遺傳與變異-p第二章

第二章細菌的遺傳與變異遺傳（heredity）微生物的生物學性狀保持相對穩(wěn)定，且代代相傳。變異（variation）子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學性狀出現(xiàn)差異。變異可使細菌產(chǎn)生新變種，新特性由遺傳得以鞏固變異分為遺傳性變異（細菌的型變異）結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，如突變或重組，不可逆，可遺傳給后代。非遺傳性變異（表型變異）環(huán)境改變導致，

結(jié)構(gòu)未發(fā)生變異，可逆，不可遺傳。第一節(jié)、細菌遺傳變異的物質(zhì)基礎細菌細菌外遺傳物質(zhì)質(zhì)粒DNA噬菌體轉(zhuǎn)座因子整合子一、細菌（bacterial

chromosome)是環(huán)狀雙螺旋1、細菌屬于原核細胞型微生物,細菌DNA，不含組蛋白,無核膜包圍。2、：是具有一定生物學功能的核苷酸序列，如編碼結(jié)構(gòu)蛋白、酶等功能。細菌

的結(jié)構(gòu)是連續(xù)的,

無內(nèi)含子。二、質(zhì)粒（plasmid）細菌

外的遺傳物質(zhì)，環(huán)狀閉合的雙鏈DNA，控制細菌的某些生物學性狀，能自行

，并非細菌生長所必需。幾種重要的質(zhì)粒致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒）耐藥質(zhì)粒（R質(zhì)粒）毒力質(zhì)粒（Vi質(zhì)粒）細菌素質(zhì)?？刂萍毦跃挠袩oF+F-雄性菌（具有性菌毛）雌性菌（無性菌毛）1、致育質(zhì)粒（fertility

plasmid,F質(zhì)粒）2、耐藥質(zhì)粒（R質(zhì)粒）編碼細菌對抗菌藥物的耐藥性。在細菌間傳遞危害耐青霉素耐鏈霉素三、噬菌體

(bacteriophage)噬菌體（bacteriophage

,

phage）是細菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的具有的特性：微小，可以通過細菌濾器，電鏡觀察沒有完整的細胞結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)和核酸組成專性細胞內(nèi)寄生的微生物生物學性狀(EM下可見)形態(tài)蝌蚪形微球形細桿形phage

T2

micrograph蝌蚪形噬菌體結(jié)構(gòu)模式圖噬菌體結(jié)構(gòu)與組成頭部＋尾部頭部由蛋白質(zhì)衣殼包繞核酸（主要是DNA）組成噬菌體與宿主菌的關(guān)系宿主細胞溶解（溶菌反應）兩種結(jié)局宿主細胞呈溶原狀態(tài)（溶原性反應）毒性噬菌體兩種噬菌體溶菌反應溶菌反應溫和噬菌體溶原性反應毒性噬菌體（virulent

phage）概念：能在宿主菌細胞內(nèi) 增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細菌的噬菌體。完成溶菌周期周期：吸附穿入生物組裝與AdsorptionPenetrationBiological

Synthesis(DNA

and

protein

synthesis)packageMaturationRelease毒性噬菌體的周期—溶菌性周期溫和噬菌體（temperate

phage）概念：

噬菌體 與宿主菌

整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細菌DNA

，并隨細菌的分裂而傳代。該種狀態(tài)稱溶原狀態(tài)。該噬菌體稱溫和噬菌體(溶原性噬菌體)。前噬菌體（prophage）：整合在細菌

組中的噬菌體溶原性細菌（lysogenic

bacterium）：帶有前噬菌體的細菌完成溶原周期,誘導條件下完成溶菌周期溫和噬菌體有溶原性周期和溶菌周期毒性噬菌體則只有一個溶菌性周期毒性噬菌體溫和噬菌體溶原性細菌具有的特征該菌的某些生物學性狀發(fā)生改變例：帶有β-棒狀桿菌噬菌體的白喉棒狀桿菌產(chǎn)生白喉外毒素四、轉(zhuǎn)位因子存在于細菌

或質(zhì)粒DNA分子上的一段特異性核苷酸序列片段它能在DNA分子中移動，不斷改變它們在

組的位置（移動

）。轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)位因子分為2類序列（IS）轉(zhuǎn)座子（Tn）造成結(jié)果：改變原有核苷酸序列影響

點附近本身所攜帶的一定的的表達序列表達五、整合子是一種運動型DNA分子，具有獨特結(jié)構(gòu)可捕獲和整合外源性DNA分子，轉(zhuǎn)變成功能

表達單位。定位于、或質(zhì)粒、或轉(zhuǎn)座子細菌固有的遺

位兩端保守區(qū)和中部可變區(qū)保守區(qū)包含：整合酶

、重組位點、啟動子第二節(jié)、細菌的變異現(xiàn)象與機制一、細菌變異的現(xiàn)象形態(tài)、結(jié)構(gòu)變異抗原性變易菌落變異毒力變異耐藥性變異細菌變異的現(xiàn)象形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異卵圓形耶氏菌多形態(tài)（球形、亞鈴狀）適宜30克/LNaClL型變異：青霉素、溶菌酶細菌L型菌（細胞壁缺陷型細菌）正?；魜y弧菌霍亂弧菌L型鞭毛變異：普通培養(yǎng)基變形桿菌含0.1%石炭酸培養(yǎng)基遷徙生長點狀生長毒力變異/強毒無毒/弱毒CG）erin）BrBd耐藥性變異Bs如：金葡菌(Bs)Br

(85-90%)痢疾桿菌野生菌株耐藥菌株依賴菌株P(guān)NC二、細菌變異的機制突變（內(nèi)源性

突變）的轉(zhuǎn)移與重組（外源性的轉(zhuǎn)移與重組）一、的轉(zhuǎn)移與重組轉(zhuǎn)移（gene

transfer）：外源性遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入某受體菌內(nèi)的過程。重組（gene

bination）：轉(zhuǎn)移的與受體菌DNA整合在一起。（1）外源性遺傳物質(zhì)供體菌

DN

段供體菌質(zhì)粒DNA噬菌體（2）方式：轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導、溶原性轉(zhuǎn)換等1.轉(zhuǎn)化（

transformation）:是供體菌裂解游離的DN 段被受體菌直接攝取，并將其整合到細菌的

中，使受體菌獲得新的性狀。直接攝取游離DNA供體菌受體菌轉(zhuǎn)化因子（transforming principle

）——轉(zhuǎn)移的DN

段稱為轉(zhuǎn)化因子

，分子量小于107，最多不超過10~20個

。感受態(tài)（competence）——受體菌只有處于感受態(tài)時，才能攝取轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化條件2.接合（conjugation）是細菌通過性菌

互連接溝通，將遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒或

上的

片段）從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌。能通過接合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒，不能通過性菌毛在細菌間轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒為非接合性質(zhì)粒。F質(zhì)粒（fertility

plasmid)的接合F+

×F-

F+3.轉(zhuǎn)導（transduction）以噬菌體為載體，將供體菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的性狀。供體菌DNA供體菌

受體菌噬菌體媒介分：普遍性轉(zhuǎn)導(generalized

transduction)局限性轉(zhuǎn)導（restricted

transduction）普遍性轉(zhuǎn)導(generalized

transduction)包裝入噬菌體頭由于錯誤的包裝將細菌 任何部位部，并將其注入受體菌內(nèi)。完全轉(zhuǎn)導

外源性DN

段與受體菌的整合并隨

而傳代。轉(zhuǎn)導外源性DN段游離在胞質(zhì)中既不能與受體菌

整合，也不能自行

。普遍性轉(zhuǎn)導(generalized

transduction)兩種結(jié)局受體菌完全轉(zhuǎn)導轉(zhuǎn)導局限性轉(zhuǎn)導（restricted

transduction）溫和噬菌體介導前噬菌體脫離時前噬菌體帶有供體菌轉(zhuǎn)入受體菌Specialized

transduction4.溶原性轉(zhuǎn)換（lysogenic

conversion）當噬菌體

細菌時，宿主菌

中獲得了噬菌體的DNA片段，使其成為溶原狀態(tài)時而使細菌獲得新的性狀。例：

帶有β-棒狀桿菌噬菌體的白喉棒狀桿菌產(chǎn)生白喉外毒素轉(zhuǎn)移與重組四種形式的區(qū)別類型來源轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)化接合轉(zhuǎn)導供體菌供體菌供體菌直接攝取性菌毛溝通噬菌體為載體轉(zhuǎn)換噬菌體溶原性基因整合5.原生

融合（protopast

fusion）是將兩種不同的細菌經(jīng)溶菌酶或青霉素等處理，失去細胞壁成為原生

后進行相互融合的過程。點突變：一對或少數(shù)幾對堿基對置換、

或缺失。?畸變：較大范圍的核苷酸序列發(fā)生易位、缺失、重復、倒位等變化。（二）

突變自發(fā)突變和誘發(fā)突變突變率–自然突變率

（10-9-10-6）–誘導突變率

（10-6-10-4）突變與選擇-影印培養(yǎng)試驗1.

突變規(guī)律突變是自發(fā)的，抗生素把突變的菌株篩選出來細菌遺傳變異在醫(yī)學上的應用型菌株，防在疾病的

、防治中的應用：注意細菌因變異而出現(xiàn)的止誤診。治療：防止耐藥菌株的擴散。預防：

的