确解析：G＋菌的细胞壁结构简单，只有一层，由肽聚糖和磷壁酸组成；G－菌细胞壁的结构则较为复杂，分为两层，包括脂多糖、磷脂等多种组分。

7. 大肠杆菌及其他原核生物编码rRNA的基因多拷贝及结构基因的单拷贝，反映了它们基因组经济而有效的结构。

第 1 页（共17 页）6.防腐7.补充培养基8.2μm质粒9.血清型反应10.拮抗二、填空（每空0.5分，60个空，共计30分）1.革兰氏阳性细菌细胞壁的成分是和；革兰氏阴性细菌的细胞壁分内外两层，内层成分是，外层称外膜，成分是、和。

2.耐高温微生物细胞膜中含有较多脂肪酸，耐低温微生物细胞膜中则含第 2 页（共17 页）可以测定待测样品中的存在。

第 3 页（共17 页）14．吖啶类化合物和ICR化合物可导致基因发生突变。

15．与营养缺陷型有关的菌株有三种：①从自然界分离到的任何菌种的原始菌株称为；②它经过诱变剂处理后所发生的丧失某酶合成能力的菌株称为；③再经回复突变或重组后的菌株称为。

16．普遍转导与局限转导主要区别在于：①普遍转导的噬菌体是噬菌体，而局限转导的噬菌体是噬菌体；②普遍转导噬菌体能转移供体菌的基因，而局限转导噬菌体只能转移供体菌的基因。

17．携带F质粒的菌株称为菌株；无F质粒的菌株称为；F质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为菌株。

18.在菌种保藏工作中，为使微生物处于休眠状态，人为地造成、、的环境。

保藏法和保藏法是目前使用最普遍、最重要的微生物保藏方法，大多数专业菌种保藏机构均采用这两种方法作为主要的微生物保存手段。

19．是人类的第一种“家养微生物”，被广泛地用于酿酒、制作面包和发酵乙醇；是柠檬酸发酵生产的主要菌种；是青霉素发酵生产的菌种。

三、判断题（仔细阅读下列各陈述句，判断其正确性。

如果正确，请在括号内注明“+”；如果错误，请在括号内注明“-”。

每小题0.5分，20个小题，共计10分）（）1.细菌的鞭毛是通过其顶端生长而非基部生长而延长的。

（）2.真核生物的细胞膜上都含有甾醇，而原核生物细胞膜上都不含甾醇。

（）3.同种细菌在不同生理状态时其细胞大小不同，一般幼龄细菌比成熟的或老龄的细菌大。

（）4.细菌缺壁后形成的原生质体由于缺少了细胞壁的阻碍，更容易感染噬菌第 4 页（共17 页）第 5 页（共17 页）1.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？（6分）2.试分析细菌细胞的形态、构造与所形成的菌落特征间的相关性。