第十三章遗传与变异

遗传(heredity)：一定条件下，细菌的性状相对稳定，并能代代相传，子代与亲代之间表现为相似性，这种现象称为遗传。变异(variation)：子代与亲代之间存在不同程度的差异，这种现象称为变异。当前第1页\共有29页\编于星期五\23点第一节细菌的变异现象一、形态结构变异鼠疫耶氏菌

3-6%食盐多形态性

当前第2页\共有29页\编于星期五\23点正常形态细菌青霉素、溶菌酶L型变异蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）当前第3页\共有29页\编于星期五\23点特殊结构的变异炭疽杆菌42-43℃10-20天失去形成芽胞能力,毒性降低二、菌落变异光滑型菌落在陈旧培养基中长期培养粗糙型菌落当前第4页\共有29页\编于星期五\23点三、毒力变异增强白喉棒状杆菌β棒状噬菌体获得白喉毒素减弱牛分枝杆菌胆汁、甘油、马铃薯培养基

13年(230代)卡介苗四、耐药性变异

细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。当前第5页\共有29页\编于星期五\23点第二节细菌遗传变异的物质基础

1.细菌染色体\染色质(chromosome\nucleoid)2.质粒(plasmids)3.转位因子4.噬菌体(bacteriophages/phages)当前第6页\共有29页\编于星期五\23点一、质粒质粒特点：（１）能自我复制并传给子代（２）几种质粒可共存于一个菌体中（３）可从一个菌转移到另一个菌（４）质粒可自行丢失（５）有些质粒可整合到细菌核质DNA上，称为附加体。它还可以从核质DNA上脱落下来。当前第7页\共有29页\编于星期五\23点F质粒(fertilityplasmids)——编码细菌性菌毛R质粒(resistanceplasmids)——编码细菌耐药性Vi质粒(virulence

plasmids)——编码细菌毒力因子Col质粒——编码大肠埃希菌的细菌素举例：当前第8页\共有29页\编于星期五\23点二、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的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。当前第9页\共有29页\编于星期五\23点（一）、插入序列（insertionsequence,IS）是最小的转位因子，＜2kb，不携带任何已知与插入功能无关的基因区域（二）、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。当前第10页\共有29页\编于星期五\23点转座子的特征转座子携带耐药或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP（氨苄青霉素）Tn4AP、SM（链霉素）、Su（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）Tn6KmTn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）Tn10Tc（四环素）tn551Em（红霉素）Tn971EmTn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）当前第11页\共有29页\编于星期五\23点（三）、转座噬菌体或前噬菌体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12页\共有29页\编于星期五\23点三、噬菌体(Bacteriophage/phage)

是侵袭细菌、真菌等微生物的病毒。当前第13页\共有29页\编于星期五\23点当前第14页\共有29页\编于星期五\23点从噬菌体吸附到细菌裂解释放出子代噬菌体的过程称为噬菌体复制周期\溶菌周期\裂解周期。这种能在敏感细菌中增殖并使之裂解的噬菌体叫毒性噬菌体（virulencephage）。某些噬菌体感染细菌后不增殖，噬菌体DNA整合到细菌核质DNA上，随细菌的增殖而传代，细菌不发生裂解，这种噬菌体叫温和噬菌体（temperatephage）\溶原性噬菌体。当前第15页\共有29页\编于星期五\23点第三节细菌的变异机制一．突变(mutation)（1）碱基置换（2）碱基缺失（3）碱基插入自发突变——频率≈1/106-1091．小突变2．大突变（染色体畸变）当前第16页\共有29页\编于星期五\23点二、基因的转移和重组基因转移(genetransfer)：外源DNA进入受体菌。基因重组(recombination)

：转移的DNA与受体菌DNA发生重新整合。当前第17页\共有29页\编于星期五\23点基因转移重组的方式：

受体菌直接摄取供体菌游离DNA片段，整合后改变了受体菌的遗传性状。１.转化（

Transformation）当前第18页\共有29页\编于星期五\23点当前第19页\共有29页\编于星期五\23点供体菌通过性菌毛与受体菌沟通，使遗传物质从供体菌传递到受体菌。

２.接合（Conjugation）：①F质粒的接合②R质粒的接合当前第20页\共有29页\编于星期五\23点接合当前第21页\共有29页\编于星期五\23点F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+当前第22页\共有29页\编于星期五\23点以温和噬菌体为载体，把供体菌的基因转移到受体菌，使受体菌遗传性状发生改变。３.转导（Transduction）：（１）普遍性转导（２）局限性转导完全转导流产转导当前第23页\共有29页\编于星期五\23点（1）、普遍性转导当前第24页\共有29页\编于星期五\23点当前第25页\共有29页\编于星期五\23点2、局限性转导（restrictedtransduction）或称特异性转导，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。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因。当前第26页\共有29页\编于星期五\23点４.溶原性转换（Lysogenicconversion）：

温和噬菌体的DNA整合到宿主菌染色体DNA后，成为溶