细菌和病毒的遗传教材分析.docVIP

第十章 细菌和病毒的遗传 原核生物与真核生物的染色体不同，繁殖方式不同，基因重组方式不同 细菌属于原核生物，不进行典型的有丝分裂和减数分裂，因此，其染色体传递和重组方式与真核生物不尽相同。病毒甚至不进行分裂，它在宿主细胞内以集团形式产生。细菌和病毒的遗传分析对整个遗传学，特别是对于分子遗传学的发展具有重大作用 一、细菌和病毒遗传研究的意义 遗传学研究从细胞水平推进到分子水平，是由于两大发展： （1）对基因的化学和物理结构的了解日益深入 （2）研究材料采用了新的生物类型--细菌和病毒 1、细菌的特点及培养技术 所有细菌都是比较小的单细胞，大约1(2μm长，0.5μm宽 大肠杆菌(E.coli)在细菌遗传学研究中应用十分广泛 ,其染色体为一条环状的裸露DNA分子。其细胞里通常还具有一个或多个小的染色体-质粒 研究细菌遗传的方法--平板培养： 细菌菌落的表现型： 原养型（野生型） 形态性状：菌落形状、颜色、大小 突变型 生理特性：营养缺陷型 抗性-抗药或抗感染 为了测定所发生的突变，Lederberg设计了影印培养法 2、病毒的特点及种类 病毒没有细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物。 病毒结构十分简单，仅含DNA或RNA和一个蛋白质外壳，没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体。所以，病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代谢合成机器，才能合成新的病毒后代。感染细菌的病毒叫噬菌体，是目前了解比较清楚的病毒，有：单链DNA、单链RNA、双链DNA和双链RNA等四种类型 3、细菌和病毒在遗传研究中的优越性 (1) 世代周期短。大肠杆菌每20分钟可繁殖一代，病毒每小时可繁殖数百个后代 (2) 易于管理和进行化学分析 (3) 遗传物质简单，便于研究基因的结构和功能 (4) 便于研究基因的突变和重组 (5) 可用作研究高等生物的简单模型 (6) 便于进行遗传操作 4、细菌和病毒的拟有性过程 细菌获取外源遗传物质的四种方式： 转化(transformation) 接合(conjugation) 性导(sexduction) 转导(transduction) 当不同的病毒颗粒同时侵染一个细菌时，它们能够在细菌体内交换遗传物质，并形成重组体 二、噬菌体的遗传分析 1、噬菌体的结构 遗传学上应用最广泛的是大肠杆菌的T噬菌体系列(T1到T7)。其结构大同小异，呈蝌蚪状。T偶列噬菌体结构 （1）烈性噬菌体 （2）温和性噬菌体 温和性噬菌体具有溶源性的生活周期，即在噬菌体侵入后，细菌并不裂解，以两种形式出现，如λ和P1 2、噬菌体的基因重组与作图 噬菌斑形态：正常r+：小、边缘模糊 噬菌体性状 突变r-：大、边缘清楚 宿主范围：感染和裂解的菌株不同 正常h+：B株 突变h-： B株 或B/2株 由于h–和h+均能感染B株，用T2的两亲本h–r+和h+r–同时感染B株，称为双重感染 h-r+ × h+r- ↓B株 h-r+ h+r- h-r- h+r+ ↓ 接种在同时长有B株及B/2株的培养基上 亲型噬菌斑 h-r+：透明、小 h+r-：半透明、大 重组型噬菌斑 h-r-：透明、大 h+r+：半透明、小 重组型噬菌斑 重组值= ------------------------- × 100% 总噬菌斑 h+r+ + h-r- = ------------------------------- ×100% h-r+ + h+r- + h-r- + h+r+ ra–h+ ( ra+h– → 24% rb–h+ ( rb+h– → 12.3% rc–h+ ( rc+h– → 1.6% 分别作出ra、rb、rc与h的连锁图： ra