病毒的遗传分析课件

4、缺失作图(掌握)目的：判断不同突变型在染色体上的位置规律：若与某种缺失不能重组则位于该缺失区域内上节课主要内容回顾1、基因概念的发展(了解)2、重组测验(重点)

目的：判断不同突变位点之间的遗传距离3、互补测验(重点)目的：判断不同突变位点是否位于同一基因座规律：互补则位于不同基因座重要概念：顺式、反式哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析4、缺失作图(掌握)上节课主要内容回顾1、基因概念的发展(了1顺式测验反式测验突变位点在同一顺反子内突变位点不在同一顺反子内+−++当顺式有功能，而反式没有功能时，突变位点突变位点在同一顺反子内；当顺式有功能，而反式也有功能时，突变位点突变位点在不同顺反子内。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析顺式测验反式测验突变位点在同一顺反子内突变位点不在同一顺反子2第五章病毒的遗传分析第五章病毒的遗传分析3病毒为单倍体，根据宿主细胞的不同将病毒分为：动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析病毒为单倍体，根据宿主细胞的不同将病毒分为：动物病毒4

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析5

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析6流感病毒肝炎病毒SARS病毒哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析流感病毒肝炎病毒SARS病毒哈工大-遗传学第五章病毒的遗7噬菌体作为遗传分析材料的优越性

1、世代周期短,子代群体大;2、遗传物质比较简单;3、单倍体，便于研究基因突变;4、突变体多;哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析噬菌体作为遗传分析材料的优越性哈工大-遗传学第五章8一、噬菌体结构1.结构简单蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。2.具有多样性外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析一、噬菌体结构1.结构简单哈工大-遗传学第五章病毒的遗93.根据噬菌体与宿主的关系，将噬菌体分为：

烈性噬菌体：感染宿主细胞后就进入裂解反应，使宿主细胞裂解，如大肠杆菌T噬菌体系列。温和噬菌体：感染宿主细胞后具有裂解和溶源两种发育途径，如P1和λ噬菌体。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析3.根据噬菌体与宿主的关系，将噬菌体分为：哈工大-遗传学10哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析11结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状

头部：双链DNA分子的染色体；颈部：中空的针状结构及外鞘；尾部：由基板、尾针和尾丝组成。(一)、烈性噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状(一)、烈性噬菌体哈工大12

固定注入合成与破坏组装裂解烈性噬菌体的感染周期哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析固定烈性噬菌体的感染周期哈工大13T4噬菌体的感染过程哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析T4噬菌体的感染过程哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析14(二)、温和噬菌体例如λ和P1噬菌体，λ和P1各代表一种略有不同的溶源性类型哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析(二)、温和噬菌体例如λ和P1噬菌体，λ和P1各代表一种略有15λ和P1噬菌体λ和P1各代表一种略有不同的溶源性类型

λ噬菌体：通过交换整合到细菌染色体上，λ噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。P1噬菌体：侵入后并不整合到细菌的染色体上，而是独立存在于细胞质内；P1噬菌体复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝。

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析λ和P1噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析16λ噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析λ噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析17P1噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析P1噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析18噬菌体的各种突变型

1、噬菌斑形态突变（plaquemorphology)2、寄主范围突变:(hostrange,h)3、条件致死突变：限制条件下不能繁殖许可条件下可以繁殖

二、噬菌体突变型哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析噬菌体的各种突变型二、噬菌体突变型哈工大-遗传学第五章病19常用的两类条件致死突变：温度敏感条件致死突变(ts)：基因突变后所编码的蛋白质在限制温度下不稳定而丧失活性。抑制因子敏感突变(sus)：突变使得原来正常的密码子变成了终止密码，因而翻译提前终止，不能形成完整肽链和有活性的蛋白质。分为三类：UAG(amber),

UAA(ocher),

UGA(opal)琥珀突变

赭石突变

乳白突变哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析常用的两类条件致死突变：哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分20三种突变只有在带有无义抑制基因的宿主中可产生后代哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析三种突变只有在带有无义抑制基因哈工大-遗传学第五章病毒的21例如：噬菌体结构基因细菌tRNA基因反密码子正常突变突变正常基因：5`TAC3`5`TAG3`3`ATC5`3`ATG5`

mRNA5`UAC3`5`UAG3`3`AUC5`3`AUG5`

表型：酪氨酸终止

5`UAG3`酪氨酸酪氨酸3`AUC5`

酪氨酸哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析酪氨酸酪氨酸3`AUC5`哈工大-遗传学第五章病22三、噬菌体突变型在遗传学中的应用

(一)、T系噬菌体1.基因组结构特点

T2和T4噬菌体相似，它们的大部分基因和遗传结构是相同的。放射自显影显示T2染色体是一个线状DNA,但是它们的遗传图却是环状的。

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析三、噬菌体突变型在遗传学中的应用

(一)、T系噬菌体哈工大-23环状排列与末端重复哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析环状排列与末端重复哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析24形成环状排列的原因哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析形成环状排列的原因哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析252.T系噬菌体突变型的应用T2的重组测验---两点测交T4的重组测验---三点测交T4的互补测验哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析2.T系噬菌体突变型的应用哈工大-遗传学第五章病毒的遗传26r+:小噬菌斑，直径为1mm左右，周边有朦胧的光环。r-:大噬菌斑，直径约2mm左右，周缘清晰。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析r+:小噬菌斑，直径为1mm左右，周边有朦胧的光环。哈工大-27野生型h+噬菌体：能侵染菌株B，但不能侵染菌株B/2，所以把h+噬菌体接种到B和B/2的混合培养物时，噬菌斑是半透明。突变型h-噬菌体：既能侵染菌株B，也能侵染菌株B/2，所以把h-噬菌体接种到B和B/2的混合培养物时，噬菌斑是透明。

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析野生型h+噬菌体：能侵染菌株B，但不能侵染菌株B/2，所以把28哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析29大哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析大哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析30哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析31哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析32

两个T4噬菌体品系感染E.coli细胞，品系1的基因型是abc，品系2的基因型是a+b+c+。重组后获得如下表的数据。问：a、b和c是否连锁？如连锁确定其顺序和图距；（2）、计算并发系数，其数值代表的意义是什么？基因型abcab+c+abc+ab+c频率0.340.050.080.02基因型a+b+c+a+bca+b+ca+bc+频率0.360.050.090.02哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析两个T4噬菌体品系感染E.coli细胞，品系33两个基因的噬菌体杂交后所测定的重组率如下：ab+×a+b3.0%ac+×a+c2.0%bc+×b+c1.5%(1).a、b、c三个基因在连锁图上的次序如何？为什么它们之间的距离不是累加的？(2).假定三因子杂交，ab+c×a+bc+,预期哪两种类型的重组子频率最低？(3).计算(2)所假定的三因子杂交中，各重组类型的频率？哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析两个基因的噬菌体杂交后所测定的重组率如下：ab+×a+b34

(二)、φX174噬菌体（1）基因组的结构特点DNA含有5386个核苷酸，编码总分子量为25万的11个蛋白质分子。Sanger发现存在着重叠基因。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

(二)、φX174噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的35（2）φX174噬菌体突变型在遗传学中的应用互补实验:两点测交:三点测交:哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析（2）φX174噬菌体突变型在遗传学中的应用哈工大-遗传学第36

(三)、λ噬菌体（1）λ噬菌体的基因组特点：约有49000个核苷酸的线状DNA分子许多功能相关的基因聚集在一起结构基因及其编码蛋白质所作用的部位也处在邻接区域从λ噬菌体颗粒中分离的DNA是双链线状分子，具有12个核苷酸组成的互补的单链粘性末端。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

(三)、λ噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析37

（2）原噬菌体的插入与切除插入Int基因编码整合酶噬菌体基因组上附着位点attp细菌染色体上附着位点attB，位于细菌染色体上的gal和bio基因之间。切除在基因int和xis基因的作用下完成。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

（2）原噬菌体的插入与切除哈工大-遗传学第五章病毒的遗38哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析39哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析40哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析41（3）λ噬菌体在遗传学中的应用

通过互补测验或重组测验可确定λdgal与λdbio品系中λ基因组缺失的范围。如λdgal噬菌体与一系列已知位点的sus突变噬菌体品系杂交，检测它们是否形成野生型重组体，如果λdgal品系中某个待测基因有缺陷，就不会形成野生型重组体。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析（3）λ噬菌体在遗传学中的应用哈工大-遗传学第五章病毒的42

λ噬菌体基因分为两类：噬菌斑形成所必需的基因，在基因组中以大写字母表示噬菌体斑形成非必需的基因，用小写字母或希腊字母表示哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

λ噬菌体基因分为两类：哈工大-遗传学第五章病毒的遗43

噬菌斑形成所必需的基因1）A、W、B、C、D、E、F基因是头部形成必需基因2）Z、U、V、G、T、H、M、L、K、I、J是尾部形成必需基因3）O、P是噬菌体复制的必需基因4）S、R是细菌细胞裂解及子代噬菌体释放的必需基因5）N、Q是正调节基因，可促进噬菌斑的形成哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析44

噬菌斑形成非必需的基因1）att为噬菌体附着区2）int和xis为专一位置重组所必需3）cⅠcⅡcⅢ为噬菌体进入溶源化所必需。4）exo为核酸外切酶基因5）red为重组基因。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析45哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析46哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析47哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析484、缺失作图(掌握)目的：判断不同突变型在染色体上的位置规律：若与某种缺失不能重组则位于该缺失区域内上节课主要内容回顾1、基因概念的发展(了解)2、重组测验(重点)

目的：判断不同突变位点之间的遗传距离3、互补测验(重点)目的：判断不同突变位点是否位于同一基因座规律：互补则位于不同基因座重要概念：顺式、反式哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析4、缺失作图(掌握)上节课主要内容回顾1、基因概念的发展(了49顺式测验反式测验突变位点在同一顺反子内突变位点不在同一顺反子内+−++当顺式有功能，而反式没有功能时，突变位点突变位点在同一顺反子内；当顺式有功能，而反式也有功能时，突变位点突变位点在不同顺反子内。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析顺式测验反式测验突变位点在同一顺反子内突变位点不在同一顺反子50第五章病毒的遗传分析第五章病毒的遗传分析51病毒为单倍体，根据宿主细胞的不同将病毒分为：动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析病毒为单倍体，根据宿主细胞的不同将病毒分为：动物病毒52

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析53

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析54流感病毒肝炎病毒SARS病毒哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析流感病毒肝炎病毒SARS病毒哈工大-遗传学第五章病毒的遗55噬菌体作为遗传分析材料的优越性

1、世代周期短,子代群体大;2、遗传物质比较简单;3、单倍体，便于研究基因突变;4、突变体多;哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析噬菌体作为遗传分析材料的优越性哈工大-遗传学第五章56一、噬菌体结构1.结构简单蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。2.具有多样性外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析一、噬菌体结构1.结构简单哈工大-遗传学第五章病毒的遗573.根据噬菌体与宿主的关系，将噬菌体分为：

烈性噬菌体：感染宿主细胞后就进入裂解反应，使宿主细胞裂解，如大肠杆菌T噬菌体系列。温和噬菌体：感染宿主细胞后具有裂解和溶源两种发育途径，如P1和λ噬菌体。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析3.根据噬菌体与宿主的关系，将噬菌体分为：哈工大-遗传学58哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析59结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状

头部：双链DNA分子的染色体；颈部：中空的针状结构及外鞘；尾部：由基板、尾针和尾丝组成。(一)、烈性噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状(一)、烈性噬菌体哈工大60

固定注入合成与破坏组装裂解烈性噬菌体的感染周期哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析固定烈性噬菌体的感染周期哈工大61T4噬菌体的感染过程哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析T4噬菌体的感染过程哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析62(二)、温和噬菌体例如λ和P1噬菌体，λ和P1各代表一种略有不同的溶源性类型哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析(二)、温和噬菌体例如λ和P1噬菌体，λ和P1各代表一种略有63λ和P1噬菌体λ和P1各代表一种略有不同的溶源性类型

λ噬菌体：通过交换整合到细菌染色体上，λ噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。P1噬菌体：侵入后并不整合到细菌的染色体上，而是独立存在于细胞质内；P1噬菌体复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝。

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析λ和P1噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析64λ噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析λ噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析65P1噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析P1噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析66噬菌体的各种突变型

1、噬菌斑形态突变（plaquemorphology)2、寄主范围突变:(hostrange,h)3、条件致死突变：限制条件下不能繁殖许可条件下可以繁殖

二、噬菌体突变型哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析噬菌体的各种突变型二、噬菌体突变型哈工大-遗传学第五章病67常用的两类条件致死突变：温度敏感条件致死突变(ts)：基因突变后所编码的蛋白质在限制温度下不稳定而丧失活性。抑制因子敏感突变(sus)：突变使得原来正常的密码子变成了终止密码，因而翻译提前终止，不能形成完整肽链和有活性的蛋白质。分为三类：UAG(amber),

UAA(ocher),

UGA(opal)琥珀突变

赭石突变

乳白突变哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析常用的两类条件致死突变：哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分68三种突变只有在带有无义抑制基因的宿主中可产生后代哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析三种突变只有在带有无义抑制基因哈工大-遗传学第五章病毒的69例如：噬菌体结构基因细菌tRNA基因反密码子正常突变突变正常基因：5`TAC3`5`TAG3`3`ATC5`3`ATG5`

mRNA5`UAC3`5`UAG3`3`AUC5`3`AUG5`

表型：酪氨酸终止

5`UAG3`酪氨酸酪氨酸3`AUC5`

酪氨酸哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析酪氨酸酪氨酸3`AUC5`哈工大-遗传学第五章病70三、噬菌体突变型在遗传学中的应用

(一)、T系噬菌体1.基因组结构特点

T2和T4噬菌体相似，它们的大部分基因和遗传结构是相同的。放射自显影显示T2染色体是一个线状DNA,但是它们的遗传图却是环状的。

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析三、噬菌体突变型在遗传学中的应用

(一)、T系噬菌体哈工大-71环状排列与末端重复哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析环状排列与末端重复哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析72形成环状排列的原因哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析形成环状排列的原因哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析732.T系噬菌体突变型的应用T2的重组测验---两点测交T4的重组测验---三点测交T4的互补测验哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析2.T系噬菌体突变型的应用哈工大-遗传学第五章病毒的遗传74r+:小噬菌斑，直径为1mm左右，周边有朦胧的光环。r-:大噬菌斑，直径约2mm左右，周缘清晰。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析r+:小噬菌斑，直径为1mm左右，周边有朦胧的光环。哈工大-75野生型h+噬菌体：能侵染菌株B，但不能侵染菌株B/2，所以把h+噬菌体接种到B和B/2的混合培养物时，噬菌斑是半透明。突变型h-噬菌体：既能侵染菌株B，也能侵染菌株B/2，所以把h-噬菌体接种到B和B/2的混合培养物时，噬菌斑是透明。

哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析野生型h+噬菌体：能侵染菌株B，但不能侵染菌株B/2，所以把76哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析77大哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析大哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析78哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析79哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析80

两个T4噬菌体品系感染E.coli细胞，品系1的基因型是abc，品系2的基因型是a+b+c+。重组后获得如下表的数据。问：a、b和c是否连锁？如连锁确定其顺序和图距；（2）、计算并发系数，其数值代表的意义是什么？基因型abcab+c+abc+ab+c频率0.340.050.080.02基因型a+b+c+a+bca+b+ca+bc+频率0.360.050.090.02哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析两个T4噬菌体品系感染E.coli细胞，品系81两个基因的噬菌体杂交后所测定的重组率如下：ab+×a+b3.0%ac+×a+c2.0%bc+×b+c1.5%(1).a、b、c三个基因在连锁图上的次序如何？为什么它们之间的距离不是累加的？(2).假定三因子杂交，ab+c×a+bc+,预期哪两种类型的重组子频率最低？(3).计算(2)所假定的三因子杂交中，各重组类型的频率？哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析两个基因的噬菌体杂交后所测定的重组率如下：ab+×a+b82

(二)、φX174噬菌体（1）基因组的结构特点DNA含有5386个核苷酸，编码总分子量为25万的11个蛋白质分子。Sanger发现存在着重叠基因。哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析

(二)、φX174噬菌体哈工大-遗传学第五章病毒的83（2）φX174噬菌体突变型在遗传学中的应用互补实验:两点测交:三点测交:哈工大-遗传学第五章病毒的遗传分析（2）φX174噬菌体突变型在遗传学中的应用哈工大-遗传学第84

(三)、λ噬菌体（1）λ噬菌体的基因组特点：约有49000个核苷酸的线状DNA分子许多功能相关的基因聚集在一起结构基因及其编码蛋白质所作用的部位也处在邻接区域从λ噬菌体颗粒中分离的DNA是双链线状分子，具有12个核苷酸组成的互补的