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1、第七章 细菌和病毒的遗传 3. 试比较大肠杆菌和玉米的染色体组。 答： 大肠杆菌 玉米 染色体 一条环状双链 DNA 形成的染色体 十对线状染色体 基因个数 少 多 基因之间的关系 连锁 独立，连锁 连锁图距 时间，交换值 交换值 、 4 对两对基因的噬菌体杂交所测定的重组频率如下： abab 3.0 % acac 2.0% bcbc 1.5% 试问： (1) a、b、c 三个突变在连锁图上的次序如何？为什么它们之间的距离不是累加的？(2) 假定三因子 杂交，ab+ca+bc+，你预期哪两种类型的重组体频率最低？(3)计算从(2)所假定的三因子杂交中出现 的各种重组类型的频率。 解：噬菌体杂交
2、能够在寄主中形成完整的二倍染色体，可以完全配对，所以噬菌体杂交中的基因重 组与高等生物的遗传重组的分析方法完全相同。本题相当于三个两点测验结果。 （1）3 个相互连锁 的基因 a，b，c，重组频率越高，基因之间的距离越远，比较它们两两重组频率可知：a 与 b 之间的 遗传距离最大，c 则是位于 ab 之间。由于两点测验忽略了双交换，所以它们之间的距离不是累加的。 （2）ab+ca+bc+是三点测验，双交换型重组型的频率最低，由于 c 位于 ab 之间，所以 ab+ c+和 a+b c 应该最少。 （3）首先对照两点测验结果推算双交换值： 对于 ac b+a+c+b 产生的 6 种重组型为： 单
3、交换 I 单交换 II 双交换 a c+b a cb ac+b+ a+c b+ a+c+b+ a+cb 当对 ac 进行两点测验时：则 a c+b，a+c b+，ac+b+， a+cb 都是重组类型，所以两点测验与三点测 验的结果相同； 同样对 cb 进行两点测验时：a cb、a+c+b+、ac+b+、a+cb 都是重组类型，与两点测验与三点测验的 结果相同； 对 ab 进行两点测验时：只包括了 a c+b、a+c b+ 、a cb、 a+c+b+四种重组类型，而双交换 ac+b+ 和 a+cb 却不是重组型。 已知 ac 重组值2.0，cb 重组值1.5，根据三点测验，ab 之间的重组值应该
4、2.0 +1.5 % 3.5 ，它与两点测验所得非 3.0 %相差两个双交换值，即 2双交换值0.5 双交换值为 0.25。 然后，计算各种重组类型的频率： 双交换型：ac+b+a+cb0.2520.125 单交换 I 型：a c+ba+c b+（2-0.25）20.875 单交换 II 型：a cba+c+b+（1.5-0.25）20.625 5噬菌体三基因杂交产生以下种类和数目的后代： + 235 pqr 270 pq+ 62 p+ 7 +q+ 40 p+r 48 +qr 4 +r 60 共： 726 试问： (1)这一杂交中亲本噬菌体的基因型是什么？ (2)基因次序如何？ (3)基因之间
5、的图距如何？ 解：这是一个三点测验的分析题，正如上题指出：可以完全按照高等植物的三点测验分析方法进行： 由于噬菌体是单倍体， 所以单倍体各种基因型个体及其比例相当于高等生物配子的基因型及其比 例。 （1） 杂交后代个体最多的基因型分别是+（235）和 pqr（270）所以亲本的噬菌体基因型分 别是+和 pqr。 （2） （3） ：三点测验： 首先，确定基因之间的顺序：将双交换型个体：+qr 和 p+与亲本型比较可知 p 位于 qr 之 间。 其次，求交换值： 总个体数双交换值100+pqr 52. 110072674+双交换值总个体数）（单交换+100q r pqpI 64.1352. 110
6、07264048+双交换值总个体数）（单交换+100pq r rpII32.1852. 11007266260+最后，做连锁图： 13.64 18.32 q p r 6试比较转化、接合、转导、性导在细菌遗传物质传递上的异同。 答： 转化 接合 性导 转导 是否有性因子 无 F F 无 是否需要载体 无 无 无 噬菌体 细菌之间是否需要接触 否 需要 需要 否 吸收 DNA 的方式 单链吸收 边转移边复制的滚 环模式 边转移边复制的滚 环模式 噬菌体直接注入 菌体的状态 受体菌感受态 供体：Hfr，受体 F- 供体：F；受体 F- 噬菌体侵染范围 是否形成部分二倍体 外源 DNA 不复制的 单链
7、 会 会 会 是否整合到自身染色体上 是 是 是 是 DNA 转移方向 供体向受体单方向 供体向受体单方向 供体向受体单方向 供体向受体单方向 7假定你证明对过去一个从未描述过的细菌种有遗传重组，如使 ab+菌株与 a+b 菌株混合培养，形 成 a+b+、ab 的重组类型，试说明将采用哪种方式来确定这种重组是转化、转导还是接合的结果。 解： 首先将 ab+和 a+b 两种菌株分别放入图 7-11 所示的 Davis U 型管的两臂，待两臂的细胞在完全 培养基上停止生长后，将它们涂布于基本培养基上，在任何一臂内如果没有 a+b+说明是接合；否 则就是转化或者转导：再在 DavisU 型管中加入
8、DNase 处理，如果发现在基本培养基上没有出现 a+b+则说明是由转化引起的重组，否则可能是转导，在 DavisU 型管中加入噬菌体的抗血清，如 果能抑制重组发生，则可以确定是转导。 8在接合实验中，Hfr 菌株应带有一个敏感的位点(如 aziS或 strS)，这样，在发生接合后可用选择性 培养基消除 Hfr 供体。试问这个位点距离 Hfr 染色体的转移起点(O)应该远还是近，为什么？ 答： 应该远。因为接合过程中，Hfr 基因向 F中的转移是在 F 因子的原点引导下进行的，离原点越近的基因，在受体中最先发生重组，而且重组频率最高，越远则越后重组而且重组频率越低。如 果选择性基因离原点太近，
9、那么选择的时候在消除 Hfr 供体的同时也杀死了定量的重组体。 9 供体菌株为 Hfr arg- leu+ aziS strS， 受体菌株 F- arg+ leu- aziR strS。 为了检出和收集重组体 F- arg+ leu+ aziR，应用下列哪一种培养基可以完成这一任务，为什么其他的培养基不可以？ (1)基本培养基加链霉素 (2)基本培养基加叠氮化钠和亮氨酸 (3)基本培养基加叠氮化钠 (4)在选择培养基中不加精氨酸和亮氨酸，加链霉素 (5)基本培养基加链霉素和叠氮化钠 解：用排除法。 (1)基本培养基加链霉素：不可以，因为供体受体都有 strS 基因，培养基加入链霉素，供体、受
10、体、重组体都被杀死。 (2)基本培养基加叠氮化钠和亮氨酸：不可以，加入亮氨酸检出的重组体中既有 arg+ leu+ aziR也有 arg+ leuaziR (3)基本培养基加叠氮化钠：可以 (4)在选择培养基中不加精氨酸和亮氨酸，加链霉素：不可以，理由同（1） (5)基本培养基加链霉素和叠氮化钠：不可以理由同（1） 10大肠杆菌三个 Hfr 菌株利用中断交配技术，分别与营养缺陷型 F-菌株交配，获得下表结果： 试利用上述资料建立一个大肠杆菌染色体图，包括以分钟表示的图距。并标出各 Hfr 菌株 F 因子的 插入位点及转移方向。 解：首先，根据表格做出各个 Hfr 菌株的直线连锁图： HfrP4
11、X： lac gal his arg xyl ilu thr HfrKL98： arg xyl ilu thr lac gal his thr lac gal his arg xyl ilu （直线代表染色体，数字代表基因之间的遗传距离，单位：分钟） 然后，整合直线连锁图做环形连锁图：从直线连锁图可以看出，三个不同的 Hfr 菌株接合做图， 所得到的基因之间的遗传距离是一致的。 从 HfrP4X 和 HfrP4Kl98 两个菌系的做图结果即可得知这 7 个基因是环形连锁的，而且可以得知 lac 和 thr 之间的距离为 8。HfrRa-2 的做图结果证实了上述结 论。因此，该细菌的染色体全长9
12、+27+24+11+4+17+8100 分钟。根据基因之间的距离可以整合得 到如下环状连锁图。 O 9 27 24 11 4 17 11 4 17 8 9 27 O O HfrRa-2 8 9 27 24 11 4 最后，标出 F 因子的插入位点和转移方向：起始点用箭头表示，箭头前即是终点用竖线表示。 箭头旁边标上 Hfr 菌株号。 11利用两个大肠杆菌菌株杂交：一个是 a+b+c-d+，另一个是 a- b- c+d- 。从重组体中选择 b+c+基因，而不选 a 及 d 的等位基因，当检查 b+c+时，大部分都是 a- d- 。 试问： (1)哪一个菌株是供体？ (2)从这个实验可以得到什么结
13、论？ 答：假定 a- b- c+d-是供体，a+b+c-d+是受体：要获得 a-b+c+ d-这种重组体至少需要三次重组即三次双交换才能实现。而这种重组事件发生的频率极低，显然与题中描述的结果不符。 0/100 50 25 75 thr lac his gal arg xyl ilu P4X KL98 Ra-2 假定 a+b+c-d+是供体，a- b- c+d-是受体：要获得 a-b+c+ d-这种重组体只需要一次次重组即 一次双交换即可实现。符合题中的试验结果。 结论：虽然接合可以产生各种基因型的重组类型，但是某一种重组体往往是由次数有限 的双交换而获得。当然本题是假定基因排列顺序为 abc
14、d，如果基因顺序不同结论也完全 不同。 12如果把一个大肠杆菌放在含 的培养基上它并不裂解，你是否认为这个大肠杆菌是 溶源性的？ 答：不一定。如果噬菌体不能进入大肠杆菌，则该大肠杆菌不是溶原性的。 13Hfr met+ thi+ pur+F- met- thi- pur- 杂交。中断杂交试验表明，met- 最后进入受体， 所以只在含thi和pur的培养基上选择met+接合后体。 检验这些接合后体存在的thi+和pur+， 发现各基因型个体数如下： met+thi+pur+ 280 met+thi+pur- 0 met+thi- pur+ 6 met+thi- pur- 52 试问： (1) 选择培养基中为什么不考虑 met? (2) 基因次序是什么？ (3) 重组单位的图距有多大？ (4) 这里为什么不出现基因型 met+thi+pur的个体？ 答： （1）由于 met 距离原点最远，因此选择培养基这不考虑 met，这样选择的重组体全部是 met+，也就是保证了包含三个基因的染色体长度已经全部进入受体细胞中，这样所有的基因 都可以经过交换而发生重组。 根据重组做图法，可以分别计算 metthi 以及 metpur 之间的重组值： 重组值16.170280526526100
