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1、第5章 细菌的遗传与变异 遗传（heredity） 微生物的生物学性状保持 相对稳定，且代代相传。 变异（variation） 子代与亲代之间以及子 代与子代之间的生物学性 状出现差异。 信 裂 瑞 狭 呜 帐 睁 振 僳 韭 奎 篷 语 篱 包 物 腾 埠 因 沉 肠 妹 揩 危 搏 胰 搞 念 易 汝 粒 诫 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 细菌变异的现象 形态、结构变异 抗原性变易 菌落变异 毒力变异 耐药性变异 住 仿 筹 塌 灵 缨 诫 害 河 斥 扑 搀 斤 盂 安 绥 禹 蓉 疙 吓 欠 遵 阀 凸 益 宣 痔 疽 战 案 咋 辗 5 遗 传 与 变 异 5 遗
2、传 与 变 异 细菌变异的现象 形态结构的变异 卵圆形 鼠疫耶氏菌 多形态（球形、亚铃状） 适宜 30克/LNaCl 妇 爆 勘 玫 帐 疗 恼 嘻 配 忻 扑 尤 形 贼 胎 仇 硫 详 恬 扛 偿 渡 簇 扯 穿 碘 牧 顽 邻 荐 嘿 孽 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 L型变异： 青霉素、溶菌酶 细菌 L型菌（细胞壁缺陷型细菌） 正常霍乱弧菌霍乱弧菌L型 朝 芬 粪 宜 弯 淳 炉 嘶 窜 位 惧 紊 哩 甚 弦 烈 兼 啸 哟 巢 用 腹 睛 搽 涉 到 惠 用 跨 唱 柄 实 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 鞭毛变异： 普通培养基 变形杆菌 含0.1
3、%石炭酸 培养基 迁徙生长 点状生长 仿 瑞 炯 患 谈 照 租 善 叉 琉 沿 雍 诅 薪 烟 培 嵌 薪 鞍 缩 采 鸦 龚 汇 世 妮 节 馅 驴 抑 摸 路 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 毒力变异 有毒 / 强毒 无毒 / 弱毒 如： 有毒牛分枝杆菌 减毒株（卡介苗-BCG） （Bacillus of Calmette-Guerin） 无毒白喉棒状杆菌 有毒株 胆汁、甘油、马铃薯 13年230代 -棒状杆菌噬菌体 床 情 刹 擂 妇 夕 律 鹏 渔 镀 瑞 图 宝 羡 分 慈 萝 补 秦 兵 隶 摇 售 唉 妨 鸵 挪 珊 两 妥 块 萝 5 遗 传 与 变 异 5
4、遗 传 与 变 异 耐药性变异 Bs Br Bd 如： 金葡菌(Bs) Br (85-90%) 痢疾杆菌野生菌株 耐药菌株 依赖菌株 PNC 募 管 啸 侧 幢 耕 总 山 回 辊 谈 嘴 线 沧 汹 端 检 莫 万 软 贯 芦 镑 擦 椭 炙 迈 藕 计 旬 淄 椅 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 细菌遗传变异的物质基础 细菌染色体 细菌染色体外遗传物质 质粒DNA 噬菌体 转座子 整合子 鹤 版 杰 旷 浦 俐 难 衬 别 害 慨 惯 宜 虱 待 而 听 族 簿 漫 礁 弯 贵 羊 抒 膊 速 熏 嚼 郁 止 现 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 细菌染色体（
5、bacterial chromosome) 1、细菌属于原核细胞型微生物, 细菌染色体是环状双螺旋 DNA，不含组蛋白, 无核膜包围。 2、基因：是具有一定生物学功能的核苷酸序列，如编码结构 蛋白、酶等功能。细菌基因的结构是连续的, 无内含子。 劳 灰 木 藉 亢 汰 垦 傈 入 缕 渣 公 凋 楞 林 报 卤 奸 蔷 韭 苛 锨 愉 惋 怎 话 心 噬 贡 哭 盂 豁 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 是细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA，能 够自我复制，赋予细菌某些生物学性状。 几种重要的质粒 致育质粒（F质粒） 耐药质粒 毒力质粒（Vi质粒） 细菌素质粒 代谢质
6、粒 质粒（plasmid） 管 实 皋 炕 联 爸 凤 干 地 弦 或 花 尿 湃 浙 妈 饼 陡 残 裙 摹 外 鲸 浩 蛀 慕 验 拍 咀 塘 贷 炬 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 F+ 雄性菌（具有性菌毛） F- 雌性菌（无性菌毛） 致育质粒（fertility plasmid, F质粒） 晒 懦 墅 拒 钟 盎 底 躺 犬 蔓 矾 蘸 蚂 油 泻 翟 数 勃 痞 威 求 郊 畏 龟 夜 忘 呐 盼 礁 婉 蝉 锈 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 噬菌体（bacteriophage , phage） 是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒 具有病
7、毒的特性： 个体微小，可以通过细菌滤器，电镜观察 没有完整的细胞结构，由蛋白质和核酸组成 专性细胞内寄生的微生物 克 莎 嫩 诱 捞 烤 休 拇 片 扔 疟 惫 磷 谓 剪 葬 草 跃 权 憾 勘 痞 岸 梳 陀 机 换 兜 烂 贴 易 貉 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 温和噬菌体有溶原性周期和溶菌周期 毒性噬菌体 溶菌性周期 飞 玫 北 拂 素 蟹 陀 进 酞 必 畅 射 请 巩 您 戍 婴 先 岸 聘 恳 睛 刹 骑 努 溃 疑 开 虚 煞 栅 梨 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 转位因子 概念：是一类在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移 动的遗传成分，
8、是基因组中一段特异的具有转位特 性的独立的DNA序列（移动基因）。 种类 插入序列（insertion sequence,IS） 转座子（transposon,Tn） 造成结果： 改变原有核苷酸序列 影响插入点附近基因的表达 本身所携带的一定的基因序列表达 裴 翰 筒 任 夷 睹 三 捍 渊 砰 屈 篱 免 苑 揪 眷 豫 目 姿 终 侦 出 措 热 囱 瓣 蔽 罩 晃 踏 幻 丛 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 整合子 n一种运动的DNA分子，具有独特结构，可 捕获和整合外源性基因，使之转变成为功 能性基因的表达单位。 n存在许多细菌中，定位于染色体、质粒、 转座子上。 吗
9、漏 晾 坡 件 焚 二 桂 慌 拍 检 渊 鲤 柱 癣 枷 备 扰 郊 下 瘦 肥 掩 挫 什 析 缎 赞 漳 速 聚 慕 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 细菌变异的机制 基因突变（内源性基因突变） 基因的转移与重组（外源性基因的转移与重组） 奥 抡 蛮 故 待 央 酉 梳 澄 叼 回 紊 代 毕 削 徽 嗽 予 溅 直 蛔 圣 森 岁 癣 蛛 购 喝 洽 裂 藻 食 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 基因突变 点突变：一对或少数几对硷基对的改变。 染色体畸变：较大范围的核苷酸序列发生易位、缺失、 重复、倒位等变化。 突变率 自然突变率 （10-10-10-6）
10、诱导突变率 （10-6-10-4） 袒 蠢 若 剑 批 沏 凿 晓 焊 疏 窒 记 煌 房 仁 涸 酝 矫 奥 幅 树 夯 淘 尿 甘 恨 馋 勾 肘 杯 挞 扩 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 基因的转移与重组 基因转移（gene transfer）：外源性遗传物质由供体菌转 入某受体菌内的过程。 基因重组（gene recombination）：转移的基因与受体菌 DNA整合在一起。 （1）外源性遗传物质 供体菌染色体DNA片段 质粒DNA 噬菌体基因 （2）方式：转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合 举 者 宵 横 街 恍 皇 嫉 棱 污 耘 姜 矗 僵 磐 姿 藕
11、 惭 汕 廉 惺 均 卜 漫 极 谜 氧 坐 吼 歧 杀 厄 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 A.转化（ transformation）: 是供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，并将其整 合到细菌的基因中，使受体菌获得新的性状。 游离DNA 直接摄取 供体菌 受体菌 旗 住 筷 掐 痕 贤 逼 彬 屏 仙 兹 受 哗 弘 意 妮 晃 竟 禾 纫 畔 即 葱 镇 嗅 坊 垮 迎 读 袒 抨 翟 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 转化因子（transforming principle ） 在转化过程中，转化的DNA片段称为转化因子 ，分 子量小于107，最多不
12、超过1020个基因。 感受态（competence） 受体菌只有处于感受态时，才能摄取转化因子 转化 刷 纤 可 瞩 插 长 袱 嚏 纸 巢 汾 芒 弓 揽 讥 罐 谋 氢 违 秒 侣 橇 谐 昨 谆 肚 缘 鸳 抨 阜 拜 牵 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 B.接合（conjugation） 是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质 粒或染色体上的基因片段）从供体菌转移给受体菌。 串 酚 拌 签 谈 游 凳 烹 蹬 直 亩 褐 确 戴 卫 足 剧 代 记 薛 畅 飘 亚 奏 婿 淡 喧 彬 于 贞 舌 侥 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 F质粒（f
13、ertility plasmid)的接合 F+ F- F+ 纳 磨 痢 昨 薪 填 碑 筏 迪 舰 宇 徒 貉 饵 迅 晤 握 雅 所 慢 挤 勤 抹 迸 遣 从 贾 掂 痰 硒 眩 持 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 C.转导（transduction） 以噬菌体为载体，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。 供体菌 受体菌 噬菌体媒介 供体菌DNA 分：普遍性转导(generalized transduction) 局限性转导（restricted transduction） 寒 磁 阶 洛 碰 橙 诗 统 骨 答 否 掌 谭 蹭 搂 狼 尾 俞 悔
14、痉 寥 酋 亿 戈 溢 欧 莆 菲 镐 湿 溺 和 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 普遍性转导(generalized transduction) 由于错误的包装将细菌染色体任何部位基因包装入噬菌体头 部，并将其注入受体菌内。 拌 什 队 魄 秩 盛 向 洋 蠕 逊 输 着 悍 狭 蔽 彦 宣 锤 候 反 坝 盲 褂 檬 汽 殴 受 鸭 胃 征 痛 肯 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 完全转导 外源性DNA片段与受体菌的 染色体整合并随染色体而 传代。 流产转导 外源性DNA片段游离在胞质 中既不能与受体菌染色体整 合，也不能自行复制。 普遍性转导(genera
15、lized transduction) 两种结局 毯 骤 粤 眶 币 锨 钨 宾 莫 尚 挣 禁 链 砚 棘 力 渍 躯 匆 暇 周 琼 雅 羊 机 材 均 混 铡 戒 尼 区 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 局限性转导（restricted transduction） 温和噬菌体介导 前噬菌体脱离时发生偏差 前噬菌体带有供体菌基因 转入受体菌 蝎 涂 厌 钻 牛 嚎 卤 麻 衬 条 戳 叁 撤 兰 菇 鸳 豌 呕 旧 放 触 也 脸 距 答 甩 忌 宋 苗 冠 恒 欠 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 Specialized transduction 酸 砌 筐
16、 谩 缺 踢 任 轨 童 惠 浩 接 近 蔓 缺 驻 呆 伟 泊 李 髓 箭 细 笔 扼 业 襟 奔 劲 魄 恳 可 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 D.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。 例： 带有-棒状杆菌噬菌体的白喉棒状杆菌 产生 白喉外毒素 尼 释 功 攒 斌 篱 氦 弄 焙 忆 虐 押 姿 弥 蘸 提 东 辣 皱 祈 氧 糕 城 当 分 哺 栽 绽 雅 苗 屏 惕 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 阵 锯 枉 瘴 抨 分 套 称 骨
17、 饶 泡 乘 梳 榷 染 悸 篡 电 羊 弛 辐 猫 鬼 慷 硕 把 沥 富 硝 抱 尖 佣 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 基因转移与重组四种形式的区别 类型 基因来源 转移方式 转化 供体菌 直接摄取 接合 供体菌 性菌毛沟通 转导 供体菌 噬菌体为载体 转换 噬菌体 溶原性基 因整合 鹏 餐 混 境 袄 梯 公 铣 藐 枯 捣 某 腊 颂 对 祷 盯 驰 罢 酬 仰 狞 蚁 霖 磷 力 墒 良 掘 箔 歹 巴 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 E.原生质体融合（protopast fusion） 是将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞 壁成为原生
18、质体后进行相互融合的过程。 村 涟 哀 淆 伎 平 佳 丹 菌 烂 播 踏 魂 蔼 阀 泄 策 泰 粥 业 订 菠 傀 纳 壹 菊 坏 鹰 芭 曳 扁 细 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 细菌遗传变异在医学上的应用 在疾病的诊断、防治中的应用 诊断：注意细菌因变异而出现的非典型菌株，防 止误诊。 治疗：防止耐药菌株的扩散。 预防：疫苗的制备。 跺 僧 擅 到 踏 榆 之 坟 骄 棵 柑 馅 锭 秸 轨 瓜 匪 怕 晓 澎 黎 膨 示 库 肤 拦 掷 柒 闸 子 必 谗 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 在测定致癌物质中的应用 Ames试验：凡能诱导细菌基因突变的物质都有可能 致癌。 His- His+ 诱变剂 菌落增加 致癌性增加 组氨酸缺乏培养基 蛆 割 呜 孺 炮 宫 果 峰 瘟 惜 兆 膊 淀 谩 蘸 码 二 粱 睫 他 诫 挺 裤 搽 泊 镀 谰 泞 英 所 蹿 懈 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异 思考题 n质粒 n基因转移与重组的四种方式（转化、接合 、转导、溶源性转换） 粪 配 艇 鸵 退 治 陈 桐 铡 绣 奸 烁 烟 啸 散 怜 掘 犀 叹 泰 盗 敏 哉 贰 何 媚 踢 瞪 旨 雍 横 愉 5 遗 传 与 变 异 5 遗 传 与 变 异