第七章 细菌和病毒的遗传细菌和蓝绿藻 属于原核生物：
一个 线条状 或 环状 染色体 (单倍体结构 )；
无典型的有丝分裂和减数分裂；
染色体传递和重组方式与真核生物不同。
病毒,
比细菌更简单；
在寄主细胞内以集团形式产生；
属于只有一条染色体的单倍体。
第一节 细菌和病毒遗传研究的意义
1.大小,细胞较小、长约 1.2um,宽约 0.5um；
2.结构,鞭毛、细胞壁、质膜、间体、核质体、核糖体
3.遗传物质,单个主染色体、一个或多个小染色体（质粒）
一、细菌：
研究细菌遗传的方法：主要是对细菌菌落形态的遗传研究
(如图，霉菌菌落 )
原则上说，培养皿中每个细菌长成的菌落应具有共同的遗传组成，但是由于偶然发生的突变：形态性状的突变，生理特性的突变或抗性的突变，而使这些突变后的细菌所形成的菌落与其他的菌落有所不同。
菌落形态性状的突变包括：菌落的形状、
颜色和大小等。
(如图，菌落形态性状 )
4.涂布和繁殖,每个细胞在较短时间内 (如一夜 )能裂殖到
107个子细胞? 成为肉眼可见的菌落或克隆 (Clone)。
5.生理特性突变：
①,营养缺陷型：
丧失合成某种营养物质能力，不能在基本培养基上生长；
原养型,野生菌株则可在基本培养基上生长。
用不同的选择性培养基? 测知突变的特性。
②,抗性突变型：
如抗药性或抗感染性。
例如：青霉素 (penr,r代表 resistance)抗性突变的菌落。
测定突变的方法 ── 影印法：
黎德伯格等 (Lederberg和 Lederberg,1952)设计。
Lederberg J.,1958
Nobel奖获得者，
发现细菌转导和接合培养基中加有 青霉素抗 青霉素 的菌?生长没有细胞结构，是单倍体，只有一条染色体。
病毒? 蛋白质外壳 + 包被在内的核酸。
烟草花叶病毒 腺病毒 T4 噬菌体 爱滋病病毒
RNA DNA DAN RNA
病毒分类：
寄主,动物、植物、细菌；
遗传物质,DNA 或 RNA。
二、病毒：
病毒中没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体。所以，
病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代谢合成机器，才能合成新的病毒后代。
感染细菌的病毒又叫噬菌体 (bacteriophage),是目前了解比较清楚的病毒。
噬菌体 对于分子生物学的研究具有非常重要的贡献。
常见几个主要噬菌体的特性质见表 7－ 1。
1．世代周期短：
大肠杆菌 (E,Coli)20分钟可繁殖一代。
2．便于管理和生化分析：
个体小，一般在 1u至几 u之间，因一支试管可以储存数以百万计的细菌和病毒，操作管理方便。
三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性：
3．便于研究基因突变：
裸露的 DNA分子 (有的病毒为 RNA分子 )，易受环境条件的影响而发生突变；单倍体生物，不存在显性掩盖隐性问题，突变均能表现出来。
4．便于研究基因的作用：
影印培养,易检出营养缺陷型突变，有利于从生化角度来研究基因的作用。
5．便于基因重组研究：
细菌具有转化、转导和接合作用，利用这些特性可以进行精密的 遗传学分析。
6,便于研究基因结构、功能及调控机制：
细菌和病毒的 遗传物质简单,基因定位、结构分析及其分离易于进行，基因的表达调控也适于用生理生化的方法进行深入的研究。
7,便于进行遗传操作：
染色体结构简单,没有组蛋白和其它蛋白的结合，更宜于进行遗传工程的操作。
第二节 噬菌体的遗传分析
1,结构简单：
蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。
2,多样性的原因：
外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构的不同。
3,两大类 (据噬菌体 DNA在宿主细菌内的特点 )：
① 烈性噬菌体,能引起寄主细胞裂解的噬菌体。
例,T噬菌体系列 (T1-T7)；
② 温和性噬菌体,侵入寄主细胞后，不使寄主细胞裂解的噬菌体。 具容源性的 P1和 λ 噬菌体。
一、噬菌体的结构：
㈠,烈性噬菌体：
1,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；
末端,由基板、尾针和尾丝组成。
T偶列噬菌体
2,T偶列噬菌体的侵染过程（如 T4噬菌体）：
尾丝固定大肠杆菌，遗传物质注入? 破坏寄主 细胞原有的遗传物质? 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? 溶菌酶裂解细菌? 释放出数百个噬菌体。
T4噬菌体从大肠杆菌中释放
㈡,温和性噬菌体：
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。
①,λ 噬菌体：
噬菌体侵入后,细菌不裂解? 附在 E.coli染色体上的
gal和 bio位点间的 attλ 座位上? 通过交换 整合 到细菌染色体，并能阻止其它 λ 噬菌体的超数感染。
1,溶源性的生活周期：
②,P1噬菌体：
它 并不整合到 细菌的染色体上，而是 独立 地存在于细胞质内。
只有少数基因活动，表达出阻碍物关闭其它基因。
原噬菌体经 诱导 可转变为 烈性噬菌体? 裂解途径。
原噬菌体,整合在宿主基因组中的噬菌体。
2,P1和 λ 噬菌体的特性：
①,P1和 λ 各代表不同的溶原性类型：
P1噬菌体,侵入后并不整合到细菌的染色体上，独立存在于细胞质内；
λ 噬菌体,通过交换整合到细菌染色体上。
②,溶源性细菌分裂? 两个子细胞,
P1噬菌体复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝；
λ 噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。
③,共同特点,核酸既不大量复制，也不大量转录和翻译。
第三节 细菌的遗传分析一、转化（ transformation）：
概念,指某些细菌能通过其细胞膜 摄取 周围供体的染色体片段，将此外源 DNA片段通过 重组 加入自己染色体组的过程。
1928年，格里费斯 (Griffith F.)在肺炎双球菌中发现转化现象。
1944年，阿委瑞 (Avery O,T.)成功地进行了肺炎双球菌转化试验；证实遗传物质是 DNA；转化是细菌交换基因的方法之一。
细菌中的大部分的转化工作是用下面 三种细菌完成的,肺炎双球菌，枯草杆菌和流感嗜血杆菌。
转化主要分为二个步骤进行,
(一 )供体 DNA与受体细胞间的接触与互作肺炎双球菌转化,DNA片断至少有 800个碱基对；
枯草杆菌的转化,DNA片断至少有 16000个碱基对。
转化的第一步是使转化 DNA与受体细菌间的成功地相互作用，这包括,转化片段的大小、形态、浓度和受体细胞的生理状态。
①,转化片断的大小：
②,供体 DNA分子存在的数目：
对特定基因来说，供体 DNA分子数目与成功转化有关。
链霉素抗性基因转化,在每个细胞含有 10个 DNA分子之前，
抗性转化体数目一直与 DNA分子存在数目成正比。
原因,在细菌的细胞壁或细胞膜上有固定数量的 DNA接受座位,故一般细菌摄取的 DNA分子数 小于 10个。
③,受体的生理状态：
受体细胞 必须在生理上 处于感受态 。
这种感受态只能发生在细菌生长周期的 某一时间范围内,在感受态内，活跃合成的蛋白质的细菌细胞壁多少发生改变而 易于接受转化 DNA。
㈡,转化 DNA的摄取和整合过程：
细菌中的转化，包括 供体 DNA的结合与穿入，联会和整合 。
当细菌处于 感受态 时，外源双链 DNA分子可结合在受体细胞表面的 接受座位上 。细菌在摄取外源 DNA时，
由 DNA移位酶降解其中一条链，并利用降解这条链产生的能量，将另一条链拉进细胞中。
①,结合与穿入：
供体单链 DNA片段一旦进入细胞，按各个不同的位点与其相应的受体 DNA片段联会。
②,联会：
单链的转化 DNA通过与受体 DNA对应位点的 置换 从而稳定地参入到受体 DNA中。
③,整合 (重组 )：
转化动化
(三 )转化和基因重组作图例如：黎德伯格等用枯草杆菌进行转化和重组试验
DNA 片段进入受体细胞之后，可与受体染色体发生重组。 紧密连锁 的两个基因有较多的机会包括在同一个 DNA片段中，并同时整合到受体染色体中。
Trp2 his2 tyr1
<----------- 34-----------> <----13------->
<--------------------40--------------------->
三者并发转化的频率最高，故这 3个基因是连锁的，
其中 his2和 tyr1连锁紧密：
单交换时，染色体开环易降解，故不存在单交换类型；
只有双交换和偶数的多交换才有效的。
二、接合（ conjugation）：
1.概念,是指原核生物的遗传物质从 供体 (donor)转移到 受体 (receptor)内的过程。
特点,需通过 细胞的直接接触 。
B菌株,Met+ bio+ thr- leu-，
需加 苏氨酸 和 亮氨酸 。
不同营养缺陷型的大肠杆菌：
A菌株,Met- bio- thr+ leu+，
需加 甲硫氨酸 和 生物素 。
2．实例：黎德伯格和塔特姆（ 1946年）：
A菌株和 B菌株营养缺陷型，不能在基本培养上生长。
A+B菌株混合培养,在完全培养基上，几小时后离心，涂布基本培养,长出原养型 (Met+bio+ thr+ leu+)菌落。
这种原养型细胞如何出现？
转化？ 细胞间直接接触而发生遗传物质交换和重组?
A,B菌株分别培养在基本培养基上? 一边加压和吸引使培养液充分混合? 结果任何一臂的培养基上均未长出原养型细菌。
∴ 直接接触 (接合 )是原养型细胞出现的必要条件。
大分子可通过，细菌不能通过
Hayes(1952)试验证明,
接合过程是一种 单向 转移，
A菌株遗传物质? B菌株，
从供体,donor” 到受体
,receptor” 。
⑴,F 因子,致育因子 (性因子 )，是一种附加体。
携带 F因子的菌株称为供体菌或雄性，用 F＋ 表示。
未携带 F因子的菌株为受体菌或雌性，用 F－ 表示。
㈠,F因子及 F＋ 向 F－ 的转移：
⑵,F 因子的组成：
染色体外遗传物质，
环状 DNA；
40-60个蛋白质基因；
2-4个 /细胞 (雄性内 )。
⑶,F 因子的三种状态：
以大肠杆菌为例：
②,一个自主状态 F因子，即 F＋ ；
③,带有一个整合的 F因子的细胞叫高频重组细胞,Hfr细胞。
①,没有 F因子，即 F－；
⑷,自主状态时
F 因子独立进行分裂。
F＋ × F－,先形成接合管,F因子的 DNA边转移边复制,F－ 细胞
F＋ 细胞。
F因子整合到细菌染色体上
(F＋? Hfr细胞 ),其繁殖与细菌染色体同步进行 。
此时，细菌基因的 重组频率增加 4倍 以上，因此染色体上整合有 F因子的菌株，
称为 Hfr菌株 。
㈡,Hfr细胞的形成及染色体的转移,
细菌染色体由一小段单链的 F因子为前导而转移到 F-受体? 边进入边合成。一般情况下仅小部分细菌染色体能够转入，接合中断? 受体细胞仍为 F－,F因子仍留在供体内。
当 F因子复制完成后,F-变成 F+(动画 )。
部分二倍体中发生交换,
单数交换,打开环状染色体，产生一个线性染色体，这种细胞是不能成活的。
偶数交换,产生可遗传的重组体和片段。
部分二倍体,当 F＋或 Hfr的细菌染色体进入 F－后，在一个短时期内,F－细胞内的 某些位点就会成为二倍体的 DNA。
三、性导（ sexduction）,
性导,指接合时由 F’因子所携带的外源 DNA整合到细菌染色体的过程。
F 因子整合过程,
可逆，发生环出时,F因子又可重新离开染色体。
Adelberg和 Burns(1959)：
￡ F因子偶尔在环出时不够准确，会携带出染色体上的一些基因，这种因子称为 F’因子 。
￡ F’因子 携带染色体的节段大小：从一个标准基因到半个细菌染色体。
F’因子使细菌带有某些突出的特点：
⑴,F’因子转移基因比率极高，如同 F+因子转移比率；
⑵,F’因子的自然整合率极高，并且整合在 一定的座位上。
∵ 携带有与细菌染色体一样的同源区段；而正常 F
因子可在 不同座位 整合。
雅科和阿代尔伯格发现：
特殊的 Hfr菌株能把 lac+ 等位基因 高频率 地转移到 F lac-
受体之中。
∵ ①,lac基因位于远端，中断杂交实验中只有 1/1000重组率 ；
②,由 F’携带 lac+ 基因进入受体后可在 lac位点上形成部分二倍体 F'lac+ / lac-。
性导在大肠杆菌遗传研究中的作用：
①,每个 F’因子携带有不同大肠杆菌基因，包括全部染色体基因，可以分离出大量的 F’因子，利用不同基因在一起的并发性导的频率来作图；
②,通过性导产生部分二倍体，确定等位基因位置、显隐性关系提供了重要方法；
③,性导形成的部分二倍体可用作互补测验，确定两个突变类型是否属于同一个基因。
1.概念,是指以 噬菌体为媒介 进行细菌遗传物质重组的过程，是细菌遗传物质传递和交换方式之一。
2.特点：
以噬菌体为媒介? 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? 通过感染转移到另一个受体细胞内。
∵ 感染细菌的能力决定于噬菌体的蛋白质外壳。
四、转导（ transduction）：
3.例如：
黎德伯格与津德（ 1951）发现鼠伤寒沙门氏菌中转导现象。
⑴,将两个沙门氏菌的营养缺陷型进行杂交：
phe- try- tyr- met+ his+ × phe+ try+ tyr+ met- his-
↓混合培养在基本培养基 发现原养型的菌落频率为 1/105
不能合成苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸 不能合成甲硫氨酸和组氨酸
⑵,产生上述结果的原因,
①,是否属于恢复突变?
高频率的出现不可能是回复突变。
②,是否属于接合、性导?
戴维斯 U型管试验 (防止细胞直接接触 )? 结果也获得野生型重组体，排除由于接合或性导而产生基因重组可能性。
③,是否属于转化?
结果表现为不受 DNA酶的影响,排除了由于 DNA片断通过滤片经转化实现基因重组可能性。
⑶,唯一可能的结论是：这种重组通过一种过滤性因子实现。
这种过滤性因子称为 FA，不受 DNA酶的影响。
FA是一种噬菌体，称为 P22，溶源性的。
转导可分为 普遍性转导 和 特殊性转导 两大类。（自学）
㈠,普通性转导：
转导颗粒,把细菌染色体片段 包装在 噬菌体蛋白质外壳内而产生的 假噬菌体,其中并不包含噬菌体的遗传物质。
１,作用,可以转导细菌染色体组的任何不同部分。
溶源起始：
在染色体的特定位点整合。
㈡,特殊性转导,由温和噬菌体进行的转导。
2．噬菌体的类型；
⑴,烈性噬菌体,能破坏寄主细胞原有的遗传物质? 组装成许多子噬菌体? 使细菌裂解? 释放出子噬菌体。
⑵,温和性噬菌体：
特点,
①,核酸不大量复制、转录和翻译，具有溶源性的生活周期；
②,λ 噬菌体能通过交换而整合到细菌染色体上；
③,P1噬菌体则独立存在于细菌的细胞质内；
④,通过诱导 (如紫外线 )可转变为烈性噬菌体。
本章小结
1．细菌研究的影印培养法：
⑶,噬菌体的基因重组与作图,(不要求 )
通过双重感染? 两种噬菌体进行杂交?重组的噬菌斑
两基因之间的遗传距离。
3．细菌遗传分析中的基因转移：
四种不同的方式：转化、接合、性导和转导
一个 线条状 或 环状 染色体 (单倍体结构 )；
无典型的有丝分裂和减数分裂；
染色体传递和重组方式与真核生物不同。
病毒,
比细菌更简单；
在寄主细胞内以集团形式产生；
属于只有一条染色体的单倍体。
第一节 细菌和病毒遗传研究的意义
1.大小,细胞较小、长约 1.2um,宽约 0.5um；
2.结构,鞭毛、细胞壁、质膜、间体、核质体、核糖体
3.遗传物质,单个主染色体、一个或多个小染色体（质粒）
一、细菌：
研究细菌遗传的方法：主要是对细菌菌落形态的遗传研究
(如图，霉菌菌落 )
原则上说，培养皿中每个细菌长成的菌落应具有共同的遗传组成，但是由于偶然发生的突变：形态性状的突变，生理特性的突变或抗性的突变，而使这些突变后的细菌所形成的菌落与其他的菌落有所不同。
菌落形态性状的突变包括：菌落的形状、
颜色和大小等。
(如图，菌落形态性状 )
4.涂布和繁殖,每个细胞在较短时间内 (如一夜 )能裂殖到
107个子细胞? 成为肉眼可见的菌落或克隆 (Clone)。
5.生理特性突变：
①,营养缺陷型：
丧失合成某种营养物质能力，不能在基本培养基上生长；
原养型,野生菌株则可在基本培养基上生长。
用不同的选择性培养基? 测知突变的特性。
②,抗性突变型：
如抗药性或抗感染性。
例如：青霉素 (penr,r代表 resistance)抗性突变的菌落。
测定突变的方法 ── 影印法：
黎德伯格等 (Lederberg和 Lederberg,1952)设计。
Lederberg J.,1958
Nobel奖获得者，
发现细菌转导和接合培养基中加有 青霉素抗 青霉素 的菌?生长没有细胞结构，是单倍体，只有一条染色体。
病毒? 蛋白质外壳 + 包被在内的核酸。
烟草花叶病毒 腺病毒 T4 噬菌体 爱滋病病毒
RNA DNA DAN RNA
病毒分类：
寄主,动物、植物、细菌；
遗传物质,DNA 或 RNA。
二、病毒：
病毒中没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体。所以，
病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代谢合成机器，才能合成新的病毒后代。
感染细菌的病毒又叫噬菌体 (bacteriophage),是目前了解比较清楚的病毒。
噬菌体 对于分子生物学的研究具有非常重要的贡献。
常见几个主要噬菌体的特性质见表 7－ 1。
1．世代周期短：
大肠杆菌 (E,Coli)20分钟可繁殖一代。
2．便于管理和生化分析：
个体小，一般在 1u至几 u之间，因一支试管可以储存数以百万计的细菌和病毒，操作管理方便。
三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性：
3．便于研究基因突变：
裸露的 DNA分子 (有的病毒为 RNA分子 )，易受环境条件的影响而发生突变；单倍体生物，不存在显性掩盖隐性问题，突变均能表现出来。
4．便于研究基因的作用：
影印培养,易检出营养缺陷型突变，有利于从生化角度来研究基因的作用。
5．便于基因重组研究：
细菌具有转化、转导和接合作用，利用这些特性可以进行精密的 遗传学分析。
6,便于研究基因结构、功能及调控机制：
细菌和病毒的 遗传物质简单,基因定位、结构分析及其分离易于进行，基因的表达调控也适于用生理生化的方法进行深入的研究。
7,便于进行遗传操作：
染色体结构简单,没有组蛋白和其它蛋白的结合，更宜于进行遗传工程的操作。
第二节 噬菌体的遗传分析
1,结构简单：
蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。
2,多样性的原因：
外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构的不同。
3,两大类 (据噬菌体 DNA在宿主细菌内的特点 )：
① 烈性噬菌体,能引起寄主细胞裂解的噬菌体。
例,T噬菌体系列 (T1-T7)；
② 温和性噬菌体,侵入寄主细胞后，不使寄主细胞裂解的噬菌体。 具容源性的 P1和 λ 噬菌体。
一、噬菌体的结构：
㈠,烈性噬菌体：
1,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；
末端,由基板、尾针和尾丝组成。
T偶列噬菌体
2,T偶列噬菌体的侵染过程（如 T4噬菌体）：
尾丝固定大肠杆菌，遗传物质注入? 破坏寄主 细胞原有的遗传物质? 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? 溶菌酶裂解细菌? 释放出数百个噬菌体。
T4噬菌体从大肠杆菌中释放
㈡,温和性噬菌体：
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。
①,λ 噬菌体：
噬菌体侵入后,细菌不裂解? 附在 E.coli染色体上的
gal和 bio位点间的 attλ 座位上? 通过交换 整合 到细菌染色体，并能阻止其它 λ 噬菌体的超数感染。
1,溶源性的生活周期：
②,P1噬菌体：
它 并不整合到 细菌的染色体上，而是 独立 地存在于细胞质内。
只有少数基因活动，表达出阻碍物关闭其它基因。
原噬菌体经 诱导 可转变为 烈性噬菌体? 裂解途径。
原噬菌体,整合在宿主基因组中的噬菌体。
2,P1和 λ 噬菌体的特性：
①,P1和 λ 各代表不同的溶原性类型：
P1噬菌体,侵入后并不整合到细菌的染色体上，独立存在于细胞质内；
λ 噬菌体,通过交换整合到细菌染色体上。
②,溶源性细菌分裂? 两个子细胞,
P1噬菌体复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝；
λ 噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。
③,共同特点,核酸既不大量复制，也不大量转录和翻译。
第三节 细菌的遗传分析一、转化（ transformation）：
概念,指某些细菌能通过其细胞膜 摄取 周围供体的染色体片段，将此外源 DNA片段通过 重组 加入自己染色体组的过程。
1928年，格里费斯 (Griffith F.)在肺炎双球菌中发现转化现象。
1944年，阿委瑞 (Avery O,T.)成功地进行了肺炎双球菌转化试验；证实遗传物质是 DNA；转化是细菌交换基因的方法之一。
细菌中的大部分的转化工作是用下面 三种细菌完成的,肺炎双球菌，枯草杆菌和流感嗜血杆菌。
转化主要分为二个步骤进行,
(一 )供体 DNA与受体细胞间的接触与互作肺炎双球菌转化,DNA片断至少有 800个碱基对；
枯草杆菌的转化,DNA片断至少有 16000个碱基对。
转化的第一步是使转化 DNA与受体细菌间的成功地相互作用，这包括,转化片段的大小、形态、浓度和受体细胞的生理状态。
①,转化片断的大小：
②,供体 DNA分子存在的数目：
对特定基因来说，供体 DNA分子数目与成功转化有关。
链霉素抗性基因转化,在每个细胞含有 10个 DNA分子之前，
抗性转化体数目一直与 DNA分子存在数目成正比。
原因,在细菌的细胞壁或细胞膜上有固定数量的 DNA接受座位,故一般细菌摄取的 DNA分子数 小于 10个。
③,受体的生理状态：
受体细胞 必须在生理上 处于感受态 。
这种感受态只能发生在细菌生长周期的 某一时间范围内,在感受态内，活跃合成的蛋白质的细菌细胞壁多少发生改变而 易于接受转化 DNA。
㈡,转化 DNA的摄取和整合过程：
细菌中的转化，包括 供体 DNA的结合与穿入，联会和整合 。
当细菌处于 感受态 时，外源双链 DNA分子可结合在受体细胞表面的 接受座位上 。细菌在摄取外源 DNA时，
由 DNA移位酶降解其中一条链，并利用降解这条链产生的能量，将另一条链拉进细胞中。
①,结合与穿入：
供体单链 DNA片段一旦进入细胞，按各个不同的位点与其相应的受体 DNA片段联会。
②,联会：
单链的转化 DNA通过与受体 DNA对应位点的 置换 从而稳定地参入到受体 DNA中。
③,整合 (重组 )：
转化动化
(三 )转化和基因重组作图例如：黎德伯格等用枯草杆菌进行转化和重组试验
DNA 片段进入受体细胞之后，可与受体染色体发生重组。 紧密连锁 的两个基因有较多的机会包括在同一个 DNA片段中，并同时整合到受体染色体中。
Trp2 his2 tyr1
<----------- 34-----------> <----13------->
<--------------------40--------------------->
三者并发转化的频率最高，故这 3个基因是连锁的，
其中 his2和 tyr1连锁紧密：
单交换时，染色体开环易降解，故不存在单交换类型；
只有双交换和偶数的多交换才有效的。
二、接合（ conjugation）：
1.概念,是指原核生物的遗传物质从 供体 (donor)转移到 受体 (receptor)内的过程。
特点,需通过 细胞的直接接触 。
B菌株,Met+ bio+ thr- leu-，
需加 苏氨酸 和 亮氨酸 。
不同营养缺陷型的大肠杆菌：
A菌株,Met- bio- thr+ leu+，
需加 甲硫氨酸 和 生物素 。
2．实例：黎德伯格和塔特姆（ 1946年）：
A菌株和 B菌株营养缺陷型，不能在基本培养上生长。
A+B菌株混合培养,在完全培养基上，几小时后离心，涂布基本培养,长出原养型 (Met+bio+ thr+ leu+)菌落。
这种原养型细胞如何出现？
转化？ 细胞间直接接触而发生遗传物质交换和重组?
A,B菌株分别培养在基本培养基上? 一边加压和吸引使培养液充分混合? 结果任何一臂的培养基上均未长出原养型细菌。
∴ 直接接触 (接合 )是原养型细胞出现的必要条件。
大分子可通过，细菌不能通过
Hayes(1952)试验证明,
接合过程是一种 单向 转移，
A菌株遗传物质? B菌株，
从供体,donor” 到受体
,receptor” 。
⑴,F 因子,致育因子 (性因子 )，是一种附加体。
携带 F因子的菌株称为供体菌或雄性，用 F＋ 表示。
未携带 F因子的菌株为受体菌或雌性，用 F－ 表示。
㈠,F因子及 F＋ 向 F－ 的转移：
⑵,F 因子的组成：
染色体外遗传物质，
环状 DNA；
40-60个蛋白质基因；
2-4个 /细胞 (雄性内 )。
⑶,F 因子的三种状态：
以大肠杆菌为例：
②,一个自主状态 F因子，即 F＋ ；
③,带有一个整合的 F因子的细胞叫高频重组细胞,Hfr细胞。
①,没有 F因子，即 F－；
⑷,自主状态时
F 因子独立进行分裂。
F＋ × F－,先形成接合管,F因子的 DNA边转移边复制,F－ 细胞
F＋ 细胞。
F因子整合到细菌染色体上
(F＋? Hfr细胞 ),其繁殖与细菌染色体同步进行 。
此时，细菌基因的 重组频率增加 4倍 以上，因此染色体上整合有 F因子的菌株，
称为 Hfr菌株 。
㈡,Hfr细胞的形成及染色体的转移,
细菌染色体由一小段单链的 F因子为前导而转移到 F-受体? 边进入边合成。一般情况下仅小部分细菌染色体能够转入，接合中断? 受体细胞仍为 F－,F因子仍留在供体内。
当 F因子复制完成后,F-变成 F+(动画 )。
部分二倍体中发生交换,
单数交换,打开环状染色体，产生一个线性染色体，这种细胞是不能成活的。
偶数交换,产生可遗传的重组体和片段。
部分二倍体,当 F＋或 Hfr的细菌染色体进入 F－后，在一个短时期内,F－细胞内的 某些位点就会成为二倍体的 DNA。
三、性导（ sexduction）,
性导,指接合时由 F’因子所携带的外源 DNA整合到细菌染色体的过程。
F 因子整合过程,
可逆，发生环出时,F因子又可重新离开染色体。
Adelberg和 Burns(1959)：
￡ F因子偶尔在环出时不够准确，会携带出染色体上的一些基因，这种因子称为 F’因子 。
￡ F’因子 携带染色体的节段大小：从一个标准基因到半个细菌染色体。
F’因子使细菌带有某些突出的特点：
⑴,F’因子转移基因比率极高，如同 F+因子转移比率；
⑵,F’因子的自然整合率极高，并且整合在 一定的座位上。
∵ 携带有与细菌染色体一样的同源区段；而正常 F
因子可在 不同座位 整合。
雅科和阿代尔伯格发现：
特殊的 Hfr菌株能把 lac+ 等位基因 高频率 地转移到 F lac-
受体之中。
∵ ①,lac基因位于远端，中断杂交实验中只有 1/1000重组率 ；
②,由 F’携带 lac+ 基因进入受体后可在 lac位点上形成部分二倍体 F'lac+ / lac-。
性导在大肠杆菌遗传研究中的作用：
①,每个 F’因子携带有不同大肠杆菌基因，包括全部染色体基因，可以分离出大量的 F’因子，利用不同基因在一起的并发性导的频率来作图；
②,通过性导产生部分二倍体，确定等位基因位置、显隐性关系提供了重要方法；
③,性导形成的部分二倍体可用作互补测验，确定两个突变类型是否属于同一个基因。
1.概念,是指以 噬菌体为媒介 进行细菌遗传物质重组的过程，是细菌遗传物质传递和交换方式之一。
2.特点：
以噬菌体为媒介? 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? 通过感染转移到另一个受体细胞内。
∵ 感染细菌的能力决定于噬菌体的蛋白质外壳。
四、转导（ transduction）：
3.例如：
黎德伯格与津德（ 1951）发现鼠伤寒沙门氏菌中转导现象。
⑴,将两个沙门氏菌的营养缺陷型进行杂交：
phe- try- tyr- met+ his+ × phe+ try+ tyr+ met- his-
↓混合培养在基本培养基 发现原养型的菌落频率为 1/105
不能合成苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸 不能合成甲硫氨酸和组氨酸
⑵,产生上述结果的原因,
①,是否属于恢复突变?
高频率的出现不可能是回复突变。
②,是否属于接合、性导?
戴维斯 U型管试验 (防止细胞直接接触 )? 结果也获得野生型重组体，排除由于接合或性导而产生基因重组可能性。
③,是否属于转化?
结果表现为不受 DNA酶的影响,排除了由于 DNA片断通过滤片经转化实现基因重组可能性。
⑶,唯一可能的结论是：这种重组通过一种过滤性因子实现。
这种过滤性因子称为 FA，不受 DNA酶的影响。
FA是一种噬菌体，称为 P22，溶源性的。
转导可分为 普遍性转导 和 特殊性转导 两大类。（自学）
㈠,普通性转导：
转导颗粒,把细菌染色体片段 包装在 噬菌体蛋白质外壳内而产生的 假噬菌体,其中并不包含噬菌体的遗传物质。
１,作用,可以转导细菌染色体组的任何不同部分。
溶源起始：
在染色体的特定位点整合。
㈡,特殊性转导,由温和噬菌体进行的转导。
2．噬菌体的类型；
⑴,烈性噬菌体,能破坏寄主细胞原有的遗传物质? 组装成许多子噬菌体? 使细菌裂解? 释放出子噬菌体。
⑵,温和性噬菌体：
特点,
①,核酸不大量复制、转录和翻译，具有溶源性的生活周期；
②,λ 噬菌体能通过交换而整合到细菌染色体上；
③,P1噬菌体则独立存在于细菌的细胞质内；
④,通过诱导 (如紫外线 )可转变为烈性噬菌体。
本章小结
1．细菌研究的影印培养法：
⑶,噬菌体的基因重组与作图,(不要求 )
通过双重感染? 两种噬菌体进行杂交?重组的噬菌斑
两基因之间的遗传距离。
3．细菌遗传分析中的基因转移：
四种不同的方式：转化、接合、性导和转导
