遗传学-病毒的遗传分析.ppt

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1、病毒的遗传分析病毒的遗传分析（heredity of virus）n n病毒的形态结构与基因组病毒的形态结构与基因组n n病毒的形态结构病毒的形态结构病毒的形态结构病毒的形态结构n n病毒的基因组病毒的基因组病毒的基因组病毒的基因组n n噬菌体的增殖与突变型噬菌体的增殖与突变型n n噬菌体的增殖噬菌体的增殖噬菌体的增殖噬菌体的增殖n n噬菌体的突变型噬菌体的突变型噬菌体的突变型噬菌体的突变型n n噬菌体突变型的重组测验噬菌体突变型的重组测验噬菌体突变型的重组测验噬菌体突变型的重组测验n n拟等位基因拟等位基因拟等位基因拟等位基因n nBenzerBenzerBenzerBenzer的重组测验的

2、重组测验的重组测验的重组测验n nT2T2T2T2突变型的两点测交与作图突变型的两点测交与作图突变型的两点测交与作图突变型的两点测交与作图n n噬菌体的基因重组与作图噬菌体的基因重组与作图噬菌体的基因重组与作图噬菌体的基因重组与作图n n噬菌体突变型的互补测验噬菌体突变型的互补测验噬菌体突变型的互补测验噬菌体突变型的互补测验n n互补测验的原理和方法互补测验的原理和方法互补测验的原理和方法互补测验的原理和方法n n顺反子顺反子顺反子顺反子n n基因内互补基因内互补基因内互补基因内互补一、病毒的形态结构与基因组一、病毒的形态结构与基因组n n病毒(virus)是一类超纤维的、结构极简单的，无完整

3、细胞结构，含单一核酸（DNA或RNA)型，必须在活细胞内寄生并复制的，在活体外能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性的非细胞型微生物。（一）病毒的形态结构（一）病毒的形态结构n n病毒没有细胞结构病毒没有细胞结构病毒没有细胞结构病毒没有细胞结构，既不属于原核生物，也不，既不属于原核生物，也不，既不属于原核生物，也不，既不属于原核生物，也不属于真核生物。属于真核生物。属于真核生物。属于真核生物。n n病毒结构十分简单，病毒结构十分简单，病毒结构十分简单，病毒结构十分简单，仅含仅含仅含仅含DNADNADNADNA或或或或RNARNARNARNA和一个蛋白和一个蛋白和一个蛋白和一个蛋白质

4、外壳质外壳质外壳质外壳，n n蛋白质外壳蛋白质外壳蛋白质外壳蛋白质外壳保护遗传物质，并参与感染宿主细保护遗传物质，并参与感染宿主细保护遗传物质，并参与感染宿主细保护遗传物质，并参与感染宿主细胞的过程。胞的过程。胞的过程。胞的过程。n n没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体没有合成蛋白质外壳所必须的核糖体。所以，。所以，。所以，。所以，病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代病毒必须感染活细胞，改变和利用活细胞的代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。谢合成机器

5、，才能合成新的病毒后代。谢合成机器，才能合成新的病毒后代。谢合成机器，才能合成新的病毒后代。n n病毒按寄主可分为：病毒按寄主可分为：动物病毒，植物病毒，细菌病毒。动物病毒，植物病毒，细菌病毒。n n病毒按遗传物质可分：病毒按遗传物质可分：RNARNA病毒，病毒，DNADNA病毒病毒。（二）病毒的基因组（二）病毒的基因组n n每种病毒只含一类核酸（每种病毒只含一类核酸（DNADNA或或RNARNA）。）。n n病毒基因组类型多样：有单链病毒基因组类型多样：有单链(ss)(ss)与双链与双链(ds)ds)，正链正链(+)(+)与负链与负链(-)(-)，线状与环状之分。，线状与环状之分。n n不同

6、病毒的核酸含量差别很大，但对每种病不同病毒的核酸含量差别很大，但对每种病毒而言，核酸的长度是一定的。毒而言，核酸的长度是一定的。n n病毒基因组的基因一般有：侵染功能所需的病毒基因组的基因一般有：侵染功能所需的基因，复制所需的基因，病毒体形成所需的基因，复制所需的基因，病毒体形成所需的基因，破坏宿主细胞的基因等基因，破坏宿主细胞的基因等二、噬菌体的增殖与突变型噬菌体噬菌体 bacteriophagebacteriophage，phagephageqq噬菌体：噬菌体：指侵染细菌、放线菌以及真菌的指侵染细菌、放线菌以及真菌的病毒。病毒。qq噬菌斑噬菌斑（plaqueplaque）：）：由于噬菌体的

7、侵染，由于噬菌体的侵染，使细菌细胞裂解，有菌落上出现的一些圆使细菌细胞裂解，有菌落上出现的一些圆形而清亮的小洞。形而清亮的小洞。qq根据噬菌斑的形态和生长特点可以鉴别不根据噬菌斑的形态和生长特点可以鉴别不同的噬菌体。同的噬菌体。n n遗传学上应用最广泛的是遗传学上应用最广泛的是大肠杆菌的大肠杆菌的T T噬噬菌体系列菌体系列(T1T1到到T7)T7)。其结构大同小异，其结构大同小异，呈呈蝌蚪状蝌蚪状。T T系列噬菌体结构如下图系列噬菌体结构如下图T T T T4 4 4 4 phage phage phage phage的结构模式的结构模式的结构模式的结构模式n n噬菌体分成两类噬菌体分成两类噬

8、菌体分成两类噬菌体分成两类:烈性噬菌体和温和性噬菌体烈性噬菌体和温和性噬菌体烈性噬菌体和温和性噬菌体烈性噬菌体和温和性噬菌体n n1.1.1.1.烈性噬菌体烈性噬菌体烈性噬菌体烈性噬菌体：侵入细菌细胞后，就进入裂解：侵入细菌细胞后，就进入裂解：侵入细菌细胞后，就进入裂解：侵入细菌细胞后，就进入裂解反应，使宿主细胞裂解的噬菌体。反应，使宿主细胞裂解的噬菌体。反应，使宿主细胞裂解的噬菌体。反应，使宿主细胞裂解的噬菌体。n n如大肠杆菌的如大肠杆菌的如大肠杆菌的如大肠杆菌的T T T T噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体T1T7T1T7T1T7T1T7。n n子代噬菌体感染邻近的细胞，这样不断地侵染，子代噬菌

9、体感染邻近的细胞，这样不断地侵染，子代噬菌体感染邻近的细胞，这样不断地侵染，子代噬菌体感染邻近的细胞，这样不断地侵染，最后形成一个圆形的透明区最后形成一个圆形的透明区最后形成一个圆形的透明区最后形成一个圆形的透明区噬菌斑。噬菌斑。噬菌斑。噬菌斑。n n一个噬菌斑通常含有一个噬菌斑通常含有一个噬菌斑通常含有一个噬菌斑通常含有101010107 7 7 7101010108 8 8 8个噬菌体。一个噬菌体。一个噬菌体。一个噬菌体。一个噬菌斑是由一个噬菌体引起的，所以，一个个噬菌斑是由一个噬菌体引起的，所以，一个个噬菌斑是由一个噬菌体引起的，所以，一个个噬菌斑是由一个噬菌体引起的，所以，一个噬菌斑中

10、的噬菌体在遗传上是均一的，相当于噬菌斑中的噬菌体在遗传上是均一的，相当于噬菌斑中的噬菌体在遗传上是均一的，相当于噬菌斑中的噬菌体在遗传上是均一的，相当于一个克隆。一个克隆。一个克隆。一个克隆。（一）噬菌体的增殖（一）噬菌体的增殖烈性噬菌体生活周期烈性噬菌体生活周期烈性噬菌体生活周期烈性噬菌体生活周期n n噬菌体的遗传物质噬菌体的遗传物质经中空尾部进入宿经中空尾部进入宿主细胞，遂即破坏主细胞，遂即破坏宿主细胞原有的遗宿主细胞原有的遗传物质，并转而合传物质，并转而合成大量的噬菌体遗成大量的噬菌体遗传物质和蛋白质，传物质和蛋白质，组装成许多新的子组装成许多新的子噬菌体，最后使细噬菌体，最后使细菌裂解

11、菌裂解(lysis)。烈性噬菌体生活周期烈性噬菌体生活周期烈性噬菌体生活周期烈性噬菌体生活周期细菌染色体细菌染色体n n2.2.2.2.温和性噬菌体温和性噬菌体温和性噬菌体温和性噬菌体：具有溶源性的生活周期，噬：具有溶源性的生活周期，噬：具有溶源性的生活周期，噬：具有溶源性的生活周期，噬菌体侵染细菌后，并不使细菌很快裂解，而是菌体侵染细菌后，并不使细菌很快裂解，而是菌体侵染细菌后，并不使细菌很快裂解，而是菌体侵染细菌后，并不使细菌很快裂解，而是存活或潜伏较长的时期。如存活或潜伏较长的时期。如存活或潜伏较长的时期。如存活或潜伏较长的时期。如 噬菌体和噬菌体和噬菌体和噬菌体和P1P1P1P1噬菌噬

12、菌噬菌噬菌体体体体，具有具有具有具有裂解和溶源裂解和溶源裂解和溶源裂解和溶源两种途径两种途径两种途径两种途径.n n 噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体:侵入后侵入后侵入后侵入后DNADNADNADNA整合到细菌染色体上整合到细菌染色体上整合到细菌染色体上整合到细菌染色体上n nP1P1P1P1噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体:DNADNADNADNA独立存在于细胞质中独立存在于细胞质中独立存在于细胞质中独立存在于细胞质中 。n n共同点共同点共同点共同点:是在细菌中是在细菌中是在细菌中是在细菌中DNADNADNADNA不大量复制也不大量转不大量复制也不大量转不大量复制也不大量转不大量复制也不大量转录和翻译，保

13、持一个相对固定的数量。录和翻译，保持一个相对固定的数量。录和翻译，保持一个相对固定的数量。录和翻译，保持一个相对固定的数量。溶原性细菌溶原性细菌（lysogenic bacteriumlysogenic bacterium）。）。uu溶源性：溶源性：溶源性：溶源性：有些细菌带有某种噬菌体，但并不立即有些细菌带有某种噬菌体，但并不立即有些细菌带有某种噬菌体，但并不立即有些细菌带有某种噬菌体，但并不立即导致溶菌，这种现象称为导致溶菌，这种现象称为导致溶菌，这种现象称为导致溶菌，这种现象称为溶源性溶源性溶源性溶源性，uu溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌（lysogenic bacterial

14、ysogenic bacterialysogenic bacterialysogenic bacteria）：）：）：）：具有溶源具有溶源具有溶源具有溶源性的细菌称为性的细菌称为性的细菌称为性的细菌称为溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌，受温和噬菌体感染的受温和噬菌体感染的受温和噬菌体感染的受温和噬菌体感染的细菌，几乎都成为溶源菌。细菌，几乎都成为溶源菌。细菌，几乎都成为溶源菌。细菌，几乎都成为溶源菌。uu原噬菌体原噬菌体原噬菌体原噬菌体（prophageprophageprophageprophage）：）：）：）：整合到宿主染色体中的整合到宿主染色体中的整合到宿主染色体中的整合到宿主

15、染色体中的噬菌体基因组称为噬菌体基因组称为噬菌体基因组称为噬菌体基因组称为原噬菌体原噬菌体原噬菌体原噬菌体或或或或原病毒原病毒原病毒原病毒（provirusprovirusprovirusprovirus），），），），uu带有原噬菌体的细菌称带有原噬菌体的细菌称带有原噬菌体的细菌称带有原噬菌体的细菌称溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌溶源性细菌（lysogenic lysogenic lysogenic lysogenic bacteriumbacteriumbacteriumbacterium），），），），uu失去原噬菌体的细菌和为失去原噬菌体的细菌和为失去原噬菌体的细菌和为失去原噬菌体的细

16、菌和为非溶源性细菌非溶源性细菌非溶源性细菌非溶源性细菌（nonnonnonnonlysogenic bacteriumlysogenic bacteriumlysogenic bacteriumlysogenic bacterium）。）。）。）。n n溶源性细菌有两个重要特性溶源性细菌有两个重要特性:n n(1)(1)免疫性免疫性：原噬菌体产生一种阻遏蛋原噬菌体产生一种阻遏蛋白，抑制同类噬菌体白，抑制同类噬菌体DNADNA的复制的复制，噬菌体，噬菌体可进入细胞，但不能增殖，亦不能导致可进入细胞，但不能增殖，亦不能导致细菌裂解。因而能抵抗同类噬菌体的超细菌裂解。因而能抵抗同类噬菌体的超感染。感

17、染。n n(2)(2)可诱导性可诱导性：自发自发万分之一；万分之一；紫外线或丝裂霉素紫外线或丝裂霉素90%90%。噬菌体（噬菌体（phage phage）侵入细菌后，细菌并不裂解侵入细菌后，细菌并不裂解 噬菌体的噬菌体的DNADNA通过交换整合到细菌染色通过交换整合到细菌染色体上。体上。随着细菌随着细菌DNADNA一起复制。一起复制。溶源周期溶源周期裂解周期：裂解周期：uu 原噬菌体通过诱导（原噬菌体通过诱导（inductioninduction）可转变可转变为烈性噬菌体，进入裂解周期。为烈性噬菌体，进入裂解周期。uu 诱导方式：诱导方式：UVUV、温度改变、与非溶原性细温度改变、与非溶原性细

18、菌接合等。菌接合等。uu 诱导使阻遏物失活，噬菌体的基因表达，诱导使阻遏物失活，噬菌体的基因表达，进入裂解周期。进入裂解周期。型裂解途径型裂解途径P P P P1 1 1 1 噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体 （P P P P1 1 1 1 phage phage phage phage）uu 感染感染E.coliE.coli以后，不整合到细菌以后，不整合到细菌DNADNA上，上，而是而是独立存在于寄主细胞内独立存在于寄主细胞内。uu 不影响宿主细胞的正常代谢不影响宿主细胞的正常代谢uu P P1 1 DNA DNA 自主复制，并分配到宿主的子细胞自主复制，并分配到宿主的子细胞中去，而且可以多于一个拷

19、贝。中去，而且可以多于一个拷贝。uu受受P P1 1 噬菌体感染的细菌也可以因诱导而进噬菌体感染的细菌也可以因诱导而进入裂解周期。入裂解周期。P1型裂解途径型裂解途径n n在某些条件下，一些突变型是致死的，这些条件就称为在某些条件下，一些突变型是致死的，这些条件就称为在某些条件下，一些突变型是致死的，这些条件就称为在某些条件下，一些突变型是致死的，这些条件就称为限制限制限制限制条件条件条件条件(restrictive condition)restrictive condition)restrictive condition)restrictive condition)；n n而在另一些条件下仍

20、可以进行繁殖，从而得以扩增繁殖进行而在另一些条件下仍可以进行繁殖，从而得以扩增繁殖进行而在另一些条件下仍可以进行繁殖，从而得以扩增繁殖进行而在另一些条件下仍可以进行繁殖，从而得以扩增繁殖进行研究，这些条件就称为研究，这些条件就称为研究，这些条件就称为研究，这些条件就称为许可条件许可条件许可条件许可条件(permissive condition)permissive condition)permissive condition)permissive condition)。n n（1 1 1 1）“温度敏感温度敏感温度敏感温度敏感”突变突变突变突变(temperature sensitive mu

21、tation)temperature sensitive mutation)temperature sensitive mutation)temperature sensitive mutation)：n n野生型噬菌体能在很大的温度范围内感染宿主并进行繁殖。野生型噬菌体能在很大的温度范围内感染宿主并进行繁殖。野生型噬菌体能在很大的温度范围内感染宿主并进行繁殖。野生型噬菌体能在很大的温度范围内感染宿主并进行繁殖。n n原因原因原因原因：温度敏感性是：温度敏感性是：温度敏感性是：温度敏感性是基因突变基因突变基因突变基因突变的结果，基因突变后造成蛋白的结果，基因突变后造成蛋白的结果，基因突变后造成

22、蛋白的结果，基因突变后造成蛋白质中有质中有质中有质中有一个氨基酸的替换一个氨基酸的替换一个氨基酸的替换一个氨基酸的替换，而这种蛋白质在，而这种蛋白质在，而这种蛋白质在，而这种蛋白质在“限制温度限制温度限制温度限制温度”下下下下不稳定而失去活性。不稳定而失去活性。不稳定而失去活性。不稳定而失去活性。（二（二）噬菌体的突变型噬菌体的突变型1.1.1.1.条件致死突变型条件致死突变型条件致死突变型条件致死突变型n n热敏感突变型热敏感突变型热敏感突变型热敏感突变型(heat sensitive mutantsheat sensitive mutantsheat sensitive mutantshe

23、at sensitive mutants，ts)ts)ts)ts)：通常在通常在通常在通常在30(30(30(30(许可条件许可条件许可条件许可条件)感染宿主进行繁感染宿主进行繁感染宿主进行繁感染宿主进行繁殖，但在殖，但在殖，但在殖，但在40404040一一一一42(42(42(42(限制条件限制条件限制条件限制条件)条件下就是致死条件下就是致死条件下就是致死条件下就是致死的，不能形成噬菌斑；的，不能形成噬菌斑；的，不能形成噬菌斑；的，不能形成噬菌斑；n n冷敏感突变型冷敏感突变型冷敏感突变型冷敏感突变型(cold sensitive mutationcold sensitive mutati

24、oncold sensitive mutationcold sensitive mutation，cs)cs)cs)cs)：在较低温度下就是致死的。在较低温度下就是致死的。在较低温度下就是致死的。在较低温度下就是致死的。n n（2 2 2 2）“抑制因子敏感抑制因子敏感抑制因子敏感抑制因子敏感”突变突变突变突变(suppressor-suppressor-suppressor-suppressor-sensitive mutation,sensitive mutation,sensitive mutation,sensitive mutation,sussussussus)：n n实质是原来实

25、质是原来实质是原来实质是原来正常的密码子变成了终止密码子正常的密码子变成了终止密码子正常的密码子变成了终止密码子正常的密码子变成了终止密码子，因而翻译提前终止，不能形成完整肽链而产生因而翻译提前终止，不能形成完整肽链而产生因而翻译提前终止，不能形成完整肽链而产生因而翻译提前终止，不能形成完整肽链而产生有活性的蛋白质，属于有活性的蛋白质，属于有活性的蛋白质，属于有活性的蛋白质，属于无义突变无义突变无义突变无义突变（nonsence nonsence nonsence nonsence mautationmautationmautationmautation）。）。）。）。n n带有带有带有带有s

26、ussussussus突变的噬菌体在感染一种带有突变的噬菌体在感染一种带有突变的噬菌体在感染一种带有突变的噬菌体在感染一种带有抑制基抑制基抑制基抑制基因因因因(suppressor,suppressor,suppressor,suppressor,susususu)()()()(许可条件许可条件许可条件许可条件)的宿主菌时的宿主菌时的宿主菌时的宿主菌时能产生子代，但在感染另一种没有抑制基因能产生子代，但在感染另一种没有抑制基因能产生子代，但在感染另一种没有抑制基因能产生子代，但在感染另一种没有抑制基因(susususu)()()()(限制条件限制条件限制条件限制条件)的宿主菌时，不能产生子代。

27、的宿主菌时，不能产生子代。的宿主菌时，不能产生子代。的宿主菌时，不能产生子代。野生型噬菌体在这两种宿主中都能产生子代野生型噬菌体在这两种宿主中都能产生子代野生型噬菌体在这两种宿主中都能产生子代野生型噬菌体在这两种宿主中都能产生子代。n nsussussussus突变不像突变不像突变不像突变不像“宿主范围突变宿主范围突变宿主范围突变宿主范围突变”那样影响噬菌那样影响噬菌那样影响噬菌那样影响噬菌体对宿主的吸附，这种突变的噬菌体能正常地体对宿主的吸附，这种突变的噬菌体能正常地体对宿主的吸附，这种突变的噬菌体能正常地体对宿主的吸附，这种突变的噬菌体能正常地吸附、注入自身的吸附、注入自身的吸附、注入自身

28、的吸附、注入自身的DNADNADNADNA，杀死宿主细胞，但不杀死宿主细胞，但不杀死宿主细胞，但不杀死宿主细胞，但不产生子代。产生子代。产生子代。产生子代。这些这些sus突变型之所以在带有相应的抑制基因宿主突变型之所以在带有相应的抑制基因宿主中可产生后代，是因为翻译过程中，中可产生后代，是因为翻译过程中，在终止密码子处在终止密码子处插入一个特定的氨基酸，防止在终止密码子位置上提插入一个特定的氨基酸，防止在终止密码子位置上提前终止。前终止。2.2.2.2.快速溶菌突变型（快速溶菌突变型（快速溶菌突变型（快速溶菌突变型（r r r r）n n由于基因突变能由于基因突变能由于基因突变能由于基因突变能

29、快速复制，并裂解快速复制，并裂解快速复制，并裂解快速复制，并裂解细菌的噬菌细菌的噬菌细菌的噬菌细菌的噬菌体类型。体类型。体类型。体类型。n nr+r+r+r+野生型，野生型，野生型，野生型，r r r r突变型。突变型。突变型。突变型。n nr+r+r+r+小噬菌斑，周边有朦胧的光环小噬菌斑，周边有朦胧的光环小噬菌斑，周边有朦胧的光环小噬菌斑，周边有朦胧的光环n n原因原因原因原因 ：有两个以上的噬菌体侵染一个细菌时，：有两个以上的噬菌体侵染一个细菌时，：有两个以上的噬菌体侵染一个细菌时，：有两个以上的噬菌体侵染一个细菌时，出现溶菌阻碍现象，混有裂解和未裂解的细胞。出现溶菌阻碍现象，混有裂解和

30、未裂解的细胞。出现溶菌阻碍现象，混有裂解和未裂解的细胞。出现溶菌阻碍现象，混有裂解和未裂解的细胞。n nrrrr大噬菌斑且边缘清晰。大噬菌斑且边缘清晰。大噬菌斑且边缘清晰。大噬菌斑且边缘清晰。n n原因：无溶菌阻碍现象。原因：无溶菌阻碍现象。原因：无溶菌阻碍现象。原因：无溶菌阻碍现象。表表表表4-1 4-1 野生型与几种突变型的区别野生型与几种突变型的区别野生型与几种突变型的区别野生型与几种突变型的区别类类类类 型型型型不同大肠杆菌平板上噬菌斑表型不同大肠杆菌平板上噬菌斑表型不同大肠杆菌平板上噬菌斑表型不同大肠杆菌平板上噬菌斑表型 B B K(K()S S野生型野生型野生型野生型小噬菌斑小噬菌

31、斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑 rI rI 大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑 rII rII 大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑无噬菌斑（致死）无噬菌斑（致死）无噬菌斑（致死）无噬菌斑（致死）小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑rIIIrIII小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑 大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑T4 rII 突变型突变型和和野生型野生型噬菌体噬菌体在在E.coli B菌株菌株中的噬菌斑中的噬菌斑3.3.3.3.寄主范围突变型寄主范围突变型寄

32、主范围突变型寄主范围突变型 n n突变后使宿主范围缩小或扩大突变后使宿主范围缩小或扩大突变后使宿主范围缩小或扩大突变后使宿主范围缩小或扩大n n例如：例如：例如：例如：T2T2T2T2噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体 野生型（野生型（野生型（野生型（h h h h+）感染感染感染感染B B B B 突变型（突变型（突变型（突变型（h h h h）感染感染感染感染B B B B，和和和和B/2B/2B/2B/2。若将若将若将若将B B B B和和和和B/2B/2B/2B/2同时混合培养在平板上，用同时混合培养在平板上，用同时混合培养在平板上，用同时混合培养在平板上，用h h h h+和和和和h h h

33、h的的的的T2T2T2T2噬菌体感染，噬菌体感染，噬菌体感染，噬菌体感染，hhhh噬菌斑透明的噬菌斑透明的噬菌斑透明的噬菌斑透明的，h h h h+噬菌噬菌噬菌噬菌班半透明的班半透明的班半透明的班半透明的。三、重组测验与基因精细结构分析recombination test（一）（一）拟等位基因拟等位基因（pseudoalleles）例如：果蝇眼色：例如：果蝇眼色：例如：果蝇眼色：例如：果蝇眼色：红色：红色：红色：红色：+杏色：杏色：杏色：杏色：WWa a 白色：白色：白色：白色：WW 其它色其它色其它色其它色P P 杏眼杏眼杏眼杏眼 X X 白眼白眼白眼白眼 WWa a/W/Wa a W/Y

34、W/YF F1 1 杏眼杏眼杏眼杏眼 F F2 2 杏眼杏眼杏眼杏眼 白眼白眼白眼白眼 红眼红眼红眼红眼 1/10001/1000可能原因：可能原因：可能原因：可能原因：A A：基因突变：基因突变：基因突变：基因突变 B B：基因内重组：基因内重组：基因内重组：基因内重组因为基因自然突变率很低（因为基因自然突变率很低（因为基因自然突变率很低（因为基因自然突变率很低（1010-6-6）因此，因此，因此，因此，基因突变被排除基因突变被排除基因突变被排除基因突变被排除 P P 杏眼杏眼X X 白眼白眼 W Wa a+W+W W Wa a+Y+Y F F1 1 杏眼杏眼 X X 杏眼杏眼 W Wa a

35、 +W Wa a +Y Y +W +W F F2 2 杏眼杏眼 杏眼杏眼 杏眼杏眼 白眼白眼 W Wa a+W+W W Wa a +W W +W Wa a+W Wa a+Y YY Y 基因内重组基因内重组 +W Wa a W W 配子配子 +W Wa a W W W Wa a W W W Wa a+或或 Y Y 或或 W Wa a+Y+Y红眼红眼比较：比较：F F1 1 杏眼杏眼 基因型基因型 红眼红眼 基因型基因型 W Wa a +反式反式 W Wa a W W 顺式顺式 +W+W +n n由于排列方式不同而表型不同的现象称为由于排列方式不同而表型不同的现象称为由于排列方式不同而表型不同的现

36、象称为由于排列方式不同而表型不同的现象称为顺反位顺反位顺反位顺反位置效应置效应置效应置效应.n n拟等位基因拟等位基因拟等位基因拟等位基因:将紧密连锁的功能性等位基因将紧密连锁的功能性等位基因将紧密连锁的功能性等位基因将紧密连锁的功能性等位基因,但不但不但不但不是结构性的等位基因称为拟等位基因是结构性的等位基因称为拟等位基因是结构性的等位基因称为拟等位基因是结构性的等位基因称为拟等位基因.（二）（二）Benzer的重组测验的重组测验Benzers recombination testn n重组测验重组测验是以遗传图的方式是以遗传图的方式确定突变子确定突变子之间的空间关系之间的空间关系。n n这

37、种方法测定重组率极其灵敏。这种方法测定重组率极其灵敏。n n近代基因的概念：近代基因的概念：基因是一段有功能的基因是一段有功能的DNA序列，是一个遗传功能单位，其内序列，是一个遗传功能单位，其内部存在有许多的部存在有许多的重组子重组子和和突变子突变子。n n突变子：突变子：指改变后可以产生突变型表型指改变后可以产生突变型表型的最小单位的最小单位n n重组子：重组子：不能由重组分开的最小单位。不能由重组分开的最小单位。n n双重感染双重感染（混合感染、复感染）：是指（混合感染、复感染）：是指用两种噬菌体同时感染某一菌株。用两种噬菌体同时感染某一菌株。n n共同生存在同一个宿主细胞中的两个噬共同生

38、存在同一个宿主细胞中的两个噬菌体菌体DNADNA也可以发生交换，产生基因重组。也可以发生交换，产生基因重组。1 噬菌体杂交实验噬菌体杂交实验 r r4747r r+X X r r+r r104104 B B B K(B K()亲组合：亲组合：r r4747r r+、r r+r r104104，r r+r r+重组合：重组合：r r+r r+、r r4747r r104104，2 2 重组值的计算重组值的计算 重组值重组值重组噬菌斑数重组噬菌斑数 100 100 总噬菌斑数总噬菌斑数在在K(K()上生长的噬菌斑数上生长的噬菌斑数2 2100100 在在B B上生长的噬菌斑数上生长的噬菌斑数Ben

39、zer的重组测验的重组测验（三）三）T2突变型的两点测交突变型的两点测交与作图与作图n n一个正常的一个正常的T T2 2 phage phage产生的产生的噬菌斑小而边噬菌斑小而边缘模糊缘模糊，记为，记为r r；n n突变体突变体r r-是速溶（是速溶（rapid lysisrapid lysis）突变体，突变体，产生的产生的噬菌斑大而边缘清晰噬菌斑大而边缘清晰。n n正常的正常的正常的正常的T T T T2 2 2 2 噬菌体能感染噬菌体能感染噬菌体能感染噬菌体能感染E.coliE.coliE.coliE.coli B B B B株株株株，记为记为记为记为h h h h 。n n突变型突变

40、型突变型突变型E.coliE.coliE.coliE.coli B B B B株能抗株能抗株能抗株能抗T T T T2 2 2 2的感染，记为的感染，记为的感染，记为的感染，记为B/2B/2B/2B/2株株株株。n n宿主范围突变型宿主范围突变型宿主范围突变型宿主范围突变型h h h h-又能克服又能克服又能克服又能克服B/2B/2B/2B/2株的抗性，株的抗性，株的抗性，株的抗性，既能侵既能侵既能侵既能侵染染染染B B B B株又能侵染株又能侵染株又能侵染株又能侵染B/2B/2B/2B/2株株株株。T T2 2 phage phage 和和 E.coliE.coli的关系的关系B BB/2B

41、/2h h+能感染能感染不能感染不能感染h h-能感染能感染能感染能感染半透明半透明透明透明侵染侵染侵染侵染B B B B株和株和株和株和B/2B/2B/2B/2株混合物株混合物株混合物株混合物n nh h-和和 h h 噬菌体均能感染噬菌体均能感染E.coliE.coli B B株。株。n n 用基因型为用基因型为r rh h-和和 r r-h h的两种的两种T T2 2 噬菌体噬菌体同时感染同时感染E.coliE.coli B B株株（双重感染）（双重感染）。，都可。，都可在在B B菌株中增殖，同时也可能发生重组。菌株中增殖，同时也可能发生重组。n n 将双重感染后释放出来的将双重感染后释

42、放出来的子代噬菌体接种子代噬菌体接种在同时长有在同时长有B B株和株和B/2B/2株的培养板上株的培养板上，记录噬，记录噬菌斑的数目和形态。菌斑的数目和形态。n nh hr r 42 42 半透明，大半透明，大 n nh hr r 34 34 透明，小透明，小 n nh hr r 12 12 透明，大透明，大 n nh hr r 1212 半透明，小半透明，小亲本型亲本型重组型重组型 重组率（重组率（RfRf）24 24(h(hr r)+(h)+(hr r)噬菌斑总数噬菌斑总数T2 plaquesh+r+半小半小h-r+透小透小h-r-透大透大h+r-半大半大不同速溶性噬菌体不同速溶性噬菌体在

43、表型上不同，可分别记为在表型上不同，可分别记为等等用用xx获得的试验结果如下：获得的试验结果如下：T2 phage重组试验结果重组型重组型根据上表结果可以分别作出3个连锁图 有四种可能的排列顺序有四种可能的排列顺序思考题：你能否确定这你能否确定这4 4个基因座的关系？还缺什么条个基因座的关系？还缺什么条件？怎么解决件？怎么解决?（四）四）噬菌体的基因重组与作图噬菌体的基因重组与作图uu Kaiser(1955)Kaiser(1955)，噬菌体的重组作图试验。噬菌体的重组作图试验。uu 用用UVUV照射获得了照射获得了5 5个个phagephage的突变型的突变型：s s型，噬菌斑较小，型，噬菌

44、斑较小，mimi型，噬菌斑特别小，型，噬菌斑特别小，c c型，噬菌斑完全清晰，型，噬菌斑完全清晰，coco1 1型，噬菌斑中间模糊，四周清晰，型，噬菌斑中间模糊，四周清晰，coco2 2型，噬菌斑的中部较型，噬菌斑的中部较coco1 1型更为浓密。型更为浓密。噬菌体s co1 mi 的杂交结果及分析作图 噬菌体s co1 mi 基因连锁图如何判断如何判断多个突变型多个突变型是属于是属于一个基因一个基因还是还是几个基因几个基因?四、互补测验 complementation test 用用不同的不同的rII突变型突变型成对组合同时去感染成对组合同时去感染大肠杆大肠杆菌菌K()（一）互补测验的原理和

45、方法（二）顺反子（二）顺反子（cistron）2 2 互补测验互补测验互补测验互补测验又称又称又称又称顺反测验顺反测验顺反测验顺反测验：指将两个突变分别处于顺：指将两个突变分别处于顺：指将两个突变分别处于顺：指将两个突变分别处于顺式和反式，根据其表型确定两个突变是否是同一式和反式，根据其表型确定两个突变是否是同一式和反式，根据其表型确定两个突变是否是同一式和反式，根据其表型确定两个突变是否是同一基因的试验。基因的试验。基因的试验。基因的试验。3 3 判断方法判断方法判断方法判断方法:顺式顺式顺式顺式 反式反式反式反式 分析结论：两突变分析结论：两突变分析结论：两突变分析结论：两突变 +/-+-

46、/-+/-+-/-+表现型表现型表现型表现型 野生型野生型野生型野生型 野生型野生型野生型野生型 属于属于属于属于两个顺反子两个顺反子两个顺反子两个顺反子 表现型表现型表现型表现型 野生型野生型野生型野生型 突变型突变型突变型突变型 属于属于属于属于同一顺反子同一顺反子同一顺反子同一顺反子1 1 顺反子顺反子顺反子顺反子：不同突变之间没有互补的功能区。：不同突变之间没有互补的功能区。：不同突变之间没有互补的功能区。：不同突变之间没有互补的功能区。就是一个功能水平上的基因就是一个功能水平上的基因就是一个功能水平上的基因就是一个功能水平上的基因l当顺式有功能，当顺式有功能，反式无功能反式无功能时，

47、两突变位点时，两突变位点在在同一顺反子同一顺反子内内l当顺式有功能，当顺式有功能，反式也有功能反式也有功能时，两突变位时，两突变位点在点在不同顺反子不同顺反子内内（三）基因内互补（三）基因内互补 intragenic complementation野生型蛋白质野生型蛋白质活性位点活性位点突变影响突变影响86位氨基酸位氨基酸突变影响突变影响37位氨基酸位氨基酸无活性无活性无活性无活性proproArgArgproproArgArgLeuLeuHisHisproLeuArgHis1.基因内互补的机理基因间互补基因间互补基因内互补基因内互补发生机率发生机率普遍存在普遍存在只少数能发生只少数能发生缺失突变缺失突变 能发生互补能发生互补不能发生不能发生酶活性酶活性同野生型同野生型明显低于野生型（仅明显低于野生型（仅25%）2.2.2.2.基因内互补与基因间互补的区别基因内互补与基因间互补的区别基因内互补与基因间互补的区别基因内互补与基因间互补的区别