thr leu azi
ton
lac
ga
F
O
8
8.5
9
11
18
25 min
根据中断杂交实验作出的大肠杆菌连锁图
用不同的 Hfr 菌株进行中断杂交实验，基因转移的原点 子和细菌染色体都是环状的
(O)和转移的方向不同，说明 F 因
如果两个基因间的转移时间小于 2 min ，用中断杂交法所得的图距不太可靠，应采用传统
为此作： rb+rc- × rb -rc+
↓ 重组值约 14%
可知 h 应位于 r b及 rc 之间，又因为 T2 噬菌体的连锁图是环状的，故：
h rc
rb ra
三、细菌的遗传分析
一个细菌 DNA 与另一个细菌 DNA 的交换重组可以通过四种方式实现： 导、转导
转化、接合、性
1、转化 转化： 某些细菌 (或其他生物 )通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段， 片段通过重组整合到自己染色体组的过程
用转导颗粒
P1 再侵染带
leu -
-
thr
s
azi
E.coli
将受体细菌特定培养：培养在一种可选择 上
噬菌体性状
噬菌斑形态：正常 r+：小、边缘模糊 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+ ↓
(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)
800bp，枯草杆菌最
（ 2）转化过程 ① 结合 ② 穿入 ③ 联会 ④ 整合，整合或 DNA 重组对同源 DNA 具有特异性
2、和基因重组作图 当两个基因紧密连锁时，它们就有较多的机会包括在同一个
受体染色体中。因此，紧密连锁的基因可以通过转化进行作图。如：
trp2+
his
+ 2
tyr 1+×
trp2
受体细胞常常只接受部分的供体染色体， 这些染色体称为供体外基因子， 而受体的完整染 色体则称为受体内基因子，这样的细菌称为部分二倍体或部分合子、半合子
（ 3）中断杂交试验及染色体作图 为了证明接合时遗传物质从供体到受体细胞的转移是直线式进行的， Jacob 设计了一个著名的中断杂交试验
Hfr ： thr+leu+lac +gal+azistonsstrs
并将此外源 DNA
转化首先是 Griffith(1928) 在肺炎双球菌中发现的 杀死 SⅢ片段
RⅡ→→→→→→→→→ SⅢ
Avery(1944) 等研究证实，转化因子是 DNA 。这个极其重要的发现，不仅证实遗传物质是 DNA ，而且表明转化是细菌交换基因的方式之一
1、转化机制 （ 1）供体 DNA 与受体细胞间最初相互作用 影响因素包括： ① 转化片段大小 :肺炎双球菌的成功转化，转化 DNA 片段至少要有 少需要 16000bp ② 转化片段形态 :转化片段必须是双链 ③ 转化片段浓度：每个细胞摄取的 DNA 分子数不超过 10 个 ④ 受体细胞生理状态 :感受态
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）
突变型
形态性状：菌落形状、颜色、大小
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
-
- - - - R RR
F ： thr leu lac gal azi ton str
每隔一定时间取样，放在食物搅拌器内搅拌
1957 年 Wollman 和
培养在含 str 的完全培养基上， Hfr 被杀死 用影印培养法测试形成的 F-菌落的基因型，确定每个基因转入 F-的顺序（时间） 根据基因转入 F-的时间，进行细菌染色体作图
his2
tyr 1
↓
重组型数 Trp 2-his 2 重组值 = ---------------------------- × 100%
亲型数 +重组型数
DNA 片段中，并同时整合到
Trp 2-his 2 → Trp 2-tyr 1 → His 2-tyr 1 →
0.34 0.40 0.13
trp2
his2
tyr 1
∣←── 34─→ ∣←─── 13──∣
∣←───── 40──────→ ∣
2、接合 接合：在原核生物中，是指遗传物质从供体
-“雄性 ”转移到受体 -“雌性 ”的过程
1946 年， Lederberg 和 Tatum 发现 E.coli 细胞之间通过接合可以交换遗传物质。他们选择 了两个不同营养缺陷型的 E.coli 菌株
× 100%
ra–h+
–+
rb h rc –h +
ra+h– → 24%
+–
rb h
→ 12.3%
rc+h– → 1.6%
分别作出 ra、 rb、 rc 与 h 的连锁图：
ra
24
h
rb 12.3
h
rc1.6 h
×
ra
rb
rc h
√
ra
rb
h rc
√
ra
rc h
rb
×
ra
h rc
rb
为了确定基因排列顺序，可先只考虑 rb、 rc 及 h 来确定是 rchrb 还是 hrcrb
的重组作图法。 lac+ade+ lac–ade–
基本培养基
lac+ ade– lac-ade+ 完全培养基 - ade
lac -ade+
重组频率 = ------------------------------lac+ade+ + lac -ade+
×100% = 22%
这两个位点间的时间单位约为 1min → 20%重组率
（ 1）F 因子
Hayes 和 Cavalli-Sforza （ 1953)发现，供体有一个性因子即致育因子 成，是染色体外的遗传物质
--F 因子，由 DNA 组
E.coli F 因子存在状态有三种类型： ① 没有 F 因子，即 F– ② 自主状态的 F 因子，即 F+
③ 整合的 F 因子，即 Hfr
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 2μ m 长， 0.5μ m 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
两个基因同在一起转导就是合转导或叫并发转导
合转导的频率愈高，表明两个基因
在染色体上的距离愈近，连锁愈密
两个基因的合转导 频率很低，就说明它们之间距离较远
因此，测定两基因的合转导频率就可以确定基因之间的次序和距离
切；相反，如果
两因子转导：通过观察两个基因的转导，计算并比较每两个基因之间的合转导频率，就可
最少的一类转导体应代表最难于转导的情况，这种转导体是同时发生交换次数最多的一
类，这种转导体的两边应为供体基因，而中间为受体基因，如为
a+b
+
c
，则正确次序就应为
abc。假定由实验得到的最少的转导体类别为
a+b+c ，则可以确定， 这 3 个基因的正确次序应当
是 acb 或 bca
利用并发转导进行细菌基因重组作图 P1 侵染带 leu+ thr+aziR E.coli
以确定三个或三个以上基因在染色体上的排列顺序
例如： a 基因和 b 基因的合转导频率很高， a 和 c 基因的合转导频率也很高，而
少或完全不在一起转导，这三个基因的次序就应为：
ห้องสมุดไป่ตู้bac
b和c很
三因子转导：只需分析一个实验的结果就可以推出
3 个基因的次序
例如：供体大肠杆菌具有基因型 a+b+c+，受体的基因型为 a b c 。
性导作用： （ 1）确定等位基因的显隐性关系 （ 2）利用并发性导进行细菌染色体作图 （ 3）性导形成的部分二倍体也可用作互补测验，确定两个突变型是同属于一个基因还是 不同基因
4、转导 转导：指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程
（ 1）普遍性转导 转导噬菌体可以转移细菌染色体组的任何不同部分的转导
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