2023学年完整公开课版细菌和病毒

1第七章细菌和噬菌体的遗传第一节细菌和病毒在遗传学研究中的地位第二节细菌的遗传分析第三节噬菌体的遗传分析2一、关于细菌单细胞的原核微生物；形状、大小变化较多遗传物质是一个大型的环状核酸分子——基因带genophore——裸露的DNA分子繁殖方式：无性生殖、有性生殖第一节

细菌和病毒在遗传学研究中的地位3细菌细胞模式图45二、关于病毒无细胞结构无细胞器——无代谢功能寄生由蛋白质外壳和核酸构成噬菌体bacteriophage：又叫细菌病毒，寄生在细菌细胞内的病毒6烟草花叶病毒7玉米的矮花叶病8高清H5N1型禽流感病毒图

9三、细菌和病毒是遗传学研究的好材料繁殖世代所需时间短易于管理和进行化学分析遗传物质比较简单便于研究基因的突变便于研究基因的作用可用作研究高等生物的简单模型10四、细菌遗传的实验研究方法(一)细胞计数(培养物细胞浓度)(二)建立纯系的方法(三)选择培养法鉴定突变型与重组型(四)突变型与重组型的批量筛选方法11(一)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。12霉菌菌落13(二)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菌种纯菌株纯14(三)选择培养法鉴定突变型与重组型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。许多细菌的突变都与培养基营养成分及培养条件有关。营养缺陷型的筛选、鉴定：红色面包霉生化突变型的鉴定15(四)突变型与重组型的批量筛选方法采用影印法将在完全培养基上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培养，鉴定效率大大提高。黎德伯格夫妇:影印培养法原理:与选择培养法一致优点：16(2)必须采用适当的方法如涂布或划线法，以使培养物菌落之间要分开。注意：(1)最初的培养基必须是非选择性的，即各种突变型都能够在其上生长；17影印培养法18第二节细菌的遗传分析一、转化transformation是指某些细菌（或其他生物）能通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，并将此外源DNA片段通过重组整合到自己的染色体组的过程19

1。肺炎双球菌的转化实验

两种肺炎双球菌

多糖荚膜——具有毒性

无荚膜——无毒性S型（光滑型）R型（粗糙型）20说明R型细菌是无毒型S型细菌是有毒型21R型细菌是无毒型S型细菌是有毒型加热杀死S型细菌

小鼠体内

成活加热S型细菌+R型细菌

小鼠体内

死亡小鼠体分离得到S型细菌，说明S型细菌中一定有一种活性物质，促成此转变。后经证实此物质是DNA22阿维瑞(Avery)等的转化实验(1944)23

▲供体DNA与受体细胞间的最初相互作用转化片段的大小

2。肺炎双球菌的转化过程转化片段的形态——双链转化的浓度——高受体细胞的生理状态——感受态24

▲转化DNA的摄取和整合结合与参入联会整合25二、接合conjugation是指遗传物质从供体（donor）——“雄性”转移到受体（receptor）——“雌性”的过程26

1。细菌的杂交试验——E.coli

两种亲本菌株

met—bio—thr+leu+

met+bio+thr—leu—

A菌株B菌株在基本培养基上添加metbio在基本培养基上添加thrleu营养缺陷型2728实验说明的问题能在基本培养基上生长的细菌一定是metbiothrleu的野生型

这种细菌是否是由于营养物质的互补而得以生长？两菌株发生杂交，交换遗传信息——基因重组供体DNA分子直接进入受体细胞——转化两菌株的直接接触——接合是否是亲本细菌A或B发生了回复突变？29菌株AU型管试验菌株B无菌落无菌落一定有两个菌株的直接接触；一定有遗传物质的重新组合说明：30

又叫致育因子——细菌细胞内的一种微小的可转移因子，又叫性因子。2.Ｆ因子31独立增殖“核”DNA以外的DNA环状的ＤＮＡ分子，其上有能形成性伞毛的基因具有转移的能力供体细胞中具有可以游离于“核”外，也可以整合在“核”DNA内3233F+Hfr

Ｆ因子的三种存在状态

Ｆ—34Ｆ因子的转移无接合无接合无接合35Ｆ因子的转移F+F—F+F+36Ｆ因子的转移接合时间短接合时间长37三、F'因子与性导（sexduction）指接合时由F'因子所携带的DNA转移到细菌染色体的过程38F'因子的转移性导(sexduction)39第三节噬菌体的遗传分析遗传学上应用最广泛的是大肠杆菌的T噬菌体系列(T1到T7)。T偶列噬菌体具有六角形的头部，其内含有双链DNA分子。头下的尾部包括一个中空的针状结构及外鞘。末端是基板，由尾丝及尾针组成。通过尾鞘的收缩将噬菌体DNA经中空尾部注入宿主细胞。40噬菌体的遗传物质经中空尾部进入宿主细胞，遂即破坏宿主细胞原有的遗传物质，并转而合成大量的噬菌体遗传物质和蛋白质，组装成许多新的子噬菌体，最后使细菌裂解(lysis)。(一)、烈性噬菌体41温和性噬菌体具有溶源性(lysogeny)的生活周期，即在噬菌体侵入后，细菌并不裂解。λ噬菌体附着于大肠杆菌染色体的gal和bio位点之间的attλ座位上(attachmentsite)，它能通过交换而整合到细菌染色体上。整合的噬菌体称为原噬菌体(prophage)。P1噬菌体与λ不同，它并不整合到细菌的染色体上，而是独立地存在于它的细胞质内。

(二)、温和噬菌体42温和噬菌体43转导(transduction)是指以噬菌体为媒介所进行的细菌遗传物质重组的过程。它与上述的转化、性导、接合的主要不同之处，在于它是以噬菌体为媒介的。在这一过程中，细菌的一段染色体被错误地包装在噬菌体的蛋白质外壳内，并通过感染而转移到另一个受体细菌内。三、转导(transduction)44转导(transduction)451.普遍性转导

在噬菌体感染的末期，细菌染色体被断裂成许多小片段，在形成噬菌体颗粒时，少数噬菌体将细菌的DNA误认做是它们自己的DNA，并以其外壳蛋白将其包围，从而形成转导噬菌体。由于可以转导细菌染色体组的任何不同部分，因此称为普遍性转导。普遍性转导46特殊性转导2.特殊性转导由温和噬菌体进行的转导叫做特殊性转导。如λ的DNA，既可以以自主的状态存在，也可以整合在细菌染色体中。这种有两种状态的遗传因子叫做附加体(episome)。转导仅