微生物遗传学复习总结汇总

1、微生物遗传学复习总结基因突变的类型形态突变型；细胞形态改变；菌落形态改变生化突变型：营养缺陷型；抗性突变型（抗药物、抗噬菌体）;条件致死突变型（温度敏感突变型）等。基因突变的特点：随机性（波动实验、涂布实验、影印实验）、独立性（交叉抗性：对两种抗生素同时由敏感变为抗性，如大肠杆菌中抗四环素的突变株往QC往也抗金霉素。）、稳定性、可逆性、稀有性（10 -10'） 诱变剂可提高突变率。突变率：每一个细胞在每一个世代中发生突变的机率，也是突变在每个细胞生存的单位生物学时间内发生的概率。突变频度：突变频度常用来表明一定数目的野生型细胞中出现的突变型的数 目，因此突变频度没有涉及世代这一生物学时

2、间单位。化学诱变剂碱基类似物引起的诱变5-澳尿喀咤：5-BU分子结构与T非常相似，滨原子取代 T第5位的甲基。诱发突变原理：Bi改变分子在酮式和烯醇式之间平衡，使5-BU更易出现烯醇式结构，形成5-BU三G, 5-BU上澳原子的作用被邻近的基团效应所抵消，使得 A=BU 转变为雷BU勺倾向减弱，所以突变中 G8AT多于ATfGG 改变DN&吉构的诱变剂亚硝酸：氧化脱氨基作用，把氨基转变为酮基，使 C-U、A - H ,造成U-A 和HC碱基错配，诱发GC-AT及ATfGC的变化。羟胺：专一地作用C ,使之转变为能与 A配对的形式专一性地引起 GC-AT突 变。甲基磺酸乙酯EMS （烷化

3、剂的一种）：当其烷基加到G和T的与氢键相结合的氧原子后，将会引起G和T的错配，引起AT-GC和GCfAT的转换。EMS 是能使DNA的许多位点发生烷化，强烈的诱变剂。DNA移码突变的化合物（丫咤类化合物、澳化乙锭、烷化剂） 移码突变：由于DNA分子中一对或少数几对核甘酸的增加或缺失 造成的突变。丫咤类化合物：分子多数是扁平的， 能够插入到DNA的碱基对之间，是有效的 移码诱变剂。这类化合物分子结构上的特点为， 当与DNA接触时，能够逐渐插 入到DNA链的两个碱基对之间， 使原来相邻的碱基对彼此分开， 当带有这类化 合物的DNA复制时，很容易插入1个或2个碱基，引起移码突变。物理诱变剂电离辐射：

4、x射线和丫射线、a射线、3射线、快中子、离子注入、宇宙射 线非电离辐射：红外线、紫外线辐射损伤DNA机理直接作用假说倬日学说：细胞吸收辐射能量后，发生诸如激发、电离、弹性碰 撞等多种原发性物理过程，辐射的量子击中染色体，导致发生直接的原始损伤， 整个过程就好象子弹击中靶子一样。间接作用假说：生物细胞中的分子经辐射作用先产生各种自由基，这些自由基团再进一步与细胞内含物反应并通过一系列生物化学变化造成染色体损伤。紫外线（UV）诱变的分子机理：UXM生物的损伤主要直接作用于 DN舸引起遗传 物质的改变。UXM引起DN糜的断裂、DN刚子双链的交联、胞喀咤和尿喀咤的 水合作用等多种损伤， 但诱导形成胸腺

5、喀咤二聚体是主要的损伤。同一条链上相邻的胸腺喀咤之间的二聚体会阻碍碱基的正常配对，影响T与A的配对，DNA复制到此位置时就会突然终止或在新链上出现错误的碱基，而引起突变。紫外线的穿透力也很弱，UM长范围为136390nm,其中200300nm范围对诱变有 效。254nm的UV最易被喋吟和喀咤碱基所吸收，因而诱变效果最强。生物诱变剂插入因子、转座子、转座噬菌体：可以诱导这些转座因子向目标细胞中转移, 插入目的基因中，造成基因突变。不论是自发突变，还是诱发突变，都是通过理化因子作用 DNA改变其DN4吉构， 并最终改变遗传性状。自发突变：受自然条件下存在的未知理化因子作用产生的突变；诱发突变：人为

6、地选择了某些可强烈影响 DN匐构的诱变剂处理所产生的突变。诱变所产生的突变频率和变异幅度都显著高于自发突变。引起自发突变的原因： 生物体内存在的各种转座遗传因子的跳动；背景辐射和环境诱变；微生物自身所产生的诱变物质的作用；互变异构；环出效应。突变热点：指DNA链中具有很高突变率的碱基位点。突变热点具有远高于一般位点的突变率。原因：5-甲基胞喀咤（MeC）的存在；与DNA序列结构有关。转座遗传因子：存在于细胞内，位于染色体或质粒上的一段特殊、可移动的DN蟀列。转座：转座遗传因子改变位置的行为。转座子的转座遗传效应具有插入突变效应，扩散抗药性基因；使受体菌基因组发生缺失、重复、易位或倒位等重排，在

7、某些情况下还可以启动或关闭某些其它基因；极性效应：转座因子插入到一个操纵子的上游基因时，不仅破坏被插入的基因，而且也大大降低位于远离启动子一端的其他基因的表达。应用：获得各种突变株、判定未知基因的位置、构建不同质粒融合或复制子融合的特殊菌株。转座因子的类型和结构： 插人序列（又称IS因子）；转座子（又称易位子，Tn） （非组合型转座子-n型转座子；转座噬菌体 -ID型转座子，如 Mu噬菌体；整 合子；逆转座子-第2类内含子；接合型转座子；可移动转座子。转座机制：保守转座；复制转座；剪切转座；逆转座。转座诱变：随机诱变、定位诱变。真正的回复突变：突变基因上被改变的碱基对在第二次突变时恢复成原来的

8、碱 基顺序，真正恢复到野生型基因的功能。抑制基因突变：在DNA的不同位置上发生第二次突变抑制了原来突变基因的表 达，恢复野生型表型，而不是直接改变回原来的野生基因型。抑制作用：使突变型恢复为野生型表型，但这种恢复并非由于回 复突变所造成，而是由于基因内抑制或基因间抑制所造成的一种 表型上的恢复。基因间抑制：指某一突变基因恢复野生型表型是由于另一座位的突变造成的， 后一基因就称为前一基因的抑制基因。这种抑制作用发生在两个基因之间，所以称为基因间抑制作用。基因内抑制：指某一突变基因表型的恢复是由于这一突变基因内的另一位点上 的突变所造成。基因内抑制：置换抑制；移码突变的抑制。基因间抑制：错义突变的

9、抑制；无义突变的抑制；移码突变的抑制；基因间抑 制一代谢抵偿。DNA损伤的修复和基因突变有密切的关系， 微生物细胞内存在着一系列的修复 系统，DNA分子某一结构的改变或损伤 （即前突变），并不一定会导致产生真正 的突变，DNA损伤修复是细胞中多种酶共同作用的结果。DNA损伤的修复：错配修复；光复活作用（紫外线照射后在DNA上形成的（T=T）,可见光（波长300-600nm）照射，细胞内光复活酶识别 T=T ,利用光量子 的能量将T=T的环丁酰环打开。光复活作用是一种高度专一的修复方式，它只 作用于紫外线引起的DNA喀咤二聚体，不含光复活酶的生物细胞，没有光复活 能力）；切补修复（碱基切除修复，

10、核甘酸切除修复）；重组修复；SOS修复（增加细胞内原有修复酶的合成量，诱导产生新的修复酶系统）；适应性修复。两类修复机制（避免差错（无误）修复：错配修复、光复活作用、适应性修复和 切除修复；倾向差错修复系统：切补修复、重组修复、SOS修复。DNA损伤修复的生物学意义： 维持生物的遗传稳定性和延续，保证复制的准确性和生物的稳定性；提供突变的基础（分离延迟：由于DNA损伤经过修复，可能产生杂合双链， 必须经过复制才能产生突变的子代双链，而且还要经过一次复制，细胞中才出现突变基因型。生理延迟：在一个野生型的细胞中，虽然产 生了突变，出现突变基因型，但其表型可能仍然是野生型，必须经过数次分裂 才能将原

11、有的野生型酶的浓度稀释，逐渐表型突变的表型。）；修复与进化的 关系；DNA修复与遗传疾病及肿瘤的关系。诱变育种：采用理化、生物等诱变因素处理微生物，使其DN破生改变，提高突变率，扩大遗传变异幅度，筛选出所需菌种的过程。诱变育种程序：菌悬液的制备、诱变处理、突变后筛选、鉴定。菌悬液的制备细胞：分散状态的单倍体或单核细胞。菌龄：应采用 对数期细胞。用UXM变时应采用的剂量：致死率 70%左右为宜。诱变剂选择原则：（1）诱变作用强；（2）诱变效果好；（3）使用安全；（4）操作 方便。营养缺陷突变株：由于丧失了合成某种营养物质（如氨基酸、核甘和维生素等） 的能力后，在基本培养基上不能生长，只有在基本培

12、养基中加入该突变菌株所 缺陷的营养物质后才能生长。筛选程序：诱变、浓缩、检出、鉴定。浓缩的方法：菌丝过滤法；饥饿法；青霉素法：差别杀菌法（加热法）。 常用的检出方法：夹层法；限量补充法：影印法：点种法。营养缺陷型的鉴定方法主要有两种：生长谱法；分类生长法。利用鉴别培养法筛选突变型碘液：指示供试菌液化淀粉酶活力的大小。抗毒素：先用霍乱弧菌毒素制备成抗毒素（抗体）o产生毒素的菌落：周围混浊圈(毒素和抗毒素沉淀反应)O不产毒素的菌落：周围无混浊圈。高产菌株的筛选初筛：一般不作重复并应尽量利用表型特征，将有高产潜力的突变株筛选出来，然后再进入摇瓶筛选复筛：初筛选出较好的少数菌株进行复筛，随着测定菌株数

13、目的减少，重复数 可逐步增加，以提高其可靠性。转化作用过程 (Transformation )(肺炎双球菌)感受态(competence):细菌能够从周围环境中摄取 DN阳子，并且不易被细胞 内的限制性核酸内切酶分解时所处的一种特殊生理状态。肺炎链球菌、枯草杆菌一对数后期。前整合复合物在G修田菌中，单链DNAfSS瑾白质结合，形成前整合复合物。至少3种作用：保护供体DN航受降解；促进DN购吸收；增强单链DN内勺刚性，促进单链DN曲整合在肺炎双球菌中，这种结合蛋白 位于细胞质，而在枯草杆菌中，这种蛋白位于周质空间。G-细菌：2种机制使DN敏链保持稳定：DN照周质空间与一种蛋白非共价结合形成复合物

14、；DNAf一种泡状细胞表面结构结合形成复合物。这2种复合物都是DNas凯性的。转化因子的整合前整合复合物定位在染色体附近；单链侵入，形成一种不稳定的受-供体复合物；单链全部侵入，形成一种稳定的受-供体复合物，被取代的受体单链被降解；形成一种共价闭合的复合物一一异源双链DNA经错配修复，成为含外源 DN内勺转化子，或正常的受体 DNA 细菌吸附DNA双链，但吸收的是DNA单链 人工转化系统人工方法处理可诱导感受态的产生，提高转化效率：利用Ca2+和改变温度的方法;PEg导的转化：电转化（电穿孔法）。共转化：在某些情况下受体细菌也能同时得到供体的两种性状。这种受体细菌吸收外源DN后同时出现两个遗传

15、性状改变的现象称为共转化。接合作用（大肠杆菌）（Conjugation）选择性标记：观察对象所带有的（遗传）标记，依据这种标记可以获得生长优势，或者失去生长优势； 观察者依据这种标记可从混有不同基因型的群体中获 得具有该标记的个体，选择重组子。非选择性标记：观察者在一次试验中没有使用的、观察对象具有的（遗传）标 记，观察分离现象。正向筛选：依据选择性标记可以通过一次试验将带有选择性标记的个体筛选出来，如抗性标记。反向筛选：必须通过几次试验才可以将带有该标记的个体筛选出来，如营养缺陷性标记。正反杂交实验证明： 细菌重组的发生只是染色体单方向的转移，染色体的转移往往不完全。实现接合作用需要性状各异

16、的2种菌株，当时称为雄性（供体）和雌性（受体）两种类型。受体菌或雌性菌的生活力及遗传特性对于成功的接合作 用是致关重要的。F因子基因组3个区段：控制自主复制，含有复制酶基因（rep）、决定不相容性的基因（inc）、复制起点（oviV）;转移区段；插入区段（4个），有利于F因子 在不同位点插入受体菌染色体形成不同的高频重组菌株（Hfr） oF因子可以通过重组插入细菌染色体中形成Hfr的细胞。Hfr中F因子：可从染色体正常脱离下来恢复成F+,也可错误脱离形成 F'细胞。Hfr X F-的接合作用：由于接合作用使部分染色体基因转移的频率比F+XF-W1000倍以上，因此又称为高频重组作用(h

17、igh frequency recombination)。因为F因子在Hfr细胞中已和染色体结合成一个复制子，所以F因子在接合转移时能带动染色体DN舱入受体，杂交子绝大多数仍是F-细菌。F' XF-的接合作用：F质粒在脱离Hfr细胞的染色体时会发生差错， 形成带有细菌 某些染色体基因的F'因子(类似温和噬菌体 入)(包括带有不完整F因子的I型 和带有完整F因子的H型)。此接合作用能专一性地向F-转移F'质粒携带的供体菌基因，称为F因子转导或性因子转导。中断杂交试验：在接合的特定时间内人为地中断杂交以测定重组子的方法。在Hfr x F-杂交中Hfr细胞的染色体从整合的 F

18、因子的oriT位点开始逐渐向F-细胞 转移。转移过程可以随时被中断，靠近转移起始点的基因会有更多的机会出现在F-细胞中，愈是后端的基因机率愈小。根据接合后F-细胞中来自Hfr细胞的基因出现的频率就可判定基因转移的先后及其在染色体上的位置。转导作用(Transduction )(伤寒沙门氏菌)转导噬菌体的类型普遍性转导噬菌体普遍性转导噬菌体： 温和噬菌体或者某些烈性噬菌体感染供体菌后，在裂解过程中因错误包装而产生的。外壳蛋白中包裹的主要是供体菌的DNA所形成的是非溶源性转导子。既能溶源又能裂解的鼠伤寒沙门氏菌的P22大肠杆菌的PI O 局限性转导噬菌体 局限性转导噬菌体： 温和噬菌体感染供体菌后

19、，先经溶源反应整合，最后再经诱导而产生的。如大肠杆菌的温和噬菌体入和()80。入噬菌体DN的双链分子，普遍性转导(general transduction)：供体的单个或紧密连锁的少数基因被噬菌体因错误包装而转移给相应受体的作用称为普遍性转导。 寄主的任何一个基因都 有可能被它们转导。 但也有少数情况下两个基因同时被转导， 这种现象称为共转 导或并发转导 普遍性转导的两种结果：(1)完全转导(稳定的转导子)：由噬菌体导入的DN射段通过双交换整合到受体染 色体上与寄主染色体同步复制。每个子细胞都保持了这一导入的DN射段。由完全转导形成的每一子细胞都已恢复正常，形成正常大菌落(2)流产转导(不稳定

20、的转导子)：完全转导需要Rec窗口 RecB述白的参加。若RecA 有缺陷，供体DN射段不能整合到受体染色体上，本身又没有独立复制的能力， 因而在细胞分裂过程中，结果只有一个细胞能获得导入的片段而成为单线传递的 方式，这种转导称为流产转导。在流产转导中，只有个别获得供体片段的细胞是正常的，而多数细胞仍保持受体的缺陷型性状并只能依靠细胞内残存的酶分裂， 流产转导形成小菌落。局限性转导(specializedtransduction)：只能使供体的一个或少数几个基因以噬菌体为媒介转移到受体的转导作用称为局限转导。大肠杆菌的温和噬菌体入只能转导大肠杆菌的gal或bi。基因。坎贝尔模型(Campbel

21、l) (1962)：入-寄主细菌-环化-附着位点 att f染色 体同源部分发生配对-交换-直线地整合到寄主染色体上，与寄主同步复制原噬菌体，插在gal和bio基因之间。经U湃诱导后它又可以脱离寄主染色体，并可以极低的频率发生偏差的错误脱离。低频转导：用含有入dg的裂解液感染非溶源性的 Gal-细菌时，有些细胞接受 入 dgDNA获得供体的gal+基因，入原噬菌体发生错误脱离的机率约为 10、诱导 入溶源性菌株得到 入dg的频率也是I0 故称为低频转导。低频转导通常有两种结果：稳定的转导；入dg携带的gal +基因与受体上发生突变的 gal-基因发生双交 换而取代了突变基因，gal+稳定随染色

22、体复制，频率占 1/3。不稳定的转导，占2/3。高频转导(high frequency transduction , HFT)：入dg丢失本身部分基因，没 有插入、整合能力。若入dg和入同时感染，前者的缺陷便由后者补偿，入首先在att以正常的方式整合，产生 杂合”附着位点，入dg在杂合位点整合，形成 入/入dg的双重溶源 菌。放线菌的致育因子三种不同的类型1 .原始致育型IF(相当于大肠杆菌的F+),2 .正常致育型NF (相当于大肠杆菌的 Hfr)3 .超致育型UF (相当于大肠杆菌的F-) o三种致育型菌株之间的关系：(1)IF X UFW以杂交，而且杂交的后代全部转变为IF ,但基因重组

23、的频率都相当的低，类似于大肠杆菌的 F+XF-杂交。(2)NFX U他可以杂交，而且染色体基因的重组频率高。它类似于大肠杆菌中的Hfr X F-杂交,属于高频率重组。(3)从IF菌株中可以得到U两株，也可以得到NK株，而且经过消除剂的处理 后得到UFt勺频率可以提图。原核微生物的基因重组基因重组：2种不同亲本的DN份子在同一生物体内经过交换作用而产生新的重组DN的子，两个不同生物个体交换遗传物质并进行重新组合，以产生具有新基 因型和表型个体的过程。噬菌斑(plaque):噬菌体感染敏感宿主细菌以后在含受体菌的涂布平板上形成的肉眼可见的透明圈。涂布效率：单个噬菌体颗粒侵染敏感细菌后产生的噬菌斑数

24、量称为e.o.po感染复数(m)：为单个宿主细菌细胞感染的噬菌体颗粒数。裂解量(burst size)：感染烈性噬菌体之后的单个宿主细胞所释放的子代噬菌体 的平均数量。温和噬菌体侵染相应的寄主细菌后能将其DNA整合在细菌染色体上而进入溶源化循环；整合在染色体上的原噬菌体受UV等因素的作用又可脱落下来进入溶菌循环。顺序排列四分体的遗传分析粗糙脉胞菌(Neurosporacrassa)在有性生殖过程中，每个合子核减数分裂的全部 产物不仅同处于一个子囊内，并且呈直线排列。这样以直线方式排列在同一个子 囊内的四个减数分裂产物称为顺序排列四分体。还原分裂：在减数分裂的第一次分裂中，来自同一亲本的两个解口

25、另一亲本的两个a发生相互分离分裂，导致 2个基因型在第1次分裂分离。在减数分裂过程中接 合型基因座位(A或a)与着丝粒之间未发生染色体交换。均等分裂：在减数分裂的第一次分裂中，来自双亲的各一个解口 a趋向一极，另两个解口 a趋向另一极。两个基因型不发生分离，直到第二次核分裂时，两个基因型才发生分离。导致两个基因型在第2次分裂分离。在减数分裂过程中接合型基因座位(A或a)与着丝粒之间发生了染色体交换。经典遗传学：如果染色体上两位点之间的距离越远，则两位点之间发生交换的频率越高。因此如果某一基因离丝粒的距离越远，则发生交换的频率越高，出现第二次裂分离的子囊数也就越多。着丝粒距离：某个基因和着丝粒之

26、间的距离。着丝粒距离=0.5* (第二次分裂分离子囊数)/子囊总数*100重组频率：两个基因的着丝粒距离之和 (2个基因位于着丝粒两侧)或着丝粒距离 之差(2个基因位于着丝粒同侧)。重组频率=(重组染色体单体数/染色体单体总 数)*100%=(2T+4NPD)/4(T+PD+NPD)*100%=(0.5T+NPD)/(T+PD+NPD)*100%双亲型(PD):不含重组染色单体；非双亲型(NPD): 4条重组染色单体，；四型(T): 2条重组染色单体真菌的准性生殖准性生殖循环(parasexualcycle)：不通过减数分裂、导致基因重组。真菌的许多类群，特别是半知菌亚门中，虽然没有或很少发生

27、有性生殖过程，却仍然表现出了较高频率的变异。准性生殖过程中相互关联的几个阶段：异核体的形成(互养的排除及单倍重组体和二倍体的排除)、体细胞二倍体、细胞有丝分裂过程中的染色体交换、染 色体不分离产生的非整倍体和重组单倍体。互养：两个不同的营养缺陷型细胞通过培养基交换营养物质的现象。异核体：不同遗传性状的2个单倍体细胞或菌丝相互融合，1个细胞、菌丝中并存有2种以上不同遗传型的核，由菌丝融合形成异核体的现象叫异核现象异核现象的意义：在自然界里普遍存在； 有利于出现生长优势； 异核体内含有不 同基因型的核，丰富种群基因库，增加种群的适应性与可塑性；异核体内不同基因型核数目的比例可以随环境条件而改变，因

28、而有利于适应环境的短期或长期波动；异核体的变异力较强，变异潜能较高，在多变的环境条件下，异核体比杂合体有更强的可塑性和适应性O 核融合(nuclear fusion):指两个单倍体核融合形成一个二倍体核的现象。基因 型相同的核融合形成纯合二倍体，基因型不同的核融合形成杂合二倍体。质粒的不亲和群：不同质粒在同一宿主细胞内的共存性，属于同一不亲和群的质粒不能在同一细胞内共存。能在同一细胞内共存的质粒应属于不同的不亲和群。质粒的这一特性又称为不相容性特性和来源相近的质粒通常属于同一个不 亲和群，不能在同一宿主细胞内共存。高拷贝数质粒：质粒在子代细胞中的丢失常需要多次分裂才能实现。质粒遗传的稳定性：

29、正常条件，质粒应在细胞分裂前复制，借特殊分配机制以保证其在子代细胞中的均等分配。F质粒实现稳定性的特殊机制：复制没有完成时，F质粒能阻遏细胞分裂，但却不抑制细胞的生长和染色体 DN度制。只有待F质粒复制完成后，细胞才能进行分裂。 Col曰 等高拷贝质粒：没有par基因，可依赖高拷贝质粒的随机分配，实现稳 定性cer基因负责多聚体解聚为单体质粒，保证质粒在细胞分裂时的稳定性。致死蛋白保证质粒稳定性。在真核微生物中，核外遗传物质主要： 线粒体、叶绿体DNA、酵母菌2dM粒。 酵母菌的2dm粒：为5.9kb，长1.95科成拷贝数为50-100,该质粒含有约600bp 的反向重复序列，由于它们之间的互

30、换作用而使它有解口 B两种互变异构型，其中Ml质粒可被EcoFW切成2.3和3.6kb两个片段，B型则切成2.1和3.8kb两个片 段。由于反向重复序列的存在，使2 d成粒经变性后再复性时也可以形成类似于转座子的典型的茎环结构。质粒的消除：高温、丫咤橙、丝裂霉素C、澳化乙锭和利福平等常用于质粒消除。经典遗传学家认为：基因是遗传物质DNA（或RNA）上的一个特定区段， 既是 个可以表达产生蛋白质（酶或多肽）的功能单位，同时又是一个交换单位和突变 单位，基因是不可分割的、三位一体的最小单位。操纵子学说：Jac。麻口 Monod研究大肠杆菌乳糖发酵，1961提出调控乳糖发酵 基因的操纵子（opero

31、n）学说。操纵子：调节基因、操纵基因、启动子、结构基因。包括可转录表达的调节基 因和结构基因；也有只起作用但不转录也不翻译的操纵基因和启动子。操纵子是由多个基因组成的调节、信息传递和功能表达的统一体。现代认识的基因：重叠基因、重复基因、间隔基因、跳跃基因、活化子和增强子。现代的基因概念可以归纳如下：1 .基因不再是抽象的符号，是携带遗传信息的DNA或RNA片段。2 .基因不再是突变、重组和交换的基本单位，而只是具有特定功能的遗传单 位，。3 .基因是遗传信息传递和代谢、分化、发育的依据。基因功能上可分为：可转录和表达的：结构基因：编码蛋白质（结构蛋白、酶、）调节基因：（阻遏蛋白、激活蛋白）只转

32、录不表达的：tRNA、rRNA不转录不表达的：操纵基因、启动子、活化子、增强子乙个基因一种酶”假说的初步验证一个基因功能-控制一种酶的一级结构，通过该酶控制的代谢反应来实现其生理功能。基因突变使酶的一级结构改变，使酶失活，中断它所催化的代谢反应。酶活性的丧失其他原因：可能来自于某些抑制物的产生，因产酶机能的改变而没有合成出这种酶。这一假说验证的关键是证明在突变株中有失活酶的存在。交叉反应物质(CRM):失去了酶活性但仍保持血清学反应特性的物质。不会产生噬菌斑。但混合感染却可以裂解K菌株并得到r51、r106和野生型等3种噬菌体。r47-r106的距离虽然比r51-rl06的距离大，但用它们混合

33、感染 K菌株后却不能在指示菌株B上获得噬菌斑。互补作用的测验系统：互补作用是使二个突变型的染色体同处于一个细胞内， 在不发生基因重组的条件下，由于相应突变型细胞内正常基因的相互补偿而使 表型正常化的作用。互补作用实质：是两个突变菌株正常基因在同一细胞内的互养作用，避开基因产物向胞外分泌和扩散等问题，使测定结果更为准确。互补测验条件：recA突变菌株，避免2个突变型染色体之间的重组作用。符合要求的测验系统：二倍体、局部合子、异核体、感染了两个突变型噬菌体的寄主细菌。常用的互补作用测验系统有：异核体形成测验：不能形成异核体可能原因：除了由于等位基因突变而不能互补外，还可能由于 2个突变株之间的不亲

34、和性，即2个菌丝体之间不能经质配形成异核体。不能形成异核体，也不能说明2个突变位点属于等位基因，一次互补测验难于准确判断突变 基因等位性。异核体形成测验和互养测验差异：互养测验：2个突变株之间相互提供的是分泌到细胞外的自身不能合成的代谢产物；异核体形成测验：在同一细胞内2个突变株染色体提供的是基因的 产物或酶顺反位置效应测验 顺反位置效应测验：比较结构基因的顺式和反式结构表型效应的互补测验。rn只能在B上形成r型噬菌斑，在S上形成野生型的正常噬菌斑；在 K上不能复 制、不能形成噬菌斑；彭泽用两个rn突变型混合感染B菌株，采用单菌释放技 术，将从B菌株释放的噬菌体去感染 K菌株平板；如果能形成噬

35、菌斑，则表明 供试的两个r II突变型不相同，能在寄主B菌株细胞内通过染色体交换、重组产生野生型子代噬菌体；只有 r n A+ r n B+才能感染K菌株、形成噬菌斑，而重 组型rn A-rnB-不能感染K菌株。r51或rl06单独感染K菌株：都不能复制，结论：两个rn突变型混合感染时出现噬菌斑，首先是由于互补作用，恢复了复制能力，然后在复制过程中发生重组，产生野生型噬菌体用r51和r106混合感染，可把寄主K细胞看成两个rn突变型染色体的杂合体：(r51-rl06+) / (r51+r106-)。在这一杂合体中的 r51+和r106+由于功能上的互补关系，使突变 株均得以进行复制。对所有 r

36、n突变型进行两两互补测验，可以将 rn的突变位点分为A和B两大群，属于同一群内的任何两个突 变型都不能互补；属于群间的两个突变型无论位 置远近均能互补。顺反位置效应测验结果证明：基因是有功能的一 段连续DNA ,只有通过顺反测验才能确定一个顺 反子或一个基因的界限。一个基因的任何位点均 可以发生突变，属于同一基因的不同突变也可以 发生重组，因此基因只是一个功能单位而不是一个突变或重 组的单位。顺反位置效应：所要考察的两个突变位点在顺式 结构和反式结构遗传效应不同的现象。具有顺反位置效应的两个位点属于同一个基因(顺反子)杂基因子：含有个别处于杂合状态基因的细胞。利用大肠杆菌入噬菌体在高频转导过程

37、中形成的 入dg或入db转导子去感染相应的缺陷型宿主细胞就容易获 得杂基因子。基因间互补作用：在进行顺反位置效应测验时，如果供试基因或顺反子的结构 完整，那么属于同一基因或顺反子的两个突变株将能互补，如果两个突变株能够互补，那么突变应涉及不同的基因或顺反子。基因内互补作用：某些已通过 生物化学等其他实验肯定是属于同一基因的两个突变株之间有时也能表现出一定程度的互补作用。基因突变使其产物酶蛋白的结构发生改变而失活，只是由于两个突变株之间的基因内互补作用， 才使活性部分得以恢复；两个突变株 的突变位点间距离愈近，其离体互补作用愈弱，距离愈远，其互补作用愈强。互补群：属于同一基因突变的相互间能表现出

38、一定程度互补作用的一群突变 株。属于同一互补群的基因突变均表现为同一种酶蛋白的功能缺陷。厂:编码阻遏蛋白，与 0结合，阻止RNA聚合酶通过0位，阻止操纵子的表达； 阻遏蛋白与乳糖结合失去活性，不能与0结合，RNA聚合酶通过0位，操纵子表达；阻遏蛋白不能与 0位结合，RNA聚合酶通过0位，操纵子表达；丁:阻遏蛋白突变，不能与乳糖结合， 与0紧密结合，RNA聚合酶不能通过0位, 操纵子不能表达；d：操纵基因突变，不能与i+编码阻遏蛋白和is编码的突变阻遏蛋白结合， RN麋合酶通过 O,操纵子组成型表达。负控制系统(negative):某一细胞成分的存在使得某种细胞功能 不能实现，这种成分的消失或失

39、活，这一功能才能得以实现.正控制系统(posotive):某一细胞成分的存在使得某种细胞功能能够实现，这种成分的消失或失活，这一功能不能实现.乳糖操纵子：负控制诱导系统典型代表，环境中没有乳糖、半乳糖昔或IPTG等诱导物，调节基因产生的阻遏蛋白与操纵基因结合，阻止了lac操纵子结构基因的表达。诱导物出现时，由于它的结合使阻遏蛋白失活，结构基因才得以表 达。在负控制系统中，阻遏蛋白是主要的调控因子。 葡萄糖对lac操纵子表达的 抑制是间接的，不是葡萄糖本身而是其降解产物抑制cAMP的合成。CAMP CAP复合物与启动子区的结合是lac mRNA转录起始所必需的，因为该 复合物结合于启动子上游，能使DNA双螺旋发生弯曲，有利于形成稳定开放型启动子-RNA聚合酶结构。如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中，lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖， 乳糖就会诱导lac操纵子表达分解乳糖所需的三种酶。当阻遏蛋白封闭转录时，CAMP CAP对该系统不能发挥作用。如无CAMPCAP存在，即使没有阻遏蛋白