细菌的遗传
细菌的遗传和变异(1)
细菌的遗传和变异(1)细菌的遗传和变异细菌是生物世界中最小的生命体，它们具有很强的遗传变异能力。
在适应环境的过程中，细菌通过遗传变异来获得新的特性，从而更好地适应生存环境。
一、细菌的基本遗传方式1.1、DNA复制细菌的遗传物质是DNA，它通过DNA复制来遗传给下一代细菌。
在细胞分裂的过程中，细胞会将自身的DNA复制一份，然后将两份DNA分给两个细胞。
1.2、水平基因转移细菌还可以通过水平基因转移的方式进行遗传。
水平基因转移是指细菌可以通过多种途径从其他细菌中获取某些基因，这样就可以获得新的遗传物质。
二、细菌的变异现象2.1、突变细菌会因为各种原因产生突变，这个突变可能是某个基因的位置改变，也可能是某个基因发生了突变。
细菌的突变可能带来新特性的出现，也可能造成细菌自身的缺陷。
2.2、自然选择在环境中，细菌会因为自身不断产生的遗传变异而逐渐适应环境。
在适应环境的过程中，更适应环境条件的细菌更容易生存下来，而不适应条件的细菌则逐渐淘汰。
三、细菌的适应变异3.1、耐药变异细菌是很容易产生抗药性的生物。
在有害物质的存在下，如果一部分细菌产生了对有害物质的抗性，那么这些细菌就能够存活下来，并且遗传给下一代。
这样循环往复，就可以逐渐形成一批抗药性细菌。
3.2、代谢变异在一些极端的环境下，细菌会产生非常特殊的代谢变异。
例如，在高盐和高温的环境下，会产生耐盐耐热的细菌。
在这些极端条件下，这些细菌可以更好地适应环境，从而生存下来。
总之，细菌的遗传和变异是非常重要的现象。
通过遗传变异，细菌可以获得新的遗传物质和特性，更好地适应环境。
尤其是在环境不断变化的情况下，细菌的遗传变异能力可以使得它们在适应环境的过程中更容易生存。
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
细菌的遗传与变异-医学微生物学
细菌进化速度快，适应能力强，可在各种环境中生存和繁殖。
进化意义
细菌进化对人类医学、农业和工业等领域产生重要影响，如抗生素 耐药性的产生和病原体变异等。
05 细菌遗传与变异的医学意 义
抗生素抗性的遗传与变异
01
02
03
04
抗生素抗性
指细菌在抗生素存在下能够生 长和繁殖的能力。
抗性基因
细菌通过基因突变获得抗性基 因，使其对特定抗生素产生抗
细菌的遗传与变异-医学微生物学
目 录
• 细菌的遗传物质 • 细菌的基因转移与重组 • 细菌的基因表达调控 • 细菌的变异与进化 • 细菌遗传与变异的医学意义
01 细菌的遗传物质
细菌DNA的结构
01
02
03
环状双螺旋结构
细菌DNA呈环状双螺旋结 构，与真核生物的线性 DNA不同。
超螺旋结构
细菌DNA具有超螺旋结构， 影响其复制和转录过程。
的细菌种类的源泉。
细菌的基因重组
基因重组
指两个或多个基因的遗传信息在细菌体内重新组 合，形成新的基因组合方式。
重组方式
转化、转导、接合和原生质体融合等。
重组意义
基因重组是细菌适应环境变化的重要方式，也是 细菌进化的重要途径。
细菌的进化
进化机制
细菌通过基因突变和基因重组等机制，不断适应环境变化，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化 成为新的种类。
性。
抗性传播
抗性基因可通过质粒、转座子 等可移动遗传元件在不同细菌
间传播。
抗性机制
细菌通过多种机制产生抗性， 如产生钝化酶、改变药物靶点
、增加药物外排等。
病原菌毒力的遗传与变异
毒力因子
细菌的遗传和适应
细菌的遗传和适应细菌是一种微生物，它们在自然界中普遍存在。
它们有一种很强的适应性，可以在各种环境中存活，并且可以适应环境变化。
这一适应性的形成，与细菌的遗传有很大关系。
一、细菌的遗传细菌的遗传方式有两种：水平基因转移和垂直基因转移。
垂直基因转移是指细菌通过自我复制来传递基因。
即，一个细菌将遗传信息传递给它的后代细菌。
水平基因转移是指细菌通过不同的途径将遗传信息传递给其他细菌。
水平基因转移有三种方式：转化、转导和共轭。
转化是指细菌通过吞噬和消化其他死亡的细胞，将其遗传信息导入自己的细胞内。
转导是指细菌通过基因载体（如噬菌体）将遗传信息传递给其他细菌。
共轭是指两个细菌之间通过共轭管将遗传信息传递给对方。
通过以上几种途径，细菌能够在短时间内获取新的遗传信息，并将其纳入自己的基因组中。
二、细菌的适应性细菌的适应性是指它们可以在不同的环境条件下存活和繁殖的能力。
细菌的适应性与其遗传信息密切相关。
细菌的基因组中有很多基因，这些基因可以控制细菌的生长、代谢、感知和响应等方面，从而影响细菌的适应性。
例如，某些细菌可以通过基因突变的方式产生抗生素耐药性。
这些耐药基因可以通过水平基因转移的方式传递给其他细菌，从而增加了抗生素耐药菌株的数量，使得一些抗生素的治疗效果下降。
此外，细菌的适应性也与它们的代谢方式有关。
不同的细菌可以利用不同的营养物质来生长。
例如，某些细菌可以利用硫化氢作为引发的化学反应来生产能量。
这种代谢方式使得这类细菌可以在没有氧气的恶劣环境下存活，从而增强了它们的生存能力。
三、细菌的遗传和适应性之间的关系细菌的遗传信息可以控制它们的适应性，从而帮助它们在不同的环境中存活和繁殖。
细菌的适应性也可以反过来影响它们的遗传信息。
细菌在环境中受到一系列压力的影响，例如温度、pH值、营养物质的供应等等。
这些压力可以导致细菌产生适应性突变，从而使它们在新的环境中更有效地生存和繁殖。
这些突变会导致细菌的基因组发生变化，从而影响到它们的生长、代谢、感知和响应等方面，进而调整它们的生存策略和适应能力。
细菌的遗传物质
细菌的遗传物质细菌是一类微生物，具有简单的细胞结构，但却拥有复杂的遗传物质。
细菌的遗传物质主要存在于一个环状的DNA分子中，这个分子称为染色体。
除了染色体外，细菌还可能携带其他形式的遗传物质，如质粒。
质粒是一种小型的DNA分子，通常携带一些特定的基因，如耐药基因或毒素基因，能够在细菌之间进行传递。
细菌染色体的特点细菌染色体通常呈现为一个环状的DNA分子，与真核生物的线性染色体有所不同。
这种结构使得细菌染色体更加紧凑，同时也更容易复制和传递。
细菌染色体上携带了细菌的基因组，在其中包含了细菌生存所必需的基因，如代谢相关基因、细胞分裂相关基因等。
细菌染色体的复制方式也与真核生物有所不同。
细菌的染色体复制是半保留复制，即在细胞分裂过程中，新合成的DNA分子与原有的DNA分子分开，形成两个完整的细菌染色体。
这种复制方式使得细菌繁殖速度极快，也有利于细菌在不利环境下的适应和生存。
质粒的功能和传递除了染色体外，细菌还可能携带一些质粒。
质粒是一种小型的DNA分子，通常携带一些特定的基因。
这些基因可能为细菌提供一些额外的功能，如耐药基因能够使细菌对抗抗生素的侵袭，毒素基因则可以表达毒素来攻击其他细菌或宿主。
质粒的传递方式包括共轭传递、转化和转导。
共轭传递是最常见的方式，两个细菌通过细胞间连接管道直接传递质粒。
转化则是通过吸收裸露在环境中的DNA片段，从而获取外源质粒。
转导是利用噬菌体等病毒介质来传递质粒。
在细菌世界中，质粒的存在和传递使得细菌能够通过水平基因转移快速适应环境的变化，从而增强生存能力。
结语细菌的遗传物质是细菌生存和适应的重要基础。
细菌染色体和质粒的存在和传递方式为细菌提供了丰富的遗传信息和适应策略，使得它们能够在多样的环境中生存繁衍。
通过对细菌遗传物质的研究，我们可以更好地了解细菌的生物学特性，也为探索更多的抗菌策略和抗菌药物提供了理论基础。
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。
医学课件第7章细菌的遗传分析
第二节 大肠杆菌的突变型及筛选
一、大肠杆菌的突变类型
1. 合成代谢功能的突变型(anabolic function mutants) •合成代谢功能(anabolic functions)：野生型(wild type)在基本培养基上具有合成所有代谢和生长所 必需的有机物的功能。 •营养缺陷型(auxotroph)：野生型品系的某个必需 基因发生突变，导致不能完成一个特定的生化反 应，从而阻碍整个合成代谢功能的实现。
In 1953, W. Hayes isolated another strain demonstrating a similar elevated frequency.
Both strains were designated Hfr, or high-frequency recombination. Because Hfr- cells behave as chromosome donors, they are a special class of F+ cells.
20
F＋×F－
Hfr×F－
所有 F＋
很少 F＋
21
•F因子整合到 细菌染色体
•Hfr与受体细 菌染色体的等 位基因间可以 重组(10-2)
22
很少 Hfr×F－
F＋ ？
Hfr细胞和F-细胞之间的接合，一般很少有整条Hfr染色 体转入F－细胞(pilus容易断裂)，因此：
F－细胞得到的只是部分F因子，其余部分依赖于整条 Hfr染色体的转移。这样在Hfr×F-杂交后代大多数重 组子仍为F－
41
a+b+c+ in cross 1 << a+b+c+ in cross 2
微生物学遗传与变异ppt课件
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島（pathogenecity Island)
1．形态结构： EM 下 有 三 种 基 本 形 态 ：
蝌蚪型 微球形 丝形
2．化学组成：
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质，根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份，
能保护噬菌体核酸，决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株：如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
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
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
细菌的遗传分析
（六）大肠杆菌的染色体呈环状
从上表中可以看出，转移顺序的差异是由于各Hfr之间转移的原点（O）和转移的方向不同所致。
该实验说明F因子和细菌DNA都是环状的，F因子插入环状染色体的不同位置形成不同的转移原点和转移方向。
*
（六）大肠杆菌的染色体呈环状
*
三、性导（sexduction） （一）F’因子 整合到细菌中的F因子也可以重新离开染色体，成为独立的环。这个过程是整合的逆过程，称为环出（looping out）。 F因子在环出过程中并不是完全准确无误的，往往连同部分染色体片段一同离开。 部分染色体DNA与F DNA的杂合环称为F’因子。
*
（四）细菌的交换过程
这样，重组后的F－细菌不再是部分二倍体，而是单倍体，得到的重组体的类型只有一个，而不是两个，相反的重组体是不能存活的（例如有＋＋，没有――）。
*
（五）用中断杂交技术作连锁图
Wollman和Jacob用中断杂交实验了解接合过程中基因转移的顺序和时间，从而绘制出连锁图。
根据供体基因进入受体细胞的顺序和时间绘制连锁图的技术，称为中断杂交技术。
*
（一）杂交实验
1946年，Leaderberg和Tatum发现E.coli可以通过接合交换遗传物质。选用两个不同营养缺陷型的E.coli菌株，A和B。A菌株需要在基本培养基中补充甲硫氨酸（met）和生物素（bio） ，B菌株需要在基本营养培养基上补充苏氨酸（thr）和亮氨酸（leu）才能生长。采用多营养缺陷型是为了防止回复突变干扰试验结果。
*
黎德伯格和塔特姆接合试验
*
黎德伯格和塔特姆接合试验
A和B均不能在基本培养基上生长，但若将A和B在完全液体培养基上培养几个小时以后再涂布在基本培养基上，就能长出一些原养型（met+bio+thr+leu+）的菌落。细菌的野生型又称为原养型。
细菌的遗传与变异
细菌的遗传与变异细菌是微生物界中最简单、最原始的有生命之物。
它们可以通过不同的方式进行繁殖和传播，其中最常见的方式就是分裂繁殖。
在这种过程中，细菌体内的遗传物质会被复制并分配到新生细胞中，从而保证了后代基因的一致性。
但是，细菌的遗传物质并不总是保持不变的，它们也会发生变异，不同的遗传变异会对细菌的生长、繁殖和适应能力产生重要影响。
细菌的遗传基础细菌的遗传信息主要储存在细胞核外的染色体和质粒中。
与动物和植物的遗传物质DNA相似，细菌的DNA也是由基本的碱基单元构成的，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基组成了一个双螺旋的结构，形成了著名的DNA分子。
然而，与动物和植物的DNA不同的是，细菌的染色体和质粒并没有被包裹在细胞核内，它们可以自由地在细胞质中游动。
此外，一些细菌也具有病毒样的遗传物质，如噬菌体（bacteriophage）和质粒所编码的转座酶等。
细菌的遗传变异在细菌进展的漫长历史中，数以亿计的遗传变异发生了。
这些遗传变异可能来自于突变、水平基因转移、DNA重组等多种机制。
不同的遗传变异会导致细菌表现出不同的特点，如细菌的抗药性、营养代谢能力和环境适应性等。
突变突变是细菌发生遗传变异的最基本机制之一。
突变指的是DNA序列的改变，包括插入、缺失和替代等。
这些变异可能导致突变体表现出与野生型不同的性状，从而具有更高或更低的适应能力。
水平基因转移除了突变之外，细菌还可以通过水平基因转移的方式获得新的基因信息。
这种机制主要包括转化、转导和菌体接触等方式。
在水平基因转移过程中，来自其他种类细菌的遗传信息被导入到目标菌体中，从而产生新的融合基因或者替代基因等。
DNA重组DNA重组是指DNA分子的重组组合，其主要涉及到DNA的切割、重组和连接等过程。
这种机制可以产生新的基因片段、基因组重排和基因组切除等遗传变异模式。
细菌的遗传变异对生态环境的影响细菌的遗传变异对于生态环境的维持和稳定具有重要影响。
细菌的遗传与基因转移
表观遗传学可影响细菌毒力因子的表达，从而改变细菌的致病性和 感染能力。
环境适应性
细菌可利用表观遗传学机制适应不同的环境条件，如温度、pH值和 营养状况等，提高生存能力。
04
水平基因转移与进化关系
水平基因转移现象和重要性
水平基因转移（HGT）是细菌间遗传物质交换 的重要方式，与垂直基因转移（亲代到子代） 不同，它可以在不同物种或属之间进行。
细菌抗药性的挑战
随着抗生素的广泛使用，细菌抗药性问题日益严重，这使得研究细菌遗传和基因转移在解 决抗药性问题上具有重要意义。
新兴技术在细菌遗传研究中应用前景
高通量测序技术
高通量测序技术能够快速、准确地测定细菌基因组序列，为研究细菌遗传特性提供了有 力工具。
CRISPR-Cas9技术
CRISPR-Cas9技术是一种新兴的基因编辑技术，可用于研究细菌基因功能和调控机制 ，为细菌遗传研究提供了新的思路和方法。
翻译水平调控
通过影响mRNA的稳定性、翻译 效率或蛋白质翻译后修饰等方式 ，调节蛋白质的合成和活性。
表观遗传学调控
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等 表观遗传学机制，改变基因表达 的模式，实现基因表达的长期记 忆和可遗传性。
遗传稳定性及其影响因素
1 2 3
DNA复制保真度
高保真度的DNA复制酶能够确保DNA复制的准 确性，降低基因突变频率，维持遗传稳定性。
RNA测序
对细菌转录组进行测序， 了解基因表达情况和转录 调控机制。
蛋白质测序
通过质谱技术对细菌蛋白 质进行测序，鉴定蛋白质 的种类和结构。
功能基因组学方法
基因敲除
利用同源重组或CRISPR-Cas9等技术对细菌基因进行敲除，研 究基因功能。
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培养基中 加有青霉素
7.2.2 测定突变的方法──影印培养法：
莱德伯格等（Lederberg J.和Lederberg E. M., 1952）设计。
吸附细菌
丝绒印在母 板上
再印在选择 培养基上
Lederberg J., 1958 Nobel奖获得者， 发现细菌转导和接合
无链霉素
链霉素
筛选出抗链
为Met+。metA（metA+)和metB （metB+)不同基因基
因突变表现出相同的营养缺陷型表型，每一突变型的表型都 是Met-
②. 分解代谢功能的变型： Lac -不能分解乳糖，不能生活在以乳糖为唯一碳源的基本 培养基中。lac Z+ lac Z-, lacY+ lac Y-
③. 抗性突变型： 如抗药性或抗感染性。 例如：青霉素（penr）抗性突变的菌落。 对链霉素抗性表型以Strr, 对链霉素 敏感以Strs表示。
F因子赋予了大肠杆菌的性别，从而有受体与供体的区别
2.F 因子 ⑴．F 因子：又称性因子或致育因子，是一种封闭的环状 DNA
分子，以游离状态存在于细胞质中，是一种附加体。 附加体：既可存在于染色体之外作为一个独立的复制子，
也可整合到细菌染色体中作为细菌复制子的一部分的遗 传因子称为附加体。
携带F因子的菌株称为供体菌或雄性，用F＋表示。 未携带F因子的菌株为受体菌或雌性，用F－表示。
⑵．F 因子的组成： ①原点，转移的起点 ②致育基因，形成F菌毛（接合管） ③配对区，通过交换整合到染色体中成为染色体的一部分。
原点 转移起始点
致育基因
使它具有感染性，其中一些编 码F纤毛（性纤毛）
配对区域
与受体染色体上同源序列配对，交换整合 到受体菌中，成为受体染色体的一部分
⑶．F 因子的三种状态：
4．便于研究基因的作用： 影印培养，易检出营养缺陷型突变，有利于从生化 角度来研究基因的作用。
5．便于研究基因重组： 细菌具有转化、转导和接合作用，可以进行精密的 遗传分析。
6. 便于研究基因结构、功能及调控机制： 细菌的遗传物质简单，易于进行基因定位、
结构分析和分离，基因的表达调控也适于采用生理生化 的方法进行深入研究。 7. 便于进行遗传操作：
这种原养型细胞如何出现？
A、B菌株分别培养在基本 培养基上 一边加压和 吸引使培养液充分混合 结果任何一臂的培养基上 均未长出原养型细菌。
∴直接接触(接合)是原养型 细胞出现的必要条件。
A菌株
B菌株
大分子可 通过，细菌 不能通过
滤片
U型管的实验 （Davis，1950）
7.3.2 F因子及F＋向F－的转移： 1.大肠杆菌的性别 海斯（Hayes W.,1952）证明：接合过程是一种单向 转移，A菌株遗传物质 B菌株，从供体到受体。
在Hfr×F－结合时，细菌染色体由一 小段单链的F因子为前导而转移到F-受体 边进入边合成。一般仅小部分细菌染色 体能够转入，接合中断受体细胞为F－， F因子仍留在供体内。
浙江大学
从模板中挑出抗
霉遗传素学的第菌八系章
9
性和敏感菌系
三、细菌和在遗传研究中的优越性：
1．世代周期短： 大肠杆菌（E.coli）：20 min繁殖一代。
2．便于管理和生化分析：
个体小，一般在 1至几之间，操作管理方便。
3．便于研究基因突变： 裸露的DNA分子，容易受 环境条件的影响而发生突变； 单倍体生物，不存在显性。掩盖隐性问题，隐性突变也能 表现出来。
①.合成代谢功能的突变型(营养缺陷型)： 丧失合成某种营养物质能力，不能在基本培养基上生长； 野生型（原养型）：野生菌株则可在基本培养基上生长。 用不同的选择性培养基 测知突变的特性。
营养缺陷型细菌的表型一般是根据该菌株所不能合成的物质 来命名。取这一物质的前3个字母，第一个字母大写，指出 它们生长所需要的物质。例Met-。相应的原养型的表型记
时间内(如一夜)能裂殖到107个
子细胞 成为肉眼可见的菌落
或克隆(clone)。
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7.1.2 细菌的基因组
一个环状染色体、一个或多个小染色体(质粒)。 裸露的、没有组蛋白和其他蛋白质的结合，易于接受 带有相同或不相同物种的基因或DNA片段的插入。
7.2大肠杆菌的突变型及其筛选 7.2.1大肠杆菌的突变类型
F+细胞：含有F因子的细胞 F-细胞：不含有F因子的细胞 F/因子：带有插入细菌基因的环状F因子 Hfr：高频重组，其染色体中带有一个整合的F因子的品 系 Lfr：低频重组，F+品系
⑷．自主状态时 F 因子独立进行分裂。
⑸．F 因子的传递： 带F 因子的细菌较少。具有F 因子的菌株可以
作为供体。 ∵ F 因子中有形成性伞毛（F pilus）的基因接
染色体结构简单，没有组蛋白和其它蛋白的结合， 更宜于进行遗传工程的操作。
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7.3细菌的接合与染色体作图：
1. 概念：是指原核生物的遗传物质从供体（donor）转移 到受体（receptor）内的过程。
特点：需通过细胞的直接接触。
2．实例：莱德伯格和塔特姆（1946年）： 不同营养缺陷型的大肠杆菌K12：
第七章 细菌的遗传
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7.1细菌的细胞和基因组
7.1.1细菌的细胞
1.形态：细菌主要是单细胞生物， 有球菌、杆菌和螺旋菌。
例外：放线菌的一些种类可形 成丝状的多细胞结构。
2.大小：细胞较小 3.结构：细胞壁、质膜、间体、核质体、
核糖体、荚膜、鞭毛
4. 生殖方式：二分裂
5.涂布和繁殖：每个细胞在较短
A菌株：Met-Βιβλιοθήκη bio- thr+ leu+， 需加甲硫氨酸和生物素。
B菌株：Met+ bio+ thr- leu-， 需加苏氨酸和亮氨酸。
A菌株和B菌株营养缺陷型， 不能在基本培养上生长。
AB菌株混合培养，在完全
培养基上，几小时后离心，涂 布基本培养基上，长出原养型 （Met+ bio+ thr+ leu+）菌落。
合管 F＋ 细胞中的F 因子由接合管向F－传递 F－受体变成F＋。
F＋×F－：先形成接合管，
F因子的DNA边转移边复制，
F－细胞 F＋细胞。
㈡、Hfr菌株的形成及染色体的转移：
F因子整合到细菌染色体上（F＋Hfr 细胞），其繁殖与细菌染色体同步进行。 此时，细菌基因的重组频率增加 4倍以上。 染色体上整合有F因子的菌株，称为Hfr菌株。