1细菌总论-第4章细菌的遗传与变异(张宏伟20180420)

第四章细菌的遗传与变异遗传：细菌子代与亲代在生物学性状上的相似性。变异：细菌子代与亲代之间存在某些性状上出现的差异性。遗传性变异（基因型变异）非遗传性变异（表型变异）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第一节细菌变异现象形态与结构变异

菌落变异

毒力变异

耐药性变异

形态的变异

青霉素、溶菌酶

正常形态细菌

L型细菌

抗体或补体

(部分或完全失去胞壁)

1、形态与结构变异结构的变异

荚膜变异（肺炎链球菌）荚膜、致病性强荚膜消失、致病性减弱

鞭毛变异（沙门菌）

有鞭毛

去鞭毛（H—O）1、形态与结构变异1g/L苯酚琼脂培养基普通培养基在培养基中多次传代

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R

2、菌落变异增强

β棒状噬菌体

白喉棒状杆菌获得白喉外毒素减弱

胆汁、甘油、马铃薯培养基

牛分枝杆菌卡介苗

13年(230代)

3、毒力变异细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药。如：金黄色葡萄球菌对青霉素耐药性高达98℅多重耐药性，甚至产生药物依赖性。

含链霉素培基

如：痢疾杆菌依赖株

长期培养

4、耐药性变异第2节遗传变异的物质基础（DNA）基因组：染色体和染色体外遗传物质

质粒

噬菌体一、细菌的染色体主要特点：1.不形成染色体结构（1条环状双螺旋DNA

）

2.细菌DNA的改变导致遗传性状发生改变。

二、质粒主要特点1.染色体以外的遗传物质（环状闭合的双股DNA）2.能自我复制并传给子代3.质粒控制细菌某些重要的生物学性状：

致育性、耐药性、致病性几种重要的质粒：F质粒(致育质粒)：

编码细菌性菌毛R质粒(耐药质粒)：

编码细菌耐药性Vi质粒(毒力质粒)：

编码细菌毒力因子Col质粒（细菌素质粒）：

编码大肠埃希菌的细菌素代谢质粒：

编码与代谢相关的酶类三、噬菌体是侵袭细菌、真菌等微生物的病毒。1.生物学性状大小：以nm衡量，必须用电镜观察。形态：蝌蚪形（多数）、球形、细杆形/丝形。特性：1.个体微小，无细胞结构。2.具严格的活组织寄生性。3.这种寄生性具有严格的宿主特异性。4.抗原性。化学成分（1）核酸：DNA/RNA。（2）蛋白质：构成噬菌体头部外壳和尾部。结构：噬菌体结构噬菌体电镜照片2.毒性噬菌体能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌，称为毒性噬菌体增值过程：吸附、穿入、生物合成、成熟与释放毒性噬菌体增殖过程：①吸附

毒性噬菌体增殖过程：②穿入

毒性噬菌体增殖过程：

③生物合成毒性噬菌体增殖过程：

④成熟与释放

3、温和噬菌体/溶原性噬菌体噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代整合在细菌基因组中的噬菌体基因组溶原性细菌有关概念：整合在细菌DNA上的噬菌体基因称前噬菌体。带有前噬菌体的细菌称溶原性细菌。前噬菌体存在于细菌内，导致细菌基因和性状发生改变，这种现象称溶原性转换。毒性噬菌体和温和噬菌体的区别温和噬菌体有溶原性周期和裂解周期。毒性噬菌体只有裂解周期。第三节细菌变异的机制基因突变基因转移与重组一、基因突变（以染色体为载体）染色体突变小范围结构改变染色体畸变较大范围结构改变二、基因的转移与重组概念：受体菌接受来自供体菌（或病毒）的DNA片段，并把这种DNA片段整合成为受体菌基因组的一部分。

方式：转化、转导、溶原性转换、结合受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段并整合到受体菌的基因组上，使受体菌遗传性状发生改变。

1.转化（直接摄入DNA）ⅢS型：有荚膜、有毒力ⅡR型：无荚膜、无毒力死ⅢS型：无荚膜、无毒力ⅡR型+死ⅢS

ⅢS型2.转导（以噬菌体为载体）概念：以噬菌体为载体，把供体菌的DNA转移给受体菌，使受体菌获得新的性状（即供体菌的部分性状）。

方式：（１）普遍性转导

完全转导

流产转导（２）局限性转导供体菌受体菌转导噬菌体细菌DNA噬菌体DNA（１）普遍性转导（以毒性噬菌体为载体）结果：完全转导流产转导未整合整合（２）局限性转导（以温和噬菌体为载体）3.溶原性转换（温和噬菌体感染并整合）温和噬菌体的DNA整合到宿主菌染色体DNA后，成为溶原状态导致细菌遗传性变异（致细菌获得新的性状）。溶原性转换临床应用：白喉棒状杆菌(白喉毒素)、A群链球菌(红疹毒素毒素)、肉毒梭菌(C、D毒素)4.接合（以质粒为载体）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。F＋菌（雄性菌）性菌毛F－菌（雌性菌）（1）F质粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+F-（2）R质粒的接合R100质粒可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：汞四环素链霉素磺胺氯霉素质粒R100基因图谱类型基因来源转移方式转化供体菌游离DNA直接摄入转导供体菌噬菌体介导溶原性转换噬菌体感染并整合接合供体菌性菌毛连接

基因转移和重组的方式比较第四节细菌遗传变异在医学上的应用★耐药菌株日益增多，预防耐药性不要滥用，药敏