细菌的遗传与变异(4)
细菌的基础知识—细菌的遗传与变异
二、细菌的变异物质基础
2、质粒
二、细菌的变异物质基础
3、转位因子
二、细菌的变异物质基础
4、噬菌体
侵袭细菌、放线菌、螺 旋体、真菌等微生物的 病毒。
二、细菌的变异物质基础
4、噬菌体
疾病的诊、预、治 致癌物质的检测 基因工程方面
1.识别变异细菌，才能做出正 确的诊断。 2.合理使用抗菌药物，避免耐 药菌株的形成 3.制备疫苗，预防传染病发生 。
一、细菌的遗传变异
04 毒力变异
含链霉素培基 痢疾杆菌──→依链株(耐药菌株)
长期培养
一、细菌的遗传变异
05 抗原性变异
人工培养基多次培养
伤寒沙门菌────────→ 伤寒沙门菌
具有Vi抗原
无Vi抗原
二、细菌的变异物质基础
染色体
噬菌体
细菌遗传变异 的物质基础
质粒
转位因子
二、细菌的变异物质基础
一、细菌的遗传变异
01
形态结构变异
青霉素、溶菌酶 正常形态细菌──────-─→细菌L型
抗体或补体(部分或完全失去胞壁)
一、细菌的遗传变异
02 菌落变异
在陈旧培养基中长期培养
光滑型菌落────────→粗糙型菌落。
S
或在有免疫力的人体内 R
一、细菌的遗传变异
03 毒力变异
少量化学药物、免疫血清 强毒株────────→弱毒株或无毒株。
疾病的诊、预、治 致癌物质的检测
利用变异细菌筛选可疑致癌物
基因工程方面
鼠伤寒沙门菌 His-株
缺乏组氨酸的培养基
─────Байду номын сангаас his+株
可疑致癌物质
第五章 细菌的遗传和变异
第二节 细菌遗传变异的物质基础
细菌的遗传物质是DNA，DNA靠其构成的特定基因来传递遗传信息。细菌的基因组是指细菌染色体和染色体以外遗传物质所携带基因的总称。染色体外的遗传物质是指质粒DNA和转位因子等。
细菌染色体细菌染色体是单一的环状双螺旋DNA长链，附着在横隔中介体上或细胞膜上。细菌染色体缺乏组蛋白，外无核膜包围。以大肠埃希菌K12为例，染色体长1300～2000μm，约为菌细胞长的1000倍，在菌体内高度盘旋缠绕成丝团状。染色体DNA的分子量为 3×109左右约含4700000bp，若以600bp构成一个基因，整个染色体含4000～5000个基因，现已知编码了2000多种酶类及其他结构蛋白。基因是具有一定生物学功能的核苷酸序列，如编码蛋白质结构基因的作用子（cistron），编码核糖体RNA(rRNA)的基因以及识别和附着另一分子部位的启动基因(promoter)和操纵基因(operators)等。
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。将有鞭毛的普通变形杆菌点种在琼脂平板上，由于鞭毛的动力使细菌在平板上弥散生长，称迁徙现象，菌落形似薄膜（德语hauch意为薄膜），故称H菌落。若将此菌点种在含1％石炭酸的培养基上，细菌失去鞭毛，只能在点种处形成不向外扩展的单个菌落，称为O菌落（德语Ohne hauch意为无薄膜）通常将失去鞭毛的变异称为H－O变异，此变异是可逆的。
质粒DNA 的特征有：
1．质粒具有自我复制的能力。一个质粒是一个复制子（replicon），在细菌内可复制出拷贝（copy）。有的质粒拷贝数只有1～2个，其复制往往与染色体的复制同步，称紧密型质粒；有的质粒拷贝数较多，可随时复制，与染色体的复制不相关，称松弛型质粒。
细菌的遗传与变异
三、转 导（Transduction）
以噬菌体为载体，将供体菌的一 段DNA片段转移给受体菌，使其获得 新的性状。
根据转导基因片段的范围，可分为两种：
普遍性转导：
可转移供体菌DNA的任何片段。
局限性转导：
只转移前噬菌体插入部位邻近的供体菌DNA片段
1）普 遍 性 转 导
噬菌体的溶菌周期发生装配错误，误将 供体菌DNA装入噬菌体内成为一个转导噬菌 体，再以正常方式感染另一宿主菌。
F′质粒：
Hfr菌中的F质粒可以从细菌染色体上 切离下来，终止其Hfr状态，切离时可能 带有染色体上临近的基因，这种质粒称为 F′质粒。
2）R质粒的接合
R质粒由耐药传递因子（RTF）和耐药（r） 决定子两部分组成，这两部分可单独，也可结 合在一起，只有结合在一起才能发生质粒的接 合性传递。
RTF的功能与F质粒相似，因此可介导类似 F质粒的接合过程；r决定子能编码对抗菌药物 的耐药性。
2、温 和 噬 菌 体
1）概 念：
前噬菌体： 整合在宿主菌染色体上的噬菌体基因组。
溶原性细菌：带有前噬菌体基因组的细菌 。 溶原状态：
噬菌体基因随溶原性细菌的分裂而传给子代 的状态。
2）溶原性周期和溶菌性周期
温和噬菌体感染宿主菌后所建立的溶原 状态可中断，前噬菌体可自发或在一定理化 因素诱导下从宿主菌染色体切离下来，重新 复制新的子代噬菌体，最终裂解细菌。
（5）质粒的相容性与不相容性
3、几种常见质粒：
F质粒 R质粒 Col质粒
fertility factor
性菌毛有关
resistance plasmid 与耐药性有关
Col plasmid
编码大肠菌素
Vi质粒 virulence plasmid 与细菌毒力有关
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．以下微生物中，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．关于噬菌体的表达，以下哪项是正确的?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 B.mm C.μm D.nm E.dm4.噬菌体的生物学特性与以下哪种微生物相似?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外表受体分子构造的互补性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．停顿繁殖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以下哪种变异形成的？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.构造变异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．关于质粒的表达，以下哪项是错误的？A.是细菌染色体以外的遗传物质B.具有自我复制的才能C.可自行丧失或经理化因素处理后消除D.是细菌必备的构造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，以下表达错误的选项是：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.药物仅起挑选耐药株的作用 , , , , , , , 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. 原生质体交融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．关于耐药性质粒的表达，错误的一项为哪一项：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. 原生质体交融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. 细胞交融25．关于转位因子的表达，错误的选项是：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 分子中挪动26．能将供体菌与受体菌直接沟通而传递遗传物质的构造是：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.是接合时的必要构造D. 是转导时的必要构造E.是细菌吸附于易感细胞的必要构造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. 原生质体交融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．接合与原生质体交融的共同特点是：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 菌进展接合时，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．关于流产转导的表达，以下哪项是错误的？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．以下关于局限性转导，哪项表达是错误的？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才能，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. 原生质体交融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. 受菌与供菌直接交融而发生基因转换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展基因转移E. 前者进展基因转移需受菌处于感受态，后者那么否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，不包括以下哪一项？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．原生质体交融：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交融C. 交融细胞的胞质混合，但无遗传物质交换D. 细菌通过该方式传递耐药性非常常见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. 少量屡次使用抗生素C. 尽量使用广谱抗生素D. 长期、大量、结合使用多种抗生素E. 在细菌药敏试验指导下使用抗生素45．以下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. 原生质体交融E. 接合46．以下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．关于接合的表达，以下哪项是错误的？ 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，不包括以下哪一项？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．关于接合的表达，以下哪项是错误的？A. 细菌间通过性菌毛进展接合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 质粒丧失，细菌接合的才能随之消失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，以下哪项表达不正确？A. 临床别离的非典型菌株，要从细菌变异的角度去分析、鉴别B. 临床别离的致病菌，须进展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．转位因子不包括以下哪种成分？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，但能将产噬菌体的才能传递给后代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．以下细菌中，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 于治疗某些部分感染性疾病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．以下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. 原生质体交融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，以下哪些表达是正确的？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．以下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．以下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以下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. 原生质体交融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. 几种抗生素结合使用D. 少量屡次用药E. 使用广谱抗生素15．关于转位因子，下述正确的选项是：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、质粒与质粒之间进展转移E. 转位因子的转位可引起细菌基因突变或基因转移16．SR 变异可伴有以下哪些变异？A. 抗原变异B. 毒力变异C. 构造变异D. 耐药性变异E. 生化反响的变异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. 关于接合的表达，以下哪些是正确的？ 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．以下关于转化的表达，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展转化E. Ca 2+ 与 Mg 2+ 处理，可增加感受态细菌摄取 DNA 的才能20．关于流产转导，下述正确的选项是：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一样21．关于局限性转导，以下表达正确的选项是：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．关于原生质体交融的表达，正确的选项是： A. 两种细菌经溶菌酶或青霉素处理而形成B. 交融后的原生质体缺乏细胞膜C. 交融细胞的胞质可互相混合D. 交融细胞的遗传物质可互相交换E. 交融仅发生于亲缘关系很近的细菌之间23．关于质粒的表达，以下各项哪些是正确的？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. 可自行丧失或经人工处理后消除E. 是细菌生命活动必需的构造24．细菌间进展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。
医学微生物学- 细菌的遗传与变异
2. 突变与选择
Lederberg影印试验（replica plating）
突 变 在 前 ， 选 择 在 后 。
(二) 基因转移与重组
➢ 基因转移和重组(gene transfer& recombination)： 外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内，
并与受体菌DNA整合在一起，使受体菌获得供体菌某 些特性的过程。
第四章 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）
一、细菌变异的现象
（一）形态结构的变异
1. L型变异 3. 芽胞的变异
2. 荚膜的变异 4. （H—O变异）
（二）菌落变异（S-R变异）
（三）毒力变异
（四）耐药性变异
二、细菌的遗传物质（基因组） （一）染色体 （二）质粒（plasmid） 含义：是细菌染色体以外的遗传物质，为
普遍性转导
局限性转导
——所转导的DNA片段 是供体菌染色体上特定 基因。
4. 溶原性转换(lysogenic conversion)
当温和噬菌体感染细 菌时，噬菌体基因整 合到宿主菌染色体上， 使其成为溶原性细菌， 而使细菌获得由噬菌 体基因编码的性状。
无毒白喉杆菌——感 染了β棒状杆菌噬菌 体后——有毒白喉杆 菌——可以产生白喉 外毒素而致病。
四. 细菌遗传变异的实际意义
❖ 在疾病的诊断、治疗与预防中的作用； ❖ 在测定致癌物质中的应用； ❖ 在流行病学分析方面的应用； ❖ 在基因工程中的应用。
思考题：
质粒？特征？ 基因转移重组的方式？特点？
闭合环状的双链DNA，存在于胞质中。
特性：1. 具有自我复制的能力 2. 可编码细菌某些性状特征 3. 可自行丢失与消除 4. 具有可转移性 5. 分为相容性和不相容性两种
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。
医学微生物学笔记 - 细菌的遗传与变异
细菌的遗传与变异●遗传（heredity）：使微生物的性状保持相对稳定，子代与亲代生物学的性状基本相同，且代代相传。
●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，有利于物种的进化。
●基因型（genotype）：细菌的遗传物质。
●表型（phenotype）：基因表现出的各种性状。
●遗传性变异：是细菌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地遗传给后代。
●非遗传性变异：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。
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。
第一节细菌的遗传物质●DNA的结构与功能：结构——两条互相平行而方向相反的多核苷酸链功能——储存、复制和传递遗传信息复制——半保留复制特点——复制中易发生错误—基因突变蛋白合成——分子生物学中心法则（DNA-RNA-蛋白质）●基因与基因的转录结构基因——编码结构蛋白质基因结构非结构基因——编码功能蛋白质基因转录●遗传信息的翻译第二节细菌的遗传与变异一、染色体（chromosome）①一条环状双螺旋DNA长链，按一定构型反复回旋形成松散的网状结构；②缺乏组蛋白，无核膜包裹；③约含有5000个基因；二、质粒——是细菌染色体以外的遗传物质，是闭合环状的双链DNA。
1、质粒的特征：①质粒具有自我复制的能力。
②质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。
③质粒可自行丢失与消除。
④质粒的转移性。
⑤质粒可分为相容性与不相容性两种。
2、质粒的分类（1）根据质粒能否通过细菌的接合作用进行传递①接合性质粒②非接合性质粒（2）根据质粒在细菌内拷贝数多少①严紧型质粒②松弛型质粒（3）根据相容性①相容性——几种质粒同时共存于同一菌体内②不相容性——不能同时共存*可借此对质粒进行分组、分群。
细菌的遗传与变异
内容总结
第五章 细菌的遗传与变异。质粒基因可编码多种重要的生物学性状：1)致育质粒〔F质粒 〕与有性生殖功能关联。分两类，一是接合性耐药质粒〔R质粒〕，另一是非接合耐药性质粒 。3)毒力质粒〔Vi质粒〕 编码与该菌致病性有关的毒力因子。4)细菌素质粒 编码细菌产生细 菌素。回复突变 细菌由野生型变为突变型是正向突变，有时突变株经过又一次突变可恢复野 生型的性状
➢ DNA的损伤修复：当细菌DNA受到损伤时，细胞会用有效的
DNA修复系统进行细致的修复，使损伤降为最小。
第十三页，共三十一页。
彷徨试验(fluctuation test)
第十四页，共三十一页。
影印试验(replica plating)
第十五页，共三十一页。
二. 基因的转移与重组
➢ 基因转移(gene transfer)：外源性的遗传物质由供体菌进入
第五章 细菌的遗传与变异
1. 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。
2. 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。
3. 细菌的变异分为遗传性变异和非遗传性变异。 4. 遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称 基因型变异。
片段转入某受体菌细胞内的过程。
第十七页，共三十一页。
第十八页，共三十一页。
2. 接合(conjugation)
接合：是细菌通过性菌 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。能通过结合方 式转移的质粒称为接合 性质粒，不能通过性菌 毛在细菌间转移的质粒 为非接合性质粒。
第九页，共三十一页。
细菌的遗传与变异
形态与结构的变异
H-O变异（鞭毛变异、变形杆菌） 芽胞变异（炭疽b） 荚膜变异（肺炎球菌）
菌落变异：S-R变异
毒力的变异：增强、减弱（白喉、BCG ）
耐药性变异：金黄色葡萄球菌、结核杆菌等
形态变异
3-6%食盐
鼠疫杆菌
琼脂培基
多形态性(衰残型)
L型变异——药物、抗体或补体等
正常霍乱弧菌
霍乱弧菌L型
链DNA 分子 。
三、 噬菌体（phage）
概念：噬菌体是感染细菌、放线菌、真菌或螺
旋体等微生物的病毒 。
特 点
1. 2.
个体微小，可通过滤菌器。 结构简单，无完整结构。
3.
具有严格宿主特异性，只能寄 居在相应的易感活菌体内。
蝌蚪形噬菌体结构模式图
（二）噬菌体与宿主菌的相互关系 毒性噬菌体
能在宿主细胞内复制、增殖，产生许多
细菌抗药性变异：
10000单位/ ml
青霉素的生产： 20单位/ ml（1943）
数百万-千万单位/次
青霉素的用量： 最高：10万单位/天（40年代）
第二节 细菌遗传变异的物质基础
细菌染色体 质粒 噬菌体
二、质粒
质粒（plasmid）：
是细菌染色体外的
概念：
遗传物质，具有自主复制
能力，是共价闭合环状双
细菌在一定的环境中 生长繁殖，通过DNA 复制，将亲代的各种 性状稳定的传给子代， 使种属保持原有的性 状。
细菌的 遗传
变异
细菌在繁殖过程中由 于外界环境条件发生 改变或细菌的遗传物 质本身发生改变，导 致细菌的生物学性状 发生相应的变化。
第一节 细菌的变异现象
细菌的遗传与变异
基因重组(recombination)： 基因重组(recombination)： (recombination)
转移的基因与受体菌DNA整合在一起， 转移的基因与受体菌DNA整合在一起，使受 DNA整合在一起 体菌获得供体菌某些特性。 体菌获得供体菌某些特性。
溶菌周期 溶原状态 前噬菌体 溶原性细菌
细菌变异的机制
基因突变 基因的转移与重组
基因突变(gene mutation) 基因突变(gene
是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定 的改变，导致细菌性状的遗传性变异。 的改变，导致细菌性状的遗传性变异。 点突变（小突变） 点突变（小突变） 染色体畸变（大突变） 染色体畸变（大突变）
接合(conjugation) 接合(conjugation)
供体菌通过性菌毛将遗 供体菌通过性菌毛将遗 性菌毛 传物质（主要是质粒DNA DNA） 传物质（主要是质粒DNA） 转移给受体菌。 转移给受体菌。
F质粒的接合
F质粒---致育质粒，编码性菌毛 质粒---致育质粒， ---致育质粒 雄性菌-----F 雄性菌---F+
细菌的遗传与变异
Bacterial Heredity and variation
细菌的遗传与变异
基本概念 细菌的变异现象 细菌的遗传物质 基因的转移与重组 基因突变
基本概念
微生物的性状保持相对稳定， 遗传：微生物的性状保持相对稳定，子代与 亲代的生物学性状基本相同，且代代相传。 亲代的生物学性状基本相同，且代代相传。 在一定条件下， 变异：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差异。 子代与子代之间的生物学性状出现差异。
细菌的遗传和变异
– 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
温和噬菌体（temperate phage）/ 溶原性噬菌体（lysogenic phage）
– 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
牛分枝杆菌
卡介苗
13年(230代)
.
7
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 1946年对青霉素的耐药率 14%，目前超过80%
有些细菌还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
长期培养
.
8
菌落变异
在陈旧培养基中长期培养
突变与选择 突变是随机的、不定向的，外界环境 不能决定突变，只能对突变进行选择。
以耐药突变体为例
实验：影印试验
说明：耐药突变株在接触药物之前出现，药物的作 用是选择耐药株，淘汰敏感株
结论：细菌基因突变产生耐药性，与抗生素的使用 无关
具有相对稳定性；
可发生回复突变
.
36
突变与选择证明实验
影印培养 replica plating (Lederberg 1952)
IS Resistance Gene(s) IS
Tn 转座噬菌体或前噬菌体 – 是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体
上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。
.
32
转座子的特征
转座子 Tn1 Tn2 Tn3
Tn4 Tn5 Tn6 Tn7 Tn9 Tn10 tn551 Tn971 Tn1681
细菌的遗传与变异
菌可获得F质粒而成为F+菌。
F+菌
F-菌
F+菌 F-菌
F+菌
F+菌
F质粒的接合
F＋
F-
F＋
F＋
高频重组菌（high frequency recombinant， Hfr菌）：整合后的细菌能高效地转移染色体上 的基因
Hfr
F-
Hfr
F-
Hfr
F-
Hfr
F-
F+ 菌 （性菌毛）
F’菌 F+ 菌
F 质粒 雄性菌： Hfr菌
（5）大多编码顺序则不重叠 （6）结构基因是单拷贝，rRNA是多拷贝 （7）具有各种功能的识别区域 功能（function)： – 细菌的主要遗传物质 – 决定细菌的基因型 – 为细菌生命活动所必需
毒力岛（pathogenicity island, PAI）
毒力岛：指病原菌的某个或菌体
前噬菌体
噬菌体的基本特性 噬菌体(bacteriophage, phage): 是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒. 噬菌体
细菌细胞
噬菌体的特点：
1、个体微小、可以通过滤器；
2、没有完整的细胞结构，主要由蛋 白质构成的衣壳和包含于其中的核酸组 成； 3、只能在活的微生物细胞内复制增
有荚膜的肺炎球菌
无荚膜的肺炎球菌
2、毒力变异
细菌的毒力变异包括其毒力的增强与减弱，如
白喉毒素的产生及卡介苗的获得均为细菌毒力变异 的结果。 3、耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称耐 药性变异，这种变异给临床治疗带来很大的困难，并 成为当今医学上的重要问题。
4、菌落变异 细菌的菌落由S型变异为R型多见，且常伴随细菌理
医学微生物学(第9版)第一篇 细菌学 第四章 细菌的遗传与变异
医学微生物学（第9版）
二、接合（conjugation）
接合（conjugation） 通过性菌毛将供体菌DNA转给受体菌，使受体菌获得供体菌的生物学性状
（一）F质粒（fertility plasmid, fertility factor，致育因子） 接触：细胞质沟通 转移：F质粒进入F－菌 复制：F－菌转为F＋菌
医学微生物学（第9版）
3. 质粒（plasmid）
（1）双股闭合环状DNA分子 （2）自主复制 （3）编码某些生物学表型 （4）可丢失和转移，与细菌生命无关 （5）分类
A. 是否可通过细菌的接合作用传递 接合性质粒（conjugative plasmid）；非接合性质粒（non-conjugative plasmid）
（一）野生型（wild type）: 从自然界分离的未发生突变的菌株 （二）突变型（mutant type）: 相对于野生型菌株发生某一性状的改变 （三）正向突变（forward mutation）: 细菌由野生型变为突变型 （四）回复突变（reverse mutation）: 突变株经过第二次突变可恢复野生型的性状
DNA片段通过毒性噬菌体/或温和噬菌体传递
任何DNA片段
DNA片段通过温和噬菌体传递
前噬菌体整合位点两侧DNA片段
DNA片段通过温和噬菌体传递
噬菌体携带的特定基因
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
医学微生物学（第9版）
一、转化（transformation）
物理诱变剂：X线、紫外线、电离辐射 等 化学诱变剂：亚硝酸盐、烷化剂及吖啶橙染料
细菌的遗传与变异
质粒
1、结构 2、特征 3、类型
质粒的结构
环状双链DNA 大质粒：含几百个基因 小质粒：含几十个基因
质粒的特征
自主性 表现性 非必须性 转移性 相容性与不相容性
质粒的类型
致育质粒（fertility plasmid，F质粒） 耐药质粒（resistance plasmid，R质粒） 毒力质粒（virulence plasmid，Vi质粒） 细菌素质粒 代谢相关质粒
吸附 成熟、释放
穿入 生物合成
毒性噬菌体的溶菌性周期
前噬菌体
温和噬菌体的溶源性周期
温和噬菌体的溶菌性周期
转位因子
1、插入序列 2、转座子 3、转座噬菌体
转座子的种类与特征
转座子 Tn1 Tn2 Tn3
Tn4 Tn5 Tn6 Tn7 Tn9 Tn10 Tn551 Tn971 Tn1681
携带耐药或毒素基因 AP（氨苄青霉素）
基因的重组
转移后基因在新位置上与原有 DNA整合的过程
本章小结
1、细菌变异的概念与类型 2、细菌变异的遗传学基础 3、噬菌体的结构与类型 4、细菌基因变异的机制 5、细菌间基因转移与重组的方式
R-决定子
R质粒的构成
噬菌体
1、形态与结构 2、增殖过程 3、类型
噬菌体 (电镜图）
噬菌体 (模式图）
头部
尾领 尾鞘 尾板
尾部
尾刺 尾丝 尾髓
噬菌体结构示意图
成熟 释放
吸附
生物 合成
穿入
噬菌体的增殖过程
噬菌体的类型
毒性噬菌体（virulent phage） ——溶菌性噬菌体
温和噬菌体（temperate phage） ——溶原性噬菌体
03.细菌的遗传与变异
有的有多重耐药药性，如结核分枝杆菌。
有的甚 至变成对抗生依赖株，如痢疾志贺菌链霉素 依赖株，离开链霉素不能生长。
(四)
抗原变异
肠道杆菌细胞壁多糖重复单位，为O抗原，具有属的特异性 鞭毛的主要抗原为蛋白质，为H抗原，具有种的特异性 由于O或H抗原的改变，其种属的特异性也就相应发生改变
(五)
菌落变异
小鼠体内肺炎链球菌的转化试验
（ 2 ）接合：是供体菌通过性菌毛相互沟通，将供体菌
的遗传物质（质粒）转移给受体菌
质粒有接合性质粒和非接合性质粒两种，接合性质粒 有F质粒、R质粒、Col质粒、毒力质粒等
* F质粒的接合：
有F质粒的细菌为雄性菌（F+ 菌），无F质粒为雌性菌 （F-菌）。接合时F+菌的性菌毛末端与F-菌表面受体结合， F+菌的F质粒中的一条DNA进入F-菌体内，两菌内的单股DNA 链进行复制合成互补股，各自形成完整的F质粒，于是原来
如大肠埃希菌质粒编码的耐热性肠毒素(ST)和不耐热
性肠毒素(LT) 细菌素质粒 编码各种细菌素,如大肠埃希菌Col质粒
编码的大肠菌素 代谢质粒 编码产生各种相关的代谢酶,如沙门菌发酵
乳糖的能力是质粒编码
（三）转位因子
转位因子是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，是细
菌体内可移动的遗传物质
转位因子主要有插入序列、转座子和转座噬菌体
⑴ 插入序列 (IS) 是最小的转位因子，<2000kb,不带有使细菌表现任 何性状的基因，只编码转移位置时所需要的转座酶，往 往与插入点基因共同起作用，可能是原细胞代谢的调节 开关之一
⑵ 转座子 (Tn) 2000-25000kb,不仅携带转位基因还携带耐药基因、 毒素基因、抗金属基因等其他结构基因，当其插入到某 一基因时，可引起两种结果，一方面可引起插入基因灭 活产生基因突变，另一方面因带入耐药基因而使细菌获 得耐药性。转座子可与细菌多重耐药有关
细菌遗传变异
毒力↓ ：BCG（卡介苗）
胆汁、甘油、马铃薯培养基
牛分枝杆菌
卡介苗
13年(230代)
毒力↑ ：白喉杆菌溶原化
3.耐药性变异: (Drug-resistance)
细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异。
• 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90%。
• 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。
普遍性转导（generalized transduction)
毒性噬菌体，温和噬菌体 包装错误：
任何部位细菌DNA片段 转导性噬菌体：
供体菌DNA误装入噬菌体
受菌接受转导噬菌体(供菌)DNA 受菌获得供菌性状
普遍性转导中外源DNA的结果
1.完全转导： 供体菌的DNA与受体菌染色体重组，
随染色体复制而随之传代
2.流产转导(abortive transduction): 供体菌的DNA与受体菌染色体不能
进行重组,转导的片断不能自身复制，也 不能传代
局限性转导(restricted transduction)
温和性噬菌体介导
--- 前噬菌体从宿主菌染色体上脱落时发 生偏差,将前噬菌体两侧的宿主染色体基因转 移到受体菌,使受体菌遗传发生改变的过程.
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
五、噬菌体（bacteriophage）
形态结构: 蝌蚪形 衣壳：蛋白质 核酸：dsDNA
分布广: 有菌就有噬菌体 宿主特异性：流行病调查；分型 参与细菌变异：转导, 溶原性转换
F
细菌的遗传与变异
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
（二）质粒(plasmid) 细菌中除主染色体之外，能进 行自主复制的遗传单位。可随细胞 分裂分配到子细胞中。
一、细菌的遗传物质
质粒的性质
1、自我复制； 2、能编码某些特性； 3、可自行丢失或消除； 4、质粒移动性，可转移的质粒具有与转移 有关的基因； 5、质粒的不相容性；
成熟与释放
一、细菌的遗传物质
噬菌现象： 液体培养基：混浊 澄清 固体培养基：出现噬斑（plaque） 一定体积内的噬斑形成单位数目（pfu）
一、细菌的遗传物质 三、噬菌体的类型
(2) 噬菌体感染细菌后，其基 因组整合到细菌染色体中，与细菌 DNA一起复制，随细菌的分裂而传 至子代细菌，细菌并不裂解。 该类噬菌体称为温和噬菌体 (temperate phage)。
（1）二个分离的反向末端重复序列 (inverted terminal repeats, ITR) （2）一个转座酶（transposase)编码基因
IR Transposase Gene IR
一、细菌的遗传物质
2、复合转座子—— Ⅰ类转座子 ——由IS类转座组件构成的复合体。 组成：两端为IS 中间编码抗生素物质
各种生物细胞都可进行原生质体融合
70年代后发展的一种育种新技术
二、细菌的基因转移与重组
原生质体融合的优点：
1、可以提高重组率； 2、双亲可以少带标记或不带标记； 3、可进行多亲本融合； 4、有利于不同种间、属间微生物的 杂交； 5、通过原生质体融合提高产量；
细菌的遗传与变异
一、细菌的遗传物质 二、细菌的基因转移与重组☺ 三、细菌的基因突变
细菌的遗传与变异
35
• 细菌耐药性形成的主要方式是（ E ） A．转换 B．转化 C．转导 D．溶原性状态 E．接合
36
• 编码不细菌致病性有关的质粒是（ D ） A．F质粒 B．R质粒 C．Col质粒
D．Vi质粒E．F′质粒
下列哪种丌是细菌基因转移不重组的方式： （ Ａ ） A．整合B．接合C．溶原性转换D．转化E．转导
10
转座子Tn （transposon）
– ＞2kb，除携带不转位有关的基因外，还携带
耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结
构基因。 – 可能不细菌的多重耐药性有关。
11
4.整合子
位于染色体和质粒戒转座子上，自身丌
能移动，但能捕获和整合外源性基因。 基本结构：两端的保守末端和中间的 可变区，可变区含有基因盒。
12
第二节 基因的转移和重组
基因转移： 外源性的遗传物质由供体菌转入受体
菌细胞内的过程。
基因重组： 转移的外源性遗传物质不受体菌DNA 整合在一起，产生新的核苷酸排列顺 序的过程。
13
转化 接合 转导
溶原性转换
原生质体融合
14
一、转化（transformation）
小鼠体内肺炎链球菌转化试验
33
• BCG是有毒牛型分枝杆菌经何种变异而来的（ A） A．失去毒力的变异 B．失去荚膜的变异 C．失去鞭毛的变异 D．失去芽胞的变异 E．失去细胞壁的变异
34
• 细菌遗传的物质基础是（
E ）
A．染色体、核糖体、质粒、整合子 B．染色体、质粒、转座因子、转座子 C．染色体、中介体、转座子、整合子 D．染色体、核糖体、中介体、转座子 E．染色体、质粒、整合子、转座因子
筛选作用。
细菌的遗传与变异医学微生物学
05 未来展望
深入理解细菌遗传与变异机制
深入研究细菌基因组结构和功能
随着基因组学技术的发展，未来将更深入地了解细菌基因组的组成、结构和功 能，揭示细菌遗传与变异的内在机制。
探索细菌基因表达调控机制
研究细菌基因表达的调控机制，包括转录、翻译和蛋白质修饰等过程，有助于 发现新的抗菌药物靶点。
开发新型抗菌药物和疫苗
人卫生习惯的改善。
加强抗菌药物管理和监管
02
制定更严格的抗菌药物使用政策和管理制度，遏制抗菌药物的
滥用，降低细菌抗药性的产生。
促进国际合作与交流
03
加强国际合作与交流，共同应对细菌抗药性的全球挑战，分享
最佳实践和成功经验。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
04 细菌的遗传与变异在医学 中的意义
细菌抗药性的产生和传播
细菌抗药性
指细菌对抗生素等药物产生耐药 性的现象。
产生机制
细菌通过基因突变或获得外源基因 的方式，产生抗药性酶或改变药物 作用靶点，从而对药物产生抵抗力。
传播方式
抗药性细菌可通过直接接触、共同 生活等方式在人群中传播，也可通 过食物、水等媒介传播。
细菌的遗传与变异医学微生物学
目 录
• 细菌的遗传物质 • 细菌的变异 • 细菌的进化 • 细菌的遗传与变异在医学中的意义 • 未来展望
01 细菌的遗传物质
DNA的结构与功能
DNA双螺旋结构
由两条反向平行的脱氧核糖核酸链组 成，碱基通过氢键配对，形成稳定的 双螺旋结构。
DNA的功能
储存遗传信息，指导蛋白质合成，影 响细胞功能和形态。
病原菌的进化与变异
进化机制
病原菌在长期适应环境的过程中， 通过基因突变和基因重组等方式， 不断进化出新的毒力基因和致病
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
bacterial chromasome
染色体的特征
小,连续基因 功能相关的几个基因构成操纵子结构 非编码区少,重叠基因少,结构基因为单拷贝 具有多种功能识别区域
编辑ppt
7
质粒(plasmid)
1. 是细菌染色 体以外的遗传 物质，是环状 闭合的双链 DNA。
2.质粒类型及编码的性状： （1）致育质粒（F质粒） （2）耐药性质粒
细菌数 个别
全体
§1.细菌的遗传物质 §2.细菌基因表达的调节 §3.基因的转移与重组 §4.基因突变 §5.细菌遗传变异在医学应用
编辑ppt
4
(一)染色体（chromosome） (二)质粒(plasmid)
(三)转座因子(transposable element) (四) 整合子(integron,In) (五) 噬菌体(phage/bacteriophage)
噬菌体的类别 1.毒性噬菌体（virulent phage）
编辑ppt
28
毒性噬菌体噬菌体(temperate phage) (1)前噬菌体(prophage) (2)溶原性细菌(lysogenic bacterium) (3)溶原性噬菌体(lysogenic phage)
编辑ppt
18
（5）噬菌体（phage）
是指可感染细菌、真 菌、放线菌和螺旋体等微 生物的病毒，只能在活菌 内复制和增殖。
编辑ppt
19
噬菌体概述
发现
Twort 1915(英国） 首先发现葡萄球菌 噬菌体
d’Herelle
1917（法国）发现
并提纯痢疾杆菌噬
菌体
Twort 1915(英国）
d’Herelle 1917（法国）
电镜下见噬菌体×40000
• 电镜下见噬菌体 与宿主菌细胞膜 表面接合×40000
噬菌体
大肠埃希菌T2噬菌体
编辑ppt
蝌蚪形噬菌体结构模式图 23
蝌蚪形噬菌体 结构模式图
尾丝
头
（头部）
尾尾鞘鞘
尾盘 尾刺
吸附
吸附是噬菌体与菌体表面受体发生 特异性结合的过程，其特异性取决 于噬菌体蛋白与宿主菌表面受体分 子结构的互补性。
编辑ppt
30
溶原噬菌体／ 温和噬菌体
前噬菌体 溶原性细菌
溶原状态
某些前噬菌体可导致细菌 基因型和性状发生改变，这 称为溶原性转换(lysogenic
conversion)
编辑ppt
32
编辑ppt
33
(1)基因转移(gene transfer) (2)基因重组
(gene recombination) (3)外源基因转移和重组的方式
DNA片段转入某受体菌细胞内的过程。
编辑ppt
38
接合(conjugation)
是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。 能通过结合方式转移的质粒称为 接合性质粒，不能通过性菌毛在 细菌间转移的质粒为非接合性质粒。
conjugation
编辑ppt
41
1.F质 粒的 接合
编辑ppt
42
F+菌 Hfr F′质粒
两端重复序列，与插入有关 中心序列有转位酶基因
编辑ppt
13
编辑ppt
14
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
编辑ppt
15
RTF R Plasmid
Tn9 Tn4 Tn5
氯霉素
氨苄/链霉 卡那霉素 素/磺胺
噬菌体
This is a viral diversity tableau using images from a saline lake bacteriophage study done with Richard Robarts of Environment Canada in Saskatoon. Note the rather large diversity found in these environments. Because there were no eukaryotic competitors, the phage-to-bacterium ratios in these lakes is often very high - up to 100.
供体菌
基因转移
受体菌
基因重组
转化(transformation) 接合(conjugation) 转导(transduction) 溶原性转换(lysogenic conversion)
原生质体融合(protopast fusion)
编辑ppt
36
转化(transformation):供体菌裂解游离的
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
编辑ppt
17
整合子结构示意图
1. 是一类在细菌染色体、质 粒或噬菌体之间自行移动的遗传 成分。是基因组中一段具有转位 的独立DNA片段，可改变它们 在基因组中的位置。
2.类别： （1）插入序列
(insertion sequence，IS) （2）转座子 (transposon, Tn)
转座因子： IS (insertion sequence): 750~1550 bp
接合性耐药质粒（R质粒） 非接合耐药性质粒 （3）毒力质粒（Vi质粒） （4）细菌素质粒 （5）代谢质粒
3.质粒DNA的特征
➢质粒具有自我复制的能力 ➢质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌
某些性状特征 ➢质粒可自行丢失与消除 ➢质粒的转移性 ➢质粒可分为相容性与不相容性两种
转座因子(transposable element)
第5章 遗传与变异
heredity and variation
遗传(heredity) 变异(variation）
（1）遗传性变异：基因型变异 （2）非遗传性变异：表型变异
表5-1 基因型与表型变异的比较
比较项目 基因型 表现型
基因结构 变化
未变
可逆性 不或极少 可逆
环境影响 不受影响 受影响
稳定性 稳定，传代 可回复， 后不回复 不稳定