7.微生物遗传
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微生物遗传变异和育种 答案
第7章微生物遗传变异和育种填空题1．证明DNA是遗传物质的三个经典实验是、、和。
而证明基因突变自发性和不对应性的三个经典实验是、、和细菌转化噬菌体感染植物病毒重建变量试验涂布试验影印平板培养法2．______是第一个发现转化现象的。
并将引起转化的遗传物质称为_______。
Griffith 转化因子3．Avery和他的合作者分别用降解DNA、RNA和蛋白质的酶作用于有毒的S型细胞抽提物，然后分别与______混合，结果发现，只有DNA被酶解而遭到破坏的抽提物无转化活性，说明DNA是转化所必须的转化因子。
无毒的R型细胞（活R菌）4．Alfred 和Martha Chase用P32标记T2噬菌体的DNA，用S35标记的蛋白质外壳所进行的感染实验证实：DNA携带有T2的______。
全部遗传信息5．H. Fraenkel Conrat用含RNA的烟草花叶病毒进行的拆分与重建，实验证明______也是遗传物质。
RNA6．细菌在一般情况下是一套基因，即______；真核微生物通常是有两套基因又称______。
单倍体二倍体7．DNA分子中一种嘧啶被另一种嘌呤取代称为______。
颠换8．______质粒首先发现于大肠杆菌中而得名，该质粒含有编码大肠菌素的基因Col9．原核生物中的基因重组形式有4种类型：_______、_______、_______和_______。
转化转导接合原生质体融合10．当DNA的某一位置的结构发生改变时，并不意味着一定会产生突变，因为细胞内存在一系列的_______，能清除或纠正不正常的DNA分子结构和损伤，从而阻止突变的发生。
修复系统11．营养缺陷型是微生物遗传学研究中重要的选择标记和育种的重要手段，由于这类突变型在_______上不生长，所以是一种负选择标记。
基本培养基12．两株多重营养缺陷型菌株只有在混合培养后才能在基本培养墓上长出原养型菌落，而未混合的两亲菌均不能在基本培养基上生长，说明长出的原养型菌落是两菌株之间发生了遗传_______和_______所致。
第七章微生物遗传和变异1案例
基因突变的特点： 1、自发性，基因突变可自发产生； 2 、不对应性，指突变性状（如抗青霉素）与 引起突变的原因无直接对应关系； 3 、稀有性，通常自发突变的几率在 10-6 ～ 10-9 间； 4、独立性，某基因的突变率不受它种基因突变 率的影响；
5 、可诱变性，自发突变的频率可因诱变剂 的影响而大为提高（提高10～105倍）； 6 、稳定性，基因突变后的新遗传性状是稳 定的； 7 、可逆性，野生型菌株某一性状可发生正 向突变，也可发生相反的回复突变。
储存于DNA的遗传信息通过转录传递到 mRNA上，后者结构基因区每三联碱基 （密码）代表一种氨基酸，因此密码的 排列顺序决定了蛋白质的一级结构乃至 高级结构。蛋白质的生物合成即翻译。
核酸和蛋白质的合成
六、微生物的细胞分裂 由于 DNA 复制和蛋白质合成，两者增加， 最后导致微生物细胞的分裂。微生物将 成倍增加的核物质和蛋白质均等地分配 给两个子细胞，在细胞中部形成横隔膜， 最终分裂成两个细胞。
（2） 噬菌体感染实验 Hershey 和Chase (1952)
（3）植物病毒的重建实验CAI Fraenkel-Conrat (1956)
2、遗传物质在细胞中的存在形式 除部分病毒的遗传物质是RNA外，其余生 物均为DNA。 按其在细胞中的存在形式可分为染色体 DNA和染色体外DNA。
（1）物理诱变 利用物理因素引起基因突变称物理诱变。 物理诱变因素有紫外辐射、X-射线、γ-射线、 快中子、β-射线和激光等。
①紫外辐射 紫外辐射的生物学效应主要是引起DNA的 变化。 DNA链上的碱基对紫外辐射很敏感， 因为碱基吸收的光波波长和紫外辐射发射波 波长非常接近。DNA强烈吸收紫辐射引起 DNA结构变化。其变化形式是多方面的， 如DNA链的断裂，DNA分子内和分子间的 交联，胞嘧啶和鸟嘌呤的水合作用胸腺嘧啶 二聚体的形成等。
微生物试题-遗传和突变
一名词解释1. 遗传丰余：酵母基因组全序列测定完成后，在其基因组上还发现许多较高同源性的DNA重复序列，称之为遗传丰余。
2 质粒：细胞中除染色体以外的一类遗传因子，一种独立于染色体外能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。
3 表型：是指可观察或可检测到的个体状或特征，是特定飞基因型在一定环境条件下的表现。
4 接合作用：是指通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。
5 遗传转化：是指同源或异源的游离DNA分子（质子和染色体）被自然或人工感受态细胞提取，并得到表达的水平法向的基因转移过程。
6. 准性生殖; 准性生殖是指不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。
在该过程中染色体的交换和染色体的减少不像有性生殖那样规律，而且也不协调的。
准性生殖过程包括异核体的形成、二倍体的形成以及体细胞交换和单元化7 F`因子: F+因子的时候，F因子偶尔可能获得细菌染色体的一部分,而保留着对遗传地点的“记忆”。
这种带有部分细菌染色体的F因子称F’因子8原生质体融合技术: 原生质体融合技术是将遗传性状不同的两种菌融合为一个新的细胞技术。
主要包括原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体再生和融合子选择等步骤9转导: 转导是由病毒介导的细胞间进行遗传交换的一种方式。
其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中10营养缺陷突变株: 由于与代谢有关的关键基因发生突变而成为必须添加某种营养物质才能生长的突变菌株，常见的有氨基酸合成突变菌株，维生素合成突变株及核苷酸合成突变株等。
基因组：指存在于细胞或病毒中的所有基因。
11附加体：能整合进染色体而随染色体的复制而进行复制的质粒12基因组：指存在于细胞或病毒中的所有基因二填空题1__________是第一个发现转化现象的，并将引起转化的遗传物质称为_________2 fred.D.Hershey和Martha Chase 用P32标记T2噬菌体的DNA，用S33标记蛋白质外壳所进行的感染实验证实：DNA携带有T2的______________。
第七章微生物的遗传变异和育种2
10-6~10-9
若干细菌某一性状的突变率
菌名
突变性状
突变率
Escherichia coil （大肠杆菌）
抗T1噬菌体
3×10-8
E．coil
抗T3噬菌体
1×10-7
E．coil
不发酵乳糖
1×10-10
E．coil
Staphylococcus aureus（金黄色葡 萄球菌）
S．aureus
抗紫外线 抗青霉素 抗链霉素
间接引起置换的诱变剂：
引起这类变异的诱变剂都是一些碱基类似物，如5-溴尿嘧 啶（5-BU）、5-氨基尿嘧啶（5-AU）、8-氮鸟嘌呤 （8-NG）、2-氨基嘌呤（2-AP）和6-氯嘌呤（6-CP） 等。它们的作用是通过活细胞的代谢活动掺入到DNA 分子中后而引起的，故是间接的。
（2）移码突变（frame-shift mutation 或phase-shift mutation）
（四） 基因突变的自发性和不对应性的证明
一种观点：突变是“定向变异”，是“驯化”，是由环 境因子诱发出来的；
另一种观点；基因突变是自发的，且与环境因素是不对 应的，后者只不过是选择因素；
1、 变量试验（fluctuation test） 又称波动试验或彷徨试 验。
2、涂布试验（Newcombe experiment） 3、平板影印培养试验（replica plating） 1952年，J．Lederberg夫妇
2、定向培育优良品种：指用某一特定因素长期处理某微生 物的群体，同时不断的对它们进行移种传代，以达到积 累并选择相应的自发突变株的目的。由于自发突变 的 频 率较低，变异程度较轻微，所以培育新种的过程十分缓 慢。与诱变育种、杂交育种和基因 工程技术相比，定向 培育法带有“守株待兔”的性质，除某些抗性突变外， 一般要相当长的时间
第二十三单元--第七章微生物遗传学(五)
第八节 菌种的衰退、复壮和保藏
性状稳定的菌种是微生物学工作最重要的基本 要求，否则生产或科研都无法正常进行。
影响微生物菌种稳定性的因素：
a）变异； b）污染；
c）死亡.
Hale Waihona Puke 一、菌种的衰退(degenration)
1. 衰退的表现
1）原有形态形状变得不典型； 2）生长速度变慢； 3）代谢产物生产能力下降； 4）致病菌对宿主侵袭力下降； 5）对外界不良环境的抵抗力下降。
2. 过程：
1）菌丝联结； 2）异核体的形成；
（同时具有一个以上不同遗传型细胞核的细胞）
3）核融合和杂合二倍体的形成；
（细胞核中含有2个不同来源染色体组的菌体细胞。发生机会为 百万分之一。）
4）单倍体化
（杂合二倍体极不稳定，在其有丝分裂过程中，有极少数细 胞，其同源染色体的两条染色单体之间发生交换，在体细胞分 裂时，产生1个或1个以上标记的纯合现象，从而形成新性状的 单倍体杂合子。其单元化不是一次有丝分裂的结果，而要经过 若干次有丝分裂过程，每次分裂都有可能从二倍体核中失去部 分染色体，最后才回复成单倍体核。）
3. 有性生殖与准性生殖的比较
比较项目
参与接合的亲本细胞 独立生活的异核体阶 段 接合后双倍体的细胞 形态 双倍体变为单倍体的 途径 接合发生的几率
准性生殖
形态相同的体细胞 有 与单倍体基本相同 通过有丝分裂 偶然发生，几率低
有性生殖
形态或生理上有分化 的性细胞 无 与单倍体明显不同 通过减数分裂 正常出现，几率低
“小菌落”（呼吸缺陷型菌落）： 酵母菌由于线粒体DNA严重缺损或大部分丢失，缺失 细胞色素a、b及细胞色素c氧化酶，即使在通气条件下， 细胞生长也很缓慢，在葡萄糖培养基上只能形成小菌落.
微生物遗传育种名词解释(二)
1、自然选育：从自然界直接分离和筛选菌种或在生产中利用自发突变选育优良菌株。
2、诱变育种：对出发菌株进行诱变，然后运用合理的程序与方法筛选符合要求的优良菌株。
3、代谢调控育种：利用现有的代谢调控知识，筛选特定突变型，改变代谢流量或流向，从而提高目的产物产量的一种育种技术。
4、重组育种；利用微生物间的遗传重组来改变其遗传物质组成及结构的工业微生物育种技术。
5、原生质体融合育种；通过人为方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，从而实现遗传重组的工业微生物育种技术。
6、基因工程育种技术：在体外构建重组DNA分子并导入宿主内高效表达，从而获得重组微生物的育种技术。
7、突变：遗传物质核酸中的核苷酸序列发生了稳定的可遗传的变化。
8、突变体：带有突变基因的细胞或个体9、突变型：突变体的基因型或表型称为突变型，和其相对的原存在状态称为野生型。
10、自发突变（spontaneous mutagenesis）：未经任何人为处理而自然发生的突变；11、诱发突变（induced mutagenesis）：由人们有意识地利用物理或化学手段对生物体进行处理而引起的突变。
12、整倍体：含有完整的染色体组。
13、非整倍体：含有不完整状态的染色体组，一般是指二倍体中成对染色体成员的增加或减少。
14、部分二倍体：原核生物中由一整条染色体和外来染色体片段所构成的不完整二倍体。
增变基因（mutator gene）：其基因突变会导致整个基因组的突变频率明显上升的一些基因。
15、前突变：诱变剂所造成的DNA分子某一位置的损伤16、光复活：指细菌在紫外线照射后立即用可见光照射，可以显著地增加细菌的存活率，降低突变率。
17、表型延迟phenotype lag：突变体表型改变落后于其基因型改变的现象。
18、分离性延迟segregational lag ：突变基因由杂合状态到纯合状态所造成的表型迟延19、生理性延迟physiological lag ：由于基因产物的“稀释”过程所造成的表型迟延野生型（wild type）：从自然界分离到的任何微生物在其发生营养缺陷突变前的原始菌株；基因重组：由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合，形成新的DNA分子，进而形成新遗传个体的方式称为基因重组。
微生物学：第七章微生物的遗传和变异
第二节、微生物的突变
基因突变
染色体畸变
DNA损伤的修复
概念
突变：指遗传物质发生数量或结构变化的现象。 变异：突变导致性状的改变叫变异。 基因突变：指一个基因内部遗传物质结构或 DNA序列的任何变化，包括一对或少数几对的 缺失、插入或置换，导致遗传性状的变化。 基因型：指贮藏在遗传物质中的信息，即DNA 碱基序列。 表型：指可观察或检测到的个体性状或特征，是 特定的基因型在一定环境条件下的表现。
实验室里通过提取获得 双链ＤＮＡ有转化能力，单链没有.
感受态
受体细胞能接受转化的生理状态称为感受态， 只有处于感受态的细菌才能接受转化因子， 从出现到消失约为４０分钟(对数期的中期)
感觉态出现原因
细菌失去部分细胞壁的结果 细菌在细胞表面产生某种Ｅ引起
感受态的决定决定因素
细胞遗传性决定 和菌龄有关 环腺苷酸CAMP可提高1000 倍 Ca2+能促使细胞进入感受态
原理 步骤
DNA只含P不含S
Pr 只含S不含P
1：用含同位素Ｓ35, P32的培养基培养大肠杆菌 2：让T2感染上述大肠杆菌使其打是S35P32标记
3： 吸附
10分钟后 搅动
离心
上清液 沉淀
结果：上清液中含15%放射击性；沉淀中含85%放射性
植物病毒的重建实验
植物病毒蛋白质和RNA可以人为地分开, 同时又可把它们重新组合成具感染性的病毒.
喷入T1保温
6个平板共353个菌落
6个平板共28个菌落
影印培养试验
原始敏 感菌种
无药 培养基
含药 培养基
基因突变机制
碱基的置换 移码突变
染色体畸变
1 诱变的机制
(1)碱基的置换
微生物第七章总结
（三）植物病毒重建实验：将TMV（烟草花叶病毒）放在一定浓度的苯酚溶液中振荡，就能将它的蛋白质外壳与RNA核心相分离。结果发现裸露的RNA也能感染烟草，并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离到完整的TMV粒子。
二，遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式
（一）7个水平
1.细胞水平：真核和原核微生物的大部分DNA都集中在细胞核或核区中。
1.光复活作用：把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下时，就可以出现明显降低其死亡率的现象，即光复活作用。经了解，经UV照射后带有嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗下会被一种光激活酶——光解酶结合，这种复合物在300-500nm可见光下时，此酶会因获得光能而激活，并使二聚体重新分解成单体。
2.切除修复：是活细胞内一种用于被UV等诱变剂损伤后DNA的修复方式之一，又称暗修复。，这是一种不依赖可见光，只通过酶切作用去除嘧啶二聚体，随后重新合成一段正常DNA链的核酸修复方式。
1.Luria等的变量试验2.Newcombe的涂布试验3.Lederberg等的影印平板培养法。实验过程详见书P204-206
（五）基因突变及其机制：基因突变的机制是多样的，可以是自发的或诱发的，诱发的又可分仅影响一对碱基对的点突变和影响一段染色体的畸变。
1. 诱发突变：简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理，化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂。
1.诱变育种的基本环节：见书P214
2.诱变育种中的几个原则：
（1）选择简单有效的诱变剂 艾姆氏实验：是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的方法。
（2）挑选优良的出发菌株 出发菌株：就是用于育种的原始菌株。
二，遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式
（一）7个水平
1.细胞水平：真核和原核微生物的大部分DNA都集中在细胞核或核区中。
1.光复活作用：把经UV照射后的微生物立即暴露于可见光下时，就可以出现明显降低其死亡率的现象，即光复活作用。经了解，经UV照射后带有嘧啶二聚体的DNA分子，在黑暗下会被一种光激活酶——光解酶结合，这种复合物在300-500nm可见光下时，此酶会因获得光能而激活，并使二聚体重新分解成单体。
2.切除修复：是活细胞内一种用于被UV等诱变剂损伤后DNA的修复方式之一，又称暗修复。，这是一种不依赖可见光，只通过酶切作用去除嘧啶二聚体，随后重新合成一段正常DNA链的核酸修复方式。
1.Luria等的变量试验2.Newcombe的涂布试验3.Lederberg等的影印平板培养法。实验过程详见书P204-206
（五）基因突变及其机制：基因突变的机制是多样的，可以是自发的或诱发的，诱发的又可分仅影响一对碱基对的点突变和影响一段染色体的畸变。
1. 诱发突变：简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理，化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。凡具有诱变效应的任何因素，都称为诱变剂。
1.诱变育种的基本环节：见书P214
2.诱变育种中的几个原则：
（1）选择简单有效的诱变剂 艾姆氏实验：是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌剂的方法。
（2）挑选优良的出发菌株 出发菌株：就是用于育种的原始菌株。
微生物遗传育种名词解释(一)
1、工业微生物菌种：在大规模培养条件下，批量商业性获得微生物细胞或其代谢产物过程中所使用的微生物菌株；或利用微生物特定代谢过程，规模化加工或转化特定底物或环境物料的微生物菌株。
2、天然菌种：通过自然筛选和分离获得的工业菌种。
3、诱变菌种：通过物理、化学等诱变剂在实验室人工诱变自然筛选与分离的菌株，获得产量或/ 和性状改善的工业菌种。
4、重组菌种：通过遗传重组技术对菌种进行定向遗传改良获得的工业菌种。
3、染色体畸变：是指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化。
包括缺失、重复、倒位和易位。
①缺失：指染色体片段的丢失。
②重复：指染色体片段的二次出现。
③倒位：指染色体的片段发生了180°的位置颠倒，造成染色体部分阶段的位置顺序颠倒，极性相反。
④易位：指一个染色体的一个片段连接到另一个非同源染色体上。
4、基因突变：指一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变，包括一对或少数几对核苷酸的缺少、插入或置换。
①碱基置换：DNA链上一个碱基对被另一碱基对所取代。
（注意转换和颠换的区别）②移码突变：在DNA序列中由于一对或少数几对核苷酸的插入或缺失而使其后全部遗传密码的阅读框架发生移动，进而引起转录和翻译错误的突变。
5、错义突变：一对碱基的改变使某氨基酸的密码子变为另一氨基酸密码子的突变。
无义突变：一对碱基的改变使某氨基酸的密码子变为终止密码子的突变。
6、形态突变型：指细胞个体形态或菌落形态改变的突变型。
7、营养缺陷型：野生型菌株由于基因突变而丧失合成一种或几种生长因子能力的突变株。
8、抗性突变型：由于基因突变而产生的对某些化学药物、致死物理因子或噬菌体具有抗性的变异菌株叫抗性突变株。
9、致死性突变型：由于基因突变而导致个体死亡的突变型。
10、条件致死性突变型：在某种条件下可以正常繁殖并呈现其固有的表型，而在另一条件下却是致死的突变型叫条件致死突变型。
11、产量突变型：所产生的代谢产物的产量明显有别于原始菌株的突变株称产量突变型。
七年级生物知识点
七年级生物知识点1. 细胞结构与功能：细胞是生物体的基本单位。
细胞有多种类型，包括植物细胞和动物细胞。
细胞内包含多种细胞器，如细胞核、线粒体、内质网、高尔基体等，每个细胞器都有特定的功能。
细胞膜：细胞的外部屏障，控制物质进出。
细胞核：包含遗传物质DNA，是细胞的控制中心。
细胞质：细胞内的液体，含有细胞器和各种分子。
线粒体：细胞的能量工厂，进行ATP的生产。
内质网：蛋白质和脂质的合成场所。
高尔基体：对蛋白质进行加工、修饰和包装。
2. 遗传与进化：遗传是指生物体特征的传递，通过DNA分子实现。
进化是物种随时间变化的过程，由自然选择等机制驱动。
基因：遗传信息的基本单位，由DNA序列组成。
染色体：由DNA和蛋白质组成的结构，存在于细胞核中。
突变：DNA序列的改变，可能导致遗传特征的变化。
自然选择：适应环境的个体更有可能生存和繁殖。
3. 植物的结构与功能：植物的六大器官：根、茎、叶、花、果实和种子。
光合作用是植物将阳光能转化为化学能的过程。
根：吸收水分和矿物质，支持植物。
茎：输送水分和养分，支撑植物体。
叶：进行光合作用，制造食物。
花：植物的生殖器官，用于繁殖。
果实和种子：保护和传播种子。
4. 动物的结构与功能：动物具有多种系统，如循环系统、呼吸系统、消化系统等。
动物的分类基于身体结构和功能的差异。
循环系统：输送血液，携带氧气和营养物质。
呼吸系统：交换氧气和二氧化碳。
消化系统：分解食物，吸收营养。
神经系统：传递信息，控制身体功能。
5. 生态系统：生态系统包括生物群落和它们所处的非生物环境。
食物链和食物网描述了生物体之间的能量传递。
生物群落：特定区域内所有生物的集合。
非生物环境：气候、土壤、水等非生物因素。
能量流动：从生产者到消费者再到分解者。
物质循环：元素在生态系统中的循环。
6. 人体生理：人体由多个系统组成，如循环系统、呼吸系统、消化系统、神经系统等。
人体生理涉及细胞、组织、器官和系统的功能。
循环系统：心脏和血管的网络，输送血液。
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第七章 微生物遗传
（microbial genetics） ）
目
第一节 细菌遗传 一、细菌及其突变体 二、转化重组与作图 三、接合重组与作图 四、性导重组与作图 第二节病毒遗传 一、病毒及其突变体 二、互补测验 三、两点定位与作图 四、转导重组与作图
录
细菌遗传 遗传目录 第一节 细菌遗传目录
一、细菌及其突变体 二、转化重组 三、接合重组 四、性导重组
三、接合重组
(五)接合重组的特点 五 接合重组的特点
1.F-仅获得供体部分DNA，因 接合管易断。 2.受、供体DNA片段配对产生 部分二倍体(partial diploid)，供 体基因称外基因(exogenote),受 体基因组称内基因(endogenote) 3.内、外基因间发生偶数次交换形成活性重组子，奇数次交换 形成线状染色体，重组子死亡。 4.偶数次交换产生的重组子中一半成活，一半死亡。所以，接 合重组值=重组配子数×2/总配子数。
Tatum 1946
E.coli
三、接合重组（conjugation recombination） 接合重组（ ）
(二)接合重组鉴定 二 接合重组鉴定
1950，Davis，玻璃滤板 (孔径 <0.1µm,为细菌1/20)，A、B株分装 两端(不许A、B接触), 加压促进片 断交流，4h后基本培养基培养，无 wt时说明A.B不接触不重组，一接 触能重组，称U形管经典鉴定法。 化学法鉴别接合与转化 A、B混合培养有wt，添加以下物质后无wt时为转化 ①DNA内切酶破坏DNA片断，无wt时为转化； ②氯霉素抑制DNA聚合酶活性，无wt时为转化； ③二硝基苯抑制能量供应，无wt时为转化，反之则反。
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 3.计算重组率
Rf(trp-his)= (3660+418+2600+107) / (20590 -685 ) =34% Rf(trp-tyr)= (3660+685+2600+1180) / (20590-418 )= 40% Rf(his-tyr) =(685+418+107+1180)/ (20590 -2600 )=13%
转化子 ++ + -++ 亲型为： ++ +/- - 表达数目 11940 3660 trp-his重组 PT NPT trp-tyr重组 PT NPT his-tyr重组 PT PT --+ -+ 685 × NPT NPT 418 NPT × NPT +-- + -+ ++ 2600 NPT NPT × 合计
一、细菌及其突变体
（一）细菌细胞(bacterium cell) 细菌细胞 1.拟核细胞(nucleoid cell)：无核膜，原核生物(prokaryotes) 2.繁殖快：约20min/代，哺乳动物细胞分裂24h的1/70 3.体积小：长1-2µm，宽0.5µm左右； 4.群体大：一支试 管可盛数百万个个体。
三、接合重组
(六)中断杂交（the interrupted mating ）与作图 六 中断杂交 中断杂交（
1、中断杂交实验 1954，Wollman , Jacob, E.coli Hfr:(aziSstrStonS)×F－(azirstrr tonr thr- leu- gla- lac- ) ①加str、thr活者为strr leu+,记数 ②仅加str活者为strrleu+thr+,记数 ③加gla+ 或lac+红色能消失,记数 gla lac , 第3min搅拌中断 ④加azi或ton亡者为azis tons,记数
三、接合重组
(四)低频重组与高频重组 四 低频重组与高频重组 低频重组与高频重组(Lfr and Hfr) 2、 F- 、 F+与Hfr比较
⑴F+与F-结合 ①F-变为F+；②F-长鞭毛；③细菌基因转移频率10-6，称Lfr。 ⑵Hfr与F-结合 ①F-仍为F-；②F-无性毛；③细菌基因转移频率10-2，称Hfr 。
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (一)转化试验 一 转化试验 转化试验(transformation experiment) 1.Griffith转化实验（1928），肺炎双球菌
二、转化重组（transformation recombination） ）
(四)低频重组与高频重组 四 低频重组与高频重组 低频重组与高频重组(Lfr and Hfr) 1、低频重组与高频重组
⑴F-体内无F因子，只能作受体相当于♀ ； F+体内有F因子相当于♂ ⑵F+使♀株F-变为F+，F-有致育能力变为♂ ； ⑶ F+ 中F因子转移频率高，但细菌基因转移频率低，多为10-6，称低 频重组(low frequency recombination,Lfr)。 ⑷F因子与细菌染色体整合后，细菌基因随F因子转移而转移，频率高 达10-2，称高频重组(high frequency recombination， Hfr) 。
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) 1、Tatum接合重组实验 1946，E.coli
A (met-strs)、B(thr-strr) 及A×B 混合4h后代、碾碎 分别用含str基本培养基培 养。A、B和F1分别为不生 长、不生长和生长，且后 代菌斑频率>10-6。为什么
A×B
thr-strr t;基因传给B，产生met+ thr+strr野生型，能生长； ⑵ Ex1B中met+strr2个基因传给A，也能生长；但传递频率等于 各自传递频率的积，难发生；应是A传给B，不是B传给A 。 ⑶ Ex2B中met+传给A，应该能生长但未生长。说明B不能传给 A，B只能受体，相当于♀；则A能作供体，相当于♂；所以 基因呈单方向传递，细菌有雌雄之分。应有试验证明。
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) 3.致育因子（fertility factor）
⑴观察发现E.coli有2种体型之分：体表鞭毛有或者无； ⑵鞭毛细菌体内有一小颗粒，6×104 bp ，占染色体长度 2%；有转移起点、致育和性鞭毛３个基因，称致育因子F。 ⑶供体有F因子，记为F+；受体无F因子，记为F-；F因子决 定了基因单方向传递，F+ F-，但不能F- F+ 。
(一)转化试验 一 转化试验 转化试验(transformation experiment) 2. 阿维利(Avery)转化实验(1944)
16年后，Avery S型DNA断片 (<7 µm 约2万bp) 分别加R型蛋 白酶,DNA酶和血清后, 与R型混合培养均表达 S；仅 S型DNA断片 +DNA酶+R型混合培养 不表达S型。证明S复 活是SDNA片断被R吸 收表达的结果。
107 1180 20590 NPT PT PT NPT NPT NPT
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 2.确定亲型和重组基因型
已知3个基因顺序为：trp-his-tyr ⑴--+转化子对trp-his基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？ ⑵-+-转化子对trp-tyr基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？ ⑶+--转化子对his-tyr基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 1.Nester转化实验
供体：野生型枯草杆菌，碾成 (1µm, <2万bp) DNA片断 受体：trp-、his-、tyr-突变型，与受体混合培养4h 分别用基本培养基及添加trp、his、tyr培养基培养， 获得7种转化子，结果见下表：
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (二)转化过程与转化子 二 转化过程与转化子 转化过程与转化子(transformation ) 1. DNA转化过程 侵入 联会 授体链缺刻 分枝迁移 连接 表达
2.转化子(transformation) 供体DNA片段与受体基因组 整合产生的重组DNA分子。 3.特点 ⑴受体允许的特定区间进入； ⑵需要酶参加；氯霉素抑制酶 活性可抑制DNA转化。 ⑶需要能量；二硝基苯阻碍能 量供应，可抑制DNA转化。 ⑷转化率低。
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) (4) F因子的转移 转移步骤 ①供体F因子引导生出性管 ②插入♀孔，形成接合管 ③ F因子滚环式DNA复制， 边延伸边转移 ④接合管断裂，雌株也有F
三、接合重组
一、细菌及其突变体
（二）细菌染色体(bacterium chromosome) 细菌染色体 1、双链环状； 2、无蛋白质包装； 3、成环短缩变粗。如E.coli 染色体1333µm，每环将 300µm变成25µm，50多环将长度变成1.5µm。
一、细菌及其突变体
(三)细菌突变体 三 细菌突变体 细菌突变体(Bacterium mutants) 类型 1.合成功能突变体( anabolic functional mutants) met- thr- his- leu- pyr-(嘧啶) cyc-(胱氨酸) thi-(硫氨酸)等 2.分解功能突变体(catabolic functional mutants) lac- gal- aru- mal- xyl-(木糖) rha-(鼠李糖) pdx-(吡哆醇)等 3.抗性突变体(resistant mutants) azir strr tonr 4.克隆形态突变(form mutants) h+ h r+ r 5.基础代谢突变(metabolism mutants) suppressor- nonsense mutation Su+ temperature sensitive mutation ts
（microbial genetics） ）
目
第一节 细菌遗传 一、细菌及其突变体 二、转化重组与作图 三、接合重组与作图 四、性导重组与作图 第二节病毒遗传 一、病毒及其突变体 二、互补测验 三、两点定位与作图 四、转导重组与作图
录
细菌遗传 遗传目录 第一节 细菌遗传目录
一、细菌及其突变体 二、转化重组 三、接合重组 四、性导重组
三、接合重组
(五)接合重组的特点 五 接合重组的特点
1.F-仅获得供体部分DNA，因 接合管易断。 2.受、供体DNA片段配对产生 部分二倍体(partial diploid)，供 体基因称外基因(exogenote),受 体基因组称内基因(endogenote) 3.内、外基因间发生偶数次交换形成活性重组子，奇数次交换 形成线状染色体，重组子死亡。 4.偶数次交换产生的重组子中一半成活，一半死亡。所以，接 合重组值=重组配子数×2/总配子数。
Tatum 1946
E.coli
三、接合重组（conjugation recombination） 接合重组（ ）
(二)接合重组鉴定 二 接合重组鉴定
1950，Davis，玻璃滤板 (孔径 <0.1µm,为细菌1/20)，A、B株分装 两端(不许A、B接触), 加压促进片 断交流，4h后基本培养基培养，无 wt时说明A.B不接触不重组，一接 触能重组，称U形管经典鉴定法。 化学法鉴别接合与转化 A、B混合培养有wt，添加以下物质后无wt时为转化 ①DNA内切酶破坏DNA片断，无wt时为转化； ②氯霉素抑制DNA聚合酶活性，无wt时为转化； ③二硝基苯抑制能量供应，无wt时为转化，反之则反。
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 3.计算重组率
Rf(trp-his)= (3660+418+2600+107) / (20590 -685 ) =34% Rf(trp-tyr)= (3660+685+2600+1180) / (20590-418 )= 40% Rf(his-tyr) =(685+418+107+1180)/ (20590 -2600 )=13%
转化子 ++ + -++ 亲型为： ++ +/- - 表达数目 11940 3660 trp-his重组 PT NPT trp-tyr重组 PT NPT his-tyr重组 PT PT --+ -+ 685 × NPT NPT 418 NPT × NPT +-- + -+ ++ 2600 NPT NPT × 合计
一、细菌及其突变体
（一）细菌细胞(bacterium cell) 细菌细胞 1.拟核细胞(nucleoid cell)：无核膜，原核生物(prokaryotes) 2.繁殖快：约20min/代，哺乳动物细胞分裂24h的1/70 3.体积小：长1-2µm，宽0.5µm左右； 4.群体大：一支试 管可盛数百万个个体。
三、接合重组
(六)中断杂交（the interrupted mating ）与作图 六 中断杂交 中断杂交（
1、中断杂交实验 1954，Wollman , Jacob, E.coli Hfr:(aziSstrStonS)×F－(azirstrr tonr thr- leu- gla- lac- ) ①加str、thr活者为strr leu+,记数 ②仅加str活者为strrleu+thr+,记数 ③加gla+ 或lac+红色能消失,记数 gla lac , 第3min搅拌中断 ④加azi或ton亡者为azis tons,记数
三、接合重组
(四)低频重组与高频重组 四 低频重组与高频重组 低频重组与高频重组(Lfr and Hfr) 2、 F- 、 F+与Hfr比较
⑴F+与F-结合 ①F-变为F+；②F-长鞭毛；③细菌基因转移频率10-6，称Lfr。 ⑵Hfr与F-结合 ①F-仍为F-；②F-无性毛；③细菌基因转移频率10-2，称Hfr 。
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (一)转化试验 一 转化试验 转化试验(transformation experiment) 1.Griffith转化实验（1928），肺炎双球菌
二、转化重组（transformation recombination） ）
(四)低频重组与高频重组 四 低频重组与高频重组 低频重组与高频重组(Lfr and Hfr) 1、低频重组与高频重组
⑴F-体内无F因子，只能作受体相当于♀ ； F+体内有F因子相当于♂ ⑵F+使♀株F-变为F+，F-有致育能力变为♂ ； ⑶ F+ 中F因子转移频率高，但细菌基因转移频率低，多为10-6，称低 频重组(low frequency recombination,Lfr)。 ⑷F因子与细菌染色体整合后，细菌基因随F因子转移而转移，频率高 达10-2，称高频重组(high frequency recombination， Hfr) 。
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) 1、Tatum接合重组实验 1946，E.coli
A (met-strs)、B(thr-strr) 及A×B 混合4h后代、碾碎 分别用含str基本培养基培 养。A、B和F1分别为不生 长、不生长和生长，且后 代菌斑频率>10-6。为什么
A×B
thr-strr t;基因传给B，产生met+ thr+strr野生型，能生长； ⑵ Ex1B中met+strr2个基因传给A，也能生长；但传递频率等于 各自传递频率的积，难发生；应是A传给B，不是B传给A 。 ⑶ Ex2B中met+传给A，应该能生长但未生长。说明B不能传给 A，B只能受体，相当于♀；则A能作供体，相当于♂；所以 基因呈单方向传递，细菌有雌雄之分。应有试验证明。
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) 3.致育因子（fertility factor）
⑴观察发现E.coli有2种体型之分：体表鞭毛有或者无； ⑵鞭毛细菌体内有一小颗粒，6×104 bp ，占染色体长度 2%；有转移起点、致育和性鞭毛３个基因，称致育因子F。 ⑶供体有F因子，记为F+；受体无F因子，记为F-；F因子决 定了基因单方向传递，F+ F-，但不能F- F+ 。
(一)转化试验 一 转化试验 转化试验(transformation experiment) 2. 阿维利(Avery)转化实验(1944)
16年后，Avery S型DNA断片 (<7 µm 约2万bp) 分别加R型蛋 白酶,DNA酶和血清后, 与R型混合培养均表达 S；仅 S型DNA断片 +DNA酶+R型混合培养 不表达S型。证明S复 活是SDNA片断被R吸 收表达的结果。
107 1180 20590 NPT PT PT NPT NPT NPT
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 2.确定亲型和重组基因型
已知3个基因顺序为：trp-his-tyr ⑴--+转化子对trp-his基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？ ⑵-+-转化子对trp-tyr基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？ ⑶+--转化子对his-tyr基因而言不算亲型、也不算新型。为什么？
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (三)转化作图（transformanted mapping） 三 转化作图 转化作图（ ） 1.Nester转化实验
供体：野生型枯草杆菌，碾成 (1µm, <2万bp) DNA片断 受体：trp-、his-、tyr-突变型，与受体混合培养4h 分别用基本培养基及添加trp、his、tyr培养基培养， 获得7种转化子，结果见下表：
二、转化重组（transformation recombination） 转化重组（ ） (二)转化过程与转化子 二 转化过程与转化子 转化过程与转化子(transformation ) 1. DNA转化过程 侵入 联会 授体链缺刻 分枝迁移 连接 表达
2.转化子(transformation) 供体DNA片段与受体基因组 整合产生的重组DNA分子。 3.特点 ⑴受体允许的特定区间进入； ⑵需要酶参加；氯霉素抑制酶 活性可抑制DNA转化。 ⑶需要能量；二硝基苯阻碍能 量供应，可抑制DNA转化。 ⑷转化率低。
三、接合重组
(三)大肠杆菌性别与致育因子 三 大肠杆菌性别与致育因子 大肠杆菌性别与致育因子(sex and fertility factor) (4) F因子的转移 转移步骤 ①供体F因子引导生出性管 ②插入♀孔，形成接合管 ③ F因子滚环式DNA复制， 边延伸边转移 ④接合管断裂，雌株也有F
三、接合重组
一、细菌及其突变体
（二）细菌染色体(bacterium chromosome) 细菌染色体 1、双链环状； 2、无蛋白质包装； 3、成环短缩变粗。如E.coli 染色体1333µm，每环将 300µm变成25µm，50多环将长度变成1.5µm。
一、细菌及其突变体
(三)细菌突变体 三 细菌突变体 细菌突变体(Bacterium mutants) 类型 1.合成功能突变体( anabolic functional mutants) met- thr- his- leu- pyr-(嘧啶) cyc-(胱氨酸) thi-(硫氨酸)等 2.分解功能突变体(catabolic functional mutants) lac- gal- aru- mal- xyl-(木糖) rha-(鼠李糖) pdx-(吡哆醇)等 3.抗性突变体(resistant mutants) azir strr tonr 4.克隆形态突变(form mutants) h+ h r+ r 5.基础代谢突变(metabolism mutants) suppressor- nonsense mutation Su+ temperature sensitive mutation ts