第二章基因重组PPT讲稿.ppt
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1、第二章基因重组第1页,共74页,编辑于2022年,星期二 一一.微生物遗传体制的概念微生物遗传体制的概念第一节第一节 微生物的杂交和遗传体制微生物的杂交和遗传体制1杂交杂交:基因不同的个体或品种间通过接触使染色体重新搭配(组合)而产生新个体的过程叫杂交。而在杂交的群体中进行选育就叫杂交育种。第2页,共74页,编辑于2022年,星期二 基因重组涉及范 供受体关系整套染色体部分染色体个别或少数基因细胞融合真菌有性生殖真菌准性生殖细胞暂时沟通细菌杂交F因子转导R因子转移细胞不接触转导转化基因重组类别2.微生物遗传体制第3页,共74页,编辑于2022年,星期二 对于高等动,植物而言,他的某些细胞(精原
2、细胞和卵原细胞都是二倍体(2n),通过减数分裂而产生单倍体的生殖细胞,通过受精作用又成为二倍体细胞,并进一步发育为双倍体的个体,这一过程称为生活史。二、微生物杂交和他们生活史的关系所谓生活史:所谓生活史:第4页,共74页,编辑于2022年,星期二(一)高等动植物生活史高等动植物生活史双倍体细胞减数分裂单倍体细胞双倍体细胞减数分裂单倍体细胞个体配偶子异核体细胞(暂时存在)双倍体细胞(结合子)(二)大肠杆菌二)大肠杆菌k-12生活史生活史单倍体细胞单倍体细胞无性繁殖系异核体细胞(暂时存在)双倍体细胞减数分裂单倍体细胞第5页,共74页,编辑于2022年,星期二(三)不完全菌生活史(三)不完全菌生活史
3、单倍体细胞单倍体细胞无性繁殖系异核菌丝体(暂时存在)双倍体菌丝减数分裂单倍体细胞无性繁殖系无性繁殖系第6页,共74页,编辑于2022年,星期二1高等动植物以双倍体为主,细菌以单倍体为主,真菌介于两者之间,但更接近于细菌;细菌,真菌同高等动,植物生活史的比较:细菌,真菌同高等动,植物生活史的比较:2高等动植物的双倍体分化形成二倍体个体,细菌的单倍体分裂而形成无性繁殖系,真菌虽是多细胞的,但他可以由单一体细胞生长成独立的菌株,它的单倍体,双倍体或异核体都能形成无性繁殖系;3就“性”的分化而言,微生物中没有严格的性细胞和体细胞之分(除个别能产生有性孢子的真菌种类之外),而高等动植物中性,体细胞区分明
4、显。第7页,共74页,编辑于2022年,星期二一一.红色面包霉(红色面包霉(Neurospora CrassaNeurospora Crassa)的生活史和遗传规律)的生活史和遗传规律第二节第二节 真菌的有性生殖真菌的有性生殖1、生活史:第8页,共74页,编辑于2022年,星期二nAnaAaAaAAaa2n2nnnnAnAnananAnAnAnAnananana红色面包霉杂交的遗传分析(第一次分裂分离)2、红色面包霉杂交的遗传分析第9页,共74页,编辑于2022年,星期二1)AAAAaaaa2)aaaaAAAA3)AAaaAAaa4)aaAAaaAA5)AAaaaaAA6)aaAAAAaa第一
5、次分裂分离第一次分裂分离第二次分裂分离第二次分裂分离为什么会出现第二次分裂分离的子囊呢?如下图8个子囊孢子排列的六种方式:第10页,共74页,编辑于2022年,星期二nAnaAaAa2n2nnnAnanAnAnanaAaanAnanAnananAnA第二次分裂分离第11页,共74页,编辑于2022年,星期二 在减数分裂的第一次核分裂时,如果来自一个亲本的二个基因(如图二个A)趋向一极,而来自另一个亲本的二个基因(如图二个a)趋向另一极这种分裂方式称为还原分裂(意思是指分裂后还原到杂交之前的二个亲本的状态)。如果来自亲本的各一个基因一起趋向一极,另外各一个基因(如图中Aa)趋向另一极,意思是分裂
6、后的二个核中各含有相等的基因这种分裂方式称为均等分裂。还原分裂还原分裂:均等分裂:均等分裂:第12页,共74页,编辑于2022年,星期二2)很容易观测到一次减数分裂所产生的四分体中一对基因 的分离现象,从而证明相对性状的基因在数目上大致相 等的;3)根据子囊排列的方式推算出某一基因与着丝粒之间的相 对距离:3 3、以红色面包霉作为遗传分析的材料有什么优越性以红色面包霉作为遗传分析的材料有什么优越性1)能直接测定某个基因的存在;某 一 基 因 与 着 丝 粒 的 距 离=图距单位=第二次分裂分离子囊数1/2子囊总数4)利用测定某一基因与着丝粒的距离,从而间接测出基因 与基因的距离。100%第13
7、页,共74页,编辑于2022年,星期二1酵母菌的生活史:二、酵母菌的杂交及遗传分析形成成熟子囊4个单倍体的核AAaaAAaaaAaAaA出芽出芽减数分裂体细胞(2n)出芽核配质配第14页,共74页,编辑于2022年,星期二 2酵母菌的遗传分析四分体 四 分 体 内 容类型结合相ABab 排斥相AbaBPDAB AB ab abAb AB aB aBNPDAb Ab aB aBAB AB ab abTAB Ab aB abAb AB ab aB双基因杂交的四分体类型双基因杂交的四分体类型第15页,共74页,编辑于2022年,星期二有连锁关系的二个基因之间杂交产生的子囊类型AbAbaBaBAAbb
8、aaBBAbAbaBaBAAbbaaBBABABababAAbbaaBBAAbbaaBBAbABabaBAbABabaB第16页,共74页,编辑于2022年,星期二ABab联会AaBb b第一次核分裂同源染色体分开第二次核分裂ABABababAbaBAbaBABabAAbbABABBBaabbaann2n2nnnnnAB.AB.ab.ab(PD)Ab.Ab.aB.aB(NPD)没有连锁关系的二个基因之间,三种子囊类型出现的比例:没有连锁关系的二个基因之间,三种子囊类型出现的比例:杂交型:杂交型:ABabABab在染色体分离时,二个基因与着丝粒之间都未发生交换,结果只在染色体分离时,二个基因与着
9、丝粒之间都未发生交换,结果只会出现会出现PD和和NPD两种类型,并且比例是两种类型,并且比例是PD:NPD=1:1第17页,共74页,编辑于2022年,星期二ABab联会AaBb b第一次核分裂同源染色体分开第二次核分裂aBABabAbAbABabaBABabAabbBBAabbAan2n2nnnnAB.aB.Ab.ab(T)Ab.ab.AB.aB(T)nABaBn当二个基因有一个基因在染色体分离时与着丝粒之间发生交换,而另当二个基因有一个基因在染色体分离时与着丝粒之间发生交换,而另一个基因未发生交换,则会出现一种类型的子囊,即一个基因未发生交换,则会出现一种类型的子囊,即T型。型。第18页,
10、共74页,编辑于2022年,星期二如果二个基因同时都与着丝粒发生交换,根据同样的道理就有可能出现三种类型的子囊:PD:T:NPD=1:2:1 基因连锁基因连锁 基因不连锁基因不连锁交换交换四分体类型四分体类型和着丝粒的交换和着丝粒的交换四分体类型四分体类型不交换不交换 PD PD二个染色体都不二个染色体都不交换交换1PD:1NPD1PD:1NPD单交换单交换 T T一个发生交换一个发生交换 T T双交换双交换1PD:2T:1NPD1PD:2T:1NPD二个同时交换二个同时交换1PD:2T:1NPD1PD:2T:1NPD多交换多交换1PD:4T:1NPD1PD:4T:1NPD第19页,共74页,
11、编辑于2022年,星期二PD(Ab Ab aB aB)PD(Ab Ab aB aB)NPD(ab AB ab AB)AabBAabBAabBabBAbBAabBAa不交换单交换二线双交换三线双交换三线双交换四线双交换T(Ab ab AB aB)T(ab AB Ab aB)T(Ab aB ab AB)0%50%0%50%50%100%交换类型交换类型染色体图象染色体图象重组重组四分体类型四分体类型 染色体交换和重组及四分体类型的关系第20页,共74页,编辑于2022年,星期二第三节、真菌的准性生殖第三节、真菌的准性生殖一、准性生殖的概念:一、准性生殖的概念:准性生殖是指真菌中,不通过减数分裂而导
12、致基因重组的一种生殖方式。他的整个过程包括几个相互联系的阶段,即:异核体的形成,杂合二倍体的形成,体细胞杂交及染色体单倍化。第21页,共74页,编辑于2022年,星期二(一)异核体的形成(二)杂和二倍体的形成1.互养解释的排除2.单倍重组体和二倍体的排除(三)体细胞重组1.染色体交换2.染色体单倍化二、准性生殖过程第22页,共74页,编辑于2022年,星期二三、准性生殖和有性生殖的异同点准性生殖和有性生殖的共同点:准性生殖和有性生殖的共同点:准性生殖和有性生殖有类似的遗传现象。如:核融合,形成杂准性生殖和有性生殖有类似的遗传现象。如:核融合,形成杂合二倍体、随后染色体再分离、染色体之间进行交换
13、,出现重组体合二倍体、随后染色体再分离、染色体之间进行交换,出现重组体等。由此可见,准性生殖和有性生殖最根本的相同之处就是均能导等。由此可见,准性生殖和有性生殖最根本的相同之处就是均能导致基因重组,从而丰富遗传物质基础,出现子代多样性。致基因重组,从而丰富遗传物质基础,出现子代多样性。准性生殖和有性生殖的不同点:准性生殖和有性生殖的不同点:1.1.有性生殖导致产生有性孢子,有性孢子在形态、生理上与体有性生殖导致产生有性孢子,有性孢子在形态、生理上与体细胞有一定的区别,且基因重组一般是发生在性细胞中;准性细胞有一定的区别,且基因重组一般是发生在性细胞中;准性生殖的细胞与体细胞无区别,基因重组是发
14、生在有丝分裂的体生殖的细胞与体细胞无区别,基因重组是发生在有丝分裂的体细胞交换中,没有性过程细胞交换中,没有性过程,没有性孢子。没有性孢子。2.有性生殖是通过减数分裂进行基因重组,减数分裂是一个有规律有性生殖是通过减数分裂进行基因重组,减数分裂是一个有规律的协调的过程;准性生殖过程中染色体交换和染色体单倍体化都是的协调的过程;准性生殖过程中染色体交换和染色体单倍体化都是不规律的偶然发生的过程,且频率极低。不规律的偶然发生的过程,且频率极低。第23页,共74页,编辑于2022年,星期二ABCabcABCabcABCabcABCabcABCabcABCabcABCAbcaBCabc 体细胞交换模式
15、图(A)(B)(A)不发生交换不发生交换 (B)发生交换发生交换第24页,共74页,编辑于2022年,星期二A B Ca b cED FedfGHTg h tEDFedfGH TghtA B Ca b cA B Ca b cE D Fe d fGH TGH Tg h tA B Ca b cE D Fe d fg h t 染色体的不分离行为染色体的不分离行为第25页,共74页,编辑于2022年,星期二2异核体可以作为细胞质基因测定的工具。四、研究异核体的意义1异核体在遗传分析中可以用来测定等位基因和非等位基因;第26页,共74页,编辑于2022年,星期二第四节第四节 细菌的接合作用细菌的接合作用
16、一、一、细菌基因重组的发现和证实细菌基因重组的发现和证实(一)细菌基因重组的发现(二)细菌基因重组的证实标记:标记:以基因发生突变的特点来标记某菌株的性质,这种突变的基因就称为该菌株的标记(简单的说突变的基因表型就是标记)。第27页,共74页,编辑于2022年,星期二完全培养基A-B+lac-ST T1SA+B-lac+SS T1T21061061062106基本培养基大肠杆菌k-12菌株的基因重组第28页,共74页,编辑于2022年,星期二1.排除遗传物质的渗入非选择标记:非选择标记:在某种培养条件下,可能起到排除亲本的某些基因标记。杂交个体单倍体的证实:杂交个体单倍体的证实:2.排除细胞的
17、互养3.排除回复突变菌株菌株A菌株菌株B通过滤器图图 一种U型管,一臂放菌株A,一臂放菌株B,中间由滤器隔开,未发现有原养型细胞出现第29页,共74页,编辑于2022年,星期二二、致育因子和细菌杂交二、致育因子和细菌杂交F因子的基因结构如下:(一)F因子:第一区段:控制自主复制的区段第二区段:控制细菌间传递作用的区段第三区段:重组区段 repincoriVreporiTfinP复制自主复制自主复制fexIS3r IS2IS3插入与切除重组区段ZIDTSGHOFNUCWV转移操纵子传递传递大肠杆菌大肠杆菌F质粒的基因图质粒的基因图第30页,共74页,编辑于2022年,星期二点样法()()+A()
18、+B()+A+B依次点种依次点种一.四种都不长 A+B+二.1.3不长,2.4长 A-B+三.1.2不长,3.4长,A+B-四.1.2.3不长,4长 A-B-A-B+A+B-第31页,共74页,编辑于2022年,星期二第一区段:控制自主复制的区段第二区段:控制细菌间传递作用的区段第三区段:重组区段 repincoriVreporiTfinP复制自主复制自主复制fexIS3r IS2IS3插入与切除重组区段ZIDTSGHOFNUCWV转移操纵子传递传递大肠杆菌大肠杆菌F质粒的基因图质粒的基因图第32页,共74页,编辑于2022年,星期二(二)三种状态的 E.coli 细菌之间的关系1、F+和F-
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