獸醫(yī)微生物細菌的遺傳變異

1、第一節(jié)第一節(jié) 細菌常見的變異現(xiàn)象細菌常見的變異現(xiàn)象 形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異 菌落形態(tài)變異菌落形態(tài)變異 毒力變異毒力變異 耐藥性變異耐藥性變異 代謝變異代謝變異 抗原性變異抗原性變異 1 1、形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異、形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異 常見的有細胞壁缺陷變異常見的有細胞壁缺陷變異 (細菌細菌L型等型等)、莢、莢 膜變異或鞭毛變異等。膜變異或鞭毛變異等。 3-6%食鹽食鹽 鼠疫桿菌鼠疫桿菌多形態(tài)性多形態(tài)性(衰殘型衰殘型) 瓊脂培基瓊脂培基 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 1 1、形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異、形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異 青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶 正常形態(tài)細菌正常形態(tài)細菌 L型變異型變

2、異 抗體或補體抗體或補體 (部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁) 正?；魜y弧菌霍亂弧菌L型 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 形態(tài)結(jié)構(gòu)變異 特殊結(jié)構(gòu)的變異特殊結(jié)構(gòu)的變異 42-43 炭疽桿菌炭疽桿菌失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力, 毒性毒性 10-20天天 降低降低 變形桿菌（變形桿菌（H） 1%石炭酸石炭酸 （O） 遷徙生長遷徙生長 單個菌落單個菌落鞭毛變異鞭毛變異 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 2 2、菌落形態(tài)變異、菌落形態(tài)變異 菌落分為兩種類型，即表面光滑、濕潤，菌落分為兩種類型，即表面光滑、濕潤， 邊緣整齊的光滑型（邊緣整齊的光滑型（S型）菌落和表面粗糙

3、、型）菌落和表面粗糙、 枯干，邊緣不整齊的粗糙型枯干，邊緣不整齊的粗糙型(R型型)菌落。在菌落。在 一定條件下，光滑型菌落可變?yōu)榇植谛?，稱一定條件下，光滑型菌落可變?yōu)榇植谛停Q 為為SR變異。變異。SR變異，經(jīng)常伴隨著變異，經(jīng)常伴隨著S型抗型抗 原的喪失和病原菌毒力由強變?nèi)醯刃誀畹母脑膯适Ш筒≡玖τ蓮娮內(nèi)醯刃誀畹母?變變 。 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 3 3、毒力變異：毒力增強或減弱、毒力變異：毒力增強或減弱 毒力是病原菌特有的一種生物學性狀。在毒力是病原菌特有的一種生物學性狀。在 自然條件下，不僅不同菌株的毒力有所不同，自然條件下，不僅不同菌株的毒力有所不同， 就是

4、同一菌株在不同條件下也表現(xiàn)出不同的毒就是同一菌株在不同條件下也表現(xiàn)出不同的毒 力。在某種傳染病的發(fā)病初期，從患病動物體力。在某種傳染病的發(fā)病初期，從患病動物體 內(nèi)分離出來的菌株毒力較強，然而在流行末期內(nèi)分離出來的菌株毒力較強，然而在流行末期 分離到的細菌毒力大為減弱。毒力強的菌株在分離到的細菌毒力大為減弱。毒力強的菌株在 體外連續(xù)傳代改變培養(yǎng)條件后，毒力往往減弱，體外連續(xù)傳代改變培養(yǎng)條件后，毒力往往減弱， 而通過易感動物又能便毒力減弱的菌株恢復毒而通過易感動物又能便毒力減弱的菌株恢復毒 力。力。 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 4 4、耐藥性變異、耐藥性變異 是對某種化學藥物抗性

5、的變異，如耐藥性是對某種化學藥物抗性的變異，如耐藥性 的產(chǎn)生。的產(chǎn)生。 另外細菌也可產(chǎn)生對致死物理因子抗性的另外細菌也可產(chǎn)生對致死物理因子抗性的 變異，如對變異，如對多種物理因素的抗性增強等，比如多種物理因素的抗性增強等，比如 耐熱性增強。耐熱性增強。 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 5 5、代謝變異、代謝變異 主要引起主要引起營養(yǎng)缺陷型變異營養(yǎng)缺陷型變異，即細菌喪即細菌喪 失合成一種或幾種營養(yǎng)成分的能力，無法失合成一種或幾種營養(yǎng)成分的能力，無法 在基本培養(yǎng)基上正常生長繁殖的變異類型。在基本培養(yǎng)基上正常生長繁殖的變異類型。 這種突變對研究細菌代謝產(chǎn)物的生物合成這種突變對研究細菌代

6、謝產(chǎn)物的生物合成 途徑很有用處。此外，營養(yǎng)型變異菌株可途徑很有用處。此外，營養(yǎng)型變異菌株可 作為雜交、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導和原生質(zhì)體融合等作為雜交、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導和原生質(zhì)體融合等 研究中的標記菌種。研究中的標記菌種。 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 6 6、抗原變異、抗原變異 由于環(huán)境條件的影響細菌抗原發(fā)生缺失或由于環(huán)境條件的影響細菌抗原發(fā)生缺失或 增加，增加， 或者或者由于細菌基因突變的影響，而引由于細菌基因突變的影響，而引 起其抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的變異類型。起其抗原結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的變異類型。 常見的抗原變異有：常見的抗原變異有： 菌體抗原菌體抗原變異變異 鞭毛抗原鞭毛抗原變異變異 （H-O變異

7、變異） 莢膜抗原莢膜抗原變異變異 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 二、誘發(fā)細菌變異的方法二、誘發(fā)細菌變異的方法 誘發(fā)突變是應用人工方法使細菌增誘發(fā)突變是應用人工方法使細菌增 殖和復制殖和復制DNA時出現(xiàn)時出現(xiàn)“錯誤錯誤”，從而育，從而育 成人類需要的細菌變異品系。成人類需要的細菌變異品系。 （一）物理方法（一）物理方法 包括改變溫度及輻射等。包括改變溫度及輻射等。 （二）化學方法（二）化學方法 常用各種化學誘變劑。常用各種化學誘變劑。 （三）生物學方法（三）生物學方法 利用各種生物學的方法可誘使微生物發(fā)利用各種生物學的方法可誘使微生物發(fā) 生變異，使細菌發(fā)生毒力等性狀的改變，獲生變

8、異，使細菌發(fā)生毒力等性狀的改變，獲 得性能良好的菌株。得性能良好的菌株。 常用的誘變方法常用的誘變方法 第二節(jié)第二節(jié) 細菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)細菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 1 1、 基因組基因組 (genome)(genome) 細菌的基因組位于核體，是遺傳的主要物質(zhì)細菌的基因組位于核體，是遺傳的主要物質(zhì) 基礎(chǔ)。核體又稱染色體基礎(chǔ)。核體又稱染色體(chromosome)是由兩條是由兩條 環(huán)狀雙螺旋環(huán)狀雙螺旋DNA長鏈組成，含細菌的遺傳基因，長鏈組成，含細菌的遺傳基因， 控制細菌的遺傳與變異。控制細菌的遺傳與變異。細菌染色體細菌染色體DNA以半以半 保留方式進行復制。故子代與親代細菌的性狀相保留方式進行復制。故

9、子代與親代細菌的性狀相 同。倘若在同。倘若在DNA復制中，子代復制中，子代DNA發(fā)生改變，發(fā)生改變， 便會出現(xiàn)變異。便會出現(xiàn)變異。 2 2、質(zhì)粒、質(zhì)粒 (Plasmid)(Plasmid) 質(zhì)粒是細菌染色體外的遺傳物質(zhì)，多為質(zhì)粒是細菌染色體外的遺傳物質(zhì)，多為 環(huán)狀雙螺旋環(huán)狀雙螺旋DNA分子。分子。質(zhì)?？梢宰陨韽椭?，質(zhì)粒可以自身復制， 隨宿主菌分裂傳到子代菌體。在一定條件隨宿主菌分裂傳到子代菌體。在一定條件 下，質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移，也可丟失。質(zhì)粒是自下，質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移，也可丟失。質(zhì)粒是自 行復制單位，有的需與核質(zhì)染色體的復制行復制單位，有的需與核質(zhì)染色體的復制 同步，稱為同步，稱為嚴緊型復制嚴緊型復制。

10、編碼細菌各種重。編碼細菌各種重 要的生物學性狀。要的生物學性狀。 1 F質(zhì)粒：質(zhì)粒：編碼性菌毛的質(zhì)粒稱致育質(zhì)?；蚓幋a性菌毛的質(zhì)粒稱致育質(zhì)粒或F 質(zhì)粒質(zhì)粒 。 具有具有F質(zhì)粒的細菌有性菌毛，為質(zhì)粒的細菌有性菌毛，為雄性細菌雄性細菌； 無無F質(zhì)粒的細菌無性菌毛，為質(zhì)粒的細菌無性菌毛，為雌性細菌雌性細菌，該，該 質(zhì)粒與細菌的有性結(jié)合有關(guān)。質(zhì)粒與細菌的有性結(jié)合有關(guān)。 2 2 毒力質(zhì)粒：毒力質(zhì)粒：編碼細菌各種毒力因子的質(zhì)編碼細菌各種毒力因子的質(zhì) 粒統(tǒng)稱毒力質(zhì)粒或粒統(tǒng)稱毒力質(zhì)?；騐iVi質(zhì)粒質(zhì)粒。 如致病性大腸桿菌在黏膜上定居及產(chǎn)生毒素如致病性大腸桿菌在黏膜上定居及產(chǎn)生毒素 的能力可由不同質(zhì)粒編碼，其中的

11、能力可由不同質(zhì)粒編碼，其中K K質(zhì)粒編碼質(zhì)粒編碼 對黏膜具有黏附活性的菌毛，對黏膜具有黏附活性的菌毛，STST質(zhì)粒與質(zhì)粒與LTLT質(zhì)質(zhì) 粒分別編碼耐熱腸毒素和不耐熱腸毒素。細粒分別編碼耐熱腸毒素和不耐熱腸毒素。細 菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的抗性則由菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的抗性則由R R質(zhì)質(zhì) 粒所決定。粒所決定。 一個質(zhì)?？赏瑫r具有幾種編碼功能。一個質(zhì)?？赏瑫r具有幾種編碼功能。 3 R質(zhì)粒：質(zhì)粒：含有細菌對抗菌藥物或重金屬含有細菌對抗菌藥物或重金屬 鹽類的抗性基因的質(zhì)粒，稱為鹽類的抗性基因的質(zhì)粒，稱為R質(zhì)粒質(zhì)粒 （resistance plasmid)。 由于由于R因子可通過接合的種、屬不同因

12、子可通過接合的種、屬不同 的細菌間轉(zhuǎn)移，因此有些痢疾桿菌即使未的細菌間轉(zhuǎn)移，因此有些痢疾桿菌即使未 與藥物接觸過，但可自耐藥的大腸桿菌獲與藥物接觸過，但可自耐藥的大腸桿菌獲 得得R因子而耐藥。因子而耐藥。 4 Col質(zhì)粒：質(zhì)粒：大腸桿菌素質(zhì)粒（大腸桿菌素質(zhì)粒（Col plasmid，或稱，或稱Col因子）：攜帶有產(chǎn)生大因子）：攜帶有產(chǎn)生大 腸桿菌素（腸桿菌素（colicin）酶系基因的質(zhì)粒，賦）酶系基因的質(zhì)粒，賦 予大腸桿菌產(chǎn)生大腸桿菌素的能力。予大腸桿菌產(chǎn)生大腸桿菌素的能力。 大腸桿菌素（大腸桿菌素（colicin）是一種由是一種由E.coli 的某的某 些菌株所分泌的細菌素，具有通過抑制復

13、些菌株所分泌的細菌素，具有通過抑制復 制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯或能量代謝等而專一地殺制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯或能量代謝等而專一地殺 死其他腸道細菌的功能。死其他腸道細菌的功能。 凡帶凡帶Col質(zhì)粒質(zhì)粒的菌株，由于質(zhì)粒本身編碼一的菌株，由于質(zhì)粒本身編碼一 種免疫蛋白，從而對大腸桿菌素有免疫作種免疫蛋白，從而對大腸桿菌素有免疫作 用，不受其傷害。用，不受其傷害。 質(zhì)?？梢栽诩毦g轉(zhuǎn)移，當質(zhì)粒從一個質(zhì)?？梢栽诩毦g轉(zhuǎn)移，當質(zhì)粒從一個 細菌轉(zhuǎn)移至另一個細菌時，攜帶的性狀也細菌轉(zhuǎn)移至另一個細菌時，攜帶的性狀也 隨之轉(zhuǎn)移。質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移不僅可以發(fā)生在同隨之轉(zhuǎn)移。質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移不僅可以發(fā)生在同 種、同屬的細菌之間，有的甚至還可以在種、

14、同屬的細菌之間，有的甚至還可以在 不同種屬的細菌間進行。按其轉(zhuǎn)移的特性不同種屬的細菌間進行。按其轉(zhuǎn)移的特性 時將質(zhì)粒分為二類時將質(zhì)粒分為二類:接合性質(zhì)粒與非接合性接合性質(zhì)粒與非接合性 質(zhì)粒。質(zhì)粒。 2、穿梭載體、穿梭載體 是一類特殊的質(zhì)粒，可在某種是一類特殊的質(zhì)粒，可在某種 屬關(guān)系差異較大的微生物中轉(zhuǎn)移，例如在屬關(guān)系差異較大的微生物中轉(zhuǎn)移，例如在 大腸桿菌與酵母之間。利用它可攜帶質(zhì)核大腸桿菌與酵母之間。利用它可攜帶質(zhì)核 或真核微生物的外源序列。或真核微生物的外源序列。 3、轉(zhuǎn)位因子、轉(zhuǎn)位因子 轉(zhuǎn)位因子轉(zhuǎn)位因子 (transposable element) 細菌基因細菌基因 組中能改變自身位置的

15、組中能改變自身位置的DNA片段稱之為轉(zhuǎn)片段稱之為轉(zhuǎn) 座因子。座因子。此種移動可發(fā)生在同一染色體上，此種移動可發(fā)生在同一染色體上， 也可發(fā)生在染色體之間或質(zhì)粒之間，甚至也可發(fā)生在染色體之間或質(zhì)粒之間，甚至 染色體與質(zhì)粒之間。染色體與質(zhì)粒之間。 細菌的轉(zhuǎn)位因子有三種類型細菌的轉(zhuǎn)位因子有三種類型: 插入序列（插入序列（IS，insert sewuence） 轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子(Tn, transposon) Mu噬菌體噬菌體(促變噬菌體促變噬菌體, mutator phage) 4、毒力島、毒力島(pathogenicity island，PAI) PAI是指病原菌的某個或某些毒力基因群，是指病原菌的某個

16、或某些毒力基因群， 分子結(jié)構(gòu)與功能有別于細菌染色體，但位分子結(jié)構(gòu)與功能有別于細菌染色體，但位 于細菌染色體之內(nèi)，因此稱之為于細菌染色體之內(nèi)，因此稱之為“島島”。 這是這是20世紀世紀80年代末德國學者年代末德國學者Hacker等提等提 出的一個新概念。出的一個新概念。 PAI特征：特征： 1、分子量較大，通常為、分子量較大，通常為20100kb。 2、PAI雖然是染色體的雖然是染色體的DNA片段，但其片段，但其 G+Cmol%及密碼使用與細菌染色體有明及密碼使用與細菌染色體有明 顯差異顯差異 3、兩端往往具有重復序列與插入元件，往、兩端往往具有重復序列與插入元件，往 往位于細菌染色體的往位于細

17、菌染色體的tRNA位點內(nèi)或附近，位點內(nèi)或附近， 或位于與質(zhì)粒、噬菌體整合有關(guān)的位點處?；蛭挥谂c質(zhì)粒、噬菌體整合有關(guān)的位點處。 第三節(jié)第三節(jié) 細菌變異的機制細菌變異的機制 細菌是單細胞生物，以二分裂方式進行細菌是單細胞生物，以二分裂方式進行 無性繁殖，子代只有從一個親代獲得遺傳物無性繁殖，子代只有從一個親代獲得遺傳物 質(zhì)。細菌要發(fā)生變異，質(zhì)。細菌要發(fā)生變異，一種情況是基因發(fā)生一種情況是基因發(fā)生 突變，一種情況是兩個不同性狀細菌的基因突變，一種情況是兩個不同性狀細菌的基因 可以轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過基因間的重組，形成可以轉(zhuǎn)移到一起，經(jīng)過基因間的重組，形成 新的遺傳型個體。新的遺傳型個體。 一、基因突變一

18、、基因突變 基因突變簡稱突變，是變異的一種，基因突變簡稱突變，是變異的一種，指指 生物細胞遺傳物質(zhì)生物細胞遺傳物質(zhì)DNA分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生 了穩(wěn)定的可遺傳的變化。了穩(wěn)定的可遺傳的變化。它是生物進化的它是生物進化的 一個重要因素。一個重要因素。 基因突變的種類：基因突變的種類： 細菌與一般生物細胞一樣可發(fā)生突變，細菌與一般生物細胞一樣可發(fā)生突變， 其突變也可按發(fā)生改變的范圍大小，分為其突變也可按發(fā)生改變的范圍大小，分為 染色體畸變和點突變。染色體畸變和點突變。 1 1、染色體畸變、染色體畸變 染色體畸變（染色體畸變（chromosomal aberration） 是指染色體的一大段

19、發(fā)生了變化。是指染色體的一大段發(fā)生了變化。 包括染色體結(jié)構(gòu)上的包括染色體結(jié)構(gòu)上的 缺失缺失（delection） 重復重復（duplication） 插入插入（insertion） 易位易位（translocation） 倒置倒置（inversion） 2 2、點突變、點突變 點突變（點突變（point mutation）是指）是指DNA鏈上鏈上 一個或少數(shù)幾個堿基對的改變。一個或少數(shù)幾個堿基對的改變。 包括包括 堿基對的堿基對的置換置換 （replacement） 因缺失或插入而造成的因缺失或插入而造成的移碼移碼 (frame shift) 轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換（transition） 顛換（顛換（t

20、ransversion） 二、基因轉(zhuǎn)移二、基因轉(zhuǎn)移 供體細菌直接或間接地將部分遺傳物質(zhì)單向供體細菌直接或間接地將部分遺傳物質(zhì)單向 傳遞給受體細菌，從而導致受體細菌發(fā)生傳遞給受體細菌，從而導致受體細菌發(fā)生 基因重組的現(xiàn)象稱為基因重組的現(xiàn)象稱為基因轉(zhuǎn)移基因轉(zhuǎn)移 （transgenosistransgenosis）。）。 細菌的基因轉(zhuǎn)移和重組的主要形式有細菌的基因轉(zhuǎn)移和重組的主要形式有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化、 轉(zhuǎn)導、接合、原生質(zhì)體融合和溶原性轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)導、接合、原生質(zhì)體融合和溶原性轉(zhuǎn)換。 1 1、轉(zhuǎn)化（、轉(zhuǎn)化（transformationtransformation） 供體菌裂解后游離的供體菌裂解后游離的DNA片

21、段被受體菌直片段被受體菌直 接攝取，使受體菌獲得新的遺傳性狀的過接攝取，使受體菌獲得新的遺傳性狀的過 程稱為程稱為轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化。 感受態(tài)感受態(tài)（competence） 受體菌只有處于感受態(tài)時，才能攝取受體菌只有處于感受態(tài)時，才能攝取 轉(zhuǎn)化因子。細菌處于感受態(tài)是因為其轉(zhuǎn)化因子。細菌處于感受態(tài)是因為其 表面有一種吸附表面有一種吸附DNA的受體。的受體。 轉(zhuǎn)化 2 2、轉(zhuǎn)導（、轉(zhuǎn)導（transductiontransduction） 轉(zhuǎn)導是以溫和噬菌體為載體，將供轉(zhuǎn)導是以溫和噬菌體為載體，將供 體菌的一段體菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受 體菌獲得新的性狀。體菌獲得新的性狀。 普遍

22、性轉(zhuǎn)導普遍性轉(zhuǎn)導 局限性轉(zhuǎn)導局限性轉(zhuǎn)導 普遍性轉(zhuǎn)導普遍性轉(zhuǎn)導（general transduction） 供體菌供體菌DNADNA的任何片段都有同等的機會被的任何片段都有同等的機會被 裝入噬菌體外殼內(nèi)裝入噬菌體外殼內(nèi), ,繼而進入受體菌繼而進入受體菌, ,故稱故稱 普遍性轉(zhuǎn)導。普遍性轉(zhuǎn)導。 噬菌體噬菌體 普遍性轉(zhuǎn)導模式圖普遍性轉(zhuǎn)導模式圖 普遍性轉(zhuǎn)導普遍性轉(zhuǎn)導 普遍性轉(zhuǎn)導普遍性轉(zhuǎn)導 完全轉(zhuǎn)導（完全轉(zhuǎn)導（complete transduction） 外源性外源性DNA片段與受體菌的染色體整片段與受體菌的染色體整 合，并隨染色體而傳代，稱完全轉(zhuǎn)導。合，并隨染色體而傳代，稱完全轉(zhuǎn)導。 流產(chǎn)轉(zhuǎn)導（流產(chǎn)轉(zhuǎn)

23、導（abortive transduction） 外源性外源性DNA片段不能重組到受體菌染片段不能重組到受體菌染 色體上，由于不能自身復制，隨著細菌分色體上，由于不能自身復制，隨著細菌分 裂供體裂供體DNA只能沿著單個菌體傳遞下去，只能沿著單個菌體傳遞下去， 稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導。稱為流產(chǎn)轉(zhuǎn)導。 局限性轉(zhuǎn)導局限性轉(zhuǎn)導（restricted transduction） 局限性轉(zhuǎn)導或特異性轉(zhuǎn)導，由溫和局限性轉(zhuǎn)導或特異性轉(zhuǎn)導，由溫和 噬菌體介導，所轉(zhuǎn)導的只限于前噬噬菌體介導，所轉(zhuǎn)導的只限于前噬 菌體兩旁的供體菌染色體的基因。菌體兩旁的供體菌染色體的基因。 如如噬菌體進入大腸埃希菌。噬菌體進入大腸埃希菌。 局

24、限性轉(zhuǎn)導局限性轉(zhuǎn)導 gal bio galbio galbio gal bio bio gal 3 3、接合（、接合（conjugationconjugation） 接合是兩個完整的細菌細胞通過性菌接合是兩個完整的細菌細胞通過性菌 毛直接連接溝通，將質(zhì)粒毛直接連接溝通，將質(zhì)粒DNA從供體菌從供體菌 轉(zhuǎn)移給受體菌的過程。轉(zhuǎn)移給受體菌的過程。 接合性質(zhì)粒接合性質(zhì)粒：能通過接合方式轉(zhuǎn)移的能通過接合方式轉(zhuǎn)移的 質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒，主要包括，主要包括F質(zhì)粒質(zhì)粒 和和R質(zhì)粒質(zhì)粒。 E. coli strains undergoing conjugation (TEM x27,700) F

25、質(zhì)粒的接合質(zhì)粒的接合 F+F-F+F- F+F+F+F+ Donor Recipient 4 4、原生質(zhì)體融合、原生質(zhì)體融合 是指以人工方法去除兩個不同菌株細胞的細是指以人工方法去除兩個不同菌株細胞的細 胞壁使其成為原生質(zhì)體，試原生質(zhì)體發(fā)生胞壁使其成為原生質(zhì)體，試原生質(zhì)體發(fā)生 融合，形成雙親本菌株優(yōu)良形狀、穩(wěn)定遺融合，形成雙親本菌株優(yōu)良形狀、穩(wěn)定遺 傳的融合子（傳的融合子（fusant），這一過程稱為），這一過程稱為原原 生質(zhì)體融合生質(zhì)體融合（protoplast fusion）。）。 5 5、溶原性轉(zhuǎn)換、溶原性轉(zhuǎn)換 是指溫和性噬菌體感染宿主后，噬菌體基因是指溫和性噬菌體感染宿主后，噬菌體基因

26、 組與細菌的基因組整合，成為溶原性細菌，組與細菌的基因組整合，成為溶原性細菌， 從而獲得噬菌體編碼的某些形狀，但此細從而獲得噬菌體編碼的某些形狀，但此細 菌失去了前噬菌體，則其獲得的這些形狀菌失去了前噬菌體，則其獲得的這些形狀 也隨之消失，稱為也隨之消失，稱為溶原性轉(zhuǎn)換溶原性轉(zhuǎn)換（lysogenic conversion）。）。 第四節(jié)第四節(jié) 細菌遺傳變異研究的實際意義細菌遺傳變異研究的實際意義 1 1、理論意義：、理論意義： 用細菌進行的一系列遺傳學實驗，不僅揭示用細菌進行的一系列遺傳學實驗，不僅揭示 了細菌本身許多遺傳變異的規(guī)律，而且推動了細菌本身許多遺傳變異的規(guī)律，而且推動 整個分子遺傳

27、學的迅速發(fā)展。在微生物學領(lǐng)整個分子遺傳學的迅速發(fā)展。在微生物學領(lǐng) 域內(nèi)，細菌遺傳變異的研究也有助于對其他域內(nèi)，細菌遺傳變異的研究也有助于對其他 有關(guān)問題的了解和發(fā)展，例如幫助了解微生有關(guān)問題的了解和發(fā)展，例如幫助了解微生 物的起源和進化，微生物結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，物的起源和進化，微生物結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系， 原核生物性狀的調(diào)節(jié)控制，以及推動微生物原核生物性狀的調(diào)節(jié)控制，以及推動微生物 分類學的深入發(fā)展。分類學的深入發(fā)展。 2 2、實踐意義、實踐意義 在實踐方面，細菌遺傳變異的研究在以下若干在實踐方面，細菌遺傳變異的研究在以下若干 方面也具有重大的實用意義。方面也具有重大的實用意義。 1 1 疾病診斷

28、疾病診斷 在臨床細菌學檢查工作中，要作出正確的診斷，在臨床細菌學檢查工作中，要作出正確的診斷， 不但要熟悉細菌的典型特性，還要了解細菌不但要熟悉細菌的典型特性，還要了解細菌 的變異規(guī)律。的變異規(guī)律。 2 2 疾病預防疾病預防 菌苗接種是使機體建立特異性免疫，預防傳染菌苗接種是使機體建立特異性免疫，預防傳染 性疾病的有效措施，弱毒菌苗株都是病原菌性疾病的有效措施，弱毒菌苗株都是病原菌 的減毒變異株，有較好的免疫效果。的減毒變異株，有較好的免疫效果。 3 3 疾病治療疾病治療 在治療細菌疾病用藥時，應選擇敏感的抗菌在治療細菌疾病用藥時，應選擇敏感的抗菌 藥物，并應防止耐藥菌株的擴散。藥物，并應防止

29、耐藥菌株的擴散。 4 基因工程基因工程 基因工程是用人工方法將所需要的某一供體基因工程是用人工方法將所需要的某一供體 生物的生物的DNADNA大分子提取出來，在離體的條件下大分子提取出來，在離體的條件下 用適當?shù)墓ぞ呙盖懈?，把它與作為載體的用適當?shù)墓ぞ呙盖懈?，把它與作為載體的DNADNA 分子連接起來，然后與載體一起導入某一易分子連接起來，然后與載體一起導入某一易 生長、繁殖的受體細胞中，讓外源遺傳物質(zhì)生長、繁殖的受體細胞中，讓外源遺傳物質(zhì) 在其中在其中“安家落戶安家落戶”，進行正常的復制和表，進行正常的復制和表 達，從而獲得新的產(chǎn)物。達，從而獲得新的產(chǎn)物。 第一節(jié)第一節(jié) 細菌常見的變異現(xiàn)象細

30、菌常見的變異現(xiàn)象 形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變異 菌落形態(tài)變異菌落形態(tài)變異 毒力變異毒力變異 耐藥性變異耐藥性變異 代謝變異代謝變異 抗原性變異抗原性變異 形態(tài)結(jié)構(gòu)變異 特殊結(jié)構(gòu)的變異特殊結(jié)構(gòu)的變異 42-43 炭疽桿菌炭疽桿菌失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力, 毒性毒性 10-20天天 降低降低 變形桿菌（變形桿菌（H） 1%石炭酸石炭酸 （O） 遷徙生長遷徙生長 單個菌落單個菌落鞭毛變異鞭毛變異 一、細菌常見的變異現(xiàn)象一、細菌常見的變異現(xiàn)象 PAI特征：特征： 1、分子量較大，通常為、分子量較大，通常為20100kb。 2、PAI雖然是染色體的雖然是染色體的DNA片段，但其片段，但其 G+Cmol%及密碼使用與細菌染色體有明及密碼使用與細菌染色體有明 顯差異顯差異 3、兩端往往具有重復序列與插入元件，往、兩端往往具有重復序列與插入元件，往 往位于細菌染色體的往位于細菌染色體的tRNA位點內(nèi)或附近，位點內(nèi)或附近， 或位于與質(zhì)粒、噬菌體整合有關(guān)的位點處?；蛭挥谂c質(zhì)粒、噬菌體整合有關(guān)的位點處。 一、基因突變一、基因突變 基因突變簡稱突變，是變異的一種，基因突變簡稱突變，是變異的一種，指指 生物細胞遺傳物質(zhì)生物細胞遺傳物質(zhì)DNA分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生分子結(jié)構(gòu)突然發(fā)生 了穩(wěn)定的可遺傳的變化。了穩(wěn)定的可遺傳的變化。它是生物進化的它是生物進化的 一個重要因素。一個重要因素。