细菌的遗传与变异课件

第5章

细菌的遗传与变异遗传（heredity）

遗传使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其种属得以保存变异（variation）在一定条件下，子代和亲代之间以及子代和子代之间的差异遗传性变异（基因型变异）细菌的基因结构发生了改变，如基因突变或重组，不可逆，可遗传给后代。非遗传性变异（表型变异）环境改变导致，基因结构未发生变异，可逆，不可遗传。基因型和表型变异的比较基因型变异表型变异基因结构

变化未变可逆性

不或极少可逆稳定性

稳定不稳定环境影响涉及细菌数不受影响受影响

个别全体细菌L型变异

青霉素、溶菌酶

正常形态细菌细菌L型抗体或补体

正常霍乱弧菌霍乱弧菌L型特殊结构的变异

鞭毛变异

（H—O变异）

1%石炭酸

变形杆菌失去鞭毛（H菌落）（O菌落）迁徙生长现象单个菌落菌落变异

在陈旧培养基中长期培养

光滑型菌落粗糙型菌落

（

S型

）或在有免疫力的人体内

（R型）S-R变异毒力变异白喉外毒素的来源白喉杆菌+噬菌体产生毒素卡介苗的发明牛型结核杆菌BCG230次

特点：

环状dsDNA，相对较小，3.2～5×106

bp无组蛋白无内含子连续基因结构基因单拷贝1.细菌染色体（bacterialchromosome)2.质粒（plasmid）特征1.自我复制2.编码某些特定性状：R质粒耐药性F质粒性菌毛Vi质粒毒力Col质粒大肠菌素代谢质粒各种酶

3.转座因子transposable

element概念：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。(1)插入序列（insertionsequence

，IS）

750-1550

bp

，最简单，两端反向重复序列，与插入有关，中心序列有转位酶基因(2)转座子（transposon，Tn）除携带与转座作用有关的基因外，还携带其它基因（如耐药性、重金属抗性基因、糖发酵基因）

5.噬菌体（bacteriophage）形态结构:蝌蚪形衣壳：蛋白质核酸：dsDNA分布广:有菌就有噬菌体宿主特异性：流行病调查；分型参与细菌变异：转导,溶原性转换第三节基因的转移和重组转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重组：受菌获得供菌DNA类型

基因来源

转移方式转化

供菌

受菌摄入

接合

供菌

通过性菌毛转导

供菌

噬菌体媒介溶原性转换

噬菌体

前噬菌体一、转化（transformation）转化供体菌裂解释放的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。转化现象在肺炎链球菌、葡萄球菌和流感嗜血杆菌等中被证实。转化发生的条件1.供受菌基因型同源性；亲缘关系近，转化率高2.感受态对数生长期的后期，时间短。

3.环境因素钙、镁离子可加强感受态。二、接合（conjugation）定义

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的方式接合性质粒能通过接合方式转移的质粒F质粒、R质粒、Col质粒、Vi质粒等1.F质粒的接合F质粒编码性菌毛雄性菌F+菌；雌性菌F-菌接触：细胞质沟通转移：F质粒进入F－菌,1分钟完成复制：F－菌转为F＋菌+Hfr转移细菌染色体过程F’质粒

高频重组菌中的F质粒有时从染色体上脱离下来，带有染色体上邻近的基因，称为F’质粒。

F+菌，Hfr，F’菌都是雄性菌三、转导（transduction）

由噬菌体介导，将供体菌的DNA片段转入受体菌，使受体菌获得供体菌的部分遗传性状。转导类型

1.普遍性转导可以转导供菌DNA上任何基因片段。有两种结果：

完全转导：发生交换重组；

流产转导：呈游离状态。2.局限性转导只能转导供体菌染色体上特定的基因。

普遍性转导第一寄主菌转导示意图第二寄主菌

局限性转导：温和性噬菌体脱落错误：前噬菌体及两边的细菌DNA转导性噬菌体：噬菌体DNA及细菌DNA

普遍性转导与局限性转导的区别区别要点普遍性转导局限性转导基因转导发生的时期裂解期溶原期转导的遗传物质供体菌染色体DNA任何部位或质粒噬菌体DNA及供体菌DNA的特定部位转导的后果完全转导或流产转导受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗传特性转导频率受体菌的10-7转导频率较普遍转导增加1000倍(10-4)四、溶原性转换（lysogenicconversion）

和原生质体融合（protoplastfusion）溶原性转换

噬菌体作为供体，宿主菌染色体上整合了噬菌体的DNA片段，获得新的遗传性状。溶原性转换示意图原生质体融合（protoplastfusion）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质体后进行融合的过程。两种失去细胞壁的细菌互相融合的过程。融合后的染色体之间发生重组。第四节基因突变1、定义：DNA碱基对的置换、插入或缺失所致的基因结构的变化。2、分类：小突变（点突变）大突变（染色体突变）

一、基因突变的规律1.自发突变与诱发突变彷徨试验2.突变率自然突变率10-6~10-9诱导突变率10-4~10-63.突变与选择影印培养试验4.回复突变与抑制突变野生型突变型影印平板：自发的，随机的，非诱导的药物仅起选择作用二、突变型细菌及其分离

1.抗性突变型药敏试验2.营养缺陷突变型营养物质筛选3.

条件致死性突变型温度敏感试验4.发酵阴性突变型乳糖发酵试验1.影响细菌学诊断

H→O变异：如伤寒沙门菌鞭毛S→R变异：消失荚膜或多糖抗原性改变