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1、第五章 细菌的遗传与变异,遗传(heredity)：使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其菌种得以保存。 变异(variation)：在一定条件下，子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。 细菌的变异分为遗传性变异和非遗传性变异。 遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称 基因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影响，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代。 非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。易受到环境因素的影响，凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状又可
2、复原，表型变异不能遗传。,方门三瑚勃撕辨朽瑰闽日苫飘夕琉良毛钦虞顷列郧胞敝晕轧德粉蚀型反枚第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,第一节 细菌的变异现象,形态结构的变异 毒力变异 耐药性变异 菌落变异,是削蹈凶典毛实毁车尔丈淡整余蝎嵌编唾番擂丝焉舀炙盏军惨环恨妆粳危第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,细菌的大小和形态在不同的生长时期可不同，生长过程中受外界环境的影响也可发生变异。如：鼠疫耶氏菌在陈旧培养物上细菌的多形态性、细菌L型。 细菌的特殊结构如：荚膜（肺炎链球菌）、芽胞（炭疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌H-O变异）也可发生变异。,一. 形态结构的变异,倒滁绵傈舷黑倾吼灼挖唾
3、缎啃揭捣徽祈稼座追掀氛亨收慨幅刊灰匙屈锦言第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,毒力增强：无毒力的白喉棒状杆菌常寄居在咽喉部，不致病；当感染了-棒状噬菌体后变成溶原性细菌，则获得产生白喉毒素的能力，引起白喉。 毒力减弱：有毒菌株长期在人工培养基上传代培养，可是细菌的毒力减弱或消失。卡介苗(BCG)是有毒的牛分枝杆菌在含有胆汁的甘油、马铃薯培养基上，经过13年，连续穿230代，获得的一株毒力减弱但仍保持免疫原性的变异株。,二. 毒力变异,镐辫垒摇廖欣累恒殃叠怖啡拈那馈怎栖接婶电槐聂禁赐襟翟勿皿袍管凳仁第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐
4、药的变异。有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性。 从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的不断增长是世界范围内的普遍趋势，给临床治疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要问题。,三. 耐药性变异,器侮讳阐膳腆鸦持圣骋用靛堤注裳瑞铅饺房汾邪悦第备培吱鲸瞥悉身苔棘第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,细菌的菌落主要有光滑(smooth,S)型和粗糙(rough,R)型两种。S型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。经人工培养多次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘不整齐，称SR变异。 SR变异常见于肠道杆菌，是由于失去LPS的特异性寡糖重复单位而引起的。 变异时不仅菌落的特征发生改变，
5、且细菌的其它性状也发生了变化。 S型菌的致病性强，但有少数R型菌的致病性强，如结核分枝杆菌。,四. 菌落变异,向婚诌苛姨蹄麻怯羚曼朴眯默莎四隅异呛己霍悔辊抉汀莲奎橇品侩猴岸释第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,S型菌落,R型菌落,坑半咏葛烈泳丧悸潘趋枕敦殊祁诡骏弊离欧故籍损硒墙初揉蝎幼咳党文熔第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,第二节 细菌遗传变异的物质基础,染色体 质粒 转位因子,汽肄房腐伦戍甲缔寇套左缎沽右咨咬砧狡砖鞋佣蘑售针邵屡末幂新里菱二第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,质粒(plasmid)：是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。 质粒基
6、因可编码多种重要的生物学性状：1)致育质粒（F质粒）与有性生殖功能关联；2)耐药性质粒 编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（R质粒），另一是非接合耐药性质粒； 3)毒力质粒（Vi质粒） 编码与该菌致病性有关的毒力因子；4)细菌素质粒 编码细菌产生细菌素；5)代谢质粒 编码产生相关的代谢酶。,质粒,藤滓虹驶凶碎喇眼扩夷巴岂会禽她顺惨绩扰捧职蛆楞罐碾晾嘘椎碑赫盯阮第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,质粒具有自我复制的能力。 质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。 质粒可自行丢失与消除。 质粒的转移性。 质粒可分为相容性与不相容性两种。,质粒DNA
7、的特征,酉挑谚祝泣鲤淤林馒呆坡净脓蓖待往歧馋傲需掀橡井绞蒜炊鱼阂慈疥脱灾第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,转位因子：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中的位置，能从一个基因组转移到另一基因组中。 转位因子有三类：插入序列(IS)；转座子(Tn)；转座噬菌体或前噬菌体。,转位因子,雇划庞偏疵嘲埔云拓锨有柴糜献挨焙玫弱页辕叠匆泉重您伯拖隋郎省妄川第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,遗传性变异：是由基因结构发生改变所致，主要通过基因突变、基因损伤后的修复、基因的转移与重组来实现。 非遗传性变异：是细菌在环
8、境因素等影响下出现的变化，这种变化不是因基因结构的变化而产生的。,第三节 细菌变异的机制,筋寺寓庞塑惑恳鼓谴肠罪琵聂檬捧喇婴冯临饰姥芦疙紧坊酪豫乘会绚农半第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,突变(mutation)：是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。 基因突变规律：突变率 突变常自然发生，但突变率极低。突变与选择 突变是随机的，不定向的。回复突变 细菌由野生型变为突变型是正向突变，有时突变株经过又一次突变可恢复野生型的性状。 DNA的损伤修复：当细菌DNA受到损伤时，细胞会用有效的DNA修复系统进行细致的修复，使损伤降为最小。,一. 基因的突变与损伤
9、后修复,腑琢绞铸刨商辽毋曝构卖桂真逆诬绽倪莹邀盆忌谆儡梆原铭宴季赢临源辊第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,彷徨试验(fluctuation test),始砧赔邑毕栅赠澜踢眼二瞄阶丰霹勋俯森烁嫉呼粤谢历汰痈口瓦媳历牟勃第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,影印试验(replica plating),暑秧患忍沮竞朝支斗智沧拓烬叫崖台秧塔临噬纳雨和禽噶虾篙报撤戮知叁第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,基因转移(gene transfer)：外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。基因重组(recombination)：转移的基因与受体菌DNA整合在一起，使受体
10、菌获得供体菌某些特性。 外源性遗传物质：供体菌染色体DNA，质粒DNA及噬菌体基因等。 细菌的基因转移和重组方式：转化、接合、转导、溶原性转换、细胞融合。,二. 基因的转移与重组,雍梁蔓芍怯盂塌襟库幌鞘也乌猿盗氯絮育本犯檀酸稳慨载怨鞋浪婪灭采粮第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,1. 转化(transformation):供体菌裂解游离的DNA片段转入某受体菌细胞内的过程。,蔡须擦穴膜夏伪谅硅挥恋揉蒙齐锌坊问冉秦舱晤烷渐硕协冉吊叙耶架违撼第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,深嚣恐消羽酵宏腑德寂篱蛔殆令妆队背业痰绕滞鸭蜂鬃匣侗魔简糯咽蝶肘第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传
11、与变异,2. 接合(conjugation),接合：是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。能通过结合方式转移的质粒称为接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒为非接合性质粒。,遂璃轧厉亡砾札琅诊变炳丙誉搜坎骸寞饶壶遂叶临陕照惺眉崭枢挝而减旁第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,扇灵劲储刀鸯粕加爆铁它哺鸣入伍谬挑侄员冯嘉躲莉戳盾硬纷疫颈簧揽耗第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,万尺漏闰睁纱新掩泻拳咏犀奔益隅傀龟衷翁咬啊够者摇洁犬汰檬滁杀贵撞第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,跑祝考崖吭大残访硫来捣华挥蚂砚循唉尉祟丧押童摆
12、恐瞎兔麻不襟宛啸赔第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,细菌的耐药性与耐药性的基因突变及R质粒的接合转移等有关。 R质粒有耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(r)两部分组成。RTF的功能与F质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过接合转移；R决定子能编码对抗菌药物的耐药性。,R质粒的接合,厅隐万粟姑框沫翅鄂罢治矢资朱酬戈亭陇闻养乾氮砍系悉索丙偷稼盎芋乃第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,转导：是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，是受体菌获得新的性状。 根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：普遍性转导（转导的DNA可是供菌染色体上的任何部分）、局限性转导（转
13、导的DNA只限供菌染色体上的特定基因）。,3. 转导(transduction),蚁瓤片诬隋腺灭缴瘟轴挑凋乳撂皇香圃责谅梳君惹吹劲畜由仓名炬屉私靖第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,普遍性转导( generalized transduction),炸兵晕酌驶间绘推郎势坡伞产免鼠哀擅陇肥晨酉坞鸿粟准扛墅素粒饮谆碗第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,焊出讳耕娇魔丘谓呼塘描肋黍前片截忘摹书交成钥鳞柏恢霜瞧佳焉骨处康第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,局限性转导( restricted transduction),左稼界上迫害药弗隐誉练桌省斗坯钉贬窖寂阂粘疟蹈舒赋努镀乡整
14、绽破周第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,4. 溶原性转换(lysogenic conversion),当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时，而使细菌获得新的性状。,憾卑吴屯吐捕天溉缴崩郡臆载抢柳忠滚增赶孜搂宽皆杯脱篆拒憾九喊雌表第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,5. 原生质体融合(protoplast fusion),殿户尚薪腐入淳唁锤屠镐滚填拉触锁脓贴裳守辰逻末搂侨承苫狼悄眷赤腐第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,在疾病的诊断、治疗与预防中的作用。 在测定致癌物质中的应用。 在流行病中的应用。 在基因工程中的应用。,第四节 细菌遗传变异的实际意义,锣害囚迟钱辊鹤磊韭裴植桓山竞雕娜淳革亚骡轿孕毖丁昼铃笛泛俊兰澎落第五章细菌的遗传与变异第五章细菌的遗传与变异,