细菌的遗传变异

（二）抗原性变异
G-菌失去细胞壁上的LPS 失去特异性O抗原
六、酶活性变异
如：细菌变异
酶活性改变
营养缺陷型细菌
（三）菌落变异 (S-R变异)
细菌菌落由光滑型菌落变为粗糙型菌落 S菌落：表面光滑、湿润、边缘整齐 R菌落：表面粗糙、干燥、边缘不整齐 大多菌初次分离培养为S型，致病力强；但
结核、炭疽和鼠疫杆菌的毒力菌为R型。
高频重组（Hfr):整合入染色体的F质粒成 为线状DNA，仍保留原有的致育功能， 在进行接合转移时能高频率地带动细菌 染色体转移入F-菌株
Hfr菌株 染色体整合有F质粒的菌株
R质粒
接合型抗药质粒：由抗药转移因子（RTF） 和抗药决定子或称抗药基因(r-det)组成
非接合型抗药质粒：没有抗药转移因子， 只有抗药基因(r-det)
常见的插入序列和转座子
IS
bp
Tn 耐药或毒素基因
IS1 768 IS2 1327 IS3 1300 IS4 1426 IS5 1195
Tn1 AP（氨苄青霉素） Tn6 Kan（卡那霉素） Tn10 Tet（四环素） Tn551 Em（红霉素） Tn681 E.coli ET（肠毒素）
整合子（integron，In）：
（二）质粒（plasmid）
定义：细菌染色体外的遗传物质，环状闭合双 股DNA，位于细菌细胞质内，能自我复制、控 制着细菌的某些生物学性状。
（一）质粒的基本特性
1、自主复制 质粒是一个复制子 2、质粒基因常赋予宿主细胞某些特性
3、质粒能从宿主细胞自发消除，但 消除频率很低
4、质粒的转移性 5、不相容性或相容性
位有关的基因，两端
IS Resistance Gene(s) IS
为反向重复序列。
IS Resistance Gene(s) IS
⑵ 转座子（transposon，Tn）：
含转位有关基因及耐药性基因、 抗金
属基因、毒素基因或结构基因等。
Tn可在细菌的染色体和质粒之间、质粒
和质粒之间转移，导致耐药性的播散。。
质粒类型
F质粒(fertility plasmids)—— 编码细菌性菌毛
R质粒(resistance plasmids)—— 编码细菌耐药性
Col质粒——编码大肠埃希菌 的细菌素
代谢质粒
Vi质粒(virulence plasmids)—— 编码细菌毒力因子
F质粒
定义：具有致育性(fertility)，即具有编码 性菌毛，介导细菌之间接合的能力。
是一种运动的DNA分子，具有独特结构可捕获和整合 外源性基因，使之转变为功能性基因的表达单位。 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
①概念：通过性菌毛连接沟通，将遗传物质（质 粒或染色体DNA)从供体菌转移给受体菌的过程。
接合性质粒：F质粒、R质粒、Col质粒、Vi质粒 非接合性质粒(不要求) ： ②常见方式
F＋ 菌
F－菌
电镜下的接合
F质粒的接合
F+ 菌 F+ 菌
F- 菌 性菌毛末端-受体接合桥形成
F质粒形成切口，一条 F- 菌 DNA链进入受体菌内
转化因子：在转化过程中转化的DNA片 段。分子量＜1×107 , ≯10-20个基因。
②实验依据：
肺炎链球菌 荚膜 S型菌落
Ⅲ S型菌
ห้องสมุดไป่ตู้
＋
＋
ⅡR型菌
－
R型菌落 ＋
毒力 ＋ －
小鼠体内肺炎球菌转化试验
③机制：感受态受体菌摄取同源DNA 后发生重组
DNA受体
重组
吸附
摄入
+
突变株
二、接合（conjugation）
细菌的遗传变异
遗传是相对的，变异是绝对的
微生物的变异分遗传性变异和非 遗传性变异
基因型变异：基因突变或基因的转移与 重组
表型变异：由外界环境的影响作用于微 生物引起的变异
遗传性变异 非遗传性变异
原因
基因改变 环境因素
可逆性
不可
可
遗传性
可
不可
变异细菌 个别
全部
细菌的变异现象
（一）形态结构的变异： 形态的变异：如鼠疫耶氏菌：卵圆形杆状→多形性 结构的变异： ①细胞壁变异：有→无 （L型变异） ②荚膜变异：有→无 如肺炎球菌 ③芽胞变异：有→无 如炭疽杆菌 ④鞭毛变异：有→无（H-O变异）如变形杆菌
F+ 菌 F+ 菌
F- 菌 F+ 菌
F质粒留在供体细胞的一 条链进行复制并形成互 补链
❖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。
第三节 基因的转移和重组
转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA
同源重组
重组：受菌获得供菌DNA
非同源重组
类型
基因来源
转化 接合 转导 溶原性转换
供菌 供菌 供菌 噬菌体
转移方式
受菌摄入 通过性菌毛 噬菌体媒介 前噬菌体
一、转化（transformation）
①概念：受体菌直接摄取供体菌裂解后 游离的DNA片段而获得新性状。
致育性和抗药性导致它们成为传染性抗药 因子
3.转座因子
概念:是细菌基因组中能改变自身位置的 一段DNA序列，这种转座作用可以发生 在同一染色体上，也可在染色体之间或 质粒之间，甚至在染色体和质粒之间
种类
⑴ 插入序列（insertion sequence，IS）：
为最简单的或序列较短的Tn，只含与转
（四）毒力变异
减低
13年230代
牛型结核杆菌
BCG
预防结核
增强
β棒状杆菌噬菌体
白喉杆菌
产白喉毒素
白喉
（五）耐药性变异
耐药性：细菌对某种抗菌药物从敏感变 得不敏感。
如：金葡、肺炎球菌、淋球菌、
肠道杆菌、结核杆菌
第一节 细菌的遗传物质
细菌染色体：一条环状双螺旋DNA长链， 按一定构型反复回旋成松散网状结构， 附着在横隔中介体或细胞膜上。
其遗传物质特点：无组蛋白；无核膜包 被；
染色体特征：（1）相对较小，只有一个 复制起点（2）组成操纵子结构（3）无 内含子 （4）大部分DNA是编码蛋白质
（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：
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