微生物学第05章 细菌的遗传变异
05细菌的遗传变异
回复突变基因型模式图
基因型 回复突变机制 菌株 表型
突变前 突变后 基因内抑制 基因间抑制
野生株
敏感
突变株
耐药
回复突变株 敏感
回复突变株 敏感
4.突变型细菌及其分离：
耐药性突变型 营养缺陷突变型 条件致死性突变型 发酵阴性突变型
变异
细菌变异的机制
基因重组
基因型变异
基因突变 染色体变异
表型变异
第三节 基因的转移和重组
转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA 重组：受菌获得供菌DNA
类型
基因来源 转移方式
转化 接合 转导 溶原性转换
供菌 供菌 供菌 噬菌体
受菌摄入 通过性菌毛 噬菌体媒介 前噬菌体
一、 转化（transformation）
是最小的转位因子，＜2kb
重复
Transposase Gene
重复
序列
序列
转座子（transposon, Tn）
＞2kb，除两端的IS外，还携带与转座无关的耐药 性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。
IS
Resistance Gene(s)
IS
常见的插入序列和转座子
IS
bp
Tn 耐药或毒素基因
局限性转导机制
前噬菌体
正常切离
偏差切离
正
缺
常
陷
噬
噬
菌
菌
体
体
bio---gal----
糖生 苷物 酶素 基基 因因
局限性转导与普遍性转导的主要区别
普遍性转导
转导时间 温和噬菌体裂解期
转导基因 供体菌染色体DNA的
任何部位或质粒
食品微生物学---第五章_微生物的遗传变异
1.经典转化实验（肺炎双球菌）
S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有荚膜 R型菌株：无致病性，菌落表面粗糙，无荚膜
（1）动物实验 对小鼠注射活R菌或死S菌 ————小鼠存活 对小鼠注射活S菌————————小鼠死亡 对小鼠注射活R菌和热死S菌 ———小鼠死亡
（二）微生物的诱变育种
1.出发菌株选择：对诱变剂敏感、变异幅度广、产量高 的菌株。
2.同步培养：使菌悬液中细胞达到同步生长状态 3.单细胞悬液制备：先收集菌体并洗涤，然后用生理盐
水或缓冲液配制，振荡使分散度90％以上。 4.诱变处理：物理诱变、化学诱变 5.中间培养 ：使细胞内原有酶量稀释，以得到纯的变
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36
普遍性转导过程： 噬菌体侵染供体细胞 供体染色体断裂，
噬菌体蛋白质衣壳和DNA合成 衣壳包裹供体 DNA片段 侵染受体菌株
供体DNA片段整合到受体DNA上——完全转导
供体DNA片段不能整合到受体 DNA上，也不能复制，但能表达 ——流产转导
特异性转导过程： 噬菌体侵染供体细胞 供体细胞溶源化 噬菌体和供体菌染色体间发生交换 转导型 噬菌体（转导颗粒） 侵染受体菌
R菌＋S菌 只有R菌
只有S型细菌的DNA才能将R型转化为S型。且 DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型菌株转 移给R型菌株的，是遗传因子。
2.噬菌体感染实验
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8
85
3.植物病毒的拆开与重建实验
将TMV拆成蛋白质外壳与RNA，分别对 烟草进行感染试验，结果只有RNA能感染 烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还 能分离出正常病毒粒子。
（2）细菌培养实验 热死S菌———不生长 活R 菌———长出R菌
第五章微生物的遗传变异与菌种选育复习题知识讲解
第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题知识讲解第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题⼀、名词解释1.遗传型（genotype）遗传型⼜称基因型，是指某⼀⽣物个体所含有的全部遗传因⼦（基因组）所携带的遗传信息。
它是⼀种内在的可能性或潜⼒，只有在适当的环境条件下，通过⾃⾝的代谢和发育，才可将遗传型转化成现实的表型。
2.表型（phenotype）表型是某⼀⽣物体所具有的⼀切外表特征和内在特性的总和。
它是遗传型在⼀定环境下通过⽣长和发育后得体现，故是⼀种现实性（具体性状）。
3.变异（variation）变异是⽣物体在某外因或内因的作⽤下所引起的遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变，其特点是群体中，以极低的概率出现（约10-9-10-5），性状变化幅度⼤，且变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
4.饰变（modification）饰变是⼀种不涉及遗传物质结构或数量变化，只发⽣在转录、转译⽔平上的表型变化。
其特点是整个群体中⼏乎每⼀个体都发⽣同样的变化；性状变化的幅度⼩；饰变后的性状是不遗传的。
5.基因（gene）基因是⽣物体内的最⼩遗传功能单位，其本质是⼀段核苷酸序列，它能编码多肽链（通过mRNA）、tRNA或Rrna.6.操纵⼦（operon）操纵⼦是原核⽣物特有的基因形式，由三种功能上密切相关的基因组成，包括结构基因、操纵基因和启动基因。
7.结构基因（structure gene）结构基因是决定某⼀多肽链⼀级结构的DNA模板，它通过转录和转译机制可指导多肽链的合成8.遗传密码（genetic code）DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸序列称为遗传密码，其信息单位是密码⼦（核苷酸三联体）9.质粒（plasmid）直⽴式⼀类游离于核基因组外，具有独⽴复制能⼒的⼩型共价闭合环状dsDNA分⼦（cccDNA）。
10．F质粒（F plasmid）F质粒⼜称F因⼦或致育因⼦。
是⼤肠杆菌等细菌决定其性别并有转移能⼒的质粒。
医学微生物学第五章细菌的遗传与变异
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三、细菌的基因转移与重组
有荚膜活菌
Griffith肺炎链球菌感 染小鼠实验（1928）
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有荚膜死菌 无荚膜活菌
三、细菌的基因转移与重组
有荚膜的活菌？ 如何证实？
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三、细菌的基因转移与重组
Griffith认为，活的无荚膜肺炎链球菌 （R菌）从死的有荚膜肺炎链球菌（S）中 获得某种物质，而能产生荚膜，这一现象 称之为转化。引起转化现象的物质称为转化
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一、细菌遗传的物质基础
● 中心序列：具有转座酶基因，且常携带
细菌毒素基因、耐药基因等。
肠球菌万古霉素 耐药基因
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一、细菌遗传的物质基础
当转座子插入到某一基因中，可能会产生 什么遗传学效应？
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细菌的遗传与变异
一、细菌遗传的物质基础
二、细菌的基因突变
● 烈（毒）性噬菌体（virulent phage）：噬 菌体在宿主菌内复制增殖，产生大量子代噬菌 体，最终裂解细 菌，建立溶菌周期。
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三、细菌的基因转移与重组
● 温和噬菌体（temperate phage）：感染宿主 菌后，其核酸整合到宿主菌基因组中，与宿主菌 DNA一起复制，随细菌的分裂而传至子代细菌
受体菌 (敏感菌)
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受体菌 (耐药菌)
三、细菌的基因转移与重组
耐药传递基 因：编码性菌
毛，决定自主 复制与接合转 移
耐药性 （R）质粒
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耐药基因：
赋予宿主菌一 种或多重耐药 性
第五章 细菌的遗传和变异
第五章细菌的遗传和变异遗传与变异是所有生物的共同生命特征。
细菌亦是一种生物，其形态结构、生理代谢、致病性、耐药性、抗原性等性状都是由细菌的遗传物质所决定。
遗传（heredity）使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其种属得以保存。
另者在一定条件下，若子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现差异称变异（variation）。
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。
细菌的变异分为遗传性与非遗传性变异，前者是细菌的基因结构发生了改变，如基因突变或基因转移与重组等，故又称基因型变异；后者是细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。
基因型变异常发生于个别的细菌，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的遗传给后代。
相反，表型变异易受到环境因素的影响，凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状又可复原，表型变异不能遗传。
第一节细菌的变异现象一、形态结构的变异细菌的大小和形态在不同的生长时期可不同，生长过程中受外界环境条件的影响也可发生变异。
如鼠疫耶尔森菌在陈旧的培养物或含30gL NaCl的培养基上，形态可从典型的两极浓染的椭圆形小杆菌变为多形态性，如球形、酵母样形、亚铃形等。
又如许多细菌在青霉素、免疫血清、补体和溶菌酶等因素影响下，细胞壁合成受阻，成为细胞壁缺陷型细菌（细菌L型变异），L型的革兰染色多为阴性，呈球形、长丝状或多形态性，在含血清的高渗低琼脂培养基（含20％血清、5％NaCl、0。
8%琼脂）上能缓慢生长，形成中央厚而四周薄的荷包蛋样小菌落。
细菌的一些特殊结构，如荚膜、芽胞、鞭毛等也可发生变异。
肺炎链球菌在机体内或在含有血清的培养基中初分离时可形成荚膜，致病性强，经传代培养后荚膜逐渐消失，致病性也随之减弱。
将有芽胞的炭疽芽胞杆菌在42℃培养10～20d后，可失去形成芽胞的能力，同时毒力也会相应减弱。
病原微生物第5章细菌的遗传与变异习题与答案
第5章细菌的遗传与变异一、选择题A型题1．下列微生物中，不受噬菌体侵袭的是:A．真菌B．细菌C．支原体D．螺旋体E．立克次体2．关于噬菌体的叙述，下列哪项是正确的?A．具有严格的宿主特异性B．可用细菌滤器除去C．含DNA和正RNAD．对理化因素的抵抗力比一般细菌弱E．能在无生命的人工培养基上生长3．用来测量噬菌体大小的单位是:A.cmB.mmC.μmD.nmE.dm4.噬菌体的生物学特性与下列哪种微生物相似?A.细菌B.病毒C.支原体D.衣原体E.立克次体5.噬菌体所含的核酸是:A.DNAB.RNAC.DNA和RNAD.DNA或RNAE.DNA或RNA6.溶原性细菌是指:A.带有前噬菌体基因组的细菌B.带有毒性噬菌体的细菌C.带有温和噬菌体的细菌D.带有R质粒的细菌E.带有F质粒的细菌7.能与宿主菌染色体整合的噬菌体基因组称:A.毒性噬菌体B.溶原性噬菌体C.温和噬菌体D.前噬菌体E.以上都不是8.既有溶原期又有裂解期的噬菌体是:A.毒性噬菌体B.前噬菌体C.温和噬菌体D.β噬菌体E.λ噬菌体9.噬菌体感染的特异性取决于:A.噬菌体蛋白与宿主菌表面受体分子结构的互补性B．其核酸组成与宿主菌是否相符C．噬菌体的形态D．细菌的种类E．噬菌体的核酸类型10．毒性噬菌体感染细菌后导致细菌:A．快速繁殖B．停止繁殖C．产生毒素D．基因突变E．裂解11．细菌的HO变异属于：A.形态变异B.毒力变异C.鞭毛变异D.菌落变异E.耐药性变异12．BCG是有毒牛型结核杆菌经下列哪种变异形成的？A.形态变异B.毒力变异C.抗原变异D.耐药性变异E.菌落变异13．SR变异是指细菌的：A.形态变异B.结构变异C.耐药性变异D.抗原变异E.菌落变异14．细菌的遗传物质包括：A.染色体、核糖体、前噬菌体B.染色体、质粒、异染颗粒C.核质、核糖体、质粒D核质、质粒、转位因子E.染色体、质粒、中介体15．编码细菌对抗菌药物耐药性的质粒是：A.F质粒B.R质粒C.Vi质粒D.Col质粒E.K质粒16．关于质粒的叙述，下列哪项是错误的？A.是细菌染色体以外的遗传物质B.具有自我复制的能力C.可自行丢失或经理化因素处理后消除D.是细菌必备的结构E.带有遗传信息，赋予细菌某些形状特征17．关于细菌的耐药性突变，下列叙述错误的是：A.可以自然发生B.可经理化因素诱导发生C.细菌接触药物之前就已发生D.细菌在药物环境中逐渐适应而变为耐药株E.药物仅起筛选耐药株的作用 , , , , , , , 18．最先发现肺炎链球菌转化现象的科学家是：A. GriffithB. AveryC. LuriaD. LederbergE. Delbruck19．染色体上整合有 F 质粒的细菌称为： A. F + 菌 B. F 菌C. F’菌D. Hfr 菌E. 溶原菌 20．细菌耐药性形成的主要方式是：A. 转化B. 接合C. 转导D. 溶原性转换E. 原生质体融合21．细菌多重耐药性的形成，主要是由于：A. 染色体突变B. R 质粒的转移C. 转座子的转位D. 溶原性转换E. 插入序列的插入22．关于耐药性质粒的叙述，错误的一项是：A. 由耐药传递因子(RTF)和耐药决定子组成B. B.RTF 与 F 质粒的功能相似，编码性菌毛C. 质粒的转移是造成细菌间耐药性传播的主要原因D. 细菌多重耐药性的产生是由于 R 质粒基因突变所致E. 耐药决定子可编码细菌的多重耐药性23．质粒在细菌间的转移方式主要是：A. 转化B. 接合C.转导D.溶原性转换E. 原生质体融合24．转化过程中受体菌获得供体菌遗传物质的方式是：A. 通过鞭毛B. 通过性菌毛C. 通过噬菌体D. 直接摄取E. 细胞融合25．关于转位因子的叙述，错误的是：A. 包括插入序列、转座子和前噬菌体B. 转座子与细菌的多重耐药性有关C. 前噬菌体与编码某些细菌的毒素有关D.转位因子仅存在于质粒 DNA 上E. 转位因子能在 DNA 分子中移动26．能将供体菌与受体菌直接沟通而传递遗传物质的结构是：A. 鞭毛B.性菌毛C.中介体D. 核糖体E. 普通菌毛27．细菌的性菌毛：A. 化学成分为多糖B. 与细菌的运动有关C.是接合时的必要结构D. 是转导时的必要结构E.是细菌吸附于易感细胞的必要结构28．Hfr 菌是：A. 含有 R 质粒的细菌B. 含有 Col 质粒的细菌C. 染色体上整合有 F 质粒的细菌D. 染色体上整合有前噬菌体的细菌E. 不产生性菌毛的细菌29．以温和噬菌体为载体，将供体菌的 DNA 转移到受体菌的过程称为：A. 转导B. 接合C. 转化D. 溶原性转换E. 原生质体融合30．细菌的转导和溶原性转换的共同特点是：A. 需 R 质粒参与B. 由温和噬菌体介导 C . 由毒性噬菌体介导 D. 需 F 质粒参 E. 由性菌毛介导31．接合与原生质体融合的共同特点是：A. 需性菌毛介导B. 需温和噬菌体参与C. 需 R 质粒参与D. 需供菌与受菌直接接触E. 需处于感受态32．Hfr 菌与 F 菌进行接合时，转移的遗传物质主要是：A. R 质粒B. 游离的 F 质粒C. F 质粒D. 染色体上的 F 质粒E. 染色体基因 33．F + 菌与 F 菌的主要区别是：A. F + 菌含性菌毛，F 菌不含性菌毛B. F 菌含性菌毛，F + 菌不含性菌毛C. F 质粒可含染色体基因，F + 菌的 F 质粒不含染色体基因D. F + 菌可与 F 菌接合，F 菌不能与 F 菌接合E. F 菌能与 F 菌接合，F + 菌不能与 F 菌接合34．普遍性转导转移的基因包括：A. 染色体及质粒上的基因B. 质粒上的基因C. 染色体上特定部位的基因D. 染色体上任何部位的基因E. 噬菌体基因35．关于流产转导的叙述，下列哪项是错误的？A. 是普遍性转导的形式之一B. 外源性 DNA 不能与受体菌染色体整合 , ’ ’ ’ C. 外源性 DNA 不能自身复制 D. 产生的菌落比正常菌落小得多E. 完全转导比流产转导更多见36．下列关于局限性转导，哪项叙述是错误的？A. 又称特异性转导B. 仅转导供体菌染色体上特定的基因C. 受菌获得供菌染色体 DNA 特定部位的遗传性状D. 转导发生在温和噬菌体的裂解期E. 转导频率较普遍性转导高37．溶原性转换转移的遗传物质是：A. 细菌染色体基因B. 噬菌体基因C. 转座子D. 插入序列E. 质粒38．白喉棒状杆菌染色体上整合β棒状噬菌体基因后，获得产生白喉毒素的能力，这种基因转移方式属于：A. 转化B. 接合C. 转导D. 溶原性转换E. 原生质体融合39．溶原性转换：A. 由 R 质粒参与B. 由性菌毛介导C. 由温和噬菌体参与D. 由毒性噬菌体参与E. 受菌与供菌直接融合而发生基因转换40．溶原性转换与转导的区别是：A. 前者参与的是温和噬菌体，后者参与的是毒性噬菌体B. 前者转移的是噬菌体基因，后者转移的是供体菌基因C. 前者可引起受体菌耐药性改变，而后者不能D. 前者需供菌与受菌直接接触，后者以噬菌体为载体进行基因转移E. 前者进行基因转移需受菌处于感受态，后者则否41．细菌的转导和溶原性转换的共同特点是：A. 需质粒参与B.需处于感受态C. 需温和噬菌体参与D. 需毒性噬菌体介导E. 需性菌毛介导42．关于 R 质粒的特点，不包括下列哪一项？A. 含编码细菌耐药性的基因B. 一种 R 质粒只含有针对一种抗菌药物的耐药基因C. 为接合性质粒D. 由耐药传递因子和耐药决定子组成E. 耐药决定子上的转座子可编码细菌的多重耐药性43．原生质体融合：A. 发生于亲缘关系很近的细菌之间B. 是两细菌的细胞壁发生融合C. 融合细胞的胞质混合，但无遗传物质交换D. 细菌通过该方式传递耐药性十分常见E. 是一种人工基因转移系统44． 临床上预防耐药菌株产生和扩散的主要措施是：A. 早期、足量使用抗生素B. 少量多次使用抗生素C. 尽量使用广谱抗生素D. 长期、大量、联合使用多种抗生素E. 在细菌药敏试验指导下使用抗生素45．下列哪种方式不能转移质粒基因？A. 转化B. 溶原性转换C. 普遍性转导D. 原生质体融合E. 接合46．下列哪种实验可用来测定致癌物质？A. Aems testB. transformation testC. fluctuation testD. replica plating testE.Widal test47．关于接合的叙述，下列哪项是错误的？ A. F + 菌与 F 菌接合,转移的是 F 质粒B. Hfr 菌与 F 菌接合,转移的主要是染色体基因C. F 菌与 F 菌接合，转移的是 F 质粒D. F + 菌与 F 菌接合后, F + 菌并不失去 F 质粒E. F 菌与 F 菌接合后，F 菌失去 F 质粒48．细菌 L 型变异的特点，不包括下列哪一项？A. 属于细菌的形态变异, B. 是由于细菌的细胞壁合成受阻C. L 型细菌多为革兰染色阴性D. L 型细菌呈多形性，可通过细菌滤器E. L 型细菌在低渗高琼脂含血清的培养基上能缓慢生长49．流产转导是指噬菌体携带的供体菌 DNA 片段：A. 不能进入受体菌B. 进入受体菌后被降解C. 进入受体菌后能自身复制，但不能与染色体整合D. 进入受体菌后既不能自身复制，也不能与染色体整合E. 与受体菌染色体整合后不能表达相应的性状50．决定细菌耐药性的遗传物质是：A. R 质粒B. F 质粒C. 细菌染色体D. 噬菌体E. 插入序列51．关于接合的叙述，下列哪项是错误的？A. 细菌间通过性菌毛进行接合B. 接合转移的基因主要是质粒 DNAC. R 质粒为接合性质粒D. F 质粒丢失，细菌接合的能力随之消失E. 接合是革兰阴性菌中 F 质粒的特征，革兰阳性菌中尚未发现52．关于细菌遗传变异的实际意义，下列哪项叙述不正确？A. 临床分离的非典型菌株，要从细菌变异的角度去分析、鉴别B. 临床分离的致病菌，须进行药敏试验以正确选择抗生素C. 可利用细菌遗传变异的原理制备疫苗D. 可利用细菌遗传变异的原理来测定致癌物质E. 细菌的耐药质粒与耐药性有关而与毒力及致病性无关53．转位因子不包括下列哪种成分？A. 转座子B. 插入序列C. 转化因子D. 前噬菌体E. 转座噬菌体X 型题1．噬菌体的特点是:A.非细胞型微生物B.严格活细胞内寄生C.分别以细菌、真菌、螺旋体及放线菌等为 宿主D.可通过滤菌器E.对人致病2.电子显微镜下，噬菌体的形态有:A.蝌蚪形 B ．微球形C ．棒形D ．砖形E ．丝形3．溶原性细菌的特点是:A ．能正常繁殖，不产生噬菌体，但能将产噬菌体的能力传递给后代B ．溶原状态有时 自发地终止C ．能抵抗相应噬菌体的侵袭作用D ．溶原性细菌某些性状可发生改变E ．能产生细菌素4．下列细菌中，产生毒素与噬菌体有关的是:A ．大肠杆菌B ．白喉棒状杆菌C ．金黄色葡萄球菌D ．破伤风梭菌E ．肉毒梭菌5．噬菌体用于细菌的鉴定和分型是由于噬菌体:A ．能诱导细菌变异B ．能寄生在细菌内C ．寄生作用具有种、型特异性D ．能裂解 细菌E ．能使细菌成为溶原状态6．噬菌体的应用包括:A ．分子生物学研究的重要工具B ．细菌的鉴定和分型C ．检测标本中的未知细菌D ．用 于治疗某些局部感染性疾病E ．用于追踪传染源7.可产生性菌毛的细菌有： A. F + 菌 B. F 菌 C. Hfr D. 含 R 质粒的细菌 E. 雄菌8．下列基因转移与重组的方式中，哪些与细菌的耐药性形成有关？A. 转化B. 转导C. 接合D. 溶原性转换E. 原生质体融合C. F 菌与 F 菌接合时，F 质粒及染色体基因一起被转移 , ’ ’ 9．关于普遍性转导的特点，下列哪些叙述是正确的？A. 由温和噬菌体介导B. 能转导供体菌染色体 DNA 的任何部位C. 能转导质粒D. 发生在温和噬菌体的裂解期E. 转导频率比局限性转导高10．下列哪些属于细菌的遗传物质：A. 染色体B. 质粒C. 插入序列D. 转座子E. 前噬菌体11．下列哪些遗传物质可通过接合的方式转移？A. 染色体基因B. F 质粒C. F 质粒D.Col 质粒E. R 质粒12．非接合性质粒可通过下列哪几种方式在细菌间转移？A. 转化B. 转导C. 接合D. 溶原性转换E. 原生质体融合13．耐药性突变的特点是：A. 产生耐药性突变的是菌群中的个别细菌B. 是由于细菌接触药物后引起的C. 突变是自发的、随机的D. 突变率可因理化因素诱导而增高E. 回复突变不一定会恢复原来的基因型14．为防止耐药菌株的出现及扩散，临床用药应采取哪些措施？A. 治疗前做药物敏感试验B. 足够剂量用药C. 几种抗生素联合使用D. 少量多次用药E. 使用广谱抗生素15．关于转位因子，下述正确的是：A. 分为插入序列、转座子和前噬菌体三类B. 是细菌基因组中能改变自身位置的一段特异性 DNA 序列C. 可存在于细菌染色体或质粒 DNA 分子上D. 可在染色体与质粒、质粒与质粒之间进行转移E. 转位因子的转位可引起细菌基因突变或基因转移16．SR 变异可伴有下列哪些变异？A. 抗原变异B. 毒力变异C. 结构变异D. 耐药性变异E. 生化反应的变异17．与噬菌体有关的基因转移和重组的方式有：A. transformationB. transductionC. conjugationD. protoplast fusionE. lysogenic conversion18. 关于接合的叙述，下列哪些是正确的？ A. F + 菌与 F 菌接合时，F 质粒被转移B. Hfr 菌与 F 菌接合时，染色体基因被转移 ’ D. F + 菌与 F 菌接合后，F + 菌失去 F 质粒而变为 F 菌E. F 菌与 F 菌接合后，F 菌不变为 F 菌19．下列关于转化的叙述，哪些是正确的？A. 被转化的 DNA 片段称为转化因子B. 转化转移的 DNA 片段比转导要小C. 转化比转导的效率高D. 只有受体菌处于感受态才能进行转化E. Ca 2+ 与 Mg 2+ 处理，可增加感受态细菌摄取 DNA 的能力20．关于流产转导，下述正确的是：A. 外源性 DNA 片段不能进入受体菌B. 外源性 DNA 片段不能与受体菌染色体整合C. 外源性 DNA 片段不能自身复制D. 流产转导是普遍性转导的一种类型E. 流产转导的菌落大小与正常菌落相同21．关于局限性转导，下列叙述正确的是：A. 由温和噬菌体介导B. 由毒性噬菌体介导C. 所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因D. 受体菌获得供体菌 DNA 特定部位的遗传特性E. 转导频率较普遍性转导低22．关于原生质体融合的叙述，正确的是： A. 两种细菌经溶菌酶或青霉素处理而形成B. 融合后的原生质体缺乏细胞膜C. 融合细胞的胞质可互相混合D. 融合细胞的遗传物质可互相交换E. 融合仅发生于亲缘关系很近的细菌之间23．关于质粒的叙述，下列各项哪些是正确的？A. 是细菌核质外的遗传物质B. 能在胞浆中自行复制C. 一个细菌内只能含有一种质粒D. 可自行丢失或经人工处理后消除E. 是细菌生命活动必需的结构24．细菌间进行基因转移和重组的外源性遗传物质包括：A. 核质B. 核糖体C. 质粒 DNAD. 转座子E. 噬菌体基因二、填空题1．噬菌体有 、 和 三种形态，大多数噬菌体呈形。
细菌的遗传性变异名词解释
细菌的遗传性变异名词解释细菌，作为微生物界中一类重要的生物体，其遗传性变异是引起科学家们极高关注的领域之一。
遗传性变异是指细菌在后代中出现的基因组、基因和表型变异。
这种变异是细菌生存和繁殖的重要机制，也是细菌对外界环境变化做出适应的关键策略。
1. 遗传性变异的概念遗传性变异是细菌后代在基因组水平上的遗传信息变化。
这种变异可由多种因素引起，如突变、基因重组、基因交换和外源基因导入等。
细菌的遗传性变异对其生存环境和繁殖策略产生显著影响。
2. 突变突变是指细菌遗传物质DNA中的变化，导致基因组变异。
细菌的突变包括点突变、插入突变和缺失突变等。
点突变是指细菌染色体上一个碱基的改变，可能导致氨基酸序列的改变。
插入突变是指细菌染色体上插入一个或多个外来DNA片段，导致基因组结构的变异。
缺失突变是指细菌染色体上一个或多个碱基的缺失，导致基因表达的改变。
3. 基因重组基因重组是指细菌染色体上不同区域的DNA片段之间的重组。
细菌的基因重组可以通过同源重组和非同源重组来实现。
同源重组是指细菌染色体上两段相似序列的DNA在特定条件下通过横向基因转移，导致DNA断裂粘连，从而实现基因重组。
非同源重组是指细菌染色体上不相似序列的DNA片段在发生DNA修复过程中发生结合和重组。
4. 基因交换基因交换是指细菌不同个体之间的遗传信息交换。
细菌的基因交换主要包括转化、转移和共转移。
转化是指细菌通过吸收营养液中的自由DNA片段，将外源DNA与自身染色体整合。
转移是指细菌通过接触导管将质粒（染色体外圆环DNA）从一种细菌转移到另一种细菌。
共转移是指细菌通过共享质粒，导致质粒中的基因在不同细菌之间传递。
5. 外源基因导入外源基因导入是指细菌通过吸收外界DNA并整合到自身染色体上。
细菌的外源基因导入可以通过自然过程或人工转化实现。
细菌通过这种方式获取了新的遗传信息，有助于适应环境变化和进化。
综上所述，细菌的遗传性变异是细菌进化和适应环境变化的重要策略。
细菌的遗传和变异PPT演示文稿
抗生素
抗生素
敏感
耐药
6
细菌遗传变异的物质基础
materia basis of bacterial heredity and variation
TACGT
TACGT
transposase
IS
氨苄青霉素 卡那霉素
Tn
14
细菌变异的机制 Mechanism of bacterial variation
一、基因突变 gene mutation
有抗生素 无抗生素
有抗生素
基因 突变 理论
标记点
无菌印模
培养液 培养液 (浑浊) ( 澄清)
影印培养
15
21
常见的细菌及其所产生的毒素有： 白喉棒状杆菌 链球菌 产气荚膜梭菌 肉毒梭 菌
白喉毒素 致热外毒素 α毒素 肉毒毒素
22
5.原生质体融合 protoplast fusion
将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等 处理，失去细胞壁成为原生质体以后进 行相互融合的过程。
23
细菌遗传变异的实际意义
---- 理解细菌致病的机制及其规 律
染色体DNA chromosome 质粒 plasmid 转位因子 transposable element
7
染色体DNA
chromosome
8
质粒 plasmid
定义：是存在于细菌胞质中的闭合环状双链DNA, 为染色体外的遗传物质。质粒带有遗传信息，控 制细菌某些特定的遗传性状。如编码菌毛、细菌 素、毒素和耐药性。医学上重要的质粒有F质粒 （fertility plasmid）、R质粒（resistance plasmid）、Vi质粒(virulent plasmid)等。 质粒的重要特性： ①决定特殊性状； ②能自我 复制； ③能转移。
第5章 细菌的遗传与变异
第五章细菌的遗传与变异一、名词解释1.基因型变异2.表型变异3. BCG4.转座因子5.整合子6.突变(mutation)7.转化(transformation) 8.转导(transduction) 8.普遍性转导9.局限性转导10.接合(conjugation) 11.溶原性转换(lysogenic conversion) 12.高频重组菌二、填空1.细菌的各种生物学性状均可发生变异，如、、、、等。
2.细菌基因的转移与重组方式有、、、和。
3.噬菌体参与的基因转移与重组的方式有和。
4.根据所转导基因片段的范围，将转导分为和。
三、选择题1.关于质粒的叙述，错误的是：A.质粒是细菌核质以外的遗传物质B.质粒能自行复制C.质粒可以丢失或消除D.质粒是细菌生命活动所必需的结构E.所携带的遗传信息能赋予细菌某些生物学性状2.关于R质粒的叙述，错误的是A.由耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(R)组成B. RTF和F质粒的功能相似，编码细菌的性菌毛C.耐药决定子可编码细菌产生多重耐药性D.R质粒的转移是造成细菌间耐药性传播的重要原因E.细菌耐药性的产生是由于R质粒基因突变所致3.与细菌致育性有关的质粒是A.Col质粒B.F质粒C. Vi 质粒D.ST质粒E.R质粒4.以接合方式在细菌间传递遗传物质需通过下列哪种结构介导A.鞭毛B.噬菌体C.性菌毛D.中介体E.核糖体5.受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段而获得新的遗传性状，称为A.转导B.转化C.接合D.原生质体融合E. 溶原性转换6.由温和噬菌体的整合使细菌获得新的生物学性状的过程为A.转导B.转化C.突变D.原生质体融合E. 溶原性转换7.以噬菌体为载体将遗传物质从供体菌转移到受体菌，使细菌获得新的生物学性状的过程为A.转导B.转化C.突变D.原生质体融合E. 溶原性转换8.流产转导是指噬菌体携带的供体菌DNA片段A.不能进入受体菌B.进入受体菌后不能与受体菌基因重组，也不能自主复制C.进入受体菌后自行复制D.进入受体菌后被降解E. 以上都不是四、问答题1.细菌变异的物质基础是什么？2.简述细菌基因转移与重组的方式。
兽医微生物第五章细菌遗传变异
№3 R质粒：含有细菌对抗菌药物或重金属盐类的抗性基因的质粒，称为R质粒（resistance plasmid)。
由于R因子可通过接合的种、属不同的细菌间转移，因此有些痢疾杆菌即使未与药物接触 过，但可自耐药的大肠杆菌获得R因子而耐药。
№4 Col质粒：大肠杆菌素质粒（Col plasmid，或称Col因子）：携带有产生大肠杆菌素
5、溶原性转换
是指温和性噬菌体感染宿主后，噬菌体基因组与细菌的基因组整合，成为溶原性细菌，从而获 得噬菌体编码的某些形状，但此细菌失去了前噬菌体，则其获得的这些形状也随之消失， 称为溶原性转换（lysogenic conversion）。
第四节 细菌遗传变异研究的实际意义
1、理论意义： 用细菌进行的一系列遗传学实验，不仅揭示了细菌本身许多遗传变异的规律，而且推动 整个分子遗传学的迅速发展。在微生物学领域内，细菌遗传变异的研究也有助于对其 他有关问题的了解和发展，例如帮助了解微生物的起源和进化，微生物结构与功能的 关系，原核生物性状的调节控制，以及推动微生物分类学的深入发展。
常用的诱变方法
（一）物理方法 包括改变温度及辐射等。
（二）化学方法 常用各种化学诱变剂。
（三）生物学方法 利用各种生物学的方法可诱使微生物发生变异，使细菌发生毒力等性状的改变，获得性能良
好的菌株。
第二节 细菌遗传的物质基础
1、 基因组 (genome) 细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。核体又称染色体(chromosome)是
3、转位因子 转位因子 (transposable element) 细菌基因组中能改变自身位置的DNA片段称之为转座因子。 此种移动可发生在同一染色体上，也可发生在染色体之间或质粒之间，甚至染色体与质粒 之间。
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启动子 调节基因 操纵基因 (promoter) (regulatory gene/ (operator genne) inhibiting gene)
结构基因 (structural gene)
TGTTGACATTT
识别单位
ATTTGTTATAATG
结合部位
细 菌 结 构 基 因 示 意 图
细菌结构基因特点： ①结构基因中没有内含子 ②基因序列为连续的结构 ③转录后不需剪切加工 ④基因组间无重叠现象 ⑤一个DNA序列只编码一种 蛋白质
R质粒组成示意图
RTF Tn9 Tn4 Tn5
IS
R决定因子
Tn9 耐氯霉素 Tn4 耐氨苄青霉素、链霉素等 Tn5 耐卡那霉素
三、转导 transduction
• 概念 以温和噬菌体为载体，将供体菌的 遗传物质转移到受体菌中，使受体菌获得 新的遗传性状。 • 溶原噬菌体的溶原期与裂解期交替进行， 此时温和噬菌体起转导载体作用
• 毒力增强
β棒状噬菌体 白喉棒状杆菌 ────→ 获得白喉毒素
• 毒力减弱
胆汁、甘油、马铃薯培养基
牛型结核杆菌
──────── →卡介苗 13年(230代)
四. 耐药性变异
细菌对某种抗菌药物有敏感变成耐药的变异 称为耐药性变异。 金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946年 的14%上升至目前的80%。 有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物， 即多重耐药性，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) 长期培养
Tn
Tn1 Tn6 Tn10
耐药或毒素基因
AP（氨苄青霉素） Kan（卡那霉素） Tet（四环素）
IS4
IS5
1426
1195
Tn551
Tn681
Em（红霉素）
E.coli ET（肠毒素）
• 总之 ，转座子广泛存在于细菌中， 由于转座子的转位，可以造成细菌的 耐药基因、毒力基因等在细菌中传播 和重排。
一. 形态结构的变异
细菌大小和形态变异
3-6%食盐 鼠疫杆菌────→多形态性(衰残型) 琼脂培基
细菌结构变异
炭疽杆菌────→失去形成芽胞能力, 毒性降低
10-20天
42-43℃
变形杆菌（H） ────→ （O）
迁徙生长 单个菌落
1%石炭酸
二. 菌落变异
细菌的菌落: 主要有光滑型(smooth,S) 和粗糙型(rough,R) 两种
第四节
基因的转移和重组
• 二个细菌间部分遗传基因，可以发生转移 (gene transfer)和重组(recombination)， 使受体菌获得新的遗传性状。 • 细菌基因转移和重组的方式：
–转化 （transformation) –接合 (conjugation) –转导 (transduction) –溶原性转换 (lysogenic conversion) –原生质体融合（protoplast fusion)
表面光滑、湿润、 边缘整齐
表面粗糙、干燥、 边缘不整齐
S—R变异
变异时不仅菌落的特征发生改变，且细菌的其它性状也 发生了变化。 S型菌的致病性强，但有少数R型菌的致病性强，如结核 分枝杆菌。 S—R变异常见于肠道杆菌，由于失去LPS的特异性寡糖 重复单位而引起的。
S型菌落 R型菌落
三. 毒力变异
第4章
细菌的遗传变异
• 遗传(heredity)：子代与亲代之间生物学性状
的相似性 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)：子代与亲代之间以及子代
与子代之间生物学性 状的差异性
使细菌适应外界因素的变化，从而得以进化 和发展
遗传性变异/基因型变异(genotypic variation)
Tn (transposon): 2000~25000 bp 两端为IS 中心序列有与转位无关基因 如：毒素基因、耐药基因等
复合转座子的结构
IS未端反向重复
中心序列
IS---与转座子插入有关 中心序列---携带有特 殊基因（如耐药基因等）
常见的插入序列和转座子
IS
IS1 IS2 IS3
bp
768 1327 1300
影响因素：
供受菌基因型： 同源性；亲缘关系近，转化率高 感受态（competence）： 生理活动过程中摄取 转化因子的最佳时期 环境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促进转化
二、接合（conjugation）
概念： 通过性菌毛将供菌遗传
物质（质粒）转给受体菌，使受体菌 获得供体菌性状。
受菌主动摄取外源性DNA 供菌死亡时释放或人工方法提取DNA
• 转化的DNA片段称 转化因子 • 转化因子分子量小于1×107，不超过 10~20个基因，才可能被受体菌摄取 • 受体菌必须处于感受态 competence时， 才能摄取转化因子 • 摄入的供体菌DNA片段与受体菌相应 DNA重组 重组菌；重组菌繁殖时， 就可形成重组突变株，获得供体菌的某些 性状。
3.转位因子
概念： 是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体 之间可自行移动的特异性的独立的 DNA 片 段。 意义： ① 改变遗传物质的核苷酸序列 ② 影响插入点附近基因的表达（失活） ③ 直接插入一段新序列，造成基因的 转移和重组 以上均能造成细菌性状的变异
1.插入序列（ insertion sequence,IS） 结构较简单，长度小于2Kb。只带有 自身插入所需要的酶基因，不带有任何 与插入无关的基因。 插入后与插入点附近的序列共同起作 用。如有些质粒和染色体上，有一些相 同的IS，因此质粒就可以经同源性重组 插入到染色体中，形成一种高频重组株 （Hfr）。
• 转导可转移较大片段的DNA，而且由于噬 菌体衣彀的保护，不易被降解，故转化效 率较高。
• 普遍性转导与温和噬菌体裂解期有关 • 普遍性转导的结果有二种---完全转导、 流产转导
噬菌体 DNA
普遍性转导示意图
细菌DNA
细菌被裂解 供体菌DNA与 受体重组株 Hfr
Hfr（高频重组菌株）：
F质粒与染色体整合 具有结合和转移功能 细菌染色体转移频率高，F质粒低 受体菌获得供体菌性状 用于绘制基因图
Hfr转移细菌染色体过程
③Hfr 中的F质粒有时也可从Hfr 中脱离 下来。又形成了质粒脱离下来的F质粒上 可以带有染色体上邻近的一些基因，这种 质粒称为F’质粒 因此，带有F质粒、 Hfr、F’质 粒的细菌均是 F+阳性菌，有性菌毛， 可与F- 菌接合
整合失败 流产转导
• ⒉局限性转导
• 所转导的DNA片段只限于供体菌染色体中 个别特定的基因（如大肠杆菌λ 染色体转 导的半乳糖酶基因或生物素基因） • 局限性转导与温和噬菌体的溶原期有关
局限性转导示意图
gal λ噬菌体DNA bio
λ噬菌体DNA
gal bio gal
λ噬菌体DNA
bio
λ噬菌体DNA gal bio gal
λ噬菌体DNA bio
gal
λ噬菌体DNA bio
四、溶原性转换 lysogenic conversion
概念 温和噬菌体以前噬菌体形式存在于 细菌染色体中，并导致细菌基因型发生改 变，使溶原性细菌获得了新的性状。
• 转导方式（普遍性转导、局限性转导） • ⒈普遍性转导-转导的DNA片段可以是供体 菌染色体中任何部分，也可以是质粒DNA • 前噬菌体从溶原菌染色体上脱离，进入溶 菌周期。装配时可能发生装配错误，将细 菌的DNA片段装入噬菌体衣彀内，形成一 个转导噬菌体。转导噬菌再感染其它细菌， 并进入溶原周期，就可导致细菌间基因的 转移和重组
胆汁-甘油-马铃薯培养 13年，230次传代
减毒株（BCG）
基因型和表型变异的比较
基因型变异
基因结构 可逆性 稳定性 环境影响 涉及细菌数 变化 不或极少 稳定 不受影响 个别
表型变异
未变 可逆 不稳定 受影响 全体
第一节 细菌的变异现象
• 形态结构的变异 • 菌落变异 • 毒力变异 • 耐药性变异
• 转座子也是目前基因工程和遗传学研 究的重要工具。
4.整合子（integron，In）
定位于细菌染色体、质粒或转座子上 基本结构：两端为保守末端，中间为 可变区，含一个或多个基因盒 整合子含有3个功能元件：重组位点； 整合酶基因；启动子 通过转座子或接合性质粒，使多种耐 药基因在细菌中进行水平传播
生物的基因结构发生了改变，变异的 性状可遗传给子代，称为基因型变异。
非遗传性变异/表型变异 (phenotypic variation)
生物的性状受外界环境的影响发生改 变，其基因结构未改变，不能遗传，这 种变异称为表型变异。
表
型
变
异
1%石炭酸
去除1%石炭酸
恢复其原有的生长特性
基因型变异 BCG：牛型结核杆菌（有毒株）
种类及功能：
致育质粒-(fertility
plasmid) F质粒，产生性菌毛---F+ 毒力质粒- (virulence plasmid) Vi质粒，产生相应毒素 耐药质粒- (resistance plasmid) R质粒，编码细菌对抗菌药物的耐药性 细菌素质粒Col质粒，产生细菌素 代谢质粒-编码产生相关酶 如脲酶、枸橼酸盐利用酶等
转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA 重组：受菌获得供菌DNA
类型 转化 基因来源 供菌 转移方式 受菌摄入
接合 转导 溶原性转换
供菌 供菌 噬菌体
通过性菌毛 噬菌体媒介 前噬菌体
一、转化 transformation
• 概念 供体菌游离的DNA片段直接被受体 菌摄取，使受体菌获得新的性状
–小鼠体内肺炎球菌转化经典试验
F因子 转移与 复制