2噬菌体、细菌遗传和变异
第4章 噬菌体 第5章 细菌的遗传与变异 第6章 细菌的耐药性
4.研发新抗菌药物
根据细菌耐药性的机制及其与抗菌药物结
构的关系，改造化学结构，使其具有耐酶特性或
易于透入菌体。
寻找和研制具有抗菌活性，尤其对耐药菌有 活性的新抗菌药物；同时针对耐药菌产生的钝化 酶，寻找有效的酶抑制剂。
5.破坏耐药基因
随着细菌基因组研究的进展，学者们发现 通过破坏耐药基因可使细菌恢复对抗菌药物的
一、形态与结构的变异
特殊结构的变异
42-43℃
炭疽杆菌
10-20天
失去形成芽胞能力, 毒性降低
变形杆菌（H） 1%石炭酸 迁徙生长
（O） 单个菌落
二、毒 力 的 变 异
细菌的毒力变异表现为毒力的减弱或增强 毒力减弱 毒力增强 卡介苗（BCG） 白喉棒状杆菌
三、耐 药 性 变 异
细菌对某种抗菌药物可由敏感变成耐药
主讲:
杨志伟 教授
第四章
噬 菌 体
噬菌体(bacteriophage)
是感染细菌、真菌、放线菌、支原体、
螺旋体等微生物的病毒。因其能使细菌裂 解，故称为噬菌体。
噬菌体的特点
个体微小，可以通过细菌滤器；需用电子显微镜观 察； 无细胞结构，主要由衣壳（蛋白质）和核酸组成； 分布广泛； 与细菌的变异密切相关； 噬菌体具有严格的宿主特异性，只寄居于易感宿主 菌体内，
感。固有耐药性细菌称为天然耐药性细菌，其耐药 基因来自亲代，由细菌染色体基因决定而代代相传 的耐药性，存在于其染色体上，具有种属特异性。 如肠道杆菌对青霉素的耐药，固有耐药性始终如一
并可预测。
（二）获得耐药（acquired resistance） 1.获得耐药性概念
获得耐药性指细菌DNA的改变导致其获得耐药性表型。 耐药性细菌的耐药基因来源于基因突变或获得新基因。 在原先对药物敏感的细菌群体中出现了对抗菌药物 的耐药性，这是获得耐药性与固有耐药性的重要区别。
T2噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体侵染细菌实验1．T2噬菌体是一种专门寄生于细菌体内的病毒，它的主要组成部分是蛋白质壳体和DNA 分子；2．将用于实验的T2噬菌体分为2组，一组用35S标记噬菌体的蛋白质，另一组用32P噬菌体的DNA；3．将2组作了标记的噬菌体分别与细菌进行侵染实验；4．实验发现：35S标记主要出现在宿主细胞外，而32P标记主要出现在宿主细胞内，并且在噬菌体的子代中也检测到32P；5．该实验是DNA作为遗传物质的直接证据。
肺炎双球菌转化实验1．肺炎双球菌是一种导致人类肺炎和小鼠败血症的病原体，在众多的肺炎双球菌株中，光滑型（S型）是唯一一种致病菌，其特点是菌体表面光滑，菌体外长有多糖的有机荚膜，能够破坏宿主的自我防护机制，从而使其致病。
另外一种粗糙型（R型）为无毒菌，其特点是菌体表面粗糙，菌体外长没有荚膜；2．活体实验：a)将活S型菌注入小鼠体内，小鼠致病死亡；b)将活R型菌注入小鼠体内，小鼠没有致病；c)将灭活的S型菌注入小鼠体内，小鼠没有致病；d)将灭活的S型和活R型菌混合，注入小鼠体内，小鼠致病死亡。
在小鼠的血液内发现活S型菌。
实验结论：灭活的S型菌中一定存在某种物质将转化为S型菌。
3．离体实验：从活S型菌体中抽取DNA、蛋白质、和荚膜，分别与活R型菌混合，进行悬浮培养。
只在混有DNA 分组能够把R型菌转化成S型菌。
实验结论：一种细菌的DNA渗入另一种细菌中，能够引起稳定繁荣遗传变异。
因此DNA是遗传物质，DNA赋予了生物的遗传特性。
DNA分子的结构层次DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，DNA分子是脱氧核苷酸的多聚体。
脱氧核苷酸的层次结构为：DNA分子双螺旋结构的基本要点1．DNA是由两条链构成的，这两条链按反方向平行方式盘旋成双螺旋结构。
每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸交替连接，构成基本骨架，排列在主链外侧；碱基排列在主链内侧。
（图见P55）2．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基对按照碱基互补配对原则形成：腺嘌呤通过2个氢键与胸腺嘧啶相连（A=T），鸟嘌呤通过3个氢键与胞嘧啶相连（G C）。
噬菌体细菌的遗传与变异细菌的耐药性课件
目录
• 噬菌体细菌的遗传 • 细菌的变异 • 细菌的耐药性 • 噬菌体对细菌耐药性的影响 • 总结与展望
01
噬菌体细菌的遗传
噬菌体的基本结构
头部
由蛋白质外壳组成的空壳，内部包含遗传物质。
尾部
由蛋白质组成的细长尾巴，尾部末端通常带有几个突起，可以吸附到细菌上。
耐药性机制还包括产生修饰酶、过氧化物酶等物质来破坏药物或使其失去活性。
耐药性的传播方式
耐药性可以通过基因突变自然 产生，也可以通过质粒、转座 子等可移动遗传元件在不同菌 种间传播。
耐药性可以通过菌群内部的自 然选择和进化而积累和扩大。
耐药性也可以通过医院内感染、 社区感染等方式传播，导致耐 药菌株的流行和扩散。
05
总结与展望
对细菌耐药性的认识和思考
细菌耐药性的定义
细菌耐药性是指细菌对抗生素等抗菌药物的耐受能力，能够在药物作用下生存并繁殖。
细菌耐药性的分类
根据耐药性的来源，细菌耐药性可分为天然耐药性和获得耐药性。天然耐药性是指某些细 菌天生对某些抗生素具有抵抗力，而获得耐药性则是由于细菌在受到抗生素选择压力时发 生基因突变而获得的抵抗力。
性。
耐药性是指某些病菌具有抵抗药 物作用的能力，使得药物无法有
效杀灭它们。
耐药性是指病菌在遇到抗菌药物 时，能够通过改变自身结构或代
谢途径来抵抗药物的作用。
耐药性的机制
耐药性机制是指病菌通过改变自身的结构、代谢途径或基因表达来抵抗抗菌药物的 作用。 耐药性机制包括减少药物进入细胞、增加药物外排、改变药物作用靶点等途径。
04
噬菌体对细菌耐药性的影响
噬菌体对细菌耐药性的诱导作用
第3.4章噬菌体细菌遗传与变异
细菌遗传变异在医学上的实际意义
一、影响细菌学诊断 二、预防耐药菌株的扩散 三、制备疫苗 四、检测致癌物 五、基因工程方面的应用
复习要点
• 名词解释 转化、接合、转导、溶原性转换、毒性噬 菌体、温和噬菌体、前噬菌体、溶原性细 菌、普遍性转导、局限性转导
有荚膜肺炎链球菌 （活菌）IIIS
无荚膜肺炎链球菌 （活菌）IIR
分离出 ⅢS
有荚膜肺炎链球菌 （死菌）IIIS
IIR活菌+IIIS死菌 或
IIR活菌+提取的IIIS DNA
分离出 ⅢS型有 荚膜的活 菌
（二）接合 conjugation
• 供体菌通过性菌毛将遗传物质 （质粒）传递给受体菌
• 接合性质粒——能通过接合方式 转移的质粒（F质粒、R质粒等）
▪ 但由于噬菌体过于专一，限制了噬菌体 在临床上的广泛应用
第四章 细菌的遗传与变异
细菌变异的现象
• 形态结构变异 • 抗原性变异 • 菌落变异 • 毒力变异 • 耐药性变异
• 遗传性变异：
是微生物的基因结构发生了改变， 故又称基因型变异
常发生于个别的微生物，不受环 境因素的影响，变异发生后是不 可逆的，产生的新性状可稳定地 遗传给后代
• 毒性噬菌体的溶菌周期（复制周期）
吸附→释放子代噬菌体——噬菌体的复 制周期
• 增殖过程
吸附——穿入——生物合成——成熟与释放
毒性噬菌体溶菌现象
• 液体培养基：使浑浊菌液变为澄清
固体培养基：若用适量噬菌体和宿主菌 液混合后接种培养，培养基表面可有透 亮的溶菌空斑出现
一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并 裂解细菌后形成的，称为噬斑
细菌的遗传和变异
温和噬菌体可有溶原性周期和溶菌性周期，而毒性 噬菌体只有一个溶菌性周期
噬菌体与宿主的相互关系
四 转座因子
转座因子(transposzble element)又称跳跃基因 (jumping gene)：
是指存在于细菌染色体或质粒DNA分子上一段特异 的具有转移特性的核苷酸序列它在基因组不必借助 同源序列就可以移动，可以直接从基因组的一个位 点转移到另一个位点的（供体和受体）。
第十二章 微生物的遗传和变异
遗传(heredity)：使微生物的性状保持相对稳 定，且代代相传，使其物种得以保存。 变异(variation)：在一定条件下，子代与亲代 之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的 差异。
江苏大学 医学院 申红星
基因:是一个相对独立的可遗传生物学功能 单位. 基因组:是指某一生物种类的遗传信息总和. 基因型:一种生物遗传物质的总和构成该生 物的基因型. 表性:由基因表达产物决定,生物所表现的生 物学性状。
是最小的转位因子，＜2kb，除了和转座功能相关的基因外，
不携带任何已知与插入功能无关的基因区域。IS两端有反向重 复序列。
2.转座子（transposon,Tn）
＞2kb，除携带与转座有关的基因外，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。
IS
Resistance Gene(s)
噬菌体的抗原性
噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。 该抗体能抑制相应噬菌体侵袭敏感细菌， 但对已吸附或已进入宿主菌的噬菌体不起作用， 噬菌体仍能复制增殖。
噬菌体的抵抗力
噬菌体对理化因素与多数化学消毒剂的抵抗 力比一般细菌的繁殖体强； 能抵抗乙醚、氯仿和乙醇，一般经75℃ 30min或更久才能被灭活。噬菌体能耐受低 温和冰冻， 对紫外线和X射线敏感，一般经紫外线照射 10～15min即失去活性。
细菌的遗传与变异
第4章细菌的遗传与变异遗传与变异是所有生物的共同生命特征，细菌也不例外。
细菌在一定的环境中生长繁殖，通过DNA的复制，将亲代的各种性状稳定地传给子代，使种属保持原有的性状，这就是细菌的遗传（heredity）。
而变异（variation）是指在细菌繁殖过程中，由于外界环境条件发生变化或细菌的遗传物质本身发生改变，导致细菌的生物学性状发生相应的变化。
变异可使细菌产生新变种，变种的新特性靠遗传得以巩固，并使物种得以发展与进化。
细菌细胞在某一特定时间表现出来的生物学性状称为表型（phenotype），这些性状不仅取决于细菌的基因组（基因型，genotype），还与环境密切相关。
针对环境的变化，细菌某些基因的表达在转录、翻译水平会发生明显的改变，从而使细菌的生物学形状发生了变化，这称为表型变异（phenotypic variation）。
例如鼠疫耶氏菌有毒株含有一个大质粒pYV，是该细菌产生毒力的重要因素，但其表达在环境温度为25℃时被抑制，而37℃低钙条件则诱导其表达。
又如，将有鞭毛的普通变形杆菌点种在普通营养琼脂平板上，细菌呈迁徙生长，若将此菌点种在含0.1％石碳酸的培养基上，细菌产生鞭毛的能力被抑制，只能在点种处形成不向外扩展的单个菌落，此变异是可逆的。
这种变异与基因型突变（genotypic mutation）不同：基因型突变是可以遗传的，不受环境条件改变的影响，而表型变异是可逆的，并随着环境的改变而发生变化。
表型变异不属于突变的范畴。
第一节细菌遗传变异的物质基础－细菌基因组细菌的遗传物质是DNA，遗传信息由DNA构成的特定基因来传递。
细菌的基因组是指由细菌染色体和染色体以外的遗传物质所携带基因的总称。
染色体外的遗传物质包括质粒、转座子和前噬菌体。
（一）细菌染色体细菌的染色体大都为双链DNA分子组成的封闭的环，缺乏组蛋白，外无核膜包围，长度从250µm到35000µm不等，包含580kb至超过4600kb的DNA。
微生物学课程习题(下)
微生物学课程习题（下）第八章微生物遗传与变异一．填空1．证明核酸是遗传物质的三个经典实验是肺炎双球菌的转化实验、T2噬菌体感染实验和植物病毒的重建实验。
2．质粒根据分子结构可有CCC型、OC型和L型三种构型。
质粒在细胞中的拷贝数也不尽相同。
有的拷贝数很少，只有一、二个拷贝，称为严紧型质粒，另一些具有较高的拷贝数，约有10个以上，称为松弛型质粒。
3．检测质粒常用的方法有提取所有胞内DNA后电镜观察、超速离心和琼脂糖凝胶电泳。
4．不同碱基变化对遗传信息的改变可分为缺失、添加、易位和倒位四种类型；常见的表型变化的突变型有营养缺陷型、抗药性突变型、条件致死突变型、形态突变型、抗原突变型和产量突变型等。
5．营养缺陷型的筛选一般要经过诱变，淘汰野生型，检出和鉴定营养缺陷型四个环节。
6．基因突变的特点为自发性、不对应性、稀有性、独立性、可诱变性、稳定性、可逆性。
7．普遍性转导可能出现的三种后果是形成转导子、流产转导和转导失败。
8．紫外线照射能使DNA相邻碱基形成胸腺嘧啶二聚体，从而导致DNA复制产生错误，用紫外线诱变微生物后应在红光或暗处条件下进行，以防止光复活现象的产生。
9．原核生物基因重组的类型主要有转化、转导、溶原性转换、接合和原生质体融合等多种，真核微生物则有有性杂交，准性杂交和原生质体融合等多种。
10．原核生物中的转座因子主要有三种类型：插入序列、转座子、转座噬菌体或前噬菌体。
11．微生物菌种保藏的原理是在干燥、避光、缺氧、缺乏营养物质和低温等环境条件下，使其处于代谢不活泼状态。
12. 能在同一细菌中并存的质粒属于不同的不亲和群，而在同一细菌中不能并存的质粒属于同一不亲和群。
三．名词解释1．微生物遗传：在一定的环境条件下，微生物的形态、结构、代谢、繁殖、毒力和对药物的敏感等性状相对稳定，并能代代相传，子代与亲代之间表现出相似性，这种现象称为遗传。
遗传可以使微生物的性状保持相对稳定，而且能够代代相传，使它的种属得以保存。
细菌的遗传与变异
二、细菌的基因突变
2. 基因突变的规律
1、随机发生 2、稳定 3、突变频率为10-10～10-6 4、可发生回复突变
二二、、细菌菌的的基基因因突突变变
3. 细菌常见的突变
● 耐药性突变 ● 毒力突变 ● 营养缺陷体突变 ● 形态结构突变 ● 抗原性突变 ● 菌落突变
细菌的遗传与变异
一、细菌的遗传物质 二、细菌的基因突变 三、细菌的基因转移与重组☺
4）质粒可通过接合、转化或转导等方式在细菌间 转移。根据质粒能否通过细菌的接合作用进行传 递，将其分为接合性质粒（如F质粒和多数R质粒） 和非接合性质粒。
5）质粒的相容性和不相容性。结构相似并密切相 关的质粒能稳定共存于一个宿主菌的现象称为不 相容性。
一、细菌的遗传物质
质粒作为一种独立的复制子，容易从细 胞中分离出来、在体外进行遗传操作和转入 到合适的受体细胞中，已成为现代分子生物 学研究和遗传工程的重要工具。
三、五细、菌温的和基噬因菌转体移与重组
局限性转导
三、五细、菌温的和基噬因菌转体移与重组
普遍性转导与局限性转导的区别
区别要点 转导发生的时期
普遍性转导 裂解期
局限性转导 溶原期
转导的遗传物质 供体菌染色体DNA 噬菌体DNA及供体菌
任何部位或质粒
DNA的特定部位
转导的后果 转导频率
完全转导或流产转 导
基因的多拷贝；
一、细菌的遗传物质
乳糖操纵子
一、细菌的遗传物质
细菌基因组转录的主要特征：
（1）转录形成mRNA分子不需要加工； （2）tRNA和rRNA转录后需加工；
一、细菌的遗传物质
细 菌 的 r R N A 加 工 过 程
一、细菌的遗传物质
遗传与变异知识点汇总
高二生物“遗传和变异”知识点汇总（1）作者：岳捷发布时间：2009年4月20日高二生物“遗传和变异”知识点汇总（1）第一节DNA是主要的遗传物质一、名词解释：1、T２噬菌体：这是一种寄生在大肠杆菌里的病毒。
它是由蛋白质外壳和存在于头部内的DNA所构成。
它侵染细菌时可以产生一大批与亲代噬菌体一样的子代噬菌体。
2、细胞核遗传：染色体是主要的遗传物质载体，且染色体在细胞核内，受细胞核内遗传物质控制的遗传现象。
3、细胞质遗传：线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体，且在细胞质内，受细胞质内遗传物质控制的遗传现象。
二、：1、证明DNA是遗传物质的实验关键是：设法把DNA与蛋白质分开，单独直接地观察DNA 的作用。
2、肺炎双球菌的类型：①、R型（英文Rough是粗糙之意），菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。
②、S型（英文Smooth是光滑之意）：菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
如果用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡。
3、格里菲斯实验：格里菲斯用加热的办法将S型菌杀死，并用死的S型菌与活的R型菌的混合物注射到小鼠身上。
小鼠死了。
（由于R型经不起死了的S型菌的DNA（转化因子）的诱惑，变成了S型）。
4、艾弗里实验说明DNA是"转化因子"的原因：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA 等提取出来，分别与R型细菌进行混合；结果只有DNA与R型细菌进行混合，才能使R 型细菌转化成S型细菌，并且的含量越高，转化越有效。
5、艾弗里实验的结论：DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。
6、噬菌体侵染细菌的实验：①噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。
②DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S，所以用放射性同位素３５S标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素３２P标记另一部分噬菌体的DNA。
噬菌体和细菌的遗传与变异
plaque PFU
2. temperate phage 定义：Temperate phages are those that can enter a quiescent state in
教研室审阅意见：
教研室主任签名： 年月 日
1
基本内容
第 3 章 噬菌体
一、bacteriophage 的定义
Bacteriophage
Bacteriophage (phages) are viruses which infect bacteria, fungi, actinomycetes,
and spirochetes. They replicate as obligate intracellular parasites in host.
基本教材或主要参考书 《医学微生物学》主编：李凡 徐志凯（人卫版，第 8 版）
《医学微生物学》英文版，主编：贾文祥（人卫版，第 1 版）
教学目的与要求：
1．熟悉 bacteriophage 的生物学特性。
2．掌握 virulent phage 的复制周期。
3．掌握 temperate phage 的特性及与宿主的关系。
bacterial chromosome plasmid：定义、特征、重要质粒（F 质粒、R 质粒等）
plasmids are extrachromosomal genetic elements in bacteria. Most
plasmids are closed, circular, double-stranded DNA molecules.
噬菌体、细菌的遗传与变异
一、基因突变
突变：一个核酸分子内一个或者几个 核苷酸发生可遗传的稳定改变。
（一）突变的类型和机制：
1、点突变（Point Mutation）“小”变化
2、染色体畸变（Chromosome Aberration）“大”变
化
转换：嘌呤→嘌呤，嘧啶→嘧啶
置换
颠换：嘌呤→嘧啶，嘧啶→嘌呤
型。菌落发生变异后，细菌的理化特性、抗原
性、生化能力、毒力等也可发生改变。
肺炎链球菌的S-R菌落变异
5、抗 原 性 变 异
宋内志贺菌的I相
II相
抗原变异的同时，细菌的致病性，免 疫性也会发生相应改变。
第三节 细菌变异的机制※
非遗传性变异是在其他客观条件下发生的 适应环境的改变
遗传性变异涉及基因结构的改变 基因结构的改变通过基因突变、基因的转
插入序列（Insertion sequence） 转座子 （Transposon）
3、前噬菌体
整合到细菌染色体上的噬菌体的基因组，携 带有某些基因，有时可改变宿主的某些生物 学性状，如β棒状杆菌噬菌体
也可在不同细菌个体之间充当遗传物质转移 的载体
4、整合子（integron 、In）
是一种运动性的DNA分子，具有独特 结构可捕获和整合外源性基因，使之转变 成为功能性基因的表达单位。
（一）细 菌 染 色 体 bacterial chromosome
是一个闭环双链DNA；基因结构连 续，排列紧密，不含内含子。
（二）染色体以外的遗传物质
1、质粒（plasmid） 位于细菌细胞质中染色体外 的遗传物质，是闭合环状双链 DNA，能自主复制，所携带的遗 传信息能赋予细菌某些非生命必 需的生物学性状如性菌毛、耐药 性和毒力等。
噬菌体、细菌的遗传和变异
• 使不具有基因转移条件的细菌进行
杂交
四、细菌遗传变异的应用
• 疾病的诊断和预防 • 抗感染治疗 • 基因工程
小结
• 转化：是指受菌直接摄取供菌游离的DNA片段，而获得 新的遗传性状的过程。 • 转导：以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移 到受体菌内，使受体菌获得新的性状。 • 接合：供菌和受菌由完整细胞相互直接接触而传递大 片段DNA。 • 溶原性转换：是噬菌体DNA转移到受体菌内，使受体菌 获得新的性状。
第四章 噬菌体
授课人：李 岩 办公室：基础楼226室
E-mail:ly506@
噬菌体bacteriophage
• 概念：是感染细菌、真菌、螺旋体、放 线菌等微生物的病毒。
噬菌体的特性
• 个体微小，可以通过滤菌器 • 没有完整的细胞结构 • 只能在活细胞中复制增殖 • 有严格的宿主特异性
举例
4.接合conjugation
• 供菌和受菌由 完整细胞相互 直接接触而传 递大片段DNA。 • 通过性菌毛的 传递。
性菌毛
F＋菌 （雄性菌） F－菌 （雌性菌）
R质粒的接合
A-Antibiotics
5.原生质融合protoplast fusion
• 指经处理使两种失去细菌细胞壁后 进行融合，使遗传物质交换
细菌变异的分类
细菌的变异
遗传性变异 （基因型变异）
非遗传性变异 （表型变异）
遗传性变异与非遗传性变异的区别
遗传性变异 基因改变 遗传 可逆性 外界环境 变异幅度 非遗传性变异
+ + 个别细胞
+ + 群体
第一节 细菌的变异现象
• 形态和结构的变异 • 毒力变异 • 耐药性变异
细菌的遗传与变异
•遗传性变异（基因型变异）
•非遗传性变异（表型变异）
基因改变 遗传 可逆性 外界环境 变异幅度
遗传性变异 + + -
个别细胞
质
Start site
Promoter
ORF1
ORF2 ORF3
ORF4 Terminator
The primary RNA transcript
mRNA, tRNA, rRNA
❖ A terminator is a sequence of DNA that causes RNA polymerase to terminate transcription.
细菌的遗传与变异
教学目的：
掌握细菌变异的物质基础及机理，熟悉细 菌的各种变异现象，熟悉细菌基因转移和重组 的过程，了解遗传变异的实际意义。
▪ 遗传(heredity)：使细菌的性状保持相对稳定，
且代代相传，使其菌种得以保存。
▪ 变异(variation)：在一定条件下，子代与亲代之
间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。
➢ 转录是不连续的、分区段进行的（不对称转录）。每一 转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子。操纵子包 括若干个结构基因及其上游的调控序列。
❖ The coding strand (Sense strand) of DNA has the same sequence as the mRNA and is related by the genetic code to the protein sequence that it represents.
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葡萄球菌L型变异
毒力变异
β棒状噬菌体
白喉棒状杆菌────→获得产白喉毒素能力
增强
毒力变异
胆汁、甘油、马铃薯培养基
减弱 牛型结核杆菌────────→ 卡介苗 13年(230代)
菌落变异（S-R变异）
在陈旧培养基中长期培养
光滑(S)型菌落 ─────→ 粗糙(R)型菌落
或在有免疫力的人体内
如致病性大肠埃希菌产生的耐热性肠毒素是由
ST质粒编码的。
细菌粘附定植在肠粘膜表面是由K质粒决定的。
质粒的特征
具有自我复制能力，为复制子
决定细菌某些性状
可自行丢失与消除
有转移性：通过接合、转化、转导 可分为相容性和不相容性
三、噬菌体
(bacteriophage)
噬菌体：感染细菌、真菌、螺旋体等微生
温和噬菌体
溶原性转换
某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状
发生改变。如：白喉棒状杆菌产生白喉毒素
的机理.
温和噬菌体有溶原性周期和溶菌周期， 而毒性噬菌体则只有一个溶菌性周期。
四、转位因子
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。
物的病毒。
病毒的特性： 个体微小，可以通过细菌滤器 没有完整的细胞结构，由蛋白质和核酸 组成
专性细胞内寄生的微生物
分布极广
生物学性状
形态：蝌蚪形、微球形、
细杆形
结构与化学组成：蝌蚪形
分为头部和尾部，头部内为
DNA或RNA，外及尾部由蛋白
质包绕
尾髓：能收缩 尾部 尾板：含溶菌酶 尾丝：吸附
第二章 细菌的遗传与变异
概述 细菌遗传变异的物质基础
细菌的变异现象与机制
细菌遗传变异的医学意义及其应用
概述
遗传（heredity）
子代与亲代的性状具有相似性，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 子代之间的差异称为变异。
细菌染色体：环状dsDNA，不含组蛋白,
无核膜包围。
•相对较小，只有一个复制起始位点
•功能相关的基因转录出一条mRNA，分别合成各自蛋白
•基因是连续的，没有内含子，不需要转录后的剪切和加工 •基因组为单倍体，具有各种功能识别区
二、质粒（plasmid）
细菌染色体外的遗传物质，环状闭合的双链DNA。 带有遗传性息，控制细菌的某些生物学性状，能
编码细菌对抗菌药物的耐药性。
可通过细菌间接合进行传递的称接合性耐药质粒。
不能通过接合传递的非接合性耐药质粒，但可通
过噬菌体传递。
危害
耐链霉素
耐青霉素
3、细菌素质粒 编码产生细菌素。
Col质粒编码大肠埃希菌产生大肠菌素，对 同品系或近缘的细菌有抑制作用
4、毒力质粒（Vi质粒）
编码与该菌致病性有关的毒力因子。
六、转座噬菌体
噬菌体的遗传物质可整合到细菌染色体的任何 位置，从而导致细菌的生物学性状改变。 噬菌体 前噬菌体
第二节 细菌的变异现象与机制
一、细菌的变异现象
形态结构变异
毒力变异
耐药性变异
菌落变异
形态结构的变异：L型，鞭毛等的变异
细菌L型变异
青霉素、溶菌酶
正常形态细菌 ──────→ L型变异
变异分为
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。
细菌遗传变异的物质基础
染色体和染色体外遗传物质
质 整 合 子 转 座 因 子 噬 菌 体 基 因 组
粒
一、细菌染色体
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（溶菌周期），称 为毒性噬菌体 复制周期：吸附、穿入、生物合成、成熟与 释放
毒性噬菌体
温和噬菌体或溶原性噬菌体(temperate phage)
噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬
菌体，噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的
S型菌落致病力强
耐药性变异
概念：细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药。 多重耐药：有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药
物，甚至产生药物依赖性。
含链霉素培基
痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株)
含链霉素培基长期培养
链霉素敏感株
二、细菌的变异机制
基因的转移和重组（外源性基因的转移与 重组） 基因的突变（内源性基因突变）
自行复制，并非细菌生长所必需。
几种重要的质粒 致育质粒（F质粒） 耐药质粒（R质粒） 毒力质粒（Vi质粒） 细菌素质粒
1、致育质粒（F质粒）
编码细菌性菌毛； 带有F质粒的为雄性菌，能长出性菌毛； 无F质粒的为雌性菌，无性菌毛； 性菌毛介导细菌之间的接合。
2、耐药质粒（R质粒）
分裂而传代。
前噬菌体（prophage）：整合在细菌基因组中 的噬菌体基因
溶原性细菌：
带有前噬菌体基因组的细菌
温和噬菌体
prophage: 整合在细菌基因 组中的噬菌体基因 溶原性细菌
温和噬菌体的溶原性
温和噬菌体基因脱离宿主菌基因组----转变成毒 性噬菌体，产生成熟子代噬菌体，导致细菌裂解。
生物学性状
抗原性：能刺激机体产生特异中和抗体
抵抗力：对70℃30分钟仍有抵抗力，耐脂溶
剂，对紫外线、X射线敏感
严格的宿主特异性－细菌的鉴定与分型
ห้องสมุดไป่ตู้
分类：噬菌体与宿主菌的相互关系
裂解细菌，完成溶菌周期 －－毒性噬菌体 细菌不裂解，建立一种溶原状态 －－温和噬菌体
毒性噬菌体(virulent phage)
转座因子
转位因子分为2类 插入序列（IS）
转座子（Tn）
五、整合子
是一种运动型DNA分子，具有独特结构可捕获和整 合外源性DNA分子，转变成功能基因表达单位。
定位于染色体和质粒或转座子
细菌固有的遗传单位
由两端保守区和中部可变区组成 可变区包含多个基因盒 5’端保守区包含3个功能元件（整合酶基因、重组位点 和启动子）
（一）基因的转移和重组
重组（recombination） 转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组， 使受体菌获得供体菌的某些性状。 方式：细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、 转导、溶原性转换等方式进行。