第5章细菌的遗传与变异

SomeTerms遗传(heredity)：子代与亲代的生物学性状基本相同，且代代相传。变异(variation)：子代与亲代以及子代与子代之间的生物学性状出现差异。基因型(genotype)与表型(phenotype)。当前第1页\共有30页\编于星期五\21点

遗传变异类型基因型变异(genotypicvariation)：基因结构发生了改变,不可逆,可遗传给后代。表型变异(phenotypicvariation)：环境改变所导致,基因结构未发生变异,可逆,不可遗传。遗传性变异非遗传性变异基因改变+-遗传+-可逆性-+外界环境-+变异幅度个别细胞群体当前第2页\共有30页\编于星期五\21点第一节细菌的变异现象

phenomenonofbacterialvariation形态、结构变异菌落变异（S-R变异）毒力变异（卡介苗）耐药性变异当前第3页\共有30页\编于星期五\21点

形态结构变异

Variationofshapeandstructure

鼠疫耶尔森菌3-6%食盐多形态性陈旧培基物当前第4页\共有30页\编于星期五\21点正常形态细菌青霉素、溶菌酶抗体或补体L型变异炭疽杆菌42-43℃10-20天失去形成芽胞能力,毒性降低正常霍乱弧菌霍乱弧菌L型当前第5页\共有30页\编于星期五\21点菌落变异

variationofcolony光滑型菌落（Ｓ）在陈旧培养基中长期培养粗糙型菌落（Ｒ）失去LPS的特异多糖当前第6页\共有30页\编于星期五\21点毒力变异

virulentvariation白喉棒状杆菌β棒状噬菌体获得白喉毒素牛分枝杆菌胆汁、甘油、马铃薯培养基卡介苗13年(230代)（毒力减弱）（毒力增强）当前第7页\共有30页\编于星期五\21点耐药性变异

variationofdrugresistance

细菌对某种抗菌药物有敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。

含链霉素培基

痢疾杆菌依链株

长期培养

当前第8页\共有30页\编于星期五\21点第二节细菌的遗传物质

geneticmaterialofbacterium

染色体chromosome质粒plasmid转座因子transposableelement：插入系列与转座子噬菌体基因组当前第9页\共有30页\编于星期五\21点原核生物的染色体当前第10页\共有30页\编于星期五\21点相对较小，环状双螺旋DNA不含组蛋白，无核膜包围基因结构是连续的,无内含子特征几个基因可组成操纵子的结构不编码的DNA比真核细胞基因少仅少数基因存在基因重叠现象大多基因为单拷贝当前第11页\共有30页\编于星期五\21点质粒plasmid

细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生长所必需。当前第12页\共有30页\编于星期五\21点特征自我复制能力编码产物赋予细菌某些性状特征可自行丢失与消除转移性相容性和不相容性当前第13页\共有30页\编于星期五\21点几种重要的质粒致育质粒（F质粒fertilityplasmid）耐药质粒（R质粒resistanceplasmid）毒力质粒（Vi质粒virulentplasmid）细菌素质粒代谢质粒当前第14页\共有30页\编于星期五\21点转位因子transposableelement

是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。当前第15页\共有30页\编于星期五\21点插入序列insertionsequence,IS

是最小的转座因子，＜2kb，不携带任何已知与插入功能无关的基因区域转座子transposon,Tn＞2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。可能与细菌的多重耐药性有关。IS

ISResistanceGene(s)Tn当前第16页\共有30页\编于星期五\21点转座噬菌体或前噬菌体tranposablephageorprophage

是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。当前第17页\共有30页\编于星期五\21点第三节基因的转移和重组

Genetransferandrecombination基因转移外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。重组转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。重组分为同源重组与非同源重组当前第18页\共有30页\编于星期五\21点

细菌的基因转移和重组可通过：转化、接合、转导、溶原性转换和原生质体融合等方式进行。当前第19页\共有30页\编于星期五\21点转化transformation

供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。当前第20页\共有30页\编于星期五\21点肺炎球菌转化试验当前第21页\共有30页\编于星期五\21点接合conjugation细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。

接合性质粒：能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒，F质粒、R质粒、Col质粒和毒力质粒等。当前第22页\共有30页\编于星期五\21点F质粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+当前第23页\共有30页\编于星期五\21点R质粒的接合耐药（r）决定子与耐药传递因子耐药传递因子:与F质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移当前第24页\共有30页\编于星期五\21点转导transduction

以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。

普遍性转导（generaltransduction)局限性转导(restrictedtransduction)当前第25页\共有30页\编于星期五\21点普遍性转导generaltransduction

噬菌体在成熟装配过程中，由于装配错误，将细菌的DNA片段装入噬菌体的头部，成为一个转导噬菌体（transducingphage）。当转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，并将其头部供体菌的的染色体注入受体菌内。被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分。当前第26页\共有30页\编于星期五\21点受体菌转导噬菌体细菌DNA噬菌体DNA当前第27页\共有30页\编于星期五\21点结果完全转导流产转导

完全转导（整合）流产转导（未整合）细菌DNA当前第28页\共有30页\编于星期五\21点局限性转导restrictedtransduction

由温和噬菌体所介导，所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。溶原期时，噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，将自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上两侧的基因。