第七章微生物的遗传变异和育种演示文稿

第七章微生物的遗传变异和育种演示文稿本文档共160页；当前第1页；编辑于星期三\9点35分（优选）第七章微生物的遗传变异和育种本文档共160页；当前第2页；编辑于星期三\9点35分4.掌握诱发突变、自发突变的机制，熟练掌握紫外线对DNA的损伤和修复机制。5.了解诱变育种的基本环节、原则，熟练掌握产量突变株、抗药性突变株、营养缺陷型突变株的筛选方法和基本原理，掌握艾姆氏实验的原理。6.掌握原核生物基因重组方式的种类及各类型的基本机制、相关概念等，灵活运用这些知识来解决一些实际问题。掌握准性杂交的定义、过程和生物学意义。7.掌握菌种衰退的原因；掌握复壮的定义和方法；了解菌种保藏原理；掌握常见菌种保藏方法、特点以及国际著名菌种保藏机构的名称。本文档共160页；当前第3页；编辑于星期三\9点35分1、遗传：指上一代生物如何将自身的一整套遗传基因稳定地传递给下一代的行为或功能。2、遗传型：即基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。3、表型：指某一生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适环境条件下通过代谢和发育而得到的具体体现。4、变异：指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变，即遗传型的改变。5、饰变：指外表的修饰性改变，即一种不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。本文档共160页；当前第4页；编辑于星期三\9点35分微生物的遗传和变异的特点：①、微生物的代谢作用旺盛，有极高的繁殖速度；生活史周转快；环境因素可在短期内重复影响其生长和繁殖，易发生变异，又能迅速产生大量后代，有利于自然选择和人工选择。②、微生物细胞体积小，面积大，与外界环境能直接接触。当环境条件变化剧烈时，大多数个体易死亡而淘汰，个别细胞则发生变异而适应新环境。③、大多数微生物均进行无性繁殖，而且营养体多为单倍体，因而便于建立纯系及长期保存大量品系。如果一旦发生变异，也能够迅速在性状上反映出来。本文档共160页；当前第5页；编辑于星期三\9点35分第一节遗传变异的物质基础第二节基因突变和诱变育种

第三节基因重组和杂交育种第四节菌种的衰退、复壮和保藏本文档共160页；当前第6页；编辑于星期三\9点35分第一节遗传变异的物质基础一、证明遗传物质基础的三个经典实验1、经典转化实验创立人：英国人Griffith于1928年首次发现这一现象。研究对象：肺炎链球菌S型和R型。过程：①动物实验；②细菌培养试验；③S型菌的无细胞抽提液试验；④离体转化实验。本文档共160页；当前第7页；编辑于星期三\9点35分①动物实验本文档共160页；当前第8页；编辑于星期三\9点35分②细菌培养试验S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌，这种转化的物质（转化因子）是什么?本文档共160页；当前第9页；编辑于星期三\9点35分③S型菌的无细胞抽提液试验活R菌+S菌无细胞抽提液长出大量R菌和少量S菌本文档共160页；当前第10页；编辑于星期三\9点35分④离体转化实验1)从活的S菌中抽提各种细胞成分（DNA,蛋白质，荚膜多糖等）；2)对各组分进行转化实验：S型菌株细胞内存在的能将肺炎链球菌的R型转化为S型的物质是DNA，且其转化能力与所用的DNA的纯度成正比。本文档共160页；当前第11页；编辑于星期三\9点35分2、噬菌体感染实验创立人：美国人HersheyANDChase于1952年研究对象：噬菌体T2过程：本文档共160页；当前第12页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第13页；编辑于星期三\9点35分3、植物病毒的重建实验创立人：ConratANDSinger于1956年创立研究对象：TMVANDHRV过程：本文档共160页；当前第14页；编辑于星期三\9点35分关于朊病毒：

朊病毒（又称毒朊）是一类侵染动物、并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质。纯化的感染因子称为朊病毒蛋白（PrP）。

PrP是具有传染性的蛋白质致病因子，迄今未发现蛋白内有核酸，但已知的传染性疾病的传播必须有核酸组成的遗传物质，才能感染宿主并在宿主体内自然繁殖。那么这是生命界的又一特例呢？还是因为目前人们的认识和技术所限而尚未揭示的生命之谜呢？

本文档共160页；当前第15页；编辑于星期三\9点35分这种传染性蛋白质颗粒是宿主细胞基因组基因编码的蛋白质分子的异构体，具有促使正常蛋白质分子变构成异构体的催化活性，从而造成朊病毒可以在宿主细胞中自身增殖的现象。

本文档共160页；当前第16页；编辑于星期三\9点35分二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和方式（一）细胞水平集中在细胞核或核区。（二）细胞核水平1、核基因组又称染色体基因组或基因组，是一个物种的单倍体的所有染色体及其所包含的遗传信息的总称。（1）原核生物的基因组1)小，为双链的DNA分子，一般具有单一的复制起点；2)基因组上遗传信息具有连续性；3)功能相关的基因构成操纵子或形成重叠基因，且常转录为多顺反子mRNA。4)基因组的重复序列少而短；5)结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝。

本文档共160页；当前第17页；编辑于星期三\9点35分（2）真核微生物的基因组1)典型的染色体结构，大，具有许多复制起点；2)一个基因组包含若干染色体，一般不呈环状；3)功能上密切相关的基因集中程度不如原核生物，很少有关于操纵子的报道，一般为单顺反子；4)基因不连续，分外显子和内含子；外显子：DNA序列中被转录成为mRNA的片段称为外显子。内含子：在成熟mRNA上未反应出的DNA区段称为内含子。5)有大量重复序列，有很多是不编码序列。本文档共160页；当前第18页；编辑于星期三\9点35分2、核外染色体（1）原核细胞的染色体外染色体：主要指质粒①定义：游离于核基因组外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA分子，即cccDNA称为质粒。②性质1)不相容性：亲缘关系较近的质粒在同一寄主细胞中不能稳定复制。2)可传递性：质粒可在不同菌株间发生转移，与核染色体整合、脱离等。3)可被消除性：在一些理化因子作用下，质粒的复制受到抑制而核染色体的复制仍继续进行，从而使子代细胞中的质粒消除。4)可重组性：在质粒与质粒之间、质粒与染色体之间可发生重组。本文档共160页；当前第19页；编辑于星期三\9点35分③质粒的分子结构：1)具有麻花状的超螺旋结构，大小相当于核基因组的1%。2)质粒携带着某些染色体上所没有的基因，使细菌等原核生物被赋予了某些对其生存并非必不可少的特殊功能。3)质粒是一种独立存在于细胞内的复制子。a.严紧型复制控制：其复制行为与核染色体的复制同步。b.松弛型复制控制：其复制行为与核染色体的复制不同步。本文档共160页；当前第20页；编辑于星期三\9点35分④质粒的种类a.接合性质粒b.抗性质粒：是使其宿主微生物对抗生素、化学药物或重金属离子等杀菌剂表现出抗性的质粒。c.产细菌素和抗生素质粒

细菌素：是细菌产生的一般只能抑制或杀死种内不同亚种或菌株中敏感细菌的特殊多肽类代谢产物。d.具有生理功能的质粒利用乳糖、蔗糖、尿素、固氮等；降解辛烷、樟脑、萘、水杨酸等；产色素；结瘤和共生固氮。e.产毒质粒本文档共160页；当前第21页；编辑于星期三\9点35分⑤典型质粒简介1)F因子(fertilityfactor)：又称致育因子或性因子。功能：决定细菌的性别，同时还具有转移能力。结构：tra转移区：与质粒转移和性菌毛合成有关。转座因子：可整合到宿主染色体的一定部位，导致基因重组。本文档共160页；当前第22页；编辑于星期三\9点35分2)R因子(resistancefactor)：又称R质粒a.结构：由两个相连的DNA片段组成——RTF和r决定因子。

RTF功能：RTF即抗性转移因子。含调节DNA复制和拷贝数的基因以及转移基因，具有转移功能。r决定因子功能：r决定因子即抗性决定因子。无转移功能，含各种抗性因子。b.作用：引起致病菌对多种抗生素的抗性，对传染病的防治造成危害；R质粒可用做菌株筛选时的选择性标记或改造成外源基因的克隆载体。本文档共160页；当前第23页；编辑于星期三\9点35分3)Col因子(colicinogenicfactors):即产大肠杆菌素因子。4)Ti质粒(tumorinducingplasmid)：即诱癌质粒。是植物遗传工程的主要载体。5)巨大质粒(mega质粒)：发现于根瘤菌属中，上面有一系列固氮基因。

本文档共160页；当前第24页；编辑于星期三\9点35分（2）真核生物核外DNA1）细胞质基因：指线粒体和叶绿体等DNA，其结构与原核细胞的DNA相似，亦能编码结构蛋白。2）共生生物：如卡巴颗粒。3）2u质粒：存在于酿酒酵母的细胞核中，不能与核基因组整合。本文档共160页；当前第25页；编辑于星期三\9点35分（三）染色体水平1、染色体数不同物种，其染色体数目差别很大，但对同一物种来说，染色体的数目是恒定的。本文档共160页；当前第26页；编辑于星期三\9点35分2、染色体倍数：指同一细胞中相同染色体的套数。(1)整倍体：指染色体的数目变异呈成套数目的改变，改变后的染色体数目是整倍数的（或者说细胞内含有完整即成套的染色体）。①单倍体：细胞核中含有一个完整染色体组的称为单倍体。②二倍体：细胞核中含有二个完整染色体组的称为二倍体。③多倍体：细胞核中含有超过两个染色体组的称为多倍体。(2)非整倍体：是整倍体中缺少或额外增加一条或n条染色体的变异型。本文档共160页；当前第27页；编辑于星期三\9点35分（四）核酸水平1、核酸种类：大多DNA，少数RNA。2、DNA结构：

(1)一级结构：四种脱氧核糖核苷酸即脱氧腺嘌呤核苷酸、脱氧鸟嘌呤核苷酸、脱氧胞嘧啶核苷酸和脱氧胸腺嘧啶核苷酸，通过3’、5’—磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。(2)二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕而生成的双螺旋结构。①DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的；②DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；③两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对，其组成按碱基互补配对原则即A与T结合，G与C结合。本文档共160页；当前第28页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第29页；编辑于星期三\9点35分(3)高级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结沟。超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。3、DNA长度：即基因组的大小用bp、kb、Mb表示。本文档共160页；当前第30页；编辑于星期三\9点35分（五）基因水平1、基因概念基因是一个含有特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。2、种类(1)结构基因和调节基因：编码蛋白质的基因结构基因→各种结构蛋白和催化各种生化反应的酶；调节基因→阻遏蛋白或激活蛋白。(2)核糖体RNA基因(rDNA)与转译RNA基因(tDNA)：无翻译产物的基因(3)启动子与操纵基因：不转录的DNA区段本文档共160页；当前第31页；编辑于星期三\9点35分3、原核生物基因调控系统(1)操纵子：功能相关的几个基因前后相连，在加上一个共同的调节基因和一组共同的控制位点（启动子、操纵基因等）在基因转录时协同动作，包含这些结构基因和控制区的整个核苷酸序列就称为操纵子。1)启动子：是一种能被依赖于DNA的RNA聚合酶的结合部位，也是转录的起始点。2)操纵基因：是位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，能与阻遏物相结合，以此来决定结构基因的转录是否能进行。3)结构基因：是决定某一多肽的DNA模板，可根据其上的碱基顺序转录出对应的mRNA,然后再可通过核糖体而翻译出相应的酶。4)调节基因：一般位于相应操纵子的附近，用于编码组成型调节蛋白。本文档共160页；当前第32页；编辑于星期三\9点35分(2)操纵子模型的基本内容在调节基因产物的作用下，通过操纵基因控制结构基因的转录，从而发生酶的诱导或阻遏。本文档共160页；当前第33页；编辑于星期三\9点35分4、基因的命名——三字命名法(1)基因名称一般用三个小写字母表示，三个英文字母取自表示该基因特性的一个或一组英文单词的前三个字母；

例：赖氨酸基因：lysine——lys——Lys（基因）（基因产物）与核糖体中较大蛋白质亚基有关的基因

ribosomalproteinlarge——rpl(2)产生同一突变型表型的不同基因，用三个字母后面所加的斜体大写字母表示；例：组氨酸基因——his;各组氨酸基因——hisA；hisB本文档共160页；当前第34页；编辑于星期三\9点35分(3)同一基因的不同突变位点用基因符号后面的阿拉伯数字表示；例：色氨酸基因——trp

各个色氨酸基因——trpA;trpB

基因trp各位点的突变型——trpA23;trpA46(4)抗性基因，一般把“抗”用大写R注在基因符号右上角。(5)突变型基因的表示方法是在基因符号的右上角加-。(6)当染色体上存在有缺失时，可用△表示，缺失部分放在△符号的括号中。例：△(lac,pro)表示从乳糖发酵基因到脯氨酸基因这一段染色体发生了缺失。本文档共160页；当前第35页；编辑于星期三\9点35分（六）密码子水平1、三联子密码——遗传的信息单位

mRNA上每三个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这三个核苷酸就叫密码，又称三联子密码。2、遗传密码的性质1)密码的简并性：指一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象。2)密码的通用性：所有的生物共用一套密码。3)密码子与反密码子的相互作用——摆动学说（或称变偶假说）在密码子和反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度可以“摆动”，因而使某些tRNA可以识别一个以上的密码子。本文档共160页；当前第36页；编辑于星期三\9点35分3、密码子的使用规律1）原核生物中大部分以AUG为起始密码子，少数使用GUG；真核生物则全部为AUG；终止密码子为UAA、UAG、UGA。2）密码不重叠。3）密码间无间隔。本文档共160页；当前第37页；编辑于星期三\9点35分第二节基因突变和诱变育种一、基因突变简称突变，指细胞内（或病毒粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化。（一）类型1、根据表型划分本文档共160页；当前第38页；编辑于星期三\9点35分选择性突变—具有选择性标记，可通过某种环境条件使它们得到优势生长，从而取代原始菌株。非选择性突变—无选择性标记，而只有一些性状的数量差别，如菌落大小、颜色深浅、代谢物产量等。(1)营养缺陷型：某一野生型菌株由于发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型，称为营养缺陷型。它们可在加有某生长因子的基本培养基平板上选出。(2)抗性突变型：由于基因突变而使原始菌株产生了对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异类型。它们可在加有相应药物或用相应物理因子处理的培养基平板上选出。本文档共160页；当前第39页；编辑于星期三\9点35分

(3)条件致死突变型：某菌株或病毒经基因突变后，在某种条件下可正常地生长、繁殖并实现其表型，而在另一种条件下却无法生长、繁殖的突变类型，称为条件致死突变型。Ts突变株(温度敏感突变株)：是一类典型的条件致死突变株，指可在某一温度下生长而在另一温度下不生长的突变株。(4)形态突变型：指由于突变而产生的个体或菌落形态所发生改变。(5)抗原突变型：指由于基因突变而引起的抗原结构发生突变的变异类型。(6)产量突变型：通过基因突变而获得的在有用代谢产物产量上明显有别于原始菌株的突变株，称为产量突变型。若产量高于原始菌株者，称为正变株，反之则称负变株。

本文档共160页；当前第40页；编辑于星期三\9点35分2、根据突变起因分本文档共160页；当前第41页；编辑于星期三\9点35分(1)自发突变：1)自发突变：是指在没有人工参与下生物体自然发生的突变。称它为“自发”，决不意味着这种突变是没有原因的，而只是说明人们对它还没有很好的或很具体的认识而已。2）自发突变的原因：①背景辐射和环境因素引起；②微生物自身有害代谢产物引起；③DNA复制中的错误；这种错误的概率约10-6；④由转座因子引起的插入或缺失。(2)诱发突变简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理、化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。本文档共160页；当前第42页；编辑于星期三\9点35分（二）突变率1、概念：指某一个细胞（或病毒粒）每一个世代中发生某一性状突变的概率。也是突变在每个细胞生存的单位生物学时间（世代）内发生的概率。2、测定：应用选择培养法来直接测定突变率。本文档共160页；当前第43页；编辑于星期三\9点35分（三）基因突变的特点1、自发性：各种性状的突变，可以在没有人为的诱变因素处理下自发地产生。2、不对应性：指突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系。3、稀有性：自发突变虽可随时发生，但其突变率却是极低和稳定的，一般在l0-6~10-9之间。4、独立性：突变的发生一般是独立的，某一基因的突变率不受它种基因突变率的影响。5、可诱变性：自发突变的频率可因诱变剂的影响而大为提高。6、稳定性：基因突变后的新性状是稳定的。7、可逆性：由原始的野生型基因变异为突变型基因的过程，称为正向突变，相反的过程则称为回复突变或回变。任何性状都可发生正向突变，也都可发生回复突变。本文档共160页；当前第44页；编辑于星期三\9点35分（四）基因突变的自发性和不对应性的证明突变是通过适应而产生的，突变的原因与性状间是相对应的。突变是自发的，与环境是不相对应的。

PK本文档共160页；当前第45页；编辑于星期三\9点35分1、变量实验（1）实验内容：E.coli对于phageT1的抗性变异波动实验。

本文档共160页；当前第46页；编辑于星期三\9点35分（2）原理：通过小试管中抗性细菌数的波动情况证明细菌抗性的来历。如果抗药性的出现是由于细菌对于药物所发生的适应性的反应，那么分装在许多小试管中的样品将出现大致相等数目的细菌；如果抗药性的出现是由于基因突变，由于突变在时间上的随机性，不同试管中的抗性细菌数将会表现高度波动。本文档共160页；当前第47页；编辑于星期三\9点35分（3）结果：从来自同一个培养物的大试管取样测定的抗性菌落数比较接近，而来自不同培养物(20支小试管)的样品的抗性菌落数的数值却相差很大。比较二者的平均值虽然相近，但后者的方差远远大于前者。（4）结论：E.coli抗噬菌体性状的突变，不是由环境因素——噬菌体诱导出来的，而是在它接触到噬菌体前，在某一次细胞分裂过程中随机地自发产生的。这种自发突变发生得越早，则抗性菌落出现得越多，反之则越少。噬菌体在这里仅起着淘汰原始的未突变的敏感菌和甄别抗噬菌体突变型的作用。本文档共160页；当前第48页；编辑于星期三\9点35分2、涂布实验（1）实验内容：本文档共160页；当前第49页；编辑于星期三\9点35分（2）实验原理：若抗性是在接触噬菌体以后产生的，那么喷噬菌体以前的重新涂布无非使细菌所处的位置发生改变，而不会因为涂布大大地改变细菌对于噬菌体的反应，因此两组培养皿上出现的抗性菌落数应相等；若抗性发生在接触噬菌体以前，那么在喷上噬菌体以前某些菌落中的抗性突变型细菌已经分裂若干次，在不经重新涂布的培养皿上形成一个菌落，在重新涂布的培养皿上出现若干菌落。（3）结果：重新涂布的培养皿上出现的抗性菌落多余未经重新涂布的。（4）结论：抗性突变的发生在接触噬菌体之前。本文档共160页；当前第50页；编辑于星期三\9点35分3、影印培养实验（1）实验内容：本文档共160页；当前第51页；编辑于星期三\9点35分（2）实验原理：通过盖印章的方式，在未接触抗性因素的条件下筛选出的抗性突变株。由于实验过程中没有接触过抗性因素，所以直接证明了基因突变的自发性。（3）结果：得到越来越多的抗性菌落，最终甚至可以得到纯的抗性菌株细胞群。。（4）结论：基因突变的自发性。本文档共160页；当前第52页；编辑于星期三\9点35分（五）突变机制1、点突变：即狭义的基因突变，指DNA的单个碱基发生替换所引起的突变。（1）碱基置换：一对碱基被另一对碱基所置换。1）转换：即DNA链中的一个嘌呤被另一个嘌呤或是一个嘧啶被另一个嘧啶所置换2）颠换：即DNA链中的一个嘌呤被另一个嘧啶或是一个嘧啶被另一个嘌呤所置换。本文档共160页；当前第53页；编辑于星期三\9点35分例如1：碱基类似物通过互变异构现象引起转换实现诱变。本文档共160页；当前第54页；编辑于星期三\9点35分例如2：亚硝酸盐、羟胺和各种烷化剂。亚硝酸可直接作用于正在复制或末复制的DNA分子，脱去碱基中的氨基变成酮基，改变碱基氢键的电位，引起转换而发生变异。本文档共160页；当前第55页；编辑于星期三\9点35分例如3：DNA复制中的错误——互变异构效应：由于碱基T、G发生了酮式至烯酵式或C、A发生了氨基式至亚氨基式的互变异构效应而引起碱基置换，造成突变。本文档共160页；当前第56页；编辑于星期三\9点35分例如4：DNA发生损伤，脱氨基——转换，脱嘌呤——颠换本文档共160页；当前第57页；编辑于星期三\9点35分(2)移码突变：指DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的增添(插入)或缺失，从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和转译错误的一类突变。由移码突变所产生的突变株，称为移码突变株。1)由于在DNA分子的编码区插入或缺失非3的整数倍个(1个、2个或4个)核苷酸而导致阅读框架位移，导致翻译出来的蛋白质的氨基酸序列与野生型完全不同。2)如果插入或缺失的碱基正好是3个或其整倍数，那么在翻译出的多肽上可能是多一个、几个或少一个、几个氨基酸，而不完全打乱整个氨基酸序列。本文档共160页；当前第58页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第59页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第60页；编辑于星期三\9点35分例如1：吖啶类化合物本文档共160页；当前第61页；编辑于星期三\9点35分例如2：DNA复制中的错误——环出效应：DNA上个别碱基对的局部解离和错误退火而导致环状突出，引起移码突变。本文档共160页；当前第62页；编辑于星期三\9点35分2、染色体畸变指染色体的结构和数目的改变。是DNA分子大范围的损伤。（1）染色体结构变异1）缺失指染色体丢失了一个片段，使之位于这个片段上的基因也随之丢失。2）重复：一个染色体上某一片段出现两份或两份以上，使位于这些片段上的基因多了一份或几份。缺失和重复都起因于染色体上基因数目的变化。本文档共160页；当前第63页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第64页；编辑于星期三\9点35分3）倒位在同一染色体上某一个片段作180°的颠倒，造成染色体上基因顺序的重排。如果颠倒的片段包括着丝粒在内的倒位称为臂间倒位，不包括着丝粒的倒位称为臂内倒位。4）易位一个染色体臂的一段移接到另一非同源染色体的臂上的结构变异。最常见的是相互易位，非同源染色体间相互交换染色体片段，造成染色体间基因的重排。倒位和易位都起因于染色体上基因排列位置的变化。本文档共160页；当前第65页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第66页；编辑于星期三\9点35分转座因子和转座转座因子：存在于细胞内，位于染色体或质粒上的一段特殊、可移动的DNA序列。转座：DNA序列通过非同源重组的方式，从染色体某一部位转移到同一染色体上另一部位或其他染色体上某一部位的现象，称为转座。转座因子的种类：插入序列IS：0.7-1.4kb，只能引起转座效应，不含其它基因。转座子Tn：2-2.5kb，含有几个至十几个基因。转座噬菌体：37kb，含有20多个基因。

本文档共160页；当前第67页；编辑于星期三\9点35分（2）染色体数目改变1）倍数性改变2）非整倍性改变本文档共160页；当前第68页；编辑于星期三\9点35分（六）紫外线对DNA的损伤及机体对损伤DNA的修复紫外线作用：同链DNA的相邻T间形成共价T二聚体，阻碍碱基间正常配对，从而引起突变或死亡。(1)光复活(2)切除修复(3)重组修复(4)SOS修复本文档共160页；当前第69页；编辑于星期三\9点35分(1)光复活：光复活是专一地针对紫外线引起的DNA损伤而形成的嘧啶二聚体在损伤部位就地修复的修复途径，是在可见光(300一600nm)的活化之下，由光复活酶（PR酶）又称光解酶，催化嘧啶二聚体分解成为单体的过程。本文档共160页；当前第70页；编辑于星期三\9点35分(2)切除修复：又称核苷酸外切修复，是紫外线等辐射物质所造成的损伤部位被取代的暗修复系统。此系统是在几种酶的协同作用下，先在损伤的任一端打开磷酸二酯键，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由修复性合成来填补，再由连接酶将其连接起来。本文档共160页；当前第71页；编辑于星期三\9点35分(3)重组修复：是一种越过损伤部位而进行修复的途径，它必须在DNA进行复制的情况下进行，故又称复制后修复。发生在DNA复制过程或复制之后，不切除DNA损伤部位的修复。DNA链在复制时，受损的模板作用消失，互补单链（新链）里留下空隙，产生诱导信号，recA基因被诱导，产生大量重组蛋白，与新链缺口结合，引起子链和母链交换。交换后母链缺口通过聚合作用，以对侧子链为模板合成DNA片段填充，连接酶连接新旧链完成复制。本文档共160页；当前第72页；编辑于星期三\9点35分(4)SOS修复是在DNA受损伤的范围较大而且复制受到抑制时出现的一种修复作用。一种能够引起误差修复的紧急呼救修复，是在无模板DNA情况下合成酶的诱导修复。正常情况下有关酶系无活性，DNA受损伤而复制又受到抑制情况下发出信号，激活有关酶系，对DNA损伤进行修复，其中DNA多聚酶起重要作用，在无模板情况下，进行DNA修复再合成，并将DNA片段插入受损DNA空隙处。本文档共160页；当前第73页；编辑于星期三\9点35分二、突变与育种菌种工作包括三方面：选种、育种、复壮和保藏。选种—从自然界和生产中选择符合需要菌种。育种—进一步提高已有菌种某种性能，使更符合要求。选育新菌种可从几方面着手：1）从原有菌株入手进行各种遗传改造工作。2）根据文献资料报导的微生物种属，向国内外菌种保藏机构索取同种或同属菌株，从中寻求符合要求者。3）根据所需菌种特性、嗜好或工艺要求，从特定的生态环境中以特定方法重新分离自然菌株。本文档共160页；当前第74页；编辑于星期三\9点35分（一）自发突变与育种1、生产育种在利用微生物进行大生产的过程中由于微生物会以10-6左右的突变率进行自发突变，从而分离出生产性状优于原菌株的优良菌株。2、定向育种

用某一特定环境长期处理某一微生物群体，同时不断地进行移种传代，以达到积累和选择合适的自发突变体的一种古老育种方法。（二）诱变育种利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后设法采用简便、快速、高效的筛选方法，从中挑选少数符合目的的突变株，以供生产科研之用。本文档共160页；当前第75页；编辑于星期三\9点35分基本步骤：原种（出发菌株）→纯化→斜面→同步培养→离心洗涤→振荡打散→过滤→菌悬液→诱变处理→平板分离→斜面→

（活菌计数）（计数）（变异率）斜面→斜面→保藏及扩大试验（初筛）（复筛）（再复筛）诱变育种基本步骤本文档共160页；当前第76页；编辑于星期三\9点35分1、出发菌株的选择(1)对出发菌株的要求生长快，营养要求粗放，发育早，产孢子多，对诱变剂敏感性高，已能积累少量产品或前体物的菌株。(2)出发菌株的选择1)选取自然界新分离的野生型菌株，它们对诱变因素敏感，容易发生变异；2)选取生产中由于自发突变或长期在生产条件下驯化而筛选得到的菌株，与野生型菌株较相象，容易达到较好的诱变效果；3)选取每次诱变处理都有一定提高的菌株，往往多次诱变可能效果迭加，积累更多的提高。本文档共160页；当前第77页；编辑于星期三\9点35分2、出发菌株的纯化(1)目的：获得遗传性状基本一致的，并且稳定的变种。(2)原因：遗传背景复杂的菌种诱变后负变率将增加；诱变史长的菌株，采用强烈诱变剂处理，又不进行纯化分离，诱变效果差。(3)纯种分离方法：常用划线分离法和稀释分离法。本文档共160页；当前第78页；编辑于星期三\9点35分3、同步培养（前培养）(1)目的：获得生理状态一致的培养物。(2)原因：突变率高，重现性也好。(3)方法：1)细菌一般要求培养至对数生长期；2)霉菌处理使用分生孢子，应该将分生孢子在液体培养基中短时间培养，使孢子孵化，处于活化状态，并恰好未形成菌丝体。本文档共160页；当前第79页；编辑于星期三\9点35分4、单细胞(或单孢子)悬液的制备(1)目的获得单细胞(或单孢子)、均匀的悬液。(2)原因一方面分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂，还可减少分离现象发生。另一方面又可避免长出不纯菌落。(3)方法1)菌龄：对数期细胞、刚成熟的孢子或活化的孢子。2)菌悬液浓度：一般真菌孢子或酵母菌细胞悬浮液的浓度为106个/mL、放线菌或细菌的浓度为108个／mL左右。3)菌悬液的配制方法：离心洗涤前培养物，用冷生理盐水或缓冲液制备菌悬液，放在盛有玻璃珠的三角瓶内振荡10min，令其分散，用无菌脱脂棉或滤纸过滤。通过菌体计数，调整菌悬液的浓度供诱变处理。本文档共160页；当前第80页；编辑于星期三\9点35分5、诱变处理(1)诱变剂种类的选择常用诱变剂有两大类：物理诱变剂和化学诱变剂。

常用的物理诱变剂：紫外线、x射线、γ射线(如Co60等)、等离子、快中子、α射线、β射线、超声波等。常用的化学诱变剂：碱基类似物、烷化剂、羟胺、吖定类化合物等。本文档共160页；当前第81页；编辑于星期三\9点35分(2)最适诱变剂量的选择1)诱变剂剂量的表示方式a.UV的剂量指强度与作用时间的乘积。b.化学诱变剂常以在一定外界条件下诱变剂的浓度和作用时间的乘积来表示。c.在育种实践中，常以杀菌率来作诱变剂的相对剂量。本文档共160页；当前第82页；编辑于星期三\9点35分2)最适诱变剂量的确定a.确定依据诱变的最适剂量，应该使所希望得到的突变株在存活群体中占有最大的比例。b.确定方法通过比较剂量—存活率曲线和剂量—诱变率曲线，找到某诱变剂的剂量—存活率—诱变率三者的最佳结合点，即为诱变剂的最适剂量。①剂量—存活率曲线以诱变剂的剂量为横坐标，以细胞存活率的对数值为纵坐标绘制的曲线。②剂量—诱变率曲线以诱变剂的剂量为横坐标，以诱变后获得的突变细胞数为纵坐标绘制的曲线。本文档共160页；当前第83页；编辑于星期三\9点35分c.紫外诱变的方法①紫外灯应先预热20~30min②将10m1菌悬液放在直径为9cm的培养皿中，液层厚度约为2mm，启动磁力搅拌器，使用15w功率紫外灯管，照射距离为30cm左右，照射时间以几秒至数十分钟为宜，具芽孢的菌株需处理10min左右。③设计一个照射不同时间梯度的实验，根据不同时间照射的死亡率，作出照射时间与死亡率的曲线，这样就可以选择适当的照射剂量。实验中避免光复活现象：实验时，为了避免光复活现象，处理过程应在暗室的红光下操作，处理完毕后，将盛菌悬液的器皿用黑布包起来培养，然后再进行分离筛选。本文档共160页；当前第84页；编辑于星期三\9点35分(3)诱变剂的处理方式1)单因子处理采用单一诱变剂处理出发菌株。2)复合因子处理指两种以上诱变因子共同诱发菌体突变。①两种或多种诱变剂先后使用。②同一种诱变剂的重复使用。③两种或多种诱变剂的同时使用。本文档共160页；当前第85页；编辑于星期三\9点35分(4)诱变剂的处理方法1)直接处理方法将菌悬液用物理、化学因子处理，然后涂平板分离突变株。2)生长过程处理适用于诱变作用强的而杀菌率较低的诱变剂，或在分裂过程中只对DNA起作用的诱变剂，如NTG、LiCl、秋水仙碱等。①将诱变剂加入培养基涂平板。②先把培养基制成平板，将一定浓度的诱变剂和菌体加入平板。③摇瓶振荡培养处理本文档共160页；当前第86页；编辑于星期三\9点35分6、后培养后培养是指诱变后的菌悬液不直接分离于平板，而是立即转移到营养丰富的培养基中培养数代。(1)方法将诱变处理后的菌体转移到适宜的培养条件下，培养几小时，让突变细胞繁殖几代。(2)目的1)诱变处理后发生的突变，通过修复、繁殖，即DNA的复制，才能形成一个稳定突变体。2)根据突变体表型延迟现象，通过后培养，使表型都得到充分表达。(3)后培养的培养基：一般培养基中加入足量的酪素水解物、酵母膏等富含特种氨基酸、生长因子和ATP的营养物质。本文档共160页；当前第87页；编辑于星期三\9点35分7、突变株的分离与筛选(1)筛选方案：本文档共160页；当前第88页；编辑于星期三\9点35分(2)筛选方法1)随机筛选也称摇瓶筛选。该法主要是随机挑选的平板菌落进行摇瓶筛选。2)平板菌落预筛是在培养皿或特制玻璃框平板上进行的，是用于诱变后从试样小检出突变体的一种琼脂平板筛选法。常用的方法有纸片培养显色法、透明圈法、琼脂块培养法等。本文档共160页；当前第89页；编辑于星期三\9点35分(3)产物活性测定1)琼脂平板空洞法该法是在特制的玻璃框琼脂平板上进行的，以检验菌或底物与一定量的琼脂制成平板，用专制的打孔器取出琼脂块，在留下的圆孔中加入发酵液，或用圆滤纸片浸透发酵液直接覆于琼脂平板上，在适合温度下培养一定时间，测量圆孔或滤纸片周围形成的抑菌圈或水解圈，根据活性团的大小挑选高产菌株。2)纸片法本文档共160页；当前第90页；编辑于星期三\9点35分(4)摇瓶数据的调整和有关菌株特性的观察分析对摇瓶发酵液的测试数据要尽量应用生物学统计方法来处理。在分离、筛选的整个试验过程中，每个阶段都要周密地观察菌株特性，诱变后分离在平板上的菌落生长情况，如生长快慢、菌落形态、大小、颜色等，要一一详细记录。菌落移入试管斜面后的生长情况、接入到摇瓶种子和发酵培养基后，其培养过程中的糖、氮利用、生长速度、pH变化、颜色、强度等，都要及时观察，结合镜检、测定产物活性，进行详细记录。综合菌落的形态特征、培养特征及生化特征作为初筛时挑选菌落的依据。对筛选过程中摇瓶产量数据的分布作全面分析，以便帮助判断诱变剂、诱变剂量及筛选条件的选择是否恰当。本文档共160页；当前第91页；编辑于星期三\9点35分(5)培养基和培养条件的调整利用单因子法、正交实验法、均匀设计、响应面法等方法进行培养基和培养条件的优化，以充分发挥高产菌株的高产性能。本文档共160页；当前第92页；编辑于星期三\9点35分（三）三类突变株的筛选方法1、产量突变株的筛选——琼脂块培养法本文档共160页；当前第93页；编辑于星期三\9点35分2、抗性突变株的筛选——梯度平板法梯度平板法是定向筛选抗药性突变株的一种有效方法。通过制备琼脂表面存在药物浓梯度的平板、在其上涂布诱变处理后的细胞悬液、经培养后再从其上选取抗药性菌落等步骤，就可定向筛选到相应抗药性突变株。在筛选抗代谢药物的抗性菌株以取得相应代谢物的高产菌株方面，此法能达到定向培育的效果。实例：定向培育抗异烟肼的吡多醇高产突变株本文档共160页；当前第94页；编辑于星期三\9点35分3、营养缺陷型突变株的筛选营养缺陷型突变株在科学研究和生产实践上具有极其重要的意义：在科学实验中：①它们既可作为研究代谢途径和杂交(包括半知菌的准性杂交、细菌的接合和各种细胞的融合等)、转化、转导、转座等遗传规律所不可缺少的遗传标记菌种；②可作为氨基酸、维生素或碱基等物质生物测定中的试验菌种；在生产实践中：①它们既可直接用作发酵生产氨基酸、核苷酸等有益代谢产物的菌种；②也可作为对生产菌种进行杂交育种、重组育种和利用基因工程育种时所不可缺少的亲本遗传标志和杂交种的选择性标志。本文档共160页；当前第95页；编辑于星期三\9点35分(1)与筛选营养缺陷型突变株有关的三类培养基1）基本培养基（MM[—]）仅能满足某微生物的野生型菌株生长所需要的最低成分的组合培养基，称基本培养基。2）完全培养基（CM[+]）凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或半组合培养基，称完全培养基。3）补充培养基（SM[A]或[B]）凡只能满足相应的营养缺陷型突变株生长需要的组合或半组合培养基，称补充培养基。本文档共160页；当前第96页；编辑于星期三\9点35分(2)与营养缺陷型突变有关的三类遗传型个体1）野生型[A+B+]

指从自然界分离到的任何微生物在其发生人为营养缺陷突变前的原始菌株。2）营养缺陷型[A-B+]、[A+B-]

野生型菌株经诱变剂处理后，由于发生了丧失某酶合成能力的突变，因而只能在加有该酶合成产物的培养基中才能生长，这类突变菌株称为营养缺陷型突变株，或简称营养缺陷型。3）原养型[A+B+]

一般指营养缺陷型突变株经回复突变或重组后产生的菌株，其营养要求在表型上与野生型相同，遗传型均用[A+B+]表示。本文档共160页；当前第97页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第98页；编辑于星期三\9点35分(3)营养缺陷型的筛选方法——四个环节：诱变、淘汰野生型、检出和鉴定营养缺陷型。1）诱变剂处理2）浓缩缺陷型①抗生素法青霉素法：主要适用于细菌原理：青霉素能抑制细菌细胞壁的生物合成，因而能杀死生长繁殖着的细菌，但不能杀死处于休止状态的细菌。在只能使野生型正常生长而不能使营养缺陷型生长的基本培养基中，野生型则被杀死而缺陷型则不被杀死，于是缺陷型就得到了浓缩。本文档共160页；当前第99页；编辑于星期三\9点35分方法步骤：i.细菌诱变；

ii.将处理后的细菌放在完全培养基中培养以使突变型充分表现；

iii.将细菌转入不含氮源物质的基本培养基中培养，以使营养缺陷型菌株内所吸收的完全培养基成分充分消耗，以便停止生长繁殖；

iv.转入含有无机氮源和青霉素的基本培养基中培养，野生型正常生长而营养缺陷型不能生长，从而使缺陷型得到浓缩。本文档共160页；当前第100页；编辑于星期三\9点35分制霉菌素法：适用于真菌。原理：制霉菌素属于大环内酯类抗生素，可与真菌细胞膜上的甾醇作用，从而引起膜的损伤。因为它只能杀死生长繁殖着的酵母菌或霉菌，故也可用于淘汰相应的野生型菌株和“浓缩”营养缺陷型菌株。本文档共160页；当前第101页；编辑于星期三\9点35分②菌丝过滤法菌丝过滤法适用于丝状生长的真菌或放线菌。原理：在基本培养基中、野生型的孢子能发芽成菌丝，而营养缺陷型的孢子则不能。因此，将诱变剂处理后的孢子在基本培养基中培养一段时间后，再用擦镜纸等合适滤纸过滤。如此重复数次后，就可去除大部分野生型个体，同样也就达到了“浓缩”营养缺陷型的目的。差别杀菌法：芽孢远比营养体耐热，利用温度的差异可以浓缩缺陷型。此方法仅适用于形成芽孢的细菌。饥饿法：当微生物发生某一营养型缺陷时，在不补充该缺陷物质的培养条件下会自行死亡。可是如果该细胞在发生一种缺陷型突变的同时又发生了另一种类型的突变，这一细胞反而有可能因暂时避免死亡而被检出。本文档共160页；当前第102页；编辑于星期三\9点35分3）检出缺陷型①夹层培养法本文档共160页；当前第103页；编辑于星期三\9点35分②限量补充培养法把诱变处理后的细胞接种在含有微量（0.01％以下)蛋白胨的基本培养基上，野生型细胞就迅速长成较大的菌落，而营养缺陷型则生长缓慢，并只能形成微小的菌落。③逐个检出法细胞诱变处理平板涂布在完全培养基上接种针或灭菌牙签转接培养观察本文档共160页；当前第104页；编辑于星期三\9点35分④影印平板法本文档共160页；当前第105页；编辑于星期三\9点35分4）鉴定缺陷型可借生长谱法进行。生长谱法是指在混有供试菌的平板表面点加微量营养物，视某营养物的周围有否长菌来确定该供试菌的营养要求的一种快速、直观的方法。本文档共160页；当前第106页；编辑于星期三\9点35分（四）Ames实验利用细菌营养缺陷型的回复突变检出环境或食品中是否存在化学致癌剂的一种简便有效方法。1、诱变的生物化学统一性任何能改变核酸结构的因素，都可引起核酸生物学功能的改变；凡能引起核酸其他功能改变的因素，一般也能引起突变。

本文档共160页；当前第107页；编辑于星期三\9点35分2、筛选简单模型研究高等生物的突变（癌症）(1)化学物质对核酸结构的改变和对生物的三致作用(2)致突变因素，一般都有致突致癌致畸效应（三致作用），反之亦然(3)对原核生物有效的因素，则对非细胞生物和真核生物也有效(4)能引起易鉴出的选择性突变的因素，也能引起难以检出的非选择性突变(5)凡能引起负变的因素，也可引起正变(6)凡能引起回复突变的因素，一般也能引起正向突变本文档共160页；当前第108页；编辑于星期三\9点35分3、Ames实验原理：根据诱变剂的共性原则，即：化学试剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比，利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测食品或环境中是否存在致癌剂。鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸缺陷型(his-)菌株在基本培养基[-]的平板上不能生长，如发生回复突变则能生长。本文档共160页；当前第109页；编辑于星期三\9点35分4、方法本文档共160页；当前第110页；编辑于星期三\9点35分第三节基因重组和杂交育种基因重组：凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组或遗传重组。杂交：两个性状不同的菌株或变种之间进行细胞结合，遗传物质交换重新组合成新的性状。本文档共160页；当前第111页；编辑于星期三\9点35分一、原核生物的基因重组特点：（1）片段性（2）单向性（3）转移机制独特而多样本文档共160页；当前第112页；编辑于星期三\9点35分（一）转化1、转化的发现

F.Grifith所做肺炎球菌对小鼠的感染实验以及10年后Averry等在体外实现转化。2、定义受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它组合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象。转化后的受体菌，称转化子，供体菌的DNA片段称为转化因子。本文档共160页；当前第113页；编辑于星期三\9点35分3、感受态（1）定义感受态即受体菌最易接收外源DNA片段并实现转化的生理状态。（2）特点1）表示细胞具有摄取外源DNA的能力；2）自然转化的感受态细胞受感受态因子调节；

是调节感受态的一类特异蛋白，它可以催化外来DNA片段的吸收或降解细胞表面某种成分，让细胞表面的DNA受体显露出来。它包括三种主要成分：与膜相关的DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。

3)是细胞群体在某个生长阶段的一种特性，大多与生长周期有关。4)是反映细胞个体之间遗传信息交流的一种程度。本文档共160页；当前第114页；编辑于星期三\9点35分4、转化机制（1）转化发生的条件1)受体细胞处于感受态。2)受体细胞吸附的转化因子，必须是双链的DNA，且DNA分子的相对分子质量不小于3×105

。转化不需两个细胞直接接触本文档共160页；当前第115页；编辑于星期三\9点35分（2）转化的过程1)感受态的出现2)DNA的结合与进入①G+本文档共160页；当前第116页；编辑于星期三\9点35分②G-3)DNA的整合（重组）进入细胞的外源DNA通过同源重组以置换的方式整合进受体染色体DNA，经复制和细胞分裂后形成重组体。本文档共160页；当前第117页；编辑于星期三\9点35分本文档共160页；当前第118页；编辑于星期三\9点35分（3）影响转化效率的因素：1)受体细胞的感受态——决定转化因子能否被吸收进入受体细胞；2)受体细胞的限制酶系统和其他核酸酶——决定转化因子在整合前是否被分解；3)受体和供体染色体的同源性——决定转化因子的整合。

本文档共160页；当前第119页；编辑于星期三\9点35分6、转染(1)定义：把噬菌体或其他病毒DNA（RNA）提取出来，用它去感染感受态的宿主细胞，并产生正常噬菌体或病毒后代。(2)转染和转化：作为转染的病毒核酸，并不是作为供体基因的功能，被感染的宿主也决不是能形成转化子的受体菌。(3)转染和病毒感染：1）转染中进入宿主细胞的是DNA，而在病毒感染中则是完整的病毒颗粒；2）转染是转化途径，而病毒感染是复制途径。本文档共160页；当前第120页；编辑于星期三\9点35分（二）接合

1、细菌基因重组的发现和证实

A菌株：bio-met-thr+leu+(需要生物素和硫氨酸)B菌株：bio+met+thr-leu-（需要苏氨酸和异亮氨酸）

本文档共160页；当前第121页；编辑于星期三\9点35分（1）转化作用的排除——Davis的U形管试验结果：基本培养基平板上未长出原养型菌落。结论：混合培养得到的重组子不是转化的结果；重组子的出现需要两亲本细胞的直接接触。本文档共160页；当前第122页；编辑于星期三\9点35分（2）互养的排除

将基因型A-B+Tls和A+B-Tlr两种细菌在基本培养基上混合培养，接触较短的一段时间以后，喷上噬菌体Tl，把A-B+Tls细菌杀死。经培养以后仍有原养型菌落出现，这说明原养型菌落的出现并非由于互养。

（3）回复突变的排除用双重营养缺陷型菌株A-B-C+D+和A+B+C-D-混合培养，结果仍出现原养型菌落。两个基因同时回复突变，则其可能性只有＜10-16(10-8×10-8)，这种几率在平板上是很难检测到的，所以混合培养能出现10-5——10-6频率的菌落一定是重组的结果。本文档共160页；当前第123页；编辑于星期三\9点35分（4）基因重组的证实1)原养型细菌的三种可能性：异核体、杂合二倍体、单倍重组体。

异核体和杂合二倍体在继续培养过程中或多或少会出现分离现象，也就是说在原养型的后代中或多或少会出现缺陷型细菌。可是，营养缺陷型细菌的混合培养中出现的原养型菌落的基因是稳定的，所以这种原养型可能就是单倍重组体。本文档共160页；当前第124页；编辑于星期三\9点35分2）杂交子代类型的分析A-B-C+D+1ac-smrT1s×A+B+C-D-lac+smsTlr杂交本文档共160页；当前第125页；编辑于星期三\9点35分2、接合的定义：供体菌（“雄性”）通过性菌毛与受体菌（“雌性”）直接接触，把F质粒或其携带的不同长度的核基因组片段传递给后者，使后者获得获得若干新遗传性状的现象，称为接合。通过接合而获得新遗传性状的受体细胞称为接合子。3、F质粒（1）F质粒的特性1）是一种附加体2）可传递3）可消除4）是一种遗传性状5）是合成性菌毛基因的载体，也是决定细菌性别的物质基础。本文档共160页；当前第126页；编辑于星期三\9点35分（2）E.coliF质粒的4种存在方式及相互联系1）根据大肠杆菌细胞内有无F质粒及F质粒在细胞内的存在状态可将细胞分为4种类型：F-、F+、Hfr及F’。①F+菌株：即“雄性”菌株，指细胞内含有一至几个F质粒，而且F质粒以自主复制形式存在。F+菌株细胞表面着生一至几条性菌毛。②F-菌株：即“雌性”菌株，指细胞内不含F质粒，细胞表面也无性菌毛的菌株。③Hfr菌株：即高频重组菌株，是指F质粒通过同源重组整合到宿主的染色体上，随着宿主染色体的复制而复制。④F’菌株：携带了宿主的一部分染色体的F质粒称为F’质粒。凡携带F’质粒的菌株称为初生F’菌株；通过F’菌株与F-菌株的接合可使后者也成为F’菌株，即为次生F’菌株。

本文档共160页；当前第127页；编辑于星期三\9点35分2)E.coli四种接合型菌株的联系本文档共160页；当前第128页；编辑于星期三\9点35分①F+xF-杂交→2F+

本文档共160页；当前第129页；编辑于星期三\9点35分②Hfr×F-a.过程：结果仍是Hfr细胞和F-细胞本文档共160页；当前第130页；编辑于星期三\9点35分b.意义——接合中断法接合中断法（即中断杂交）：就是将两个菌株在培养液中进行通风培养，每隔一定时间取样，把菌液放入组织捣碎器里搅拌以中断杂交，经过稀释接种到鉴别培养基上，待形成菌落后鉴定它们的基因型。原理：Hfr×F-杂交中的DNA转移过程存在着严格的顺序性，所以，在实验室中可以每隔一定时间利用强烈搅拌等措施，使接合细胞对中断其接合，以获得呈现不同数量Hfr性状的F-接合子。根据这一原理，就可选用几种有特定整合位点的Hfr菌株，使其与F-菌株进行接合，并在不同时间使接合中断，最后根据F-中出现Hfr菌株中各种性状的时间早晚(用分钟表示)，画出