第七章：细菌的遗传研究课件.pptVIP

湖北大学生命科学学院 陈建国 第一节 细菌在遗传学研究中的地位 一、细菌的生物学特征 二、细菌在遗传研究中的优越性 一、细菌的生物学特征 细菌属于原核生物，没有明显的细胞核，不进行减数分裂。细菌的染色体是一个裸露的DNA分子，比较容易接受带有相同或不同物种的基因或DNA片段的插入。 研究细菌遗传的方法：主要是对细菌菌落形态的遗传研究 (如图，霉菌菌落) 霉菌菌落 一、细菌的生物学特征 常见的突变： 菌落形态性状的突变包括：菌落的形状、颜色和大小等。 合成代谢功能的突变包括：丧失合成某种营养物质能力的营养缺陷型（如氨基酸、维生素、嘧啶和嘌呤等）。 分解代谢功能的突变型：不能将糖类、氨基酸或脂肪酸等降解，如Lac-突变型不能分解乳糖。 抗性突变包括：抗药性或抗感染性。 二、细菌在遗传研究中的优越性 世代周期短，繁殖世代所需时间短 易于操作管理和进行化学分析(纯培养与代谢产物累积) 便于研究基因的突变(表现与选择) 便于研究基因的作用(突变型生长条件与基因作用) 便于研究基因的重组(重组群体大、选择方法简便有效) 遗传物质比较简单，可作为研究高等生物的简单模型 第二节 细菌的遗传与作图 一、转化 二、接合 三、性导 四、重组 五、转导 一、转化(transformation) 定义：某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的DNA而使它的基因型和表型发生相应变化的现象。 分为自然转化和工程转化 判断转化的基因是否连锁？ 1、直接观察转化率：如果x+和y+两个基因在供体染色体上相距很远，那么x+y+共转化的机率是用每个基因单独各转化一次所得到的转化子的概率的乘积；如果两个基因非常近，以至于它们通常位于相同的DNA片段上，那么获得共转化的频率与用单个基因转化的频率是相近的。 2、观察当DNA浓度降低时转化频率的改变：如果当DNA浓度降低时，AB共转化频率的下降和A或B转化频率的下降程度相同，则说明A和B是连锁的；如果AB转化频率的下降将远远超过A或B转化频率的下降程度，则说明A和B是不连锁的。 *(三)、共同转化与遗传图谱绘制 利用共同转化绘制细菌连锁遗传图谱的基本原理相邻基因发生共同转化的概率与两者间的距离成正向关系，基因间距离越近，发生共同转化的频率越高，反之越低。 共转化作图的依据：测定两基因共同转化的频率来指示基因间的相对距离。 *(三)、共同转化与遗传图谱绘制 二、接合 (一)、接合现象的发现和证实 (二)、F因子及其在杂交中的行为 *(三)、中断杂交试验作图 (一)、接合现象的发现和证实 材料：大肠杆菌K12菌株的两个营养缺陷型品系： A：met-bio-thr+leu+thi+； B：met+bio+thr-leu-thi-。 方法： 将A、B混和，在基本培养基(固体)上涂布培养。 结果：平板上长出原养型菌落(+++++)。 原养型菌落可能产生的原因 亲本细菌A或B发生了回复突变； 两品系细胞通过培养基交换养料——互养作用； 两品系间发生了转化作用； 发生细胞融合，形成了异核体或杂合二倍体。 *互养作用及其排除 试验材料： A品系：A-B+ T1S(met-bio-thr+leu+thi+T1S) B品系：A+B- T1R(met+bio+thr-leu-thi-T1R) 试验方法： 将A、B品系混合接种在基本培养基表面. 短时间后喷T1杀死A品系，使其不能持续产生thr、leu、thi供B品系生长. 结果与结论： 仍然出现原养型菌落. 互养并非前述原养型菌落出现的原因，而可能发生了遗传重组. *转化作用及其排除 Lederbery和Tatum曾把品系A的培养液经加热后，加入到B品系的培养物中，未得到原养型菌落；表明原养型菌落可能不是由转化作用产生. 戴维斯(Dawis, 1950)的U型管试验. 结果：没有得到原养型细菌. 结论：细胞直接接触是原养型细菌产生的必要条件. *异核体和杂合二倍体的可能性 异核体指由于细胞融合而在细胞内含有遗传组成不同的两份或多份遗传物质（细胞核） 双杂合二倍体则是异核体进一步发生核融合，形成二倍体细胞核，核内含有两种遗传物质. 但细菌为单倍配子体生物，异核体和二倍体只能暂时存在，继续培养将发生分离. 发生了一种不同于转化的遗传重组方式，称之为接合。 遗传物质的转移是单向的 Hayes做的实验： 原理：高剂量的链霉素处理菌株，并不杀死细菌，只是阻止细菌细胞分裂，因此处理后的菌不会形成菌落。 处理A+未处理的B—有菌落 未处理的A+处理B—无菌落 表明：两菌株在杂交中的作用不同，一个是供体A，另一个是受体B，即遗传物质只能由A传递给B。 (一)、接合现象的发现和证实 接合(conjuga