细菌的遗传与变异
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22
普遍性转导
Generalized transduction
Potentially any donor bacterial gene can be transferred
Induced by both virulent phages and lysogenic phages
23
局限性转导 Specialized transduction
2.噬菌体的生物学性状 可通过滤菌器 形态有蝌蚪形、丝形及微球形 无完整细胞结构，专性活细胞内寄生 有严格的宿主特异性
www.eku.cc
7
有关噬菌体的定义
毒性噬菌体 (virulent phage)： 感染后在宿主菌 内复制产生大量 子代噬菌体，并 最终裂解宿主菌 的噬菌体
溶原性噬菌体 (lysogenic phage)或温 和噬菌体(temperate phage)：感染后其基因 与宿主菌染色体整合， 不产生子代噬菌体，但 其基因随着宿主菌DNA 复制，分裂而传代的噬 菌体
Only certain donor genes can be transferred
Induced only by lysogenic phages
24
细菌变异的实际应用
1.疾病诊断与防治 2.测定致癌物质 3.流行病学研究 4.基因工程中的应用
25
Peking University Health Science Center
16
细菌变异的机制
2、基因转移和重组(gene transfer and recombination)： 细菌获得外源DNA片段并与自身染色体DNA重组， 引起细菌遗传性状改变
转化 接合 转导 溶原性转换
17
转化 Transformation
供体菌游离的DNA片段直接进入受体菌， 使受体菌获得新的遗传性状
授课内容
一、细菌的遗传物质 二、细菌的变异现象 三、细菌变异的机制
二、细菌的变异现象
1. 形态与结构变异 2. 抗原性变异 3. 菌落变异（S-R变异） 4. 毒力变异（BCG） 5. 耐药性变异
（1）细胞壁缺陷型（L型变异） （2）细菌特殊结构变异
荚膜 鞭毛（H-O变异） 芽胞
BCG：卡介苗 是将有毒力的牛型结核分枝杆菌置 于含甘油、胆汁和马铃薯的培养基中，经13年传 230代，获得的一株毒力减弱而保留抗原性的变异 株，用于结核病的预防。
4
2. 质粒 Plasmid
是细菌染色体外的可独 立复制的遗传物质。由 闭合的双链环状DNA组 成，控制细菌某些特定 的遗传性状，非细菌生 命活动所必须。
5
质粒的特征
自我复制性、可自行丢失或经诱导消除，但细菌仍存活 赋予细菌某些性状特征：F、R、Col and Vi 质粒 转移性：经接合、转化或转导等在细菌间转移
接合性质粒(conjugative plasmid) 非接合性质粒(nonconjugative plasmid) 相容性(compatibility)和不相容性(incompatibility)
6
3. 噬菌体
Bacteriophage
1.定义：是感染细菌和真菌的病毒，其基因组 可作为宿主菌遗传物质的来源。
14
Peking University Health Science Center
授课内容
一、细菌的遗传物质 二、细菌的变异现象 三、细菌变异的机制
三、细菌变异的机制
1、突变mutation ：细菌染色体DNA序列或组成发生突 然而稳定的改变，从而引起细菌遗传性状改变。
ATG CCG TAA TTG ATG CCG AAA TTG ATG CCG TAA GTT G ATG CCG TAT TG
✓类型：insertion sequence（IS） complex transposon
✓Barbara McClintock于20世纪40年代提出。 1983年获 Noble Prize http://nobelprize.org/
IS Tn4
McClintock
1902-1992
Peking University Health Science Center
1928, Griffith发现转化现象 1944，Avery发现转化因子是DNA
可转化的性状：抗原型、抗药性、致病性等
18
肺炎链球菌转化试验
菌
菌
落
落
R
R
S
S
S+Δ
R
R + (S + Δ)
S
接合 Conjugation
细菌通过性菌毛相 互连接沟通，将供 体菌的遗传物质转 移至受体菌，使受 体菌获得新的遗传
3
1. 细菌的染色体 Bacterial chromosome
共价闭合环状双链DNA分子 折叠盘旋成松散网状结构，裸露于胞质内，无核膜 包裹 不含有组蛋白；无内含子、转录后无需剪切 染色体上的耐药基因(drug resistance gene)和致病 岛(pathogenicity island)的存在，反映了细菌种内和 种间存在广泛的遗传交换
第四章 细菌的遗传与变异
Heredity and variation of bacteria
授课内容
一、细菌的遗传物质 二、细菌的变异现象 三、细菌变异的机制
一、细菌的遗传物质
Genetic materials of bacteria
染色体(chromosome) 质粒(plasmid) 前噬菌体(prophage) 转座子(transposon, Tn)
前噬菌体 (prophage)： 整合在宿主菌 染色体上的温 和噬菌体基因， 即为前噬菌体
8
溶原性转换 (lysogenic conversion)
某些前噬菌体可导致细菌基因型和表型 性状发生改变，称为溶原性转换。如：白 喉毒素（β-棒状杆菌前噬菌体）、致热外 毒素的产生是因细菌发生了溶原性转换。
性状的过程
F+
F-
高频重组菌
High frequency recombinant, Hfr
20
jpkc.zju.edu.cn
R plasmid can be transferred by conjugation
• Resistance transfer factor (RTF), encoding for: sex pili for conjugation
Summary
请参见爱课网《医学微生物 学》同一章节的总结内容
WWW.icourwk.baidu.comes.cn
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• R determinant, encoding for: drug resistance multiple drug resistance transposon
RTF
IS
Tn4
抗氨苄青霉素、 磺胺、链霉素
21
转导 Transduction
以噬菌体作为载体，将供体菌 的遗传物质转移至受体菌中， 使受体菌获得新的遗传性状
9
温和噬菌体的溶原性周期
保持溶原 性状态
进入溶 菌周期
吸附
核酸注入
细菌分裂
整合
溶原性细菌
lysogenic bacterium
前噬菌体
prophage
10
毒性噬菌体的溶菌性周期
吸附
核酸注入
生物合成
释放
组装、成熟
11
4. 转座子 RTF
Transposon, Tn
✓是基因组上的一段特殊序列，它能在染色 体、质粒和噬菌体之间自行移动
普遍性转导
Generalized transduction
Potentially any donor bacterial gene can be transferred
Induced by both virulent phages and lysogenic phages
23
局限性转导 Specialized transduction
2.噬菌体的生物学性状 可通过滤菌器 形态有蝌蚪形、丝形及微球形 无完整细胞结构，专性活细胞内寄生 有严格的宿主特异性
www.eku.cc
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有关噬菌体的定义
毒性噬菌体 (virulent phage)： 感染后在宿主菌 内复制产生大量 子代噬菌体，并 最终裂解宿主菌 的噬菌体
溶原性噬菌体 (lysogenic phage)或温 和噬菌体(temperate phage)：感染后其基因 与宿主菌染色体整合， 不产生子代噬菌体，但 其基因随着宿主菌DNA 复制，分裂而传代的噬 菌体
Only certain donor genes can be transferred
Induced only by lysogenic phages
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细菌变异的实际应用
1.疾病诊断与防治 2.测定致癌物质 3.流行病学研究 4.基因工程中的应用
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Peking University Health Science Center
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细菌变异的机制
2、基因转移和重组(gene transfer and recombination)： 细菌获得外源DNA片段并与自身染色体DNA重组， 引起细菌遗传性状改变
转化 接合 转导 溶原性转换
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转化 Transformation
供体菌游离的DNA片段直接进入受体菌， 使受体菌获得新的遗传性状
授课内容
一、细菌的遗传物质 二、细菌的变异现象 三、细菌变异的机制
二、细菌的变异现象
1. 形态与结构变异 2. 抗原性变异 3. 菌落变异（S-R变异） 4. 毒力变异（BCG） 5. 耐药性变异
（1）细胞壁缺陷型（L型变异） （2）细菌特殊结构变异
荚膜 鞭毛（H-O变异） 芽胞
BCG：卡介苗 是将有毒力的牛型结核分枝杆菌置 于含甘油、胆汁和马铃薯的培养基中，经13年传 230代，获得的一株毒力减弱而保留抗原性的变异 株，用于结核病的预防。
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2. 质粒 Plasmid
是细菌染色体外的可独 立复制的遗传物质。由 闭合的双链环状DNA组 成，控制细菌某些特定 的遗传性状，非细菌生 命活动所必须。
5
质粒的特征
自我复制性、可自行丢失或经诱导消除，但细菌仍存活 赋予细菌某些性状特征：F、R、Col and Vi 质粒 转移性：经接合、转化或转导等在细菌间转移
接合性质粒(conjugative plasmid) 非接合性质粒(nonconjugative plasmid) 相容性(compatibility)和不相容性(incompatibility)
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3. 噬菌体
Bacteriophage
1.定义：是感染细菌和真菌的病毒，其基因组 可作为宿主菌遗传物质的来源。
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Peking University Health Science Center
授课内容
一、细菌的遗传物质 二、细菌的变异现象 三、细菌变异的机制
三、细菌变异的机制
1、突变mutation ：细菌染色体DNA序列或组成发生突 然而稳定的改变，从而引起细菌遗传性状改变。
ATG CCG TAA TTG ATG CCG AAA TTG ATG CCG TAA GTT G ATG CCG TAT TG
✓类型：insertion sequence（IS） complex transposon
✓Barbara McClintock于20世纪40年代提出。 1983年获 Noble Prize http://nobelprize.org/
IS Tn4
McClintock
1902-1992
Peking University Health Science Center
1928, Griffith发现转化现象 1944，Avery发现转化因子是DNA
可转化的性状：抗原型、抗药性、致病性等
18
肺炎链球菌转化试验
菌
菌
落
落
R
R
S
S
S+Δ
R
R + (S + Δ)
S
接合 Conjugation
细菌通过性菌毛相 互连接沟通，将供 体菌的遗传物质转 移至受体菌，使受 体菌获得新的遗传
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1. 细菌的染色体 Bacterial chromosome
共价闭合环状双链DNA分子 折叠盘旋成松散网状结构，裸露于胞质内，无核膜 包裹 不含有组蛋白；无内含子、转录后无需剪切 染色体上的耐药基因(drug resistance gene)和致病 岛(pathogenicity island)的存在，反映了细菌种内和 种间存在广泛的遗传交换
第四章 细菌的遗传与变异
Heredity and variation of bacteria
授课内容
一、细菌的遗传物质 二、细菌的变异现象 三、细菌变异的机制
一、细菌的遗传物质
Genetic materials of bacteria
染色体(chromosome) 质粒(plasmid) 前噬菌体(prophage) 转座子(transposon, Tn)
前噬菌体 (prophage)： 整合在宿主菌 染色体上的温 和噬菌体基因， 即为前噬菌体
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溶原性转换 (lysogenic conversion)
某些前噬菌体可导致细菌基因型和表型 性状发生改变，称为溶原性转换。如：白 喉毒素（β-棒状杆菌前噬菌体）、致热外 毒素的产生是因细菌发生了溶原性转换。
性状的过程
F+
F-
高频重组菌
High frequency recombinant, Hfr
20
jpkc.zju.edu.cn
R plasmid can be transferred by conjugation
• Resistance transfer factor (RTF), encoding for: sex pili for conjugation
Summary
请参见爱课网《医学微生物 学》同一章节的总结内容
WWW.icourwk.baidu.comes.cn
怎样在爱课程网上看每章总结和知识点
注册登陆后，添加本门课程，点击开始学习，选
择所需的章节，这时会开始播放课程视频。
在视频下面，有一项为：本章其他资源，点击里 面的演示文稿，就是本章的ppt。在ppt最后有本章 的总结和知识点。
• R determinant, encoding for: drug resistance multiple drug resistance transposon
RTF
IS
Tn4
抗氨苄青霉素、 磺胺、链霉素
21
转导 Transduction
以噬菌体作为载体，将供体菌 的遗传物质转移至受体菌中， 使受体菌获得新的遗传性状
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温和噬菌体的溶原性周期
保持溶原 性状态
进入溶 菌周期
吸附
核酸注入
细菌分裂
整合
溶原性细菌
lysogenic bacterium
前噬菌体
prophage
10
毒性噬菌体的溶菌性周期
吸附
核酸注入
生物合成
释放
组装、成熟
11
4. 转座子 RTF
Transposon, Tn
✓是基因组上的一段特殊序列，它能在染色 体、质粒和噬菌体之间自行移动