病毒的遺傳分析第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)噬菌體的遺傳基礎(chǔ)一．病毒遺傳研究的意義和優(yōu)越性

①世代周期短，繁殖塊，繁殖系數(shù)高。②易于管理和進(jìn)行生物化學(xué)分析。③遺傳物質(zhì)比較簡單，用于研究基因結(jié)構(gòu)、功能及表達(dá)調(diào)控機(jī)制比較方便。④便于研究基因的突變。⑤便于研究基因的作用。⑥可用作研究高等生物的簡單模型。

第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一二．病毒的擬有性過程

擬有性過程:不經(jīng)過減數(shù)分裂和授精作用而導(dǎo)致遺傳物質(zhì)的重組的過程，是細(xì)菌或病毒獲取外源遺傳物質(zhì)的方式或途徑。

第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一三．病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與基因組病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一病毒的基因組特點(diǎn)①病毒的基因組大小相差較大，類型多樣；②多數(shù)RNA病毒的基因組是由連續(xù)的核糖核酸鏈組成，但也有些病毒的基因組RNA由不連續(xù)的幾條核酸鏈組成；③基因重疊；④冗余序列少或沒有；⑤基因?yàn)槎囗樂醋?；⑥絕大多數(shù)基因組都是單倍體；

⑦噬菌體（細(xì)胞病毒）的基因是連續(xù)的；而真核細(xì)胞病毒的基因是不連續(xù)的。第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一四．病毒的增殖與突變型增殖第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一烈性噬菌體生活周期第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一溫和噬菌體生活周期第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一噬菌斑形態(tài)突變型：條件致死突變型：在某些條件下，這些突變型是致死的，而在另一些條件下仍可進(jìn)行繁殖，從而得以擴(kuò)增進(jìn)行研究。常用的有兩大類條件致死突變：“抑制因子敏感”突變和“溫度敏感”突變。E.ColiB突變型宿主范圍突變型：E.ColiB+B2第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一T4野生型和突變型的區(qū)別類型不同大腸桿菌菌斑平板上表型BK(λ)S野生型小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑rI大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑rII大噬菌斑無噬菌斑（致死）小噬菌斑rIII小噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)噬菌體突變型的重組測(cè)驗(yàn)一．Benzer的重組測(cè)驗(yàn)與基因的精細(xì)結(jié)構(gòu)分析Benzer重組實(shí)驗(yàn)：r47+和+r104

第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一利用這種方法測(cè)得最小重組率的意義最小測(cè)得重組率=0.02%=0.02cMT4噬菌體圖距=1500cM(遺傳重組測(cè)得)T4噬菌體1.8105bp(生物化學(xué)測(cè)得)回頭看作圖的精度：0.02cM=2-3bp=[1.8105bp/1500cM]

0.02cM第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一二．T2突變型的兩點(diǎn)測(cè)交與作圖T2突變型及特性

細(xì)菌

BB2B+B2快速溶菌突變型：r大斑大斑大斑野生型：r+小斑小斑小斑T2宿主范圍野生型:

h+

+

-半透明T2宿主范圍突變型:

h+

+透明第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一

表現(xiàn)型基因型透明,小hr+親組合半透明,大h+r親組合透明,大hr重組合半透明,小h+r+重組合噬菌體重組值的計(jì)算

重組噬菌斑數(shù)重組值=

總噬菌斑數(shù)*100%第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一rxh+與r+h-雜交結(jié)果根據(jù)上表結(jié)果可以分別作出3個(gè)連鎖圖

第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一有四種可能的排列順序你能否確定這4個(gè)基因座的關(guān)系？還缺什么條件？怎么解決?為什么？？？？？第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一三．λ噬菌體的基因重組與作圖Kaiser(1955)，λ噬菌體的重組作圖。用UV照射獲得了5個(gè)λ噬菌體的突變型：

s型，噬菌斑較小，

mi型，噬菌斑特別小，

c型，噬菌斑完全清晰，

co1型，噬菌斑中間模糊，四周清晰，

co2型，噬菌斑的中部較co1型更為濃密。第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一四．T4突變型的三點(diǎn)測(cè)交與作圖

T4的mrtu

+++

三點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果

類型噬菌斑數(shù)%重組頻率%m-rr-tum-tu親本類型mrtu3467+++3279單交換型m++520+rtu474單交換型mr+853++tu965雙交換型m+tu162+r+172

合計(jì)1034269.6%9.6%∨∨17.5%∨∨3.3%∨∨作圖：m12.9r20.8tu

27.112.920.8第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)噬菌體突變型的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)一．互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)與順反子

Pwawa×wY

杏色白色F1waw×waY(杏色）

F2wawawawwaYwY

杏色白色在大量的F2群體中卻出現(xiàn)了1/1000野生型紅眼出現(xiàn)1.擬等位現(xiàn)象和順反位置效應(yīng)第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一Pwa+/wa+×+w/Y

F1wa+/+w×wa+/Y

（雌配子）

（雄配子）wa++wwaw++wa+Ywa++wwaw++wa++wwaw++

wa+wa+

wa+

wa+

YYYY第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一擬等位基因(pseudoalleles)：表型效應(yīng)相似，功能密切相關(guān)，在染色體上的位置又緊密連鎖的基因。這些基因產(chǎn)生的表型相似，但位置上并不等位。wa+/+w兩個(gè)突變分別在兩條染色體上，稱為反式（trans)，waw/++兩個(gè)突變同時(shí)排在一條染色體上，而另一條染色體上兩個(gè)位點(diǎn)均正常，稱為順式（cis)。反式表現(xiàn)為突變型，順式排列為野生型，這種由于排列方式不同而表型不同的現(xiàn)象稱為順反位置效應(yīng)（cis-transpositioneffect)

。第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（complementationtest）：也稱順反測(cè)驗(yàn)（cis-transtest），指將兩個(gè)突變分別處于順式和反式，根據(jù)其表型確定兩個(gè)突變是否是同一基因的試驗(yàn)（看順式反式排列是否有功能上的互補(bǔ)）。2.互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)原理與方法利用互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)確定順式排列或反式時(shí)能否發(fā)生功能互補(bǔ),順式排列能發(fā)生功能互補(bǔ)且反式排列也能互補(bǔ)，屬兩個(gè)順反子（兩個(gè)基因）。順式排列能發(fā)生功能互補(bǔ)且反式排列不能互補(bǔ)，是屬一個(gè)順反子（一個(gè)基因）。第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一斑點(diǎn)測(cè)試法（spottest）第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一順反子：Benzer把在反式構(gòu)型中不能互補(bǔ)的各個(gè)突變位點(diǎn)在染色體上所占的一個(gè)區(qū)域稱為一個(gè)順反子。一個(gè)順反子就是一個(gè)基因，就是一個(gè)基因座位，包含多個(gè)基因位點(diǎn)，是遺傳上的一個(gè)功能單位，但不是一個(gè)突變單位或重組單位。遺傳上的突變單位和重組單位是突變子（muton)和重組子(roecon)，突變子是基因內(nèi)改變后可以產(chǎn)生突變表型的最小單位。它只相當(dāng)與一個(gè)核苷酸對(duì)，不能將其定義為一個(gè)基因。重組子是基因內(nèi)不能有重組分開的遺傳單位，也不能將其定義為一個(gè)基因。所以：基因可分，可分為很多突變子和重組子。第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一同一基因內(nèi)兩個(gè)不同位點(diǎn)突變致使兩條原來相同的多肽轉(zhuǎn)變成兩條分別在不同位點(diǎn)上發(fā)生變異的多肽鏈，而后將這兩條多肽構(gòu)成雙重雜合子，這兩者配合起來，有可能表現(xiàn)出不同程度酶活性的恢復(fù)，這種現(xiàn)象稱為基因內(nèi)互補(bǔ)。二．T4條件致死突變型的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（自學(xué)）三．X174的條件致死突變的互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)（自學(xué)）四．基因內(nèi)互補(bǔ)第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一基因間互補(bǔ)基因內(nèi)互補(bǔ)發(fā)生機(jī)率普遍存在只少數(shù)能發(fā)生缺失突變能不能酶活性同野生型明顯低于野生型（僅25%）基因內(nèi)互補(bǔ)與基因間互補(bǔ)的區(qū)別第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)噬菌體T4rII的缺失突變

與作圖一．缺失作圖的原理第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一二．缺失作圖的方法第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)噬菌體基因組與位點(diǎn)專一性重組一．噬菌體的基因組第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第34頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一