1第七章細菌和噬菌體的遺傳第一節(jié)細菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位第二節(jié)細菌的遺傳分析第三節(jié)噬菌體的遺傳分析2一、關(guān)于細菌單細胞的原核微生物；形狀、大小變化較多遺傳物質(zhì)是一個大型的環(huán)狀核酸分子——基因帶genophore——裸露的DNA分子繁殖方式：無性生殖、有性生殖第一節(jié)

細菌和病毒在遺傳學(xué)研究中的地位3細菌細胞模式圖45二、關(guān)于病毒無細胞結(jié)構(gòu)無細胞器——無代謝功能寄生由蛋白質(zhì)外殼和核酸構(gòu)成噬菌體bacteriophage：又叫細菌病毒，寄生在細菌細胞內(nèi)的病毒6煙草花葉病毒7玉米的矮花葉病8高清H5N1型禽流感病毒圖

9三、細菌和病毒是遺傳學(xué)研究的好材料繁殖世代所需時間短易于管理和進行化學(xué)分析遺傳物質(zhì)比較簡單便于研究基因的突變便于研究基因的作用可用作研究高等生物的簡單模型10四、細菌遺傳的實驗研究方法(一)細胞計數(shù)(培養(yǎng)物細胞濃度)(二)建立純系的方法(三)選擇培養(yǎng)法鑒定突變型與重組型(四)突變型與重組型的批量篩選方法11(一)細胞計數(shù)(培養(yǎng)物細胞濃度)培養(yǎng)物中微生物計數(shù)方法是微生物學(xué)的基本實驗技術(shù)，其基本思路是：對原培養(yǎng)物進行連續(xù)稀釋；進行平板涂抹培養(yǎng)；由于每個細胞形成一個菌落，計數(shù)菌落數(shù)；根據(jù)稀釋倍數(shù)計算原培養(yǎng)物中的細胞濃度。12霉菌菌落13(二)建立純系的方法——純培養(yǎng)挑取由單個細胞繁殖而來的菌落進行培養(yǎng)就可以獲得由一個細胞繁殖而來的純系菌種純菌株純14(三)選擇培養(yǎng)法鑒定突變型與重組型其它突變類型的篩選、鑒定：對于其它的突變類型(如溫度敏感型)，也可以通過培養(yǎng)條件的選擇培養(yǎng)來篩選與鑒定。許多細菌的突變都與培養(yǎng)基營養(yǎng)成分及培養(yǎng)條件有關(guān)。營養(yǎng)缺陷型的篩選、鑒定：紅色面包霉生化突變型的鑒定15(四)突變型與重組型的批量篩選方法采用影印法將在完全培養(yǎng)基上單菌落同時接種到不同選擇培養(yǎng)基上同時對所有菌落進行選擇培養(yǎng)，鑒定效率大大提高。黎德伯格夫婦:影印培養(yǎng)法原理:與選擇培養(yǎng)法一致優(yōu)點：16(2)必須采用適當?shù)姆椒ㄈ缤坎蓟騽澗€法，以使培養(yǎng)物菌落之間要分開。注意：(1)最初的培養(yǎng)基必須是非選擇性的，即各種突變型都能夠在其上生長；17影印培養(yǎng)法18第二節(jié)細菌的遺傳分析一、轉(zhuǎn)化transformation是指某些細菌（或其他生物）能通過其細胞膜攝取周圍供體的染色體片段，并將此外源DNA片段通過重組整合到自己的染色體組的過程19

1。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗

兩種肺炎雙球菌

多糖莢膜——具有毒性

無莢膜——無毒性S型（光滑型）R型（粗糙型）20說明R型細菌是無毒型S型細菌是有毒型21R型細菌是無毒型S型細菌是有毒型加熱殺死S型細菌

小鼠體內(nèi)

成活加熱S型細菌+R型細菌

小鼠體內(nèi)

死亡小鼠體分離得到S型細菌，說明S型細菌中一定有一種活性物質(zhì)，促成此轉(zhuǎn)變。后經(jīng)證實此物質(zhì)是DNA22阿維瑞(Avery)等的轉(zhuǎn)化實驗(1944)23

▲供體DNA與受體細胞間的最初相互作用轉(zhuǎn)化片段的大小

2。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化片段的形態(tài)——雙鏈轉(zhuǎn)化的濃度——高受體細胞的生理狀態(tài)——感受態(tài)24

▲轉(zhuǎn)化DNA的攝取和整合結(jié)合與參入聯(lián)會整合25二、接合conjugation是指遺傳物質(zhì)從供體（donor）——“雄性”轉(zhuǎn)移到受體（receptor）——“雌性”的過程26

1。細菌的雜交試驗——E.coli

兩種親本菌株

met—bio—thr+leu+

met+bio+thr—leu—

A菌株B菌株在基本培養(yǎng)基上添加metbio在基本培養(yǎng)基上添加thrleu營養(yǎng)缺陷型2728實驗說明的問題能在基本培養(yǎng)基上生長的細菌一定是metbiothrleu的野生型

這種細菌是否是由于營養(yǎng)物質(zhì)的互補而得以生長？兩菌株發(fā)生雜交，交換遺傳信息——基因重組供體DNA分子直接進入受體細胞——轉(zhuǎn)化兩菌株的直接接觸——接合是否是親本細菌A或B發(fā)生了回復(fù)突變？29菌株AU型管試驗菌株B無菌落無菌落一定有兩個菌株的直接接觸；一定有遺傳物質(zhì)的重新組合說明：30

又叫致育因子——細菌細胞內(nèi)的一種微小的可轉(zhuǎn)移因子，又叫性因子。2.Ｆ因子31獨立增殖“核”DNA以外的DNA環(huán)狀的ＤＮＡ分子，其上有能形成性傘毛的基因具有轉(zhuǎn)移的能力供體細胞中具有可以游離于“核”外，也可以整合在“核”DNA內(nèi)3233F+Hfr

Ｆ因子的三種存在狀態(tài)

Ｆ—34Ｆ因子的轉(zhuǎn)移無接合無接合無接合35Ｆ因子的轉(zhuǎn)移F+F—F+F+36Ｆ因子的轉(zhuǎn)移接合時間短接合時間長37三、F'因子與性導(dǎo)（sexduction）指接合時由F'因子所攜帶的DNA轉(zhuǎn)移到細菌染色體的過程38F'因子的轉(zhuǎn)移性導(dǎo)(sexduction)39第三節(jié)噬菌體的遺傳分析遺傳學(xué)上應(yīng)用最廣泛的是大腸桿菌的T噬菌體系列(T1到T7)。T偶列噬菌體具有六角形的頭部，其內(nèi)含有雙鏈DNA分子。頭下的尾部包括一個中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘。末端是基板，由尾絲及尾針組成。通過尾鞘的收縮將噬菌體DNA經(jīng)中空尾部注入宿主細胞。40噬菌體的遺傳物質(zhì)經(jīng)中空尾部進入宿主細胞，遂即破壞宿主細胞原有的遺傳物質(zhì)，并轉(zhuǎn)而合成大量的噬菌體遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)，組裝成許多新的子噬菌體，最后使細菌裂解(lysis)。(一)、烈性噬菌體41溫和性噬菌體具有溶源性(lysogeny)的生活周期，即在噬菌體侵入后，細菌并不裂解。λ噬菌體附著于大腸桿菌染色體的gal和bio位點之間的attλ座位上(attachmentsite)，它能通過交換而整合到細菌染色體上。整合的噬菌體稱為原噬菌體(prophage)。P1噬菌體與λ不同，它并不整合到細菌的染色體上，而是獨立地存在于它的細胞質(zhì)內(nèi)。

(二)、溫和噬菌體42溫和噬菌體43轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)是指以噬菌體為媒介所進行的細菌遺傳物質(zhì)重組的過程。它與上述的轉(zhuǎn)化、性導(dǎo)、接合的主要不同之處，在于它是以噬菌體為媒介的。在這一過程中，細菌的一段染色體被錯誤地包裝在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼內(nèi)，并通過感染而轉(zhuǎn)移到另一個受體細菌內(nèi)。三、轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)44轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)451.普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

在噬菌體感染的末期，細菌染色體被斷裂成許多小片段，在形成噬菌體顆粒時，少數(shù)噬菌體將細菌的DNA誤認做是它們自己的DNA，并以其外殼蛋白將其包圍，從而形成轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。由于可以轉(zhuǎn)導(dǎo)細菌染色體組的任何不同部分，因此稱為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)46特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)2.特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)由溫和噬菌體進行的轉(zhuǎn)導(dǎo)叫做特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)。如λ的DNA，既可以以自主的狀態(tài)存在，也可以整合在細菌染色體中。這種有兩種狀態(tài)的遺傳因子叫做附加體(episome)。轉(zhuǎn)導(dǎo)僅