单交换型I 单交换型II 双交换型 共: pqr pq+ ++r p+r +q+ p++ +qr 270 62 122 60 48 88 40 7 11 4 726 16.8 √ √ 12.1 √ √ 1.5 √ √ 18.3 13.6 28.9 pr之间的遗传距离为18.3遗传单位;pq之间的遗传距离为13.6遗传单位;因为有双交换的存在,qr之间的遗传距离为:28.9+2×1.5=31.9遗传单位。
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:这四种现象的相同之处是:都是细菌的遗传物质DNA在不同的细菌细胞之间传递,从而使受体细胞遗传物质发生重组。不同之处是:转化是裸露的DNA直接与处于感受态的细胞之间的互作,进入受体细胞,发生重组;接合是由于F因子的整合产生Hfr菌株,在F因子进行转移时,供体菌遗传物质也被带入受体菌,实现重组;性导是Hfr菌株中F因子的错误环出,产生了携带有供体菌遗传物质的F'因子,接合时随F'因子的转移而使供体菌遗传物质导入到受体菌中;转导是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,并通过感染而转移到另一个受体菌内。
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。答:参照戴维斯的U型管试验,将两菌株放入培养,后代中发现如无重组类型,则该遗传重组类型为接合产生的;后代中如有重组类型,可能是转化或转导产生的;可进一步试验,在U型管中加入DNA酶,检测后代有无重组,如无重组则为该类型为转化产生的,如有则是转导产生的。
s
s
在接合实验中,Hfr菌株应带有一个敏感的位点(如azi或str),这样,在发生接合后可用选择培养基消除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:这个位点距离Hfr染色体的转移起点(O)应该是远。因为如这个敏感位点距转移起点(O)近情况下,Hfr菌株的基因从原点处开始进入受体菌,使得敏感位点较早地重组进受体菌中,在中断杂交后,除去Hfr菌株的同时也除去了重组有敏感位点的重组个体,这样就无法检测敏感位点之后的基因重组距离了。
S
S
R
S
供体菌株为Hfr arg- leu+ azi str,受体菌株F- arg+ leu- azi str。为检出和收集重组体F- arg+ leu+ azi,应用下列哪一种培养基可以完成这一任务,为什么其它的培养基不可以?⑴. 基本培养基加链霉素,⑵. 基本培养基加叠氮化钠和亮氨酸,⑶. 基本培养基加叠氮化钠,⑷. 选择培养基中不加精氨酸和亮氨酸,加链霉素,⑸. 基本培养基加链霉素和叠氮化钠。答:3号培养基合适,因为:1号培养基,所有菌株均为链霉素敏感,在该培养基中将抑制所有的菌株;2号培养基,无法区分重组体和受体
R
菌;3号培养基,加叠氮化钠可以抑制供体菌的生长,同时又不加亮氨酸,受体菌也无法生长;4号培养基中,加链霉素将抑制所有菌株;5号培养基,加链霉素也将将抑制所有菌。
大肠杆菌3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:
供体位点 gal+ thr+ xyl+ lac+ his+ ilu+ arg+ 进入时间(min) HfrP4X 11 94 73 2 38 77 62 HfrKL98 67 50 29 58 94 33 18 HfrRa-2 70 87 8 79 43 4 19 试利用上述资料建立一个大肠杆菌染色体图,包括以min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。
答:根据上表结果可知各基因位点在不同菌株中的排列顺序:
菌株 HfrP4X HfrKL98 HfrRa-2 lac+ arg+ ilu+ gal+ xyl+ xyl+ his+ ilu+ arg+ 供体位点 arg+ thr+ his+ xyl+ lac+ gal+ ilu+ gal+ lac+ thr+ his+ thr+
利用大肠杆菌菌株杂交,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:⑴.哪一个菌株是供体?⑵.从这个实验可以得到什么结论?答:(1)一般重组类型占比例比亲本类型少,当检查b+c+时,大部分都是a-d-,因此a-b-c+d-基因型为受体菌。(2)本实验说明了F因子插入位点位于b c 之前,而离ad较远。
如果把一个大肠杆菌放在含λ的培养基上它并不裂解,你是否认为这个大肠杆菌是溶原性的?答:这个原始大肠杆菌是溶原性的。因为:当溶原性的大肠杆菌放入含λ噬菌体的培养基中时,由于大肠杆菌本
身存在抗超数感染性质,因此不裂解;另外λ噬菌体是温和性噬菌体,侵染大肠杆菌之后,进入溶原状态,并不马上走裂解途径。
Hfr 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+接合后重组体。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+ met+ thi- pur+
280 6
met+ thi+ pur- met+ thi- pur-
0 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)因为met+最后进入受体,易于检测出。(2)基因次序是thi+ pur+ met+。(3)重组单位的图距是:
(4)在三个位点间发生双交换才有可能发生met+ thi+ pur-的个体,由于中断杂交的时间短或者所筛选的群体小,未能发现该个体。
大肠杆菌中3个位点ara、leu和ilvH是在1/2min的图距内,为了确定三者之间的正确顺序及图距,用转导噬菌体P1侵染原养型菌株ara+leu+ilvH+,然后使裂解物侵染营养缺陷型菌株ara-leu-ilvH-,对每个有选择标记基因进行实验,确定其未选择标记基因的频率,获下表结果:
实验 1 2 3 选择的标记基因 ara+ ilvH+ ara+ilvH+ 未选择的标记基因 60%leu+ 1%ilvH+ 5%ara+ 0%leu+ 0%leu+ 根据上表3个实验结果,试说明:(1)三个基因间的连锁顺序如何?(2)这个转导片段的大小。答:⑴. 三个基因间的连锁顺序:由实验1可知,ara基因距leu基因近,而距ilvH基因远;由实验2可知,ilvH基因距ara基因近,而距leu基因远;由实验3进一步验证,ilvH基因与ara基因间,无leu基因。因此三个基因的连锁顺序为:
⑵. 这个转导片段的大小:ilvH基因与ara基因间的并发转导中有1~5%,与leu基因间未发生过转导,因此,这个转导片段的大小是从ilvH位点到ara和leu位点之间。
肺炎双球菌中基因型为strmtl(mtl为发酵甘露醇(mannitol)的基因,mtl不能发酵甘露醇)的细菌在一个试验中由具有strmtl的DNA进行转化,在另一个试验中由具有strmtl的以及具有strmtl的两种DNA混合物进行转化,其结果如下:
R
+
R
-S
+
S-+-
转化产生的基因型的百分数 供体DNA strmtl strmtl Strmtl+strmtl R-S-R-R-strmtl 0.40 0.85 S+strmtl 0.17 0.0066 R+4.3 2.8 试问:(1) 上表中第一横行所列结果说明了什么?为什么?(2) 上表中第二横行所列结果说明了什么?为什么?答:⑴. strmtl的比例很小,说明这两个位点的相距较远。因为,DNA转化只能以小片段的形式进入受体,距离远的两个基因同时位于同一个片段的机会小,并发转化的机会也小。⑵. 两基因位于不同的片段上,并发转化的概率是两个位点单个转化的概率的乘积,因此产生strmtl基因型的个体更少,且明显少于共存于同一染色体上的两个位点的共转化。
R
+
R
+
在普遍性转导中,供体大肠杆菌细胞的基因型是trpC+pyrF-trpA-,受体细胞的基因型是trpC-pyrF+trpA+。由P1噬菌体媒介转导,对trpC+进行选择,用选择的细胞进一步检查其它基因的转导情况,得到以下的结果:
基因型 trpC+ pyrF- trpA- trpC+ pyrF+ trpA- trpC+ pyrF- trpA+ trpC+ pyrF+ trpA+ 后代数目 274 279 2 46 试问:(1)这3个基因的次序是什么?(2)TrpC和pyrF以及trpC和trpA的合转导频率是多少?(3)假定P1染色体长为10mm,这些基因之间的物理距离是多少?
答:⑴. 这3个基因的次序:由上表可知,后代数目最少的基因型为trpC+ pyrF- trpA+,因为三个基因位点中,只有发生了双交换的频率是最少的,可以推断基因顺序为:trpC trpA pyrF;⑵. TrpC和pyrF以及trpC和trpA的合转导频率:
TrpC和pyrF的合转导频率是:
trpC和trpA的合转导频率是:
⑶. 假定P1染色体长为10mm,这些基因之间的物理距离: TrpC和pyrF的物理距离是:
trpC和trpA的物理距离是:
大肠杆菌Hfr gal+lac+(A)与F-gal-lac-(B)杂交,A向B转移gal+比较早而且频率高,但是转移lac+迟而且效率低。菌株B的gal+重组体仍旧是F-。从菌株A可以分离出一个变体叫做菌株C,菌株C向B转移lac+早而且频率高,但不转移gal+。在C×B的杂交中,B菌株的lac+重组体一般是F+。问菌株C的性质是什么?答:根据题意可推断,Hfr菌株A是高频同源重组菌株,F因子插入的位置是位于gal+lac+之间,且gal+基因靠近于F因子转移的起点,lac+基因则相反,因此A向转移gal+比较早而且频率高,但是转移lac+迟而且效率低。由于细菌染色体很长,一般容易中断,很难转移完整的一个F因子,因此,菌株B的gal+重组体仍为F-。从菌株A的变体菌株C,可推断为,由于lac+基因靠近F因子的另一端,F因子环出时错误地包装了lac+基因而未包裹gal+基因,因此,C×B的杂交中,B菌株的lac+重组体一般是F+。菌株C向B转移lac+早,而且频率高,但不转移gal+。
在大肠杆菌中发现了一个带有麦芽糖酶基因(mal)的F'因子。将F'mal+引入F-mal-菌株。这样所产生的细胞多数能转移F'mal+到F-细胞中,偶然有些细胞可以从mal-基因开始把整个细菌染色体转移到F-中。这些细胞可分为两类:(a)转移mal+很早,mal-很迟;(b)转移mal-很早,mal+很迟。 画出F'因子与染色体相互作用的图,表明(a)型细胞最大的可能是如何产生的,(b)型细胞又是如何产生的。
答:有些细胞可以从mal-基因开始把整个细菌染色体转移到F-中,那么这些细胞肯定是Hfr类型,假定F'因子带有A、B、C、D四个区域,转移切口(O)发生在C和D之间,mal+基因位于A与B之间,则(a)型细胞产生最大的可能是:F'mal+整合在细胞染色体上,位置恰好相邻于mal-基因,而mal+基因紧挨着转移切口位点,而mal-基因则相反,具体见下图。
(b)型细胞产生最大的可能是:F'mal+先与细胞染色体上的mal-基因发生同源重组,产生F'mal-因子,