遗传学第七章 细菌和病毒的遗传

第七章

细菌和病毒的遗传

本章重点1.细菌影印法研究。2.细菌和病毒的四种遗传分析方法：

转化、接合、性导、转导。3.掌握F+、F–、F'、Hfr×F+的特点。 4.理解和掌握中断杂交和重组作图的原理。 5.噬菌体结构和基因重组特点。

细菌和蓝绿藻：一个线条状或环状染色体(单倍体结构); 无典型的有丝分裂和减数分裂； 染色体传递和重组方式与真核生物不同。

E. coli

病毒：比细菌更简单； 在寄主细胞内以集团形式产生； 属于只有一条染色体的单倍体。

T4 Phage

第一节

细菌和病毒遗传 研究的意义

一、细菌：1.大小：细胞较小、长约1~2

(1 =1/1000mm)、宽约0.5 ;2.结构：鞭毛、细胞壁、质膜、间体、核质体、核糖体

3.遗传物质：单个主染色体、一个或多个小染色体(质粒) 4.涂布和繁殖：每个细胞在较短时间内(如一夜)能裂殖到107个 子细胞 成为肉眼可见的菌落 或克隆(clone)。5

5. 生理特性突变：①.营养缺陷型： 丧失合成某种营养物质能力，不能在基本培养基上生长； 原养型：野生菌株则可在基本培养基上生长。 用不同的选择性培养基 测知突变的特性。

②. 抗性突变型：如抗药性或抗感染性。 例如：青霉素(penr)抗性突变 的菌落。培养基中 加有青霉素6

6、测定突变的方法──影印法： 黎德伯格等(Lederberg J.和Lederberg E. M., 1952)设计。吸附细菌

丝绒印在母 板上

再印在选择 培养基上

Lederberg J., 1958 Nobel奖获得者， 发现细菌转导和接合

无链霉素 链霉素

从模板中挑出抗 性和敏感菌系

筛选出抗链 霉素的菌系7

二、病毒：单倍体，仅一条染色体。病毒 蛋白质外壳 核酸。 病毒分类： 寄主：动物、植物、细菌等； 遗传物质：DNA 或 RNA。

烟草花叶病毒 RNA

腺病毒 DNA

T4 噬菌体 DNA

爱滋病病毒 RNA

噬菌体对于分子生物学研究具有重要意义。

三、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(E.coli):20 min繁殖一代。 2.便于管理和生化分析：

个体小，一般在 1 至几 之间，操作管理方便。

3.便于研究基因突变：裸露的DNA分子(有的病毒为RNA分子),容易受 环境条件的影响而发生突变；

单倍体生物，不存在显性掩盖隐性问题，隐性突变也能表现出来。 4.便于研究基因的作用： 影印培养，易检出营养缺陷型突变，有利于从生化 角度来研究基因的作用。 5.便于研究基因重组： 细菌具有转化、转导和接合作用，可以进行精密的 遗传分析。11

6. 便于研究基因结构、功能及调控机制： 细菌和病毒的遗传物质简单，易于进行基因定位、

结构分析和分离

,基因的表达调控也适于采用生理生化的方法进行深入研究。

7. 便于进行遗传操作：染色体结构简单，没有组蛋白和其它蛋白的结合， 更宜于进行遗传工程的操作。

第二节

噬菌体的遗传分析

一、噬菌体的结构：1. 结构简单： 蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。 2. 多样性的原因：外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构。

3. 两大类：① 烈性噬菌体：T噬菌体系列(T1~T7);

② 温和性噬菌体: P1和λ噬菌体。T4噬菌体从 大肠杆菌中释放14

㈠、烈性噬菌体： 1. 结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状： 头部：双链DNA分子的染色体；

T偶列噬菌体

颈部：中空的针状结构及外鞘；尾部：由基板、尾针和尾丝组成。

2. T偶列噬菌体的侵染过程(如T4噬菌体):尾丝固定于大肠杆菌，

遗传物质注入 破坏寄主细胞遗传物质 合成 噬菌体遗传物质和蛋白质 组装许多新的子噬菌体 溶菌酶裂解细菌 释 放出大量噬菌体。T4噬菌体侵染大肠杆菌的生活周期16

㈡、温和性噬菌体：例如λ和P1噬菌体，λ和P1各代表 一种略有不同的溶源性类型。

λ 噬菌体结构17

1.溶源性噬菌体的生活周期：①.λ噬菌体：噬菌体侵入后，细菌不裂解 附在E.coli染色体上的gal和bio位点间的attλ座位上 整合到细菌染色

体，并能阻止其它λ噬菌体的超数感染。

λ 噬 菌 体 特 定 位 点 的 整 合

②.P1噬菌体：不整合到细菌

的染色体上，而是独立存在于细胞质

内。

原噬菌体：整合到 宿主基因组中的噬菌体。 仅少数基因活动，表达出 阻碍物关闭其它基因。裂解 途径o

原噬菌体经诱导可转变为烈性噬菌体 裂解途径。溶源 途径

2. P1和λ噬菌体的特性：①.P1和λ各代表不同的溶源性类型： P1噬菌体：侵入后并不整合到细菌的染色体上，独立存在 于细胞质内； λ噬菌体：通过交换整合到细菌染色体上。

②.溶源性细菌分裂 两个子细胞：P1噬菌体复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝；

λ噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。③.共同特点：核酸既不大量复制，也不大量转录和翻译。21

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6e11.html