1、第七章細菌與病毒的遺傳(一 ) 名詞解釋 :原養(yǎng)型 :如果一種細菌能在基本培養(yǎng)基上生長,也就就是它能合成它所需要的各種有機化合物,如氨基酸、維生素及脂類,這種細菌稱為原養(yǎng)型。轉(zhuǎn)化 (transformation): 指細菌細胞 (或其她生物 )將周圍的供體dna,攝入到體內(nèi),并整合到自己染色體組的過程。轉(zhuǎn)導(dǎo) :以噬菌體為媒介,把一個細菌的基因?qū)肓硪粋€細菌的過程。即細菌的一段染色體被錯誤地包裝在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼內(nèi),通過感染轉(zhuǎn)移到另一受體菌中。性導(dǎo) (sexduction): 細菌細胞在接合時,攜帶的外源dna 整合到細菌染色體上的過程。接合 (coniugation): 指遺傳物質(zhì)從供體“雄

2、性”轉(zhuǎn)移到受體“雌性”的過程。hfr 菌株 :高頻重組菌株,f 因子通過配對交換,整合到細菌染色體上。共轉(zhuǎn)導(dǎo) (并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo) )(cotransduction): 兩個基因一起被轉(zhuǎn)導(dǎo)的現(xiàn)象稱。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) :能夠轉(zhuǎn)導(dǎo)細菌染色體上的任何基因。局限轉(zhuǎn)導(dǎo) :由溫與噬菌體 (、 )進行的轉(zhuǎn)導(dǎo)稱為特殊轉(zhuǎn)導(dǎo)或限制性轉(zhuǎn)導(dǎo)。以噬菌體的轉(zhuǎn)導(dǎo) , 可被轉(zhuǎn)導(dǎo)的只就是噬菌體在細菌染色體上插入位點兩側(cè)的基因。att 位點 :噬菌體與細菌染色體上彼此附著結(jié)合的位點,通過噬菌體與細菌的重組 ,噬菌體便在這些位點處同細菌染色體整合或由此離開細菌染色體。原噬菌體 (prophage):某些溫與噬菌體侵染細菌后,其 dna 整合到宿主

3、細菌染色體中。處于整合狀態(tài)的噬菌體 dna 稱為。溶原性細菌 :含有原噬菌體的細胞,也稱溶原體。f菌株 :帶有 f 因子的菌株作供體 ,提供遺傳物質(zhì)。(二 ) 就是非題 :在大腸桿菌中 ,“部分二倍體”中發(fā)生單數(shù)交換,能產(chǎn)生重組體。 (-)由于 f 因子可以以不同的方向整合到環(huán)狀染色體的不同位置上,從而在結(jié)合過程中產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)移原點與轉(zhuǎn)移方向。 (+)受體細菌可以在任何時候接受外來的大于800bp 的雙鏈 dna 分子。 (-)在中斷雜交試驗中,越早進入 f-細胞的基因距離f+因子的致育基因越遠。(+)在接合過程中 ,hfr菌株的基因就是按一定的線性順序依次進入f-菌株的 ,距離轉(zhuǎn)移原點愈近的

4、基因 ,愈早進入 f-細胞。 (+)f 因子整合到宿主細胞染色體上,偶然會帶有細菌染色體片段不準確環(huán)出,這時的 f 因子為 f因子。 (+)f因子由于帶有宿主細胞染色體片段,所以很容易整合到宿主細胞上。 (+)特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)就是由溫與噬菌體進行的轉(zhuǎn)導(dǎo)。(-)轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)導(dǎo)在進行細菌遺傳物質(zhì)重組的過程中,其媒介就是不同的 ,前者就是噬菌體 ,后者就是細菌的染色體。 (-)f因子所攜帶的外源 dna 進入受體菌后 ,通過任何形式的交換都能將有關(guān)基因整合到受體菌染色體組中。 (-)(三 ) 選擇題 :1.在 hfr f-的雜交中 ,染色體轉(zhuǎn)移過程的起點決定于(2)(1)受體 f-菌株的基因型 (2)hfr菌

5、株的基因型(3)hfr 菌株的表現(xiàn)型(4)接合的條件2.在 e、coli f(+)str(s)lac(+) 與 f(-)str(r)lac(-) 兩菌株的雜交中 ,預(yù)期的菌株將在下列哪種培養(yǎng)基上被選擇出來 (2):(1)乳糖培養(yǎng)基(2)乳糖、鏈霉等培養(yǎng)基(3)葡萄糖、 str 培養(yǎng)基(4)阿拉伯糖培養(yǎng)基3.在噬菌體的繁殖過程中,形成噬菌體顆粒的時候,偶而會發(fā)生錯誤將細菌染色體片段包裝在噬菌體蛋白質(zhì)外殼內(nèi)。這種假噬菌體稱為(4)。(1)假噬菌體(2)f 因子(3)溫與性噬菌體(4) 轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒4.大腸桿菌 a 菌株 (met-bio-thr+leu+) 與 b 菌株 (met+bio+thr-le

6、u-) 在 u 型管實驗培養(yǎng)后出現(xiàn)了野生型 (met+bio+thr+leu+), 證明了這種野生型的出現(xiàn)可能屬于 (2)(1)接合(2)轉(zhuǎn)化(3)性導(dǎo)(4)都不就是(四 ) 填空題 :1.在原核生物中 ,( )就是指遺傳物質(zhì)從供體轉(zhuǎn)換到受體的過程 ;以噬菌體為媒介所進行的細菌遺傳物質(zhì)重組的過程稱 ( )。接合轉(zhuǎn)導(dǎo)2.戴維斯的“ u”型管試驗可以用來區(qū)分細菌的遺傳重組就是由于( )還就是由于( )。轉(zhuǎn)化接合3.細菌的遺傳重組就是由接合還就是由轉(zhuǎn)導(dǎo)所致,可以通過( )試驗加以鑒別,其依據(jù)就是( )。u 型管細菌就是否直接接觸4.用 s(35)標記的噬菌體感染細菌放在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),而后分離菌體

7、與培養(yǎng)液,絕大部分的放射性將在 ( )測得。液體培養(yǎng)基5.將 e、 coli 放入含有氚標記的胸腺嘧啶培養(yǎng)基中培養(yǎng)一個世代,取出后再在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 2 個世代 ,被標記的細胞比例應(yīng)該就是( )。25%6.入噬菌屬于 ( )噬菌體 ,噬菌體就是通過一種叫做( )的擬有性過程實現(xiàn)遺傳重組。溫合性轉(zhuǎn)導(dǎo)7.用 ab+菌株與 a+b 菌株混合培養(yǎng)可形成 ab、 a+ b+重組型。但在混合前 ,如果把它們分別放在戴維斯 u 型管的兩側(cè) ,若不能形成重組體 ,說明其重組就是通過 ( )產(chǎn)生的。如果重組前用dna 酶處理 ,若不能形成重組體 ,說明其重組就是通過 ( )產(chǎn)生的。如果在重組前用抗血清

8、(如p22)處理 ,若不能形成重組體 ,說明其重組就是通過 ( )產(chǎn)生的。接合轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)8.野生型 t4 噬菌體能侵染大腸桿菌b 菌株與 k12( )株 ,形成小而邊緣模糊的噬菌斑,而突變型 t4 噬菌體能侵染大腸桿菌b 菌株 ,形成大而邊緣清楚的噬菌斑,但不能侵染 k12( )株。通過兩種不同突變型的雜交,可以估算出兩個突變型之間的重組值,大腸桿菌 k12()株在估算兩個突變型重組值試驗中的作用就是( )。選擇重組體9.以噬菌體為媒介所進行的細菌遺傳物質(zhì)的重組過程稱為( )。轉(zhuǎn)導(dǎo)(五 ) 問答與計算 :1.從遺傳學的角度瞧 ,細菌雜交與高等生物的雜交的主要區(qū)別就是什么？答: 高等生物遺傳物質(zhì)的

9、傳遞就是通過減數(shù)分裂與受精作用進行的,并遵守分離規(guī)律,兩親的遺傳貢獻就是相等的。 而細菌遺傳物質(zhì)的傳遞就是單向的,不遵守分離規(guī) 律 ,兩親的遺傳貢獻就是不相等的。2.為什么在特殊轉(zhuǎn)導(dǎo)中 ,環(huán)狀染色體比棒狀染色體容易溶源化？答 :特殊性轉(zhuǎn)導(dǎo)就是由噬菌體染色體從供體(宿主 )染色體上環(huán)出的特定基因的轉(zhuǎn)導(dǎo), 轉(zhuǎn)導(dǎo)體本身為環(huán)狀。 與環(huán)狀受體染色體只要一個單交換即可插入,而與棒狀染 色體則要偶數(shù)次交換方能插入。3.為什么用p(32)與s(35)標記噬菌體能證明進入細菌細胞的遺傳物質(zhì)就是dna而不就是蛋白質(zhì)？答: 因為dna 分子不含s 而含p,而蛋白質(zhì)分子含s 而不含p,因此利用p(32)標記的只能就是

10、dna,而 s(35)標記的只能就是蛋白質(zhì),而不就是dna。經(jīng)過測定 ,如果進入細菌的就是不就是 s(35),就證明噬菌體的遺傳物質(zhì)就是dna 而不就是蛋白質(zhì)。4.原噬菌體位于e、 coli 的 gal 與 bio 基因之間 ,而 lac 與 gal 基因相距約10 分鐘。lac-gal 轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒的機率有多大？答: 機率近于零。因為lac 座位太遠 ,不能噬菌體的頭部。5.某菌株的基因型為acnrx,但基因的順序不知道。用其dna 去轉(zhuǎn)化基因型為acnrx產(chǎn)生下列基因型的菌株:acnrx,acnrx,acnrx,acnrx與 acnrx 等,問 acnrx的順序如何？p(32)而問得到的菌株

11、,答 :nxarc或 craxn6.用一野生型菌株的dna 轉(zhuǎn)化ala- pro-arg- 的突變型菌株, 產(chǎn)生下列不同類型的菌落 :ala+pro+arg+(8400),ala+pro-arg+(2100),ala+pro-arg+(840),ala+pro+arg-(420),ala-pro+arg+(1400),ala-pro-arg+(840),ala-pro+arg-(840) 。求這些基因間遺傳圖距與順序？答 :rf(ala-pro)=0、 37; rf(ala-arg)=0、 25; rf(pro-arg)=0、307.用一般性轉(zhuǎn)導(dǎo)對細菌的三個基因作圖,宿主細胞就是a+bc+。轉(zhuǎn)

12、導(dǎo)噬菌體感染這個細胞,裂解釋放后,再悉染ab+c細胞,獲得各基因型細胞如下:a+b+c,3 ;a+bc+,46 ;a+b+c+,27 ,abc+,1 ;a+bc,23。三基的順序及各距如何(假定abc總就是并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo))？答:b 31a 27 c8.為了確定t4 噬菌體 r 區(qū)兩突變間的重組值,用兩種突變噬菌體加倍感染大腸桿菌品系b。裂解液以 1:10(7)比例稀釋后涂敷在品系k 上 ,又以 1:10(9) 比例稀釋后涂敷在品系b 上。在 k與 b 中分別發(fā)現(xiàn) 2 個與 20 個噬菌斑。試計算重組值？答:0、2。9.在 hfr leu+ str s f- leu- strr 中 ,如果要得到重組體

13、leu+ strr,如何選擇重組體？為什么？ (leu+為亮氨酸原養(yǎng)型,leu-為亮氨酸營養(yǎng)缺陷型,str s 為鏈霉素敏感型,strr霉素抗性 )。答: 在基本培養(yǎng)基中加鏈霉素。因為重組體leu+ strr 就是抗鏈霉素的,而 hfr leu+ str s 后菌株就是鏈霉素敏感型,在有鏈霉素的培養(yǎng)基上將被殺死。為鏈10.解釋為什么不同的 hfr 菌株具有不同的轉(zhuǎn)移起點與方向？答: 不同 hfr 株的 f 因子整合到細菌染色體中的位點及方向不同決定了轉(zhuǎn)移起點與方向。;f 因子的位置與方向11.細菌與病毒的遺傳物質(zhì)的傳遞方式與真核生物有何不同？答 :細菌缺乏明確的核膜與線粒體等細胞器,也不能進行

14、典型的有絲分裂與減數(shù)分裂,因此它的染色體傳遞與重組方式與真核生物不盡相同。病毒就是比細菌更為簡單的生物,它們也就是只有一條染色體,即單倍體。有些病毒的染色體就是dna,另外一些病毒的染色體就是rna。所以病毒主要就是由蛋白質(zhì)外殼及其包被的核酸所組成的顆粒。由于病毒缺乏代謝與分裂所必要的細胞質(zhì)與細胞器,所以它們必須侵染細胞并接管宿主細胞的代謝機器,以提供本身所需要的一切物質(zhì)。 她們必須生活在細胞內(nèi)。真核生物的有性過程特征在于形成配子時的減數(shù)分裂。遺傳物質(zhì)的交換、分離與獨立分配的機制都就是通過減數(shù)分裂實現(xiàn)的。雖然細菌與病毒不具備真核生物配子進行融合的過程,但它們的遺傳物質(zhì)也必須從一個細胞傳遞到另一

15、個細胞,并且也能形成重組體。細菌獲取外源遺傳物質(zhì)有四種不同的方式:轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)與性導(dǎo)。當一個細菌被一個以上的病毒粒子所侵染時,噬菌體也能在細菌體內(nèi)交換遺傳物質(zhì),如果兩個噬菌體屬于不同品系,那么它們之間可以發(fā)生遺傳物質(zhì)的部分交換(重組 )。12.用噬菌體 p1 進行普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) ,供體菌的標記就是 pur+nad-pdx+, 受體菌的標記就是 pur-nad+pdx- 。轉(zhuǎn)導(dǎo)后選擇具有 pur+ 的轉(zhuǎn)導(dǎo)子 ,然后在 1000 個 pur+轉(zhuǎn)導(dǎo)子中 ,檢定其它供體菌的標記就是否同時轉(zhuǎn)導(dǎo)過來。具體結(jié)果如下:基因型菌落數(shù)nad+pdx+ 12nad+pdx- 243nad-pdx+ 501nad-p

16、dx- 244合計1000請問 :1、 pur 與 nad 的共轉(zhuǎn)導(dǎo)率就是多少？2、 pur 與 pdx 的共轉(zhuǎn)導(dǎo)率就是多少？3、 nad 與 pdx 在 pur 的同一邊 ,還就是在它的兩側(cè)？4、您能作出這三個標記基因的遺傳連鎖圖不？請在此基礎(chǔ)上解釋上述的實驗結(jié)果。答 :1、 pur 與 nad 的共轉(zhuǎn)導(dǎo)率就是 :pur+nad-501+244501+244+12+243pur+nad+ pur+nad- 100%= 100%=74、5%2、 pur 與 pdx 的共轉(zhuǎn)導(dǎo)率就是:501+12pur+pdx+501+244+12+243pur+pdx-+ pur+pdx+ 100%= 100%=51、3%3、依傳統(tǒng)作圖原理,三個基因位點的交換重組中,位于中間的基因重組子個數(shù)最少,在這里有 12 個 pur+nad+pdx+, 與供體 pur+nad-pdx+ 類型相比較 ,基因 nad+發(fā)生了改變 ,所以 nad 位于中間 ,也就就是 nad 與 pdx 在 pur 的同一邊。4、根據(jù)上面的計算與推論可知,這三個標記基因的遺傳連鎖圖為:pur nad pdxpur+nad-pdx+ 為親本型類型 ,所以其數(shù)目最多。因為pur+nad-pdx- 與 pur+nad+pdx- 為單交換類型 ,所以數(shù)目次