细菌遗传分析课件.ppt
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1、细菌遗传分析第1页,此课件共45页哦基本概念:1、转化:从细菌培养物提取DNA可以在体外转移到受体菌中,该过程称为转化。2、转染:人工利用噬菌体进行外源DNA的重组拼接,同时利用细菌对外源DNA的吸收过程,转移目的基因的过程。供体DNA共培养+E.coli BE.coli B基因组细菌需具备感受态:氯化钙和低温处理第2页,此课件共45页哦3、转导:利用噬菌体感染细菌的特性,将外源DNA整合至噬菌体基因组,并随噬菌体感染细菌过程,导入至受体细菌中的过程+噬菌体基因组大肠杆菌基因组4、性导:细菌之间通过有性接合,转移遗传因子的过程,是通过致育因子F因子介导将供体细菌DNA片段输入到受体细菌中而形成
2、一个部分二倍体的过程。第3页,此课件共45页哦第一节第一节 细菌的细胞和染色体细菌的细胞和染色体一一 细菌细胞细菌细胞 大小:大小:1-2 1-2 m m;繁殖方式:二裂式均等分裂,繁殖方式:二裂式均等分裂,1 1代代/20min/20min。二二 细菌染色体细菌染色体 P P156156 表表7 7-1-1 1 1 结构结构:环状双链环状双链DNADNA,单倍性,以折叠或螺旋状态存在;,单倍性,以折叠或螺旋状态存在;2 2 大小大小:长约:长约250-35000250-35000 m(m(未螺旋未螺旋);3 3 复制方式:复制方式:着膜式复制。着膜式复制。分裂特点分裂特点:均等分裂,无基因重
3、组。:均等分裂,无基因重组。第4页,此课件共45页哦第5页,此课件共45页哦第6页,此课件共45页哦第7页,此课件共45页哦第8页,此课件共45页哦第二节第二节 大肠杆菌的突变型及筛选大肠杆菌的突变型及筛选一一 细菌作遗传研究材料的优点细菌作遗传研究材料的优点 1 1 有许多营养缺陷型有许多营养缺陷型 ,且易于选择和鉴定且易于选择和鉴定基本培养基基本培养基补充培养基补充培养基 完全培养基完全培养基 选择培养基选择培养基2 2 生活周期短生活周期短:繁殖快繁殖快,积累代谢物质多;积累代谢物质多;3 3 繁殖快繁殖快,数量大数量大,易发现和鉴定突变型;易发现和鉴定突变型;4 4 结构简单结构简单:
4、DNADNA裸露裸露,单倍性单倍性,利于基因精利于基因精 细结构和基因功能表达调控的研究细结构和基因功能表达调控的研究第9页,此课件共45页哦二二 细菌的突变型细菌的突变型(一一)合成代谢功能的突变型合成代谢功能的突变型:(营养缺陷型)(营养缺陷型)(二二)分解代谢功能的突变型:分解代谢功能的突变型:(三三)抗药性突变型抗药性突变型:青霉素青霉素:pen:penr r,penpens s 链霉素链霉素:str:strr r,str,strs s penpenicillinicillinStrStreptomycineptomycin抗性抗性:r resistance esistance 敏感敏
5、感:s sensitiveensitive (四)抗噬菌体突变型(四)抗噬菌体突变型 T T1 1噬菌体噬菌体 TonTonr r Ton Tons s T T2 2噬菌体噬菌体 TtoTtor r Tto Ttos s第10页,此课件共45页哦三三三三 突变型的筛选突变型的筛选突变型的筛选突变型的筛选例如:例如:营养缺陷型的筛选营养缺陷型的筛选:u.v:u.v 野生型细菌野生型细菌 完全培养基:完全培养基:影印培养影印培养基本培养基:基本培养基:补充培养基补充培养基 :氨基酸类氨基酸类 维生素类维生素类 系列氨基酸系列氨基酸补充培养基:赖氨酸补充培养基:赖氨酸 脯氨酸脯氨酸 精氨酸精氨酸.第
6、11页,此课件共45页哦第三节第三节 细菌的接合与染色体作图细菌的接合与染色体作图 一一 细菌的接合细菌的接合 经典的杂交实验经典的杂交实验 19461946年年 Lederberg;Tatum Lederberg;Tatum 品系品系A A 品系品系B B 基因型基因型:met:met-biobio-thrthr+leuleu+thithi+X metX met+biobio+thrthr-leuleu-thithi-基本培养基基本培养基:无菌落无菌落 有有1010-7-7 无无菌落菌落2出现野生型菌落的可能原因:出现野生型菌落的可能原因:回复突变;转化;互养;回复突变;转化;互养;细菌间发
7、生了基因重组细菌间发生了基因重组第12页,此课件共45页哦3转化、互养的排除转化、互养的排除U型管试验型管试验无无无无结论结论:1:1:野生型不是转化或互养产生的野生型不是转化或互养产生的;2:2:两菌株细胞的直接接触对野生型的产生是必要的两菌株细胞的直接接触对野生型的产生是必要的.菌株菌株AB菌株菌株基本培养基基本培养基证明:证明:细菌发生了基因重组细菌发生了基因重组第13页,此课件共45页哦二二二二 EcoliEcoliEcoliEcoli性别的发现性别的发现性别的发现性别的发现 1 Hayes 1 Hayes 的实验的实验A:metA:met-biobio-thrthr+leuleu+t
8、hithi+strstrs s X X 加链霉素加链霉素B:B:metmet+biobio+thrthr-leuleu-thithi-strstrr r 基本培养基基本培养基:出现菌落出现菌落 metmet-biobio-thrthr+leuleu+thithi+strstrr r X X 加链霉素加链霉素 metmet+biobio+thrthr-leuleu-thithi-strs strs 无菌落出现无菌落出现 2 2 结果得出结论结果得出结论:(1)(1)EcoliEcoli有相当于高等生物的性别有相当于高等生物的性别 (2)(2)EcoliEcoli的遗传物质是由的遗传物质是由单向传
9、递的单向传递的.第14页,此课件共45页哦3 F3 F3 F3 F因子的发现因子的发现因子的发现因子的发现 )HayesHayes实验实验 品系品系A strA strs s 突变突变 品系品系B strB strr r X X A str A strS S 突变型突变型 “加链霉素加链霉素 不育不育 AstrAstrr r“”X X A str A strs s 加链霉素加链霉素 品系品系B strB strr r X X A str A strr r 重组体重组体(-F)(F-)(+F)第15页,此课件共45页哦)Hayes Hayes 的解释的解释(1 1)细菌是有性别的细菌是有性别的,
10、细菌的性别是由性因子细菌的性别是由性因子(F)(F)决定的决定的,F,F+,F-,F-(2 2)F F因子可以自发地丢失或者得到因子可以自发地丢失或者得到,F F+-+F-F-(3 3)杂交时产生重组体杂交时产生重组体,双亲之一必需是双亲之一必需是F F+;F F+X X F-F-重组体重组体质质 粒粒:指任何染色体以外的遗传结构。指任何染色体以外的遗传结构。附加体附加体:在细胞中或以游离状态或与染色体相结在细胞中或以游离状态或与染色体相结 合状态存在的遗传结构。合状态存在的遗传结构。第16页,此课件共45页哦三三 因子与高频重组因子与高频重组1 1 F F基因子的结构基因子的结构因子的整合与
11、切割因子的整合与切割 第17页,此课件共45页哦3 F3 F因子状态与遗传物质转移特点因子状态与遗传物质转移特点因子状态与遗传物质转移特点因子状态与遗传物质转移特点不能进行不能进行极少转移极少转移因子因子,大量转大量转移细菌基因。移细菌基因。转移因子,转移因子,还转移细菌还转移细菌个别基因。个别基因。因子状态因子状态 游离游离 整合整合菌株类型菌株类型 +F +F f rf r -菌株性别菌株性别 杂交类型杂交类型 +-F-F-frfr-传递特点传递特点 只转移只转移 因子不转因子不转 移细菌基因。移细菌基因。第18页,此课件共45页哦第19页,此课件共45页哦4 4 高频重组菌株高频重组菌株
12、frfrHfrHfr的因子转移特点的因子转移特点:(1)(1)F F整合后呈线状;整合后呈线状;(2)(2)转移起点转移起点0 0位于中间;位于中间;(3)(3)先转移先转移F F因子的一部分因子的一部分,F F的后面部分最后转移。的后面部分最后转移。第20页,此课件共45页哦四四 细菌基因重组的特点细菌基因重组的特点 部分二倍体部分二倍体:指含有一个完指含有一个完整基因组和部分基因组的细整基因组和部分基因组的细胞胞.(.(半合子半合子)内基因子内基因子:外基因子外基因子:细菌基因重组的特点细菌基因重组的特点:(1)(1)细菌基因重组是在部分细菌基因重组是在部分 二倍体中进行二倍体中进行;(2
13、)(2)只有偶数交换才产生有只有偶数交换才产生有 活性的重组体活性的重组体;(3)(3)相反的重组体不出现相反的重组体不出现.第21页,此课件共45页哦第四节第四节 中断杂交与重组作图中断杂交与重组作图一一 中断杂交实验作图中断杂交实验作图 1 1中断杂交实验中断杂交实验 Hfr thr+leu+aziHfr thr+leu+azir r Ton Tonr r lac+gal+strlac+gal+strs s X X F F-thrthr-leu leu-azi azis s ton tons s lac-gal-strlac-gal-strr r 选择培养基选择培养基 9 11 18 25
14、 9 11 18 25 加加str str 无无thr,leu thr,leu 影印接种影印接种 azi Ton lac gal azi Ton lac gal 第22页,此课件共45页哦 HfrHfr的未选择性标记基因进入的未选择性标记基因进入的未选择性标记基因进入的未选择性标记基因进入F-F-F-F-所需时间所需时间转入时间转入时间 转移的转移的HfrHfr基因基因 出现在出现在F-F-中的频率中的频率(分钟)(分钟)8 thr+(8 thr+(选择性标记选择性标记)100%)100%8.5 leu+(8.5 leu+(选择性标记选择性标记)100%)100%9 azi 9 azir r开
15、始出现在开始出现在F-F-11 ton 11 tonr r开始出现在开始出现在F-aziF-azir r已达已达30%30%18 lac 18 lac+开始出现在开始出现在F-aziF-azir r达达90%90%,tontonr r达达75%75%25 gal 25 gal+开始出现在开始出现在F-aziF-azir r达达95%95%,tontonr r达达80%lac80%lac+达达30%30%第23页,此课件共45页哦第24页,此课件共45页哦2 2 2 2 中断杂交实验作图原理中断杂交实验作图原理中断杂交实验作图原理中断杂交实验作图原理A A:HfrHfr染色体上的基因是从某一点开
16、始染色体上的基因是从某一点开始,以线性以线性 方式进入方式进入-的的,B B:离原点愈近的基因进入离原点愈近的基因进入-愈早愈早,出现在出现在-中的比例愈大中的比例愈大,反之反之,则愈小则愈小.3 3 中断杂交作图中断杂交作图:指在指在HfrXF-HfrXF-杂交中杂交中,把接合中的细菌在把接合中的细菌在不同时间取样不同时间取样,搅拌中断杂交搅拌中断杂交,分析受体菌基因型分析受体菌基因型,以以HfrHfr基因出现在基因出现在-中的先后为顺序中的先后为顺序,以转移的时间以转移的时间(分分钟钟)为图距单位进行基因作图的方法为图距单位进行基因作图的方法.4 4 作图作图 (原点原点)aziTon l
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