细菌的遗传分析课件

1、 细菌的细胞细菌的细胞 Cell Wall Cytoplasm Cell Membrane Termination of Replication Origin of Replication Chromosome 细菌染色体的复制细菌染色体的复制 一大肠杆菌结合现象的发现一大肠杆菌结合现象的发现 1946年，年，J.Lederberg和和E.Tatum大肠杆菌杂大肠杆菌杂 交试验：交试验： 材料：大肠杆菌材料：大肠杆菌(Escherichia coli)K12菌株的菌株的 两个营养缺陷型品系：两个营养缺陷型品系： 品系品系A基因型基因型: met-bio-thr+leu+thi+ 品系品系B基因

2、型基因型: met+bio+thr-leu-thi-. l对上述试验结果原养型菌落可能产生于：对上述试验结果原养型菌落可能产生于： 亲本细菌亲本细菌A或或B发生了发生了回复突变回复突变； 两品系细胞通过培养基交换养料两品系细胞通过培养基交换养料互养互养 作用；作用； 两品系间发生了两品系间发生了转化作用转化作用； 发生细胞融合，形成了发生细胞融合，形成了异核体或杂合二倍异核体或杂合二倍 体体。 l为了验证这些原养型菌落产生的可能而进为了验证这些原养型菌落产生的可能而进 行的研究最终表明：行的研究最终表明：这些解释均不成立这些解释均不成立。 l1950 年年 B.Dawis的的U型型 管试验管试

3、验: 滤片孔径很小，滤片孔径很小， 可让可让DNA、 0.1m 的游离的游离 分子和更小的分子和更小的 营养物通过，营养物通过， 但细胞不能直但细胞不能直 接接触。接接触。 (结结 果没有得到原果没有得到原 养型细菌养型细菌) Amet-bio-strs 加链霉素加链霉素 Bthr-leu-thi-strr 基本培养基基本培养基+str: 出现菌落出现菌落 2 结果得出结论结果得出结论: (1) E.coli有相当于高等生物的性别有相当于高等生物的性别? (2) E.coli的遗传物质是由的遗传物质是由单向传递的。单向传递的。 1. 细菌细菌“性别性别”的发现：的发现： W.Hayes 的实的

4、实 验验 二二F因子与高频重组因子与高频重组 Amet-bio-strr 加链霉素加链霉素 Bthr-leu-thi-strs 基本培养基基本培养基+str: 没出现菌落没出现菌落 2. F因子及其转移因子及其转移 F因子、致育因子、因子、致育因子、F质粒、性因子、附加体质粒、性因子、附加体 质粒质粒(plasmid): 指任何染色体以外的稳定遗指任何染色体以外的稳定遗 传的遗传结构。传的遗传结构。 附加体附加体(episome):在细胞中或以游离状态或在细胞中或以游离状态或 与染色体以相合状态存在的可稳定遗传的遗与染色体以相合状态存在的可稳定遗传的遗 传结构传结构,它的存在给细胞带来一定的遗

5、传性状，它的存在给细胞带来一定的遗传性状， 但它们的缺失并不会造成细胞的死亡。但它们的缺失并不会造成细胞的死亡。 F因子的结构因子的结构 配对区配对区 致育基因致育基因 原点原点 F+与与F-的结合的结合 Hfr与与F-的结合的结合 三细菌重组的特点三细菌重组的特点 （1）基因重组发生在部分二倍体中（自然状）基因重组发生在部分二倍体中（自然状 态下很难把供体基因全部转移过来）。态下很难把供体基因全部转移过来）。 （2）奇数交换无效，偶数交换有效。）奇数交换无效，偶数交换有效。 （3）只出现一种重组子（杂交后代），真核）只出现一种重组子（杂交后代），真核 生物出现四种杂交后代。生物出现四种杂交后

6、代。 （4）在）在F+F-中，结果使中，结果使F-变为变为F+，很少发生，很少发生 基因重组（供体与受体之间）。基因重组（供体与受体之间）。 （5）在）在HfrF-中，中，F-很少变成很少变成F+，基因重组，基因重组 频率比较高。杂交后，育性基因没有转移。频率比较高。杂交后，育性基因没有转移。 细菌重组的特细菌重组的特 点点 一中断杂交实验原理一中断杂交实验原理 基因从基因从Hfr细胞按次序转入细胞按次序转入F-细胞，可细胞，可 根据基因进入根据基因进入F-细胞的时间和次序制细胞的时间和次序制 作基因图谱。作基因图谱。 Wollman和和Jacob于于1954年在大肠杆菌年在大肠杆菌 中曾进行

7、了以下杂交实验。中曾进行了以下杂交实验。 中断杂交实验中断杂交实验 二中断杂交作图二中断杂交作图 选出的选出的thr+leu+strr重组中非选择标记与结合时间作图重组中非选择标记与结合时间作图 根据中断杂交实验结果，确定基因间的图根据中断杂交实验结果，确定基因间的图 距（单位为时间距（单位为时间min） E.coli 染色体为环形染色体为环形 三三. 重组作图重组作图 在中断杂交中，根据基因转移的先后次序，在中断杂交中，根据基因转移的先后次序， 以时间为单位求出各基因间的距离，叫做以时间为单位求出各基因间的距离，叫做 时间作图法。如果基因间转移的时间在两时间作图法。如果基因间转移的时间在两 分钟以内，用这种方法求得的基因间距离分钟以内，用这种方法求得的基因间距离 就不很精确可靠，它为重组作图提供某些就不很精确可靠，它为重组作图提供某些 基因之间连锁关系及其前后次序的依据。基因之间连锁关系及其前后次序的依据。 重组作图是根据基因间重组率进行定位的。重组作图是根据基因间重组率进行定位的。 例如根据中断杂交试验知例如根据中断杂交试验知lac和和ade基因是紧密基因是紧密 连锁的而且连锁的而且lac比比ade先进入受体。先进入受体。 试验试验 ：Hfr lac+ade+strs F- lae-ade-strr lacade 间重组率：间重组率： =