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第九章　细菌和病毒的遗传Chapter 9 Heredity of Bacterium and Virus 第一节　细菌和病毒遗传研究的意义 第二节　细菌的遗传分析 第三节　噬菌体的遗传分析 本章要求 复习思考题 第一节 细菌和病毒遗传研究的意义 一、细菌的生物学特征 二、病毒的生物学特征 三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性 四、细菌和病毒的拟有性过程 一、细菌的生物学特征 ㈠、生长特点 细菌是单细胞生物 细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核区 部分细菌还有某些特殊结构，如鞭毛、伞毛、荚膜、芽胞、气泡等 生活周期短，易培养； 易获得其生化突变型； 大小不一，形态各异。常见细菌的形状有杆状、球状和螺旋状，其中以杆状最常见。 ㈡、遗传特点 细菌DNA 是一个很长的共价闭合环状双链分子（dsDNA），通常以超螺线体的形式存在于细菌体内。 质粒 细菌体内含有的一种染色体外小型环状DNA。质粒能独立于染色体存在和复制，还能在细胞间传递。 附加体 有些质粒能整合到细菌染色体中，在染色体的控制下随染色体一起复制，这类质粒称为附加体（episome）。 ㈢、细菌遗传的实验研究方法 细胞计数(培养物细胞浓度) 建立纯系的方法 选择培养法鉴定突变型与重组型 突变型与重组型的批量筛选方法 1、细胞计数（培养物细胞浓度） 培养物中微生物计数方法是微生物学的基本实验技术，其基本思路是： 对原培养物进行连续稀释 进行平板涂抹培养 由于每个细胞形成一个菌落，计数菌落数 根据稀释倍数计算原培养物中的细胞浓度 2、建立纯系的方法——纯培养 挑取由单个细胞繁殖而来的菌落进行培养就可以获得由一个细胞繁殖而来的纯系 通常采用平板表面涂布法或划线法可以获得单菌落。这种方法获得的纯系，称为“菌种纯” 有时采用显微操纵器进行菌丝尖端切割等方法从单个细胞直接培养建立纯系。采用这种方法获得的纯系称为“菌株纯” 3、选择培养法鉴定突变型与重组型 许多细菌突变都与培养基成分、培养条件有关 营养缺陷型的筛选、鉴定： 选择培养法是根据原养型(也称为原生营养型)与营养缺陷型在基本培养基和营养培养基上的生长能力差异进行筛选 营养突变型的筛选、鉴定方法与红色面包霉生化突变型的鉴定方法基本一致 其它突变类型的筛选、鉴定： 对于其它的突变类型(如温度敏感型)，也可以通过培养条件的选择培养来筛选与鉴定 4、突变型与重组型的批量筛选方法 选择培养法的缺点： 效率不高：一次可鉴定、筛选一种突变型 影印培养法： 黎德伯格夫妇为高效检测、分离混和群体不同突变型设计了影印培养法，该方法原理与选择培养法一致 采用影印法将完全培养基上的单菌落同时接种到不同选择培养基上，同时对所有菌落进行选择，提高鉴定效率 4、突变型与重组型的批量筛选方法 注意： 最初的培养基必须是非选择性的，各种突变型都能够生长 模板接种时必须采用适当的方法如涂布或划线法，使培养物菌落之间分开 二、病毒的生物学特征 病毒的一般特性 病毒的类型 1、病毒的一般特性（自学） 无细胞结构；为蛋白质外壳包裹核而成的颗粒。 形体极微小；只有在电子显微镜下才能观察到。 化学组成简单；主要是核酸和蛋白质。 只含一种核酸（DNA或RNA）； 缺乏独立代谢能力； 繁殖方式独特；只能依赖宿主活细胞的代谢机器，通过核酸复制和蛋白质合成后再装配成完整的病毒颗粒的方式进行繁殖。 具有双重存在方式；或营专性寄生在活细胞内，或在细胞外以大分子颗粒状态进行传播。 对干扰素敏感，而对抗生素不敏感。 2、病毒的分类（自学） 根据宿主来划分： 细菌病毒 植物病毒 无脊椎动物病毒 脊椎动物病毒 亚病毒 类病毒 拟病毒 朊病毒 三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性 作为遗传研究材料具有独特优势 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机理(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 在研究基因结构、功能与表达调控时更为简便 四、细菌和病毒的拟有性过程 不经过减数分裂和授精作用而导致遗传物质转移与重组的过程叫做拟有性过程。 细菌和病毒可以通过四种不同的方式，即转化、接合、转导和性导获得外源遗传物质。 拟有性过程的存在是细菌、病毒在遗传学研究，特别是作为真核生物的模型研究遗传重组和基因结构的重要前提。 第二节 细菌的遗传分析 一个细菌细胞的DNA与另一个细菌细胞的DNA的交换与重组可以通过四种方式进行： 一、转化（transformation） 二、接合（conjugation） 三、性导（sexduction） 四、转导（transduction） 一、转化（transformatio